DE517221C - Geschwindigkeitswechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Geschwindigkeitswechselgetriebe für solche Antriebe, bei denen der angetriebene Teil irgendwelche Reaktionsdrücke auf den Antrieb ausübt, wie das z. B. bei Schiffshebewerken, Baggern, Schrägaufzügen, Spannvorrichtungen, Rammen, Winden, Klappbrücken ο. dgl. der Fall ist. Wird bei solchen Antrieben die eine Kupplung aufgehoben, ohne daß zugleich eine weitere Kupplung für eine andere Geschwindigkeitsstufe eingerückt wird, wie dies z. B. bei Automobilgetrieben der Fall ist, dann besteht die Gefahr, daß der angetriebene Teil nunmehr das Getriebe mit sich reißt und durchgeht, herabfällt oder sonst in irgendeiner Weise unerwünschte Bewegungen ausführt.

Es sind Wechselgetriebe bekannt, bei denen ein gemeinsames Gestänge für zwei einander zugekehrte Kupplungen vorgesehen ist, jedoch ergibt sich beim Umkuppeln eine Freifallstellung. Ferner gibt es Windwerksgetriebe mit kontinuierlich veränderlicher Geschwindigkeit bei gleichbleibendem übertragenem Drehmoment, welche mit Planetengetriebe und zwei miteinander verbundenen Bremsen arbeiten, von denen die eine während der Entlastung der anderen belastet wird.

Im vorliegenden Fall handelt es sich um ein Wechselgetriebe mit zwei oder mehreren Geschwindigkeitsstufen und entsprechend verschieden großen Drehmomenten. Diese verschiedenen Geschwindigkeitsstufen werden durch wechselweises Kuppeln der Übersetzungszahnräder mit der angetriebenen Welle erzielt. Die Kupplungsgestänge sind miteinander verbunden, und zwar so, daß der Belastung der einen Kupplung eine Entlastung einer anderen Kupplung entspricht. Die Entlastung der einen und Belastung der anderen Kupplung erfolgt durch Veränderung des Angriffpunktes der Kupplungskräfte oder durch Veränderung der Größe dieser Kräfte in jeder Stellung so weit, daß das von beiden Kupplungen übertragbare Gesamtdrehmoment größer ist als das höchste von den angetrie-» benen Teilen ausgeübte rückwirkende Moment. Es ist damit bei jeder Schaltung eine gewisse willkürliche, von vornherein zu bemessende Sicherheit gegen unerwünschte Bewegungen des angetriebenen Teiles gegeben.

Die. Verringerung und Vergrößerung der Kupplungsdrücke kann auf elektrischem, pneumatischem oder rein mechanischem Wege erfolgen. Ein Beispiel für den letzteren Weg ist in der Zeichnung dargestellt.

In Abb. ι der Zeichnung ist ein solches Getriebe schematisch dargestellt.

Abb. 2 zeigt ein Diagramm der von den Kupplungen übertragbaren und übertragenen Momente,

Abb. 3 ein Diagramm der an der Motorwelle wirkenden Momente, und

Abb. 4 gibt eine praktische Ausführungsmöglichkeit des Getriebes wieder.

Auf der treibenden Welle sind zwei Übersetzungszahnräder 2 und 3 aufgekeilt, welch;.' mit den entsprechenden Zahnkränzen 4 und 5 kämmen. Der Zahnkranz 4 ist an einem Kupplungsteil 6 befestigt, der mit einem Innenkegel 7 versehen ist und sich auf der Welle 8 lose dreht. In den Innenkegel 7 greift ein Außenkegel 10 ein, welcher längsverschiebbar, aber mit der Welle 8 drehbar verbunden und auf dieser gelagert ist. In ähnlicher Weise ist der Zahnkranz 8 an einem Kupplungsteil 12 mit Innenkegel 13 gelagert, in den der Außenkegel 14 eingreift. Die beiden Kupplungen werden durch Winkelhebel 15 und 16 ein- und ausgerückt, an die Verbindungsstangen 17 und 18 angreifen, welche durch ein Gestänge 19, 20, 21, 22 miteinander verbunden sind. Auf der Stange 22 ist ein Gewicht 23 längsverschiebbar. Die Vorrichtung wirkt in folgender Weise: Das Gewicht 23 soll sich in Stellung I auf der Stange 22 befinden, die Kupplung 7/10 ist eingeschaltet und die Kupplung 13/14 gelöst. Der Motor hat die Last angefahren, die Beschleunigungsperiode ist beendet. Der Motor läuft jetzt nur noch mit halber Belastung, wie durch die Linie D im Diagramm nach Abb. 3 gekennzeichnet, er kann also zum schnelleren Antrieb benutzt werden. Der vom Gewicht 23 erzeugte Kupplungsdruck an der Kupplung 7/10 ist so groß¹, daß ein, wie aus dem Diagramm nach Abb. 2 ersichtlich, 2V₂fach größeres Drehmoment übertragen werden könnte als dasjenige, mit welchem der angetriebene Teil oder die angetriebenen Teile auf das Getriebe rückwirken.

Verschiebt man nun das Gewicht 23 nach rechts, so wird infolge der verkürzten Hebelarme die Belastung der Kupplung 7/ro verringert, die Größe des übertragbaren Drehmomentes und damit die Sicherheit nimmt ab. In Stellung II beträgt die Sicherheit das i,25fache. Verschiebt man das Gewicht weiter nach rechts, so nimmt auch das mit der Kupplung 7/10 übertragbare Moment weiter ab (Linie« in Abb. 2).

Zu gleicher Zeit wird aber die Kupplung 13/14 eingerückt, deren Momentenkurve e langsam steigt. Die Zunahme und Abnahme der Momente ist so bemessen, daß' das übertragbare Gesamtmoment (Linie/) größer ist als das wirklich zu übertragende höchste Drehmoment (Linie g). Die schraffierte Linie & gibt das von der Kupplung 7/1 ο tatsächlich S5 übertragene Moment, die schraffierte Linie e das von der Kupplung 13/14 übertragene Drehmoment an. Da die Linie/ über der Linie g liegt, ist das übertragbare Drehmoment während des Umkuppelns größer als das wirklich übertragene Gesamtmoment. Es ist also immer eine gewisse Sicherheit gegen Rückwirkungen des angetriebenen Teiles vorhanden.

Das resultierende Drehmoment an der Motorwelle steigt dabei vom halben bis auf das volle Drehmoment, wie aus dem Diagramm nach Abb. 3 ersichtlich.

Während des Verschiebens von der Stellung II in die Stellung III wird die Übertragung der Arbeit immer mehr von der Kupplung 13/14 übernommen. Die Kupplung 7/10 fängt an zu schleifen, und, da der Teil 6 infolge der Übersetzung 2/4 langsamer läuft, sucht die Kupplung 7/10 die Geschwindigkeit der angetriebenen Welle schließlich zu verzögern. Im Diagramm nach Abb. 2 äußert sich das darin, daß· die Momentenkurve & bei c ins Negative übergeht. Entsprechend hat dann die Kupplung 13,. 14 ein etwas höheres Drehmoment d zu übertragen. Auch das resultierende Drehmoment an der Motorwelle (Abb. 3) weist an dieser Stelle eine Spitze auf.

Ist das Gewicht in Stellung III angekommen, so ist die Kupplung 7/10 völlig abgeschaltet. Der Motor überträgt · das volle Drehmoment. Bewegt man das Gewicht 23 weiter bis in Stellung IV, so steigt nur noch die Sicherheit, und zwar bis auf 1,5 des höchsten übertragenen Drehmoments.

Da die Verschiebung des Gewichtes 23 auf einer verhältnismäßig langen Strecke unbequem ist, kann das Getriebe nach Abb. 4 ausgeführt werden. Die entsprechenden Teile sind wie in Abb. 1 gezeichnet. Das Kupplungsgestänge besteht in diesem Falle aus einem Winkelhebel 25, an dem das Gewicht 23 mit einem um den Punkt 26 drehbaren Handhebel 27 angreift. Beim Schwenken des Gewichtes bzw. Hebels wird in ähnlicher Weise wie in Abb. 1 der Angriffspunkt des Gewichtes verschoben. Dabei wird der Winkelhebel 2 5 ausgeschwenkt. Er teilt seine Bewegung je nach der Stellung des Gewichtes entweder über den Hebel 24 dem Gestänge 28/29 der Kupplung 7/10 oder über den Hebel 24 dem Gestänge 30/31 der Kupplung 13/14 mit.

In den Zwischenstellungen wirkt nicht das ganze Gewicht gleichmäßig auf das Gestänge ein. Deshalb ist ein zweites Gewicht 32 vorgesehen. Das erste Gewicht 23 ruft namentlich die Sicherheit in den Endstellungen, das zweite Gewicht die Sicherheit während des Umkuppelns hervor. Der Verlauf der Momente ist dabei genau derselbe wie in den Diagrammen nach Abb. 2 und 3, das Umkuppeln erfolgt nur in sehr kurzer Zeit.

Statt das Gewicht durch Umlegen des Handhebels 27 zu bewegen, kann man auch am entgegengesetzten Hebelarm des Hebels 27 einen Handgriff oder Fußtritt anbringen,

um mit diesem die Wirkung des Gewichtes auf das Kupplungsgestänge aufzuheben bzw. sozusagen auf die andere Seite des Hebels zu verschieben.

Damit z. B. beim Antrieb durch Explosionsmotoren oder sonstige nicht unter Last anlaufende Motoren während der Anlaufperiode auch beide Kupplungen zusammen ausgeschaltet werden können, ist noch ein

ίο zusätzliches Hebelwerk angebracht, welches aus dem Handhebel 3 5 und einer Kuppelstange 36 besteht, die an dem Hebel 24 angreift. Mit diesem Handhebel können die Hebel 31 und 29 nach außen gedrückt und somit beide Kupplungen entlastet werden.

Das Getriebe kann auch dann Anwendung finden, wenn mehr als zwei Übersetzungen vorhanden sind. Es muß dann das Gestänge sinngemäß derartig eingerichtet werden, daß der Entlastung einer Kupplung immer die Belastung einer anderen entspricht, und zwar so, daß immer eine gewisse Sicherheit vorhanden ist. Bei der Anordnung nur zweier Übersetzungen bzw. Kupplungen bringt man zweckmäßig die Kupplungen derartig auf der Welle an, daß sie einander zugekehrt sind. Dadurch wird das Gestänge verhältnismäßig einfach.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Geschwindigkeitswechselgetriebe mit Kupplungen für die einzelnen Geschwindigkeitsstufen, bei dem der oder die angetriebenen Teile einen dauernden Reaktionsdruck auf das Getriebe ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt der Kupplungskräfte auf einem beiden Kupplungen gemeinsamen Gestänge wandert oder die Größe dieser Kräfte stetig geändert wird, derart, daß in jeder Stellung die Summe der von beiden Kupplungen übertragbaren Drehmomente größer ist als die von dem angetriebenen Teil auf das Getriebe rückwirkenden Momente.
2. 2. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (26) des gewichtsbelasteten Hand- oder Fußhebels (27) auf dem einen Arm (25) eines doppelarmigen Hebels (25) liegt, der auf das Kupplungsgestänge (24, 28, 29, 30, 31) einwirkt.
3. 3. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftübergang von der einen zur anderen Kupplung allmählich durch Schwenken des auf dem Hand- oder Fußhebel (27) befestigten Belastungsgewichtes (23) der einen Kupplung um den Drehpunkt (26) erfolgt, wodurch gleichzeitig die Wirkung des Belastungsgewichtes (32) der anderen Kupplung allmählich aufgehoben wird.
4. 4. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge in an sich bekannter Weise abschaltbar ist zu dem Zwecke, beide Kupplungen, z. B. während des Anlassens des Antriebsmotors, vom Kupplungsdruck vollständig zu entlasten.
5. 5. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen in an sich bekannter Weise einander zugekehrt auf dieselbe Welle gesetzt sind, so daß jedesmal die Einrückbewegungen und die Ausrückbewegungen der beiden Kupplungen entgegengesetzt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnunger.