DE532386C - Two-speed gearboxes, especially for motor vehicles - Google Patents
Two-speed gearboxes, especially for motor vehiclesInfo
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Description
Zweigangwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Zahnräderwechselgetriebe, die aus einem direkten und einem Übersetzungsgang bestehen. Sie kann überall dort Anwendung finden, wo bei ausgeschalteter Kupplung und Aussetzen der Antriebskraft die angetriebene Welle in der Umdrehungszahl langsamer abnimmt als die treibende, wie dies besonders bei Kraftfahrzeugen der Fall ist. Erfindungsgemäß soll das Getriebe ohne eigene Reibungskupplung zur Anwendung kommen.Two-speed change transmission, especially for motor vehicles The invention refers to gear change transmissions that consist of a direct and a transmission gear exist. It can be used anywhere where the clutch is switched off and exposing the driving force to slow the driven shaft in the number of revolutions decreases than the driving force, as is particularly the case with motor vehicles. According to the invention, the transmission should be used without its own friction clutch.
Es ist schon öfters vorgeschlagen worden, bei Kraftfahrzeugen neben dem gewöhnlichen Getriebe ein weiteres Zusatzgetriebe vorzusehen, das die Zahl der möglichen Geschwindigkeitsgänge, besonders bei Verwendung von Planetenrädergetrieben als Hauptgetriebe, vermehrt. Zur Schaltung solcher Zusatzgetriebe ist- es aber immer notwendig, entweder eine besondere Reibungskupplung für diese Getriebe anzuordnen oder durch die Hauptreibungskupplung für die Zeit der Schaltung die Verbindung zum Motor zu lösen. Nach der Erfindung wird dies überflüssig, und zwar dadurch, daß unter Verwendung von zwei Klauenkupplungen mit abgeschrägten Stirnflächen der Klauenzähne diese Kupplungen wechselweise derart geschaltet werden, daß sie infolge der Abschrägung als Überholungskupplungen wirken, die, ohne daß sie eine mittlere Ruhestellung einnehmen können, erst bei annähernd gleicher Geschwindigkeit der Kupplungsglieder zum Eingriff gelangen. Die Ausbildung einer Klauenkupplung mit abgeschrägten Stirnflächen der Klauenzähne in solcher Weise, daß sie bei bestimmtem Geschwindigkeitsverhältnis der Kupplungsteile zueinander als Überholungskupplung wirkt, ist schon vorgeschlagen worden. Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, zwei solche Klauenkupplungen so zur Anwendung zu bringen und so wechselweise zu schalen, daß bei ihnen immer die Wirkung als- Überholungskupplung eintreten muß; mit anderen Worten, da es sich um ein wechselweises Kuppeln bei einem Zweiganggetriebe handelt, werden erfindungsgemäß beim Lösen der einen der beiden Kläuenkupplungen zwangläufig die Kupplungshälften der anderen Klauenkupplung federnd aneinander angedrückt. Dadurch, daß dieses Schalten ohne die Einnahme einer- mittleren Ruhestellung vor sich geht, ist immer gewährleistet, daß zum Zeitpunkt der Berührung der beiden Kupplungshälften, die zum Eingriff gelangen sollen, ein bestimmtes Geschwindigkeitsverhältnis derselben zueinander obwaltet. Es kann also niemals eintreten, daß die eine Kupplungshälfte, die zur Wirkung der Kupplung als überholungsktipplung langsamer laufen muß als die andere, zum Zeitpunkt der Schaltung etwa schneller läuft, so daß die Wirkung als Überholüngskupplung nicht möglich wäre, sondern ein plötzliches Ineinandergreifen der Kupplungshälften einträte, das zu Zerstörungen führen müßte. Am einfachsten erfolgt die Ausbildung des erfindungsgemäßen Zweiganggetriebes mit den beiden Klauenkupplungen in solcher Weise, daß: eine verschiebbare Muffe angeordnet wird, deren beide Enden mit Kupplungsklauen versehen sind, wobei die Klauenzähne im gleichen Sinne abgeschrägt sind,. so daß ihre Stirnflächen im wesentlichen parallel zueinander laufen. Bei Verwendung einer solchen Kupplungsmuffe ist die wechselweise Wirkung der Kupplungen als Überholungskupplungen gewährleistet unter der Voraussetzung, daß ihre Schaltung ohne Einnahme einer mittleren Ruhestellung in solcher Weise vorgenommen wird, daß die zum Eingriff bestimmten Kupplungshälften aneinander angedrückt werden, unverzüglich, nachdem das Lösen der anderen Kupplung vor sich gegangen ist.It has been proposed several times to be used in addition to motor vehicles To provide the usual gear with another additional gear that the number of possible speed gears, especially when using planetary gears as the main transmission, increased. However, it is always necessary to switch such additional gears necessary to either arrange a special friction clutch for this gearbox or through the main friction clutch for the duration of the shift the connection to the Motor to solve. According to the invention, this is superfluous, in that using two claw couplings with bevelled end faces of the claw teeth these clutches are switched alternately in such a way that they are due to the bevel act as overrunning clutches which, without taking up a mean rest position can, only at approximately the same speed of the coupling members to engage reach. The formation of a claw coupling with beveled faces of the Claw teeth in such a way that they work at a certain speed ratio the coupling parts to each other acts as an overhaul clutch, has already been proposed been. The essence of the invention now consists in two such dog clutches to be applied in such a way and to be peeled alternately in such a way that always with them the effect as an overrunning clutch must occur; in other words, since it is an alternating coupling in a two-speed transmission is provided according to the invention when loosening one of the two claw couplings, the coupling halves inevitably the other dog clutch pressed against each other resiliently. Because this switching without taking a middle rest position, it is always guaranteed that at the time of contact of the two coupling halves that come into engagement are supposed to maintain a certain speed ratio of the same to each other. So it can never happen that the one coupling half that is responsible for the action of the As an overhaul clutch, clutch must run slower than the other at the time the circuit runs roughly faster, so that it does not act as an overrunning clutch would be possible, but a sudden interlocking of the coupling halves would occur, that would have to lead to destruction. The easiest way to do this is to train of the two-speed transmission according to the invention with the two dog clutches in such Way that: a sliding sleeve is arranged, both ends of which with coupling claws are provided, the claw teeth are beveled in the same sense. so that their end faces run essentially parallel to one another. When using a Such a coupling sleeve is the alternating effect of the clutches as overrunning clutches guaranteed provided that their circuit without taking a mean Rest position is made in such a way that the intended engagement Coupling halves are pressed against each other immediately after loosening the another clutch has gone on.
Vorzugsweise soll das Zweigangwechselgetriebe, wie an sich bekannt, in folgender Weise ausgebildet sein: Die treibende und die getriebene Welle werden gleichachsig zueinander angeordnet, und seitlich von ihnen findet eine Zwischenwelle ihren Platz, auf der zwei Zahnräder fest aufgekeilt sind, von denen eines mit einem fest auf der einen Hauptwelle sitzenden Zahnrad und das andere mit einem lose auf der anderen Hauptwelle sitzenden Zahnrad dauernd im Eingriff ist; mit einer der beiden Hauptwellen läuft die vorher beschriebene Klauenmuffe um, die wechselweise Verbindung- mit einem der auf den Hauptwellen angeordneten Räder herstellen kann.Preferably, the two-speed change transmission, as known per se, should be designed in the following way: The driving and the driven shaft are arranged coaxially to one another, and to the side of them there is an intermediate shaft its place, on which two gears are firmly keyed, one of which with one The gear wheel is firmly seated on one main shaft and the other is loosely attached to it the other main shaft seated gear is continuously engaged; with one of the the previously described claw sleeve runs around both main shafts, which alternately Can establish connection with one of the wheels arranged on the main shafts.
Im weiteren Ausbau der Erfindung soll das Einrücken der Klauenkupplungen in bekannter Weise durch Federn bewirkt-werden, die mittels eines Hebels gespannt werden, der -wahlweise nur in die eine oder in die andere Endstellung gelegt werden kann und keine mittlere Ruhestellung besitzt.In the further development of the invention, the engagement of the dog clutches is intended caused in a known manner by springs, which are tensioned by means of a lever be, which -selectively only be placed in one or the other end position can and does not have a middle rest position.
In Abb. i der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführung eines solchen erfindungsgemäßen Getriebes schematisch dargestellt.In Fig. I of the drawing, for example, is an embodiment of such Transmission according to the invention shown schematically.
Auf der Antriebswelle i sitzt lose gelagert das Zahnrad 2. Die Kupplungsmuffe 3 dreht sich mit der Antriebswelle, ist aber auf dieser verschiebbar. Das Ende der Antriebswelle i greift mit einem Zapfen q. lose in die,getriebene Welle 5 ein, auf der das Zahnrad 6 fest aufgekeilt ist. Die Hinundherbewegung der Muffe 3 wird durch einen Hebel- 7 unter Zwischenschaltung von zwei Federn 8 und g bewirkt. Die Muffe kann mit ihren beiden Enden vermittels Klauen in entsprechende Klauen der Zahnräder 2 und 6 wechselweise eingreifen: Parallel zu der treibenden und getriebenen Welle ist eine Zwischenwelle i o gelagert, auf der ein Zahnrad i i dauernd im Eingriff mit Zahnrad 2 und ein Zahnrad 12 dauernd im Eingriff mit Zahnrad 6 ahfgekeilt sind. Das Übersetzungsverhältnis kann beispielsweise so gewählt sein, daß bei Einschaltung des Getriebes, d. h. bei Verbindung der Muffe mit dem Zahnrad 2, die getriebene Welle einhalbmal schneller läuft als die treibende, so daß also eine Übersetzung ins Schnellere eintritt. Ist die Muffe 3 im Eingriff mit Zahnrad 6, so laufen treibende und getriebene Welle mit gleicher Drehzahl, und das Getriebe läuft leer mit.Gear wheel 2 sits loosely on drive shaft i. The coupling sleeve 3 rotates with the drive shaft, but can be moved on it. The end of Drive shaft i engages with a pin q. loosely in the driven shaft 5 on which the gear 6 is firmly keyed. The reciprocation of the sleeve 3 is through causes a lever 7 with the interposition of two springs 8 and g. The socket can with both ends by means of claws in corresponding claws of the gears 2 and 6 intervene alternately: parallel to the driving and driven shaft an intermediate shaft i o is mounted on which a gear i i is continuously engaged with gear 2 and a gear 12 are permanently in engagement with gear 6 ahfgekeilt. The transmission ratio can be selected, for example, so that when switched on of the transmission, d. H. when connecting the sleeve with the gear 2, the driven Wave runs half times faster than the driving one, so that a translation enter the faster. If the sleeve 3 is in engagement with the gear wheel 6, driving forces run and driven shaft with the same speed, and the gearbox runs idle.
Die Stirnflächen der einzelnen Klauen sind gegen die Ebene senkrecht zur Drehachse in solcher Weise abgeschrägt, daß die Kupplungen als überholungskupplungen wirken. Es soll durch diese Abschrägung nicht etwa das Eingreifen der Zähne beschleunigt werden, sondern im Gegenteil, die Zähne sollen so lange voneinander abgewiesen werden, als die Drehzahlen der einzuschaltenden Kupplungsglieder voneinander verschieden sind bzw. so lange, bis das zuerst schnellere Kupplungsglied beginnt, das langsamere zu werden.The end faces of the individual claws are perpendicular to the plane beveled to the axis of rotation in such a way that the clutches are used as overrunning clutches works. This bevel is not intended to accelerate the engagement of the teeth on the contrary, the teeth should be turned away from each other for so long than the speeds of the coupling members to be engaged are different from one another are or until the first faster coupling link begins, the slower one to become.
In Abb. 2 und 3 ist dies schematisch dargestellt, und zwar bei abgewickelter Kupplungsmuffe. Bei Leerlauf der Kupplung gleiten die Zähne verhältnismäßig sanft aufeinander und weisen sich gegenseitig ab. Die Weichheit dieses Gleitens kann noch dadurch erhöht werden, daß man den ganzen Vorgang sich in öl oder Fett abspielen läßt.In Fig. 2 and 3 this is shown schematically, with the unwound Coupling sleeve. When the clutch is idling, the teeth slide relatively smoothly each other and reject each other. The softness of this glide can still be increased by the fact that the whole process takes place in oil or fat leaves.
In Abb. 2 sollen die oberen Zähne zu dem Kupplungsglied des Rades ?-gehören, während die der Muffe 3 darunter dargestellt sind. Die Pfeile A und B zeigen die Drehrichtung an, während Pfeil C die Druckrichtung der Feder 8 angibt.In Fig. 2 the upper teeth are supposed to belong to the coupling element of the wheel, while those of the sleeve 3 are shown below. The arrows A and B indicate the direction of rotation, while arrow C indicates the direction of pressure of the spring 8.
Bei Abb. 3 gehören die oberen Zähne zur Muffe 3 und die unteren zu Rad 6. Die Drehrichtung ist wieder durch die Pfeile A und B und die Federdruckrichtung durch den Pfeil C angegeben.In Fig. 3, the upper teeth belong to sleeve 3 and the lower teeth to wheel 6. The direction of rotation is again indicated by arrows A and B and the direction of spring pressure is indicated by arrow C.
Es ließe sich denken, daß man nur das eine Kupplungsglied mit abgeschrägten Klauenstirnseiten versähe, während die Klauenstirnseiten des anderen Gliedes in anderer Weise (z. B. Rollen) leicht gleitend gemacht wären, doch wird man im allgemeinen die gleichartige Ausbildung beider Kupplungsglieder vorziehen.It might be thought that you only have the one coupling link with beveled Claw front sides, while the claw front sides of the other link in would be made to slide easily in another way (e.g. rolls), but one will in general prefer the similar design of both coupling links.
Nimmt man an, es hätte direkter Antrieb durch das erfindungsgemäße Getriebe stattge= funden, d. h. die Muffe 3 ist mit dem Rad 6 in Eingriff gewesen und man will die Übersetzung einschalten, so wird man den Hebel 7 in der Pfeilrichtung Z bewegen und gleichzeitig oder gleich darauf die Antriebskraft wegnehmen. Dadurch kommen die Klauen zwischen der Muffe 3 und dem Rad 6 außer Eingriff, und gleichzeitig wird die Feder 8 gespannt. Infolge des übersetzungsverhältnisses der Zahnräder läuft das Rad 2 langsamer als die Muffe 3. Die Klauen der Muffe 3 werden also, wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, auf den schrägen Flächen der Klauen des Rades 2 entlanggleiten. Infolge der Verringerung der Umdrehungszahl der treibenden Welle, der die Antriebskraft genommen ist und die in den meisten Fällen infolge der Eigenreibung einer Bremswirkung unterliegt, die nötigenfalls auch künstlich erhöht werden könnte, wird sich die Drehzahl der in fester Verbindung mit der treibenden Welle befindlichen Muffe 3 sehr schnell verringern, und zwar schneller, als die Drehzahl des Rades 2 abnimmt, da dieses Rad voraussetzungsgemäß mit einer größeren Schwungmasse in Verbindung steht. Es werden also innerhalb kurzer Zeit die Drehzahlen der beiden Klauen gleich werden, und die Klaue des Rades 2 wird beginnen, die der Muffe 3 zu überholen. Sobald dies eintritt, wird die Kupplung wirksam, denn jetzt. wird sich z. B. die Kante 2o mit ihrer Spitze gegen die Spitze der Kante 30 legen, so daß nunmehr das Einschieben der Klauen in die gegenüberliegenden Lücken infolge des Drucks der Feder 8 vor sich geht. Natürlich ist ein kleines Spiel- zwischen Klauenbreite und Lückenbreite vorgesehen. Nun läßt man den Kraftantrieb wieder auf die treibende Welle i wirken, die nun von der Muffe 3 über die Räder 2, 11, 12 und 6 die Welle 5 antreibt.Assume that it had direct drive from the invention Transmission took place, d. H. the sleeve 3 has been in engagement with the wheel 6 and you want to turn on the translation, you will use the lever 7 in the direction of the arrow Move Z and at the same time or immediately afterwards remove the driving force. Through this come the claws between the sleeve 3 and the wheel 6 out of engagement, and at the same time the spring 8 is tensioned. As a result of the translation ratio the Toothed wheels, wheel 2 runs slower than sleeve 3. The claws of sleeve 3 are so, as can be seen from Fig. 2, on the inclined surfaces of the claws of the wheel 2 slide along. As a result of the reduction in the number of revolutions of the driving shaft, which has taken the driving force and in most cases as a result of its own friction is subject to a braking effect which, if necessary, could also be artificially increased, is the speed of the is in fixed connection with the driving shaft Reduce sleeve 3 very quickly, faster than the speed of the wheel 2 decreases, as this wheel is required to have a larger centrifugal mass in Connection. So it will be the speeds of the two within a short time Claws will be the same, and the claw of wheel 2 will begin to follow that of sleeve 3 too overtake. As soon as this occurs, the clutch takes effect, because now. will be z. B. place the edge 2o with its tip against the tip of the edge 30 so that now the insertion of the claws into the opposite gaps as a result of the Pressure of the spring 8 is going on. Of course there is a little play between claw width and gap width provided. Now you let the power drive back on the driving force Wave i act, which is now from the sleeve 3 via the wheels 2, 11, 12 and 6 the wave 5 drives.
Will man von der so erreichten Stellung wieder in den direkten Antrieb übergehen, so wird der Hebel ? in der Richtung des Pfeiles D bewegt, so daß die linke Klauenkupplung ausgerückt wird unter gleichzeitiger Spannung der Feder 9. Gegebenenfalls kann es erforderlich sein, auch hierbei die Antriebskraft wegzunehmen, damit keine unnötig starke Feder benötigt wird, um die Klauenkupplung unter Belastung ausrücken zu können. Die Klauen des Rades 6 bewegen sich nun in gleicher Weise unter dauernder Abweisung an den rechten Klauen der Muffe 3 vorbei, wie vorher die linken Klauen der Muffe 3 an den Klauen des Rades 2, da sich jetzt die getriebene Welle schneller dreht als die treibende Welle. Damit beide auf gleiche Umlaufszahlen kommen, ist es nötig, den Antrieb zu beschleunigen, was sehr schnell erfolgt, da die treibende Welle zur Zeit leer läuft. In der rechten Klauenkupplung spielt sich nun der gleichartige Vorgang ab, wie er vorher für die linke beschrieben wurde. Wie in Abb. 3 dargestellt, läuft zunächst Rad 6 schneller als Muffe 3, so daß die oberen Klauen von den unteren abgewiesen werden. Sobald die Drehzahl der Muffe 3 der des Rades 6 gleichgekommen ist und Muffe 3 beginnt, Rad 6 zu überholen, findet. das Mitnehmen der zurückbleibenwollenden Kupplungshälfte durch die voreilende statt, so wie vorher beschrieben, so daß die Feder 9 jetzt vollen Eingriff der Klauen herbeiführen kann. Im übrigen wird dieses Mitnehmen der zweiten Kupplungshälfte durch die voreilende immer verhältnismäßig sanft vor sich gehen, da ja, nachdem vorher gleiche Geschwindigkeit erreicht worden war, im Höchstfalle nur die während der Zurücklegung einer Klauenteilung erreichte Relativgeschwindigkeit stoßartig wirksam werden kann.If you want to move from the position you have reached in this way back to direct drive pass over, so will the lever? moved in the direction of arrow D so that the The left claw clutch is disengaged while the spring 9 is tensioned at the same time. If necessary, it may be necessary to remove the driving force here too, so that no unnecessarily strong spring is required to keep the dog clutch under load to be able to move out. The claws of the wheel 6 now move below in the same way permanent rejection past the right claws of the sleeve 3, as before the left Claws of the sleeve 3 on the claws of the wheel 2, there is now the driven shaft rotates faster than the driving shaft. So that both come to the same numbers in circulation, it is necessary to accelerate the drive, which happens very quickly because the driving force Wave is currently running empty. The same type now plays in the right claw coupling Process as it was previously described for the left. As shown in Fig. 3, First wheel 6 runs faster than sleeve 3, so that the upper claws from the lower be rejected. As soon as the speed of the sleeve 3 has equaled that of the wheel 6 and sleeve 3 begins to overtake wheel 6. taking away those who want to stay behind Coupling half instead of the leading one, as previously described, so that the Spring 9 can now bring about full engagement of the claws. Otherwise this will Taking the second coupling half along with the leading half is always proportionate proceed gently, since yes, after having reached the same speed beforehand was, in the maximum case only achieved during the laying of a claw division Relative speed can be effective abruptly.
Es wurde hier der Vorgang für ein Übersetzungsgetriebe geschildert, der sich bei einem Untersetzungsgetriebe analog abwikkelt.The process for a transmission gear was described here, which is developed in the same way in a reduction gear.
Die Schaltung des erfindungsgemäßen Getriebes soll derart sein, daß nur eine der beiden Endstellungen gewählt werden kann. Eine Zwischenstellung, bei der die Muffe 3 dauernd ausgerückt wäre, soll nicht möglich sein. Zu diesem Zwecke ist beispielsweise eine Anordnung vorgesehen, wie sie Abb. ¢ zeigt. Hierbei ist der Stellhebel 7 mit einer Stützrast 13 versehen, und gegen diese wirkt eine um einen Querbolzen 1q. schwenkbare Druckfeder 15, durch die der Stellhebel nur in seinen äußersten Stellungen gegen Anschläge i9 in Ruhe gehalten wird. Von dem Stelhebel 7 führt ein Lenker 16 zu einem um die Achse 17 schwingbaren Hebel 18, welcher unter Vermittlung der Federn 8 und 9 an der Muffe 3 angreift.The circuit of the transmission according to the invention should be such that only one of the two end positions can be selected. An intermediate position at which the sleeve 3 would be permanently disengaged should not be possible. To this end For example, an arrangement is provided as shown in Fig. ¢. Here is the adjusting lever 7 is provided with a support detent 13, and one acts against this a cross bolt 1q. pivotable compression spring 15, through which the control lever is only in its extreme positions against attacks 19 is kept at rest. From the lever 7 leads a link 16 to a lever 18 which can be pivoted about the axis 17 and which under Mediation of the springs 8 and 9 on the sleeve 3 engages.
Das erfindungsgemäße Getriebe kann vielseitige Verwendung finden, so z. B. bei Kraftfahrzeugen. Hier bietet es den Vorteil, daß es ermöglicht, auf einfache Weise die Zahl der Gänge bei einem Kraftfahrzeug zu verdoppeln, also z. B. aus einem Zweigangwechselgetriebe ein Viergangwechselgetriebe oder aus einem Dreigangwechselgetriebe ein Sechsgangwechselgetriebe zu machen, ohne daß für das zusätzliche Getriebe eine besondere Reibungskupplung erforderlich ist. Es ist auch nicht notwendig, die dem ersten Getriebe evtl. vorgeschaltete Reibungskupplung zur Schaltung des Zusatzgetriebes zu benutzen.The transmission according to the invention can be used in many ways, so z. B. in motor vehicles. Here it has the advantage that it enables on easy way to double the number of gears in a motor vehicle, so z. B. from a two-speed gearbox a four-speed gearbox or from one Three-speed change gearbox to make a six-speed change gearbox without the need for that additional gear a special friction clutch is required. It is also it is not necessary to use the friction clutch that may be connected upstream of the first gear To use the gearshift of the additional gear.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit für das erfindungsgemäße Getriebe ist ganz allgemein auch dort gegeben, wo man z. B. vier gleichgerichtete Geschwindigkeiten erreichen will, wobei dann zwei erfindungsgemäße Getriebe hintereinander angeordnet werden, ohne daß zum Schalten eine Reibungskupplung nötig ist.Another possible application for the transmission according to the invention is generally also given where you z. B. four rectified speeds wants to achieve, in which case two transmissions according to the invention are arranged one behind the other without the need for a friction clutch for shifting.
Claims (7)
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Family Applications (1)
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1927
- 1927-10-05 DE DEM101599D patent/DE532386C/en not_active Expired
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EP0350476A3 (en) * | 1988-07-08 | 1990-12-05 | Steyr-Daimler-Puch Aktiengesellschaft | Gear change device for selectively switching on one of two ratios of a distribution- or intermediate-gearing |
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