DE549257C - Geschwindigkeitswechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, bei dem in Verbindung mit den Zahnrädern der einen Stufenräderwelle drehfest mit dieser Welle verbundene Kupplungsscheiben vorhanden und entweder zu beiden Seiten der Zahnräder oder der Kupplungsscheiben Kammern zur Aufnahme eines flüssigen oder gasförmigen Druckmittels vorgesehen sind.

to Getriebe dieser Art weisen den Vorteil auf, daß sie ein sanftes Anfahren und sanftes Ein- und Ausschalten der einzelnen Geschwindigkeitsstufen ermöglichen sowie leicht in Tätigkeit zu setzen und von verhältnismäßig einfächern, betriebssicherem Aufbau sind.

Zweck der Erfindung ist es, ein Geschwindigkeitswechselgetriebe dieser Art zu schaffen, welches große Arbeitsflächen für die Erzielung der benötigten Reibungskräfte vorzusehen ermöglicht, so daß es sich besonders für die Übertragung großer Kräfte eignet. Zu diesem Behufe sind bei dem Geschwindigkeitswechselgetriebe gemäß der Erfindung axial nicht verschiebbare Scheiben durch federnde

S5 Membranen mit axial verschiebbaren Reibscheiben verbunden, welche zusammen mit jenen Scheiben die Druckkammern begrenzen. Dabei werden die axial nicht verschiebbaren Scheiben entweder von den Zahnradscheiben oder von den drehfest mit der Stufenräderwelle verbundenen Kupplungsscheiben gebildet, wobei im ersteren Falle die Kupplungsscheiben die Gegenarbeitsflächen für die Reibscheiben bilden, während es im zweiten Falle die Zahnradscheiben tun.

Bei einem solchen Geschwindigkeitswechselgetriebe lassen die die Reibscheiben mit den Zahnradscheiben bzw. Kupplungsscheiben verbindenden Membranen wohl eine axiale, aber keine radiale Verschiebung der Reibscheiben zu, so daß es keiner besonderen Führung für die letzteren bedarf und daher am Innenumfang dieser Reibscheiben sogar das Vorsehen eines gewissen Spieles zulässig ist. Infolgedessen ist ein Festsitzen der Reibscheiben, bedingt durch zu starkes Reiben an einer Führungsfläche, nicht möglich, und es ist ferner ein richtiges Anliegen der Arbeitsflächen der zum Zusammenarbeiten bestimmten Reibteile gewährleistet. Ferner bewirken die Membranen beim Entleeren der Druckkammern in an sich bekannter Weise das selbsttätige Abheben der Reibscheiben von den Gegenarbeitsflächen, wodurch ebenfalls Reibungsverluste vermieden werden.

Auf den Zeichnungen sind verschiedene Aus-

führungsformen des .Gegenstandes der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen Fig. ι eine erste Ausführungsform eines Geschwindigkeitswechselgetriebes, teilweise in Ansicht und teilweise in einem axialen Längsschnitt,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. i,

Fig. 3 in einem axialen Längsschnitt Teile ίο eines Geschwindigkeitswechselgetriebes, bei welchem bewegliche Reibscheiben der einen Kupplungshälfte mit Nuten versehen sind, in die Mitnehmer eines zweiten Teiles der betreffenden Kupplungshälfte eingreifen, Fig. 4 in einem axialen Längsschnitt einen Teil eines Getriebes, -bei dem bewegliche Reibscheiben am Außen- und Innenumfang je durch eine federnd ausgebildete Membran mit einer Kupplungshälfte verbunden sind, und Fig. 5 schließlich einen axialen Längsschnitt durch einen Teil eines Geschwindigkeitswechselgetriebes, bei welchem federnd ausgebildete Membranen Teile der getriebenen Kupplungshälften verbinden. Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Geschwindigkeitswechselgetriebe bleiben die Zahnräder ständig, also auch bei Leerlauf, im Eingriff, so daß beim Schalten keine in Bewegung befindlichen Zahnräder ineinanderzuschieben sind und für das Umschalten nur eine einfache Verteilvorrichtung für das Druckmittel vorzusehen ist. Es bezeichnen i, 2, 3 und 4 auf einer von einem nicht gezeigten Motor angetriebenen Welle 5 sitzende Zahnräder für die erste, zweite dritte und vierte Vorwärtsgeschwindigkeit, während 6 ein auf diese Welle 5 fest aufgekeiltes Ritzel für den Rückwärtsgang bezeichnet, das mit einem in nur strichpunktierten Linien angedeuteten Zwischenrad 11¹-zusammenarbeitet. Das Zahnrad 1 steht stets mit einem Zahnrad 7 in Eingriff, das Zahnrad 2 stets mit einem Zahnrad 8, das Zahnrad 3 stets mit einem Zahnrad 9 und das Zahnrad 4 stets mit einem Zahnradio. Das Zwischenrad 11 * des Rückwärtsganges^J steht stets mit einem Zahn rad 11 in Eingriff. Jedes der Zahnräder 7, 8, 9, 10, 11, die lose auf Büchsen 12 laufen, bildet einen Teil der einen Kuppelhälfte von noch näher zu beschreibenden, hydraulisch bewegten Membrankupplungen. Die Büchsen 12 sind mit axialen Nuten 34 (in Fig. 1 nur gestrichelt gezeichnet) versehen. 13 sind zu beiden Seiten der Zahnräder 7, 8, 9, 10, 11 angeordnete und am Außenumfange mit denselben durch elastische Glieder oder Membranen 14 verbundene Reibscheiben, welche zum Zusammenarbeiten mit fest auf der anzutreibenden Welle 15 sitzenden Scheiben 16 der zweiten Kuppelhälfte bestimmt sind. Die Reibscheiben 13 erstrecken sich von der Nabe

bis gegen den Kranz der Zahnräder 7, 8, 9, 10 und 11 hin. Je eines dieser Zahnräder begrenzt zusammen mit je einer Reibscheibe 13 und je einer Membran 14 eine zur Aufnahme von Druckflüssigkeit dienende Kammer 18. Mit Ausnahme der ersten und letzten Scheibe 16 bildet jede derselben einen Bestandteil zweier benachbarter Stufenkupplungen. Die Büchsen 12 und die Scheiben 16 werden in axialer Richtung zwischen zwei auf die Welle 15 aufgeschraubten Ringen 17 festgehalten, welche die Teile 12, 16 fest gegeneinanderpressen. Die Zahnräder 7, 8, 9, 10 und 11 sind mit Bohrungen 33 versehen, die dauernd mit einem Raum verbunden sind, in welchem ein Druck herrscht, der niedriger ist als der, welcher bei eingeschalteter Stufenkupplung in der Kammer 18 der betreffenden Stufe herrscht.

In den Fig. 1 und 2 ist auch noch eine Steuervorrichtung gezeigt, die in Abhängigkeit von der Lage ihres Hauptsteuergliedes den Zufluß von Drucköl nach den Druckkammern 18 der verschiedenen Kupplungen, d. h. nach den verschiedenen Rädern 7, 8, 9, 10 des Vorwärtsganges beherrscht. Der Zufluß von Drucköl zu den Kammern 18 des Rades 11 für den Rückwärtsgang wird von einer Vorrichtung gesteuert, die von der Steuervorrichtung für den Vorwärtsgang besonders zu bewegen ist. Diese zweite Vorrichtung ist der Einfachheit halber nicht mehr gezeichnet worden.

Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Steuervorrichtung weist einen Ring 19 auf, welcher auf einer mit der Welle 15 fest verbundenen Hülse 20 verschiebbar angeordnet ist. Im Ring 19 ist eine ringförmige Kammer 21 vorgesehen, die an eine Druckölleitung 22 angegeschlossen ist. Die Welle 15 weist vier Nuten 23, 24, 25, 26 auf, von denen die Nut 23 durch Kanäle 27 und 28 in der Büchse 12 bzw. dem Zahnrad 7 mit den Druckkammern 18 der Kupplung für die erste Geschwindigkeit in Verbindung steht, während die Nuten 24, 25, 26 durch Kanäle mit den Druckkammern 18 der Kupplung für die zweite bzw. dritte bzw. vierte Geschwindigkeit in Verbindung stehen. Der Durchflußquerschnitt der Kanäle 28 ist im Verhältnis zu demjenigen der Bohrungen 33 groß. Je nachdem die Kammer 21 durch Verstellen des Ringes 19 auf der Hülse 20, die mit vier Bohrungen 29, 30, 31, 32 versehen ist, welche zum Zusammenarbeiten mit der Nut 23 bzw. 24, 25, bestimmt sind, mit der Nut 23 bzw. 24 oder 25, 26 in Verbindung gebracht worden ist, findet ein Einschalten der ersten, zweiten, dritten oder vierten Geschwindigkeit statt.

Wenn eine bestimmte Stufe einzuschalten ist, so wird der Ring 19 derart eingestellt,

daß den Kammern 18 der betreffenden Stufe ein Druckmittel (und als solches wird zweckmäßig ein Schmieröl verwendet) zufließt. Das hat in der betreffenden Stufe, nachdem der Flüssigkeitsdruck die einer axialen Verschiebung der Reibscheiben 13 entgegenwirkende Federkraft der Membranen 14 überwunden hat, ein Anpressen der Reibscheiben 13 gegen die benachbarten Scheiben 16 zur Folge, so daß dann durch diese Teile 13, 16 die Drehbewegung von der Welle 5 in einem durch die eingeschaltete Stufe bedingten Übersetzungsverhältnis auf die Welle 15 übertragen wird. Dabei sind die dieser Stufe zugeordneten elastischen Glieder oder Membranen 14 beim Anpressen der Reibscheiben 13 gegen die Scheiben 16 gespannt worden. Da die Fläche der Scheiben 13, auf die das Druckmittel einwirkt, sowie die zusammenarbeitenden

ao Flächen der Scheiben 13, 16 groß sind, ist es möglich, an den Kupplungsflächen große Kräfte zu übertragen. Bei der eingeschalteten Stufe fließt das Druckmittel stets durch die Nuten 34 nach den zusammenarbeitenden Flächen der Scheiben 13, 16 sowie durch die Bohrungen 33 auch dauernd nach dem Außenumfang des getriebenen Zahnrades der betreffenden Stufe; da aber, wie erwähnt, der Durchmesser der Bohrungen 33 im Verhältnis zu dem der Bohrungen 28 klein ist, so ist die letztgenannte Menge im Verhältnis zu derjenigen, welche durch die Bohrungen 28 zufließen kann, nicht groß. Auch kann das Spiel zwischen den Scheiben 13 und den Zahnradnaben ein reichliches sein, da infolge des verhältnismäßig kleinen Durchmessers der Bohrungen die durch ein solches Spiel bedingten Durchflußmengen nicht unannehmbar groß ausfallen und die betreffenden Mengen gleichzeitig zu Schmier- und Kühlzwecken verwendet werden können.

Zum Ausschalten des Getriebes wird der Druckmittelzufluß zu den Druckräumen 18 abgesperrt. Da aber durch die Bohrungen 33

*5 trotzdem noch Druckmittel aus den Räumen 18 abfließt, da jene Bohrungen in einen Raum ausmünden, in welchem ein niedrigerer Druck als in den Räumen 18 herrscht, so nimmt in letzterem der Druck rasch ab, und die gespannten elastischen Glieder 14 der soeben noch eingeschaltet gewesenen Stufe entfernen daher schon kurz nach Absperren des Druckmittelzuflusses selbsttätig die Reibscheiben 13 um einen verhältnismäßig großen Betrag von den Scheiben 16. Auf diese Weise kann an den ausgeschalteten Stufen das zwischen den verschiedenen Reibscheiben 13 und 16 noch vorhandene Druckmittel keine Reibungsverluste von Belang hervorrufen. Da die axialen Nuten 34 ein Schmieren der zum Zusammenarbeiten bestimmten Flächen der Scheiben 13, 16 ermöglichen, wird beim Einschalten der verschiedenen Stufen ein trocke-nes Anlaufen verhindert, so daß keine Beschädigungen eintreten können. Bei eingeschalteter Stufe kann, wie bereits angedeutet, das durch die Nuten 34 den Arbeitsflächen der Reibscheiben 13, 16 zuströmende Schmiermittel die bei etwaigem Gleiten der Reibscheiben auftretende Wärme zum größten Teil abführen.

Das beschriebene Geschwindigkeitswechselgetriebe weist den Vorteil auf, daß das Druckmittel durch sämtliche Durchlässe immer in derselben Richtung fließt, so daß z. B. für das Entkuppeln keine besonderen Vorkehrungen zu treffen sind, um einen Durchfluß des Druckmittels durch die Nuten 23, 24, 25, 26 in umgekehrter Richtung zu gestatten. Die Anordnung ist ferner eine solche, daß mit dem Einschalten einer Geschwindigkeit gleichzeitig und selbsttätig das Ausschalten der wirksam gewesenen Geschwindigkeit erfolgt, wobei alles geräuschlos und allmählich, d. h. ohne Stöße und Rücke, vor sich geht.

Die Form der elastischen Glieder oder Membranen spielt für das Wesen der Erfindung so lange keine Rolle, als diese Glieder beim Ausschalten des Druckmitteleinfiusses imstande sind, die mit ihnen verbundenen Reibscheiben selbsttätig so weit von der zweiten Kuppelhälfte zu entfernen, daß das im Getriebekasten vorhandene Druckmittel keine erheblichen Reibungsverluste verursachen kann.

Anstatt in der in Fig. 1 gezeigten Weise für den Rückwärtsgang eine besondere Steuerungsvorrichtung für das Druckmittel vorzusehen, kann diese Vorrichtung gewünschtenfalls mit der Druckmittelsteuerungsvorrichtung für die Vorwärtsgänge vereinigt werden.

In vielen Fällen ist es erwünscht, die elastischen Glieder oder Membranen 14 soviel als möglich von den Kräften zu entlasten, die vom treibenden auf den getriebenen Teil zu übertragen sind. Das kann in der in Fig. 3 gezeigten Weise dadurch erreicht werden, daß diejenigen Zahnräder, die den Zahnrädern 7, 8, 9, 10, 11 der ersten Ausführung entsprechen, mit Nocken 40 versehen werden, die in entsprechende Nuten 41 der Reibscheiben 13 eingreifen.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der die Reibscheiben 13 nicht nur am Außenumfange durch ein elastisches Glied oder eine Membran 14 mit einem Zahnrad verbunden sind, sondern durch eine zweite Membran 42 auch am Innenumfange. Der zweiten Membran 42 kommt dabei der Hauptsache nach nur abdichtender Charakter zu; um die äußeren Membranen 14 von den zu übertragenden Kräften soviel als möglich zu

entlasten, sind auch in diesem Falle wieder Mitnehmer 40 und ISTuten 41 vorgesehen. Die Anordnung innerer Membranen 42 empfiehlt sich in all den Fällen, wo aus irgendeinem Grunde Leckverluste von Druckflüssigkeit aus den Druckräumen 18 nicht zulässig sind oder wo ein Druckmittel zur Verwendung kommt, das sich nicht mit der zur Schmierung des Getriebes dienenden Flüssigkeit vermischen darf. Beispielsweise läßt sich in einem solchen Falle als Druckmittel zweckmäßig Luft verwenden.

Bei den bis jetzt beschriebenen Ausführungen sind die Reibscheiben 13 durch eine federnd ausgebildete Membran 14 immer mit der treibenden Kupplungshälfte der verschiedenen Stufen verbunden. Wie in Fig. 5 gezeigt, können jedoch diese Reibscheiben 13 ebensogut durch federnd ausgebildete Membranen 14 mit den den getriebenen Teil der Stufenkupplungen bildenden Scheiben 16 verbunden sein. In diesem Falle werden die Druckräume 18 je von einer Reibscheibe 13, einer Membran 14 und einer Scheibe 16 begrenzt; grundsätzlich wird aber dadurch in der Wirkungsweise gegenüber der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 bzw. 3, 4 nichts geändert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Geschwindigkeitswechselgetriebe, bei dein in Verbindung mit den Zahnrädern der einen Stufenräderwelle drehfest mit letzterer verbundene Kupplungsscheiben angeordnet und entweder zu beiden Seiten jedes Zahnrades der Stufenräderwelle oder jeder Kupplungsscheibe Kammern zur Aufnahme eines flüssigen oder gasförmigen Druckmittels vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß axial nicht verschiebbare ■ Scheiben mit axial verschiebbaren Reibscheiben (13), welche zusammen mit jenen Scheiben die Druckkammern (18) begrenzen, durch federnde Membranen (14) verbunden sind, wobei die axial nicht verschiebbaren Scheiben entweder von den Zahnradscheiben (7, 8, 9, 10, 11) oder von den drehfest mit der Stufenräderwelle (15) verbundenen Kupplungsscheiben. (16) gebildet werden und im ersteren Falle die Kupplungsscheiben (16) als Gegenreibscheiben wirken, während im zweiten Falle die Zahnradscheiben (7, 8, 9, 10, 11) die Gegenarbeitsflächen für die Reibscheiben (13) bilden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen