DE609772C

DE609772C - Gear change transmission for motor vehicles

Info

Publication number: DE609772C
Application number: DEP63423D
Authority: DE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1931-07-04
Filing date: 1931-07-04
Publication date: 1935-02-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zahnräderwechselgetriebe mit mindestens einem dauernd in Eingriff stehenden Zahnräderpaar, von dem das eine mit Kupplungsklauen versehene Zahnrad frei drehbar und axial verschiebbar auf seiner mit Gegenklaue versehenen Welle gelagert, während das andere Zahnrad mit seiner Welle fest verbunden ist. Es ist bereits bekannt, Zähne und Klauen des dauernd in Eingriff stehenden, axial verschiebbaren Zahnrades mit geraden Flanken zu versehen, so daß keine Axialschübe durch den Zahn- bzw. Klaueneingriff auftreten können. In diesem Fall genügt die übliche Gangsicherung zum Festhalten des Zahnrades in der Eingriff stellung. Will man jedoch, um eine größere Geräuschlosigkeit des Zahneingriffes zu erzielen, das Zahnrad mit schrägen Zahnflanken versehen, so genügen auch, stärkere Gangsicherungen nicht mehr, da die Schaltgabel unter dem Axialschub des Zahneingriffs blau anläuft. In diesem Fall kann das mit Kupplungsklauen versehene Zahnrad nicht mehr axial verschiebbar auf seiner Welle gelagert werden, sondern muß seitlich, gegenüber dem Gehäuse gesichert sein, wobei die Kupplung des Zahnrades mit seiner Welle über axial verschiebbare Klauenmuffen erfolgt. Diese Anordnung hat aber neben einem größeren Aufwand auch den Nachteil, daß eine größere Baulänge des Getriebes in Kauf genommen werden muß. Es ist ferner bereits bekannt, bei schräg verzahnten, nicht dauernd in Eingriff stehenden Zahnrädern das verschiebbare Rad in schraubenförmigen Nuten seiner WeBe zu lagern, die dieselbe Richtung und annähernd dieselbe Steigung wie die Zahnflanken besitzen. Um die Axialschübe der einzelnen in einer Wellennut gelagerten Schubräder auszugleichen, wäre es ' nötig, deren Zahnschräge jeweils so verschieden zu wählen, daß ein geräuschloser leichter Eingriff der Zähne beim Schalten nicht mehr erzielt werden kann. Außerdem bedingt diese Anordnung eine ungleich größere Baulänge des Getriebes. Diese Nachteile sollen durch die Erfindung vermieden werden.The invention relates to a gear change transmission with at least one permanently engaged pair of gears, of which the one gear provided with coupling claws is freely rotatable and axially displaceable mounted on its shaft provided with a counter claw, while the other gear is firmly connected to its shaft. It is already known, teeth and claws of the permanently engaged, axially displaceable To provide the gear with straight flanks, so that no axial thrusts can occur due to the tooth or claw engagement. In this case, the usual gear safety is sufficient to hold the gear in the engaged position. However, one wants to To achieve greater noiselessness of the tooth engagement, the gear with inclined Providing tooth flanks, stronger gear locks are no longer sufficient, since the Shift fork turns blue under the axial thrust of the meshing. In this case it can the gear provided with coupling claws is no longer axially displaceable on his Shaft are stored, but must be secured laterally opposite the housing, with the coupling of the gear with its shaft takes place via axially displaceable claw sleeves. However, this arrangement has the disadvantage, in addition to greater effort, that a greater overall length of the transmission is accepted must be taken. It is also already known that in the case of helical teeth, it is not permanent meshing gears the sliding wheel in helical grooves to store its web in the same direction and approximately the same slope as that Own tooth flanks. Around the axial thrusts of each one mounted in a shaft groove To compensate for thrust wheels, it would be 'necessary to have their tooth inclination so different in each case choose that a noiseless, easy engagement of the teeth is no longer achieved when switching can be. In addition, this arrangement results in a disproportionately greater overall length of the transmission. These disadvantages are said to be due to the invention can be avoided.

Gemäß der Erfindung werden sowohl die Zähne als " auch die Klauen des verschiebbaren Zahnrades mit schrägen Flanken von derartiger Steigung versehen, daß die durch den Zahn- und Klaueneingriff erzeugten Axialschübe'einander aufheben. Dadurch ist unter Vermeidung der üblichen Zahnkupplung eine sehr einfache und geräuschlose Klauenkupplung erreicht, die keiner besonderen Sicherung der Eingriffstellung des Rades bedarf und auch keinen besonderen Platz im Getriebe erheischt. Zweckmäßig werden die Klauen zu diesem Zweck jeweils innerhalb der Radnabe zwischen Bunden der Welle angeordnet, auf denen das Rad beidseitig gelagert ist, wobei die Zahnbreite des verschiebbaren Rades etwa um eine Klauenbreite gegenüber der des unverschiebbaren Rades vergrößert ist. Für die Zahnräder der verschiedenen Getriebestufen, deren Durchmesser bekanntlich verschieden groß sind, können die ZahnschrägenAccording to the invention, both the teeth and the claws of the sliding Gear provided with inclined flanks of such a slope that the axial thrusts generated by the tooth and claw engagement lift. This results in a very simple and noiseless claw coupling while avoiding the usual tooth coupling achieved, which does not require any special securing of the engagement position of the wheel and also does not require a special place in the gearbox. The claws become useful for this purpose each arranged within the wheel hub between collars of the shaft, on which the wheel is mounted on both sides, the tooth width of the movable wheel is increased approximately by a claw width compared to that of the immovable wheel. For the gears of the different gear stages, the diameter of which is known to be different are large, the tooth bevels can

jeweils gleichgehalten und lediglich die Klauenschrägen so abgestimmt werden, daß beim Schalten keine freien Axialschübe auftreten können. Da die Klauenflanken jeweils in sehr einfacher Weise herzustellen sind, ist dieses Getriebe gegenüber den bisherigen auch, sehr wirtschaftlich.in each case kept the same and only the claw bevels are matched so that no free axial thrusts can occur when switching. Since the claw flanks each are to be produced in a very simple manner, this transmission is compared to the previous ones also, very economical.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung, und zwar in Anwendung auf den ίο als Schnellgang ausgebildeten vierten Gang eines Zahnräderwechselgetriebes veranschaulicht. Es zeigtThe object of the invention is on the drawing, in application to the ίο fourth gear designed as an overdrive a gear change transmission illustrated. It shows

Fig. ι einen senkrechten Hauptschnitt durch das Getriebe,Fig. Ι a vertical main section through the transmission,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. ι undFig. 2 shows a section along the line 2-2 in Fig. Ι and

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. ι bei eingerücktem Schnellgang mit einem Schaubild der an Zahn und Klaue wirkenden Kräfte.3 shows a section along the line 3-3 in FIG. 1 with the high gear engaged, with a diagram of the forces acting on the tooth and claw.

Durch die dauernd in Eingriff stehenden Zahnräder 1, i_a wird die Vorgelegewelle 7 in bekannter Weise angetrieben. Durch die Klauen 2, 2_a wird der direkte oder dritte Gang, durch, die Zahnräder 3,3_a der zweite Gang, durch die Zahnräder 4, 4_fl der erste Gang und endlich durch die Zahnräder 5, $_a der SchneE-gang geschaltet. (Der Rückwärtsgang ist zwecks Vereinfachung des Bildes weggelassen.) Die Zahnräder 5, ζ_α sind schräg verzahnt. Das Zahnrad ζ_α ist mittels eines Keiles 6 mit der Vorgelegewelle 7 fest verbunden. Das mit diesem dauernd in Eingriff befindliche Zahnrad 5 läuft auf den Bunden 8, 8_a, die auf der getriebenen Welle 9 fest aufgezogen sind, leer mit. Das Zahnrad 5 ist mit einer Führungsnut 10 an seiner Nabe für die Schaltgabel 11 versehen. Zwischen den Bunden 8, 8_a sind die Klauen 12 an der Welle 9 und die GegenHauen 12_a an der Nabe des Zahnrades 5 ausgebildet. Die Zahnflanken der Räder S, 5a weisen den Schrägstellungswinkel α, die Klauenflanken am Zahnrad 5 und Getriebewelle 9 hingegen den Schrägstellungswinkel β auf. Die Schrägstellung ist gleichsinnig.The countershaft 7 is driven in a known manner by the permanently engaged gears 1, i _a. Through the claws 2, 2 _a the direct or third gear, through the gears 3,3 _a the second gear, through the gears 4, 4 _fl the first gear and finally through the gears 5, $ _a the snow gear . (The reverse gear is omitted to simplify the picture.) The gears 5, ζ _α are helically toothed. The gear ζ _α is firmly connected to the countershaft 7 by means of a key 6. The gear 5, which is permanently engaged with this, runs along _{with empty on the collars 8, 8 a} , which are tightly pulled onto the driven shaft 9. The gearwheel 5 is provided with a guide groove 10 on its hub for the shift fork 11. Between the collars 8, 8 _a , the claws 12 on the shaft 9 and the GegenHauen 12 _a on the hub of the gear 5 are formed. The tooth flanks of the wheels S, 5a have the skew angle α, while the claw flanks on the gearwheel 5 and gear shaft 9 have the skew angle β. The inclination is in the same direction.

Das Zahnrad 5 des Schnellgangs wird wie jedes aödere verschiebbare Zahnrad eingerückt. Durch, die Schaltgabel 11 wird das Zahnrad 5 nach hinten (im Bild rechts) verschoben, bis die Klauen I2_a,mit den Klauen 12 vollständig zum Eingriff gekommen sind. Während des Einrückens muß das Zahnrad 5 infolge seiner Führung am Zahnrad ζ_α eine kleine zusätzliche Drehbewegung vollführen, die dazu ausgenutzt wird, um die schrägen Klauen 12, 12_a miteinander in Eingriff zu bringen. Unter Berücksichtigung der axialen Schubbewegung vollführt das Zahnrad 5 demnach während des Einrückens eine Schraubung. Ist der Schnellgang eingerückt, so 6n wird unter Vermittlung der Zahnräder 5, ζ_α das in die VorgelegeweEe 7 eingeleitete Drehmoment unter Erhöhung der Drehzahl auf die getriebene WeEe 9 übertragen. Die Umfangskraft/⁵ am Zahn sowie die Umfangskraft Q an der Klaue stehen dabei im umgekehrten Verhältnis der Achsabstände von Zahn und Klaue. Die Schräge der Klauen 12, I2_a (Winkel ß) ist im Verhältnis zur Schräge der Zähne (Winkel») so gewählt, daß die an den Klauen 12, 12,2 auftretenden Axialschübe Q_a und die an den Zähnen der Räder 5, Sa auftretenden Axialschübe P_a einander das Gleichgewicht halten. Wenn die BedingungsgleichungThe gear 5 of the overdrive is engaged like any other sliding gear. By, the shift fork 11, the gear 5 is moved to the rear (in the picture on the right) until the claws I2 _a have come fully into engagement with the claws 12. During engagement, the gear 5 must perform a small additional rotational movement due to its guidance on the gear ζ _α , which is used to bring the inclined claws 12, 12 _a into engagement with one another. Taking into account the axial thrust movement, the gearwheel 5 therefore performs a screwing operation during engagement. If the overdrive is engaged, the torque introduced into the countershaft gear 7 is transmitted to the driven gear 9 with an increase in the speed with the intermediary of the gears 5, ζ _α. The circumferential force / ⁵ on the tooth and the circumferential force Q on the claw are in the inverse ratio of the center distances of the tooth and claw. The slope of the claws 12, I2 _a (angle ß) is selected in relation to the slope of the teeth (angle ») so that the axial thrusts Q _a occurring on the claws 12, 12,2 and the thrusts on the teeth of the wheels 5, Sa occurring axial thrusts P _a keep each other in balance. If the conditional equation

P.tga = Q-tgß P.tga = Q-tgß

erfüEt ist, können am Rad 5 keine freien Seitenkräfte auftreten. Das Zahnrad 5 verhält sich in diesem FaE gegenüber der Gangsicherung wie 'ein geradverzahntes Schieberad.is fulfilled, no free lateral forces can occur on wheel 5. The gear 5 behaves in this case compared to the aisle safety device like 'a straight-toothed sliding wheel.

Man kann jeden Gang, nicht nur den SchneEgang, auf die oben beschriebene Weise ausbilden, wenn aEe Getrieberäder mit Schrägverzahnung versehen sein soEen. Für den SchneEgang als zusätzlichen Gang ist diese Anordnung von besonderem VorteE, weil sie platzsparend ist und Geräuschlosigkeit bei leichter SchaltmögEchkeit sicherstellt.Every course, not just the snow course, can be set in the manner described above Train if aEe gears should be provided with helical teeth. For the Snow passage as an additional passage, this arrangement is of particular advantage because it saves space and ensures noiselessness with easy switching.

Claims

Claim:

Gear change transmission for motor vehicles with at least one permanently engaged pair of gears, of which the leash gear provided with coupling claws is freely rotatable and axially displaceable on its gear provided with counter claws, while the other gear is firmly connected to its gear, characterized in that both the Teeth as well as the claws (i2 _a ) of the sliding gear (5) are provided with inclined flanks of such a slope (α or ß) compared to the WeEe (9) that the axial thrusts (P _a and Qa) cancel each other.

1 sheet of drawings