DE632395C - Selbsttaetige Schaltkupplung fuer Getriebe, insbesondere Fluessigkeitsgetriebe - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9. JULI 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 632395
KLASSE 47h GRUPPE 18

Patentiert im Deutschen Reiche vom 19·. Mai 1933 ab

Es sind Flüssigkeitsgetriebe bekannt, bei denen voneinander verschiedene Übersetzungsstufen dadurch erzielt werden, daß einzelne Schaufelräder in mehreren Funktionen arbeiten können. Bei solchen Getrieben muß häufig ein Schaufelrad, das seine Rolle vertauschen kann, einmal rückwärts gegen das feste Gehäuse abgestützt und einmal vorwärts an einen rotierenden Teil angekuppelt werden. Dieses Abstützen und Ankuppeln wird normalerweise' durch Freiläufe oder Gesperre vorgenommen, die im allgemeinen nach dem Rollen- oder Klinkenprinzip arbeiten, Sperrvorrichtungen, wie sie u. a. im Automobilbau schon seit-längerer Zeit bekannt sind und verwendet werden.

Bei aus Pumpe, Turbine und Leitapparat bestehenden Flüssigkeitsgetrieben, die beispielsweise je nach dem auf der Abtriebsseite

ao geforderten Drehmoment einmal als Drehmomentwandler, ein andermal als Flüssigkeitskupplung wirken sollen, wird eine selbsttätige Nachschaltung von einem in den andern Betriebszustand dadurch erreicht, daß man den Leitapparat frei drehbar anordnet. Wird von -der Abtriebsseite, also z. B. von den Triebrädern eines Landfahrzeuges, infolge der Fahrwiderstände ein höheres Drehmoment gefordert, als es der Antriebsmotor aufzubringen vermag, und drehen sich Antriebsteil (Pumpe) und Abtriebsteil (Turbine) des Getriebes im gleichen Sinn, so hat der Leitapparat das Bestreben, sich im entgegengesetzten Sinn zu drehen. Hieran wird er aber durch ein Gesperre verhindert, welches das auf ihn wirkende Differenzmotnent, gleich Abtriebsmoment minus Antriebsmoment, gegen die feste Umgebung abstützt, da ja bekanntlich die Summe der äußeren Momente gleich Null sein muß. In dem Augenblick, in welchem Antriebs- und Abtriebsmoment gleich groß werden, also das Differenzmoment gleich Null wird, beginnt der Leitapparat, sich von der festen Umgebung zu lösen. Ist nun die Schaufelung des Leitapparates so gewählt, daß er bei Momentgleichheit zwischen Antriebs- und Abtriebsseite in der Strömung der Getriebeflüssigkeit rascher umzvtlaufen sucht als die Turbine, und ist zwischen Turbine und Leitapparat ein zweites nur in einer Richtung wirkendes Gesperre angeordnet, das dann wirksam wird, wenn der Leitapparat die Turbine überholen will, so schließt sich der Leitapparat selbsttätig an die Turbine an und wirkt als Zusatzturbinenrad. Das Getriebe wirkt dann also als reine Flüssigkeitskupplung und besteht nur aus einer Pumpe und einer aus zwei Schaufelrädern zusammengesetzten Turbine.

Wird ein solches hydraulisches Getriebe mit derartigen Gesperren versehen, so ergibt

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Egon Märtyrer in Hildesheini und Dipl.-Ing. Rudolf Haeckel in Worms^

sich, daß bei einer. _Rückwärtsdrehung der Abtriebsweile d-ie-Turbine-sich über das eine Gesperre gegen dag verschieden zu schaltende Schaufelrad, im folgenden kurz mit Umschaltrad bezeichnet, und dieses wieder über das zweite Gesperre gegen das feste Gehäuse abstützt, eine Rückwärts drehung' der Abtriebswelle also nicht möglich ist. Die Sperrvorrichtungen in einem solchen Flüssigkeitsgetriebe verhindern also automatisch jegliche Bewegung des Fahrzeuges nach rückwärts. Während diese Eigenschaft in einigen Fällen, z. B. im Straßenfahrzeug und 'Hebezeugbau, Vorteile bietet, kann sie in anderen Fällen,

z. B. bei mit solchen Flüssigkeitsgetrieben ausgerüsteten Schienenfahrzeugen, Lokomotiven, sehr störend wirken, und zwar aus folgenden Gründen:

Fährt eine Lokomotive beim Rangieren gegen einen stillstehenden Zug, so wird durch den infolge des Zusammendrückens der Pufferf edern entstehenden Rückstoß die Lokomotive in entgegengesetzter Richtung fortgestoßen. Ist nun die Lokomotive mit einem Flüssigkeitsgetriebe der vorbeschriebenen Art ausgerüstet, so besteht u. a. die Gefahr, daß durch diesen sehr harten Rückstoß die besprochenen Sperrvorrichtungen derartig überbeansprucht werden, daß sie brechen. Zum Beheben dieses Übelstandes wird erfindungsgemäß ein Doppeigesperre verwendet, bei dem zwangsläufig immer nur ein Gesperre in Eingriffsstellung sein kann, so daß beispielsweise beim Zurückgestoßenwerden einer mit einem derartigen Flüssigkeitsgetriebe ausgerüsteten Lokomotive ein Abstützen über beide Gesperre und damit ein Brechen der übertragenden Teile unmöglich gemacht ist. Hier gibt es nun mehrere parallel laufende Unterlösungen.

Entweder können an dem mit dem Umschaltrad in Verbindung stehenden Sperrkörper zwei Ringreihen von Sperrgliedern (Klinken, Rollen o. dgl.) angeordnet sein, von denen die eine mit dem einen, die andere mit dem anderen Teilgesperre des Doppelgesperres zusammenarbeitet. Dann müssen die beiden Gesperregliederreihen miteinander in beweglicher, z. B. gelenkiger Verbindung stehen, derart, daß zwangsläufig die eine außer Eingriff ist, wenn die andere in Sperrstellung steht.

Außerdem muß eine Einrichtung geschaffen werden, welche selbsttätig beim Übergang von der einen nach der anderen Sperrstellung ein vollständiges Eingreifen der Sperrglieder gewährleistet und Zwischenstellungen, entweder gänzlich verhindert oder nur eine Zwischenstellung gestattet, bei welcher keine der beiden Sperrgliederreihen in Eingriff ist. Der ersten ,Bedingung kann durch ein Schnappwerk beliebiger Art, der zweiten durch eine Reibverbindung zwischen den umzuschaltenden Sperrgliedern und den beiden oder einer der beiden Kupplungshälften Rechnung getragen werden.

Oder an dem Sperrkörper ist nur eine Ringreihe von Sperrgliedern angeordnet, von denen jedes Glied mit jedem der beiden Teilgesperre in Eingriff treten kann. Ein gleichzeitiges Wirksamwerden beider Sperrstellungen ist dann von vornherein ausgeschlossen. Auch hier muß das Umschalten und das vollständige Ineingrifftreten durch eine besondere Einrichtung, vorzugsweise eine Reibverbmdung, eingeleitet werden.

Schließlich kann auch an Stelle einer oder mehrerer mit dem Sperrkörper gelenkig verbundener Ringreihen von Sperrgliedern ein einziges nach beiden Richtungen wirkendes Sperrglied vorgesehen werden. Dieses kann beispielsweise die Form eines kurzen Hohlzylinders haben, der auf dem mit dem wechselweise zu schaltenden Schaufelrad verbundenen Sperrkörper verschiebbar oder verdrehbar oder verschiebbar und verdrehbar angeordnet ist und in dessen beide Stirnseiten Zähne oder Klauen eingeschnitten sind, die beim Verstellen des Sperrgliedes mit entsprechenden Zähnen bzw. Klauen o. dgl. an jeder go der beiden Doppelgesperrehälften in Eingriff treten. Die Verwendung nur eines" einzigen Sperrgliedes schaltet mehrere Quellen von Mißständen aus, denn es können beispielsweise keine Gelenkbolzen brechen, auf denen die Einzelglieder der ersterwähnten Ausführungsarten schwenkbar befestigt sind,' weil solche Bolzen und Gelenke überhaupt nicht vorkommen. Auch ein \^rersagen des Gesperres infolge zu großen Spiels solcher Gelenke ist demzufolge ausgeschlossen.

Bei einer solchen Anordnung handelt es sich im engeren Sinne darin nicht mehr um ein Doppeigesperre, sondern um eine Doppelkupplung. Hierin liegt der weitere sehr wesentliche Vorteil, daß bei gleichem zu übertragendem Drehmoment, - die Übertragungselemente und damit das ganze Übertragungsorgan kleiner und leichter gehalten werden können. Dies ist deswegen möglich, weil bei Kupplungen die Einlaufwege, welche die Übertragungselemente bis zum vollständigen Erreichen der Kupplungsstellung zurückzulegen haben, in der Regel wesentlich kürzer sind als die Einlauf wege bzw. die Baulängen von Gesperregliedern, so daß die einzelnen Kupplungselemente enger aneinandergereiht und demzufolge eine größere Anzahl auf den Umfang verteilt werden kann, als es bei den Gliedern eines Gesperres gleichen Umfanges möglich ist.

Auch bei der Anwendung einer solchen

Kupplung muß das Umschalten des Kupplungsgliedes von der einen in die andere Endstellung selbsttätig in dem Augenblick erfolgen, wenn entweder das mit dem Kupplungskörper in Verbindung stehende, wechselweise zu schaltende Schaufelrad sich rückwärts zu drehen beginnt oder das Turbinenrad überholen will. Zu diesem Zweck ist das Kupplungsglied mit dem Kupplungskörper

to über ein Gewinde verschiebbar verbunden und steht mindestens in seiner Mittelstellung, d. h. in der Übergangsstellung, in welcher keine der beiden Kupplungen in Eingriff ist, in elastischer Reibverbindung mit jeder der beiden Hälften der Doppelkupplung.

Auf den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt, und zwar zeigt:
Abb. ι einen Querschnitt durch ein Doppelgesperre mit zwei Sperrgliederringreihen,

Abb. 2 einen Querschnitt durch ein Doppeigesperre mit einer Ringreihe zweiseitig wirkender Sperrglieder,

Abb. 3 einen durch die Umschalteinrichtung geführten Längsschnitt zu Abb. 2,

Abb. 4 einen Querschnitt durch ein Doppelrollengesperre,

Abb. 5 einen durch die Umschalteinrichtung geführten Längsschnitt zu Abb. 5, Abb. 6 einen Längsschnitt durch eine selbsttätige Doppelkupplung,

Abb. 7 einen Längsschnitt durch eine selbsttätige Doppelkupplung anderer Ausführung. Abb. i. Auf der Welle 1, die in dem vorliegenden Anwendungsbeispiel mit einem Turbinenrad in Verbindung stehen möge, ist ein Sperrzahnrad 2 starr befestigt. Ein zweiter, innen verzahnter Sperrkranz 3 ist mit ortsfesten Teilen des Getriebes verbunden. Das Umschaltrad, welches sich einerseits an das Turbinenrad anschließen soll, sobald seine Drehzahl diejenige des Turbinenrades übersteigen will, anderseits gegen fest abgestützt werden muß, wenn es bei Drehmomentwandlung sich nach rückwärts zu drehen anschickt, ist an den ringförmig ausgebildeten Sperrkörper 4 angeschlossen. Dieser Sperrkörper trägt zwei Ringreihen Sperrglieder 5 und 6, welche hier als Klinken ausgebildet sind, von denen die Glieder 5 mit dem Sperrzahnkranz 2, die Glieder 6 mit dem Sperrzahnkranz 3 in Eingriff treten können.

Um zu verhindern, daß beide Sperrgliederringreihen, es ist der Einfachheit halber von jeder Ringreihe nur ein Glied gezeichnet, gleichzeitig wirksam werden, ist je ein Glied 5 der inneren mit einem Glied 6 der äußeren Ringreihe durch ein Verbindungsstück 7 gekuppelt. Die Länge der Stücke 7

6a muß so bemessen sein, daß die zuletzt in Eingriff befindliche Ringreihe den ihr züge-' ordneten Zahnkranz vollständig freigegeben hat, bevor die andere Sperrgliederreihe beginnt, mit ihrem Zahnkranz in Eingriff zu treten.

Da das Umschalten der Sperrgliederreihen in dem Augenblick erfolgen muß, wenn die relative Bewegungsrichtung einerseits des Leitschaufelrades zum Turbinenrad, anderseits des Umschaltrades zu ortsfesten Teilen des Getriebes sich umkehrt, ist das Einrücken bzw. Herausheben der beiden Sperrgliederreihen über eine Reibverbindung von der relativen Drehrichtung der zugeordneten Sperrzahnkränze abhängig gemacht. Zu diesem Zweck ist jede Sperrklinke 5 und 6 der beiden Klinkenringreihen mit einem Hebel 8 bzw. 9 starr verbunden. Die freien Enden 10 der Hebel 8 arbeiten mit einem an dem Sperjzahnkranz 2 oder an anderen mit dem Türbinenrad verbundenen Teilen angebrachten Reibring 11, die Enden 12 der Hebel 9 mit einem an ortsfesten Teilen des Getriebes oder seiner Umgebung befestigten Reibring 13 zusammen. Die Hebel 8 und 9 schließen mit den zugehörigen Klinken einen solchen Winkel ein, und ihre freien Enden sind so geformt, daß bei vollem Eingreifen beispielsweise der Klinkenreihe 5 nur die ihr zugeordneten Hebel 8 mit dem Ring 11 in Reibverbindung stehen, die Hebel 9 dagegen den Ring 13 nicht berühren^ und umgekehrt, so daß während des Betriebes nur diejenigen Reibhebel eingerückt werden, welche gegenüber ihrem Reibring keine relative Bewegung ausführen, also während des Dauerzustandes keiner Abnutzung unterworfen sind. ·

In der in Abb. 1 gezeichneten Stellung läuft der Sperrkörper 4 und mit ihm beide Klinkenreihen in gleichem Drehsinn und mit gleicher Drehzahl wie der Sperrzahnkranz 2 und die Welle I₃ also in Richtung des eingezeichneten Pfeiles. Der selbsttätige Umschaltvorgang wird dadurch eingeleitet, daß der mit dem Sperrkörper 4 verbundene Getriebeteil und somit der Sperrkörper selbst beginnt langsamer zu laufen als der Zahnkranz 2 und der Reibring 11. Dabei bleibt das Ende 10 des Reibhebels S zunächst noch mit dem Reibring 11 in Verbindung und wälzt sich demzufolge auf ihm ab. Dadurch wird die Klinke 5 außer Eingriff mit dem Sperrzahnrad 2 und gleichzeitig über das Verbindungsstück 7 das Ende 12 des Reibhebels 9 mit dem Reibring 13 in Verbindung gebracht. Da sich der Sperrkörper 4 in diesem Stadium des Umschaltvorganges in bezug auf den stillstehenden Reibring 13 im Uhrzeigersinn dreht, außerdem die Enden 10 und 12 beider Hebelringreihen 8 und 9 auf den Reibringen 11 und 13 schleifen, werden beide Klinkenreihen 5 und 6 daran gehindert, mit den

ihnen zugeordneten. Zahnkränzen in Eingriff zu treten. .*

Sobald aber beispielsweise der Sperrkörper 4 stehenbleibt -und anfängt, sich in 'entgegengesetzter Richtung wie bisher zu drehen, also seine relative Bewegungsrichtung gegenüber dem Sperrzahnkranz 3 und dem Reibring 13 sich umkehrt, werden die Reibhebel 9 und mit ihm die Klinken 6 im Uhrzeigersinn um ihren gemeinsamen Drehpunkt 15 in die Endstellung, d. i. in die Eingriffstellung der '.Klinken 6, geschwenkt. Dadurch werden aber auch die Klinken 5 und die mit ihnen starr verbundenen Hebel 8 in ihre andere Endstellung um die Drehpunkte 14 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn geschwenkt, so daß die Reibflächen der Hebelenden 10 außer Berührung mit dem Reibring 11 kommen. Sowie der Sperrkörper 4 beginnt, sich wieder im Uhrzeigersinn zu drehen, wälzt sich die Reibfläche des Hebelendes 12 auf dem stillstehenden Reibring 13 ab, worauf sich über die eingriffslose Zwischenstellung der Klinkenringreihen 5 und 6 der eben beschriebene Vorgang in umgekehrter Richtung wiederholt.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 und 3 ist an Stelle der beiden Klinkenreihen 5 und 6 (Abb. 1) eine einzige Klinkenreihe vorgesehen. Jede Klinke 16 dieser Ringreihe ist mit zwei Sperrhaken 17 und 18 versehen. Dem Sperrhaken 17 liegt wieder der mit der Welle ι verbundene Sperrzahnkranz 2, dem Sperrhaken 18 der an ortsfesten Teilen des Getriebes oder seiner Umgebung angebrachte Sperrzahnkranz. 3 gegenüber. Die zum Her-■ beiführen des selbsttätigen Umschaltvorganges erforderliche Einrichtung wird hier durch zwei in beide Seitenflächen des Sperrzahnkranzes 2 teilweise eingelassene gefederte Reibringe 19, 20 und zwei an beiden Seiten jeder Doppelklinke (starr) befestigte Reibhebel 21, 22 gebildet, die mit den Ringen 19, 20 ständig in Berührung bleiben.

4-5 Dreht sich der Sperrkörper 4 langsamer im Uhrzeigersinn als der Sperrzahnkranz 2, so werden infolge der Reibung zwischen den Ringen 19, 20 einerseits und den Hebeln 21, 22 anderseits diese Hebel nach rechts mitgenommen und die Klinke 16 nach außen bewegt, so daß die Sperrhaken 18 mit dem Zahnkranz 3 in Eingriff zu treten bestrebt sind. Hieran werden sie jedoch gehindert, , . solange der Sperrkörper 4 sich noch im Uhrzeigersinn dreht. Erst wenn der Sperrkörper ruht bzw. beginnt sich rückwärts zu drehen, kommt das. Eingreifen zustande.

Die Einrichtung nach Abb. 2 und 3 ermög-

, . licht · also keine Zwischenstellung, in der weder die inneren, 17, noch die äußeren Sperrhaken 18 in.Eingriff sind. Sie eignet sich deshalb besonders für Fälle, wo der Drehzahlenunterschied zwischen den Zahnkränzen 2 und 3 relativ gering ist oder aber der Sperrkörper aus anderen Ursachen beim Umschalten nur kurze Zeit im Übergangsstadium bleibt, d. h. rasch von der Drehzahl des Zahnkranzes 2 auf die des Zahnkranzes 3 herabsinkt oder umgekehrt rasch von einer niedrigen auf eine höhere Drehazhl ansteigt. Vorteilhaft gegenüber der Anordnung nach Abb. ι ist, daß an die Stelle von je vier Gelenken nur ein einziges Gelenk 23 tritt.

Es ist selbstverständlich auch ohne weiteres möglich, eine Doppelklinkenreihe nach Abb. 2 so zu steuern, daß das Umschalten über eine Mittelstellung erfolgt, bei der weder die Sperrhaken 17 noch die Sperrhaken 18 in Eingriff sind, indem man z. B. die Steuerungsteile 7 bis 13 nach Abb. 1 verwendet. Nur tritt dann an die Stelle der Klinke 5 (oder 6) die Doppelklinke 16, während die neue überflüssige Klinke 6 (bzw. 5) lediglich als Gelenkhebel zum Anbringen des Verbindungsstückes 7 ausgebildet wird.

Bei dem Doppeigesperre nach Abb. 4 und 5 sind statt Klinken Rollen 24, 25 als Sperrglieder verwendet, die in entsprechenden Aussparungen des Sperrkörpers 4 untergebracht sind. Die Bodenflächen 26 und 27 der Aussparungen sind in bekannter Weise so abgeschrägt, daß die Rollen 24 bei ihrer relativen Bewegung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn zwischen der Bodenfläche 26 und dem mit der Welle 1 verbundenen Sperring (Klemmring) 28 festgeklemmt werden. Entsprechend klemmen die Rollen 25 bei ihrer relativen Bewegung im Uhrzeigersinn gegenüber dem Sperrkörper 4 zwischen der Bodenfläche 27 und dem mit ortsfesten Teilen des Getriebes verbundenen Sperring 29. Zum Einleiten des selbsttätigen Umschaltvorganges dienen zwei Reibringe 30, 31, die mit dem Sperring 28 umlaufen und durch Federn 32, 33 o. dgl. an die Stirnflächen der Rollen 24 angedrückt werden.

Sobald der an den Sperrkörper 4 angeschlossene Getriebeteil den mit der Welle 1 verbundenen Sperring 28 überholen will, halten die nun langsamer als der Sperrkörper 4 im Uhrzeigersinn mit dem Sperring 28 umlaufenden Reibringe 30, 31 die Rollenringreihe 24 zurück, so daß die Rollen 24 in Sperrstellung gezogen werden und damit den Sperrkörper 4 über den Sperring 28 an die Welle ι ankuppeln. Läuft der Sperrkörper langsamer im Uhrzeigersinn als die Reibringe 30, 31, so wird die Rollenringreihe 24 und über die Verbindungsstücke 34, 35 auch die Rollenreihe 25 relativ zum Sperrkörper 4 im Uhrzeigersinn verschoben. Solange der Sperrkörper gegenüber dem Sperring 29 im Uhr-

zeigersinn voreilt, verhindert der sich relativ zu den Rollen 25 entgegen dem Uhrzeigersinn sich bewegende Sperring 29 das Festklemmen der Rollen 25. Erst wenn sich der Sperrkörper 4 in bezug auf den Sperring 29 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen beginnt, wird der Sperrkörper und somit der an ihn angeschlossene Getriebeteil an den Sperring angekuppelt.

Die Wirkungsweise ist also ähnlich wie die der Vorrichtung nach Abb. 2 und 3, d. h. eine Zwischenstellung, bei welcher beide Rollringreihen 24 und 25 die ihnen zugeordneten Sperringe 28 und 29 gleichzeitig nicht berühren, ist nicht vorgesehen. Um eine solche Zwischenstellung zu erreichen, kann beispielsweise ein zweites federndes Reibringpaär an dem äußeren Sperring 29 angeordnet werden_a das ebenso wie die Reibringe 3.0, 31 (Abb. 5) auf den den kegelstumpfartig ausgebildeten Stirnflächen der Sperrollen 25 zugekehrten Seiten abgeschrägt ist, so daß der Federdruck die Rollen von der Klemmfläche des Ringes 29 fernzuhalten bestrebt ist.

Damit während des Dauerzustandes, bei welchem entweder die Rollen 24 oder die Rollen 25 sperren, die jeweils nicht wirksame Rollenreihe nicht nur von der Klemmfläche des ihr zugeordneten Sperringes, sondern auch von dem zugehörigen Reibringpaar aufgehoben wird, können z. B. die gegebenenfalls geschweiften Verbindungsstücke 34, 35 zwischen Stiften 36 und 37 0. dgl. geführt werden.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig erscheinen, die Sperrglieder jeder Ringreihe in eine derartige Abhängigkeit voneinander zu bringen, daß sämtliche Glieder einer Reihe im gleichen Sinne gesteuert werden. Dies kann beispielsweise für die Ausführungsform nach Abb. 1 durch zwei zu den Sperrkränzen 2 und 3 konzentrisch angeordnete Ringe erreicht werden, von denen der kleinere über Stifte und Schlitze mit den Reibhebeln 8, der größere in gleicher Weise mit den Reibhebeln 9 verbunden ist. Es ist jedoch auch möglich, nur bei einer der beiden Sperrgliederreihen die Glieder in eine derartige Abhängigkeit voneinander zu bringen oder aber beide Sperrgliederreihen durch einen gemeinsamen Ring zu steuern. In diesem letzten Fall kann auch die Funktion der Verbindungsstücke 7, die dadurch entbehrlich werden, von dem Ring mit übernommen werden, indem die Bolzen 62, 63 (Abb. 1) in entsprechend angeordneten Schlitzen des Ringes geführt werden.

Bei der Verwendung von Sperrollen nach Abb. 4 und 5 kann ebenfalls je ein Ring für jede der beiden Rollenringreihen 24 und 25 vorgesehen werden, oder es werden die Rollen nur einer der beiden Rollenringreihen in abhängige Verbindung voneinander gebracht. Auch hier ist es möglich, die Glieder beider Reihen 24 und 25 auf jeder Stirnseite der Rollen durch je einen einzigen Ring in Abhängigkeit voneinander zu steuern.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 und 3 ist auch nur ein einziger Ring erforderlich, der über Stifte, die in radiale Schlitze in den Reibhebeln 22 eingreifen, diese und damit die Doppelklinken 16 im gleichen Sinne steuern.

Während bei den drei bisher beschriebenen Ausführungsformen des Erfindungsgegen-Standes die Sperrglieder in radialer Richtung in oder außer Eingriff gebracht werden, sind in der Abb. 6 und 7 zwei Anordnungen dargestellt, bei denen durch axiales Verschieben eines muffenartigen Sperrgliedes 38 bzw. 61. das an beiden Stirnflächen Zähne oder Klauen 39, 40 trägt, der mit dem Sperrkörper 41 verbundene Getriebeteil entweder mit der Welle 1 über den Zahn- oder Klauenkranz 42 gekuppelt oder gegen ortsfeste Teile des Getriebes über die Zähne oder Klauen 43 abgestützt wird.

Auch die zum Herbeiführen des Umschaltvorganges erforderliche Reibverbindung wirkt in axialer Richtung und wird gebildet aus zwei gefederten Reibringen 44 und 45, die mit dem Sperrglied 38 (Abb. 6) umlaufen und mit Reibbelägen 46, 47 versehen sein können, und zwei Reibgegenringen 48, 49, von denen der eine, 48, mit der Welle 1 starr verbunden ist, während der andere, 49, an ortsfesten Teilen der Getriebeumgebung befestigt ist. Die Reibringe 44, 45 sind durch Bolzen 50, 51, die zweckmäßigerweise als Führungen für die Federn 52, 53 verwendet werden, derart mit dem Sperrglied 38 verbunden, daß die Reibverbindung 44, 48 gelöst wird, kurz bevor die Sperrzähne 40, 43 in Eingriff zu treten beginnen, und umgekehrt. Der Hub der Federbolzen kann jedoch auch so bemes'sen ^l°5 werden, daß beide Reibverbindungen wirksam bleiben, bis die eine der beiden Kupplungen 39, 42 oder 40, 43 zu greifen beginnt. Dies hat den Vorteil, daß entweder die die Reibringe andrückenden Federn schwächer gehalten werden können, da beide Federgruppen bis zum Eingreifen der Zähne wirksam bleiben oder das zum Verschieben des Sperrgliedes 38 zwischen ihm und dem Sperrkörper 54 angebrachte Gewinde steiler gehalten und dadurch ein rascheres Einrücken der Kupplungen erreicht werden kann, d. h. der Schaltweg verkürzt wird. Auch bei dieser Anordnung ist das Ein- und Ausrücken der beiden Kupplungen 39, 42 bzw. 40, 43 von der relativen Drehrichtung der den Sperrzahnkränzen zugeordneten Getriebeteile . ab-

hängig. Dreht sich der mit dem Sperrkörper 41 verbundene Getriebeteil beispielsweise mit einer Drehzahl, die zwischen der Drehzahl der Welle 1 -"und der von Teil 49, der beispielsweise ein Teil des festen Gehäuses ist, also die Drehzahl ο haben kann, liegt, so wird das Sperrglied 38 in seiner eingriffslosen Mittelstellung gehalten, denn die Reibverbindungen 44, 48 und 45, 49 sind beide im entgegengesetzten Sinn wirksam, d. h. sie suchen das; Sperrglied 38 im entgegengesetzten Sinn zu drehen. Die Kraftwirkungen der beiden Reibverbindungen heben sich, falls die Reibungsbeiwerte beider Verbindungen gleich sind, vollkommen auf, so daß das Sperrglied in seiner Mittelstellung verharrt.

Sollten die Reibungsbeiwerte der beiden Reibverbindungen nicht vollkommen gleich sein, so wird schon durch ganz geringe Ver-' 20 Schiebung des Sperrkörpers 38 aus seiner Mittellage und dadurch hervorgerufene verschiedene Spannungen der Federn 52 und 53 Gleichheit der Reibkräfte an beiden Reibverbindungen erzielt.

· Beginnt jedoch der mit dem Sperrkörper 41 verbundene Getriebeteil die Welle 1 zu überholen, so wird, da nun beide Reibverbindungen 44, 48 und 45, 49 das Sperrglied entgegen der Überholrichtung, also im gleichen Sinne, zurückzuhalten suchen, dieses durch das mit entsprechendem Windungssinn aus- . gestattete Gewinde 54 (hier Linksgewinde) - nach rechts auf dem Klauenring 42 zu bewegt, so daß die Klauen 39 und 42 ineinandergeschoben werden und sich aneinanderlegen, so daß der mit dem Sperrkörper verbundene Getriebeteil sein Drehmoment an die Welle 1 abgeben muß. Dreht sich dieser Getriebeteil relativ rückwärts, so wiederholt sich der Vorgang im umgekehrten Sinn, d.h. der Sperrkörper wandert in ' die Mittelstellung zurück.

Versucht jetzt der Sperrkörper 41 unter dem Einfluß des an ihn angeschlossenen Getriebeteiles sich im entgegengesetzten Sinn sowohl der Welle 1 als auch des mit dem Ring 49 verbundenen Getriebeteiles zu drehen, also relativ rückwärts zu laufen, so wird der Sperrkörper ebenfalls, allerdings im umgekehrten Drehsinn wie vorher, am Teilnehmen an dieser Rückwärtsdrehung verhindert, wodurch infolge des Gewindes 54 das Sperrglied 38 nach links auf den Sperring 43 zu bewegt wird, bis die Zahn- oder Klauenringe 40, 43 vollständig miteinander in Eingriff stehen.

Werden die Kupplungselemente 39, 40, 42; als Klauen ausgebildet, so ist es vorteilhaft, ihre Stirnfläche, d- i. diejenige Fläche jeder Klaue, die im ausgerückten Zustand der Kupplungen dem gegenüberliegenden Klauenring zugewandt ist, im Sinne der Steigung des Gewindes 54 oder noch etwas steiler abzuschrägen. Die Klauenstirnflächen bilden dann also Flankenabschnitte eines mehrgängigen Gewindes, dessen Steigung gleich oder größer als die des Schaltgewindes 54 ist. Dadurch wird verhindert, daß sich Klaue auf Klaue festklemmt, wenn beim Einrücken der Klauenringe nicht genau jeder Klaue eine Lücke entgegensteht. ,

Um zu verhindern, daß im eingerückten Zustand das durch Sperrglied 38 über die Klauenringe 42 oder 43 infolge des durch das Gewinde 54 übertragenen Druckes ein schädlicher' axialer Schub auf die Welle 1 bzw. den mit dem Ring 49 verbundenen Getriebeteil ausgeübt wird, ist der Hub des Sperrgliedes 38 durch Anschläge 64 und 65, die auf dem das treibende Gewinde tragenden Sperrkörper 41 angebracht sind, begrenzt. Dadurch ist der Kraftfluß zwischen Sperrkörper und Sperrglied kurzgeschlossen.

Die Anordnung nach Abb. 7 unterscheidet sich von der nach Abb. 6 lediglich dadurch, daß die Reib ringe 55, 56 nicht wie die Reibringe 44, 45 (Abb. 6) mit dem Sperrglied umlaufen, sondern mit den Sperrkränzen 42 und 43 verbunden sind. Die Federbolzen 57, 58 (Abb, 7) sind dementsprechend nicht im Sperrglied, sondern in Verbreiterungen der die Sperrkränze 42, 43 tragenden Ringe 59, 60 geführt. .

Um die Reibung zu erhöhen, können auch, wie es beispielsweise in Abb. 7 dargestellt ist, die Reibflächen der Ringe 55 und 56 und demzufolge auch die Gegenreibflächen in dem Sperrglied 61 als Kegelmantelflächen ausgebildet werden. Das gleiche gilt natürlich auch für die Anordnung nach Abb. 6. Für die Kraft-und Reibungsverhältnisse gelten folgende Beziehungen:

Bedeutet P die Kraft, mit welcher die Federn die Reibringe an die Gegenfläche andrücken, R den mittleren Radius der Reibringe und μ die Reibungszahl zwischen Reibring und Gegenfläche, so wird auf das Sperrglied 38 ein Moment

■ M₁₁ = P -R-μ ausgeübt. " no

Bedeutet weiterhin r den mittleren Gewindehalbmesser, κ den Steigungswinkel und ρ den Reibungswinkel des Gewindes, so erzeugt das Drehmoment M^ an dem Sperrglied eine axiale Kraft Q, die gegeben ist durch

Ma = Q- r>tg(a-\-Q). Aus (1) und (2) ergibt sich

Q · tg (α + ρ) = P · μ .

Bedingung dafür, daß sich das Sperrglied

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in der oben beschriebenen Weise selbsttätig in beiden Richtungen ankuppeln kann, ist

Q>P,

daraus folgt nach Gleichung (3), daß die Bedingung

*5{α + ρ)<μ· —

ίο erfüllt sein muß.

Werden kegelförmige Reibflächen nach Abb. 7 verwendet, so gilt entsprechend

An Stelle der beiden Reibverbindungen zum Einleiten bzw. Durchführen des Anschaltvorganges kann auch je ein Hilfsgesperre vorgesehen werden, bei dem jedoch die Sperrglieder, z.B. die Klinken in der Sperrichtung, um einen der Klauenteilung entsprechenden Betrag federnd angeordnet sein müssen. Bei einer solchen Anordnung muß jedoch vor dem Einrücken der Kupplung das nicht zugeordnete Hilfsgesperre bzw. deren evtl. als Blattfedern ausgebildete Sperrglieder abgehoben werden.

Die Verwendung eines solchen Doppelgesperres bzw. Doppelkupplung ist auch keineswegs auf Flüssigkeitsgetriebe beschränkt, sondern kann zum selbsttätigen Umschalten jedes anderen dreiteiligen Getriebes mit ähnlichen Betriebsbedingungen verwendet werden.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Selbsttätige Schaltkupplung für Getriebe, insbesondere Flüssigkeitsgetriebe, bei denen ein Getriebeteil (Leitschaufelradj entweder mit dem Abtriebsteil (Turbine) oder mit der festen Umgebung gekuppelt wird, bestehend aus zwei zu einem Doppeigesperre vereinigten Gesperren oder Kupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein gleichzeitiges Sperren beider Kupplungen des Doppelgesperres beim Rückwärtsdrehen des. Abtriebsteiles dadurch verhindert wird, daß das eine Gesperre zwangsläufig außer Eingriff, gehalten wird, wenn das andere in Eingriff stellung steht, indem entweder für jedes Teilgesperre des Doppelgesperres eine besondere Sperrgliederringreihe (5, 6 bzw. 24, 25) vorgesehen ist, wobei die Sperrglieder einer Ringreihe mit denen der anderen Ringreihe zwangsläufig verbunden sind, oder für beide Teilgesperre eine gemeinsame Sperrgliederringreihe vorgesehen ist, deren einzelne Glieder (16) mit jedem der beiden Teilgesperren in Eingriff treten können.
2. 2. Schaltkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrglieder jeder Ringreihe" derart untereinander verbunden sind, daß sämtliche Glieder einer Reihe im gleichen Sinn gesteuert werden.
3. 3. Schaltkupplung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für beide Teilgesperre nur ein einziges Kupplungsglied (38 bzw. 61) vorgesehen ist, das mit jedem der Teilgesperre in Eingriff treten kann.
4. 4. Schaltkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (38 bzw. 61) auf dem Sperrkörper (41) axial verschiebbar angeordnet und auf dem den beiden Teilgesperren zugekehrten Seiten mit Kupplungselementen (Zähnen, Klauen, Reibflächen) versehen ist.
5. 5. Schaltkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrglied (38 bzw. 61) durch den Sperrkörper (41) über ein zwischen beiden angeordnetes Gewinde (54) axial verschoben wird.
6. 6. Schaltkupplung nach Anspruch 4 und S, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der als Klauen ausgebildeten Kupplungselemente (39, 40, 42, 43) derart abgeschrägt sind, daß sie Flänkenabschnitte eines mehrgängigen Gewindes darstellen, dessen Steigung gleich oder größer als die des Schaltgewindes (54) ist.
7. 7. Schaltkupplung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub des Sperrgliedes (38 bzw. 61) durch auf dem Sperrkörper (41) angeordnete Anschläge begrenzt ist.
8. 8. Schaltkupplung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das i°° Einleiten und Durchführen des selbsttätigen Schaltvorganges über Reibverbindungen, Hilfssperrwerke oder Schnappwerke von der relativen Drehrichtung der an dem Kupplungsvorgang beteiligten Getriebeteile abhängig gemacht ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen