DE676684C

DE676684C - Friction clutch as switching device for gear change transmission

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Publication number: DE676684C
Application number: DER93286D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-05-19
Filing date: 1935-05-10
Publication date: 1939-06-09

Description

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Es sind Schaltgetriebe bekannt, bei denen verschiedene Übersetzungsstufen zwischen die treibende Welle und die angetriebene Welle wahlweise in der Art eingeschaltet werden können, daß beim Umschalten von einer Getriebestufe auf eine andere keine Unterbrechung der Kraftübertragung erfolgt. Bei einer bekannten Bauart dieser Getriebe wird diese Wirkung dadurch erreicht, daß beim Einschalten einer neuen Getriebestufe die Kupplung der bisherigen' Stufe unverändert gelassen wird und zunächst eine weitere Kupplung zur Herstellung der neuen Übersetzungsstufe eingerückt wird; sobald das zweite Ge- triebe die Kraftübertragung aufgenommen hat, wird selbsttätig die Kupplung in dem vorher wirksamen Getriebe ausgeschaltet. Wird aber die zweite zugeschaltete Kupplung wieder ausgerückt, so· nimmt das erste Getriebe die Kraftübertragung ebenfalls selbsttätig und unterbrechungslos wieder auf. Zur Vermeidung der Unterbrechung der Kraftübertragung ist also die Anwendung von selbsttätig schaltenden Kupplungen notwendig.There are manual transmissions known in which different gear ratios between the The driving shaft and the driven shaft can be switched on in the manner optional can that when switching from one gear stage to another no interruption the power transmission takes place. In a known type of transmission, this effect is achieved in that when Switching on a new gear stage, the clutch of the previous' stage remains unchanged is left and first another clutch is engaged to produce the new gear stage; as soon as the second drive has taken up the power transmission, the clutch in the previously effective gear switched off. But it becomes the second activated clutch disengaged again, the first transmission also takes over the power transmission automatically and open again without interruption. To avoid the power transmission being interrupted it is therefore necessary to use automatically switching clutches.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, eine für derartige Getriebe besonders geeignete Reibungskupplung zu schaffen, die sich durch einen besonders einfachen Aufbau auszeichnet und eine Vielzahl von Wirkungsmöglichkeiten zuläßt. Die Erfindung besteht darin, daß die zwei Kupplungsteile, zwischen denen die die Kupplung bewirkenden Reibungsflächen liegen, in der Weise beweglich angeordnet sind, daß jeder der beiden Teile für sich im Sinne des Schließens und öffnens der Kupplung zwischen zwei Grenzstellungen verschiebbar ist, wobei der eine Kupplungsteil willkürlich durch eine von außen zu betätigende Steuerung bei allen Betriebszustand«! in die Kuppelstellung oder aus dieser bewegbar ist, während sich der andere selbsttätig in die eine seiner beiden Grenzlagen, die der Kuppel- und Entkuppelstellung entsprechen, in Abhängigkeit von der Richtung des auf ihn einwirkenden Drehmomentes einstellt. Da jeder der Teile somit zwei Schaltstellungen einnehmen kann, ergeben sich zunächst vier Möglichkeiten für die gegenseitige Stellung, deren Bedeutung sich aus der folgenden Übersicht ergibt:The present invention has the purpose of providing a transmission which is particularly suitable for such transmissions To create friction clutch, which is characterized by a particularly simple structure and allows a variety of possible effects. The invention consists in that the two coupling parts, between which the friction surfaces causing the coupling are located, are movably arranged in this way are that each of the two parts for itself in the sense of closing and opening the Coupling is displaceable between two limit positions, the one coupling part arbitrarily by an externally operated control in all operating states «! can be moved into or out of the coupling position, while the other is automatic in one of its two limit positions, which correspond to the coupling and uncoupling position, depending on the direction of the torque acting on it. There each of the parts can thus assume two switching positions, there are initially four Opportunities for mutual position, the meaning of which can be seen in the following overview results in:

i> der selbsttätig bewegliche Kupplungsteil bewegt sich in die Öffnungsstellung:i> the automatically movable coupling part moves to the open position:

a) wenn der handbediente Teil gleichzeitig in· der Schließlage steht, so bewirkt die genannte Bewegung ein volles Öffnen der Kupplung,a) if the manually operated part is at the same time in the closed position, the above-mentioned Movement a full opening of the clutch,

b) wenn der handbediente Teil gleichzeitig in der Öffnungslage steht, so bewirkt die genannte Bewegung, daß die Kupplung auch von Hand nicht geschlossen werden kann jb) if the manually operated part is in the open position at the same time, the above-mentioned Movement so that the clutch cannot be closed even by hand j

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2. der selbsttätig bewegliche Kupplungsteil bewegt sich in die Schließstellung:2. the automatically movable coupling part moves into the closed position:

a) wenn der handbediente Teil gleichzeitig in g der Schließlage steht, so bewirkt die genannte Bewegung ein volles Schließen der Kupplung,a) if the manually operated part is at the same time in the closed position, the mentioned movement causes the Coupling,

b) wenn der handbediente Teil gleichzeitig in der Öffnungslage steht, so bewirkt die genannte Bewegung, daß die Kupplung von Hand geschlossen werden kann.b) if the manually operated part is in the open position at the same time, the called movement that the clutch can be closed by hand.

Diese vier Möglichkeiten kennzeichnen in ihrer Gesamtheit die vorteilhafte Wirkungsweise der neuen Kupplung. Dabei ist noch hervorzuheben, daß durch die Beschränkung der Beweglichkeit des selbsttätig beweglichen Teiles auf einen Weg zwischen zwei Grenzstellungen die Bewegung des handbedientenIn their entirety, these four possibilities characterize the advantageous mode of action the new clutch. It should also be emphasized that by restricting the mobility of the automatically movable Part of the movement of the manually operated one on a path between two limit positions

so Teiles in jedem beliebigen Betriebszustande frei erfolgen kann, also auch unabhängig von dem von der Kupplung jeweils übertragenen Drehmoment.so part in any operating condition can take place freely, that is, independently of what is transmitted by the clutch in each case Torque.

Die Schaltmöglichkeiten sind im übrigennichtThe switching options are not otherwise

«Γ) auf die vier in der vorstehenden Aufstellung aufgezähltenMöglichkeitenbeschränkt.sondern können noch zusätzlich erweitert werden, da der handbediente Teil nicht daran gebunden ist, eine von zwei bestimmten Stellungen einzunehmen, sondern gegebenenfalls noch eine weitere Schaltstellung erhalten kann. Außer der Öffnungslage und der normalen Schließlage kann nämlich noch eine dritte Lage vorgesehen werden, die als Blocklage bezeichnet werden kann und die erreicht wird, wenn der handbediente Kupplungsteil über die normale Schließlage hinaus noch weiter im Schließsinne gerückt wird, so daß der selbsttätig bewegte Kupplungsteil in seine Endlage gedrückt und damit in seiner Bewegungsfreiheit gehindert wird. Bei der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele werden die Vorteile dieser Möglichkeit noch besonders behandelt. «Γ) to the four in the list above The options listed are limited, but can also be expanded because the hand-operated part is not bound to adopt one of two specific positions, but can also receive a further switch position if necessary. Except for the open position and the normal closed position namely, a third layer can also be provided, which is referred to as the block layer and which is achieved when the manually operated coupling part over the normal Closed position is also moved further in the closing direction, so that the automatically moved Coupling part pressed into its end position and thus in its freedom of movement is prevented. In the following description of the exemplary embodiments, the advantages this possibility is treated in a special way.

In baulicher Hinsicht ist der geschilderte Aufbau der Kupplung besonders einfach und übersichtlich und daher auch von hoher Betriebssicherheit. Die Kupplung besteht nämlich im wesentlichen lediglich aus dem durch eine äußere Steuerung betätigten Teil, dem damit zusammenwirkenden zweiten Teil, einer Bewegungsvorrichtung für diesen Teil und schließlich aus einer Vorrichtung, aus welcher die für die Bewegung des zweiten Teiles erforderliche Kraft abgeleitet wird. Die letztgenannte Vorrichtung wird zweckmäßig in der Weise ausgebildet, daß in das Getriebe ein Zwischenstück eingeschaltet wird, welches eine in beiden Richtungen durch feste Anschlage begrenzte relative Bewegung bei einem Wechsel in der Richtung des Kraftflusses ausführt. Je nachdem, an welcher Stelle des Getriebes diese Vorrichtung eingeschaltet wird, läßt sich ein Ausschalten der Kupplung herbeiführen, wenn durch das Zuschalten einer zweiten Übertragung eine höhere Geschwindigkeit der angetriebenen Welle oder eine Umkehr in der Drehrichtung oder eine sonstige Änderung herbeigeführt wird. Für die Kupplung ist also eine so große Zahl von Anwendungsmöglichkeiten gegeben, wie sie mit den bisher bekannten Konstruktionen nicht erreichbar waren.From a structural point of view, the described structure of the coupling is particularly simple and clear and therefore also of high operational reliability. The coupling is there essentially only from the part operated by an external control, the co-operating second part, a movement device for this part and finally from a device from which the necessary for the movement of the second part Force is derived. The last-mentioned device is expediently designed in such a way that in the transmission an intermediate piece is switched on, which one in both directions by fixed stops executes limited relative movement when changing the direction of the force flow. Depending on which Place of the transmission this device is switched on, can be switched off Bring about the clutch if a higher speed of the driven transmission is achieved by switching on a second transmission Wave or a reversal in the direction of rotation or some other change brought about will. So there is such a large number of possible uses for the clutch given, as they were not achievable with the previously known constructions.

In den anliegenden Zeichnungen ist die Erfindung durch eine Anzahl von Ausführungsbeispielen schematisch veranschaulicht; aus diesen Zeichnungen ergeben sich weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes. In the accompanying drawings is the invention illustrated schematically by a number of embodiments; the end these drawings show further details and advantages of the subject matter of the invention.

Abb. ι und 2 zeigen eine Ausführungsform der Kupplung in einem Getriebe mit zwei Geschwindigkeitsstufen, wobei die Kupplung selbsttätig ausgerückt wird, sobald die höhere Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet wird; es handelt sich also hier um eine Überholungskupplung. Fig. Ι and 2 show an embodiment of the clutch in a transmission with two Speed levels, whereby the clutch is automatically disengaged as soon as the higher one Speed level is switched on; So this is an overhaul clutch.

Abb. 3 zeigt die Kupplung in einem Wendegetriebe, bei welchem das selbsttätige Ausrücken der Kupplung erfolgt, sobald durch das Zuschalten eines weiteren Getriebes eine Umkehrung der Drehung der angetriebenen Welle herbeigeführt wird; es handelt sich also um eine Umkehrkupplung.Fig. 3 shows the clutch in a reversing gear, in which the automatic disengagement the clutch takes place as soon as the rotation of the driven one is reversed by switching on another gear Wave is brought about; it is therefore a reverse clutch.

Abb. 4 zeigt eine Ausführungsform der Kupplung als Überholungskupplung, bei weleher die Verbindung zwischen den gekuppelten Teilen nach dem selbsttätigen Ausschalten der Kupplung durch eine von außen erfolgende zusätzliche Steuerbewegung wieder hergestellt werden kann.Fig. 4 shows an embodiment of the clutch as an overrunning clutch, in which the connection between the coupled parts after the automatic switch-off the clutch is restored by an additional control movement from the outside can be.

Abb. 5, 6 und 7 zeigen eine Überholungskupplung, welche so ausgebildet ist, daß das selbsttätige Ausschalten beim Überholen in * beiden Drehrichtungen erfolgt.Figs. 5, 6 and 7 show an overrunning clutch which is designed so that the automatic switch-off when overtaking in both directions of rotation takes place.

Zu dem Aufbau und der Wirkungsweise der dargestellten Kupplungen ist im einzelnen folgendes auszuführen.The structure and mode of operation of the couplings shown are detailed to do the following.

In Abb. ι ist ein Schnitt durch das Getriebe und die Kupplung dargestellt. Mit α ist die antreibende Welle bezeichnet, also die vom no Motor herkommende Welle, mit b die angetriebene Welle, die zu der angetriebenen Maschine führt. Die Verbindung zwischen den beiden Wellen kann entweder durch die auf der Welle α befindliche Kupplung über die Zahnräder c und d hergestellt werden oder durch die Zahnräder e, f, g, c, d über die Vorgelegewelle h. Die Welle α ist in den beiden Lagern a¹ und ar gelagert und trägt die erste Kupplungshälfte i, welche die Drehbewegung der Welle zwangsläufig mitmachen muß, jedoch in der Richtung der Wellenachse ver-In Fig. Ι a section through the transmission and the clutch is shown. The driving shaft is designated with α , i.e. the shaft coming from the no motor, with b the driven shaft that leads to the driven machine. The connection between the two shafts can be established either by the coupling located on the shaft α via the gears c and d or by the gears e, f, g, c, d via the countershaft h. The shaft α is mounted in the two bearings a ¹ and ar and carries the first coupling half i, which inevitably has to take part in the rotary movement of the shaft, but is displaced in the direction of the shaft axis

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schiebbar ist. Die Verschiebung erfolgt durch einen Führungsring i¹, in welchen eine Führungsgabel r eingreift; diese Gabel ist als doppelarmiger Hebel ausgebildet; eine Bewegung des äußeren Endes t'³ bewirkt also eine entsprechende Bewegung der Kupplungshälfte. Die Kupplungshälfte % arbeitet mit ihrer konischen Außenseite mit einem entsprechenden Reibungskonus des zweitenis slidable. The shift is carried out by a guide ring i ¹ , in which a guide fork r engages; this fork is designed as a double-armed lever; a movement of the outer end t ' ³ thus causes a corresponding movement of the coupling half. The coupling half% works with its conical outside with a corresponding friction cone of the second

ίο Kupplungsteiles k zusammen. Dieser Kupplungsteil ist auf einer die Welle umschließenden Hülse k¹ in der Längsrichtung verschiebbar, jedoch gegen Verdrehung so gesichert, daß beide Teile zwangsläufig miteinander umlaufen müssen. An die Hülse ¥ schließt sich ein weiterer auf der Welle α frei drehbarer Teil k² an; die beiden Teile k¹ und Ir sind durch Mitnehmer k^s und k* so miteinander gekuppelt, daß bei einer Drehung zwar ein gegenseitiges Mitnehmen der Teile erfolgt, daß aber eine Relativbewegung zwischen den beiden Teilen durch ein entsprechendes Spiel zwischen den Mitnehmern k³ und /e⁴ möglich ist. In Fig. 2 ist in einem Schnitt die Ausbildung der Mitnehmer gezeigt, so daß ihre Wirkungsweise daraus ohne weiteres erkennbar ist. Der Teil k² hat an seinem äußeren Rand einen rohrförmigen Fortsatz, welcher eine Innenverzahnung m besitzt. In diese Verzahnung greifen Zahnräder η ein, welche in dem Teil k¹ drehbar gelagert sind und an ihrem Ende ein steiles Schraubengewinde 0 tragen, welches mit ent-' sprechenden Muttern in dem Teil k zusammenarbeitet. Zwischen den Teilen k und k¹ ist eine Feder p angebracht, welche so stark ist, daß sie die Teile k und k¹ unter Drehung der Schrauben 0 auseinanderbewegen kann. Die Schraubengänge der Schraube 0 sind also so steil, daß die Schraube nicht selbstsperrend wirkt. Die Vorgelegewelle h ist in den Lagern h¹ und h² gelagert; das Zahnrad / läuft lose auf dieser Welle und trägt eine Kupplungshälfte, welche mit einer mit der Welle umlaufenden Kupplungshälfte f zusammenarbeiten kann. Das Einschalten der Kupplung erfolgt durch die Gabel /³ durch eine entsprechende Verschiebung des Gabelendes /⁴. Das Zahnrad g ist mit der Vorgelegewelle fest verbunden. Die Wirkungsweise der Kupplung ergibt sich bei dem in Abb. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel folgendermaßen. Nach dem Anlassen des Motors wird die Kupplung i bis k eingerückt, indem der Stellhebel i² in die gezeichnete Stellung gebracht wird. Die Kraftübertragung erfolgt dann von α über die Kupplung und die Zahnräder c und d. Wird nun die Kupplung / bis f- zugeschaltet, der Hebel /³ also aus der gezeichneten Stellung in die entgegengesetzte Lage gedreht, so wird das Zahnrad c durch die Räder e, f, g schneller angetrieben, als es dem Antriebe durch die Kupplungshälfte k entspricht. Dementsprechend verschiebt sich der Teil k² gegenüber dem Teil k¹ um das zwischen den Mitnehmern F und k⁴ vorhandene Spiel. Durch die Verzahnung m werden dabei die Zahnräder η in Drehung versetzt; durch die Schrauben 0 wird dabei der Teil k an den Teil k¹ herangezogen, die Kupplung zwischen i und k wird dabei also aufgehoben, und zwar ist die Kupplung vollständig gelöst, sobald die Relativbewegung zwischen den beiden Teilen k¹ und k² beendet ist. Durch die geschilderte Anordnung wird also erreicht, daß die Welle b mit höherer Geschwindigkeit angetrieben wird, ohne daß eine Unterbrechung der Kraftübertragung eintritt, denn es wird zunächst eine höhere Stufe eingeschaltet und dann erst die bestehende Verbindung zwischen α und b gelöst; die Lösung erfolgt dabei selbsttätig so, daß keine Störung dadurch eintritt, daß die beiden Stufen für eine kurze Zeit gleichzeitig eingeschaltet sind. Zum Übergang auf die niedrigere Geschwindigkeitsstufe ist es lediglich erforderlich, die Kupplung/ bis f wieder zu lösen, den Hebel f also in die in Abb. 1 gezeichnete Stellung zu bringen. Wenn dann das Zahnrad c nicht mehr von dem Zahnrad g angetrieben wird, so tritt durch die Wirkung der Feder p wieder eine Relativbewegung zwischen den beiden Teilen k¹ und k² ein; durch diese Relativbewegung werden die Schrauben 0 um einen entsprechenden Betrag gedreht, bis die Mitnehmer k³ und £⁴ wieder aneinanderliegen. Dann ist der Teil k mit seiner Reibungsfläche mit dem Teil i gekuppelt, und zwar ist die Kupplungskraft dabei weitgehend unabhängig von der Größe des übertragenen Drehmoments, da eine Erhöhung des Drehmoments infolge der Anschläge k³ und £⁴ keine Weiterbewegung des Teiles k im Kupplungssinne auslösen kann. Auch bei Übertragung sehr hoher Drehmomente ist dadurch ein weiches i°5 und stoßfreies Arbeiten der Kupplung, gegebenenfalls unter zeitweiligem Gleiten, gesichert. Durch eine Bewegung des Steuerhebels i² kann dann auch die Kupplung zwischen i und k wieder gelöst werden und die erste Geschwindigkeitsstufe ebenfalls ausgeschaltet werden.ίο coupling part k together. This coupling part is displaceable in the longitudinal direction on a sleeve k ¹ surrounding the shaft, but is secured against rotation in such a way that both parts must necessarily rotate with one another. A further part k ² , which is freely rotatable on the shaft α , adjoins the sleeve ¥; the two parts k ¹ and Ir are coupled to one another by drivers k ^s and k * in such a way that when the parts are rotated, the parts are entrained, but that a relative movement between the two parts is caused by a corresponding play between the drivers k ³ and / e ^{4 is} possible. In Fig. 2, the formation of the driver is shown in a section, so that their mode of action can be easily recognized therefrom. The part k ² has on its outer edge a tubular extension which has internal teeth m . In this toothing mesh with gears η which are rotatably mounted in part k ¹ and at their end have a steep screw thread 0 which works together with corresponding nuts in part k . A spring p is attached between the parts k and k ¹ , which is so strong that it can move the parts k and k ¹ apart by turning the screws 0. The threads of screw 0 are so steep that the screw does not have a self-locking effect. The countershaft h is mounted in the bearings h ¹ and h ^2; the gearwheel / runs loosely on this shaft and carries a coupling half which can work together with a coupling half f rotating with the shaft. The clutch is switched on by the fork / ³ by moving the fork end / ⁴ accordingly. The gear wheel g is firmly connected to the countershaft. The mode of operation of the coupling results in the embodiment shown in Fig. 1 and 2 as follows. After the engine has been started, the clutch i to k is engaged by moving the control lever i ² into the position shown. The power is then transmitted from α via the clutch and the gears c and d. If the clutch / to f- is switched on, the lever / ³ is rotated from the position shown in the opposite position, the gear c is driven by the wheels e, f, g faster than it corresponds to the drive by the coupling half k . Correspondingly, the part k ² shifts relative to the part k ¹ by the amount of play between the drivers F and k ^4. The toothing m causes the gears η to rotate; by means of the screws 0 , the part k is pulled to the part k ¹ , the coupling between i and k is thus canceled, and the coupling is completely released as soon as the relative movement between the two parts k ¹ and k ^{2 has} ended. The described arrangement thus ensures that the shaft b is driven at a higher speed without the power transmission being interrupted, because a higher level is first switched on and only then is the existing connection between α and b released ; the solution takes place automatically in such a way that no disturbance occurs due to the fact that the two stages are switched on simultaneously for a short time. To switch to the lower speed level, it is only necessary to release the clutch / to f again, i.e. to bring the lever f into the position shown in Fig. 1. If the gear c is then no longer driven by the gear g , a relative movement occurs again between the two parts k ¹ and k ² due to the action of the spring p ; by this relative movement, the screws 0 are rotated by a corresponding amount until the drivers k ³ and £ ⁴ rest against one another. Part k is then coupled with its friction surface with part i , and the coupling force is largely independent of the magnitude of the transmitted torque, since an increase in torque due to stops k ³ and £ ⁴ does not trigger any further movement of part k in the coupling direction can. Even when very high torques are transmitted, this ensures that the clutch works smoothly and without jolts, possibly with temporary sliding. By moving the control lever i ² , the clutch between i and k can then be released again and the first speed level can also be switched off.

Das in Abb. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel weist gegenüber dem Beispiel nach Abb. ι und 2 im wesentlichen zwei Unterschiede auf. Zunächst ist zwischen den beiden Teilen i und k keine konische Reibungskupplung, sondern eine Lamellenreibungskupplung eingeschaltet. Die inneren Lamellen drehen sich zusammen mit dem auf der Welle a befestigten Körper α³, die äußeren Lamellen zusammen mit dem Körper k. Grundsätzlich be-The embodiment shown in Fig. 3 has two differences compared to the example according to Fig. Ι and 2 essentially. First of all, no conical friction clutch, but a multi-plate friction clutch, is switched on between the two parts i and k. The inner lamellae rotate together with the body α ³ fixed on the shaft a , the outer lamellae together with the body k. Basically

steht aber kein Unterschied zwischen der Kupplung nach Abb. i, denn das Äneinanderpressen der Lamellen geschieht durch das Zusammenwirken der beiden Preßkörper i und k, welche beide beweglich sind; der Preßkörper i wird durch eine von außen betätigte Steuerung verschoben, der Körper k dagegen selbsttätig in der bereits beschriebenen Weise. Der zweite Unterschied besteht darin, daß die Relativbewegung zwischen den beiden Körpern k¹ und k'² in einer andern Weise erzeugt wird als bei dem vorhergehenden Beispiel. Der Körper k¹ ist nämlich außen mit Zähnen versehen und arbeitet mit dem lose auf der Vorgelegewelle sitzenden Rade g zusammen. Der Antrieb der Vorgelegewelle h erfolgt von dem Zahnrad e aus über ein Zahnrad /^ä. Wird also die Kupplung g bis g² eingerückt, so erfolgt eine Umkehr in der Bewegungsrichtung des Rades k¹ und damit die Relativbewegung zwischen den Teilen k¹ und k~, durch welche der Preßkörper k zurückgezogen und die Lamellenkupplung gelöst wird. Diese Ausführungsform der Kupplung bzw. des Getriebes kann zweckmäßig beim Antrieb von Werkzeugmaschinen mit hin und her gehender Bewegung Anwendung finden, insbesondere dann, wenn auf die genaue Einhaltung eines bestimmten Umkehrpunktes besonderer Wert gelegt werden muß. Es ist noch zu bemerken, daß die in den Abb. 1 und 3 eingezeichneten Kupplungen / bis /² und g bis g² lediglich der Übersichtlichkeit halber als Klauenkupplungen gezeichnet sind. Es ist in vielen Fällen empfehlenswert, auch an dieser Stelle Reibungskupplungen zu verwenden. Die in Abb. 3 angebrachten Bezeichnungen entsprechen im - übrigen der für Abb. 1 gegebenen Erläuterung, so daß sich eine nochmalige Erklärung erübrigt.but there is no difference between the coupling according to Fig. i, because the lamellae are pressed together by the interaction of the two pressing bodies i and k, which are both movable; the pressed body i is moved by an externally actuated control, the body k, however, automatically in the manner already described. The second difference is that the relative movement between the two bodies k ¹ and k ' ^{2 is} generated in a different way than in the previous example. The body k ¹ is provided with teeth on the outside and works together with the wheel g , which is loosely seated on the countershaft. The drive of the countershaft h takes place from the gear e via a gear / ^ä . If the clutch g to g ^{2 is} engaged, the direction of movement of the wheel k ^{1 is} reversed and the relative movement between the parts k ¹ and k ~ takes place, by means of which the pressed body k is withdrawn and the multi-plate clutch is released. This embodiment of the clutch or the transmission can be used expediently when driving machine tools with a reciprocating motion, especially when particular importance must be attached to the exact adherence to a certain reversal point. It should also be noted that the clutches / to / ² and g to g ² shown in FIGS. 1 and 3 are shown as claw clutches only for the sake of clarity. In many cases it is advisable to use friction clutches at this point as well. The designations in Fig. 3 otherwise correspond to the explanation given for Fig. 1, so that a repeated explanation is not necessary.

In Abb. 4 ist weiterhin eine Ausführungsform einer Überholungskupplung dargestellt, bei welcher das selbsttätige Ausschalten der Kupplung beim Überholungsvorgang ünwirksam gemacht werden kann. Im Aufbau ist die Kupplung im wesentlichen ähnlich der Kupplung nach Abb. 1, jedoch ist auch hier an Stelle der konischen Reibungskupplung eine Lamellenkupplung gezeichnet. Ferner ist die Vorrichtung zur Erzeugung der Relativbewegung und zur Übertragung der Bewegung auf die Kupplung wesentlich vereinfacht. Die beiden Teile k und k² sind nämlich unmittelbar durch ein steiles Schraubengewinde fe^s miteinander verbunden. Dieses Schraubengewinde läßt eine begrenzte Relativbewegung in der Drehrichtung zwischen den Teilen k und k² genau so zu wie es durch die Anschläge k^s und fe⁴ gemäß Abb. 2 erreicht wird; mit der Relativbewegung selbst ist aber unmittelbar die Verschiebung des Teilest in Richtung der Längsachse zum Kuppeln oder Entkuppeln verbunden. Die gleiche Wirkung wird also in bedeutend einfacherer Weise erreicht. Auch hier ist die Beweglichkeit zwisehen den Teilen fe und /e^a durch feste Anschläge begrenzt, so daß die Größe des übertragenen Drehmoments im Gegensatz zuLastdruckkupplungen keinen Einfluß auf die Größe des Kupplungsdruckes hat. Für die 7<> Bewegung des gesteuerten Kupplungsteiles i ist ebenfalls eine andersartige Vorrichtung dargestellt als in den vorhergehenden Abbildungen. Der Teil i wird nämlich von einem Stellring i⁴ aus betätigt. Zwischen den beiden Teilen i und i⁴ sind Federn eingeschaltet, ebenso zwischen den Teilen i und α³. Die Bewegung des mit der Welle α umlaufenden Ringes t'⁴ erfolgt durch einen feststehenden Ring i⁵ ; ein von diesem Ring ausgehender Zapfen gleitet in einer festen Führung i⁶ und verhindert so die Drehbewegung des Ringes. Ein weiterer von der Handkurbel Ψ angetriebener Ring i⁸ drückt mit aufgesetzten Schraubenflächen i⁹ gegen am Ring i^s angeordnete Gleitrollen i¹⁰, so daß die Stellung des Druckringes i von der Handkurbel i⁷ aus beliebig eingestellt werden kann. Die Wirkungsweise der Kupplung ist folgende: Zum Einkuppeln wird das Handrad i⁷ so lange bewegt, bis der Druckringt' mit den Lamellen in Berührung kommt. Wenn sich die Kupplungshälfte k noch nicht in der Kuppelstellung befinden sollte, so genügt schon eine leichte Berührung der Lamellen, um die Kuppelhälfte auf dem Gewinde k^s zu verdrehen und den Beginn einer Verschiebung zu erreichen; je weiter sich die Kupplungshälfte k dabei bewegt, um so stärker wird die Reibung, und die Kupplung gelangt auf diese Weise sicher in die Kuppel- ioo stellung. LTm die Bewegung zu unterstützen, sind zwischen den Teilen k² und k noch Federn q angebracht, welche in der Richtung der Schraubengänge wirken. Wenn die Kupplungshälfte k sich in der endgültigen Kuppel- stellung befindet, so sind die Federn zwischen den Ringen ι und i⁴ auf dasjenige Maß zusammengepreßt, welches zur Übertragung des Drehmoments durch die Kupplung erforderlich ist. Wird nun durch Einschalten einer höheren Geschwindigkeitsstufe dem Rade c und somit dem Teil έ² eine höhere Geschwindigkeit erteilt als der Welle a, so schraubt sich der Teil k auf dem Gewinde k^s so lange zurück, bis die Reibungskupplung vollkommen gelöst ist. Mit Hilfe der in Abb. 4 dargestellten Vorrichtung ist es nun möglich, eine wirksame Verbindung zwischen den Teilen α und c auch dann herzustellen, wenn der Kraftfluß im Sinne der Überholung vornanden ist; zu diesem Zwecke kann nämlich die Handkurbel i⁷ weiter betätigt werden, so daßIn Fig. 4 an embodiment of an overhaul clutch is also shown, in which the automatic disengagement of the clutch can be made ineffective during the overhaul process. The structure of the clutch is essentially similar to the clutch according to Fig. 1, but here, too, a multi-disc clutch is shown instead of the conical friction clutch. Furthermore, the device for generating the relative movement and for transmitting the movement to the coupling is significantly simplified. The two parts k and k ² are directly connected to one another by a steep screw thread fe ^s. This screw thread allows a limited relative movement in the direction of rotation between the parts k and k ² exactly as it is achieved by the stops k ^s and fe ⁴ according to FIG. 2; with the relative movement itself, however, the displacement of the part nest in the direction of the longitudinal axis for coupling or uncoupling is directly connected. The same effect is thus achieved in a much simpler way. Here, too, the mobility between the parts fe and / e ^a is limited by fixed stops, so that the size of the transmitted torque, in contrast to load pressure clutches, has no influence on the size of the clutch pressure. For the 7 <> movement of the controlled coupling part i , a different type of device is also shown than in the previous figures. The part i is actuated by an adjusting ring i ^4. Springs are switched on between the two parts i and i ⁴ , as well as between parts i and α ³ . The movement of the ring t ' ⁴ rotating with the shaft α is effected by a stationary ring i ⁵ ; a pin extending from this ring slides in a fixed guide i ⁶ and thus prevents the ring from rotating. Another ring i ⁸ driven by the hand crank Ψ presses with attached screw surfaces i ⁹ against sliding rollers i ¹⁰ arranged on the ring i ^s , so that the position of the pressure ring i can be adjusted as required by the hand crank i ^7. The mode of operation of the clutch is as follows: To engage the clutch, the handwheel i ⁷ is moved until the pressure ring comes into contact with the lamellae. If the coupling half k is not yet in the coupling position, a slight touch of the lamellas is sufficient to turn the coupling half on the thread k ^s and to start a shift; the further the coupling half k moves, the stronger the friction, and in this way the coupling safely moves into the coupling position. To support the movement, springs q are attached between parts k ² and k , which act in the direction of the screw threads. When the coupling half k is in the final coupling position, the springs between the rings ι and i ^{4 are} compressed to the extent required to transmit the torque through the coupling. If, by switching on a higher speed level, the wheel c and thus the part έ ^{2 is given} a higher speed than the shaft a, the part k screws back on the thread k ^s until the friction clutch is completely released. With the aid of the device shown in Fig. 4, it is now possible to establish an effective connection between parts α and c even when the power flow is in front in the sense of the overhaul; for this purpose the hand crank i ^{7 can be operated} further, so that

der Ring i der Kupplungshälfte k so lange nachfolgt, bis die Verbindung durch die Kupplung wieder hergestellt ist. Das Aufheben der Überholungswirkung ist beispielsweise erforderlich, wenn die Kupplung in ein Fahrzeuggetriebe eingebaut ist. Bei einem Fahrzeuggetriebe erfolgt nämlich ein Überholen nicht nur beim Einschalten einer höheren Geschwindigkeitsstufe, sondern es kannthe ring i follows the coupling half k until the connection is re-established by the coupling. The overhaul effect must be canceled, for example, when the clutch is installed in a vehicle transmission. In the case of a vehicle transmission, overtaking not only takes place when a higher speed level is switched on, but it can

ίο auch erfolgen, wenn das Fahrzeug auf einer abschüssigen Fahrbahn eine schnellere Geschwindigkeit annimmt, als es dem Antriebe entspricht. In diesem Falle ist die Aufhebung der -Überholungswirkung angebracht, da nur ' dann der Motor als Bremse für das Fahrzeug in an sich bekannter Weise benutzt werden kann.ίο also be done when the vehicle is on a sloping roadway adopts a faster speed than the drives is equivalent to. In this case, the cancellation of the overhaul effect is appropriate, as only 'Then the engine can be used as a brake for the vehicle in a manner known per se can.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen sind lediglich rein mechanische Be- tätigungen für die Teile der Kupplungen berücksichtigt worden. Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, die Bewegung der Teile durch andere Mittel zu bewirken, also etwa durch Elektromagnete, durch Druckluft, durch Druckflüssigkeiten usw. Ein Beispiel mit einer Bewegung des automatischen Teiles der Kupplungen durch einen Magneten ist in Abb. 5 dargestellt.In the embodiments described so far, only purely mechanical activities for the parts of the clutches have been taken into account. Of course there is also the possibility of causing the parts to move by other means, that is for example by electromagnets, by compressed air, by hydraulic fluids, etc. An example with a movement of the automatic part of the couplings by a magnet is shown in Fig. 5.

Bei der in Abb. 5 dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine Überholungskupplung, bei welcher die Überholung erfolgt, gleichgültig, welche Drehrichtung die Antriebsmaschine hat; die Überholung erfolgt also sowohl beim Vorwärtslauf als auch beim Rückwärtslauf des Antriebsmotors. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, ein Getriebe, mit mehreren Geschwindigkeitsstufen sowohl für den Vorwärtslauf als auch für den Rückwärtslauf zu benutzen und dabei eine Kraftunterbrechung beim Umschalten von einer Geschwindigkeitsstufe zur andern zu vermeiden. Die Kupplung nach Abb. 5 ist eine Lamellenkupplung, bei welcher die Lamellen zwischen den beiden beweglichen Teilen i und k angeordnet sind. Der Teil i ist von außen durch den Hebel i~ bewegbar, der Teil k wird selbsttätig von dem Getriebe bewegt. Der Teil k gleitet in der Längsrichtung auf einem zweiten Teil k¹ und wird durch die Druckfedern ί in der Kuppelstellung gehalten, solange die Magnetwickhing r stromlos ist. Wird aber ein Strom durch die Magnetwicklung r geschickt, so wirken die Teile h und k¹ als Magnet und Anker und werden entgegen der Wirkung der Federn s zusammengerückt, wodurch die Lamellenkupplung ausgeschaltet wird. Die Schaltung für die Magnetwicklung r wird durch Schalter beeinflußt, welche zwischen den beiden Teilen k¹ und k" liegen. Zwischen diesen beiden Teilen ist in der bereits oben beschriebenen Weise eine 'Relativbewegung möglich, und diese Relativbewegung wird zur Betätigung der elektrischen Schalter benutzt. Beispielsweise können, wie in Abb. 6 im Querschnitt dargestellt ist, die Mitnehmer k^s und /e⁴ unmittelbar mit Kontakten w¹, w², w^s ausgerüstet werden, so daß je nach dem Kraftfluß im Getriebe einmal zwischen den Kontakten w¹ und ζυ² und das andere Mal zwischen den Kontakten w¹ und zu³ eine stromleitende Verbindung hergestellt wird. Die Stromzufuhr zu den Kontakten ztr und w^s ■ geschieht durch Schleifringe t² und i³, während ein dritter Schleifring t¹ unmittelbar den Strom zur Magnetwicklung r führt. Das Schaltschema für die elektrischen Teile der Vorrichtung ist in Abb. 7 dargestellt. Wie aus Abb. 7 hervorgeht, ist der Schleifring t¹ unmittelbar an eine Stromquelle u angeschlossen, während die Leitungen von den Schleifringen t² und t³ über einen Doppelschalter wⁱ, w⁵, w⁶ mit dem andern Pol der Stromquelle in Verbindung gebracht werden können. Die Stellung des Schalthebels to⁰ wird in Abhängigkeit von dem Schalter des Antriebsmotors gebracht; wenn beispielsweise der Lauf des Motors durch eine Schaltkurbel geregelt wird, deren Drehung nach rechts oder links von ihrer Nullstellung aus den Vorwärts- oder Rückwärtslauf des Motors einschaltet, so kann der Schalthebel w° unmittelbar auf die Schaltkurbel des Motors mit aufgesetzt werden. Je nach der Drehrichtung des Motors werden dann die Kontakte w⁴ und w^s mit der Stromquelle verbunden. Wird beispielsweise beim Vorwärtslauf der Kontakt wⁱ nach Fig. 7 unter Strom gesetzt, so wird der Strom durch den Schleifring t³ auf den Kontakt w^a übertragen, während der Kontakt w² stromlos ist. In der in Abb. 6 gezeichneten Stellung ist also die Magnetwicklung r stromlos, durch Einlegen des. Hebels i² in die in Fig. 5 gezeichnete Stellung wird also die Kupplung hergestellt. Wird nun durch Einschalten einer höheren Geschwindigkeitsstufe das Zahnrad c mit höherer Geschwindigkeit angetrieben, als es der Drehzahl der Welle α entspricht, so entsteht zwischen den Teilen k² und k¹ eine Relativbewegung, durch welche der Kon-■ takt w¹ mit dem Kontakt w^s zusammengebracht wird. Hierdurch wird die Magnetwicklung r in den Stromkreis eingeschaltet und die Lamellenkupplung ausgerückt. Beim Rückwärtslauf des Antriebsmotors ist dagegen der Kontakt w⁵ und damit über dem Schleifring i² auch der Kontakt w² unter , Strom gesetzt; die Kupplung wird daher beim Rückwärtslauf ebenfalls gelöst, sobald das Zahnrad c schneller angetrieben wird, da beim Rückwärtslauf der Kraftfluß in den Kupplungsteilen in umgekehrter Richtung verläuft. The embodiment shown in Fig. 5 is an overrunning clutch in which the overhaul takes place, regardless of the direction of rotation of the prime mover; the overhaul takes place both when the drive motor is running forwards and when it is running backwards. This makes it possible to use a transmission with several speed levels for both forward and reverse travel and thereby avoid an interruption in power when switching from one speed level to the other. The coupling according to Fig. 5 is a multi-disc clutch in which the discs are arranged between the two moving parts i and k . The part i can be moved from the outside by the lever i ~ , the part k is moved automatically by the gear. The part k slides in the longitudinal direction on a second part k ¹ and is held in the coupling position by the compression springs ί as long as the magnet winding r is de-energized. If, however, a current is sent through the magnet winding r , the parts h and k ^{1 act} as a magnet and armature and are moved together against the action of the springs s , whereby the multi-plate clutch is switched off. The circuit for the magnet winding r is influenced by switches which are located between the two parts k ¹ and k ″ . A relative movement is possible between these two parts in the manner already described above, and this relative movement is used to operate the electrical switch. For example, as shown in cross section in Fig. 6, the drivers k ^s and / e ^{4 can} be equipped directly with contacts w ¹ , w ² , w ^s , so that depending on the power flow in the gearbox once between the contacts w ¹ and ζυ ² and the other time a current-conducting connection is established between contacts w ¹ and ^3. Power is supplied to contacts ztr and w ^s ■ through slip rings t ² and i ³ , while a third slip ring t ¹ directly supplies the current to the magnet winding r leads. the circuit diagram for the electrical parts of the apparatus shown in Fig. 7. As shown in Fig. 7 can be seen, the slip ring is t ¹ immediately to a power source u connected, while the lines from slip rings t ² and t ^{3 can be} connected to the other pole of the power source via a double switch w ⁱ , w ⁵ , w ^6. The position of the shift lever to ⁰ is brought depending on the switch of the drive motor; If, for example, the running of the motor is controlled by a crank whose rotation to the right or left from its zero position switches on the forward or reverse running of the motor, the switch lever w ° can be placed directly on the crank of the motor. Depending on the direction of rotation of the motor, the contacts w ⁴ and w ^s are then connected to the power source. If, for example, the contact w ⁱ according to FIG. 7 is energized during forward travel, the current is transmitted through the slip ring t ³ to the contact w ^a , while the contact w ^{2 is} de-energized. In the position shown in FIG. 6, the magnet winding r is thus de-energized, so the clutch is established by inserting the lever i ² into the position shown in FIG. 5. If, by switching on a higher speed level, the gear c is driven at a higher speed than corresponds to the speed of the shaft α , a relative movement arises between the parts k ² and k ¹ through which the contact w ¹ with the contact w ^{s is brought} together. As a result, the magnet winding r is switched on in the circuit and the multi-plate clutch is disengaged. When the drive motor is running backwards, on the other hand, the contact w ⁵ and thus also the contact w ² via the slip ring i ^{2 are} energized; the clutch is therefore also released when running backwards as soon as the gear c is driven faster, since the flow of power in the clutch parts runs in the opposite direction when running backwards.

In die Leitung zwischen dem Schleifring ί¹ und der Stromquelle u ist noch ein weiterer Schalter w⁷ eingeschaltet, welcher normalerweise geschlossen ist, also den Stromdurchfluß zuläßt. Wird durch diesen Schalter die Leitung unterbrochen, so wird die Überholungsvorrichtung vollkommen außer Betrieb gesetzt; wie schon oben ausgeführt wurde, ist es bei Fahrzeugantrieben zeitweise erwünscht, ίο die Überholungsvorrichtung ausschalten zu können. DieAusschaltung erfolgt bei dem in Abb. 5 bis 7 dargestellten Beispiel in der einfachsten Weise.In the line between the slip ring ί ¹ and the power source u , a further switch w ^{7 is} turned on, which is normally closed, so allows the flow of current. If the line is interrupted by this switch, the overhaul device is completely deactivated; As already stated above, it is sometimes desirable for vehicle drives to be able to switch off the overtaking device. Switching off takes place in the simplest way in the example shown in Fig. 5 to 7.

Der Schalter w⁷ kann noch zu dem weiteren Zweck benutzt werden, den Teil k beim Anlassen in die Kuppelstellung zu bringen, wenn beim Stillstand durch irgendeinen Zufall der Stromkreis für die Magnetwicklung r eingeschaltet sein sollte. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel besteht also die Möglichkeit, daß bei der Inbetriebsetzung des Getriebes der zwischen den beiden relativ zueinander bewegten Teilen k¹ und k- angebrachte Schalter nicht selbsttätig in die gewünschte -25 Stellung sich bewegt. Dieser Nachteil kann in einfacher Weise auch dadurch behoben werden, daß die Schaltvorrichtung nicht durch die Bewegung zwischen den Teilen k¹ und /e², sondern durch die Bewegung zwischen den Teilen α und k² betätigt wird. Die Bewegung zwischen diesen beiden Teilen ist zwar nicht begrenzt, doch ist es mit Hilfe eines Reibungsschalters oder ähnlicher bekannter Einrichtungen ohne weiteres möglich, die Schaltung von der Relativbewegung der Teile a und k² abhängig zu machen. Es ist also kein für den Erfindungsgegenstand notwendiges Kennzeichen, daß die Schaltvorrichtung zwischen den Teilen k¹ und k² liegt. Ebenso wie die Betätigung des Kupplungsteils k mit Hilfe des elektrischen Stromes durch selbsttätig gesteuerte Schalter erfolgen kann, kann selbstverständlich auch die Betätigung des Kupplungsteil si durch elektrisehen Strom oder durch andere Energiequellen erfolgen, welche in diesen Teil durch eine von Hand zu betätigende Steuervorrichtung eingeschaltet werden. Die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen geben also nur einzelne Beispiele für die Ausfüh-. rungsmöglichkeiten der neuen Kupplung, weitere Äusführungsformen ergeben sich durch andere Kombination der Elemente von selbst.The switch w ⁷ can also be used for the further purpose of bringing part k into the coupling position when starting, if the circuit for the magnet winding r should be switched on by any chance during standstill. In the example shown in the drawing, there is the possibility that when the transmission is put into operation, the switch attached between the two parts k ¹ and k- which move relative to one another does not automatically move into the desired -25 position. This disadvantage can also be eliminated in a simple manner in that the switching device is actuated not by the movement between the parts k ¹ and / e ² , but by the movement between the parts α and k ^2. The movement between these two parts is not limited, but with the aid of a friction switch or similar known devices it is easily possible to make the circuit dependent on the relative movement of parts a and k ^2. It is therefore not a necessary characteristic for the subject matter of the invention that the switching device is located between parts k ¹ and k ² . Just as the actuation of the coupling part k can take place with the help of the electric current through automatically controlled switches, the actuation of the coupling part si can of course also take place through electrical current or other energy sources, which are switched on in this part by a manually operated control device. The embodiments shown in the drawings therefore only give individual examples of the execution. options for the new coupling; further versions result from a different combination of elements.

Claims

Patent claims:

i. Friction clutch as a switching device for gear change transmissions with gears which remain in constant engagement with one another, in which the switching takes place without interrupting the power transmission, characterized in that each of the two clutch parts (i, k) for -. is arranged to be movable between two limit positions in the sense of closing and opening the clutch, one clutch part (f) being arbitrarily movable into or out of the clutch position in all operating states by an externally actuated control, while the other automatically moves into the adjusts one of its two limit positions, which correspond to the coupling and uncoupling position, depending on the direction of the torque acting on it.

2. Coupling according to claim 1, characterized in that a known device is used for the movement of the coupling part automatically adjusting itself into one of its two limit positions, in which an intermediate piece is used between the parts to be connected to one another by the coupling (α and b) (Ze ¹ ) is switched on, which executes a limited relative movement when there is a change in the direction of the power flow and transmits this movement to the associated coupling part (k) through a transmission.

^{3. Coupling according to claim 2, characterized in that a steep helical gear (fe 5} in Fig. 4) serves as a gear for the implementation of the relative movement of the intermediate piece with respect to the associated coupling part that occurs when changing in the direction of the torque in the circumferential direction is arranged so that the intermediate piece (k in Fig. 4) when moving in the circumferential direction is simultaneously forced to move in the axial direction and thereby itself forms the self-adjusting coupling part.

4. Coupling according to claim ι and 2, characterized in that the movable intermediate piece (/ e ¹ ) actuates electrical switches («ι ¹ , w-, w ^s ) during its movement, which are connected to electromagnets (r) in such a way that the movement of the automatically controlled coupling part (fe) is thereby caused.

5. Coupling according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Effect of the externally controlled clutch is canceled when the driven coupling part (c) by something else Drive is moved faster than the driving coupling part (i).

6. Coupling according to one of claims 1 to 5, characterized in that between two the movable intermediate piece and the automatically moved coupling part

two switching devices are provided, one of which corresponds to the direction of rotation can be put out of operation, so that the entire clutch as an overrunning clutch in both directions is effective.

7. Coupling according to claim 1 to 6, characterized in that the effectiveness the clutch, which is automatically released by the relative movement, by means of an external control movement can be restored.

1 sheet of drawings