DE677943C - Kupplungsvorrichtung fuer Zahnraederwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Bei den bekannten Zahnräderwechselgetrieben erfolgt der Übersetzungswechsel durch. eine entsprechende Eingriffsschaltung von verschiebbaren Rädern oder Klauenkupplungen. Für einen Gangwechsel müssen dabei die Getriebe entweder zum Stillstand oder die miteinander zu kuppelnden Teile auf übereinstimmende Umfangsgeschwindigkeiten gebracht werden. Bei Getrieben, die zur Schaltbewegung nicht in Stillstand zu versetzen sind, wie beispielsweise bei Kraftfahrzeugen, wird vielfach zur Schalterleichterung eine Synchronisiereinrichtung eingebaut. Eine solche Einrichtung ist jedoch nur dann anwendbar,' wenn der Gangwechsel nicht mit Hilfe von Schieberädern, sondern über Kupplungen vorgenommen wird, die, soweit es sich um Klauenkupplungen handelt, eine besondere und sorgfältige Ausbildung der Klauen erforderlich machen.

Die Kupplungsvorrichtung nach der Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Kupplungsarten und macht überdies eine Synchronisiereinrichtung entbehrlich. Die zu kuppelnden Teile werden nicht durch einen axialen, sondern einen radialen Eingriff miteinander verbunden, wodurch eine stets kuppelgerechte Stellung vorhanden ist und der Kupplungsvorgang durch die auftretenden Geschwindigkeitsunterschiede der einzelnen Kupplungsteile nicht im geringsten behindert oder in seinem Ablauf gestört wird.

An sich sind radial schwenkbare Kupplungsglieder für Kraft- und Bewegungsübertragungen bekannt. Sie bestehen aus in einem trei-Senden Rad gelagerten Keilsegmentstücken, die mit kreisbogenförmig verlaufenden Kämmen in keilförmige Ringnuten des zu kuppelnden Rades eintreten und durch eine radiale Schwenkbewegung um ihre Lagerachse in die Ringnuten fest eingeklemmt werden. Die Segmentstücke bilden so ein- und aus-• rückbare Mitnehmer, die durch eine Schwenkbewegung nach der einen oder anderen Seite das zu kuppelnde Rad für den einen oder anderen Drehsinn mit dem treibenden Rad verbinden und bei einer Einstellung in die Mittellage die Verbindung zwischen treibender und getriebener Kupplungshälfte lösen.

Demgegenüber besitzt die Kupplungsvorrichtung nach der Erfindung als Zahnradsegmente ausgebildete Kupplungsglieder, die in einem mit der treibenden Welle umlaufenden Käfig sitzen und in Längsrichtung dieser Welle bei der Schaltbewegung zur Kupplung mit dem einen oder anderen Übersetzungsrad eines Zahnräderwechselgetriebes verstellbar sind. Die Zahnradsegmentstücke sind zweck-

*) Von dem P at ent sucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Theo Berkenhemper und Georg Preis in Düsseldorf.

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mäßig um eine die Längsachse der treibenden Welle kreuzende Drehachse schwenkbar gelagert und rollen bei der Längsverschiebung des Käfigs zur Einstellung der gewünschten Übersetzungsstufen in den Ringnuten der Übersetzungsräder ab, wobei sie in. der erreichten Kupplungslage selbsttätig gekippt werden und durch ihre mit größerem Radius für die Kopf- und Fußkreise gebildeten Kupplungszähne, als ihrem Abstand von der Mitte der Kippachse der Segmentstücke entspricht, ein stärkeres Klemmen der Zahnenden in den Ringnuten bewirken. Mit der Einrichtung nach der Erfindung ist damit sowohl eine IS um den Kippbetrag elastische als auch in stets schaltgerechter Stellung befindliche Kupplung geschaffen. Ihr Ausrücken erfolgt durch Rückführung des Käfigs in die Leerlauf stellung, wobei eine federnd wirkende Rückstellvorrichtung in der Leerlaufst ellung für die Rückführung der Segmente in die eingriffsfreie Mittellage sorgt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel "einer Kupplungsvorrichtung nach der Erfindung dargestellt. ,

Fig. ι zeigt das Getriebe im Längsschnitt, Fig. 2 in einem Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. ι in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 die Stellung der Zahnradsegmente in ein- und ausgekuppeltem Zustand und_

Fig. 4 ein in größerer Darstellung herausgezeichnetes Zahnradsegment.

Die hohl ausgebildete treibende Wielle ι ist durch ein Keilnabenprofil mit dem Keilwellenstummel 2 eines Käfigs 3 auf Drehung verbunden (Fig. ι). In Kugelkalotten des Käfigs 3 sind drei Zahnradsegmente 4 gelagert, deren Zähne 5 in parallel nebeneinanderliegende, keilförmig ausgebildete Ringnuten 6 der Zahnräder 7 und 8 eingreifen können. Diese Zahnräder stehen in ständigem Eingriff mit den aus einem Stück bestehenden Vorgelegerädern 9. Der Käfig 3 kann durch eine auf der treibenden Welle 1 verschiebbar gelagerte Schaltbüchse 10 in Richtung dieser Welle hin und her bewegt werden. Hierdurch wird entweder das Zahnrad 7 oder das Zahnrad 8 mit der treibenden Welle 1 gekuppelt. Die Kopf- und Fußkreise der Segmentzähne 5 haben den Punkt 11 zum Mittelpunkt (Fig. 3), der in einem größeren Abstand von dem Kopfkreis der Zähne 5 liegt als der Mittelpunkt 12 der Kippachse der Zahnradsegmente 4 (Fig. 3 und 4). Dadurch wird bei einer Kippbewegung der Segmente 4 in Richtung des Pfeiles 15 ein Klemmen des der Kipprichtung entgegenliegenden Endes der Zähne 5 in die Ringnuten 6 der "Räder 7 oder 8 bewirkt. Die Zahnform ist so gewählt, daß sich durch das Klemmen nur ein ganz kleiner Stützwinkel ergibt, der ein Lösen der Kupplung bei - einem Gangwechsel ohne Schwierigkeit zuläßt. Auf die inneren Flächen der Segmentstücke 4 wirkt eine Feder 14 und verleiht ihnen einen festen Sitz im Käfig 3, wenn dieser sich in Leerlaufstellung befindet (Fig. 2).

Der Kupplungsvorgang vollzieht sich folgendermaßen:

Wird der mit der treibenden Welle 1 umlaufende Käfig 3 durch die Schaltbüchse ι ο aus der Leerlaufstellung (Fig. 2) z. B. in Richtung des Pfeiles 13 verschoben, dann werden die Zähne ζ der Segmentstücke 4 in die Ringnuten 6 des Zahnrades 7 hineingewälzt und mit fortschreitendem Vorschub allmählich darin festgeklemmt. Übersteigt die Größe der dadurch entstehenden Reibung den Druck der Feder 14. auf die nach innen gerichteten Flächen der Segmente 4, dann geben diese in der Richtung des Pfeiles 15 nach, kippen um ihre Achse 12 in den Kügelkalottsn und klemmen sich mit ihren Zähnen 5 in den Ringnuten 6 des Zahnrades 7 fest (Fig. 3). Durch das nunmehr mit der treibenden Welle 1 fest verbundene Zahnrad 7 wird über die Vorgelegeräder 9 und das Zahnrad 8 die mit diesem verkeilte getriebene Welle 16 im gleichen Drehsinn wie die treibende Welle 1 in Umlauf versetzt. Der Kupplungsvorgang vollzieht sich in gleicher Weise, wenn durch die Schaltbüchse 10 der Käfig 3 in das Zahnrad 8 geschoben wird. In diesem Fall ist die treibende Welle 1 mit der getriebenen Welk: 16 unmittelbar gekuppelt, während die Vorgelegeräder 9 und damit das Zahnrad 7 leer mitlaufen.

Erfolgt beispielsweise bei plötzlicher Gaswegnahme der Antrieb des Getriebes von dem bisher getriebenen Teil, der getriebenen Welle 16, aus, so werden die Segmente 4 infolge ihrer radialen Drehungsmöglichkeit zunächst in ihre Mittellage zurückgesehwenkt. Durch die noch bestehende Reitmngsmitnahme verbleiben sie aber nicht in dieser Lage, sondern schwenken weiter und schlagen nach der entgegengesetzten Seite um, so daß sich nunmehr die Gegenenden der Zähne S in die Ringnuten 6 einklemmen. Der Kupplungszustand bleibt also erhalten. Die den Segmenten 4 eigene radiale Drehungsmöglichkeit gestattet es weiterhin, daß unter voller Belastung ein Lösen der Verklemmung vorgenommen werden kann und dazu ein Geschwindigkeitswechsel zwischen An- und Abtrieb für die Schaltung nicht erforderlich ist.

Die Kippbewegung der Segmente um ihre Schwenkachse in Richtung des Pfeiles 15 kann gegebenenfalls durch eine geeignete Vorrichtung zwangsläufig erfolgen, etwa durch eine von der Schaltbewegung gesteuerte Kurven-

führung, so daß die Einstellung der Kupplungszähne 5 in den gekippten Kupplungszustand nicht ruckartig, sondern zwangsläufig erfolgt und ebenso die Rückstellung in die Mittellage beim Gangwechsel zwangsläufig durch die Schrägflächen gesteuert wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Kupplungsvorrichtung für Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit Keilsegmentstücken, die zum Kupplungseingriff in Ringnuten des mit dem Antrieb zu kuppelnden Getrieberades radial schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilsegmentstücke als Zahnradsegmentstücke (4) ausgebildet und in einem mit der treibenden Welle (1) umlaufenden, durch die Schaltbewiegung zur Kupplung mit dem einen oder anderen Übersetzungsrad (7 oder 8) eines Zahnräderwechselgetriebes, verschiebbaren Käfig (3) angeordnet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradsegmentstücke (4) im Käfig (3) um eine zur Längsachse der treibenden Welle (1) senkrecht verlaufende Drehachse schwenkbar sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradsegmentstücke (4) durch Längsverschieben des Käfigs (3) in Ringnuten (6) zweier Räder (7,8) beim Gangwechsel abrollen und in der Kupplungslage mit dem einen oder anderen Übersetzungsrad (7 oder 8) selbsttätig durch Kippen um eine zur Drehachse für das Abrollen senkrechte Schwenkachse (12) in den Ringnuten (6) verklemmt werden.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (4) in der Leerlaufstellung durch eine unter Federwirkung stehende Rückstellvorrichtung (14) in ihre Mittellage zurückgebracht und gehalten werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   Berlin, gedruckt in der