DE701537C - Mehrstufiges Zahnraederwechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine besondere Ausbildung eines mehrstufigen Zahnräderwechselgetriebes mit dauernd in Eingriff befindlichen und durch Kupplungen -schaltbaren Zahnräderpaaren, bei denen durch Anwendung von Überholungseinrichtungen keine Unterbrechung der Kraftübertragung beim Umschalten von einer Stufe zur anderen eintritt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei möglichst einfachem Aufbau einen einfachen und störungsfreien Betrieb zu erhalten, insbesondere aber auch durch die Einfachheit des Aufbaus an Herstellungskosten zu sparen. Die Ausnutzung der Vorteile eines ohne Unterbrechung der Kraftübertragung arbeitenden, an sich bekannten Getriebes wird nämlich in der Praxis am «leisten durch die Kosten gehemmt, die mit der Herstellung der Überholungseinrichtungen verbunden

ao sind. Die Erfindung geht daher von dem Gedanken aus, wenigstens für einige Gangstufen des Getriebes eine einzige gegebene Vorrichtung für zwei verschiedene Zwecke nutzbar zu machen und dadurch die gewünschte Vereinfachung im Aufbau und die Kostenersparnis zu erzielen. Es handelt sich dabei um eine Freilaufeinrichtung, die gleichzeitig zwei verschiedene Zwecke zn übernehmen hat und dabei einmal im Zusammenwirken mit einer einfachen Schaltkupplung eine Überholungseinrichtung zur Vermeidung der KraftunterbrechiUng bildet und gleichzeitig dazu dient, die Mitnahme von Vorgelegewellen zu verhindern, wenn diese Vorgelegewellen nicht selbst an der Kraftübertragung teilnehmen.

Die Erfindung bezieht sich also auf solche Ausführungsformen von Getrieben, bei denen die Kraftübertragung der Gangstufen über Vorgelegewellen geleitet wird, während bei

einer weiteren Gangstufc eine unmittelbare Verbindung der treibenden und der angetriebenen Welle unter Auslassung der Vorgelege erfolgt. Die Erfindung bestellt darin, daß für S die Schaltung der höchsten Stufe jeder Vor?-· gelegewelle eine einfache Sehaltkupplung an dem entsprechenden Zahnräderpaar dient, daß ferner als Überholungäeinrichtung für diese Stufe eine an der \^rerbindung zwischen der '<-. Vorgelegewelle und der angetriebenen Welle angeordnete Freilaufkupplung dient, die gleichzeitig in der bei anderen Getriebebauarten bereits bekannten Weise eine !Mitnahme der Vorgelegewelle beim Einschalten der >5 höheren Gangstufen ausschließt. Zum Einschalten niedrigerer Stufen der Vorgelegewellen dienen in an sich bekannter Weise schaltbare Überholungskupplungen.

Die Erfindung besteht also in der Vereinigung der genannten Maßnahmen in der Weise, daß eine einzige Freilaufkupplung gleichzeitig für zwei verschiedene Zwecke angewendet wird. An sich ist es bereits bekannt, einerseits zum Zwecke des Schaltens ohne -■Ti Kraftunterbrechung sieh der Zusammenarbeit einer Freilaufkupplung mit einer einfachen Schaltkupplung zu bedienen, andererseits bei anderen Getriebebauarten Freilaufkupplungen zum Stillsetzen von unbenutzten Vorgelege-3" wellen zu verwenden. Die Erfindung besteht demgegenüber darin, eine einzige Freilaufkupplung

für die beiden genannten Zwecke

gleichzeitig auszunutzen und dadurch die gewünschte Vereinfachung zu schaffen. Die erzielte Vereinfachung ist dabei sehr beträchtlich, so läßt sich z. B. durch Anwendung des Erfindungsgedankens ein Getriebe mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang in der Weise aufbauen, daß ledig-'ich eine einzige Kupplung als Überholungskupplung ausgebildet wird, während alle anderen Kupplungen einfache Schaltkupplungen sind, zu denen dann noch zwei Freilaufeinrichtungen treten, die in der genannten Weise sowohl zur Vermeidung der Kraftflußunterbrechung als auch zum Stillsetzen unbenutzter Vorgelegewellen dienen. Gegenüber der üblichen Bauart, bei der für fünf Vorwärtsgänge vier Überholungskupplungen benutzt werden, ist also eine Vereinfachung erreicht.

Zur eingehenderen Erläuterung der Erfindung, ihrer Einzelheiten und Vorteile sind in der Zeichnung eine Anzahl von Ausführungsmöglichkeiteu als Beispiel schematisch dargestellt.

Die Zeichnung zeigt in den Abb. 1 bis 4

je eine Ausführungsform des Getriebes, und zwar ist in allen Abbildungen die Motorwelle,

^o also die treibende Welle des Getriebes, mit a bezeichnet, die getriebene Welle mit c und ] die Vorgelegewellen mit b. Die schaltbaren j Kupplungen sind durch Kupplungsgehäuse i augedeutet, bei denen in römischen Ziffern v|. die zugehörige Gangstufe verzeichnet ist. . Κ Bei Abb. 1 ist als Beispiel ein Getriebe mit f- vier Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang dargestellt. Bei den Gangstufen I bis III wird die Vorgelegewelle b von der Motorwelle σ durch ein entsprechendes Räderpaar 7» angetrieben, und die Bewegung der Welle b wird durch das Räderpaar d, e auf die Wellec übertragen. Die vierte Gangstufe wird durch die Kupplung IV hergestellt, welche die Wellen α und c unmittelbar miteinander verbindet. Um bei dieser Gangstufe eine Bewegung der Welle b zu vermeiden, ist das Zahnrad e nicht starr mit der Welle c \'erbunden, sondern durch eine Freilaufeinrichtung /, weiche beim \^rorwärtslauf zwar einen An- *o trieb der Welle c vom Zahnrade e zuläßt, aber einen Antrieb des Zahnrades e von der Welle c unmöglich macht. Für den Rück- \värtsgang ist eine Verbindung zwischen den Wellen α und c über eine besondere Vorgelegewelle b¹ vorgesehen; der Rückwärtsgang ist durch die Kupplung R einschaltbar. Bei dem dargestellten Beispiel wird beim Einschalten · des Rückwärtsganges die Freilaufkupplung gesperrt, also die Welle b von der Welle c mitgenommen, wodurch jedoch keine Nachteile entstehen !können, da einerseits beim Rückwärtsgang keine hohe Geschwindigkeit erzielt wird und andererseits der Rückwärtsgang auch nicht für längere Zeiträume in Anspruch genommen wird.

Das in Abb. 2 als Beispiel dargestellte Getriebe entspricht in bezug auf die Schaltung der vier Vorwärtsgänge dem in Abb. 1 dargestellten Beispiel. Ein Unterschied ist nur insofern vorhanden, als die zwischen dem Rade e und der Welle c angebrachte Freilaufkupplung f durch eine Schalteinrichtung willkürlich ausschaltbar gemacht ist. Dies kann entweder durch eine entsprechende Einrich- >°5 tung an der Freilaufkupplung oder durch das Hintereinanderschalten einer üblichen Freilaufkupplung und einer Schaltkupplung zwischen den Teilen c und e erfolgen. Das Ausschalten der Freilaufkupplung erfolgt gleich- "° zeitig mit dem Einschalten des Rückwärtsganges. Die Schaltstellungen des Schalthebels sind dementsprechend mit. den Buchstaben R und V versehen. Der Rückwärtsgang wird aus den parallel zu den Zahnrädern ti und e zwischen den Wellen b und c angeordneten Rädern g, h und i gebildet, welche das Einstellen von drei Rückwärtsstufen gestatten, da gleichzeitig eine der drei Kupplungen I, II oder III eingeschaltet werden muß. Die fünf Räder d, e, g, h und i bilden also ein Wendegetriebe zwischen den Wellen b und c,

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welches durch die Doppelkupplung zwischen den Rädern e und g umschaltbar ist. Der Freilauf f wird also lediglich beim Vorwärtsgang IV wirksam und verhindert bei diesem Gang ein Mitlaufen der Vorgelegewelle b und der gesamten für den Rückwärtsgang erforderlichen Getriebeteile, · während bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. ι beim Vorwärtsgang IV noch die Getriebeteile für den

to Rückwärtsgang im- Leerlauf mitgenommen werden, allerdings bei normalen und nicht bei überhöhten Geschwindigkeiten.

In Abb. 3 ist ein Getriebe mit sechs Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang schematised dargestellt, /bei welchem die einzelnen Gänge auf zwei Vorgelegewellen b und b¹ verteilt sind. Dabei übernimmt jede Vorgelegewelle den Antrieb für eine Gruppe aufeinanderfolgender Stufen, was den Vorteil

ao hat, daß die Mitnahme der ersten Vorgelegewelle schon durch das Einschalten der Freilaufeinrichtumg verhindert werden kann, sobald eine über der höchsten eigenen Stufe liegende Getriebestufe eingeschaltet wird. Bei dem dargestellten Beispiel dient die Vorgelegewelle b für den Rückwärtsgang R und für die Vorwärtsgänge I und II. Die Kraftübertragung von der Welle b auf die Welle c erfolgt durch die Räder d und e, wobei das Rad e gemäß der Erfindung die Welle c über die Freilaufeinrichtung/ antreibt. Bei der hier gezeigten Anordnung ist es notwendig, eine sperrbare Freilaufeinrichtung anzuwenden, und zwar muß die Sperrung zusammen mit dem Rückwärtsgange einschaltbar sein, da sonst beim Rückwärtsgang eine Kraftübertragung zwischen den Wellen b und c unmöglich sein würde. Die Sperrung dient außerdem dazu, den Motor als Bremse unter Einschalten des Ganges I oder II zu benutzen. Für die Geschwindigkeitsstufen III, IV und V ist eine weitere Vorgelegewelle b¹ vorgesehen, deren Kraftübertragung über die Räder d¹ und e¹ auf die Welle c erfolgt. Wird einer der drei Gänge III bis V eingeschaltet, so tritt der Freilauf/ am Rade e in Tätigkeit, so daß also bei diesen Getriebestufen schon eine Mitnahme der Welle b unterbleibt. Beim Einschalten der höchsten Stufe VI durch un- ■ mittelbare Verbindung der Wellen α und c kommen dann die beiden Freilaufe / und f¹ an den Rädern e und e¹ zur Wirkung; beide Vorgelegewellen b und b¹ kommen damit beim Gang VI zum Stillstand. Die Anordnung von zwei Vorgelegewellen nach der Abb. 3 ergibt im übrigen eine verringerte Reibungsart nicht nur insofern, als die Zahl der leer mitlaufenden Wellen und Räder jeweils auf ein Mindestmaß begrenzt ist, sondern auch dadurch,

So daß die auf der Welle α befestigten Zahnräder gleichzeitig für die Arbeitsübermittlung bei zwei Getriebestufen dienen, so daß die Räderzahl überhaupt verringert ist. Damit wird auch erreicht, daß die Vorgelegewellen innerhalb der gleichen Drehzahlgrenzen arbeiten, was eine Verwendbarkeit übereinstimmender Teile im gleichen Getriebe und damit eine Verbilligung bedeutet.

Die dargestellten Beispiele zeigen, daß es bei jeder beliebigen Getriebeanordnung durch die Einschaltung einer Freilaufeinrichtung möglich ist, den Antrieb aller derjenigen Vor- * gelegewellen zu verhindern, welche bei der jeweils in Betrieb befindlichen Gangstufe zur Kraftübertragung nicht benötigt werden. if>

In Abb. 4 ist noch ein Ausführungsbeispiel eines Getriebes mit fünf Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgange gezeigt. Für die Schaltung der Stufen sind zwei Vorgelege wellen vorgesehen; in dieser Beziehung entspricht das Getriebe dem Beispiel nach Abb. 3, jedoch besteht ein baulicher Unterschied insofern, als die beiden Vorgelegewellen gleichachsig angeordnet sind und die Vorgelegewelle b¹ dabei die Vorgelegewelle b als Hohlwelle umschließt, so daß die Raumausnutzung den üblichen Getrieben weitgehend ähnlich ist. Die Vorgelegewelle b dient zur Übertragung des Rückwärtsganges und der beiden Vorwärtsgänge I und II; die Hohlwelle b¹ 9°* überträgt die beiden Vorwärtsgänge III und IV; die Einschaltung des höchsten Vorwärtsganges V wird durch unmittelbare Kupplung der treibenden Welle a¹ mit der getriebenen Welle c erreicht. Die Kraftübertragung der Vorgelegewelle b erfolgt über die Stirnräder d und e auf die Welle c, die der Hohlwelle b¹ über die Stirnräder d¹ und e¹; die beiden Räder e und e¹ sind gemäß der Erfindung durch Freilauf einrichtungen / mit der >o° Welle c verbunden, so daß eine Mitnahme der Vorgelegewellen beim Einschalten jeder über der höchsten eigenen Stufe liegenden Getriebestufe unterbleibt. Eine Besonderheit des Ausführungsbeispiels nach Abb. 4 liegt noch darin, daß das Einschalten des ersten Vorwärtsganges nicht durch eine besondere Kupplung an dem entsprechenden Räderpaar zum Antrieb der Vorgelegewelle b erfolgt, sondern durch eine dem gesamten Getriebe uo vorgeschaltete Hauptkupplung K₃ durch welche .die Motorwelle α mit der treibenden Welle a¹ des eigentlichen Getriebes verbunden werden kann. An dem für die Übertragung der ersten Gangstufe vorgesehenen Räderpaar zwischen den Wellen a¹ und b ist lediglich eine Freilaufeinrichtung / angebracht, so daß beim Einschalten der Kupplung II für die zweite Gangstufe das neue Übersetzungsverhältnis ohne Unterbrechung der Kraftübertragung hergestellt wird. Das Einschalten des Rückwärtsganges erfolgt nach dem Aus-

schalten der Hauptkupplung K durch Umschalten einer Doppelkupplung, die als einfache Schaltkupplung, z. B. als Klauenkupplung, ausgebildet ist und entweder das für den ersten Vorwärtsgang oder das für den Rückwärtsgang bestimmte Zahnrad mit der Welle α¹ verbindet. Zur Klarstellung der Wirkungsweise der einzelnen Zahnräder ist in Abb. 4 unter jedem Räderpaar diejenige

ίο Stufe in römischen Ziffern angegeben, bei der das Zahnräderpaar in Wirkung tritt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 braucht lediglich die Kupplung III als Überholungskupplung ausgebildet zu werden, während die übrigen Kupplungen, also die Kupplungen K, II, IV und V, als einfache Schaltkupplungen ausgebildet werden können. Trotzdem ist ein Getriebe erreicht, bei welchem das Umschalten aller Stufen ohne Unterbrechung der Kraftübertragung vor sich geht. Durch die Anordnung der Freilaufvorrichtung / an den beiden Rädern e und e¹ wird also auch bei diesem Beispiel ein doppelter Zweck erreicht, nämlich einmal das Ausschalten der jeweils nicht benötigten Vorgelegewellen und zweitens die Anwendung einfacher Schaltkupplungen in einem Getriebe ohne Unterbrechung der Kraftübertragung.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Mehrstufiges, mit Hilfe von Überholungseinrichtungen ohne Unterbrechung der Kraftübertragung schaltbares Zahnräderwechselgetriebe mit dauernd in Eingriff befindlichen, durch Kupplungen schaltbaren Zahnräderpaaren, bei dem die Kraftübertragung bei den einzelnen Gangstufen über Vorgelegewellen geleitet wird und bei einer weiteren Gangstufe durch unmittelbare Verbindung 'der treibenden und der angetriebenen Welle unter Auslassung der Vorgelege erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß für die Schaltung der höchsten über eine Vorgelegewelle geleiteten Stufe eine einfache Schaltkupplung (III nach Abb. 1 und 2, II und V nach Abb. 3, II und IV nach Abb. 4) an dem entsprechenden Zahnräderpaar dient, daß ferner als Überholungseinrichtung für diese Stufe eine an der Verbindung zwischen der Vorgelege welle (b bzw. b¹) und der angetriebenen Welle (c) angeordnete Freilaufkupplung (/ bzw. Z¹) dient, die gleichzeitig in der bei anderen Getriebebauarten bereits bekannten Weise eine Mitnahme der Vorgelegewelle (b bzw. 6¹) beim Einschalten von höheren Gangstufen ausschließt, während zum Einschalten niedrigerer Stufen der Vorgelegewellen schaltbare Überholungskupplungen in bekannter Weise anwendbar sind.
2. 2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch ι unter Verwendung von mehreren Vorgelegewellen zur Verbindung zwischen der treibenden und der angetriebenen Welle, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Vorgelegewelle in an sich bekannter Weise eine andere als Hohlwelle umschließt (nach Abb. IV).
3. 3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch, ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Verbindung zwischen einer Vorgelegewelle und der angetriebenen Welle angeordneten Freilaufkupplungen durch eine Schalteinrichtung in an sich bekannter Weise willkürlich blockierbar sind.
4. 4. Zahnräderwechselgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Verbindung zwischen einer Vorgelegewelle und der angetriebenen Welle angeordneten Freilaufkupplungen durch eine Schalteinrichtung in an sich bekannter Weise willkürlich vollkommen ausschaltbar sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen