DE731165C

DE731165C - Motor vehicle transmission with electromagnetic multi-plate clutches for six forward speed levels

Info

Publication number: DE731165C
Application number: DEZ24571D
Authority: DE
Inventors: Albert Maier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1938-05-20
Filing date: 1938-05-20
Publication date: 1943-02-03

Description

Kraftfahrzeuggetriebe mit elektromagnetischen Lamellenkupplungen für sechs Vorwärts-Geschwindigkeitsstufen Die Erfindung bezieht sich auf ein für sechs Vorwärtsgänge eingerichtetes, einen direkten Gang ermöglichendes, mit elektromagnetischen Schaltkupplungen versehenes Kraftfahrzeugräderwechselgetrvebe mit vier ständig in Eingriff befindlichen Räderpaaren auf gleichachsig liegenden Hauptwellen und parallel däzu angeordneter Vorgelegewelle, wobei die zwei motorseitig befindlichen Räder der treibenden Welle wechselweise als Antriebsräder für die iibersetzten Geschwindigkeitsstufen benutzt werden.Motor vehicle transmissions with electromagnetic multi-plate clutches for six forward speed levels The invention relates to one for six Forward gears set up, enabling a direct gear, with electromagnetic Clutches provided motor vehicle wheel change transmission with four constantly in Engaging gear pairs located on coaxial main shafts and parallel additionally arranged countershaft, with the two wheels on the engine side the driving shaft alternately as drive wheels for the geared speed levels to be used.

Bei allen derartigen bisher bekannten mehrgängigen Getrieben sind die Getrieberäder so angeordnet, daß für die Erzielung des Schnellganges das getriebene Rad auf der Abtriebs welle stets das kleinste auf den Hauptwellen angeordnete Rad ist und beim ersten, d. h. langsamsten Getriebegang auf der Vorgelegewelle stets dieses kleinste Rad als Antriebsrad benutzt wird, wodurch es zur Erzielung einer geeigneten Übertragung ins Schnelle notwendig wird, das mit diesem kleinsten Rad zusammenarbeitende Gegenrad der Vorgelegewelle möglichst groß zu wählen. Daraus ergeben sich jedoch ungünstige Verhältnisse, insofern, als eine zu geringe Überdeckung beim Zahneingriff dieser Räder besteht, so daß sich ein stärkeres Laufgeräusch bemerkbar macht. Da man das erwähnte kleine Rad aus baulichen Gründen, d. h. mit Rücksicht auf die notwendige Stärke der tragenden Welle, nicht klein genug im Durchmesser ausführen kann, wird es nötig, die Zähnezahlverhältnisse für dieses kleine Rad' und sein Gegenrad auf der Vorgelegewelle anders zu wählen, wobei man aber schließlich eine Vergrößerung des Achsabstandes zwischen den Hauptwellen und der Vorgelegewelle vornehmen müßte. Es ist zwar bereits ein Getriebe mit etwas günstigeren Übertragungsverhältnissen bekannt, aber dieses Getriebe ist von Grund auf andersartig und unvollständig infolge Fehlens eines direkten Getriebeganges. Im Gegensatz zu den bekannten Getrieben besteht bei einem Sechsganggetriebe nach der Erfindung eine neuartige Anordnung bzw. Gruppierung der Räder, derart, daß zur Erreichung des Schnellganges das zweite Antriebsrad mit seinem Gegenrad benutzt wird und das Drehmoment über das dritte Räderpaar auf die getriebene Welle übertragen wird und daß beim Betrieb im dritten Gang als getriebenes Rad das treibende Rad des Schnellganges und beim Betrieb im vierten Gang als getriebenes Rad das getriebene Rad des Schnellganges benutzt wird.In all such previously known multi-gear transmissions the gears are arranged so that the driven to achieve the overdrive The wheel on the output shaft is always the smallest wheel on the main shaft is and at the first, d. H. slowest gear on the countershaft this smallest wheel is used as a drive wheel, thereby helping to achieve a suitable high-speed transmission is necessary with this smallest wheel to choose cooperating mating gear of the countershaft as large as possible. From it However, there are unfavorable conditions, insofar as the overlap is too low when these wheels mesh, so that a louder running noise is noticeable power. Since the mentioned small wheel for structural reasons, i. H. with consideration on the necessary strength of the supporting shaft, not small enough in diameter can perform, it is necessary to determine the tooth ratios for this small wheel ' and to choose his mating gear on the countershaft differently, but ultimately an increase in the center distance between the main shafts and the countershaft would have to make. It is already a transmission with slightly more favorable transmission ratios known, but this transmission is fundamentally different and incomplete as a result Lack of a direct gear. In contrast to the known There is a new type of transmission in a six-speed transmission according to the invention Arrangement or grouping of the wheels in such a way that to achieve the overdrive the second drive wheel is used with its mating gear and the torque is about the third pair of gears is transmitted to the driven shaft and that during operation in third gear as the driven wheel the driving wheel of the overdrive and with Operation in fourth gear as a driven wheel the driven wheel of the overdrive is used.

Damit sind besonders günstige Übertragungsverhältnisse geschaffen.This creates particularly favorable transmission conditions.

Für den Schnellgang bestehen nunmehr große Räder mit vielen Zähnen, ohne daß eine Vergröferung des Getriebes, namentlich des Achsabstandes zwischen den gleichachsigen Hauptwellen und der Vorgelegewelle wegen des größeren Abtriebsrades des Schnellganges notwendig wäre. Die großen Räder mit vielen Zähnen zeichnen sich durch größere Überdekkung im Eingriff und durch erhöhte Laufruhe aus. Weiter besteht der Vorteil, daß ohne Beschränkung der für die richtige Drehmomentübertragung erwünschten Bemessung der Schaltkupplungen der Achsabstand zwischen den Getriebewellen äußerst gering gehalten werden kann.There are now large wheels with many teeth for overdrive, without an enlargement of the transmission, namely the center distance between the coaxial main shafts and the countershaft because of the larger output gear the overdrive would be necessary. The large wheels with many teeth stand out due to greater coverage in the engagement and increased smoothness. Continues to exist the advantage that without limitation that desired for the correct torque transmission Dimensioning of the clutches the center distance between the gear shafts extremely can be kept low.

Die durch die erfindungsgemäße Rädergruppierung bedingten Drehzahlverhältnisse der Räderpaare zueinander ergeben auch ein gün-stiges Verhältnis der Relativdrehzahl in den Schaltkupplungen bei Benutzung der einzelnen Geschwindigkeitsstufen und damit Sicherung , gegen gefährliche Erwärmung. Da die Räder vorwiegend ins Langsame und nur wenig ins Schnelle übertragen, ist ein günstiges Laufruheverhältnis erzielt. Die Zahneingriffe sind bei den einzelnen Getriebegängen vorteilhaft ausgeglichen.The speed ratios of the pairs of wheels caused by the wheel grouping according to the invention also result in a favorable ratio of the relative speed in the clutches when the individual speed levels are used and thus safeguard against dangerous heating. Since the wheels mainly transfer slow and only a little speed, a favorable smoothness ratio is achieved. The meshing of the teeth is advantageously balanced in the individual transmission gears.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Getriebes dargestellt.In the drawing is an embodiment of the invention Transmission shown.

Die Abbildung zeigt ein für sechs Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang eingerichtetes Räderwechselgetriebe im senkrechten Längsschnitt, und zwar im Leerlaufzustand. In diesem Getriebe sind elektromagnetische Kupplungen zum Einschalten der einzelnen Geschwindigkeitsstufen vorgesehen.The illustration shows one for six forward gears and one reverse gear set up gear change transmission in vertical longitudinal section, namely in the idling state. In this transmission there are electromagnetic clutches for switching on the individual Speed levels provided.

Die beiden gleichachsigen Hauptwellen sind finit 2 und 3 bezeichnet. 2 ist die treibende Welle und 3 die Abtriebswelle. Die Welle 3 ist auf ein Stück hohl ausgebildet und nimmt den Ansatzteil io der treibenden Welle 2 auf. :I ist die Vorgelegewelle. Die zur Erzielung der verschiedenen Geschwindigkeitsstufen bestimmten Räderpaare sind auf der Haupt- und auf der \ e e 'or" leg welle in bestimmter Weise vorgesehen. Vom ersten Räderpaar 5, 6 ruht das j Rad 5 lose auf der treibenden Welle 2, während das Rad 6 auf die Vorgelegewelle .4 auf-! gekeilt ist. In gleicher Weise ist von dem zweiten Räderpaar 8, g das Rad 8 lose auf der Welle :2 angeordnet und das Rad 9 auf die Welle q. aufgekeilt. Diese auf der treibenden Welle losen Räder 5, 8 sind mit der Welle kuppelbar. Das Ra-d 8 des 2. Räderpaares ist außerdem mit der Welle 3 kuppelbar, in die die i Welle 2 mit einem Stumpf io hineinragt. Für i das Rad 5 ist die elektromagnetische Lamellen -kupplung 2o vorgesehen. Der die Magnetspule 21 aufnehmende Magnetkörper 22 ist auf die :Tabe des Zahnrades 5 aufgekeilt. Für das Rad 8 besteht die Lamellenkupplung 24, wovon der die Magnetspule 25 aufnehmende Magnetkörper 26 auf die Nabe des Rades 8 aufgekeilt ist. Zwischen den beiden Lamellenkupplungen 26 und 24. sitzt eine Zwischenscheibe 27. Um zu ermöglichen, daß jede Kupplung für sich, d. 1i. ohne Beeinträchtigung der angrenzendenKupplung,wirkt,sind die in der Nähe der Scheibe 27 befindlichen Aufenlamellen durch Sprengringe 17 oder sonstige Anschläge begrenzt. Die gleiche Trennung der Kupplungen voneinander wird auch erreicht, wenn an Stelle der Scheibe 27 zwei Scheiben benutzt werden, zwischen die eine Schicht aus einem nichtmagnetischen Baustoff eingefügt ist. Auf den Magnetkörpern 22, 26 sind an deren Umfang besondere Klauenteile 28, 29 angebracht, die zur Führung der Außenlamellen dienen. Die Führung der Innenlamellen erfolgt durch einen auf die treibende Welle aufgekeilten Klauenkranz 3o, der aber auf einer nichtmagnetischen Zwischenbuchse sitzt.The two coaxial main shafts are designated finite 2 and 3. 2 is the driving shaft and 3 is the output shaft. The shaft 3 is designed to be hollow in one piece and accommodates the attachment part io of the driving shaft 2. : I is the countershaft. The pairs of wheels intended to achieve the different speed levels are provided in a certain way on the main shaft and on the "leg" shaft In the same way, of the second pair of wheels 8, g, wheel 8 is loosely arranged on the shaft: 2 and wheel 9 is keyed onto shaft q. These wheels, which are loose on the driving shaft 5, 8 can be coupled to the shaft. The wheel 8 of the 2nd pair of wheels can also be coupled to the shaft 3, into which the shaft 2 protrudes with a stub. For wheel 5, the electromagnetic multi-plate coupling 2o The magnetic body 22 accommodating the magnetic coil 21 is wedged onto the table of the gearwheel 5. For the wheel 8 there is the multi-disc clutch 24, of which the magnetic body 26 accommodating the magnetic coil 25 is wedged onto the hub of the wheel 8. Between the two multi-disc clutches n 26 and 24 sits an intermediate disc 27. In order to allow j ny clutch itself, d. 1i. acts without affecting the adjacent clutch, the outer disks located in the vicinity of the disk 27 are limited by snap rings 17 or other stops. The same separation of the clutches from one another is also achieved if, instead of the disk 27, two disks are used, between which a layer of a non-magnetic building material is inserted. On the magnetic bodies 22, 26 special claw parts 28, 29 are attached to their circumference, which serve to guide the outer disks. The inner disks are guided by a claw rim 3o wedged onto the driving shaft, but which sits on a non-magnetic intermediate bushing.

Das Rad 8 des zweiten Räderpaares ist noch mit einer Lamellenkupplung 32 ausgerüstet, und zwar sitzt der die Magnetspule 33 aufneliinende Körper 3.1. aufgekeilt auf die Nabe des Rades 8, und die Außenlamellen derKuppiung erhalten ihre Führung durch am Umfang des Magnetkörpers 34 vorgesehene Klauenteile35. Die inneren Lamellen und auch eine Schlußscheibe 37 führen sich auf einem Klauenkranz 38, der unter Zwischenschaltung einer nichtmagnetischen Buchse auf der getriebenen Welle 3 sitzt. Auf die Welle 3 sind die Räder i i und i.I aufgekeilt. Das Rad i i bildet mit dem auf der V orgelegewelle 4. lose laufenden Rad i2 .das dritte Räderpaar, und das Rad 14 bildet mit dem auf der Vorgelegewelle .4 lose angeordneten Rad 15 das vierte Räderpaar. Zwischen den Rädern 12 und 15 sind zwei Lamellenkupplungen 4.o und :IS eingebaut, wovon die eine zur Kupplung des Rades 12 und die andere zur Kupplung des Rades 15 mit der Vorgelegewelle dient. Die Lam:ellenkupplung 40 des Rades 12 besitzt die 'Magnetspule und ihr ,Iagiietl:örper 4.2 ist auf die -Nabe des Rades 12 aufgekeilt. Außen besitzt der Magnetkörper 42 Klauenteile 43, an denen sich die Außenlamellen führen. Die Lamellenkupplung 45 gehört zum Rad 15, und demgemäß ist ihr die Magnetspule 46 aufnehmender Magnetkörper 47 auf die Nabe des Rades 15 aufgekeilt. Zur Führung der Außenlamellen dienen Klauenteile 48, die auf dem Mantel des Magnetkörpers 47 befestigt sind. Zwischen den beiden L amellenkupplungen 4o und 45 besteht eine Kupplungsscheibe 50. Diese Kupplungsscheibe und die Innenlamellen erhalten ihre Führung auf einem auf der Welle 4 festsitzenden Klauenkranz 5i. Die Räder 12 und 15 können je nach Erfordernis einzeln mit der Vorgelegewelle 4 gekuppelt werden. Für die verschiedenen elektromagnetischen Lamellenkupplungen bestehen Rillenkränze aus nichtleitendem Baustoff, in die besondere Schleifringe 54 zur Zuführung des erforderlichen Stromes eingebettet sind. Mit Rücksicht auf die Verwendung der elektromagnetischen Kupplungen müssen die kuppelbaren Räderpaare ihren Wellen gegenüber abgeschieden sein. Dieserhalb sind entsprechende Buchsen 58 aus nichtmagnetischem Baustoff bei den einzelnen Rädern zur Lagerung verwendet.The wheel 8 of the second pair of wheels is also equipped with a multi-disc clutch 32, namely the body 3.1 that holds the magnetic coil 33 is seated. wedged onto the hub of the wheel 8, and the outer disks of the coupling are guided by claw parts 35 provided on the circumference of the magnetic body 34. The inner lamellae and also a closing disk 37 run on a claw ring 38 which sits on the driven shaft 3 with the interposition of a non-magnetic bushing. Wheels ii and iI are keyed onto shaft 3. The wheel i i forms the third pair of wheels with the wheel i2 running loosely on the countershaft 4th, and the wheel 14 forms the fourth pair of wheels with the wheel 15 loosely arranged on the countershaft .4. Two multi-plate clutches 4.o and: IS are installed between the wheels 12 and 15, one of which is used to couple the wheel 12 and the other to couple the wheel 15 to the countershaft. The multi-disk clutch 40 of the wheel 12 has the magnetic coil and its, Iagiietl: ody 4.2 is wedged onto the hub of the wheel 12. On the outside, the magnet body 42 has claw parts 43 on which the outer lamellae are guided. The multi-plate clutch 45 is part of the wheel 15, and accordingly, the solenoid coil 46 is receiving its magnetic body keyed on the hub of the wheel 1 5 47th Claw parts 48, which are fastened to the jacket of the magnet body 47, are used to guide the outer lamellae. Between the two lamellar clutches 4o and 45 there is a clutch disc 50. This clutch disc and the inner discs are guided on a claw ring 5i that is fixed on the shaft 4. The wheels 12 and 15 can be coupled individually to the countershaft 4 as required. For the various electromagnetic multi-plate clutches, there are grooved rings made of non-conductive building material, in which special slip rings 54 are embedded for supplying the required current. With regard to the use of electromagnetic clutches, the couplable pairs of wheels must be separated from their shafts. For this reason, corresponding sockets 58 made of non-magnetic building material are used for storage on the individual wheels.

Zur Erzielung des Rückwärtsantriebes des Fahrzeuges kann das Getriebe mit einer entsprechenden Räderanordnung versehen sein, Ferner kann eine Kupplungsvorrichtung angeordnet werden, um durch die Eigentriebwirkung des Fahrzeuges das Anschleppen des Motors unter Vermittlung des Getriebes bei fehlendem elektrischem.Stromdurchzuführen.To achieve the reverse drive of the vehicle, the transmission be provided with a corresponding wheel arrangement. Furthermore, a coupling device be arranged in order to tow through the self-propulsion effect of the vehicle of the motor through the intermediary of the transmission in the absence of electrical power.

Die verschiedenen Geschwindigkeitsstufen werden auf folgende Weise erzielt: Den ersten Getriebegang erreicht man durch Erregung der Spule 2 i und der Spule 46, so daß die Übertragung vori der Welle :2 aus über die Räder 5, 6, die Welle 4 und die Räder 15 und 14 auf die Welle 3 erfolgt.The different speed levels are achieved in the following way: The first gear is achieved by energizing the coil 2 i and the coil 46, so that the transmission in front of the shaft: 2 out via the wheels 5, 6, the shaft 4 and the wheels 1 5 and 14 on the shaft 3 takes place.

Zur Erzielung des zweiten Getriebeganges wird die Spule 26 und die Spule 46 unter Strom gesetzt. Infolgedessen erfolgt die Übertragung von der Welle 2 aus über die Räder 8, 9, die Welle 4 und die Räder 15 und 14 auf die Welle 3.To achieve the second gear, the coil 26 and the Coil 46 energized. As a result, the transmission from the shaft occurs 2 from over the wheels 8, 9, the shaft 4 and the wheels 15 and 14 on the shaft 3.

Will man den dritten Gang erzielen, so werden die Spulen 21 und 33 erregt. Es erfolgt dann der Übertrieb von Welle :2 aus über die Räder 5, 6, Welle q. und Räder 9, 8 auf Welle 3. If you want to achieve third gear, the coils 21 and 33 are energized. The overdrive of shaft: 2 then takes place via the wheels 5, 6, shaft q. and wheels 9, 8 on shaft 3.

Der vierte Gang wird erreicht durch Erregung der Spulen 2 1 und 44 wodurch dann von Welle a über die Räder 5, 6, über Welle q. und Räder 12, i r auf Welle 3 übertragen wird.Fourth gear is achieved by energizing coils 2 1 and 44 whereby then from wave a via the wheels 5, 6, via wave q. and wheels 12, i r on Wave 3 is transmitted.

Soll der fünfte Gang benutzt werden, wird die Spule 33 und 25 erregt, wodurch eine direkte Kupplung der Wellen :2 und 3 miteinander zustande kommt. Dies ist der direkte Gang.If the fifth gear is to be used, the coil 33 and 25 is energized, which results in a direct coupling of shafts: 2 and 3 with one another. this is the direct walk.

Der sechste Gang, d. h. der Schnellgang, wird erreicht, wenn die Spulen 25 und 41 erregt sind. Dabei erfolgt die Übertragung von der Welle :2 über die Räder 8, 9, Welle 4 und über die Räder 12, r r auf die Welle 3.The sixth gear, d. H. the overdrive, is achieved when the coils 25 and 41 are excited. The transmission takes place from the shaft: 2 via the wheels 8, 9, shaft 4 and over the wheels 12, r r onto the shaft 3.

Claims

PATENT CLAIM: Motor vehicle gear change gear set up for six forward gears, enabling a direct gear and equipped with electromagnetic clutches, with four constantly engaged pairs of gears on coaxial main shafts and a countershaft arranged parallel to them, whereby the two gears on the main shaft located on the engine side are used alternately as drive wheels for the geared speed levels are, characterized in that the second drive wheel (8) with its mating wheel (9): is used to achieve overdrive and the torque is transmitted to the driven shaft (3) via the third pair of wheels (z2, 1i) and that during operation the driving wheel (8) of the overdrive is used as the driven wheel in third gear and the driven wheel of the overdrive gear is used as the driven wheel (i I) when operating in fourth gear.