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Mehrstufiges Schaltgetriebe Die Erfindung betriltt ein mehrstufiges
Schaltgetriebe, das sich für alle Anwendungsgebiete von drei- oder vierstufigen
Wechselgetrieben eignet und durch seinen ruhigen Lauf und geräuschloses Schalten
besonders für den Einbau in Kraftfahrzeugen oder Werkzeugmaschinen auszeichnet.
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Das neue Getriebe hat die Vorzüge der bekannten Ziehkeilgetriebe,
d. h. es benötigt auch für eine größere Zahl von Geschwindigkeitsstufen nur zwei
Radwellen, deren miteinander zusammen arbeitende Zahnradpaare in ständigem Zahneingriff
miteinander bleiben. Das neue Getriebe hat gegenüber den bekannten Ziehkeilgetrieben,
mit denen es den Vorteil der Vermeidung von Verschieberädern gemeinsam hat, den
hauptsächlichen `'orzug, daß es in jeder beliebigen Radstellung eine kuppelgerechte
Lage besitzt. Dadurch kann jederzeit eine zwang-und geräuschlose Schaltung erfolgen,
bei der schlagartige Stäße beim Einschalten vermieden und stoßhafte Zahnbeanspruchungen
beim Einkuppeln ausgeschlossen sind. Vermöge dieser Eigenschaften ist es auch möglich,
z. B. bei Kraftfahrzeugen gegebenenfalls vom ersten gleich auf den dritten Gang,
also unter Überschlagung des zweiten Ganges zu schalten.
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Nach der Erfindung sind die einzelnen Losräder mit der Abtriebswelle
durch eine diese im Bereich des Getriebes der Länge nach durchzusetzende Schaltstange
kuppeltbar, die entsprechend der Anzahl der vorhandenen Losräder bzw. Geschwindigkeitsstufen
des Getriebes mit Schubkeilflächen versehen ist, mit denen sie quer in der Abtriebswelle
geführte schieberartige Schaltkeile fürdieKupplung der Räder mit der Abtriebswelle
bzw. Abkupplung davon steuert.
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Es empfiehlt sich, die von der Schaltstange gesteuerten schieberartigen
Schaltkeile nicht ummittelbar selbst als Kuppelglieder für die Losräder zu verwenden,
sondern auf die Abtriebswelle umschließende federnde Spreizringe wirken zu lassen,
deren
Spreizung die Räder fest ,mit der Welle kuppelt. Diese Ausbildung
hat die Wirkung einer Synchronisiereinrichtung, d. h. den Vorteil, daß in jeder
Drehwinkellage .des Rades eine kuppelgerechte Stellung vorhanden ist. Es ist also
stets eine zwang- und geräuschlose Schaltung gegeben.
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Für das zwangsläufige Ausrücken des einen Ganges beim Wechsel für
einen anderen Geschwindigkeitsgang sind die Schaltkeile in formschlüssiger Führung
von der Schaltstange gesteuert, indem diese beim Einkuppeln mit ihrer oberen, beim
Auskuppeln mit ihrer unteren Schubkeilfläche auf die Schaltkeile wirkt. Um den Leerlauf
der nicht gekuppelten Losräder auf der Abtriebswelle ohne große Reibutrgsverluste
zu gewährleisten, empfiehlt es sich, diese Räder mittels Kugellager auf ihrer Welle
anzuordnen.
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Ein Ausführungsbeispiel eines mehrstufigen Schaltgetriebes nach der
Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Darin zeigt Abb. i das Schaltgetriebe
in Längsschnitt, Abb. 2 einen Querschnitt durch die Loswelle nach der Linie a-b
der Abb. i, Abb. 3 und 4 einen Längs- und Querschnitt durch die Loswelle und ein
Zahnrad für eine andere Ausführungsform der Radkupplung; Abb. 5 zeigt ein Kupplungsschema.
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Das Schaltgetriebe besteht aus einer Abtriebswelle A und einer
Antridbswelle B, auf der drei Zahnräder 1, 2, 3 für drei Geschwindigkeitsstufen
aufgekeilt sind. Diese Zahnräder stehen mit lose auf der Abtriebswelle A gelagerten
Gegenzahnrädern in dauerndem Zahneingriff. Außer den drei Vorwärtsgängen ist ein
Rückwärtsgang vorgesehen, deren Radanordnung aus Abb. 2 ersichtlich ist, während
in Abb. i nur ras betreffendeLoszahnradR in Kupplungslage mit der Abtriebswelle
A dargestellt ist.
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Die Loszahnräder sitzen mit Kugellagerung auf der Abtriebswelle A.
Diese selbst ist mit einem über die Länge des Getriebes durchgehenden Längsschlitz
5 versehen, in dem eine Schaltstange 4 geführt ist, die mit Hilfe einer von einer
Schaltgabel verschiebbaren Schaltmuffe 8 zur Kupplung des gewünschten Stufenganges
einstellbar ist.
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Im Schlitz 5 der Abtriebswelle A sind im mittleren Teil der Loszannräder
die Schaltstange 4 umschließende schieberartige Schaltkeile 6 geführt. Diese können
durch Schubkeilflächen io, i i der Schaltstange 4 in und außer Eingriff mit den
Loszahnrädern gebracht werden.
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Während bei dieser Ausführungsform eine von der Gegenüberstellung
der Rast 12 in ,den Losrädern zum Schaltkeil 6 abhängige Kupplungslage erforderlich
ist, kann bei .der vorteilhafteren Ausbildung nach Abb. 3 und 4 die Kupplung der
Loszahnräder mit der Abtriebswelle A unabhängig von der jeweiligen Stellung der
Räder erfolgen. Hierzu sind in kreisnutenartigen Ausnehmungen der Loszahnräder federnde
Spreizringe 9 eingelegt. Diese Ringe sind durch die von der Schaltstange 4 gesteuerten
Schaltschieber 6 spreizbar und legen sich dadurch unter Preßsitz an den Innenumfang
der Räder für deren Kupplung mit der Abtriebswelle A an. Bei der Rückschaltung der
Schaltkeile 6 federn die Ringe 9 zurück und geben dem betreffenden Rad wieder Leerlauf
auf der Welle A.
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Die Wirkungsweise des Schaltgetriebes ist beispielsweise in Anwendung
für Kraftfahrzeuge folgende: Die Antriebswelle B wird vom Motor unter Zwischenschaltung
der üblichen -Motorkupplung getrieben. Soll nun von dem in Abb. i eingerückten Rückwärtsgang
auf Leerlauf übergangen werden, so wird die Schaltmuffe S auf dein Wellenteil 7
um einen Schaltschritt nach links verstellt. Bei einem weiteren Schaltschritt nach
links tritt dann die Schubkeilfläche ioa unter das Losrad des ersten Zahnradpaares
für den ersten Gang und schiebt dabei den Schaltkeil 6 zur Kupplung in die Rast
12 (Abb. 2) bzw. in den Spreizring 9 (Abb. 3 und 4) vor, wodurch dieses Rad mit
der Abtriebswelle A gekuppelt wird. Beim Übergang auf die folgende Geschwindigkeitsstufe
verstellt zunächst die rückwärtige untere Keils4--hubfläche i ia den Schaltkeil
6 in die Freilauflage für das Losrad des ersten Ganges zurück und läßt am Schluß
des Schaltweges die nächste Schubkeilfläche io den Schaltkeil 6 ein Losrad des zweiten
Garnges in Kupplungslage verstellen. In gleicher Weise kann auf die dritte Gangstufe
übergangen werden. Durch Umkehrung der Schaltrichtung kann man vom dritten auf den
zweiten und dann auf den ersten und schließlich auf den Rückwärtsgang schalten.
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Durch die der Anzahl der Geschwindigkeitsstufen entsprechende Hintereinanderreihung
von Schu'bkeilflächen io, ii auf der Schaltstange ist der Gesamthuib für die Schaltung
sehr klein und beträgt ein Gesamtmaß für alle drei Stufen von Mitte des dritten
Ganges bis zur letzten Schubkeilfläche io, i i auf der Schaltstange. Bei den bekannten
Ziehkeilgetrieben ist dagegen der Ziehkeil vom ersten bis zum letzten Zahnradpaar
zu verstellen. Dieser geringe Schaltweg des neuen Getriebes gestattet, die Zahnräder
in breiter Lagerfläche aufzusetzen und mit Kugellagern auszurüsten. Außerdem bleibt
auch noch ausreichend Platz, Kugellager für eine Zwischenabstützung der Radwellen
vorzusehen: Damit ist unerwünschten Wellenschwingungen und kritischen Tourenzahlen
der Wellen günstig entgegengewitIkt.