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Geschwindigkeits -Wechselgetriebe mit Gleichlaufeinrichtung, insbesondere
für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf Geschwindigkeits-Wechselgetriebe
mit Gleichlaufeinrichtung, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
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Bei den bekannten Ausführungen dieser Art wird das Getriebe, wenn
auch Gleichlauf nur für einige Gänge vorgesehen ist, kompliziert und groß. Beim
Schalten der einzelnen Gänge müssen die Gleichlaufkupplungen großen Massen eine
Drehzahländerung aufzwingen, wodurch die zum Schalten benötigte Zeit lang wird.
Durch Anordnung der Gleichlaufkupplungen für einen Teil der Gänge auf die Vorgelegewelle
war man imstande, die Massen der in Gleichlauf zu bringenden Teile zu reduzieren.
Trotzdem bleiben diese :Massen verhältnismäßig groß, da sie immer noch aus der treibenden
Welle mit der Kupplungsscheibe, der Vorgelegewelle und einem Teil der Schalträder
mit ihren Gleichlauf einrichtungen bestehen. Eine weitere Verringerung der in Gleichlauf
zu bringenden Massen und damit der Schaltzeit war nicht möglich.
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Um eine möglichst kurze Schaltzeit zu sichern und eine von der Geschicklichkeit
des Fahrers möglichst unabhängige Schaltung zu erhalten, wird nach der Erfindung
für die hintereinander im Gehäuse angeordneten Schalträder für zwei oder mehr Gänge
ein formisch'lüssiges"inGleich.lauf zu bringendes Schaltglied mit das Vorkuppeln
bewirkenden Reibflächen angeordnet, welches durch Verschieben
durch
die einzelnen entsprechend ausgebildeten Schalträder hindurch im Gleichlauf schaltet.
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Das Schaltglied besteht vorzüglich aus einem zwischen ringförmigen
Gleichlaufkörpern angeordnetem Ringkörper mit profiliertem Umfang, wobei beim Umschalten
zuerst ein Gleichlaufkörper in Reibungsschluß und dann die Profile des Ringkörpers
mit entsprechend profilierten Bohrungen der Schalträder in Formschluß gebracht werden.
Dadurch kann Gleichlauf für alle oder mehrere Gänge erzielt werden, ohne daß die
einzelnen Gänge ihre eigenen Gleichlaufeinrichtungen erhalten müßten. jedoch ist
es auch möglich, unter Verzicht auf diesen Vorteil, das Schaltglied nur aus einem
Ringkörper mit Umfangsprofilierung herzustellen, wobei beim Umschalten die Profile
des Ringkörpers mit an den Schalträdern angebrachten Gleichlaufkörpern in Reibungsschluß
und dann erst mit entsprechend profilierten Bohrungen der Schalträder in Formschluß
gebracht werden. Bei beiden Ausführungen sind die Massen des beim Schalten zu beschleunigenden
oder verzögernden Teiles des Getriebes auf das geringstmögliche Ausmaß verringert
und bestehen, wenn das Schaltglied mit oder ohne Gleichlaufkörper mit einer auf
der treibenden Welle gegen Verdrehung gesicherten aber längs verschiebbaren Schalthülse,
verbunden ist, ohne Rücksicht auf die Gangzahl nur aus den Massen der treibenden
Welle mit der Kupplungsscheibe und der Schalthülse mit dem Schaltglied.
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Es ergibt sich weiter der bedeutende Vorteil, daß durch bloße axiale
Verschiebung der Schalthülse die Schaltung erfolgt, wodurch das Wählen der Gänge
mit Schaltbewegungen in verschiedenen Richtungen wegfällt. Dieser Vorteil wirkt
sich besonders groß bei Heckmotoren aus.
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Durch Versuche wurde weiter ermittelt, daß die bis jetzt mit Gleichlaufeinrichtungen
erreichte kürzeste Schaltzeit von 0,4 Sekunden auf o,i bis 0,2 Sekunden herabgedrückt
wird.
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Die Gleichlaufkörper stehen nur während des Schaltvorganges im Eingriff,
wodurch das gefürchtete Festfressen der Kupplungen der Gleichlaufeinrichtungen bei
warmgelaufenen Getrieben unmöglich ist.
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Die Gleichlaufkörper sind auf beiden Seiten des Schaltvorganges im
Eingriff, wodurch das gefürchtete Festfressen der Kupplungen der Gleichlaufeinrichtungeri
bei warmgelaufenen Getrieben unmöglich ist.
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Die Gleichlaufkcrper sind auf beiden Seiten des Schaltgliedes in Nuten
der Schalthülse gelagert und bestehen vorzüglich aus geschlitzten, in radialer Richtung
federnden -und gegen Verdrehung gesicherten Ringen. Es ist also die Gleichlaufeinrichtung
einfach und von sehr kleiner Masse. Gleichlauf wird auch auf außerordentlich einfache
und sichere Weise erzielt.
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Die Sicherung gegen Verdrehung des Gleichlaufringes auf der Schalthülse
wird einfach durch einen mittels Bolzen in der Nut befestigten ringsektorähnlichen
Teil bewirkt, der mit Spiel im Schlitz des Gleichlaufringes liegt. Die Schalthülse
selbst wird gegen axiale Verschiebung in den Schalt- und Leerlaufstellungen ebenfalls
gesichert.
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Das Getriebe eignet sich auch für die Übertragung, großer Drehmomente,
bleibt trotzdem einfach,. übersichtlich, kurz und gedrungen. Die treibende Welle
bleibt ungeschwächt. Sämtliche Schaltstangen für die einzelnen Gänge des Getriebes,
die bis jetzt unerläßlich waren, fallen weg, wodurch ein billiges und narrensicheres
Getriebe erhalten wird.
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In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungen des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigt Fig. i, einen senkrechten Längsschnitt durch ein dreigängiges
Geschwindigkeits-Wechselgetriebe mit einem Rückwärtsgang, Fig. 2 einen Teilschnitt
durch die Schalthülse im Bereich der Gleichlaufkörper und Fig.3 einen Ausschnitt
aus einem senkrechten Längsschnitt durch ein Getriebe geänderter Ausführungsform.
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In dem Gehäuse i ist die entsprechend gelagerte Antriebswelle 2 beispielsweise
mit Riffelprofil 3 versehen. Auf dieser Welle ist ein Schaltglied welches mit einer
Schalthülse 5 in der gezeigten Ausführung aus einem Stück besteht, längs verschiebbar
und mit der Welle auf Drehung gekuppelt.
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Die einzelnen Schalträder 6 weisen eine Zentralbohrung 7 auf. Sie
sind in Gehäuserippen 8, die sich zwischen die Schalträder erstrecken, durch Wälzlager
9 gelagert. Die Wälzlager sind zwischen Ausnehmungen io der Gehäuserippen und den
Nabenkö.rpern i i der Schalträder angeordnet.
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Das Schaltglied besitzt Reibflächen, welche im Fall der Fig.i aus
Gleichlaufkörpern bestehen, die beidseitig von dem eigentlichen. Schaltglied mit
Umfangsprofilierung in Nuten 12 und 13 angeordnet sind. Sie bestehen aus geschlitzten,
in radialer Richtung federnden Ringen 1q., 15. Die Ringe 1.q., 15 sind gegen Verdrehung
durch einen ringsektorähnlichen Teil 16, der mittels Bolzen 17, 1& auf dem Schaltglied
befestigt ist, gesichert. Damit die Gleichlaufringe federn können, ist zwischen
dem Teil 16 und .den Ringenden Spiel gelassen.
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Jedes der Schalträder 6 weist auch eine Innenprofilierung iig auf,
die während des Schaltvorganges zuerst mit einem der Gleichlaufkö'rper zusammenwirkt,
so daß beide als Reibflächen und dadurch als Gleichlaufkupplung wirken. Dadurch
wird das Schaltrad auf die notwendige Umdrehungszahl gebracht, so daß darauffolgend
die Umfangsprofilierung des Schaltgliedes 4 mit der Innenprofilierung 1.9 des Schaltrades
im Gleichlauf geschaltet wird. Um die Schaltwege noch weiter-zu verkürzen, kann
die Innenprofilierung ig mit Bezug auf die Achse des Schaltrades nach außen versetzt
in der Innenbohrung angeordnet sein.
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Auf der Antriebswelle 2o sind die Getrieberäder 21 aufgekeilt, welche
mit den Schalträdern 6 ständig im Eingriff stehen. Um das Schaltglied in den Arbeits-
und Leerlaufstellungen festzuhalten, besitzt die Antriebswelle 2 eine Querbohrung
2@2 mit
zwei durch eine Feder 23 nach außen gedrückten Kugeln 24,
welche durch die Rasten 25 der Schalthülse die axiale Sicherung bewirken.
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Das Getriebe besitzt sehr wenig Teile, ist daher billig in der Herstellung
und benötigt sehr wenig Raum. Beim Schalten sämtlicher Gänge müssen nur die nicht
gezeigte Kupplungsscheibe auf der Antriebswelle, die Antriebswelle 2 und das Schaltglied
¢ mit der Schalthülse 5 durch die Gleichlaufeinrichtung 12 oder 13 und i,9 in ihrer
Drehzahl verändert werden. Das Getriebe hat daher die kleinsten Gleichlaufmassen,
die überhaupt mZglich sind. .Die Schaltung erfolgt nur durch Bewegung in einer Richtung,
und zwar parallel zur Antriebswelle durch Eingreifen einer Schaltstange in die Nut
26 der Schalthülse 5.
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Zwischen jeder Schaltstellung befindet sich eine Leerlaufstellung.
In Fig. i ist das Schaltglied in einer dieser Leerlauf stellungen gezeigt. Ein Hauptleerlauf
kann zwischen zwei Gängen durch Anordnung eines größeren Abstandes zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Schalträdern vorgesehen werden und wird zweckmäßig zwischen
den Vorwärtsgängen und dem Rückgang angeordnet.
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Eine weitere Ausführung der Erfindung zeigt Fig. 3. Dfa beim Schalten
Gleichlauf durch das Zusammenwirken zweier Reibflächen erzielt wird, also durch
einen federnden Gleichlaufring mit einem profilierten Ringkörper, so können die
Gleichlauf ringe 27 und 28 auch auf beiden Seiten der Innenprofilierung 29 jedes
der einzelnen Schalträder 30 vorgesehen werden." Am Schaltglied 31 befinden
sich keine Gleichlaufkörper. Während des Schaltvorganges zwingt das Schaltrad 3o
beispielsweise über den federnden Ring 27 das Schaltglied 31, sich im Gleichlauf
mitzudrehen, um darauffolgend mit der Umfangsprofilierung des Schaltgliedes 31 in
Eingriff zu kommen.
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Nach der Erfindung ist es auch möglich, nur einen Teil der Gänge im
Gleichlauf zu schalten. Auch können statt je einem Gleichlaufkörper auf beiden Seiten
der-Innenprofilierung des Schaltrades oder Schaltgliedes mehrere Gleichlaufkörper
auf jeder Seite vorgesehen sein. Es können weiter auch zwei oder mehrere Schaltglieder
vorgesehen werden, die jeweils nur einen Teil der Gänge schalten.