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Zahnradwechselgetriebe ohne Zugkraftunterbrechung für mehrere ' Geschwindigkeiten,
insbesondere für Kraftfahrzeuge .Die. .Erfindung betrifft ein Zahnradwechselgetriebe
-ohne Zugkraftunterbrechund für mehrere Geschwindigkeiten, insbesondere fürKraftfahrzeuge,
bei welchem nur zwei nicht gleichachsig angeordnete Reibungsüberholungskupplungen
vors einer Geschwindigkeitsstufe zur anderen abwechselnd die Übertragung des Drehmoments
übernehmen, wobei jeder einzelnen Kupplung bestimmte Gänge zugeordnet sind. Bei
einer bekannten Ausführung dieser Art liegen die beiden Reibungsüberholungskupplungen
seitwärts der Getrieberäder und außerhalb des :Getriebes. Der Weg des Antriebszuges
innerhalb des Getriebes. wird .dadurch lang und umständlich und verläuft über mehrere
Schaltkupplungen.
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Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch ,behoben, daB bei
einem Getriebe der eingangs erwähnten Art die Reibungsübe-rhol..ungskupplungen innerhalb
des Getriebes zwischen allen oder einigen Getriebegangrädern einerseits und dem
Getrieberäderpaar andererseits angeordnet sind, dessen eines Rad. in bekannter Weise
mit der Antriebswelle fest verbunden ist und diese auf einem zweiten, von der auf
der Antriebswelle sitzenden. Reiburigsüberholungskupplung getrennten Weg mit der
A#btriebswelle verbindbar macht.
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In der Anlage sind vier Ausführungsbeispiele viergängiger Getriebe
dargestellt, von denen der Einfachheit halber nur das Beispiel in Abb. q, beschrieben
wird. Die Wirkungsweise .der anderen drei Ausführungsbeispiele ist sinngemäß, und
es erübrigt sich eine Beschreibung.
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Das -Beispiel der Abb. q. wurde deshalb herausgegriffen, weil es gegenüber
den anderen drei Ausführtingsbeispielen
den- Vorzug aufweist, daß
die innerhalb der zuvor geschalteten Reibungsüberholungskupplung auftretenden Überholungsdreh=
zahlen gegenüber denen der übrigen Beispiele die niedrigsten sind.
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Das Beispiel Abb. 4 ist im Zustand des Leerlauf-es gezeichnet, wobei
die Drehrichtungen der An- und Abtriebs welle sowie die Gewinderichtungen der beiden
Reibungsüberhotungskupplungen eingetragen lind.
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Auf .der treibenden Welle w1 sind vier Zahnräder vorgesehen. Die Zahnräder
e, a und g laufen lose auf der treibenden Welle w1, während .das Zahnrad c fest
aufgekeilt ist. Die Zahnräder e und g sind mit Klauen versehen, die mit den Klauen.-kupplungen
k3 und k4 in Eingriff gebracht werden können. Außerdem befindet.sieh auf diesenWelle
der innere Lamellenträger t1 der Reibungsüberholungskupplüng-ül, auf welchem der
Einrückring r1 axial versch.iebb@ar angeordnet ist. -Der äußere Lamellenträger il
greift mit seiner als Mutter ausgebildeten Nabe in ein Steilgewinde s1 ein. Das
Steilgewinde s1 selbst ist auf .die Nalbe-des Zahnrades a aufgeschnitten. Das Zahnrad
e könnte auch auf der verlängerten Nabe des Zaharades a angeordnet und ..für ein
Fünf-.oder Sechsganggetriebe die Nabe des Zahnrades d nach links verlängert sein,
um. ein weiteres Zahnrad- für einen fünften Gang übel eine Kläuerrkupplung k5, was
hier nicht dargestellt ist, mit der - Nabe oder Hohlwelle kuppeln _ zu können.
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Am -Ende des Gewindes s1 ist ein B.egren-zungs- -ring m vorgesehen.
Ferner sind in Gewinderichtung tangential- gerichtete Federn o eingezeichnet.
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Auf der getriebenen Welle w2 sind sinngemäß die Zahnräder
f, b, h und d sowie .die Reibungsüberhölungskupplung ü2 mit dein Einrückring
r2, der Innen1amellenträger t2, der Außenlamellenträger i2, in Gewinderichtung tangential
-vorgesehene Federn Q, am -Zahnrad h das eingeschnittene Gewinde s2, ein
-an dessen Ende befindlicher Begremzungsring 7a und die Klauen`.kupplung
k1 und k2 angeordnet.
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Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende: Erster Gang Die Klaüe
k1 wird, mit; dem Zahnrad. b- in Eingriff gebracht. Die Welle w2- steht noch still.
Durch die. tangential. angeordneten Federn o wird der Äuß,enlamellenträger il der
- Reihungsüberholungskupplung iil -entsprechend dem. -Windungssinn des Gewindes
an den Ring. m zum Anliegen gebracht.
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' Die Welle w1 .dre'lit. im .Pfeilsinn:: Durch Nachlin!ksbewegeri
des -Einrückringes r1 wird das Lamellenpalket der-'Reibungsüberholüngskupplung üi
zusammengepreßt" das Drehmoment also von. der Welle w1 , über A en Innenlamellenträger
t1, die Lamelleit°., atif ' den" Außenlamellenträger il übertragen. Da-.der Außenl.aine.llenträger,il
am Ring ;m anliegt, nimmt er im Drehsiri@u der - treibenden Welle w1 das Zahnrad.
a finit. und .überträgt das Drehmoment über das Zahnrad b-,. die eingerückte Klauenkupplung
k1 auf die Abtriebswelle w2. Da die - Klaüenkupplung k3 .noch ausgerückf_ist, dreht
sich das noch nicht gekuppelte Zähnrade, von dem aufgekeilten Zahnrad f aus angetrieben,
leer mit. Das Zahnrad.c dreht sich mit der Antriebsdr,#h.zahl wie auch die Klauernkupplung
k4. Das Zahnrad d läuft leer, angetrieben vom Zahnrad c, während das Zahnrad g,und
das Zahnrad lt wie auch der Außenlame-Denträger i2 der Reibungsüber-'holunäskupplung
ü2 noch stillstehen.. Der Innenlamellenträger t2 und der Einrückring r2 der Reibun-gs:überholiingskupplung
ü2 drehen mit der Abtriebsdrehza'hl von der getriebenen Welle ze,2 des ersten Ganges.
Zweiter Gang Der zweite Gang wird zunächst vorgewählt, dadurch, daß man die Klauenkupplung
k2 mit dem Zahnrad d in Eingriff bringt. Die bisher stillstehenden Zahnräder h un.d
g laufen nun. mit wie auch das Gewinde s2 am Zahnrad h und der Außenlamellenträger
i2 der Reibungsüberholungskupplung ii2. Der Außenlamellenträger i2 liegt am Ring
n an, da die tan-gential angeordneten Federnp diesen. im Windungssinn des Gewindes
nach links halten und dadurch ein Einkuppeln der Reibungsübe@halungs'kupplung ü2
ermöglichen.
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Durch Einrücken des. Ein,rückringes r2 wird das Lamellenpaket der
Reibungsüberholungskupplung ü2 zusammengedrückt. Die Übertragung des Drehmomentes
erfolgt von der Welle w1 über das aufgekeilte Zahnrad c auf das Zahnrad d, die Klauenkupplung
k2; das Gewinde s2, den Außenlamellenträger i2, die Lamellen, auf den Innenlamellenträger
t2, auf die Antriebswelle w2.
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Dadurch, daß das Zahnrad c größer ist als das Zahnrad a, erhält die
Welle w2 eine höhere Drehzahl, also auch das. noch von der Klauenkupplung k1 eingekuppelte
Zahnrad b und vermittels diesem auch. das Zahnrad a und das Gewinde s1. Da dieses
Gewinde dein Außenlamellenträger il voreilt, wird der Außenlamellenträger il zurückgeschraubt,
also nach links gezogen, löst das zusammengepreßte Lamellenpaket der Reibungsüberholungskupplung
ü1 und hebt den Kraftschluß innerhalb der 'Ktipplung ü1 auf. ba die Reibungsüberholungskupplung
ü2 die Abtriebswelle w2 beim Einrücken beschleunigt, findet durch .das Lösen des
Lamellenpaketes .der Rei:bungsüberholungs'kupplung ü1 keine Zugkrafttinterbrechung
zwischen der Antriebswelle w1 und der Abtriebswelle w2 statt.
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Nach eingetretener Überholung der Reibungsüber@holungskupplung ü1
wird der Einrückring r1 der Reibungsüberholungskuppfung.ül . nach rechts gezogen
un-d die Kupplung dadlur#h völlig Dieses Ausschalten ist lediglich- eine Schaltbewegung
Lind hat weiterhin keinen Einfiuß auf. die Abtrieb-s@drehzahl.
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Um -im zweiten Gang das Zahnrad b nicht unnötig weiterlaufen zu.-
lassen,. kann. schon die -Klaüenkupplung k1= während des- zweiten Ganges ausges.dhaltet
werden. Auch dieses ist eine. reine Schaltbewegung' und: 'hat :keinerlei Einfluß
auf die Abtriebsdrehzahl.
Da die Klauenkupplung k1 nun ausgerückt
ist, fällt die Drehzahl des Zahnrades b und somit auch die des Zahnrades a und die
des Außenlamellenträgers il der Reibungsüberholungskupplun:g ü' -b-is zum Stillstand
ab, d. h. also, der Außenlamellenträger il bewegt sich wieder nach rechts, bis er
an dem Ring. m anliegt. Dritter Gang Dieser wird zunächst wieder vorgewählt durch
Kuppeln der Klauenkupplung k3 mit dem Zahnrad e. Die Abtriebs,drehzahl des zweiten
Ganges wird durch diese Schaltbewegung nicht verändert, jedoch wird das Zahnrad
e, somit auch die Klauenkuppl,ung k3 und durch diese das Zahnrad a und über das
!Gewinde s'. der Außenlamellen.trä-ger il der Reibun gsüberholngs'kupplung ü1 wieder
auf Drehzahl gebracht, die jedoch unterhalb der Dreh-,zahl der Antrieb.swellewl
liegt. Der Außenlamellenträger il liegt nach wie vor dem Ring m an.
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Die bei :der Beschreibung des zweiten Ganges erwähnte Abschaltung
der Klauernkupplun:g kl kann auch gleichzeitfg-.:-mft : dir , 'Värwahl l-des, dritten
Ganges, die durch Einrücken der Klauenkupplung k3 in. das Zahnrad e erfolgt, vorgenommen
werden, um die sich noch in Drehung befindliche Klauenkupplung k3 leichter mit dem
Zahnrad e in Eingriff zu bringen.
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Während bei der zuerst beschriebenen Schaltfolge der Ausrückung der
Klauenkupplung k1 die Klauenkupplung k3 beim Kuppeln mit dem Zahnrad e vom Stillstand
aus, also von o auf die Drehzahl des Zahnrades e, beschleunigt werden muß, wird
bei gleichzeitigem Schalten der Klauenkupplung k1 und der Klauerikupplung k3 beim
'Einschalten in das Zahnrad e die Klauenkupplung k3 von einer höheren Drehzahl in
eine niedrigere verzögert.
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Welche Schaltart vorgezogen wird, ist von den jeweiligen Drelhzahlunterschieden
bzw. von der Bauart der Klauenkupplungen abhängig.
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Nach erfolgter Vorwahl des dritten Ganges wird dieser durch Einrücken
des Einrückringes r1 durch die Reibungsüberholungskupplung ü1 geschaltet. Die Dr.#hmomentübertragung
erfolgt von der Antriebswelle w1 über den I-nnenlamellenträger t1, das geschlossene
Lamellenpa:ket der Reibungsüberholungs'kupplung ü1, -den Außenlamellenträger il,
das, Gewinde s1, die Klauertkupplung k3, das Zahrn.-rad e über -das Zahnrad: f zur
Abtriebswelle w2. Dadurch dreht sich die Welle w2, das. zusammengepreßte Lamellenpaket
der Reibungsüberholungskuppl:ung ü2 und der Außenlamellenträger i2 schneller als
das vom Zahnrad c über - das Zahnrad d, die Klauenkupplung k2 angetriebene Gewinde
S2.
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Hierdurch eilt der Außen.lamellenträger i2 dem Gewinde S2 vor, schraubt
sich nach rechts. .zurück, löst -das Lamellenpa' et der Reibungsüberholungskupplung
ü2 und trennt somit die Drehmomentübertragung über die Reibungsüberholungskupplung
ü2. Der Kraftschluß zwischen Antriebs- und Abtriebswelle bleibt hierbei über die
Reibungsüber'holungskupplung iil erhalten. Nach erfölgter Überholung der Reibüngs.überholungs.kupplung
ü2 wird auch hier genau so verfa'h'ren wie bei der Reibungsüberholungskupplung ü1
nach Schaltung -des zweiten Ganges, d. h. der Einrückringr2 wird nach links verschoben,
also die Reibungsüberholungskupplung ü2 vollends ausgeschaltet. Die Klauenkupplung
k2 wird ausgerückt, und es 'kann auch hier wieder gleichzeitig die Klauenkupplung
k4 für die Vorwahl des vierten Ganges mit dem Zahnrad g in Eingriff .gebracht werden.
Der Außenlamellenträger i2 der Reibungs. überholungskupplung ü2 wird durch die tangential
angeordneten Federnp wieder an den Begrenzungsring n nach links herangedrückt. Vierter
Gang Nach Vorwahl durch die Klauenkupplung k4 würd die Reibungsüberholungskupplun.g
ü2 durch den. Einrückring r2 gekuppelt, so daß das Lamellenpaket .der Reibungsüberholungsku.pplung
ü2 wieder zusammengepreßt wird und das Drehmoment von der Welle w1 über die Klauenikuppfiung
k4, das Zahnrad g über das Zahnrad h, das Gewinde s2, den Außenlamellenträger i2,
das Lamellenpaket der Reibungsüberholüngskupplung ü2 und Innenlamellenträger t2
auf die Abtriebswelle w2 übertragen wird. Das Zahnrad f dreht das Zahnrad
e über die Klauenkupplung k3 das Gewinde s1 schneller als die D'rehza'hl
der Antriebsweille w1 und schraubt daher den. Außenlamellenträger il nach links,
löst das Lamellenpaket der Reibungsüber'holungs'kupplung ül, so daß die Drehmomentübertragung
über die _leibüngsüberholu,ngskupplungiil unterbrochen .ist. Hierauf 'kann der Einrückring
r1 der Reibungsübet?holungskupplung ü1 zur vollständigen Lösung der Reibungs.überholungskupplung
ü1 nach rechts verschoben werden.
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Auch 'hier bleibt der Gangwechsel kraftschlüssig über die Reibungsüberholun.gskupplung
ü2.
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Das Ausschalten der Klauenkupplung k3 aus dem Zahnrad e würde sich
bei einem im Beispiel dargestellten Vierganggetriebe erübrigen., da kein höherer
Gang folgt und diese bereits für den dritten Gang beim Abwärtsschalben vorgewählt
hat.
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Bei höheren Gangzahlen erweitert sich die Schaltfolge sinngemäß. Die
Abwärtsschaltung erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
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Sind die Drehzahlunterschiede zwischen. den Klauenkupplungen und den
zu kuppelnden Zahnrädern derart groß, daß ein Ineingriffbringen der an sich leer
laufenden Getriebeteile nicht ohne Beschädigungen der Klauen ermöglicht werden kann,
können an Stelle der nur beispielsweise -dargeste11-ten einfachen Klauenkupplungen
Synchronisiereinrichtungen aller Art verwendet werden.
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Nach einer von der Erfindung bevorzugten Ausführung wird für alle
Schaltkupplungen bei Abstufung einer geometrischen Reihe eine gemeinsame Synchronisiereinrichtunrg
verwendet.
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An der Erfindung ändert sich nichts, wenn die Anordnung der einzelnen
Räder bzw. der Schaltstufen oder Schaltfolgen anders gewählt werden bzw. an Stelle
der dauernd im Eingriff befindlichen
Za;linräder :auch Schubräder,-
Kegelräder usw. verwendet werden Der Sinn der Erfindung ist, zu zeigen; äaß man
mit zwei Reibungsüberholungs'kupplungen, die nicht gleiehachsig angeordnet sind,
ebenfalls wechselseitig eine Vielzahl von Gängen schalten 'kann. -Es soll hierbei
nicht unerwähntbleiben, .daß auch hier, wie bereits bei den Reibungsüberholungskupplurugen
bekannt ist, eine Blockierung der Reibungsüberholungsein,richtung.möglich ist.