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Zahnräderwechselgetriebe Die Erfindung bezweckt eine Erleichterung
der Schaltung von Zahnradwechselgetrieben und eine Behebung der Schwierigkeiten,
welche sich daraus ergeben, daß während des Umschaltens von einer auf die andere
Übersetzungsstufe der Kraftfluß zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb. unterbrochen
wird. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß die Zahnräder
mindestens eines Ganges entweder durch eine nach beidenDrehrichtungenwirksame Kupplung
(zwangsläufige Kupplung) oder durch eine nach einer Drehrichtung wirksame Kupplung
(Überholungskupplung) derart geschaltet, daß beim Umschalten von. dem diesen Kupplungen
zugehörigen Gang, z. B. dem ersten Gang, auf einen anderen, z. B. den zweiten Gang,
die Überholu.ngskupplung eingeschaltet bleibt, bis der andere Gang eingeschaltet
ist, so daß die Kraftübertragung durch Überholen der Getriebeglieder des bisher
eingeschalteten Ganges in diesen .Gang unterbrochen und durch den anderen, z. B.
zweiten Gang aufgenommen wird. Dabei ist vorteilhaft derjenige Gang, z. B. der erste
Gang, dessen Überholungskupplung beim Einrücken des anderen Ganges zunächst eingerückt
bleibt, ein- niedrigerer Gang als der andere. Durch. die Anwendung eines solchen
Schaltverfahrens wird die Unterbrechung des Kraftflusses während des Schaltees verhindert.
Die antreibende Maschine kann infolge Ausbleibens des sonst bei Unterbrechung entstehenden.
Leerlaufes nicht durchgehen.
Zur Ausübung des Schaltverfahrens dient
ein Getriebe, bei welchem mindestens eine Übersetzungsstufe des Getriebes, insbesondere
jedoch alle Vorwärtsgänge mit Ausnahme des höchsten z. B. direkten Ganges entweder
über eine ausrückbare, nach beiden Drehrichtungen wirksame Kupplung (direkte Kupplung)
oder über eine hierzu parallel geschaltete ausrückbare Freilaufvorrichtung wirken
kann.
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Im Gegensatz zu bekannten Getrieben mit Freilaufeinrichtungen in den
einzelnen Übersetzungsstufen weist das erfindungsgemäße Getriebe den Vorteil auf,
daß der Freilauf nur in den Augenblicken des Schaltens, dagegen nicht während der
übrigen Zeit in Wirkung tritt. In letzterem Falle erfolgt vielmehr die Antriebsübertragung
durch die in beiden Drehrichtungen kuppelnde direkte Kupplung, z. B. eine Klanenkupplung.
Hierdurch wird der Nachteil vermieden, daß z. B. bei Talfahrt die Antriebsübertragung
zwischen dem Motor und den Rädern durch den Freilauf unterbrochen ist. Es besteht
daher die Möglichkeit einer Bremsung des Fahrzeuges durch den Motor, da Motor und
angetriebene Räder normalerweise in zwangsläufiger Antriebsverbindung in beiden
Drehrichtungen bleiben.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung -in sechs
verschiedenen Schaltstellungen (Abb, i bis 6) schematisch dargestellt. Abb. 7 zeigt
einen Schnitt durch eine der Freilaufvorrichtungen nach Linie A-B der Abb. i. In.
den Abb. i bis 6 ist der zwangsläufige Antrieb in beiden Drehrichtungen durch eine
ausgezogene starke Linie; die Antriebsübertragung in nur einer Drehrichtung durch
die Klemmwirkung der Freilaufeinrichtung durch eine starke gestrichelte Linie angedeutet.
Durch die dünne gestrichelte Linie wird ferner diejenige Übersetzungsstufe gekennzeichnet,
in welcher die Freilaufkupplung wirkungslos ist, d. h. keine Klemmwirkung eintreten
kann. Die eingeschalteten Kupplungen sind jeweils durch stärkere Zeichnung hervorgehoben.
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In--Abb. i ist i die vom Motor kommende Antriebswelle, welche mit
der Vorgelegewelle 2 durch dauernd im Eingriff befindliche Zahnräder 4, 5 in ständiger
Verbindung steht. Auf der Vorgelegewelle 2 sind ferner die Zahnräder 6 und 8 fest
angeordnet. Mit diesen stehen die Zahnräder 7 und 9 in dauerndem Eingriff, welche
auf der angetriebenen Welle 3 lose gelagert sind. Zur Kupplung der Zahnräder 7 und
9 mit der Welle 3 dienen einerseits die Klauenkupplungen 15 bzw. 12, im folgenden
Gangkupplungen genannt, und andererseits die Freilaufvorrichtungen 13 bzw. io. Letztere
wirken mit den Zahnrädern 7 bzw. 9 mittels Klemmrollen 17 zusammen und. sind durch
Klauenkupplungen 14 bzw. i i, im folgenden Freilaufkupplungen genannt, mit der Welle
3 kuppelbar. Die Frelaufvorrichtungen 1,3 bzw. io sind hierbei derart ausgebildet,
daß bei eingerückten Freilaufkupplungen der Antrieb der Zahnräder 7 bzw. 9 durch
Festklemmen der Rollen 17 auf die Welle 3 übertragen wird, vorausgesetzt, daß die
Zahnräder vom Motor derart angetrieben werden, daß sie die Welle 3 zu überholen
suchen. Läuft jedoch die Welle 3 den Zahnrädern 7 bzw. 9 voraus, so wird die Klemmwirkung
der Freilaufvorrichtungen aufgehoben, und die Welle 3 kann sich innerhalb der Zahnräder
frei drehen. Zur Einschaltung des direkten Ganges ist die Klauenkupplung 16 vorgesehen.
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Die Schaltung des Getriebes vollzieht sich in der nachfolgend beschriebenen
Weise: In Abb. i ist das Getriebe im Leerlauf dargestellt. Sowohl die Gangkupplungen
i2, 15 und 16 als auch die Freilaufkupplungen i i und 14 sind ausgeschaltet.
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Zum Einschalten des ersten Ganges wird die Gangkupplung 12 eingeschaltet.
Gleichzeitig kann auch die Freilaufkuppiung i i eingerückt werden. Diese Schaltstellung
ist in Abb. 2 dargestellt. Der Antrieb erfolgt in diesem. Falle von der Welle i
über die Zahnräder 4, 5, die Yorgelegewelle 2, die Zahnräder 8, 9 und die Gangkupplung
i'2 zur Welle 3. Die Freilaufvorrichtung io läuft leer mit, da die Kraftübertragung
durch die Gangkupplung 12 bewirkt wird.
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Zum Übergang vom ersten auf den zweiten Gang wird, wie die Abb. 3
und 4 zeigen, zunächst die Gangkupplung 12 ausgerückt, während die Freilauf kupplung
i i im Eingriff bleibt. Der Motor wird daher den Antrieb zunächst weiterhin mit
der ersten Gangübersetzung auf die Welle 3 durch Vermittlung der Freilaufvorrichtung
io und der Freilaufkupplung ii übertragen, bis (Abb. 4) die Gangkupplung 15 und
zweckmäßig gleichzeitig die Freilaufkupplung 14 für die zweite Gangübersetzung eingerückt
.wird. Die Welle 3 wird dadurch über die Zahnräder 6 und 7 in schnellere Umdrehung
versetzt, so daß sie dem Zahnrad 9 vorauseilt, wodurch die Freilaufwirkung der Freilaufvorrichtung
io eintritt. Die Motorkupplung kann während des Schaltexas eingerückt bleiben oder
nur kurzfristig zur Erleichterung des Gangausrückens gelöst werden. Das Schalten
kann beispielsweise durch einen Hebel am Lenkrad erfolgen. ,Durch ein geringes Zurückgehen
des Gasfußhebels kann die Drehzahl des Motors der höheren Gangübersetzung angepaßt
werden.
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In entsprechender Weise wird gemäß Abb. 5 und 6 der dritte (direkte)
Gang eingeschaltet, indem zunächst die Gangkupplung 15 aus- und hierauf die Kupplung
16 eingeschaltet wird, wobei die Freilaufkupplung -1q. im Eingriff bleibt.
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Wie ersichtlich, sind im dritten Gang (Abb.6) die Freilaufkupplungen
i i als auch 14 der Freilaufvorrichtungen io bzw. 13 einbeschaltet, so daß bei Unterbrechung
des Antriebes bei 16 die Antriebsübertragung durch die Freilaufvorrichtung der nächst
niedrigeren Übersetzungsstufe, also zunächst durch die Freilaufvorrichtung 13 bzw.
die Freilaufkupplung 14 übernommen. wird. Dieser Übergang vom dritten auf den zweiten
Gang erfolgt entsprechend den Abb. 5 und 4, wobei zunächst die Gangkupplung 16 aus-gerückt
(Abb. 5) und hierauf die Gangkupplung 15 eingerückt wird (Abb. 4). In der Zeit zwischen
dem Ausrücken, der Kupplung 16 und dem Einrücken der Kupplung 15
wird
der Antrieb durch die mit der Welle 3 gekuppelte Freilaufvorrichtung 13 durchgeführt.
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Beim Übergang vom zweiten auf den ersten. Gang werden gleichzeitig
die Gangkupplung r5 und die Freilaufkupplung 14 für die Freilaufvorrichtung 13 ausgeschaltet
(Abb. 3), damit sich die Welle 3 gegenüber dem Zahnrad 7 verlangsamen und die Klemmwirkung
der Freilaufvorrichtung io in Wirkung treten kann. Nachdem der Antrieb, durch die
Freilaufvorrichtung io übernommen worden ist, wird auch die Gangkupplung 12 zur
zwangsläufigen Kupplung des Zahnrades 9 mit der Welle 3 eingeschaltet.
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Wie aus obigem hervorgeht, wird beim Schalten von einer auf die andere
Übersetzungsstufe jede Unterbrechung des Antriebes vermieden, da in der Zwischenzeit
jeweils die Klemmwirkung einer Freilaufvorrichtung in Tätigkeit tritt.
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Das Herunterschalten von einem, höheren auf einen niedrigeren Gang
kann ohne Wegnahme des Gases für den Motor erfolgen.
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An Stelle von mechanischen Klauenkupplungen für die Gang- oder Freilaufkupplungen
können auch beliebig andere Arten von Kupplungen verwendet werden, beispielsweise
elektromagnetische, hydraulische oder pneumatisch betätigte. Die Kupplungen können
ferner als Lamellenkupplungen, Konuskupplungen: oder in beliebig anderer Weise ausgeführt
sein.