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Mechanische Kupplungsanordnung, insbesondere für Geschwindigkeitswechselgetriebe
von Kraftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf mechanische Kupplungsanordnungen,
insbesondere für Geschwindigkeitswechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, zur Übertragung
bzw. Verhinderung von Drehbewegungen zwischen den Teilen solcher Getriebe und somit
zur Herstellung bestimmter Geschwindigkeitsübersetzungsverhältnisse.
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Solche Kupplungen bekannter Art enthalten im allgemeinen ein mit einer
Verzahnung versehenes erstes Glied, welches entweder das treibende oder das getriebene
Glied oder ein Sperrglied sein kann, ein zweites Glied, welches das getriebene oder
das Sperrglied oder das treibende Glied sein kann, ein Zwischenglied, welches mit
dem zweiten Glied so zusammenhängt, daß es bei Relativdrehungen zwischen dem Zwischenglied
und dem zweiten Glied gezwungen wird, sich schraubend in bezug auf das zweite Glied
zu verschieben, wobei das Zwischenglied, welches gegebenenfalls aus mehreren zusammen
als Ganzes verschiebbaren Teilen bestehen kann, eine Verzahnung aufweist, welche
mit der Verzahnung des ersten Gliedes in Eingriff gebracht werden kann, und endlich
einen Hilfsratschentrieb, welcher es ermöglicht, das erste Glied und das Zwischenglied
miteinander zu kuppeln, und welcher so angeordnet ist, daß er ein Einrücken der
Verzahnung des ersten Gliedes in diejenige des zweiten Gliedes bewirkt, ohne daß
bei gegenseitiger relativer Verdrehung des ersten und des zweiten Gliedes in einem
Drehsinn ein Klirren auftritt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält der
Hilfsratschentrieb eine oder mehrere auf dem Zwischenglied bzw. dem ersten Glied
angebrachte Klinken, welche mit einer Verzahnung, vorzugsweise der vorerwähnten
Verzahnung,
des ersten Gliedes bzw. des Zwischengliedes zusammenwirken.
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Im normalen Betrieb einer solchen Synchronisierkupplungsanordnung
ist, da die Anordnung so getroffen ist, daß während des Einrückens der Verzahnung
des ersten Gliedes in diejenige des Zwischengliedes der Ratschentrieb außer Tätigkeit
tritt, bevor diese Verzahnungen voll ineinander eingerückt sind, die von dem Hilfsratschentrieb
zu übertragende Drehmomentbelastung nicht größer als diejenige Drehmomentbelastung,
die erforderlich ist, um das Zwischenglied auf dem zweiten Glied zu verschieben.
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Unter bestimmten Umständen können jedoch, beispielsweise wenn zwei
solcher Synchronisierkupplungen so mechanisch miteinander gekuppelt sind, daß sie
in axialer Richtung gemeinsam verschoben werden oder wenn eine Mehrfachsynchronisierkupplung
(d. h. eine Kupplung, die mindestens zwei erste Glieder aufweist, die wahlweise
mit einem auf einem gemeinsamen zweiten Glied angeordneten gemeinsamen Zwischenglied
in Eingriff gebracht werden können) als Gangwahlkupplung in einem Geschwindigkeitswechselgetriebe
verwendet wird, dann anomale Betriebsbedingungen auftreten, wenn die Wellen stillstehen
oder praktisch stillstehen, wie z. B. bei unbeabsichtigter Umkehrung des Drehsinns
der getriebenen oder der treibenden Welle des Getriebes während der Betätigung der
Gangwahleinrichtung, was eine unzulässig hohe Drehmomentbeanspruchung auf dem Hilfsratschentrieb
verursacht. Der Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Konstruktion, mit deren
Hilfe jede Gefahr einer Beschädigung infolge übergroßer Drehmomentbelastung auf
dem Hilfsratschentrieb vermieden wird.
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Die Erfindung bezieht sich also auf eine mechanische Kupplungsanordnung,
insbesondere für Geschwindigkeitswechselgetriebe von Kraftfahrzeugen, zur wahlweisen
Schaltung zweier Kraftübertragungswege auf ein getriebenes Glied mittels einer mit
Ratschentrieben ausgestatteten Synchronisierkupplung zur Einschaltung des jeweils
gewählten Kraftweges, wobei die Kupplung ein Zwischenglied aufweist, welches in
bezug zum getriebenen Glied schraubend bewegbar ist. Erfindungsgemäß besteht das
Zwischenglied aus zwei jeweils mit Ratschentrieben ausgestatteten und relativ zueinander
auf dem getriebenen Glied schraubend bewegbaren Teilen.
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Eine bevorzugte Anwendungsform der Erfindung besteht in einer Kupplungsanordnung
der soeben. angedeuteten Art, bei welcher zwischen dem treibenden Glied und einem
getriebenen Glied des Geschwindigkeitswechselgetriebes ein gesondert schaltbarer
Kraftübertragungsweg zur Verfügung steht, wobei erfindungsgemäß außer den zur Schaltung
der betreffenden Kraftübertragungswege dienenden Ratschentrieben ein Teil des Zwischengliedes
mit einem zweiten Ratschentrieb versehen ist, der dazu dient, diesen Teil dann einzurücken,
wenn der gesondert geschaltete Kraftweg unterbrochen wird.
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Eine weitere bevorzugte Form der Erfindung besteht in einer mechanischen
Kupplungsanordnung der erwähnten Art, bei welcher erfindungsgemäß ein Betätigungsglied
mit einem Teil des Zwischengliedes so in Verbindung steht, daß es gemeinsam mit
demselben um das getriebene Glied herum verdrehbar ist, wobei ferner eine verstellbare
Einrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe eine Verschiebung des Betätigungsgliedes
in beiden Richtungen längs des getriebenen Gliedes auslösbar ist, und wobei endlich
auf dem getriebenen Glied eine Keilverzahnung vorgesehen ist, in die Zähne des Betätigungsgliedes
mittels der verstellbaren Einrichtung einschiebbar sind, wodurch eine Verdrehung
des Betätigungsgliedes um das getriebene Glied herum auslösbar und ein Teil des
Zwischengliedes in einer Axialrichtung verschiebbar ist: Verschiedene Ausführungsarten
der Erfindung sind beispielsweise in den Zeichnungen dargestellt, in welchen Fig.
I ein Aufrißschema zeigt, welches die Erfindung in Anwendung auf ein Getriebe mit
zwei Vorwärtsgängen darstellt, Fig. 2 und 3 Aufrisse in größerem Maßstab sind, welche
einen Teil des Getriebes zeigen, wobei das zweiteilige Zwischenglied jeweils in
verschiedenen Lagen dargestellt ist, Fig. 4 ein Schnitt längs der Linie IV-IV der
Fig. 3 ist, Fig. 5 und 6 Abwicklungen der linken Partien der Fig. 2 und 3 sind,
welche das Betätigungsglied des Getriebes und die dazugehörigen Teile zeigen, und
Fig. 7 ein der Fig. I ähnliches Aufrißschema zeigt, wobei jedoch ein Dreiganggetriebe
dargestellt ist, welches sich beispielsweise zum Gebrauch in einem von einem Dieselmotor
angetriebenen Fahrzeug eignet. Es wird Bezug auf Fig. I genommen. Dem kleinen und
dem großen Gang jeweils zugeordnete Ritzel I und 2, die auf der treibenden Welle
3 fest aufgekeilt sind, sind in stetem Eingriff mit entsprechenden, dem kleinen
und dem großen Gang zugeordneten Stirnrädern 4 und 5, die koaxial auf einer getriebenen
Welle 6 angeordnet sind, wobei diese getriebene Welle in dem in der Figur dargestellten
Beispiel mit einem festen Ritzel 7 dargestellt ist, welches in ein auf der Welle
I frei drehbares Stirnrad 8 eingreift. Der Einfachheit der Beschreibung wegen sei
angenommen, daß der große Gang 2, 5 am Hinterende des Getriebes und der kleine Gang
I, 4 vor dem großen Gang angeordnet sei und daß ferner die Vorwärtsdrehrichtung
der treibenden Welle, von vorn bzw. in Fig. I von links gesehen, im Uhrzeigersinn
gerichtet sei. Das dem großen Gang zugeordnete Stirnrad 5 ist starr mit einer Hohlwelle
9 verbunden, welche ihrerseits auf der getriebenen Welle 6 frei drehbar angeordnet
ist und an ihrer vorderen Stirnseite in eine sich nach vorn öffnende Trommel Io
übergeht, welche eine an der offenen Trommelstirnseite radial nach innen ragende
Klinkenkupplungsverzahnung i i aufweist. Das dem kleinen Gang zugeordnete Stirnrad
q. ist mit seiner Nabe 12 auf der dem großen Gang zugeordneten Hohlwelle 9 frei
drehbar angeordnet und ist außerdem mit eitler um die Trommel
Io
herumfassend nach vorn ragenden Trommel I3 starr verbunden, die an ihrer vorderen
offenen Stirnseite eine radial nach innen ragende Klinkenkupplungsverzahnung I4
aufweist, die ihrerseits axial in einem bestimmten Abstand vor der dem großen Gang
zugeordneten Klinkenkupplungsverzahnung II liegt. Die Trommeln Io und I3 bilden
also zwei mit Verzahnungen versehene erste Glieder einer doppelten Synchronisierkupplung
der zuvor beschriebenen Bauart. Das gemeinsame zweite Glied dieser Kupplung wird
von der getriebenen Welle 6 des Getriebes gebildet und ist in bekannter Weise mit
einer rechtsgängigen Schraubenkeilverzahnung I5 großer Steigung versehen.
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Ein gemeinsames Zwischenglied wird von zwei einzelnen Teilen I6 und
I7 gebildet, welche die getriebene Welle 6 umfassen und welche Stirn an Stirn, in
die Schraubenkeilverzahnung I5 der getriebenen Welle 6 eingreifend, auf dieser Welle
angeordnet sind, wobei die Anordnung so ist, daß diese beiden Teile entweder einzeln
oder gemeinsam längs der Schraubenkeilverzahnung I5 der Welle 6 Axialschraubenbewegungen
ausführen können.
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Die beiden Teile I6 und I7 sind mit Umfangsflanschen I8 und I9 ausgestattet,
wobei jeder dieser Umfangsflansche jeweils eine radial nach außen ragende Klinkenkupplungsverzahnung
2o bzw. 2I trägt. Der Einfachheit halber wird der vordere Teil I6 im nachstehenden
der größere Teil und der hintere Teil I7 der kleinere Teil des Zwischengliedes genannt.
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Die Klinkenkupplungszähne 2o des größeren Teiles und die Klinkenkupplungszähne
2I des kleineren Teiles stehen jeweils wahlweise mit den Innenverzahnungen I4 bzw.
II der dem kleinen bzw. dem großen Gang zugeordneten obenerwähnten Trommeln Io bzw.
I3 im Eingriff. Der axiale Abstand der Innenverzahnungen II und I4 der Trommeln
Io bzw. I3 ist so groß, daß die Verzahnungen 2o und 2I auf dem größeren Teil I6
und dem kleineren Teil I7 des Zwischengliedes, solange die beiden Teile I6 und I7
Stirn an Stirn aneinander anliegen, eine Zwischenlage zwischen den beiden Innenverzahnungen
II und I4, jedoch in nächster Nähe dieser Innenverzahnungen, einnehmen können, wobei
diese Zwischenlage in Fig. 3 dargestellt ist.
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Auf dem kleineren Teil I7 des Zwischengliedes befindet sich an der
Rückseite des Flansches I9 ein Satz von vier Synchronisierklinken 22, welche, von
hinten auf das Getriebe gesehen, im Uhrzeigersinn weisen (Fig. 4) und deren Klinkennasen
23 in Bezug auf die im Uhrzeigersinn weisenden Flanken 24 der jeweils angrenzenden
Zähne der Verzahnung 2I des kleineren Teiles I7 etwas nach vorn vorgeschoben sind.
Auf dem kleineren Teil I6 des Zwischengliedes befindet sich auf der Vorderseite
des Flansches I8 ein Satz von vier Synchronisierklinken 25, welche in jeder Beziehung
den in Fig. 4 gezeigten Klinken 24 des kleineren Teiles I7 ähneln, welche jedoch,
von hinten auf das Getriebe gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtet sind,
wobei die Nasen der einzelnen Klinken 25 leicht über die entgegen dem Uhrzeigersinn
gerichteten Flanken der betreffenden angrenzenden Zähne der Verzahnung 2o des kleineren
Teiles I6 vorragen.
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Ein Betätigungsglied zur Auslösung des Gangwechsels ist in Form einer
Muffe 26 vorgesehen, welche mittels einer beispielsweise in Fig. I bei 27 dargestellten
Stellfederanordnung gleitend verschiebbar auf der getriebenen Welle 6 in Stellung
gehalten wird. Die Muffe 26 ist mit einer Innenkeilverzahnung 28 ausgestattet, welche
in eine Keilverzahnung 29 eingreift, die ihrerseits auf dem Vorderteil des größeren
Teiles I6 des Zwischengliedes angebracht ist und welche außerdem in auf der Welle
6 fest angebrachte, radial vorstehende Keile 3o eingreifen kann. Die Hinterkanten
der Keile 3o wirken als Anschläge, welche die Vorwärtsverschiebung des größeren
Teiles I6 des Zwischengliedes in axialer Richtung zur Welle 6 begrenzen.
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Auf der Innenseite des Vorderendes der Betätigungsmuffe 26 sind ein
oder mehrere Vorsprünge 3I angebracht, welche Verdrehsperrzähne genannt werden.
Diese Verdrehsperrzähne 3I sind so angeordnet, daß sie sich mit den Zwischenräumen
zwischen den jeweils gegenüberliegenden Keilen 28 der Betätigungsmuffe 26 decken
und daß sie sich in axialer Richtung von den Stirnseiten der genannten Keile 28
in einem Abstand befinden, welcher etwas größer ist als die axiale Länge der auf
der Welle befindlichen Keile 3o. Die vorderen Stirnseiten der Wellenkeile 3o sind
so geformt, daß sie sowohl eine senkrecht zur Wellenachse verlaufende Fläche 32
als auch eine in Umfangsrichtung gegen diese Fläche 32 geneigte Fläche 33 aufweisen
(Fig. 4 und 5). Der Zweck dieser besonderen Form wird später noch erläutert.
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Wenn die Verzahnung 2I des kleineren Teiles I7 des Zwischengliedes
in die dem großen Gang zugeordnete Verzahnung II der Trommel Io eingerückt ist,
was stets dann der Fall ist, wenn das Getriebe im großen Gang betrieben wird, dann
versucht das Vorwärtstriebmoment, den soeben erwähnten kleineren Teil I7 längs der
mit einer Schraubenkeilverzahnung versehenen getriebenen Welle 6 nach vorn, d. h.
in der Zeichnung nach links, zu schrauben und die Verzahnung 2I des kleineren Teiles
aus der Klinkenkupplungsverzahnung II auszurücken. In dieser Stellung liegt jedoch
der kleinere Teil I7 des Zwischengliedes an der hinteren Stirnseite des größeren
Teiles I6 des Zwischengliedes an; die schraubende Verschiebung des erwähnten größeren
Teiles I6 wird jedoch ihrerseits auf Grund des Sperreingriffes der Keilverzahnung
28 der Betätigungsmuffe 26 in die Keilverzahnung 29 des größeren Teiles I6 des Zwischengliedes
und des Eingriffes der Verdrehsperrzähne 3I der Betätigungsmuffe 26 in die Wellenkeile
3o der Welle 6 verhindert.
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Die Verschiebung der Betätigungsmuffe 26 in axialer Richtung zur getriebenen
Welle 6 kann mittels der Stellfederanordnung 27, beispielsweise durch Betätigung
eines (nicht dargestellten) Handhebels, willkürlich in der Weise erfolgen, daß die
soeben erwähnte Ausrückverschi@ebung des kleineren Teiles 17 nach Wunsch entweder
verhindert oder gestattet wird.
Wenn das Getriebe im kleinen Gang
betrieben wird, dann ist in der in Fig. 2 gezeigten Weise die Verzahnung 2o des
größeren Teiles I6 des Zwischengliedes in die dem kleinen Gang zugeordnete Kupplungsverzahnung
I4 eingerückt, und das Vorwärtstriebmoment versucht den erwähnten größeren Teil
I6 nach vorn zu schrauben, wobei diese Bewegung jedoch infolge der Anlage des größeren
Teiles I6 an den von den Stirnseiten der vorerwähnten, fest auf der Welle 6 angebrachten
Keile 3o gebildeten Axialanschlag verhindert wird.
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In diesem Betriebszustand ist die Verzahnung 2I des kleineren Teiles
I7 des Zwischengliedes außer Eingriff mit der dem großen Gang zugeordneten Verzahnung
II der Trommel Io, und die Betätigungsmuffe 26 befindet sich in ihrer vorderen Lage,
in welcher ihre Keilverzahnung 28 im Eingriff mit der Keilverzahnung 29 des größeren
Teiles I6 des Zwischengliedes und mit den fest auf der Welle 6 befindlichen Keilen
3o steht, um, falls erforderlich, den erwähnten größeren Teil I6 in dieser dem kleinen
Gang entsprechenden Getriebestellung zu verriegeln. Diese Stellung der einzelnen
Getriebeglieder ist in Fig. 2 dargestellt.
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Wenn die Betätigungsmuffe 26 nach rückwärts, d. h. aus der in Fig.
2 gezeigten Lage nach rechts verschoben wird, um beispielsweise den größeren Teil
I6 des Zwischengliedes im Fall des Gangwechsels zum größeren Gang zu entriegeln,
dann verschiebt sich die Keilverzahnung 28 der Betätigungsmuffe 26 außer Eingriff
mit den Wellenkeilen 3o, und der größere Teil I6 des Zwischengliedes kann sich sodann
auf der Welle 6 axial nach hinten verschrauben, um die Verzahnung 2o aus der dem
kleinen Gang zugeordneten Innenverzahnung I4 auszurücken. Sobald, diese Ausrückung
eintritt, kommen die Stirnseiten der Verdrehsperrzähne 3I der Muffe 26 in Berührung
mit den besonders geformten vorderen Stirnflächen der Wellenkeile 3o, wobei zuerst
eine Berührung zwischen den hinteren Stirnflächen der Verdrehsperrzähne 3I und den
geraden Flächen 32 der Stirnseiten der Wellenkeile 3o und danach eine solche zwischen
den hinteren Kanten der Verdrehsperrzähne 3I und den geneigten Flächen 33 der Stirnseiten
der Wellenkeile 3o stattfindet.
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Da die Betätigungsmuffe 26 unter der Belastung der Stellfedereinrichtung
27 steht, tritt zwischen den Wellenkeilen 3o und den Verdrehsperrzähnen 3I eine
Drehreaktionskraft auf, die sich auf die Betätigungsmuffe 26 und den größeren Teil
I6 des Zwischengliedes in der Weise überträgt, daß dieser größere Teil I6 zusammen
mit dem kleineren Teil I7 des Zwischengliedes veranlaßt wird, sich längs der Welle
6 nach hinten zu verschrauben, wonach die Verdrehsperrzähne 3I eine Lage einnehmen,
in welcher sie treibend zwischen die Wellenkeile 3o eingerückt sind.
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Um vom großen zum kleinen Gang zu schalten, wird die Betätigungsmuffe
26 mittels der Stellfedervorrichtung 27 nach vorn gedrückt. Solange jedoch im großen
Gang noch Triebmoment herrscht, verhindert die auf den in die Wellenkeile 3o eingerückten
Verdrehsperrzähnen 3I ruhende Drehmomentbelastung, daß die Betätigungsmuffe 26 nach
vorn verschoben wird, was so lange der Fall ist, bis die Drehmomentbelastung kurzzeitig
weggenommen wird. Wenn dies beispielsweise durch kurzfristige Unterbrechung der
Antriebsenergiezufuhr eintritt, dann verschiebt sich infolge der Federung der Stellfedereinrichtung
27 die Betätigungsmuffe 26 nach vorn, so daß die Verdrehsperrzähne 3I aus den Wellenkeilen
3o ausrücken. Danach wird die treibende Welle 3 beschleunigt, und die dem großen
Gang zugeordnete Verzahnung II der Trommel Io ist in der Lage, den kleineren Teil
I7 des Zwischengliedes längs der getriebenen Welle 6 so lange nach vorn zu schrauben,
bis seine Verzahnung 2I aus der dem großen Gang zugeordneten Innenverzahnung II
ausgerückt ist. Da der kleinere Teil I7 des Zwischengliedes Stirn an Stirn an dem
größeren Teil I6 anliegt, bewirkt er, daß der größere Teil I6 sich mit ihm zusammen
längs der getriebenen Welle 6 so lange nach vorn verschraubt, bis die in Fig. 3
gezeigte Zwischenstellung erreicht ist, in welcher die Verzahnungen 2o bzw. 2I sowohl
des größeren Teiles I6 als auch des kleineren Teiles I7 zwischen den dem kleinen
bzw. dem großen Gang zugeordneten Innenverzahnungen II und I4 liegen und außer Eingriff
mit denselben sind. Die Klinkensätze 25 bzw. 22 des größeren Teiles I6 bzw. des
kleineren Teiles I7 schleifen über die denn kleinen bzw. dem großen Gang zugeordneten
Innenverzahnungen I4 bzw. II der Klinkenkupplung, wobei der größere Teil I6 und
der kleinere Teil I7 des Zwischengliedes so lange aneinander anliegend in der Zwischenstellung
verharren, bis die Umfangsgeschwindigkeit der dem kleinen Gang zugeordneten Verzahnung
I4 versucht, die Umfangsgeschwindigkeit des Klinkensatzes 25 dies größeren Teiles
zu überholen, worauf eine der Klinken 25 dieses Satzes einen der Zähne der dem kleinen
Gang zugeordneten Innenverzahnung I4 aufgreift, worauf der größere Teil I6 des Zwischengliedes
in axialer Richtung nach vorn in synchronen Eingriff mit der dem kleinen Gang zugeordneten
Verzahnung I4 verschraubt wird, wobei ihm der kleinere Teil I7 alsbald infolge des
Umstandes, daß seine Klinken 22 schleifend überholt werden, folgt. Wenn die Verzahnung
2o des größeren Teiles I6 des Zwischengliedes und die Verzahnung I4 des dem kleinen
Gang zugeordneten Kupplungsringes I3 sich voll im Eingriff befinden, wird eine weitere
schraubende Vorwärtsverschiebung des zweiteiligen Zwischengliedes I6, I7 längs der
getriebenen Welle 6 infolge des durch die fest auf der Welle 6 angebrachten Keile
3o gebildeten Anschlages verhindert.
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Um, während das Getriebe im kleinen Gang betrieben wird, vom kleinen
Gang auf den großen Gang zu schalten, wird die Betätigungsmuffe 26 so weit nach
hinten in Richtung des großen Ganges verschoben, bis die Verdrehsperrzähne 31 an
den flachen Partien 32 der Stirnseiten der Wellenkeile 30 anliegen und die Keilverzahnung
28 aus der von den Wellenkeilen 3o gebildeten Keilverzahnung ausrückt, wodurch der
größere Teil 16 des Zwischengliedes
entriegelt wird. Die
treibende Welle 3 wird verzögert, wobei die Trägheit der Last die Drehung der getriebenen
Welle aufrechterhält und infolgedessen bewirkt, daß der größere Teil I6 des Zwischengliedes
sich so lange nach hinten verschraubt, bis seine Verzahnung 2o außer Eingriff mit
der dem kleinen Gang zugeordneten Innenverzahnung I4 ist. Die Kanten der Verdrehsperrzähne
3I der Betätigungsmuffe 26 werden in der zuvor beschriebenen Weise durch die Stellfedereinrichtung
27 zuerst in Anlage mit den flachen Stirnflächen 32 und dann in Anlage mit den schrägen
Stirnflächenteilen 33 der Wellenkeile 3o gedrückt, worauf infolge der hierdurch
erzeugten Reaktionskraft eine gegenseitige Drehung zwischen der Welle 6 und der
Betätigungsmuffe 26 ausgelöst wird, welche bewirkt, daß der größere Teil I6 des
Zwischengliedes sich zusammen mit der Muffe 26 ebenfalls um die Welle 6 dreht und
der größere Teil I6 infolgedessen längs der Welle 6 nach hinten verschoben wird,
so daß er den kleineren Teil I7 ebenfalls nach hinten in eine Lage drückt, in welcher
eine leichte Berührung zwischen der Außenverzahnung 2I dies kleineren Teiles I7
und der Innenverzahnung II des dem großen Gang zugeordneten Kupplungsgliedes Io
stattfindet, wobei die Klinken 22 im Bereich der Klinkenkupplungsverzahnung II liegen.
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Wenn anschließend die Umfangsgeschwindigkeit der dem großen Gang zugeordneten
Trommel Io kleiner gemacht wird als diejenige des Klinkensatzes 22 des kleineren
Teiles I7 des Zwischengliedes, dann greift eine der Klinken dieses Satzes einen
der Zähne der dem großen Gang zugeordneten Kupplungsverzahnung II auf, so daß der
kleinere Teil I7 axial längs der Welle 6 nach hinten in synchronen Eingriff mit
der dem großen Gang zugeordneten Innenverzahnung II verschraubt wird, wobei das
Ausmaß dieser Verschiebung des kleineren Teiles I7 gegebenenfalls durch einen auf
der Welle 6 angebrachten (nicht dargestellten) Anschlag begrenzt wird. Dem kleineren
Teil I7 des Zwischengliedes folgt der größere Teil I6 infolge der bereits obenerwähnten,
zwischen den Verdrehsperrzähnen 3I und den geneigten Flächen 33 der Wellenkeile
3o auftretenden Reaktionskraft. In der voll eingerückten Stellung des kleineren
Teiles I7 befinden sich die Verdrehsperrzähne 3I der im Eingriff mit dem größeren
Teil I6 stehenden Betätigungsmuffe umfangsmäßig in einer solchen Lage zu den Wellenkeilen
3o, daß sie einen Drehmoment übertragenden Eingriff mit den Wellenkeilen 3o herstellen.
In dieser Stellung sind die Klinken 25 des größeren Teiles I6 des Zwischengliedes
außer Eingriff mit den Zähnen der dem kleinen Gang zugeordneten Klinkenkupplungsinnenverzahnung
I4, und der größere Teil I6 des Zwischengliedes dient als Axialanschlag für den
kleineren Teil I7, welcher, wenn das Getriebe im großen Gang betrieben wird, versucht,
sich nach vorn zu schrauben.
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Während des Umscheltens vom kleinen zum großen Gang und umgekehrt
wird jeweils eine Zwischenstellung durchlaufen, in welcher die beiden Klinkensätze
25 und 22 des größeren Teiles I6 bzw. kleineren Teiles I7 des Zwischengliedes im
Eingriff mit den dem kleinen bzw. großen Gang zugeordneten Klinkenkupplungsinnenverzahnungen
II bzw. I4 stehen. Diese Zwischenstellung ist in Fig. 3 der Zeichnung gezeigt. Wenn
der Fall eintreten sollte, daß die Betätigungsmuffe 26 entriegelt ist und die treibende
Welle 3, ausgehend von einem Zustand, in welchem die beiden Wellen 3 und 6 stillstehen
oder praktisch stillstehen, zurückgedreht wird, so wird sich der größere Teil I6
des Zwischengliedes unter der Wirkung einer der Klinken des Klinkensatzes 25 des
größeren Teiles I6 nach vorn in Richtung und vielleicht sogar bis zum Eingriff in
die dem kleineren Gang entsprechende Stellung verschrauben, während sich gleichzeitig
der kleinere Teil I7 unter der Wirkung einer der Klinken des Satzes 22 des kleineren
Teiles I7 in Richtung und unter Umständen bis zum Eingriff in die dem großen Gang
entsprechende Stellung rückwärts verschrauben wird. Wenn beide Gänge auf diese Weise
voll eingerückt sind, ist eine weitere Rückwärtsdrehung der treibenden Welle 3 nicht
mehr möglich.
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Wenn die Vorwärtsdrehung der treibenden Welle 3 (bei stillstehender
getriebener Welle) wieder einsetzt, dann wird der frei bewegliche kleinere Teil
I7 des Zwischengliedes längs der Welle 6 eine Verschiebung nach vorn bis annähernd
oder ganz in Anlage mit der hinteren Stirnseite des größeren Teiles I6 des Zwischengliedes
ausführen, in welcher Stellung sowohl die Zähne 2I als auch die Klinken 22 des kleineren
Teiles I7 außer Eingriff mit der Verzahnung der dem großen Gang zugeordneten Innenverzahnung
II stehen, während die Verzahnung 2o bzw. die Klinken 25 des größeren Teiles I6
im Eingriff mit der dem kleinen Gang zugeordneten Kupplungsinnenverzahnung I4 stehen.
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Die unter Umständen mögliche Hervorrufung unerwünscht hoher Belastung
der Klinken 22 bzw. 25 als Folge des Rückwärtsdrehens der treibenden Welle 3 in
der unverriegelten Übergangsstellung eines solchen Zweiganggetriebes wird also in
der oben beschriebenen Weise verhindert.
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Bei dem in Fig. 7 dargestellten Dreiganggetriebe ist, wie zuvor, mit
der Bezugsziffer 3 die treibende Welle bezeichnet, wobei die dem ersten und dem
zweiten Gang entsprechenden Schaltzustände in der oben in Verbindung mit Fig. I
bis 6 beschriebenen Weise erzielt werden, während jedoch in diesem Fall die mit
einer Schraubenkeilverzahnung ausgestattete Welle 6 als Vorgelegewelle angeordnet
und eine besondere getriebene Welle 32 vorgesehen ist, auf welcher ein Ritzel 33
fest angebracht ist, welches mit dem auf der Welle 3 frei drehbaren Stirnrad 8 im
Eingriff steht. Der dem dritten Gang entsprechende Schaltzustand wird durch Betätigung
einer Fahrzeugkupplung 34 erzielt, mit deren Hilfe das Stirnrad 8 unmittelbar mit
der treibenden Welle 36 dies Fahrzeugges gekuppelt wird. Eine solche Anordnung eignet
sich insbesondere zum Gebrauch in Lokomotiven mit Dxesehrnotorantrieh.
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Es ist im allgemeinen üblich, zwischen der getriebenen Welle, beispielsweise
der Welle 32, und den
Triebrädern solcher Fahrzeuge ein Umsteuergetriebe
für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt anzuordnen.
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Bei Anwendung der Erfindung auf das in Fig. 7 dargestellte Dreiganggetriebe,
welches sich zum Betrieb in Verbindung mit einem solchen zwischen die getriebene
Welle und die Triebräder des Fahrzeuges geschalteten Umsteuergetriebe zur Vorwärts-und
Rückwärtsfahrt eignet, ist der kleinere Teil I7 des Zwischengliedes in einer in
Fig. 2 und 3 gezeigten Weise an der vorderen Stirnseite des mit einer Verzahnung
2I versehenen Flansches I9 mit einem weiteren, entgegen dem Uhrzeigersinn, d. h.
in entgegengesetztem Sinn zu dem zuvor beschriebenen, an der Rückseite des Flansches
I9 angeordneten Klinkensatz 22 gerichteten Klinkensatz 35 ausgestattet. Die Größe
der Axialverschiebung, welche dem vorerwähnten kleineren Teil I7 längs der Welle
6 gestattet wird, wird groß genug gemacht, um dem mit einer Verzahnung versehenen
Flansch I9 zu gestatten, sowohl eine Stellung nahe vor als auch nahe hinter dem
dem großen Gang zugeordneten, mit einer Innenverzahnung I4 versehenen Kupplungsring
einzunehmen.
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Bei einer in dieser Weise getroffenen Anordnung nimmt, wenn mittels
der Fahrzeugkupplung 34 der dritte Gang eingerückt ist, der größere Teil I6 des
Zwischengliedes die in dem vorigen Beispiel in Verbindung mit dem zweiten Gang beschriebene
Lage ein, in welcher sowohl seine Zähne 2o als auch seine Klinken 25 sich hinter
der dem kleinen Gang zugeordneten Kupplungsinnenverzahnung I4 und außer Eingriff
mit derselben befinden und in welcher der kleinere Teil I7 des Zwischengliedes eine
Lage einnimmt, in welcher seine Verzahnung 2I sich axial über die dem zweiten Gang
zugeordnete Innenverzahnung II hinaus verschoben hat und an der Rückseite derselben
liegt, wobei sein vorderer Klinkensatz 35 voreilend über die dem zweiten Gang zugeordnete
Kupplungsinnenverzahnung II hinwegschleift.
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Beim Herunterschalten aus dem schnellsten bzw. dem dritten Gang unter
Triebmoment bewirkt die Ausrückung der Fahrzeugkupplung 34, daß der dem zweiten
Gang zugeordnete Kupplungsinnenverzahnungsring Io mit der Verzahnung II sich beschleunigt
und folglich der kleinere Teil I7 des Zwischengliedes, sobald Synchronismus erreicht
wird, infolge der Wirkung der an der vorderen Stirnseite seines mit einer Verzahnung
versehenen Flansches angebrachten Klinken 35 veranlaßt wird, sich nach vorn in Eingriff
mit dem dem zweiten Gang zugeordneten Kupplungsinnenverzahnungsring II zu verschieben
und so in den zweiten Gang zu gelangen, wobei das Ausmaß dieser Verschiebung des
kleineren Teiles I7 durch die Anlage seiner Stirnseite an diejenige des größeren
Teiles I6 begrenzt wird, welcher seinerseits insofern als Anschlag wirkt, als er
auf Grund des Umstandes, daß die Verdrehsperrzähne 3I der Betätigungsmuffe 26 sich
in treibendem Eingriff mit den Wellenkeilen 3o befinden, in seiner Lage festgehalten
wird.
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Bei dieser Anordnung bewirkt, wenn die Verzahnungen 2o und 2I des
größeren Teiles I6 bzw. des kleineren Teiles I7 des Zwischengliedes sich zwischen
dem ersten und dem zweiten Gang in einer Übergangsstellung befinden und die Betätigungsmuffe
sich kurzfristig in ausnahmsweise unverriegeltem Zustand befindet, eine Umkehrung
der Drehrichtung der treibenden Welle 3 infolge unbeabsichtigter Rückwärtsbewegung
des Fahrzeuges im Vorwärtsgang in Verbindung mit einem Schaltzustand, in welchem
die Fahrzeugkupplung 34 schleift, eine Vorwärtsverschraubung des größeren Teiles
I6 in Richtung oder vollständig in die dem ersten Gang entsprechende Getriebestellung,
in welcher derselbe im Eingriff mit der Verzahnung I4 steht, während der stets frei
bewegliche kleinere Teil I7 rückwärts in die dem Eingriff mit der Verzahnung II
des dem zweiten Gang zugeordneten Kupplungsringes Io entsprechende Stellung oder
über diese Stellung hinaus gezogen wird; in der letzterwähnten Stellung ist sodann
der vordere Klinkenkupplungssatz 35 des kleineren Teiles I7 des Zwischengliedes
in einer Stellung, in welcher er den erwähnten, dem zweiten Gang zugeordneten Kupp-Iungsinnenverzahnungsring
II überholen würde.
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Wenn die Vorwärtsdrehung der treibenden Welle 3 wiederaufgenommen
wird, wobei vorausgesetzt wird, daß die Fahrzeugkupplung 34 ausgerückt sei, dann
wird der kleinere Teil I7 des Zwischengliedes auf Grund der Wirkung seines vorderen
Klinkensatzes 35 eine Vorwärtsverschiebung in eine Stellung ausführen, in welcher
er an dem größeren Teil I6, welcher sich in seiner dem ersten Gang entsprechenden
Stellung befindet, anliegt oder nahezu anliegt und in welcher sowohl die Verzahnung
2I als auch die rückwärtigen Klinken 22 des kleineren Teiles I7 aus der dem zweiten
Gang zugeordneten Kupplungsinnenverzahnung II ausgerückt sind.
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In einem Dreiganggetriebe der oben beschriebenen Art wird also die
Hervorrufung unerwünscht hoher Belastungen der Klinken als Folge einer Rückwärtsdrehung
der treibenden Welle auf Grund des Schleifens der Fahrzeugkupplung während des oben
beschriebenen Ausnahmezustandes vermieden.