DE938106C - Kraftschluessiges Zahnraeder-Stufenschaltgetriebe mit Vorwaehlung - Google Patents

Description

• Kraftschlüssiges Zahnräder-Stufenschaltgetriebe mit Vorwählung Die Erfindung bezieht sich auf mehrstufige kraftschlüssige Zahnräder-Stufenschaltgetriebe mit Vorwählung, also auf Getriebe, deren einzelne Stufen so während der Vorwählung geschaltet werden, daß auch während des Schaltvorganges stets eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Antriebsmotor und Abtriebswelle, und zwar unter Vermeidung von Freilaufeinrichtungen, bestehenbleibt.
• Im besonderen bezieht sie sich auf Stufenschaltgetriebe nach Patent 923 402. Sie hat zum Gegenstand weitere Ausführungsformen solcher Schaltgetriebe, bei denen erstens der Abtrieb ungleichachsig zum Antrieb angeordnet ist, was bei gewissen Einbauverhältnissen große bauliche Vorteile bietet, unter Umständen sogar erst die Anwendung solcher Getriebe ermöglicht, zweitens die Anwendung von paarweise angeordneten synchronisierbaren Kupplungen oder eine geringere Anzahl von einzelnen synchronisierbaren Kupplungen möglich ist, drittens die Vereinigung mit bekannten anderen Getriebebauarten, z. B. stufenlosen hydraulischen Drehmomentwandlern oder hydraulischen Kupplungen, zweckmäßig ist. Die Einzelheiten der Erfindung sind in den Zeichnungen in Ausführungsbeispielen dargestellt.
• In den Abb. i und 2 sind ein 4-Gang- und ein 6-Gang-Getriebe mit ungleichachsigem Antrieb und Abtrieb gezeichnet, bei denen der Kraftfluß über ein oder über drei Räderpaare verläuft. Das 4-Gang-Getriebe nach Abb. I besteht aus drei Räderpaaren I; 2 mit Übersetzung I : I, 3, 4 mit Übersetzung q : I und 5, 6 mit Übersetzung I : q, wobei q der Sprung zwischen zwei Getriebegängen ist. Das Getriebe hat drei synchronisierbare Einzelkupplungen 7, 8, g und zwei. Schlupfkupplungen Io, II. 12 ist die _ Motorwelle, auf welcher der Kupplungsantriebsteil 13 befestigt ist: I4 ist die Hauptwelle, 15 die Nebenwelle des Getriebes. Der Abtriebsteil der Kupplung Io ist mit der Hauptwelle 14 und der Abtriebsteil der Kupplung II mit dem lose auf der Hauptwelle 14 gelagerten Zahnrad I fest verbunden, das mit dem auf der Nebenwelle 15 lose laufenden Doppelzahnrad 2, 4 ständig im Eingriff ist. Das Zahnrad 4 ist mit dem auf der Hauptwelle 14 lose laufenden Zahnrad 3 ständig im Eingriff, während das Zahnrad 5 fest auf der Hauptwelle 14 sitzt und im Eingriff ist mit dem Zahnrad 6, das auf der Nebenwelle 15 lose gelagert ist.
• Die vier Gänge werden von folgenden Teilen gebildet I. Gang: 12, 13, II, I, 2, 4, 3, 9, 14, 5, 6, 8, 15 (Übersetzung I : q2), 2. Gang: 12, 13, Io, 14, 5, 6, 8, 15 (Übersetzung I : q), 3. Gang: 12, 13, II, I, 2, 4, 7, 15 (Übersetzung I : I), 4. Gang: 122, 13, Io, 14, 9, 3, 4, 7, 15 (Übersetzung q : I). Ist der I. Gang eingeschaltet, so läuft der vordere Teil der Hauptwelle 14 mit der geöffneten Schlupfkupplung Io leer mit, so daß -der 2 Gang bereits vorbereitet ist. Zum Einschalten des 2. Ganges ist es daher notwendig, - die Schlupfkupplung II aus- und statt dessen die Schlupfkupplung Io einzurücken. Der I. Gang bleibt dann immer noch vorbereitet, und es laufen die Teile 3, 4, 2, I und II leer mit, da ja die Kupplung g noch eingezückt ist. Um aber statt dessen den 3. Gang vorzubereiten, braucht man nur, ohne dabei den - Kraftfluß des 2.. Ganges. zu stören, die Kupplung g- aus- und die Kupplung 7 einzurücken. Es laufen dann während des 2. Ganges die Teile 7; 4, 2, I, II leer mit. .Durch Umlegen der Schlupfkupplung Io auf II wird dann sofort der 3. Gang eingeschaltet; der 2. Gang bleibt vorbereitet, und die Teile 8, 6, 5, 14, Io laufen leer mit. Der 4. Gang wird nun statt des 2. Ganges vorbereitet, indem man die Kupplung 8 aus-und die Kupplung g einrückt, wobei die Teile 7, 4, 3, 9, 14, Io leer mitlaufen. Das Einschalten des 4. Ganges wird durch Umlegen der Schlupfkupplung von II auf Io bewirkt. Der 3. Gang bleibt dabei vorbereitet, und es laufen die Teile 7, 4, 2, I, II leer mit.
• Grundsätzlich den gleichen Aufbau zeigt das 6-Gang-Getriebe-nach Abb. 2. Es besteht aus vier Räderpaaren I9, 2o mit Übersetzung I : q, 21, 22 mit Übersetzung I : q2, 23, 24 mit Übersetzung I : I und 25, 26 mit Übersetzung I: q2. Die Räder 22 und 23 sind gleichzeitig als Hohlwelle ausgebildet. Rad 26 ist fest mit einer zugehörigen Nebenwelle 4o verbunden, während die übrigen Zahnräder, mit ihren zugehöriger Wellen oder untereinander durch synchronisierbare Kupplungen 27, 28, 29, 30, 31, 32,. 33, 34 verbunden werden. 35 ist die Motorwelle, - die über das Gehäuse 36 mit der einen oder der anderen der beiden Schlupfkupplungen 37 und 38 verbünden werden kann. Die Schlupfkuppluhg 37 sitzt auf der durchgehenden Hauptwelle 39, die Reibungskupplung 38 sitzt auf dem Zahnrad I9, das auf der Hauptwelle 39 lose gelagert und mit dem Zahnrad 2o ständig im Eingriff ist.
• Die sechs Gänge werden durch folgende Teile gebildet: I. Gang: 35, 36, 38, I9, 2o, 28, 22, 29, 24, 23, 33, 25, 26, 40 (Übersetzung I : q4), 2. Gang: 35, 36, 37, 39, 3I, 2I, 22, 29, 24, 23; 33, 25, 26, 4o (Übersetzung I : q3), 3. Gang: 35,36, 38, I9, 2o, 27, 40 (Übersetzung I : q2), 4. Gang: 35, 36, 37, 39, 34, 25, 26, 40 (Übersetzung I: q) 5. Gang: 35, 36, 38, I9, 2o, 28, 22, 2I, 32, 23, 24, 30, 40 (Übersetzung I : I), 6. Gang: 35, 36, 37, 39, 31, 2I, 32, 23, 24, 30, 40 (Übersetzung q : I). Bei beiden beschriebenen Getrieben ist es möglich, den Abtrieb von der Nebenwelle vorn oder hinten bzw. vorn und hinten anzuordnen. -Die im Hauptpatent und die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen bezüglich der Zahnradverhältnisse besonders für Fahrzeuge geeignete Ausführungen dar, jedoch können auch andere Kupplungsanordnungen, Räderanordnungen und Übersetzungen gewählt werden. So können auch paarweise arbeitende synchronisierbare Kupplungen, gemäß dem Hauptpatent verwendet werden, die besonders dann zweckmäßig sind, wenn die Schaltungen durch eine Hilfskraft ausgeführt werden und Fehlschaltungen, die zum Bruch von Getriebeteilen führen könnten, vermieden werden müssen. Es können auch Einzelkupplungen verwendet werden.
• Bei mechanischer Schaltung des Getriebes, die beispielsweise durch schrittweises Verdrehen einer Kurvenscheibe so ausgeführt wird, daß Fehlschaltungen nicht vorkommen können, kann die Zahl der Kupplungen vermindert werden. So enthalten z. B. die beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen keine paarweise angeordneten Kupplungen. Das 4-Gang-Getriebe mit gleichachsigem An- und-Abtrieb gemäß dem Hauptpatent (Abb. i) läßt sich z. B. mit nur drei einzeln- zu betätigenden Kupplungen ausführen, da-die Kupplung g die Funktion der Kupplung 7 mit übernehmen kann. In dem Beispiel des 6-Gang-Getriebes mit gleichachsigem An- und Abtrieb gemäß dem Hauptpatent (Abb. 2) kann die Kupplung 36 fortfallen, wenn das Zahnrad 23 fest auf der Welle 39 angeordnet wird und die anderen Kupplungen zurrt Teil einzeln betätigt werden. Das Zahnrad 26 kann auf der Welle 40 lose gelagert und mit ihr durch eine mit der Kupplung 30 vereinigte Kupplung verbunden werden, wenn das Zahnrad 25 fest auf der Welle 39 sitzt. Die nicht paarweise angeordneten Kupplungen-werden also einzeln so betätigt, daB die eine wechselweise mit einer zweiten in einem Gang und mit einer dritten in einem anderen Gang zusammen arbeitet. Diese Anordnung hat den Vorteil einfacherer Betätigung und kürzerer Bauweise, den Nachteil höherer Leerlaufdrehzahlen einzelner Räder. Nach Vertauschen von Zahnrädern muß z. B. auch der größte Gang nicht als Schnellgang; sondern er kann auch älsDirektgang ausgeführt werden. Auch bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen kann der Getriebesprung zwischen zwei Gängen den Erfordernissen des Einzelfalles entsprechend von einem Mittelwert abweichen. Ferner können statt bekannter synchronisierbarer Klauenkupplungen auch andere Arten von Schaltkupplungen verwendet werden, die im Gegensatz zu Schlupfkupplungen nur so bemessen zu werden brauchen, daß sie das Lastdrehmoment erst zu übertragen haben, wenn sich vorher ihre beiden Kupplungshälften fest, ohne gegenseitigen Schlupf, miteinander verbunden haben, z. B. Klemmkupplungen, die nur im Leerlauf den Synchronisierungsschlupf, jedoch unter Last keinen Schlupf vertragen können.
• Es kann auch zweckmäßig sein, die kraftschlüssigen Getriebe der vorliegenden Erfindung, insbesondere das 4-Gang-Getriebe, mit bereits bekannten Flüssigkeitskupplungen oder Flüssigkeitsdrehmomentwandlern bzw. Strömungsgetrieben so zu vereinigen, daß diese den kraftschlüssigen Zahnradgetrieben vorgeschaltet werden. Auf diese Weise kann man die Vorteile des Strömungsgetriebes, stufenlose Drehmomentwandlung und weiche Kraftübertragung, mit einem mehrstufigen, kraftschlüssigen Zahnradgetriebe so ausnutzen, daß der schlechtere Wirkungsgrad der hydraulischen Kraftübertragung nur in den Anfahr- und Übergangsbereichen zwischen den Zahnrad-Getriebestufen zur Auswirkung kommt, außerdem aber der insbesondere für Fahrzeuge erforderliche Geschwindigkeitsbereich mit dem Strömungsgetriebe befahren werden kann.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Zahnräder-Stufenschaltgetriebe mit mindestens drei Stufen, mit ständig im Eingriff befindlichen Zahnrädern und mit zwei gleichachsigen Schlupfkupplungen, ferner mit Vorwählung nach Patent 923 402, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftfluß über ein Räderpaar oder über drei Räderpaare verläuft, so daß Antrieb und Abtrieb des Getriebes nicht gleichachsig sind.
2. 2. Stufenschaltgetriebe nach Anspruch I, bei dem die Getriebegänge durch Multiplikation gleicher oder annähernd gleicher Getriebestufen q entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß es als 4-Gang-Schaltgetriebe mit zwei Schlupfkupplungen (Io, II) durch drei Zahnradpaare (I; 2 im Verhältnis I : I; 3, 4 im Verhältnis q : I; 5, 6 im Verhältnis I : q) und synchronisierbaren Schaltkupplungen (7, 8, g) gebildet ist (Abb. I).
3. 3. Stufenschaltgetriebe nach Anspruch I, bei dem die Getriebegänge durch Multiplikation gleicher oder annähernd gleicher Getriebestufen q entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß es als 6-Gang-Schaltgetriebe mit zwei Schlupfkupplungen (37, 38) und vier Zahnradpaaren (I9, 2o im Verhältnis I : q; 21, 22 im Verhältnis I : q2; 23, 24 im Verhältnis I : I; 25, 26 im Verhältnis I : q2;) sowie synchronisierbaren Schaltkupplungen (27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34) ausgebildet ist (Abb. 2).
4. 4. Stufenschaltgetriebe nach Anspruch I des Patents 92,3 402 und nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die synchronisierbaren Kupplungen bei Verwendung einer Schalthilfskraft (Saugluft, Druckluft, Drucköl od. dgl.) zur Vermeidung von Fehlschaltungen und damit von Beschädigungen als Doppelkupplungen ausgebildet sind, von denen stets erst eine ausgerückt wird, ehe die andere einrücken kann (Abb. I bis 4 im Patent 923 402).
5. 5. Stufenschaltgetriebe nach Anspruch I des Patents 923 402, dadurch gekennzeichnet, daß die synchronisierbaren Kupplungen als Einzel-Schaltkupplungen so betätigt werden, daß eine synchronisierbare Kupplung mit mehr als einer anderen wechselweise derart zusammenarbeitet, daß die Anzahl der synchronisierbaren Kupplungen gegenüber der Anordnung mit paarweisen Kupplungen verringert wird, daß aber stets erst eine synchronisierbare Kupplung eingerückt wird, nachdem eine zweite oder für einen anderen Gang eine dritte Kupplung ausgerückt wurde -(Abb. i bis 3).
6. 6. Stufenschaltgetriebe nach den Ansprüchen i bis 8 des Patents 923 402 und den Ansprüchen i bis- 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlupfkupplungen als Flüssigkeitskupplungen oder als stufenlose hydraulische Drehmomentwandler ausgebildet sind.