DE975762C

DE975762C - Zahnraederwechselgetriebe

Info

Publication number: DE975762C
Application number: DED13028A
Authority: DE
Inventors: Karl Brand
Original assignee: De Dietrich et Cie SA
Current assignee: De Dietrich et Cie SA
Priority date: 1951-09-01
Filing date: 1952-08-29
Publication date: 1962-08-23

Description

Zahnräderwechselgetriebe Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe mit vier Schaltstufen, bestehend aus einer Antriebsgruppe, einer Zwischengruppe und einer Abtriebsgruppe, wobei jede Gruppe ein ständig im Eingriff stehendes Zahnräderpaar enthält, die Zahnräder auf zwei parallelen Wellensträngen angeordnet sind und die den drei Teilgruppen zugehörenden Abschnitte der beiden Wellenstränge durch schaltbare Kupplungen wahlweise miteinander verbunden sind.
Es sind bereits ähnliche Getriebe mit form- oder kraftschlüssigen Schaltkupplungen bekannt, von denen eine im I. und 3. Gang, eine andere im 2. und 4. Gang, eine weitere im I. und 2. Gang und eine andere im 3. und 4. Gang eingeschaltet ist. Wenn solche Getriebe mit formschlüssigen Schaltkupplungen z. B. für Fahrzeuge verwendet werden sollen, dann ist noch eine zusätzliche Schaltkupplung, oft Hauptkupplung genannt, erforderlich, die zum Einschalten des Anfahrganges und bei jedem Umschalten vorübergehend ausgerückt werden muB.
Ebenfalls sind auch schon Getriebe vorgeschlagen worden, bei denen zur Erleichterung des Schaltens der beiden formschlüssigen Kupplungen, die im 2. und 4. Gang bzw. im 3. und 4. Gang eingeschaltet sind, zwei Freiläufe vorgesehen sind, die im I. und 3. Gang bzw. im I. und 2. Gang kraftübertragend wirken. Diese Getriebe benötigen noch eine Schaltkupplung für Leerlauf und die obenerwähnte Hauptkupplung, die zum Einschalten des Anfahrganges und bei jedem Umschalten vorübergehend ausgerückt werden muß. Infolge der beiden Freiläufe besteht nur im 4. Gang die Möglichkeit der Kraftflußumkehr; bei einem Fahrzeugantrieb kann also nur in diesem Gang, z. B. in Gefällestrecken, das Fahrzeug mit dem Motor gebremst werden.
Während des Gangwechsels dieser bekannten Getriebe entstehen stets Kraftflußunterbrechungen, weil bei Verwendung formschlüssiger Schaltkupplungen stets die Hauptkupplung vorübergehend ausgerückt werden muß und bei Verwendung form-oder kraftschlüssiger Schaltkupplungen die einzuschaltende Kupplung erst eingeschaltet werden darf, nachdem die auszuschaltende ausgeschaltet wurde. Es finden also beim Aufwärtsschalten vom I. Gang über den 2. Gang und über den 3. Gang auf den 4. Gang insgesamt drei Kraftflußunterbrechungen statt.
Zwar ist es auch bekannt, reibungsschlüssige Schaltkupplungen wechselweise überschneidend zu schalten, wodurch eine Hauptkupplung zum Trennen des Leistungsflusses vor dem Umschalten und zum Wiedereinschalten des Leistungsflusses nach dem Umschalten entbehrlich wird, jedoch liegt dann trotz überschneidender Umschaltung ein diskontinuierlicher Kraftfluß vor. Der Nachteil einer solchen Schaltungsweise besteht vor allem in der Notwendigkeit, die Kupplungen entsprechend ihrer hohen Belastung beim überschneidenden Schalten zu dimensionieren. Solche Kupplungen sind demgemäß größer, schwerer und teurer als Reibungskupplungen, die nicht überschneidend, sondern bei unterbrochenem Leistungsfluß geschaltet werden.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, von diesen drei Kraftflußunterbrechungen zwei Unterbrechungen, nämlich die zwischen dem I. und 2. Gang und die zwischen dem 3. und 4. Gang, zu vermeiden und in zwei Gängen, nämlich im 2. und 4. Gang, eine Kraftflußumkehr zu ermöglichen, und dies mit Kupplungen möglichst geringer Größe, so daß der Achsabstand der beiden parallelen Wellenstränge so klein wie möglich bleibt und somit ein Getriebe entsteht, das kleiner, leichter und billiger ist als andere Getriebe, die Schaltung ohne Kraftflußunterbrechung aufweisen und Kraftflußumkehr ermöglichen.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die im I. und 3. Gang wirksame Kupplung eine Freilaufkupplung und die übrigen drei Kupplungen, welche im I. und 2. bzw. im 2. und 4. bzw. im 3. und 4. Gang wirksam sind, schaltbare Reibungskupplungen sind. Hierbei können dem Grundgetriebe weitere Schaltstufen vor- oder nachgeschaltet werden. Die nachgeschalteten Schaltstufen können beispielsweise als Wendegetriebe ausgebildet sein. Zweckmäßig sind in an sich bekannter Weise eine oder mehrere der die Triebgruppen wahlweise verbindenden Kupplungen außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet.
Die Erfindung ist an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt Fig. I ein Zahnräderwechselgetriebe der bisherigen Bauart in schematischer Darstellung, Fig. 2a ein Getriebe nach der Erfindung, Fig. 2b das Schema der Kraftübertragung für die verschiedenen Geschwindigkeiten, Fig. 2c das Verkupplungsschema für diese verschiedenen Geschwindigkeiten.
In Fig. 2a ist eine der möglichen Ausführungsformen der Erfindung gezeigt. Bei den hier angenommenen Übersetzungen der drei Zahnradpaare folgen aus Fig. 2b der Kraftfluß in den einzelnen Gängen für den gleichachsigen Abtrieb II (ungleichachsiger Abtrieb II' gestrichelt) und aus Fig. 2c, durch x gekennzeichnet, die in den verschiedenen Gängen eingeschalteten Kupplungen. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß es die in Fig. I mit C bezeichnete Kupplung ist, die im I. und 3. Gang wirksam ist und daher als Freilaufkupplung R ausgebildet sein muß, während die mit D bezeichnete Kupplung im 2. und 4. Gang wirksam ist und daher eine kraftschlüssige Schaltkupplung sein muß. Die Kupplungen R und D liegen auf parallelen Wellensträngen. Die Kupplungen A und B sind ebenfalls kraftschlüssig, um zusätzliche Synchronisierungseinrichtungen und die obenerwähnte Hauptkupplung zu ersparen. Die Schaltkupplung B, die bei diesem Beispiel beim Anfahren einige Zeit gleiten muß, wird vorteilhaft außerhalb des Getriebes an einem freien Wellenende angeordnet.
In Leerlaufstellung des Getriebes sind die drei Schaltkupplungen A, B und D ausgeschaltet. Zum Anfahren im I. Gang wird die Schaltkupplung B eingeschaltet, und der Kraftfluß geht über das Zahnradpaar a/b der Antriebsgruppe, über die Schaltkupplung B, über das Zahnradpaar d/c der Zwischengruppe und über die Freilaufkupplung R auf die Antriebsgruppe, von der der Abtrieb entweder gleichachsig (II) direkt oder ungleichachsig (II') über das Zahnradpaar e/f erfolgt.
Zum Gangwechsel auf den 2. Gang wird lediglich die Schaltkupplung D hinzugeschaltet. Damit geht der Kraftfluß antriebsseitig wie bisher über das Zahnradpaar a/b der Antriebsgruppe und über die Schaltkupplung B auf die Zwischengruppe, von dort aber über die eingeschaltete Schaltkupplung D auf die Abtriebsgruppe, die dadurch mit erhöhter Drehzahl umläuft, wodurch sich die Freilaufkupplung R selbsttätig ausschaltet. Der Wechsel vom i. auf den 2. Gang ist damit ohne Kraftflußunterbrechung beendet.
Zum Wechsel auf den 3. Gang werden die beiden Schaltkupplungen B und D ausgeschaltet und die Schaltkupplung A eingeschaltet. Dadurch geht der Kraftfluß von der Antriebsgruppe über die Schaltkupplung A auf die Zwischengruppe und von dort über die infolge der Drehzahlerhöhung dieser Zwischengruppe selbsttätig wieder eingeschaltete Freilaufkupplung R auf die Abtriebsgruppe, deren Drehzahl sich dadurch gegenüber dem 2. Gang weiter erhöht.
Zum Wechsel auf den 4. Gang wird lediglich wieder die Schaltkupplung D hinzugeschaltet. Dadurch geht der Kraftfluß wie zuletzt von der Antriebsgruppe über die Schaltkupplung A auf die Zwischengruppe, von dort aber über die Zahnräder c/d dieser Gruppe und über die hinzugeschaltete Schaltkupplung D auf die Abtriebsgruppe, die mit abermals erhöhter Drehzahl umläuft, wodurch sich die Freilaufkupplung R wieder selbsttätig abschaltet. Der Wechsel vom 3. auf den 4. Gang ist damit wieder ohne Kraftflußunterbrechung beendet.
Das Abwärtsschalten geht vor sich durch Schalten der entsprechenden Kupplungen, d. h., der Wechsel z. B. vom 4. auf den 3. Gang bzw. vom 2. auf den I. Gang erfolgt lediglich durch Ausschalten der Kupplung D. Die dadurch zunächst unterbrochene Kraftübertragung setzt dann im 3. bzw. I. Gang sofort wieder ein, sobald infolge Drehzahlgleichheit (Erhöhung der Antriebsdrehzahl und/oder Verminderung der Abtriebsdrehzahl) der beiden Freilaufhälften die Freilaufkupplung selbsttätig einschaltet. Eine Unterbrechung des Kraftflusses tritt also nur so lange auf, bis Antriebsgruppe und Abtriebsgruppe das für den langsameren Gang erforderliche Drehzahlverhältnis erreicht haben.
Das Schalten der Gänge kann, falls gewünscht, in beliebiger Reihenfolge aufwärts und abwärts vorgenommen werden.
Das beschriebene Grundgetriebe kann in bekannter Weise durch eine oder mehrere vor- und/oder nachgeschaltete Stufen so erweitert werden, daß sich die Wirkung des Grundgetriebes je Zusatzstufe verdoppelt, so daß dann auch beim Wechsel vom 5. auf den 6. Gang, vom 7. auf den 8. Gang usw. keine Kraftflußunterbrechung stattfindet. Eine der weiteren Schaltstufen kann in bekannter Weise als Wendegetriebe ausgebildet sein, so daß die Wirkungen des Grundgetriebes in beiden Abtriebsdrehrichtungen vorhanden sind.
In ebenfalls bekannter Weise können eine oder mehrere der die Triebgruppen verbindenden Kupplungen außerhalb des Getriebes angeordnet werden. An Stelle der gezeichneten und beschriebenen Zahnradpaare können auch durch Ketten verbundene Kettenradpaare verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Zahnräderwechselgetriebe mit vier Schaltstufen, bestehend aus einer Antriebsgruppe, einer Zwischengruppe und einer Abtriebsgruppe, wobei jede Gruppe ein ständig im Eingriff stehendes Zahnräderpaar enthält, die Zahnräder auf zwei parallelen Wellensträngen angeordnet sind und die den drei Triebgruppen angehörenden Abschnitte der beiden Wellenstränge durch schaltbare Kupplungen wahlweise miteinander zu verbinden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die im I. und 3. Gang wirksame Kupplung eine Freilaufkupplung (R) und die übrigen drei Kupplungen, welche im I. und 2. bzw. im 2. und 4. bzw. im 3. und 4. Gang wirksam sind, schaltbare Reibungskupplungen sind.
2. Getriebe, dadurch gekennzeichnet, daß einem Grundgetriebe nach Anspruch I in an sich bekannter Weise weitere Schaltstufen vor-oder nachgeschaltet sind.
3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der weiteren Schaltstufen in an sich bekannter Weise als Wendegetriebe ausgebildet ist.
4. Getriebe nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine oder mehrere der die Triebgruppen wahlweise verbindenden Kupplungen außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 4636o4, 537410, 6I2 8o7, 6I3 4o8, 685 7o7, 696 I62, 7II 22o, 72o 884; österreichische Patentschrift Nr. I53 993 USA.-Patentschrift Nr. I 795 I35; H. R ö g n i t z , Stufengetriebe an Werkzeugmaschinen, 3. Auflage, Berlin/Göttingen/Heidelberg, 1953 (Werkstattbücher, Heft 55), S.20, 23; Hütte, Des Ingenieurs Taschenbuch, 26. Auflage, II. Band, Berlin, 1937, S. 211.