Räderwechselgetriebe. Die Erfindung betrifft ein Räderwechsel getriebe mit einer Reihe von Räderpaaren, deren Räder dauernd miteinander in Bewe gungsverbindung stehen, wobei das eine Rad eines jeden Paares auf der treibenden Welle und das andere Rad auf einer Vorgelegewelle angeordnet ist, und wobei wahlweise eines der Paare das Drehmoment der treibenden Welle mittelst zweier in Bewegungsverbin dung stehender Endräder auf die Arbeits welle überträgt.
Gemäss der Erfindung ist ein Rad eines jeden Paares frei drehbar auf seiner Welle befestigt und kann mit ihr durch eine mittelst eines Druckmediums betätigte Kupplung ge kuppelt werden, die aus den eigentlichen Kupplungselementen und einer nicht mit rotierenden, ausdehnbaren Schaltvorrichtung besteht, die die eigentlichen Kupplungs elemente unter Vermittlung eines Druck lagers betätigt.
Einige Ausführungsformen eines Wech- s@;lgetriebes nach der Erfindung sind bei- spielsweise in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht des Getriebes mit Gehäuse, teilweise im Schnitt; Fig. 2 ist eine Ansicht des Getriebes vom Wellenende aus gesehen, ebenfalls teilweise geschnitten; Fig. 3 ist eine teilweise Aufsicht auf das Getriebe nach Fig. 1 bei geöffnetem Gehäuse;
Fig. 4 ist ein Teilschnitt der pneuma tischen oder hydraulischen Ausdehnungsvor richtung zur Betätigung der Kupplung nach Fig. 1 in grösserem Massstab; Fig. 5 ist ein Grundriss, grösstenteils im Schnitt, einer zweiten Ausführungsform eines Getriebes, bei dem die; Kupplungen für die Gänge (ausser der für den direkten Gang) auf der Vorgelegewelle angeordnet sind, und Fig. 6 ist ein etwas schematisch gehalte ner Vertikalschnitt durch eine mit Balgen versehene Ausdehnvorrichtung.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 bis 4 ist eine treibende Welle 1 mit einer getrie- benen oder Arbeitswelle 2 durch mehrere Zahnräderpaare,3-4, 5-6 und 7--,8, deren Räder sich in dauerndem Eingriff mitein ander befinden, und ein Paar von Endrädern 9-10 verbunden.
Die Zahnräderpaare 3-4, 5-6 und<B>7-8</B> ergeben den ersten, zweiten und dritten Gang: die treibende Welle kann zur Erzielung des direkten Ganges auch direkt mit der getriebenen Welle 2 gekuppelt werden, und sie kann diese ferner auch im umgekehrten Drehsinn antreiben, und zwar geschieht dies durch die Zahnräder 11 und 12, die in dauerndem Eingriff mit einem (nicht dargestellten) Umkehrrad (Leerrad) stehen. Die Einschaltung des gewünschten Ganges geschieht durch pneumatische Betä tigung einer der Reibkupplungen 14; dadurch wird je eines der Räder 3, 5, 7 oder 11 mit der treibenden Welle 1 gekuppelt.
Die Räder 3, 5, 7 und 11 sind frei drehbar auf der Welle 1 angeordnet, während ihre Gegenräder 4, 6, 8 und 12 auf die Vorgelegewelle 15 aufge- keilt sind, die das die Arbeitswelle 2 trei bende Endrad 10 trägt. Der direkte Gang wird eingeschaltet durch Betätigung einer Kupplung 141, welche 1 und 2 miteinander verbindet. Die Kupplungen werden wahlweise durch Betätigung eines geeigneten Steuer ventils 16 (Fig. 3) geschaltet, und zwar mit Hilfe von Pressluft, die von einem durch die Welle 1 angetriebenen Kompressor 18 (Fig. 2) erzeugt und zunächst in den Behälter 17 geleitet wird.
Jede Kupplung 14 besitzt eine äussere Hälfte 19 (Fig. 4), die mit dem zugehörigen Zahnrad verbunden und mittelst des Lagers 20 frei drehbar auf der zugehörigen Welle befestigt ist, und eine konische innere Hälfte 21, die mittelst einer Büchse 22' in eine solche Verbindung mit' der Welle 1 gebracht ist, dass sie sich wohl in achsialer Richtung auf ihr verschieben, aber nicht relativ zur Welle drehen kann.
Die achsiale Verschiebung der Hälfte 21 und damit die Kupplung der Welle 1 mit einem der Räder 3, 5, 7 oder 11 findet dann statt, wenn in einer Schaltvorrichtung, gebildet aus einem Druckring 23 von U-för- migem oder ähnlichem Querschnitt und einer Druckplatte 24, der Druckring 23 relativ zu der ringförmigen Druckplatte 2.4 unter der Wirkung des in den Ringraum 25 geleiteten Druckmittels (Pressluft) verschoben wird.
Der Raum 215 wird gebildet durch den Druck ring 23, einen Spannring 26 und die Packung 2.7, welche durch den Spannring an dem ring förmigen Teil 2,8 befestigt ist. Teil 28 gehört zur Druckplatte 24 und springt in die U-för- mige Aussparung des Ringes '23 vor. Ring 23 hat einen nach innen gezogenen Flansch 29, welcher die Bewegung des Ringes 23 mit Hilfe einer Nabe 31 und eines Kugellagers 30 dem beweglichen Teil 21 der Reibkup plung mitteilt.
Durch die Anordnung dieses Drucklagers 30 zwischen dem Druckring 23 und dem Teil 21 wird erreicht, dass der Druckring nicht mitrotiert, was die Ab nutzung usw. zwischen den Teilen 23 und 28 erheblich verringert und ein sicheres Arbei ten des Getriebes bewirkt. Das Druckmittel wird dem Raum<B>2</B>5 durch geeignete An schlüsse, zum Beispiel 40, Fig. 1, zugeführt, die durch Rohrleitungen 32 (Fig. 3<B>)</B> mit dem Steuerventil verbunden sind.
Falls die Kup plung der Welle 1 mit dem gerade eingeschal teten Rade (3, 5, 7 oder 11) gelöst werden soll, wird mit Hilfe des Steuerventils der Raum 25 mit dem Auslass verbunden, wo durch die um die Büchse 22 herum angeord neten Druckfedern 33, die zwischen der äussern Fläche von Teil 2:
1 und einer Platte 34 neben dem Lager 20 angeordnet sind, die Teile 19, 21 in ihre ursprüngliche Lage zu r üc 'kführen und somit ausser Einariff brin- gen. Für direkten Gang wird das konische Element 211 einer Kupplung 141, das sich mit der Welle 2 mitdreht,
bei Einführung des Druckmittels in einen Ringraum 25.1 zum Eingriff mit dem äussern Element 191 ge bracht und die Bewegung der treibenden Welle auf diese Weise direkt auf die getrie bene Welle übertragen, da Teil 191 mit einer Nabe 35 fest auf das Ende der Welle 1 auf gesetzt ist. Diese Kupplungselemente werden im wesentlichen in derselben Weise wie die der Kupplung 14 wieder voneinander gelöst. Die Unterschiede dieser Kupplung 14' gegen über der Kupplung 14 bestehen im wesent lichen nur darin, dass die Nabe 31' achsial verschiebbar auf der Welle .2 aufgesetzt ist und dass die Nabe 315, des Teils 19' auf der Welle 1 befestigt ist.
Um ein Mitlaufen aller Zahnräder wäh rend der Benutzung des direkten Ganges zu v ermeiden, kann das Endrad 9 von der Welle 2 abgeschaltet werden, indem eine Klauen kupplung 36 und eine Reibkupplung 37 aus gekuppelt werden; die ineinander eingreifen den Teile dieser Kupplungen sind auf der Nabe 3 & und dem Rade 9 angebracht.
Die Entkupplung findet automatisch statt, wenn der direkte Gang eingeschaltet wird; hierbei wird die normalerweise unter Druck befind liche Luft im Raum 39 durch den Anschluss 40 hindurch mittelst des Steuerventils in die Atmosphäre abgelassen, so dass eine Feder 41 zwischen der Nabe 38 und dem Lager 42 des Rades 9 sich entspannen und die Kupplungs teile auseinanderbringen kann.
Die Wieder einschaltung der Kupplungen 36, 37 ge schieht dadurch, dass durch den Ansehluss 40 hindurch Pressluft in den Raum 39, geführt wird, so dass der Druckring 43, der im wesentlichen ebenso arbeitet und bedient wird wie die entsprechenden Teile der Kupplung 14, zusammen mit einer Druckplatte 45 und den Federn 46 unter Zuhilfenahme eines Drucklagers 44 das Wiedereingreifen der Kupplungsglieder 36 und 37 bewirkt.
Der konische Kupplungsteil 37 kann auf den Führungsschienen 47, die an der Nabe 38 an gebracht sind, in achsialer Richtung gleiten, so dass die Kupplung.,37 das Drehmoment schon aufnimmt, bevor die Teile 36 zum Ein griff kommen; dadurch wird der sonst durch das Eingreifen der zwangsläufigen Klauen- Z, 36 hervorgerufene Stoss erheblich verringert oder ganz vermieden.
Die weitere Verschiebung der Nabe 38 nach innen zu wird dadurch ermöglicht, da3 die Feder 46 infolge der Gleitschienenverbindung zwischen den Teilen 37 und 33 nach Eingreifen der Teile 37 und 9 zusammengedrückt, und Teil 38 dabei vorgeschoben wird, bis die Klauen der Kupplung <B>3</B>6 iueinandergreifen. Wenn die Luft aus dem Raum 39 abgelassen wird, erfolgt dann wieder die Entkupplung.
An Stelle der Kupplung 37 und ihrer Steuervorrichtung kann auch ein Freilauf mechanismus vorgesehen sein, der nur in einer Richtung den Antrieb vermittelt, so da,ss beim direkten Gang die Zwischenräder still stehen oder doch nicht zwangsläufig be wegt werden.
Der Getriebekasten oder das Gehäuse ist mit 48 bezeichnet und mit Kugellagern 49 für die verschiedenen Wellen versehen; diese sind zwischen der Kupplung für das Rad 11 und der Kupplung 14' in einer Querstrebe 50 des Getriebekastens befestigt.
Der Kompressor l'8 (Fig. 2) wird durch ein Exzenter oder eine Kurbel 51 angetrieben, die ihren Antrieb durch ein Zahnrad 5'2 er hält, das in geeigneter Weise in dem Räder kasten angebracht ist und mit einem Ritzel 53 der Welle 1 kämmt. Ein Tachometeran- trieb von der Welle 2 aus ist bei 54 (Fig. 1) angedeutet.
Das Ventil 16 (Fig. 3<B>)</B> kann in irgend einer geeigneten Weise bedient werden, bei spielsweise durch Bowden-Züge, die zu den Ein- bezw. Auslasshebeln 55 und .56 führen.
In Fig. 5 sind die Kupplungen 14 und die Zahnräder (durch die wahlweise einer der indirekten Gänge eingeschaltet wird) auf einer Vorgelegewelle 15 angeordnet. Eine treibende Welle 1 treibt die Zahnräder 60, 6.1 und 62, die in dauerndem Eingriff mit den Rädern 63, 64 und 65 stehen. Die Kup plungen werden durch je eine nicht mitrotie- rende Schaltvorrichtung 66 betätigt, die ringförmige Teile 6-7 von I-förmigem Quer schnitt besitzen; in den ringförmigen Aus sparungen 6<B>8</B> derselben sind seitlich ver schiebbare Ringkolben 69 angeordnet.
Die Ringkolben 69 haben U-förmigen Quer schnitt; an ihren innern, ebenen Flächen sind Packungsringe 70 mittelst eines Ringes 71 von kleinerem Durchmesser als 69, sowie mit- telst der Bolzen und Muttern 72 befestigt.
Wenn in einen Raum 6:$, also unter die innern Flächen der Teile 70, 71 Luft geleitet wird, so werden die Teile 70, 71 zusammen mit dem Ring 69 seitlich verschoben. Diese Bewegung wird durch die Flanschen 73, 74 eines Druckringes 75 auf ein Drucklager 76 übertragen, und da dieses Lager auf die Nabe 77 der einen Kupplungshälfte 78 der Kup plung 7-8, 79 aufgesetzt ist, wird diese Kup plungshälfte zum Eingriff mit der Gegen hälfte gebracht.
Jede Nabe 77 ist auf eine Büchse 80 so aufgesetzt, dass sie sich wohl in achsialer Richtung verschieben, aber nicht gegenüber dieser drehen kann; diese Büchse ist auf die Vorgelegewelle 1:5 aufgekeilt. Teil 79 ist durch Bolzen 8,1 mit einem Zahn rad 63, 64 oder 65 verschraubt.
Beim Inein- andergreifen der beiden Kupplungshälften 78 und 79, wird daher das Drehmoment von einem der Räder @60, .61 oder 62 der treiben den Welle auf eines der Räder,63"6,4 oder 65 übertragen; dieses Drehmoment wird dann durch die Endräder $,2 und : & 3' auf die ge triebene Welle 2 weitergeleitet.
Der erste Gang ergibt.sich bei Benutzung der Räder 60 und 63, der zweite mit den Rädern 61 und 64, und der dritte mit 62 und 65.
Für direkten Gang werden die Hälften 78' und 79' einer Kupplung 14' der getrie benen Welle zum Eingriff gebracht. Dies ge schieht dadurch, dass die Teile 70' und 71' unter Pressluft gesetzt werden, wobei die Luft in den Spalt zwischen der Innenfläche dieser Teile und der gegenüberliegenden Fläche des Ringraumes 6'8' geleitet wird.
Teil 78' ist längsverschiebbar, aber nicht drehbar auf die getriebene Welle aufgesetzt, und Teil 79' ist mit der treibenden Welle fest verbunden, da die Schrauben 84 durch den Flansch 85 hindurchgehen, der aus einem Stück mit der treibenden Welle besteht.
Während der Drehung der treibenden Welle 1 laufen die Zahnräder 63, 6.4 und 65 und deren zugehörige Kupplungsteile leer auf ihren Lagern 20 mit, ohne treibende Verbin dung mit der Vorgelegewelle 15.
Für den Rückwärtsgang ist eine Kup plung<B>78'</B> (Fig. 5) vorgesehen, welche einen Teil 67 aufweist, der dem der Kupplung 14 (Fig. 1 und 78, 79 [Fig. 5]) entspricht, und im wesentlichen in derselben Weise arbeitet. Teil 67 bewirkt die Kupplung eines nor malerweise frei auf der Vorgelegewelle dreh baren Zahnrades 8'6 mit einem in der Zeich nung nicht dargestellten Umkehrrad (Leer rad), welches mit dem Rad 87 der Welle 1 kämmt.
Wenn der Luftdruck auf die Ringe 70, 7:1i einer der Kupplungen aufgehoben, das heisst wenn die Luft ausgelassen wird, kehrt der Kupplungsteil 7,8 bezw. 78' oder 7811 unter der Einwirkung von Flachfedern 88, die radial von einer auf der Welle 15 oder 2 sitzenden Nabe 89 ausgehen, wieder in seine Ausgangsstellung zurück.
Die verschiedenen Wellen usw. sind in ge eigneter Weise gelagert, zum Beispiel mit- telst der Lager 49, die in dem Gehäuse 48 und in den Querwänden 50 angeordnet sind. Mit der treibenden Welle 1 fest verbunden ist ein Schneckenrad 53, welches mittelst einer geeigneten Übersetzung den Kolben eines Kompressors antreibt, dessen Zylinder 90 mit dem Gehäuse verbunden ist. Die getrie bene Welle trägt ein Schneckenrad 54' zum Antrieb eines Tachometers.
,Statt der achsial verschiebbaren Teile 23, 69 usw. können auch Schaltvorrichtungen nach Fig. @6 Verwendung finden. .Jede Vor richtung besitzt hier einen ringförmig ange ordneten Balgen 91, der die Welle 1, 2 oder 15 umgibt; wird nun im Innern dieses Bal- gens ein Druck erzeugt, so dehnt er sich aus und verschiebt den Kupplungsteil 92, der sich auf seiner Achse verschieben, aber nicht ihr gegenüber verdrehen kann, so dass er mit der andern Kupplungshälfte, die mit einem Zahnrad fest verbunden ist, zum Eingriff kommt.
Das Drucklager 93 ermöglicht die Übertragung der Achsialkräfte, ohne dass der Balgen mitrotiert.
In den Zeichnungen ist anhand der be schriebenen Beispiele gezeigt, wie der Erfin dungsgegenstand bei Verwendung von achsial verschiebbaren Schaltvorrichtungen ausge führt werden kann. Natürlich können auch radial wirkende Schaltvorrichtungen mit ent sprechend abgeänderten Kupplungsvorrich tungen Anwendung finden. Der besondere Luftbehälter kann unter Umständen auch fortfallen, so dass die Luft dann direkt vom Kompressor zu den Schaltvorrichtungen ge langt.
Statt der in dauerndem Eingriff mitein ander stehenden Zahnräder können auch ent sprechende Anordnungen von Ketten und Kettenrädern Verwendung finden.
Die beschriebenen Schaltvorrichtungen arbeiten so, dass ein beweglicher Teil sich in Richtung der Achse vorschiebt und dabei die eine Kupplungshälfte zum Eingriff mit ihrer Gegenhälfte bringt. Die Schaltvorrichtung kann _ aber natürlich auch in radialer Rich tung wirken, wobei die Kupplung beispiels weise als Spreizringkupplung mit Brems knebel ausgeführt sein kann.
Zum Zurückführen der Kupplungsele mente in ihre unwirksame Lage, wenn sie nicht gebraucht werden, können ausser Federn zum Beispiel auch in entgegenge setzter Richtung wirkende Schaltvorrich tungen Verwendung finden.
In Verbindung mit den beschriebenen Schaltvorrichtungen kann auch diejenige Art von Kupplungen Verwendung finden, bei der die Entkupplung automatisch eintritt, wenn die Drehzahl des getriebenen Teils die des treibenden Teils übersteigt, wobei die Wiedereinkupplung erfolgt, wenn die beiden Drehzahlen übereinstimmen.
Das Räderwechselgetriebe gemäss der vor liegenden Erfindung ist geeignet für Motor fahrzeuge, Schiffe usw., sowie auch für alle andern Zwecke, bei denen sonst Wechsel getriebe Anwendung finden. Es ist vorzugs weise als unabhängige Vorrichtung ausge bildet, das heisst das Gehäuse für die Räder, Wellen usw. enthält gleichzeitig oder ist kombiniert mit einem Kompressor, der von einer dieser Wellen, am besten direkt von der treibenden Welle, angetrieben wird und die Druckluft oder dergleichen erzeugt, die zu einem mit dem Gehäuse verbundenen oder einen Teil desselben bildenden Behälter ge leitet wird.
Dieser Behälter ist mit einem Steuerventil verbunden, das etwa an oder in dem Gehäuse angeordnet ist und das die Ver bindungen zwischen diesem Behälter und den einzelnen Schaltvorrichtungen, sowie zwi schen den letzteren, und der Auslassöffnung herstellt, so dass wahlweise jede einzelne der Kupplungen ein- und nach Benutzung wieder ausgeschaltet werden kann. Die Druckluft dieses Behälters kann beispielsweise auch zum Auffüllen von Luftreifen Verwendung finden.
Das Getriebe kann auch, gleichgültig ob es an einem selbstfahrenden Fahrzeug oder an einer stationären oder beschränkt bewegbaren Anlage angebracht ist, ferngesteuert werden, beispielsweise durch Bowden-Zug oder durch eine ähnliche mechanische Übertragung, oder auch durch drehbare oder sonstwie beweg liche Stangen, die mit dem Steuerventil ver bunden sind; oder aber durch pneumatische, hydraulische oder elektrische Hilfsmotoren;
oder durch Elektromagnete, die eine Fern steuerung des Ventils oder der Ventile ge statten; oder das Steuerventil kann auch lediglich räumlich entfernt von dem Getriebe angeordnet und mit diesem durch Druckluft- leitungen oder dergleichen verbunden sein.