DE921608C - Zahnraederwechselgetriebe - Google Patents

Description

• Zahnräderwechselgetriebe Die Erfindung betrifft ein Zahnräderwechselgetriebe, bei dem die Schalträder auf zwei parallel zueinander liegenden Wellen angeordnet sind und je paarweise von einem gemeinsamen Zahnrad der Antriebswelle angetrieben werden.
• Bei bekannten Getrieben dieser Art ist außer den zu den einzelnen Schalträdern gehörenden Schaltkupplungen noch je eine ausrückbare Kupplung zwischen den Vorgelegeschaltwellen und der gemeinsamen Antriebswelle vorhanden. Beim Stufenschalten wird dann alternativ von einem Schaltrad der einen Vorgelegewelle auf ein Schaltrad der anderen Welle geschaltet, wobei die Einzelkupplungen als Vorschalt-, die Wellenkupplungen als Nachschaltkupplungen dienen. Die beim Schalten eintretenden Drehmomentunterbrechungen können bei dieser Anordnung auf kurze Zeitintervalle beschränkt werden, vorausgesetzt, daß die Ablauffolge der Ein-und Ausschaltungen richtig gehandhabt wird.
• Gemäß der Erfindung wird der Schaltvorgang dadurch vereinfacht bzw. teilweise automatisiert, daß die beiden Vorgelegewellen vermittels je eines auf ihnen angeordneten Zahnkranzes mit einem Zahnrad einer gemeinsamen Antriebswelle im Eingriff stehen, wobei die Zahnkränze voneinander verschiedene Teilkreisdurchmesser haben und mit ihren Vorgelegewellen je durch eine Überholungskupplung kuppelbar sind.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstands dargestellt. Es zeigt Fig. i einen Querschnitt nach der Schnittlinie A-A der Fig. 3, Fig. 2 einen Grundriß nach der gebrochenen Schnittlinie II-I-III der Fig. I, Fig. 3 einen Teilgrundriß nach der gebrochenen Schnittlinie II-IV-III der Fig. I, Fig. 4 ein Stufendiagramm.
• Auf der im Gehäuse 31 gelagerten Antriebswelle I sind die drei Antriebsritzel 2I, 43, 65 aufgekeilt. Die beiden Kupplungswellen II und III sind etwas tiefer und in gleichen Achsabständen aII, aIII, von der Antriebswelle I gelagert. Sie sind als Keilwellen ausgebildet und weisen je drei Schalträder I, 3, 5 bzw. 2, 4, 6 auf, deren Zahnkränze in die gemeinsamen Antriebsritzel 2I, 43, 65 eingreifen und paarweise gleiche Teilkreisdurchmesser bzw. gleiche Zähnezahlen besitzen.
• Demgegenüber sind die Zahnkränze 32, 33 der beiden auf den Abtriebsenden der Schaltwellen II und III befindlichen Überholungskupplungen 34 35 von verschiedenen Teilkreisdurchmessern. Sie greifen in das gemeinsame Zahnrad 36 der nochmals tiefer gelagerten Abtriebswelle IV ein (Fig. I und 3).
• Die im Innern der Schalträder i bis 6 befindlichen Reibungskupplungen sind mit Drucköl betätigt. Deren Arbeitsweise ist aus der Schnittfigur des Schaltrades i genauer zu erkennen. Die Innenkupplungsscheiben 37 und 38 sind auf der Keilwelle II längs verschieblich angeordnet und als Zylinder und Kolben ausgebildet. Ist der Steuerhahn 39 auf die betreffende Stufe eingestellt, so fließt Drucköl durch den Kanal 40 ins Innere der Kupplung, drückt die beiden Kupplungsscheiben 37, 38 gegen die Seitenwände des Zahnrades und bewirkt so seine Reibverbindung mit der Welle II. Für die Versorgung des Systems mit Drucköl ist eine vom Zahnrad I angetriebene Ölpumpe 45 vorgesehen. Die Bauart der im Innern der Zahnkränze 32, 33 befindlichen Überholungs- oder Freilaufkupplungen 34, 35 ist aus Fig. I genauer ersichtlich. Sie weisen eine Anzahl Mitnehmerrollen 46 auf, die sich in der einen Drehrichtung zwischen die Zahnkränze 32, 33 und die Keilflächen der Naben 47, 48 verklemmen und dann die Kupplung von Zahnkranz und Welle bewirken. Die Zahnkränze 32, 33 sind so bemessen, daß das Verhältnis dIII : dII ihrer Teilkreise kleiner als das Verhältnis s der Übersetzungen von zwei aufeinanderfolgenden Vorgelegeschaltstüfen ist. Demzufolge muß beim Weiterschalten ein steter Wechsel von einem Schaltrad der einen Vorgelegewelle auf ein Schaltrad der anderen Vorgelegewelle stattfinden.
• Um die Schaltbetriebsweise zu verdeutlichen, sind im Diagramm von Fig. 4 die Motordrehzahlen n in Abhängigkeit von den Fahrgeschwindigkeiten V eines mit Verbrennungsmotor und Wechselgetriebe ausgerüsteten Fahrzeuges graphisch eingetragen. Die einzelnen Stufen sind wieder mit I bis 6 bezeichnet. Es kommt darin zum Ausdruck, daß die Schaltfolge von einem Zahnrad der einen Schaltwelle zur nächsten Stufe der anderen Schaltwelle geht. Dabei kann jeweils die nächste Stufe unter Druck genommen werden, ohne die momentan arbeitende Stufe ausschalten zu müssen, denn der Übergang wird selbsttätig durch die Überholungskupplungen 34, 35 besorgt.
• Ist z. B. die erste Stufe (Schaltrad i) eingeschaltet, arbeitet also die Überholungskupplung 34 der Welle II, so dreht sich nach erfolgter Einschaltung des Schaltrades 2 die Welle III zwar mit derselben Winkelgeschwindigkeit (bei gleichbleibender Motordrehzahl); aber die Umfangsgeschwindigkeit der Überholungskupplung 35 dieser Welle ist nun zufolge ihres größeren aktiven Durchmessers größer als diejenige der ersten Überholungskupplung 34. Diese letztere wird also abgehängt, läuft leer mit, und die zweite Überholungskupplung beginnt zu arbeiten.
• Beim Weiterschalten auf Stufe 3 der Welle I erhöht sich die Winkelgeschwindigkeit dieser Welle zufolge der geänderten Zahnradübersetzung der neuen Stufe, und zwar so sehr, daß nun umgekehrt die erste Überholungskupplung eine größere Umfangsgeschwindigkeit annimmt als die zweite und dann die Kraftübertragung übernimmt. Im praktischen Betrieb wird der Fahrzeugführer allerdings die Brennstoffzufuhr im Moment des Umschaltens vermindern, um den notwendigen, aus dem Diagramm erkennbaren Drehzahlsprung des Motors zu erleichtern. Dieser Vorgang geht aber so rasch vor sich, daß die momentweise Verminderung der Zugkraft kaum ins Gewicht fällt.
• Beim Abwärtsschalten tritt der automatische Wechsel im Arbeiten der beiden Überholungskupplungen 34, 35 in umgekehrter Reihenfolge ein.
• Bezeichnet man mit sm den mittleren Übersetzungssprung .von zwei nebeneinanderliegenden Zahnradstufen, so wird zweckmäßigerweise das Verhältnis dIII : dII der Teilkreisdurchmesser der Überholungszahnkränze mit vsm gewählt. Ist z. B. sm = 2 ₧ o, so wird dIII : dII = I,4I5. Bei dieser Bemessung wird nämlich die Stufenaufteilung am regelmäßigsten, und überdies kann damit der Sprung der Motordrehzahl bei allen Umschaltungen ungefähr gleich groß gehalten werden, was sich günstig auf die Kontinuität der Zugkraft auswirkt.
• Die Schaltvorrichtung könnte anderer als hydraulischer Art sein. Ferner könnte das Stufengetriebe z. B. mit Turbokupplungen oder -wandlern kombiniert werden. .

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Zahnräderwechselgetriebe, bei dem die Schalträder auf zwei parallel zueinander liegen= den Vorgelegewellen angeordnet sind und je paarweise von einem gemeinsamen Ritzes der Antriebswelle angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Vorgelegewellen (II, III) vermittels je eines auf ihnen angeordneten Zahnkranzes (32, 33) mit einem Zahnrad (36) einer gemeinsamen Antriebswelle (IV) im Eingriff stehen, wobei die Zahnkränze (32, 33) voneinander verschiedene Teilkreisdurchmesser haben und mit ihren Vorgelegewellen (II, III) je durch eine Überholungskupplung (34, 35) kuppelbar sind.
2. 2. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß je die beiden in ein gemeinsames Antriebsritzel (2I, 43, 65) eingreifenden Schalträder (i bis 6) gleiche Teilkreisdurchmesser haben und daß das Verhältnis (dIII : dII) der Teilkreisdurchmesser der beiden Überholungszahnkränze (32, 33) kleiner als das Verhältnis (s) der Übersetzungen von zwei aufeinanderfolgenden Vorgelegeschaltstufen ist.
3. 3. Zahnräderwechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schaltstufen vorhandenen mittleren Stufensprung (sm) das Verhältnis (dIII : dII) der Teilkreisdurchmesser der Überholungszahnkränze (32, 33) gleich vsm ist.