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DE2512206A1 - Geschwindigkeitswechselgetriebe - Google Patents

Geschwindigkeitswechselgetriebe

Info

Publication number
DE2512206A1
DE2512206A1 DE19752512206 DE2512206A DE2512206A1 DE 2512206 A1 DE2512206 A1 DE 2512206A1 DE 19752512206 DE19752512206 DE 19752512206 DE 2512206 A DE2512206 A DE 2512206A DE 2512206 A1 DE2512206 A1 DE 2512206A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coupling ring
gear
shaft
speed change
toothed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19752512206
Other languages
English (en)
Inventor
Elmer Aaron Richards
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eaton Corp
Original Assignee
Eaton Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eaton Corp filed Critical Eaton Corp
Publication of DE2512206A1 publication Critical patent/DE2512206A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/04Combinations of toothed gearings only
    • F16H37/042Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement
    • F16H37/043Combinations of toothed gearings only change gear transmissions in group arrangement without gears having orbital motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Description

Patentanwälte D:pL- hg. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Roger
7300 Esslingen (Neckar), FabrikstraBe 24, Postfach 348
1ft MJ5r-i7 1O7C Telefon
lö. MarZ iy/Ü Stuttgart (0711)356539
PA 138 naha Telex 07256610smru
Telegramme Patentschutz Essllngenneckar
Eaton Corporation, TOP Erieview Plaza, Cleveland, Ohio
44114/USA
Geschwindigkeitswechselgetriebe
Die Erfindung betrifft ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer ersten und einer zweiten parallel angeordneten Welle und wahl- und wechselweise zwischen den Wellen wirksam zu machenden Zahnrädern, mit denen verschiedene Übersetzungsverhältnisse herstellbar sind und von denen ein erstes Zahnrad auf der ersten Welle sitzt und ein zweites mit dem ersten Zahnrad in Eingriff zu bringendes Zahnrad gleichachsig zu der zweiten Welle angeordnet ist, während eine Kupplung, durch die das zweite Zahnrad wahlweise mit der zweiten Welle verbunden werden kann, aus einem ersten mit dem zweiten Zahnrad unverdrehbar verbundenen Zahnkupplungsring und einem zweiten mit der zweiten Welle unverdrehbar verbundenen Zahnkupplungsring besteht und einer der Zahnkupplungsringe unter äusserer elastischerEinwirkung relativ zu dem anderen Zahnkupplungsring und in den Eingriff mit diesem axial verschiebbar ist.
Bei der Konstruktion von Getrieben, insbesondere von Getrieben mit großer Beanspruchung, z.B. solchen für Lastkraftwagen, hat für lange Zeit das Problem bestanden,
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auf welche Weise das Getriebe zweckmässig über die verschiedenen Gänge geschaltet wird, die den verschiedenen Übersetzungsverhältnissen entsprechen. Dieses Problem wird umso schwerwiegender, wenn das Getriebe noch mit einem Hilfsgetriebe verbunden ist, durch welches die Zahl der Gänge vergrößert wird. Bei den meisten bekannten Getrieben ist der Schaltvorgang entweder verhältnismässig schwierig, und/oder die Schaltvorrichtung besitzt einen verhältnismässig umständlichen Aufbau. Bei der Konstruktion der Getriebe hat man sich daher fortlaufend bemüht, das Schalten zu verbessern, die Geschwindigkeit des Schaltens zu erhöhen, die Kompliziertheit der Schaltvorrichtung zu verringern und deren Kosten zu verkleinern.
Insbesondere besitzen die meisten bekannten Getriebe notwendiger Weise Synchronisiereinrichtungen, von denen viele verschiedenen Arten bekannt sind und die den Zweck haben, die Drehzahl der Klauen- oder Zahnkupplung zu synchronisieren, bevor sie während des Schaltens von einem Gang in den anderen in Eingriff gebracht werden kann. Während diese Synchronisiereinrichtungen vielfach befriedigend arbeiten, sind sie jedoch vielfach unerwünscht, weil sie nicht nur die Kompliziertheit des Getriebes erhöhen, sondern darüber hinaus zusätzlichen Raum erfordern, so daß das Getriebe notwendigenweise größer und schwerer wird und vergleichsweise teuer ist. Diese Synchronisiereinrichtungen unterliegen auch einer starken Abnutzung und erfordern daher eine laufende Wartung. Demgemäß besteht seit langem ein Bedürfnis nach einem brauchbaren, hochbeanspruchbaren Getriebe, das langzeitig einsetzbar ist, ohne eine Synchronisiereinrichtung üblicher Art zu besitzen, und das hierbei doch ein einfaches Schalten ermöglicht.
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Ein weiterer Nachteil vieler bekannter Getriebe, einschließlich derjeniger, die übliche Synchronisiereinrichtungen besitzen, besteht darin, daß der Fahrer des Fahrzeugs eine große Kraft aufwenden muß, wenn er aus einem Gang in den anderen schalten will. Bei solchen bekannten Getrieben ist es im allgemeinen erforderlich, daß der Fahrer bei dem Schaltvorgang die Kraft über ein Schaltgestänge ausübt, damit ein Teil der Zahnkupplung — axial verschoben und in Eingriff mit dem anderen Teil der Zahnkupplung gebracht wird. Es ist ausserdem offensichtlich unerwünscht, daß die von dem Fahrer beim Schalten aufzuwendende Kraft eine beachtliche Größe besitzt, da hierdurch angesichts der Notwendigkeit eines häufigen Schaltens, wie bei schwierigem Verkehr oder bei Bergfahrten, der Fahrer ausserordentlich ermüden kann.
Ein weiterer Nachteil der Schaltvorrichtungen bei bekannten Getrieben ist die Länge der Zeit, die für den Schaltvorgang erforderlich ist. Wegen der Notwendigkeit, eine Synchronisiereinrichtung und andere damit zusammenhängende Teile vorzusehen, ist bei den meisten bekannten Getrieben auf der Hauptgetriebewelle eine verhältnismässig große Masse befestigt. Diese Masse erhöht das Trägheitsmoment der Hauptgetriebewelle beträchtlich, so daß die Synchronisierung der Drehzahlen innerhalb kurzer Zeit nur mit Hilfe großer Synchronisiereinrichtungen erreicht werden kann. Hieraus ergibt sich ein noch größerer Raumbedarf und Kostenaufwand.
Bei Getrieben, die mit einem Hilfsgetriebe versehen sind, werden die obengenannten Probleme noch schwieriger und komplizierter. Insbesondere, wenn das Hilfsgetriebe dazu bestimmt ist, einen ersten Bereich von Drehzahlen zu erzeugen, ist es notwendig, die Motordrehzahl um ein vorbestimmtes Maß zu ändern, wenn das Hauptgetriebe von einem Gang in den nächsten geschaltet werden soll. Wenn jedoch
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das Hilfsgetriebe dazu bestimmt ist, einen zweiten Bereich von Drehzahlen einzustellen, muß die Motordrehzahl um einen anderen Betrag geändert werden, um die Räder in dem Hauptgetriebe verschieben zu können. Wenn es daher notwendig ist, sowohl eine Schaltung im Hilfsgetriebe als auch eine solche im Hauptgetriebe zu vollziehen, wird das Fahren mit einem Kraftwagen bei vielen der bekannten Getriebe schwierig, da es entweder eine komplizierte Steuervorrichtung oder eine geistige und körperliche Anstrengung des Fahrers erforderlich macht, um über die beiden Drehzahlbereiche hinwegzuschalten.
In der noch schwebenden Patentanmeldung P 23 38 275.4 der Anmelderin (=DOS 2 338 275) ist ein Geschwindigkeitswechselgetriebe beschrieben und dargestellt, das eine verbesserte nachgiebige Verstellvorrichtung aufweist, die sich in der Praxis bestens bewährt hat und die oben geschilderten Nachteile nicht mehr enthält. In dem fortlaufenden Bemühen, die bekannte Wechselgetriebeanordnung weiter zu verbessern und insbesondere in dem Bemühen, andere Varianten mit Bezug auf die nachgiebige Verstellvorrichtung zu finden, die für den Gebrauch unter besonderen umgebungsmässigen oder baulichen Bedingungen geeigneter wären, ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, die nachgiebige Verstellvorrichtung zu verbessern, wobei die Verbesserung insbesondere geeignet sein soll für den Gebrauch in dem bekannten Geschwindigkeitswechselgetriebe ( DOS 2 338 275), um das Schalten dieses Getriebes zu erleichtern. Insbesondere hat sich auch die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Geschwindigkeitswechselgetriebe zu schaffen, das folgende Eigenschaften besitzt:
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1. Leichtere und schnellere Schaltbarkeit ohne das Erfordernis großer Synchronisiereinrichtungen, um den Gesamtaufbau zu vereinfachen und die Kosten herabzusetzen.
2. Verwendung einer Schaltvorrichtung, die eine Verwendung üblicher Synchronisiereinrichtungen überflüssig macht.
3. Herbeiführung eines nachgiebigen Eingriffs der Zahnkupplungsglieder nach Erreichen der erwünschten Geschwindigkeitssynchronisierung.
4. Verwendung einer Konstruktion, bei der die Hauptwelle mit ihrem Zubehör ein minimales Trägheitsmoment besitzt, wodurch die Verwendung von Synchronisiereinrichtungen überflüssig wird.
5. Erreichbarkeit der vorgenannten Wirkungen insbesondere bei einem Geschwindigkeitswechselgetriebe, das aus einem Hauptgetriebe und einem Hilfsgetriebe besteht, um die Zahl der Geschwindigkeitsübersetzungen zu vermehren f und das eine einzige und durchlaufende Hauptwelle besitzt, die sich sowohl durch das Haupt- als auch durch das Hilfsgetriebe erstreckt, um das Trägheitsmoment zu verringern und die Leichtigkeit und die Schnelligkeit des Schaltens zu verbessern.
6. Das Schalten des Getriebes soll möglich sein, ohne das Kupplungspedal niederzudrücken und die antreibende Kupplung auszurücken,und ein Fahrzeug, z.B. ein Lastwagen, soll selbst von einem unerfahrenen Fahrer leicht gefahren und leicht geschaltet werden können.
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Gemäß der Erfindung ist bei einem Geschwindigkeitswechselgetriebe der eingangs genannten Art der erste Zahnkupplungsring an dem relativ zu der zweiten Welle in axialer Richtung festgelegten zweiten Zahnrad unter äusserer elastischer Einwirkung und der zweite Zahnkupplungsring gegenüber der Welle unter äusserer Einwirkung axial verschiebbar und ist der erste Zahnkupplungsring in einer vorbestimmten axialen Stellung gegenüber dem zweiten Zahnkupplungsring festlegbar, wenn die Zahnkupplungsringe ausser Eingriff sind, während die Zahnkupplungsringe durch eine axiale Relativbewegung zunächst in Berührung gegeneinander anlegbar und erst bei Herstellung des Gleichlaufs unter der äusseren elastischen Einwirkung in Eingriff zu bringen sind. Wenn die zusammenwirkenden Zahnkupplungsringe axial gegeneinander verschoben werden, um sie in Eingriff miteinander zu bringen, erlaubt es die elastische Anordnung, den Eingriff zu verzögern, bis die erwünschte Synchronisierung der beiderseitigen Drehzahlen erreicht worden ist. Hierzu besitzen die Berührungsflächen der Zahnkupplungsringe vorzugsweise eine konische Ausbildung, die es ermöglicht, daß die Kupplungsringe sich gegeneinander anlegen und hierbei ein Eingriff nicht zustandekommt, solange ein nicht synchronisierter Zustand herrscht, während die Druckmittel sodann eine relative axiale Verstellung der Kupplungsringe bewirken und den Eingriff von ihnen herbeiführen, wenn die erwünschte Geschwindigkeitssynchronisierung erreicht ist.
Vorteilhaft sind bei einem Geschwindigkeitswechselgetriebe gemäß der Erfindung in einem Gehäuse mehrere parallel angeordnete erste Wellen vorgesehen, deren einander entsprechende einzelne Zahnräder Gruppen bilden und innerhalb der Gruppe gemeinsam mit dem zugehörigen Antriebsrad an der zweiten Welle kämmen, während
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die Antriebsräder nur von den die Gruppen bildenden Zahnrädern der ersten Welle gleichachsig zur zweiten Welle schwebend gehalten werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Patentansprüchen.
: In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegen- ; Standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
*. Fig. 1 ein Geschwindigkeitswechselgetriebe gemäß der Erfindung in schematischer Darstellung,
Fig. 2eine nachgiebige Kupplungsanordnung in einem '' Wechselgetriebe gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung ft und in einem axialen Schnitt,
Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer solchen Kupplungsanordnung in der gleichen Darstellungsart wie in Fig. 2 und
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer derartigen Kupplungsanordnung in der gleichen Darstellungsart wie in Fig. 2.
In der folgenden Beschreibung wird eine bestimmte Terminologie nur aus Gründen der Einfachheit der Bezugnahme verwendet, ohne daß dies eine Beschränkung bedeuten soll. Die Worte "nach oben", "nach unten", "nach rechts" und "nach links" bedeuten Richtungen in der Zeichnung^auf die Bezug genommen wird. Die Worte "vorn" und "hinten" beziehen sich auf die vorderen und hinteren Enden des Wechselgetriebes,wie dieses üblicherweise in dem Fahrzeug angeordnet ist, und entsprechen demgemäß der linken und rechten Seite des Wechselgetriebes gemäß Fig. 1.
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Die Worte "nach innen" und "nach aussen" beziehen sich auf die Richtungen auf den geometrischen Mittelpunkt des Getriebes zu und von diesem weg, was sinngemäß auch auf die bezeichneten Teile des Getriebes zutrifft. Die eingangs genannte Terminologie schließt die oben besonders genannten Worte ein sowie Ableitungen von diesen und Worte von gleicher Bedeutung .
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In der Zeichnung ist ein Geschwindigkeitswechselgetriebe dargestellt, das aus einem Hauptgetriebe 12 und einem Hilfsgetriebe 13 besteht, von denen jedes eine Mehrzahl von auszuwählenden Übersetzungen aufweist. Das Haupt- und das Hilfsgetriebe sind von einem Gehäuse 14 umgeben.
Die Eingangswelle 16 des Getriebes 11 läuft mit ihrem hinteren Ende in einem Lager 17 um und weist ein Eingangszahnrad 18 auf, das mit ihr unverdrehbar z.B. durch Keil und Nut verbunden ist. Das Eingangszahnrad 18 treibt gleichzeitig mehrere Nebenwellen mit gleicher Geschwindigkeit an. Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel besitzt das Getriebe zwei parallele Nebenwellen 21 und 22, die auf diametral entgegengesetzten Seiten der Hauptwelle 23 angeordnet sind. Diese ist gleichachsig mit der Eingangswelle 16 und weist an ihrem vorderen Ende einen Zapfen auf, der im hinteren Ende der Eingangswelle 16 drehbar gelagert ist.
Auf den Nebenwellen 21 und 22 sind gleiche Gruppen von Zahnrädern 26, 27,28 und 29 befestigt, die demgemäß Zahnradpaare, z.B. das Zahnradpaar 26, von gleichem Durchmesser und gleicher Zähnezahl bilden und auf gegenüberliegenden Seiten der Hauptwelle 23 angeordnet sind.
Die Hauptwelle 23 trägt mehrere Antriebsräder 31,32 und 33, von denen jeweils eines wahlweise durch eine nachgiebige Kupplung 36,37,38 fest mit ihr verbunden werden kann, wie dies im einzelnen unten beschrieben wird. Eine weitere nachgiebige Kupplung 39 steht mit dem Eingangszahnrad 18 in Verbindung,um dieses wahlweise mit der Hauptwelle 23 zu kuppeln.
Die Antriebsräder 31 und 32 umgeben die Hauptwelle 23 und stehen in dauerndem Eingriff mit den gegenüberliegenden
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Zahnradpaaren 27 bzw. 28. Das Antriebsrad 33 auf der Hauptwelle 23 gehört zum Rückwärtsgang und steht in dauerndem Eingriff mit dem Zahnradpaar 29, und zwar mit Hilfe nicht gezeichneter üblicher Zwischenräder. Die ganz vorn liegenden Zahnräder 26 auf den Nebenwellen 21 bzw. 22 werden von dem Eingangszahnrad 18 fortwährend angetrieben und setzen die Nebenwellen 21 und 22 gleichzeitig in Umlauf, wenn immer die Eingangswelle 16 angetrieben wird.
Jedes der Antriebsräder 31,32 und 33 ist mit Bezug auf die Hauptwelle 23 in axialer Richtung unbeweglich, während jedes der Antriebsräder gegenüber der Hauptwelle 23 verdrehbar ist, wenn die entsprechende nachgiebige Kupplung ausgerückt ist. Die einzelnen Antriebsräder können mit Hilfe irgendwelcher geeigneter Mittel gegenüber der Hauptwelle in axialer Richtung arretiert sein. Wie z.B. aus Fig. 2 erkenntlich ist, ist das Antriebsrad 31 zwischen zwei Druckringen 34 arretiert, die ihrerseits durch Schnappringe 35 gegenüber der Hauptwelle 23 in axialer Richtung festgelegt sind. Die Antriebsräder 31,32 und 33 sind von den gegenüberliegenden Zahnradpaaren gegenüber der Hauptwelle 23 in radialer Richtung schwebend gehalten . Diese Art der Lagerung und die sich aus ihr ergebenden besonderen Vorteile sind im einzelnen in der üS-Patentschrift 3 105 395 und 3 335 6ί6 beschrieben .
Während die vorliegende Erfindung vorzugsweise eine schwebende Bewegung der Antriebsräder auf der Hauptwelle relativ zu dieser vorsieht, kann die erforderliche schwebende Bewegung erwünschtenfalls auch an irgendeiner anderen Stelle innerhalb des Getriebes vorgesehen sein. Beispielsweise kann eine schwebende Bewegung dadurch erzeugt werden, indem entweder die Hauptwelle radial
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schwebend gelagert ist oder als Alternative die Nebenwellen eine solche schwebende Lagerung aufweisen. In diesen letztgenannten Fällen könnten die Antriebsräder unmittelbar auf der Hauptwelle sitzen, indem z.B. die Antriebsräder mit Hilfe üblicher Wälzlager auf der Hauptwelle gelagert sind.
In Fig. 2 enthält die nachgiebige Kupplung 36, die mit dem Antriebsrad 31 auf der Hauptwelle 23 zusammenwirkt, einen Kupplungsring 41, der an dem Antriebsrad 31 angebracht ist. Der Kupplungsring 41 besitzt eine äussere Keilverzahnung 42, die in eine entsprechende innere Keilverzahnung 43 an dem Antriebsrad 31 eingreift und eine Drehverbindung zwischen dem Kupplungsring 41 und dem Antriebsrad 31 herstellt. Die zusammenwirkenden Keilverzahnungen 42 und 43 ermöglichen jedoch eine freie axiale Gleitbewegung des Kupplungsrings 41 gegenüber dem Antriebsrad 31. In einer geeigneten Nut , die an dem inneren Umfang der Keilverzahnung 43 ausgebildet ist, sitzt ein Anschlagring 44, gegen den sich der Kupplungsring 41 anlegen kann und der dessen axiale Bewegung begrenzt. Normalerweise wird der Kupplungsring 41 durch eine Feder 46 gegen den Änschlagring 44 angelegt.
Die Kupplung 36 weist weiterhin eine Kupplungshülse 47auf, welche die Hauptwelle 23 umgibt und die eine innere Keilverzahnung 48 besitzt, die mit einer entsprechenden äusseren Keilverzahnung 49 in Eingriff steht, die auf der Hauptwelle 23 vorgesehen ist, wodurch der Kupplungsring 47 mit der Hauptwelle 23 unverdrehbar verbunden ist, während die Kupplungshülse 47 gegenüber der Hauptwelle eine freie axiale Gleitbewegung ausführen kann. Zu diesem Zweck ist die Kupplungshülse 47 mit einer üblichen Schaltgabel 51 verbunden, die in bekannter Weise
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gesteuert wird. Die Kupplungshülse 47 trägt eine äussere Keilverzahnung 52, die in eine innere Keilverzahnung an dem Kupplungsring 41 eingreifen können. Die Zähne an der Kupplungshülse 47 sind abgeschrägt wie bei 54, und in gleicher Weise ist die Führungskante der Zähne
53 des Kupplungsrings 41 wie bei 56 abgeschrägt. Die sich gegenüberliegenden abgeschrägten konischen Flächen
54 und 56 verlaufen jeweils vorzugsweise unter einem Winkel zwischen 30 und 40° mit Bezug auf die Längsachse der Hauptwelle 23. Das genaue Maß der Konizität und die hierdurch erzielten Vorteile sind im einzelnen in der US-Patentschrift 3 265 173 beschrieben.
Die nachgiebige und verstellbare Kupplung 39 besitzt, wie ebenfalls ausFig. 2 erkenntlich ist, im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Kupplung 36 und ist dieser gegenüber angeordnet, derart, daß sie wahlweise das Eingangszahnrad 18 mit der Hauptwelle 23 verbinden kann. Da die Einzelteile der Kupplung 39 im wesentlichen identisch mit den Einzelteilen der Kupplung 36 sind, sind sie mit denselben Bezugszeichen versehen worden, wobei jedoch ein "A" hinzugefügt worden ist.
Bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Kupplungshülsen 47 und 47A fest, hier einstückig, miteinander ver bunden, so daß sie eine einzige verschiebbare Hülse bilden, die von der Schaltgabel 51 bewegt wird. Die Kupplungsringe 41 und 41A sind in einem ausreichenden Abstand voneinander angeordnet, so daß die Kupplungshülsen 47 und 47A in eine Mittelstellung gebracht werden können, was dazu führt, daß beide Kupplungen 36 und 39 ausgerückt sind, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
Auch die nachgiebigen und verstellbaren Kupplungen 37 und 38 sind im wesentlichen gleichartig wie die Kupplung ausgebildet. Sie wirken mit den entsprechenden Antriebsrädern 32 und 33 in gleicher Weise zusammen wie dies
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in Fig. 2 mit Bezug auf die Kupplungen 39 und 36 dargestellt worden ist. Demgemäß sind die Einzelteile der Kupplungen 37 und 38 mit denselben Bezugszeichen versehen worden wie diejenigen der Kupplungen 39 und 36 mit der Ausnahme, daß ihnen ein Apostroph {') hinzugefügt worden ist.
Das Hilfsgetriebe 13 enthält Nebenwellen 61 und 62, von denen jede gleichartige Gruppen von Zahnrädern 63 und 64 trägt. Die beiden ersten Zahnräder 63 sind diametral gegenüber angeordnet und stehen in dauerndem Eingriff mit einem Antriebsrad 66 auf der Hauptwelle, das vorzugsweise mit Bezug auf die Hauptwelle 23 von den Zahnrädern 63 in radialer Richtung gehalten wird. In gleicher Weise sind die beiden anderen Zahnräder 64gegenüber einem Antriebsrad 67 auf der Hauptwelle angeordnet, das wiederum vorzugsweise von den Zahnrädern 64 gegenüber der Hauptwelle 23 radial schwebend gehalten wird. Die Antriebsräder 66 und 67 sind beide mit Bezug auf die Hauptwelle 23 in axialer Richtung festgelegt, was bei dem Antriebsrad 66 mit Hilfe von Druckringen 34 geschieht, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind. Das andere Antriebsrad 67 ist mit dem vorderen Ende einer Ausgangswelle unverdrehbar verbunden, indem es mit diesem z.B. durch eine Keilverzahnung in Verbindung steht, die eine radiale Schwebebewegung des Antriebsrades 67 zulässt. Die Hauptwelle 23 erstreckt sich nicht nur durch das Hauptgetriebe 12, sondern auch durch das Hilfsgetriebe 13. Das hintere Ende 23 ist in üblicher Weise als Zapfen ausgebildet, der von dem Ende der Ausgangswelle 69 aufgenommen und in diesem drehbar abgestützt ist.
Die Antriebsräder 66 und 67 des Hilfsgetriebes 13 sind einzeln mit der Hauptwelle 23 mit Hilfe von nachgiebigen Kupplungen 71 und 72 kuppelbar, die in ihrem Aufbau jeweils der oben beschriebenen Kupplung 36 gleichen. Die Kupplungen 71 und 72erzeugen demgemäß zwischen den Antriebs-
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rädern und der Hauptwelle die gleiche Wirkung wie dies mit Bezug auf Fig. 2 bezüglich der Kupplungen 39 und 36 beschrieben worden ist, so daß eine weitere Erläuterung der Wirkungsweise der Kupplungen 71 und 72 nicht erforderlich erscheint. Die Bezugszeichen der Einzelteile der Kupplungen 71 und 72 sind die gleichen wie bei den Einzelteilen der Kupplungen 39 und 36, wobei jedoch den Bezugszeichen Anführungstriche (") hinzugefügt worden sind.
Die Wirkungsweise des oben beschriebenen Geschwindigkeitswechselgetriebes ist folgende:
Angenommen dass sowohl das Hauptgetriebe 12 als auch das Hilfsgetriebe 13 sich im ersten Gang befinden, so ist das Antriebsrad 32 mit Hilfe der Kupplungsringe 41A1 und 47A1 mit der Hauptwelle gekuppelt, während das Antriebsrad 66 des Hilfsgetriebes 13 mit Hilfe der Kupplungsringe 41A" und 47A" mit der Hauptwelle 23 verbunden ist. Die übrigen Antriebsräder, die konzentrisch zur Hauptwelle angeordnet sind, nämlich die Antriebsräder 18,31,33 und 67 sind demgemäß nicht unmittelbar mit der Hauptwelle 23 gekuppelt, wenn das Wechselgetriebe sich in diesem Betriebszustand befindet. Im ersten Gang wird die Kraft demgemäß von der Eingangswelle 16 auf das Eingangszahnrad 18 und von diesem auf die beiden Zahnräder 26 übertragen, so daß die Nebenwellen 21 und 22 in gleicher Weise umlaufen. Hierdurch werden die Zahnräder 28 auf den Nebenwellen 21 und 22 in Umlauf gesetzt, die ihrerseits das Antriebsrad 32 antreiben, das die Hauptwelle 23 in Umlauf setzt. Die Hauptwelle 23 setzt das Antriebsrad 66 in Umlauf, welches das Drehmoment über die Zahnräder 63 und 64 auf das Antriebsrad 67 überträgt, das unmittelbar mit der Ausgangswelle 69 verbunden ist und dieses in Umlauf setzt.
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Nachdem das Fahrzeug in Bewegung gesetzt worden ist und der Wunsch besteht, den zweiten Gang einzuschalten, bewegt der Fahrer den (nicht gezeichneten) Schalthebel, der über eine übliche Schaltverbindung die Schaltgabel 51 * nach hinten (nach rechts in Fig. 1) bewegt, so daß die Kupplungshülse 47A1 sich von dem Kupplungsring 41A1 löst, wodurch das Antriebsrad 32 von der Hauptwelle 23 entkuppelt wird. Das Hauptgetriebe 12 ist nunmehr unbeteiligt. Die Schaltbewegung wird fortgesetzt, wobei die Schaltgabel 51 und das Kupplungsringpaar 47-47A nach hinten bewegt werden, worauf die konische Fläche dem Kupplungsring 47 sich gegen die konische Fläche 56 dem Kupplungsring 41 anlegt. Da jedoch das Antriebsrad 31 und der Kupplungsring 41 schneller umlaufen als Kupplungshülse 47 (, die mit der Hauptwelle 23 umläuft), kommen der Kupplungsring 41 und die Kupplungshülse 47 nicht in Eingriff miteinander, so daß sich der Kupplungsring 41 axial (nach rechts in Fig. 1 und 2) und entgegen der Wirkung der Feder 46 bewegtt Um die Geschwindigkeit der Kupplungsringe 41 und 47 zu synchronisieren, entlastet der Fahrer den Gashebel oder den Beschleuniger (der zusätzlich vorgesehen ist, falls eine noch schnellere Wirkung durch eine übliche Nebenbremse erwünscht ist), so daß sich die Geschwindigkeit der Eingangswelle 16 verringert, worauf das Antriebsrad 31 und der Kupplungsring 41 langsamer werden, um sich der Geschwindigkeit der Kupplungshülse 47 anzunähern. Wenn die erwünschte Synchronisation zwischen den Kupplungsringen 41 und 47 erzeugt worden ist, wird der Kupplungsring 41 durch die Feder 46 vorwärts (nach links in Fig. 1 und 2) bewegt, um selbsttätig an der Kupplungshülse 47 anzugreifen und hierdurch das Antriebsrad 31 mit der Hauptwelle 23 zu kuppeln.
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Wenn der Wunsch besteht, den dritten Gang einzuschalten, werden die Schaltgabel 51 und die beiden Kupplungsringe 47-47A nach links bewegt, so daß der Kupplungsring 47 den Kupplungsring 41 verlässt und der Kupplungsring 47A sich gegen den Kupplungsring 41A anlegt, der mit dem Eingangszahnrad 18 verbunden ist. Wenn das Eingangszahnrad 18 schneller umläuft als der Kupplungsring 47A, wild der Kupplungsring 41A entgegen der Wirkung der Feder 61A in axialer Richtung nach links bewegt, bis sich die Motorgeschwindxgkeit ausreichend verringert hat und ein synchronisierter Geschwindigkeitszustand zustandekommt, worauf die Feder 46A den Kupplungsring 41A nach rechts bewegt und ihn in Eingriff mit dem Kupplungsring 47A bringt, wodurch das Eingangszahnrad 18 unmittelbar mit der Hauptwelle 23 verbunden wird.
Um den vierten Gang einzuschalten, ist es notwendig, nicht nur eine Schaltung an dem Hauptgetriebe 12 vorzunehmen, sondern auch das Hilfsgetriebe 13 zu schalten. Hierzu werden sowohl der Schalthebel, der mit dem Hauptgetriebe verbunden ist, als auch die Schaltsteuerung, die mit dem Hilfsgetriebe in Verbindung steht, betätigt. Vorzugsweise wird wie gemäß der US-Patentschrift 2 637 die Hilfsgetriebeschaltung vorgewählt und selbsttätig bewirkt, wenn der dem Hauptgetriebe zugeordnete Schalthebel in seine neutrale Stellung übergeht. Nach geeigneter Vorwahl durch die Schaltsteuerung des Hilfsgetriebes/ wie dies in der vorgenannten Patentschrift beschrieben ist, wird demgemäß der (nicht gezeichnete) dem Hauptgetriebe zugeordnete Schalthebel betätigt·, um die Schaltgabel 51 nach rechts zu bewegen und hierbei das Eingangszahnrad 18 von der Hauptwelle 23 zu entkuppeln, so daß das Hauptgetriebe sich wieder im unbeteiligten Zustand befindet. Die Schältsteuerung des Hilfsgetriebes, die nunmehr wirksam wird, bewegt die Schaltgabel 51" nach hinten(rechts) aus der in Fig. 1 wiedergegebenen Stellung, worauf der Kupplungsring 47A" den Kupplungsring 41A"
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verlässt, so daß die Kupplungshülse 47"-47A" sich kurzzeitig in einer neutralen Stellung befindet. Die Kupplungshülse 47M-47A" wird weiter nach hinten bewegt, bis der Kupplungsring 47" den Kupplungsring 41" berührt und diesen in axialer Richtung nach rechts bewegt, entgegen der Wirkung der Feder 46". In diesem Zustand ist die Hauptwelle 23 von der Ausgangswelle 69 entkuppelt und, da die Hauptwelle 23 keine größeren an ihr befestigten Bauteile trägt, besitzt sie nur ein kleines Trag heitsmoment, so daß sie sich schnell verlangsamt und ihre Geschwindigkeit sich mit derjenigen der Ausgangswelle 69 synchronisiert. Wenn dies der Fall ist, bewegt die Feder 46" den Kupplungsring 41" in axialer Richtung nach links, so daß dieser gegen den Kupplungsring 47" angreift und hierdurch die Hauptwelle 23 unmittelbar mit der Ausgangswelle 69 verbindet.
Die weitere Bewegung des Hauptgetriebeschalthebels in seine dem vierten Gang entsprechende Stellung hat zur Folge, daß die Schaltgabel 51' sich wieder in axialer Richtung nach links bewegt, so daß der Kupplungsring 47A1 in Berührung mit dem Kupplungsring 41A1 kommt, der in axialer Richtung versetzt ist und beim Eintritt der Geschwindigkeitssynchronisation von der Feder 46A1 in axialer Richtung nach rechts bewegt wird, so daß er an dem Kupplungsring 47A1 angreift und hierdurch das Antriebsrad 32 mit der Hauptwelle 23 kuppelt.
Die Aufeinanderfolge beim Schalten von dem vierten in den sechsten Gang stimmt überein mit der Aufeinanderfolge beim Schalten vom ersten in den dritten Gang wie oben beschrieben worden ist.
Das Herunterschalten wird umgekehrt wie oben beschrieben ausgeführt, so daß eine weitere Beschreibung der Aufeinanderfolge der Schaltvorgänge nicht notwendig erscheint.
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Es sei jedoch bemerkt, daß während des Herunterschaltens die Geschwindigkeit der Hauptwelle etwas größer ist als diejenige des der Hauptwelle zugeordneten Antriebsrades, das mit ihr durch Kuppeln verbunden werden soll. Demgemäß drückt der Fahrer während des Herunterschaltens und, nachdem ein Antriebsrad von der Hauptwelle entkuppelt worden iSt7 den Gashebel oder den Beschleuniger nieder, um die Motorgeschwindigkeit ausreichend zu vergrößern und das Antriebsrad,das dem nächsten niedrigeren Gang zugeordnet ist, zu beschleunigen, so daß dieses Antriebsrad in eine synchrone Geschwindigkeit zu der Geschwindigkeit des Kupplungsringes auf der Hauptwelle gelangt, worauf die zugehörige Feder selbsttätig den Kupplungseingriff bewirkt und hierdurch das Herunterschalten beendet wird.
Die federnde Kupplungsanordnung der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, ist höchst erwünscht, da sie in Verbindung mit den anderen Bestandteilen des Wechselgetriebes wesentlich dazu beiträgt, dass die Masse, die auf der Hauptwelle befestigt ist und mit ihr umläuft, auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird, wodurch auch das Trägheitsmoment der Hauptwelle ein Mindestmaß erreicht. Ein weiterer Vorteil der in Fig. 2 dargestellten nachgiebigen Kupplung besteht darin, daß sie eine Eingriffskraft entwickelt, die unabhängig ist von der Kraft, die auf die Schaltgabel oder den Schalthebel ausgeübt wird. Darüber hinaus kann die Eingriffskraft, die von der Stärke der Feder 46 bestimmt wird, für jedes Geschwindigkeitsverhältnis einzeln vorbestimmt werden, so daß jeweils eine möglichst kleine Eingriffskraft vorgesehen wird, wodurch ebenfalls der Verschleiß verringert wird. So erfordert z.B. der verstellbare Kupplungsring bei der übersetzung kleiner Geschwindigkeiten entweder eine größere Masse oder eine kleinere Eingriffskraft, um seinen Eingriff mit dem ent-
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sprechenden Kupplungsring der Hauptwelle bei der erwünschten synchronisierten Geschwindigkeit sicherzustellen. Andererseits kann bei der Übersetzung größerer Geschwindigkeiten die Eingriffskraft vergrößert oder die Masse des Kupplungsringes verringert werden, wobei der Eingriff der beiden Kupplungsringe bei der erwünschten synchronisierten Geschwindigkeit immer noch , sichergestellt ist. Die nachgiebige Kupplungsanordnung gemäß/ vorliegenden Erfindung ist daher für diese Art der Betätigung bestens geeignet, da die Masse der einzelnen zu verstellenden Kupplungsringe und die von der Feder erzeugte Eingriffskraft für jede Einzelkupplung besonders festgelegt werden kann.
In manchen Situationen, insbesondere dann, wenn das Wechselgetriebe unter großer Last betätigt wird, wobei sich ausserordentlich schnelle Änderungen der Relativgeschwindigkeit zwischen den zu verstellenden Teilen ergeben, ist es erwünscht, in die Kupplungsanordnung ein geeignetes System von Sperreinrichtungen einzufügen, um sicherzustellen, daß die Kupplungszahne voll in Eingriff stehen, bevor ihnen eine Last auferlegt wird. Eine derartige Sperreinrichtung ist in der deutschen Patentanmeldung P 23 38 275.4 beschrieben und dargestellt, und derartige Sperreinrichtungen könnten auch in die Kupplungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung eingebaut werden, wenn dies erwünscht sein sollte.
Bei dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält das Hauptgetriebe nur drei Vorwärtsgänge. Naturgemäß kann die Zahl der Vorwärtsgänge in dem Hauptgetriebe in geeigneter Weise vergrößert —«■ werden, wenn dies erwünscht ist, indem in das Getriebe lediglich zusätzliche zusammenwirkende Sätze von Zahnrädern auf der Hauptwelle und den Nebenwellen eingefügt werden, in gleicher Weise wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
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Bas Geschwindigkeitsweehselgetriefce gsffili der vorliegendem Erfindung und insbesondere die mxt diesem .verbundene verbesserte Kopplungsanordnung ist demgemäß für jede erwünschte Zahl von Geschwindigkeiten im Hauptgetriebe oder im Hilfsgetriebe anwendbar.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt und insbesondere eine andere Ausfühfungsform der federnden verstellbaren Kupplungsanordnung, wobei diese Ausführungsform in das Geschwindigkeitswechselgetriebe eingefügt werden kann, das in Fig. 1 schematisch dargestellt ist.
Die in Fig. 3 dargestellte federnde,verstellbare Kupplungsanordnung 136 enthält wiederum einen Zahnkupplungsring 141, der von einem Antriebsrad der Hauptwelle, z.B. dem Antriebsrad 31, getragen wird und mit diesem unverdrehbar verbunden ist. Der Zahnkupplungsring 141 weist wiederum eine äussere Keilverzahnung 142 auf, die in Eingriff mit einer entsprechenden inneren Keilverzahnung 143 auf dem Antriebsrad 31 steht, wodurch der Kupplungsring 141 unverdrehbar mit dem Antriebsrad 31 gekuppelt ist, während er gegenüber diesem axial verschiebbar ist. Der Kupplungsring 141 weist einen Innenverzahnung 153 auf, die in Eingriff mit einer Aussenverzahnung 152 auf einem weiteren Zahnkupplungsring 147 gebracht werden kann, der fest und unbeweglich mit der Hauptwelle 23 verbunden ist. Die Keilverzahnungen 152 und 153 haben abgeschrägte gegenüberliegende Flächen 154 und 156, die den Flächen 54 und 56 entsprechen, die in Fig. 2 gezeigt sind.
Der Kupplungsring 141 besitzt einen Flansch 176, der nach aussen ragt und mit mehreren Gleitstangen 177 fest ver-
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banden ist, die sich parallel zu der Hauptwelle 23 erstrecken und in Bohrungen 178 des Antriebsrades 31 gleiten können. Die entgegengesetzten Enden der Stangen 177 sind mit einer Platte 179 fest verbunden, die an einer Hülse 181 sitzt, die auf der Welle 23 drehbar gelagert ist. Auf der Hülse 181 ist drehbar und axial verschiebbar ein Schaltring 182 angeordnet. Der Schaltring 182 ist seinerseits durch eine übliche Schaltgabel 151 zu betätigen. Die Hülse 181 ist von einer Druckfeder 146 umgeben, deren eines Ende gegen die Platte 179 anliegt, während ihr anderes Ende an dem Verstellring angreift. Die Gleitstangen!77 sind von weiteren Druckfedern 183 umgeben, die zwischen der Platte 179 und dem Antriebsrad 31 angeordnet sind. Die Stellkraft der Mehrzahl der Federn 183 ist merklich kleiner als die Stellkraft der Feder 146, was dadurch zustandekommt, daß die Feder 146 eine Federkonstante aufweist, die mehrfach größer ist als die kombinierte Federkonstante der Federn 183. Die Feder 146 hat die gleiche Wirkung wie die Feder 46, die in Fig. 2 dargestellt ist, d.h. daß sie dazu verwendet wird, einen nachgiebigen Eingriff der Kupplungsringe 141 und 147 herbeizuführen. Die Federn 183 dienen andererseits dazu, die Kupplungs- . ringe 141 und 147 üblicherweise in einer ausgewählten Stellung zueinander zu halten, in der sie nicht in Eingriff miteinander stehen. Die Federn 183 halten demgemäß üblicherweise den Flansch 176 in Anschlag gegen die Endfläche 183 an dem Antriebsrad 31, wobei sie den Kupplungsring 141 ausser Eingriff mit dem Kupplungsring 147 halten, wenn die Schaltgabel 151 sich in ihrer unwirksamen Stellung befindet.
Die Wirkungsweise der Kupplung 136 ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige der Kupplung 36, die oben beschrieben worden ist. Wenn die Kupplung wirksam werden soll, wird demgemäß die Schaltgabel 151 nach rechts bewegt.
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IS UiUB
Α,α,
Da die Feder 146 wesentlich stärker ist als die Federn 183 zusammen, verursacht die Reehtsverstellung der Schalfcgabel 151 eine entsprechende Rechtsbewegung der Hülse 181/ die durch ein Zusammendrücken der Federn 183 ermöglicht wird. Die Rechtsbewegung der Hülse 181 verursacht eine entsprechende Rechtsbewegung des Kupplungsringes 141, bis die Fläche 156 gegen die Fläche 154, die an dem Kupplungsring 147 ausgebildet ist, anschlägt. Da das Antriebsrad 131 und die Hauptwelle 23 keine synchronen Geschwindigkeiten aufweisen, wird ein Eingreifen der Kupplungsringe 141 und 147 ineinander zunächst verhindert, wodurch eine weitere Rechtsbewegung des Kupplungsringes 141 und der Hülse 181 verhindert wird. Demgemäß lässt eine andauernde Rechtsbewegung der Schaltgabel 151 den Schaltring 182 sich nach rechts auf dem Flansch 179 zu bewegen, was ein Zusammendrücken der Feder 146 zur Folge hat. Wenn die erwünscnte Geschwindigkeitssynchronisation zwischen den Kupplungsringen 141 und 147 eingetreten ist, drückt die Feder 146 die Hülse 181 und den Kupplungsring 141 nach rechts, so daß die Verzahnung in die Verzahnung 152 eingreift.
Es ist bemerkenswert, daß die Kupplungsanordnung 136, die in Fig. 3 dargestellt ist, in gleicher Gestalt dazu verwendet werden kann, um die restlichen Antriebsräder der Hauptwelle mit dieser zu verbinden. Weiterhin kann die verstellbare Hülse 181 in axialer Richtung verlängert werden, so daß sie mit einer weiteren Kupplungsanordnung zusammenwirken kann, z.B. einer solchen, die mit dem Eingangszahnrad in Verbindung steht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Eine solche Kupplungsanordnung würde die gleichen Bestandteile aufweisen, welche die Kupplungsanordnung 136 enthält, einschließlich einer Feder 146 A, die dem Zusammenwirken der Hülsen 181 und 182 dient.
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In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei der die nachgiebige unverstellbare Kupplungsanordnung 236 das wahlweise Herstellen einer Kupplungsverbindung zwischen der Hauptwelle 23 und einem der der Hauptwelle zugeordneten Antriebsräder, z.B. dem Antriebsrad 31, ermöglicht. Die Kupplungsanordnung 236 enthält wiederum einen Zahnkupplungsring 241, der eine äussere Keilverzahnung trägt, die in eine Keilverzahnung 243 eingreift, die an dem Antriebsrad 131 ausgebildet ist, derart, daß der Kupplungsring 241 unverdrehbar mit dem Antriebsrad 31 verbunden, jedoch axial ihm gegenüber verschiebbar ist. Der Kupplungsring 241 weist weiterhin eine innere Verzahnung.;251 auf, die in Eingriff mit einer Verzahnung 252 gebracht werden kann, die an dem Zahnkupplungsring 247 ausgebildet ist, der fest mit der Hauptwelle 23 verbunden ist. Eine Feder 283 wirkt derart mit dem Kupplungsring 241 zusammen, daß sie diesen normalerweise in ausgerückter Stellung hält.
Die Kupplungsanordnung 236 wird mit Hilfe eine Fluidsystems betätigt, das, wie in Fig. 4 dargestellt, einen Kolben 286 enthält, der in einer Kammer 287 verschiebbar angeordnet ist, die gleichachsig mit der Welle 23 angeordnet ist, die ihrerseits aus einer Mehrzahl von Wellenteilen besteht, welche die Ausbildung der Kammer 287 ermöglichen. An dem Kolben 286 ist ein Bolzen 288 befestigt, der sich nach aussen durch geeignete Schlitze 289 erstreckt, die in der Welle 23 ausgebildet sind, wobei die äusseren Enden des Bolzens 288 in einen ringförmigen Schlitz 289 eingreifen, der in dem Kupplungsring 241 ausgebildet ist. Die Feder 283 wirkt auf den Bolzen 288 ein, derart, daß normalerweise der Kupplungsring 241 und der Kolben 286 in der in Fig. 4 dargestellten zurückgezogenen Stellung gehalten werden. Jedoch bewegt eine Zufuhr von Druckfluid über den Durch-
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gang 291 in die Kammer 287 den Kolben 286 nach rechts, der seinerseits den Druckring 241 entgegen der Wirkung der Feder 283 nach rechts bewegt. Diese Rechtsbewegung des Kupplungsrings 241 setzt sich fort, bis die abgeschrägte Vorderfläche des Druckrings 241 gegen die abgeschrägte Vorderfläche des Kupplungsrings 247 angreift. Die Spannkraft des Druckfluids,das der Kammer 287 zugeführt worden ist, hält den Kupplungsring 241 in Anlage gegen den Kupplungsring 247, bis die Geschwindigkeitssynchronisation zustandegekommen ist, worauf das Druckfluid sodann den Kolben 286 nach rechts bewegt, so daß der Kupplungsring 241 in die Verzahnung des Kupplungsrings 247 eingreift. Demzufolge wird das Antriebsrad 31 mit der Hauptwelle 23 gekuppelt. Das Druckfluid, das dem Kolben 286 zugeführt wird, wirkt demgemäß in der gleichen Weise wie die Federn 46 und 146 der vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele, d.h. sie führt ein elastisches Eingreifen der Kupplungsringe ineinander herbei, wenn die erwünschte Geschwindigkeitssynchronisation eingetreten ist.
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Claims (13)

- 25 Patentansprüche
1. Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer ersten und einer zweiten parallel angeordneten Welle und wahl- und wechselweise zwischen den Wellen wirksam zu machenden Zahnrädern, mit denen verschiedene Übersetzungsverhältnisse herstellbar sind und von denen ein erstes Zahnrad auf der ersten Welle sitzt und ein zweites mit dem ersten Zahnrad in Eingriff zu bringendes Zahnrad gleichachsig mit der zweiten Welle angeordnet ist, während eine Kupplung, durch die das zweite Zahnrad wahlweise mit der zweiten Welle verbunden werden kann, aus einem ersten mit dem zweiten Zahnrad unverdrehbar verbundenen Zahnkupplungsring und einem zweiten mit der zweiten Weile unverdrehbar verbundenen ZahnkuppIungsring besteht und einer der Zahnkupplungsringe unter äusserer elastischer Einwirkung relativ zu dem anderen Zahnkupplungsring und in den Eingriff mit diesem axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zahnkupplungsring (41) an dem relativ zu der zweiten Welle (23) in axialer Richtung festgelegten zweiten Zahnrad (31) unter äusserer elastischer Einwirkung und der zweite Zahnkupplungsring (47) gegenüber der Welle (23) unter äusserer Einwirkung axial verschiebbar ist, und der erste Zahnkupplungsring (41) in einer vorbestimmten axialen Stellung gegenüber dem zweiten Zahnkupplungsring (47) festlegbar ist, wenn die Zahnkupplungsringe (41,47) ausser Eingriff sind, während die Zahnkupplungsringe (41,44) durch eine axiale Relativbewegung zunächst in Berührung gegeneinander anlegbar und erst bei Herstellung des Gleichlaufs unter der äusseren elastischen Einwirkung in Eingriff zu bringen sind.
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2. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Zahnkupplungsring (41) eine Feder (46) zusammenwirkt, die ihn normalerweise in axialer Richtung auf den zweiten Zahnkupplungsring (47) zu zu verschieben sucht, während der zweite Zahnkupplungsring (47) mit Bezug auf die zweite Welle
(23) verschiebbar und eine Relativbewegung mit Bezug auf diese ermöglichend angeordnet ist.
3. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem zweiten Zahnkupplungsring (47) Schaltmittel verbunden sind, um den Zahnkupplungsring (47) in axialer Richtung relativ zu der zweiten Welle (23) in einer Richtung auf den ersten Zahnkupplungsring (41) zu zu verschieben.
4. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zahnkupplungsring (41) gegenüber dem zweiten Zahnkupplungsring (47) in einer vorbestimmten axialen Stellung durch einen Anschlag (44) festlegbar ist,der an dem zweiten Zahnrad (31) befestigt ist und gegen den die Feder (46) den ersten Zahnkupplungsring (41) normalerweise anlegt.
5. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Zahnkupplungsring (141) eine Feder (146) zusammenwirkt, die ihn normalerweise in axialer Richtung auf den zweiten Zahnkupplungsring (147) zu zu verschieben sucht und der zweite Zahnkupplungsring (147) mit Bezug auf die zweite Welle (23) in axialer Richtung festgelegt ist. (Fig. 3)
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6. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Zahnkupplungsring (141) eine Schaltvorrichtung (151) verbunden ist, durch welche der Zahnkupplungsring (141) relativ zu der zweiten Welle (23) zwischen einer ersten Stellung, in der die Zahnkupplungsringe (141,147) im Abstand voneinander liegen, und einer zweiten Stellung, in der die Zahnkupplungsringe (141,147) vor dem Eingriff ineinander stehen, verschiebbar ist, während die Feder (146) zwischen dem ersten Zahnkupplungsring (141) und der Schaltvorrichtung (151) wirksam ist, derart, daß sie die Verschiebung des ersten Zahnkupplungsringes (141) aus seiner ersten Stellung in seine zweite Stellung bewirkt.
7. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Zahnkupplungs ring (141) weitere Federn (183) zugeordnet sind, die entgegengesetzt zu der ersten leder (146) wirken und den ersten Zahnkupplungsring (141) in der ersten Stellung halten, wozu sie insgesamt wesentlich schwächer sind als die erste Feder (146).
8. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Zahnkupplungsring (41,47) in axialerRichtung auf der einen Seite des zweiten Zahnrades (31) angeordnet sind und auf der anderen Seite des zweiten Zahnrades (31) ein auf der Hauptwelle (23) gleitendes Kupplungssteuerglied (181) angeordnet ist, während ein an dem zweiten Zahnrad (31) axial gleitend geführtes und durch dieses hindurchgehendes Verbindungsglied (177) mit seinem einen Ende an dem ersten Zahnkupplungsring (141) und mit seinem entgegengesetzten Ende an dem Kupplungssteuerglied (181) befestigt ist und die erste Feder (146) zwischen der Schaltvorrichtung (151) und dem Kupplungssteuerglied (179,181) wirksam ist.
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9. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den ersten Zahnkupplungsring (241) ein Fluiddruck einwirkt, der den ersten Zahnkupplungsring (241) in axialer Richtung auf den zweiten Zahnkupplungsring (247) zu zu verstellen Suchhund der zweite Zahnkupplungsring (247) mit Bezug auf die zweite Welle (23) in axialer Richtung festgelegt ist.(Fig. 4)
10. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Zahnkupplungsring (241) eine Feder (283) zusammenwirkt,die ihn normaler Weise entgegengesetzt zu der Wirkung des Fluiddruckes zu verschieben sucht, um den ersten Zahnkupplungsring (241) in der ausgerückten Stellung zu halten.
11. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Welle (23) eine Längskammer (287) mit einem in dieser verschiebbaren Kolben (286) enthalten ist, der sich parallel zur Achse der zweiten Welle (23) bewegen kann und mit dem ersten Zahnkupplungsring (241) verbunden ist, während die Längskammer (287) mit einem Durchgang (291) für das Druckmittel verbunden ist.
12. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zahnrad (31) eine ringförmige Ausnehmung besitzt, welche die zweite Welle umgibt, an deren äusseren Umfang das zweite Zahnrad (31) eine sich axial erstreckende Keilverzahnung (42) trägt, in die eine entsprechende an dem äusseren Umfang des ersten Zahnkupplungsringes (41) ausgebildete/sich axial erstreckende Keilverzahnung (42) gleitend eingreifen kann, während der erste Zahnkupplungsring weiterhin eine ringförmige Verzahnung (53) trägt, die in eine entsprechende ringförmige Verzahnung (52) des zweiten Zahnkupplungsringes (47) eingreifen kann.
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13. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß in einem Gehäuse mehrere parallel angeordnete erste Wellen (21,22) vorgesehen sind, deren einander entsprechende einzelne Zahnräder (26,27,28,29) Gruppen bilden und innerhalb der Gruppe gemeinsam mit dem zugehörigen Antriebsrad (18,31,32,33) an der zweiten Welle kämmen, während die Antriebsräder (18,31,32,33) nur von den die Gruppen bildenden Zahnrädern (26,27,28,29) der ersten Wellen (21,22) gleichachsig zur zweiten Welle (23) schwebend gehalten werden.
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