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Kraftfahrzeuggetriebe mit stutenlosem Sehaltwerksgetriebe.
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe, welches als Hauptbestandteil ein stufenloses Getriebe nach dem österr. Patente Nr. 137591 aufweist, und ist darin gelegen, dass das Schaltwerk des stufenlosen Getriebes in die treibende Welle eingefügt ist und dass weiters zur selbsttätigen Einschaltung eines direkten oder Schonganges eine Fliehkraftkupplung beigefügt ist, welche in Abhängigkeit von der Drehzahl der Abgangswelle gesteuert wird. Es wird dadurch erreicht, dass einerseits die Masse der mit ungleichmässiger Winkelgeschwindigkeit rotierenden Teile äusserst klein gehalten und anderseits bei normaler Fahrt das Getriebe geschont wird.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch das Getriebe, Fig. 2 zeigt die Ansicht des Getriebes in der Richtung des Pfeiles 3.
Auf der Antriebswelle 4 ist der Planetenradträger 5 angebracht, der ausser von den Planetenrädern 6 eines Differenzialgetriebes noch ein Zahnrad 7 trägt. Dieses Zahnrad kämmt mit dem auf der Nebenwelle 8 umlaufenden Zahnrad 9, welches durch die Kupplung 10 mit der Nebenwelle 8 gekuppelt werden kann. Die Nebenwelle 8 erscheint verlängert durch die Zwischenwelle 12, doch ist als Verbindung zwischen den beiden Wellen das Schaltwerk 11 (Freilauf) eingefügt.
Die Zwischenwelle 12 trägt ein Universalgelenk 13, mit dessen Mittelpunkt der Achsenschnitt eines Kegelräderpaares M,. M zusammenfällt, von dem das Kegelrad 15 auf der schwenkbaren Welle 14 des Universalgelenkes 13 sitzt. Das Kegelrad 16, dessen Achse feststehend bleibt, ist verbunden mit dem Kegelrad 17 ; welches mit dem Kegelrad 18 kämmt. Dieses ist drehbar auf dem verlängertem Sonnenrad 20 des Differenzialgetriebes, kann aber mittels der Schaltmuffe 19 mit dem Sonnenrad 20 gekuppelt werden.
Auf der getriebenen Welle 25 sitzt die in Abhängigkeit von der Drehzahl dieser Welle selbsttätig ein und auskuppelnden eine Kupplungshälfte einer Fliehkraftkupplung 22, deren zweite Hälfte mit dem verlängerten Sonnenrad 20 verbunden ist. Auf dem Umwege über das Sonnenrad 20 und die Planeten- räder 6 bewirkt die Fliehkraftkupplung 22 eine feste Kupplung von Antriebswelle 4 und Abgangswelle 25, gleich einem sogenannten direkten Gang, sobald die Drehzahl der Abgangswelle 25 einen bestimmten Wert überschreitet.
Für die Fahrt nach vorwärts wird die Schaltmuffe 19 mit dem Sonnenrad 20 gekuppelt. Ist letz- teres der Fall und ist weiters die Kupplung 10 eingerückt, so wird die Drehzahl der Abgangswelle 25 durch den Grad der Ausschwenkung der schwenkbaren Welle 14 bestimmt. Dreht sich die Antriebswelle 4 in der Pfeilrichtung mit der Drehzahl so wird sieh bei stehender Abtriebswelle das Sonnenrad 20 doppelt so schnell als die Antriebswelle drehen wollen.
Daran wird es aber durch entsprechenden, aus Fig. 2 ersichtlichen Sperrsinn des Sehaltwerkes 11 gehindert, wenn die Übersetzung der Zahnräder von 7 auf 9 und der Kegelräder von 15 auf 16 und von 17 auf 18 zusammen derart gewählt ist, dass sich bei koaxialer Lage von Welle 14 mit Welle 12 und eingerückter Kupplung 10 das Sonnenrad 20 mit einer Drehzahl dreht, die eben kleiner als,, 2n" ist. Ist die Kupplung 10 ausgerückt, so kann sich das Sonnenrad 20 mit der Drehzahl,, 2n" drehen und das Fahrzeug bleibt stehen.
Wird die Kupplung 10 langsam eingerückt,
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macht dem Ausmasse nach die Abgangswelle 25 ebensoviel Umdrehungen pro Zeiteinheit als der Differenz der Umdrehung pro Zeiteinheit des Sonnenrades 20 auf den Wert,, 2n" entspricht. Wenn also die Übersetzung der Zahnräder von 1 auf 9 und der Kegelräder von 15 auf 16 und von 17 auf 18 zusammen derart gewählt ist, dass sich das Sonnenrad 20 bei eingerückter Kupplung-M, wie nun angenommen werden soll, mit einer Drehzahl gleich,, 7/4n" dreht, so nimmt die Abgangswelle 25 in diesem Falle die Drehzahl ,, 1/4n" an.
Vorausgesetzt ist dabei, dass die schwenkbare Welle M koaxial mit der Zwischenwelle 12 steht.
Wird die Welle 14 samt dem Zahnrad 15 aus der koaxialen Lage herausgeschwenkt, so wird, da die Zahn-
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nicht grösser werden als es die der Welle 8 ist und als Folge davon wird wegen der Wirkung der Schwungmassen die Drehzahl der Kegelräder von 15 bis 20 verkleinert, die der Abgangswelle 25 vergrössert. Das Mass dieser Vergrösserung der Drehzahl der Abgangswelle 25 ist begrenzt durch die betriebsmässig zulässige Grösse der Ausschwenkung der Welle 14.
Wird nun diese mit etwa 500 angenommen, so nimmt in diesem Falle die Drehzahl des Sonnenrades 20 fast vom Anfangswert,, 7/4n" bis fast zur Drehzahl,, M" ab und die Abgangswelle 25 beschleunigt-ich von der Drehzahl ,,1/4n" stufenlos bis nahe an die Dreh- zahl "n". Ist nun die Fliehkraftkupplung 22 derart ausgebildet, dass die von der Abgangswelle 25 gesteuerten Schwunggewichte eine Kupplung von Sonnenrad 20 und Abgangswelle 25 bewirken, wenn die Drehzahl der Abgangswelle den Wert "n" fast erreicht, so wird die Abgangswelle mit der Antriebswelle direkt gekuppelt und das stufenlose Getriebe geschont sein, solange die Drehzahl der Abgangswelle gleich oder grösser "n" ist, da die direkte Kupplung auch aufrecht bleibt,
wenn die Drehzahl der Antriebswelle über die Normaldrehzahl ?" wächst.
Auf das Kraftfahrzeug angewendet bedeutet dies : Wenn die Schaltmuffe 19, wie gezeichnet, sich in der Mittelstellung befindet, so ist das der Leergang des Getriebes. Wird die Muffe 19 mit dem Kegel-
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langsam eingerückt, während die schwenkbare Welle 14 in koaxialer Lage behalten wird, so wird das Fahrzeug bis etwa ein Viertel seiner Maximalgeschwindigkeit beschleunigt. Dreht man nun die Schwenkwelle 14 aus der koaxialen Lage mit Welle 12 heraus, so wird das Fahrzeug bis auf etwa jene Geschwindigkeit beschleunigt, welche der Normaldrehzahl" m" des Antriebsmotors entspricht.
Wird die Drehzahl des Antriebsmotors und die Geschwindigkeit des Fahrzeuges weiter gesteigert, bis die Normaldreh- zahl" ?" erreicht ist, so erfolgt durch die Fliehkraftkupplung selbsttätig die Einschaltung des direkten, das stufenlose Getriebe schonenden Ganges. Die Geschwindigkeit des Fahrzeuges kann bis zur Maximaldrehzahl des Antriebsmotors weiter erhöht werden. Wenn bei einer Steigung oder schlechtem Weg die Geschwindigkeit des Fahrzeuges unter die der Normaldrehzahl des Motors entsprechende gemindert
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lichen Wert Zll bringen.
Nimmt man an Stelle der mechanischen Kupplung 10 eine automatische Flüssigkeitskupplung und wird weiters die Verstellung der Schwenkwelle 14 von einem selbsttätigen, von Drehmoment und Drehzahl gesteuerten Regler verstellt, so braucht der Fahrer keinerlei Schaltgriffe zu machen und das Getriebe arbeitet vollkommen selbsttätig.
Um den Rücklauf des Fahrzeuges zu ermöglichen, ist auf dem Sonnenrad 20 das Zahnrad 24 drehbar angeordnet, welches durch Verschieben der Muffe 19 nach links mit dem Sonnenrad 20 gekuppelt wird. Das Zahnrad 24 steht in Eingriff mit einem auf der Nebenwelle 8 bzw. dem äusseren Ring des Freilaufes 11 sitzenden Zahnrad 23 und ist das Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 23 auf 24 derart ausgebildet, dass sich das Rad 24 und damit das Sonnenrad 20 mit etwas mehr als der doppelten Drehzahl der Antriebswelle 4 dreht. Wird die Kupplung 10 eingerückt, so wird die Antriebswelle 25 und damit das Fahrzeug zurücklaufen.
Die Zahnräder 23 und 24 können entfallen, wenn dem stufenlosen Getriebe 11 bis 16 ein grösserer Verstellbereich zugemutet wird. Ist die Schwenkwelle 14 in koaxialer Lage mit der Welle 12 und werden die Übersetzungsverhältnisse der Zahnräder von 7 auf 9 und von 15 bis 18 derart ausgebildet, dass das Zahnrad 18 und damit das Sonnenrad 20 mit einer mehr als der doppelten Drehzahl der Antriebswelle 4 umläuft, so wird die Abgangswelle 25 und damit das Fahrzeug zurücklaufen wenn der Freilauf 11 durch eine zusätzliche Vorrichtung gesperrt wird. Wird diese Sperrung aufgehoben und die Schwenkwelle 14 aus der koaxialen Lage mit Welle 12 herausgedreht, so wird das Kegelrad 18 und damit das Sonnenrad 20 langsamer laufen als der doppelten Drehzahl der Antriebswelle 4 entspricht und die Abgangswelle 25 wird samt dem Fahrzeug nach vorwärts laufen.
Dies umso mehr, je weiter die Schwenkwelle 14 aus der koaxialen Lage herausgedreht wird. Die Wirkungsweise der Fliehkraftkupplung 22 bleibt ungeändert.
Bei Anwendung einer selbsttätigen Flüssigkeitskupplung und automatischer Verstellung der Schwenkwelle 14 arbeitet auch dieses Getriebe vollkommen selbsttätig.