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Einrichtung zur Vereinfachung des Schaltens bei Kraftübertragungsanlagen, insbesondere bei Fahr- zeugen, die mittels Verbrennungskraftmaschinen angetrieben werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Vereinfachung des Schaltens des Wechselgetriebes bei Kraftübertragungsanlagen, bei denen eine hydraulische Kupplung kinetischer
Gattung zwischen Antriebsmaschine und Wechselgetriebe angeordnet ist. Bei derartigen Anlagen ist bereits vorgeschlagen worden, Einrichtungen vorzusehen, um die hydraulische Kupplung zu füllen und zu entleeren, so dass die Verbindung zwischen Antriebsmaschine und mechanischem Getriebe auf Wunsch unterbrochen werden kann. Aber eine solche Anordnung würde nicht eine derartig schnelle Unterbrechung und Wiedereinschaltung der Übertragungsanlage gestatten, dass der Getriebewechsel leicht erfolgt, während die Transmission in Bewegung ist.
Bei einer andern bekannten Anordnung sind der treibende und getriebene Teil der hydraulischen Kupplung mit der Antriebsmaschine bzw. mit der Energiezuleitungswelle des Geschwindigkeitswechselgetriebes direkt verbunden, und die hydraulische Kupplung ist mit einem hydraulischen Ventil zur Steuerung der Flüssigkeitszirkulation in ihrer Arbeitskammer ausgestattet (britische Patentschrift Nr. 314157). Danach wurde der Antrieb durch die hydraulische Kupplung mittels Betätigung des Ventils gelöst, wenn ein Gangwechsel beabsichtigt war. Aber bei dieser Anordnung macht das Ventil die hydraulische Kupplung nicht genügend schlupffrei, um einen leichten Gangwechsel bei hoher Geschwindigkeit zu ermöglichen.
Bei einer andern bekannten Anordnung (britische Patentschrift Nr. 285970) ist die antreibende Maschine mit dem Gangwechselgetriebe durch eine hydraulische Kupplung verbunden, welche keine von Hand aus betätigbaren Schlupfsteuereinrichtungen aufweist. Dagegen ist die hydraulische Kupplung in Serie mit einer Hauptreibungskupplung geschaltet, die in üblicher Art arbeitet, um den Gangwechsel zu bewirken. Diese Anordnung weist aber bestimmte Nachteile auf : Da die Reibungskupplung während des Gangwechsel ausgerückt ist, kann, falls ein Unachtsamer oder Unerfahrener die Maschine bedient, die Antriebsmaschine übermässig zu laufen beginnen, bevor die Kupplung wieder eingeschaltet wird.
Durch das Einrücken der Kupplung wird dann die Kraftübertragungsanlage überlastet und kann infolge der Stosswirkung brechen. Es'ist ferner eine gewisse Geschicklichkeit notwendig, um den Gangwechsel ruhig zu bewirken, während die Antriebsmaschine läuft. Da eine Reibungskupplung und eine hydraulische
Kupplung verwendet wird, ist endlich ein derartiges Übertragungssystem in der Herstellung nicht billig.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Einrichtung zur Vereinfachung des
Schaltens in einem mit Zahnrädern ausgestatteten Geschwindigkeitswechselgetriebe, das mit einer hydraulischen Kupplung kinetischer Gattung mechanisch verbunden ist, ohne Zwischenschaltung einer üblichen Reibungskupplung, so dass eine Kraftübertragungsanlage entsteht, die nicht der Stosswirkung des Antriebsdrehmomentes unterworfen werden kann.
Die Erfindung ist darin gelegen, dass bei einer Kraftübertraguhgsanlage-insbesondere bei Fahr- zeugen, die mittels Verbrennungskraftmaschinen angetrieben werden-, bei der eine hydraulische Kupp- lung kinetischer Gattung zwischen Antriebsmaschine und Geschwindigkeitswechselgetriebe angeordnet ist, zum Zwecke der Vornahme eines Gangwechsel bei normaler Geschwindigkeit zwischen der hydrau- ' :
tischen Kupplung, die zum Ausrücken des Antriebes nicht geeignet ist, und der angetriebenen Welle des 'Systems, die eine Radachse antreibt, eine Freilaufkupplung angeordnet wird, die gesperrt werden kann, 'us sowohl das antreibende wie das voreilende Drehmoment zu übertragen, und die entweder mittels
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einer Einrichtung, die nur die Freilaufkupplung betätigt, oder mittels einer Einrichtung geöffnet werden kann, die gleichzeitig die Bremse betätigt, die in bekannter Weise an dem angetriebenen Teil der hydraulischen Kupplung angeordnet ist, so dass die gebräuchliche Hauptreibungskupplung zwischen Maschine und Getriebe entfallen kann.
Ferner ist das Kraftübertragungssystem mit einer durch ein Steuerpedal betätigbaren Bremse ausgestattet, um den getriebenen Teil der Kupplung zum Stillstand zu bringen, wobei gemäss der Erfindung das Steuerpedal mit Einrichtungen zur Sperrung der Freilaufkupplung derart mechanisch verbunden ist, dass die Bremse erst in Tätigkeit gesetzt werden kann, wenn die Freilaufkupplung geöffnet ist. Eine derartige Bremsanordnung kann an den Rädern keine hemmende Wirkung erzeugen.
Fig. l stellt schematisch die Kraftanlage eines Autos dar, bei der die Freilaufkupplung geschnitten ist. Die Fig. 2,3 und 4 zeigen Teilschnitte dreier anderer Anordnungen für Automobilübertragungsanlagen. Die Fig. 5 und 6 zeigen in vergrössertem Massstab schematische Ansichten von Teilen, die in den Fig. 1-4 dargestellt sind. Fig. 7 zeigt ein Diagramm über die Verhältnisse bei Handhabung des Steuerpedals. Fig. 8 zeigt einen seitlichen Teilschnitt einer weiteren Abart. Fig. 9 ist ein Schnitt nach Linie 9-9 der Fig. 8. Fig. 10 ist ein Schnitt durch eine abgeänderte Einzelheit. Fig. 11 ist ein Aufriss im Schnitt nach Linie 11-11 der Fig. 10. Fig. 12 ist eine Ansicht eines Teiles der Einzelheit, die in Fig. 10 und 11 gezeigt ist. Fig. 13 ist eine schematische Seitenansicht einer abgeänderten Steuereinrichtung.
Fig. 14 ist ein Schnitt nach Linie je-j der Fig. 13.
Bei der Anordnung nach Fig. 1 ist die Welle 1 einer Verbrennungskraftmaschine 2 durch eine hydraulische Kupplung kinetischer Gattung 3 mit einem Geschwindigkeitswechselgetriebe 4 gekuppelt.
Zwischen der getriebenen Welle 10 des Wechselgetriebes 4 und der Welle 8 zum Antrieb der Radachsen ist eine Freilaufvorrichtung parallel mit einer einfachen Reibungskupplung 6 vorgesehen. Die Reibungskupplung 6 enthält einen inneren konischen ! feil 9 und einen äusseren konischen Teil 61, in welchem das getriebene Element 68 der Freilaufvorrichtung befestigt ist. Der konische Teil 67 und mit ihm das Vorderende der Welle 8 ist gestützt durch eine Verlängerung der Welle 10. Ein Zwischenlager 11 stützt das hintere Ende der Welle 8, welches mit dem vorderen Flansch 12 der Sekundärtriebwelle 13 gekuppelt ist.
Der innere Kupplungsteil 9 ist mit Keilen versehen, die in Nuten der Welle 10 eingreifen. Eine Feder 14 presst normalerweise den Kupplungsteil 9 gegen den Kupplungsteil 67, so dass dann die Kupplung fähig ist, das Maximaldrehmoment, welches von der Maschine aufgewendet werden kann, auf die Welle 10 zu übertragen. Ein Steuerhebel. M, welcher in eine Ringnut 16 des Kupplungsteiles 9 eingreift, ist vermittels des Gestänges 17 mit einem Pedal 18 derart verbunden, dass, wenn das Pedal 18 heruntergedrückt wird, die Kupplungshälfte 9 vorwärts gegen den Druck, ausgeübt durch die Feder 14, bewegt wird und so aus dem Eingriff mit der Kupplungshälfte 67 gebracht wird. Auf der Getriebewelle 10 ist der treibende Teil 69 der Freilaufvorrichtung aufgekeilt.
In dem ringförmigen Raum zwischen den Teilen 68 und 69 sind die Klemmrollen 70 untergebracht. Die Freilaufvorrichtung ist dabei derart gewählt, dass, während bei eingerückter Reibungskupplung die Getriebewelle 10 mit der Welle 8 gekuppelt ist, bei durch Druck auf das Steuerpedal. M gelöster Reibungskupplung die getriebene Welle 8 durch die Freilaufvorrichtung in der Lage ist, die Getriebewelle 10 zu überlaufen, wobei sie aber stets auf den Antrieb in der Vorwärts- richtung eingestellt ist. Hiedurch kann z. B. der Freilauf den Antrieb vermitteln, sobald ein neuer Gang geschaltet worden ist, noch bevor die Reibungskupplung selbst wieder eingerückt wird, so dass kein Stoss und damit kein Verschleiss als Folge des Schlüpfens der Reibungskupplung 6,9 entstehen kann.
Eine Bremstrommel19 ist auf der Welle 20 aufgekeilt, welche die hydraulische Kupplung 3 mit dem Gangwechselgetriebe verbindet. Um die Bremstrommel19 herum ist ein Bremsband 21 angeordnet, welches vom Pedal 18 durch ein Gestänge 22 betätigt werden kann. Das Pedal 18 ist ferner vermittels eines dritten Gestänges 23 mit dem Drosselklappenhebel 24 der Maschine 2 in solcher Weise verbunden, dass das Herabdrücken des Pedals 18 die Drosselklappe schliesst und so das Motordrehmoment vermindert ungeachtet der Stellung des üblichen und hier nicht dargestellten unabhängigen Gaskontrollpedals.
Die Verbindung zwischen dem Pedal 18 und dem Gestänge 17 ist in Fig. 5 gezeigt. Das Pedal 18, welches auf der Welle 25 sitzt, trägt eine Rolle 26. Diese Rolle arbeitet zusammen mit einem Nockenhebel 27 auf Welle 28, deren Achse exzentrisch ist im Hinblick auf die Achse der Welle 25. Die Wellen 25 und 28 sind in geeigneter Weise an dem Getriebekasten 4 gelagert. An die Welle 28 ist ein Hebel 29 angeschlossen, mit welchem das Gestänge 17 drehbar verbunden ist. Das Profil des Nockens 27 ist so geformt, dass während der anfänglichen Bewegung des Pedals 18, z. B. von der Stellung a (Fig. 5) nach der Stellung b, der Hebel 29 sich von a'nach b'bewegt und während einer weiteren Bewegung des Pedals z. B. von b bis e sich der Hebel 29 nur durch den kleinen Winkel von b'bis e'bewegt.
Das Gestänge 17 schliesst ein Federbindeglied 17'ein, welches eine beschränkte Spannkraft ohne Längenänderung überträgt, jedoch nachgibt, wenn es mit einer höheren Spannkraft belastet wird. Die beschränkte Kraft reicht aus, um die zusammenpressende Kraft der Kupplungsfeder 14 zu überwinden.
Die Verbindung zwischen dem Pedal 18 und dem Drosselklappenhebel 24 ist in Fig. 6 gezeigt.
Fest auf der Pedalwelle 25 sitzt ein Hebel 30 mit einem Stift 31, der in einem verlängerten Auge 32'an einem Ende eines Federbindegliedes 32 gleitet, welches eine beschränkte Spannkraft ohne Ausdehnen überträgt, aber nachgibt, wenn es mit einer höheren Spannkraft belastet wird. Das andere Ende des
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Bindegliedes 32 ist drehbar an einem Arm eines Winkelhebels 34 angebracht, dessen anderer Arm durch das Gestänge 23 drehbar verbunden ist mit dem Drosselklappenhebel 24, welcher in Fig. 6 in Leerlaufstellung c"gezeigt ist. Die Länge des Auges 32'ist eine solche, dass der Drosselklappenhebel 24 auf die voll geöffnete Stellung a"ohne Bewegung des Pedals 18 geschoben werden kann.
Das übliche zweite Drosselpedal 33 (gezeigt in seiner aufgehobenen Stellung) dient zur Betätigung der Drosselklappe und ist durch ein Federbindeglied 35, ähnlich dem Bindeglied 32, mit einem Hebel 34'verbunden, welcher mit dem Hebel 34 auf der gleichen Achse angeordnet ist. Eine Spannfeder 36 hat das Bestreben, die Drosselklappe stets in der Leerlaufstellung zu halten. Das Federbindeglied 32 ist steif genug, um das Federbindeglied 35 vollkommen ausstrecken zu können, ohne selbst nachzugeben. Der Bewegungsbereich, welcher vom Federbindeglied 35 erlaubt wird, ist genügend, um, obschon das Pedal 33 völlig heruntergedrückt sein kann, der Drosselklappe zu gestatten, geschlossen zu werden (d. h. bewegt von der Stellung d' zur Stellung c") durch teilweises Herabdrücken des Pedals 18.
Eine Feder 37 dient dazu, das Pedal 18 in seiner gehobenen Stellung zurückzuhalten.
Das Pedal 18 ist mit den einzelnen Teilen demnach so verbunden, dass sein Herabdrücken drei getrennte Handlungen in vorher bestimmter Reihenfolge auslöst :
1. Angenommen, dass die Drosselklappe durch Herabdrücken des Pedals 33 geöffnet wurde, womit auch das Bindeglied 32 gehoben wurde, so dass der Stift 31 dann am unteren Ende des Auges 32'liegt.
Durch Drehung der Pedalwelle 25 wird der Hebel 30 verdreht und dadurch über das Bindeglied 32 und dem Kurbelarm 34 das Gestänge 23 zurückgezogen und die Drosselklappe 24 geschlossen, wodurch das Maschinendrehmoment herabgedrüekt wird. Die Ausdehnung des Federbindegliedes 35 gestattet es dem Drosselpedal 33, herabgedrüekt zu bleiben.
2. Die Drehung der Pedalwelle 25 bewegt die Rolle 26 (Fig. 5), welche durch Gleiten über den Nockenhebel 27 eine Drehung der Welle 28 und des Hebels 29 auslöst, wodurch das Gestänge 17 nach vorne gezogen wird. Durch die Bewegung des Gestänges 17 wird der Hebel 15 (Fig. 1) nach vorn gedreht und dadurch die Kupplung 6 ausgerückt. Sollte nun die Kupplungshälfte 9 gegen das Zurückschieben ziemlichen Widerstand bieten (z. B. infolge der Reibung der Keile in den Nuten auf der Welle 10), so dehnt sich das Federbindeglied 17'aus und gestattet, das Pedal 18 weiter herunterzudrücken und die Drosselklappe 24 zu schliessen.
Sobald nun das Drehmoment, übertragen von der Welle 10 auf die Kupplungshälfte 9, genügend gefallen ist, um der Kupplung 6 zu gestatten, ausgekuppelt zu werden, zieht sich das Federbindeglied 17'zusammen und überwindet dabei den Druck der Kupplungsfeder 14 und bringt die Kupplungshälfte 9 aus dem Eingriff mit der Kupplungshälfte 67. Hiedurch wird es der Welle 8 ermöglicht, die Getriebewelle 10 frei zu überlaufen.
3. Eine weitere Bewegung des Pedals 18 zieht nun das Bremsband 21 auf Trommel 19 an mit dem Ergebnis, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle 20 verlangsamt wird. Die weitere Bewegung des Hebels 30 mit der Pedalwelle 25, nachdem die Drosselklappe geschlossen worden ist, wird durch die Ausdehnung des Federbindegliedes 32 gestattet.
Die Folge dieser drei Vorgänge ist in Fig. 7 schematisch gezeigt, in welcher der Weg des Pedals 18 horizontal eingezeichnet ist. Die Buchstaben a, b, c, d, e geben die Stellungen an, entsprechend den
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Herausziehen der Kupplung durch eine strichlierte Linie und die Anwendung der Bremse durch eine strichpunktierte Linie. Die Handhabung der obenbeschriebenen Kraftübertragungsanlage wird wie folgt ausgeführt.
Steht der Wagen still und ist der nicht dargestellte Getriebeschalthebel in Leerlaufstellung, so kann die Maschine in der üblichen Weise gestartet werden. Sobald sie läuft, wird durch die hydraulische Kupplung 3 die Welle 20 von der Kurbelwelle 1 mitgenommen. Um einen Getriebegang einschalten zu können, z. B. den ersten Gang, wird das Pedal. M teilweise heruntergedrückt und dadurch das Bremsband 2j ! angezogen und so die Bremstrommel19 zum Stillstand gebracht und mit dieser zusammen der getriebene Teil der Kupplung 3 und die Weehselgetriebeteile, die den Antrieb von der Welle 20 übernehmen. Der Schalthebel wird in der üblichen Weise in die Stellung für den ersten Gang gebracht, dieser somit im Getriebe eingerückt.
Wenn der erste Gang eingeschaltet ist, gestattet man dem Pedal 18, sich zu heben, und infolge des geringen Drehmomentes, das von der hydraulischen Kupplung 3 übertragen wird, während die Kurbelwelle 1 im Leerlauf läuft, bleibt der Wagen stehen.
Um den Wagen in Bewegung zu setzen, wird das Drosselklappenpedal 33 (Fig. 6) herabgedrückt, wodurch sich die Maschinengeschwindigkeit erhöht und infolgedessen das von der hydraulischen Kupplung übertragene Drehmoment auf einen hinreichenden Wert steigt, um den Zugwiderstand des Wagens zu überwinden, der nun sich zu beschleunigen beginnt. Während die Maschinengeschwindigkeit steigt, vermindert sich allmählich der Schlupf in der hydraulischen Kupplung (in Übereinstimmung mit der Drehmomentscharakteristik der Kupplung) und fällt auf einen sehr geringen Wert bei normalen Drehzahlen. Soll nun höher geschaltet werden, so wird das Pedal 18 weiter heruntergedrückt (gegen Stellung d), als Folge dieser Bewegung wird das Maschinendrehmoment verringert, da trotz der Stellung des Pedals 33 die Drosselklappe 24 wieder mehr geschlossen wird.
Die Kupplung 6 wird ausgerückt und der Freilauf wird wirksam. Gleichzeitig erfasst das Bremsband 21 Trommel 19. Da nun einerseits die Motorgesehwin-
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digkeit schnell fällt, was ein Vergrössern des Schlupfs in der hydraulischen Kupplung 3 ermöglicht, und da anderseits das Wechselgetriebe 4 nun nicht von den Strassenrädern angetrieben werden kann, so verlangsamt sich durch die Wirkung des Bremsbandes 21 sehr schnell die Drehung der Welle 20 und der Teile, die im Getriebekasten rotieren. Der Schalthebel kann nun direkt in die nächste Gangstellung gelegt werden, da die Geschwindigkeit der Getrieberäder sehr gering ist.
Das Pedal 18 kann hierauf wieder freigegeben werden, wodurch das Bremsband 21 von der Trommel 19 gelöst und die Motordrosse1klappe 24 geöffnet wird mit der Folge, dass die Maschine beschleunigt und der Antrieb durch den Freilauf aufgenommen wird, wonach die Kupplung 6 wieder eingerückt werden kann, sobald keine relative Bewegung zwischen ihren Teilen 9 und 67 stattfindet. Auf diese Weise wird der Antrieb in der Vorwärtsrichtung normalerweise immer vom Freilauf aufgenommen, so dass kein Schleifen und Verschleiss der Kupplung oder Stoss bei ihrem Einrücken stattfindet, noch besteht irgendein Bedenken, dass ein Kupplungsschlupf eintritt, während normaler Vorwärtsfahrt, sogar im ersten Gang auf sehr steilen Hängen.
Ferner ist der Freilauf normalerweise durch die Kupplung gesperrt, so dass er nur als Freilauf benutzt wird während des Schaltens, wodurch sein Verschleiss minimal ist. Gleichzeitig bleibt die Bremskraft der Maschine während der normalen Fahrt zur-Verfügung. Die Reibungskupplung dient ferner auch dazu, den Freilauf zu sperren, um das Fahren im Rückwärtsgang zu ermöglichen.
Schaltungen von irgendeinem niedrigeren Gang zu irgendeinem höheren Gang und umgekehrt können also ausgeführt werden, während das Fahrzeug sich in Bewegung befindet. Wenn das Fahrzeug auf einem steilen Abhang mit einem noch eingerückten Gang (z. B. dem direkten Gang) zum Stillstand gebracht worden ist, und es ist erwünscht, auf einem niedrigeren Gang zu schalten, um das Fahrzeug wieder in Bewegung setzen zu können, so könnte es möglich sein, dass, sogar wenn die Maschine mit der Leerlaufdrehzahl läuft, das durch die hydraulische Kupplung auf die Strassenräder übertragene Drehmoment (wenn die Kupplung 6 eingerückt ist) genügt, um eine so grosse Last auf die im Eingriff befind-
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gezogen zu werden, so dass der gewünschte Gang ohne weiteres eingeschaltet werden kann. Sollte ein Fahrer das Ubertragungssystem falsch bedienen, z.
B. indem er das Kontrollpedal j plötzlich hoch- springen lässt (bevor der Freilauf den Antrieb aufgenommen hat), so wird das Übertragungssystem gegen Rückbelastung geschützt sein, sobald die Kupplung 6 wieder eingreift dank der Tatsache, dass die hydraulische Kupplung in diesem Augenblick eine sehr kleine Drehmomentsübertragungsfähigkeit hat und deswegen den Stoss absorbieren wird. Wenn der Fahrer einen zu kleinen Gang, z. B. den ersten Gang, einschaltet, während das Fahrzeug sich mit hoher Geschwindigkeit bewegt, so wird die hydraulische Kupplung den Stoss auf das Übertragungssystem vermindern, sobald das Kontrollpedal freigegeben ist.
Für diese Erfindung eignen sich besonders hydraulische Kupplungen kinetischer Gattung. Die Flüssigkeitskupplung kann eine konstante Flüssigkeitsfiillung haben, und die nötige Veränderlichkeit im Schlupf für Starten und Verkehrtfahren kann durch die der hydraulischen Kupplung innewohnenden Eigenschaften bei veränderlichen Maschinengeschwindigkeiten erreicht werden. Falls gewünscht, können jedoch Reguliermittel, um den Schlupf bei geringen Geschwindigkeiten zu vergrössern, vorgesehen werden.
Das Getriebe kann von irgendeiner andern bekannten oder geeigneten Art sein, z. B. ein ständig im Eingriff befindliches Getriebe, in welcher die verschiedenen Getriebegänge vermittels Klauenkupplungen eingerückt werden.
Die Reibungskupplung zwischen dem Getriebe und den Strassenrädern kann von irgendeiner geeigneten Art sein, z. B. eine Konuskupplung (Fig. 1) oder eine Einseheiben-oder Mehrscheibenkupplung oder eine Kupplung, die durch den Flüssigkeitsdruck oder mittels Servomotors oder elektromagnetisch, pneumatisch od. dgl. betätigt wird.
Nach einer geänderten Ausführung der Erfindung kann an Stelle der Reibungskupplung mit parallel geschalteter Freilaufvorrichtung nach Fig. 1 bloss eine Freilaufvorrichtung vorgesehen werden. Die in Fig. 2 abgebildete Freilaufvorrichtung ist eine der bekannten Arten. Sie enthält einen äusseren ringförmigen treibenden Teil 57 und einen inneren getriebenen Teil 58, zwischen welchen Rollen 59 angeordnet sind, welche voneinander räumlich durch einen Käfig 60 getrennt sind, der es ermöglicht, sie zwischen das treibende Glied 57 und den Teil 58 in beiden Drehrichtungen einzukeilen. Eine Scheibe 61, versehen mit einer innen gezahnten Zentralnabe, ist auf einen entsprechend gezahnten Teil der Welle 8 in der Weise montiert, dass sie unmittelbar mit der Welle 8 umläuft, aber frei ist, in der Längsrichtung darauf entlang zu gleiten.
Die Scheibe 61 wird vermittels der Feder 62 von dem Teil 58 weggedrückt, kann aber auch gegen diesen getriebenen Teil gerückt werden vermittels eines gegabelten Hebels 63, der durch einen Handgriff 64 bedient wird. In dem Käfig 60 eingebaute konische Bolzen 65 arbeiten zusammen mit durch die Scheibe 61 gebohrten Löchern 66.
Wenn der Steuerhandgriff 64 heruntergelassen wird, so wird die Scheibe 61 vermittels der Feder 62 von dem Teil 58 weggedrückt und der Käfig 60 ist frei, sich in beiden Drehrichtungen weit genug zu bewegen, um die Rollen sich verkeilen zu lassen, sowohl wenn die Vorrichtung Drehmoment aus einer
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Richtung aufzunehmen hat als auch wenn das Drehmoment aus der entgegengesetzten Richtung kommt.
Wenn der Griff 64 hochgezogen wird, so wird die Scheibe 61 gegen den getriebenen Teil 58 des Freilaufes gedrückt. Da jetzt die konischen Bolzen 65 in die Löcher 66 eingreifen, ist der Bewegungsbereich des Käfigs 60 relativ zum Teil 58 derart beschränkt, dass, wenn auch die Rollen frei sind, um sich zu verkeilen, falls die Maschine die Strassenräder treibt, sie sich doch nicht weit genug relativ zum Teil 58 bewegen können, um dann, wenn die Drehmomentsrichtung umgekehrt wird, sich zu verkeilen. In diesem
Zustande wirkt die Vorrichtung deshalb wie eine gewöhnliche Freilaufvorrichtung. Der Freilaufzustand ist der normale Laufzustand, wogegen der versperrte Zustand für Ausnahmefälle gebraucht werden kann, wie z. B., wenn es gewünscht wird, den Wagen rückwärts zu fahren oder die Maschine als Bremse zu benutzen.
Um den eben im Eingriff befindlichen Getriebegang von der Drehmomentslast befreien zu können, während die Maschine läuft und das Fahrzeug steht, ist nach Fig. 2 eine Bremse 19 vorgesehen, deren Bremsband 21 vermittels des Gestänges 22 mit dem Steuerpedal18, welches auch die Drosselklappe 24 durch das Gestänge 23 betätigt, verbunden ist. Die Drosselklappe und die Bremse können durch das Pedal 18 in derselben Weise betätigt werden, wie es bezüglich der Anordnung nach Fig. 1 be- schieben wurde.
Wenn der Handgriff 64 (Fig. 2) in seiner oberen (normalen) Stellung ist und sohin die Welle 8 die getriebene Welle 10 überlaufen kann und wenn das Pedal 18 teilweise heruntergedrückt ist, während das Fahrzeug sich in Bewegung befindet (z. B. um einen Gangwechsel vorzunehmen), zieht das Gestänge 22 das Bremsband 21 gegen die Trommel 19 und verlangsamt damit die Drehgeschwindigkeit der Getriebeteile, so dass das Gangschalten erleichtert wird. Wenn der gewünschte Gangwechsel einzuleiten ist, lässt man das Pedal 18 frei, und sobald hiedurch die Drosselklappe geöffnet wird, wird die Getriebewelle 10 beschleunigt. Wenn die Geschwindigkeit dieser Welle die Geschwindigkeit der Welle 8 erreicht hat, überträgt die Freilaufvorrichtung das treibende Drehmoment von der Maschine auf die Strassenräder.
In der weiteren Ausführungsform gemäss Fig. 3 ist zwischen dem Gangwechselgetriebe und den
Strassenrädern eine Freilaufvorrichtung angeordnet, die so eingerichtet ist, dass sie für den Zweck des
Schaltens von ihrem normalen nach beiden Drehrichtungen kuppelnden Zustand in einen bloss in einer
Drehrichtung kuppelnden, in der andern Richtung freilaufenden Zustand (Freilauf) verwandelt werden kann. Der Freilauf, der in Fig. 3 dargestellt ist, zeigt eine der bekannten Anordnungen, bei welcher schräg angeordnete Keilrollen zwischen konischen Rollenbahnen liegen.
Eine mit Nuten versehene Welle 79 ist vermittels eines Spurlagers 80 am hinteren Ende der Getriebewelle 10 gelagert, wogegen das hintere Ende der Welle 79, an welchem das vordere Universalgelenk der Welle 8 befestigt ist, durch ein Lager 11 gestützt ist, das in geeigneter Weise in einem festen Teil des Fahrgestelles untergebracht ist.
Eine Scheibe 81 ist mit der Getriebewelle 10 verkeilt. An dieser Scheibe sind eine konische Rollenbahn 82 für Vorwärtsantrieb und eine zweite konische Rollenbahn 83 für Rückwärtstrieb angeschraubt. Eine innere konische Rollenbahn 84 für Vorwärtstrieb ist auf der Welle 79 verschiebbar aufgekeilt und wird durch Federn 85 nach hinten gedrückt, welche gegen einen Flansch 86 am Spurlager 80 anliegen. Die Vorwärtsantriebsrollen 87 haben so geneigte Achsen, dass sie ein Drehmoment, welches in der normalen Drehrichtung der Welle 10 auftritt, nur von der äusseren Bahn 82 auf die innere Bahn 84 übertragen können. Ferner ist für Rückwärtstrieb eine innere konische Rollenbahn 88 auf der Welle 79 verschiebbar aufgekeilt, die durch Federn 89 nach vorne gedrückt wird, welche zwischen einem Ring 90 und Muttern 91 und 92 auf der Verlängerung 88'liegen.
Die Rückwärtstriebrollen 93 haben so geneigte Achsen, dass sie ein Drehmoment in der normalen Drehrichtung der Welle 10 nur von der inneren Bahn 88 zur äusseren Bahn 83 zu übertragen vermögen. Gleitbar auf der Verlängerung 88'ist eine Hülse 94, deren vergrössertes Vorderende sich gegen die äussere Rückwärtsbahn 83 hält. Kugeln 95 ruhen in einer keilförmigen Vertiefung, die zwischen der Vorderseite der Mutter 92 und dem konischen Ende der Hülse 94 gebildet ist.
Ein mit einer Ringnut versehener Steuerring 96 ist gleitbar auf der Hülse 94 angeordnet und kann durch den Hebel 97 verschoben werden. Dieser Hebel ist im Punkt 98 auf einem festen Teil des Gestellrahmens drehbar angeordnet und mit dem Gestänge 17 drehbar verbunden.
Die Handhabung der Vorrichtung ist folgende : Wenn Leistung von der Maschine 2 auf die Strassenräder übertragen werden soll, dreht sich die Getriebewelle 10 in Uhrzeigerrichtung, von vorne gesehen.
Die Welle 10 nimmt die beiden äusseren Bahnen 82 und 83 mit sich. Die innere Bahn 84 wird durch die Federn 85 nach hinten gepresst und presst daher die Rollen 87 in Kontakt mit der äusseren Bahn 82. Die Rollen haben die Tendenz, über die konische Aussenseite der Bahn 82 von einem Kreislauf grösseren Durchmessers zu einem Kreislauf kleineren Durchmessers zu rollen und so die innere Bahn 84 noch weiter nach hinten zu ziehen mit der Folge, dass die Rollen fest verkeilt werden und das treibende Drehmoment direkt von der Welle 10 auf die Welle 19 übertragen wird.
Wenn der Wagen die Tendenz hat, die Maschine zu überlaufen-z. B. beim Bergabwärtsfahren mit der Maschine als Bremse wirkend und vollkommen erhobenem Pedal 18 (Position a nach Fig. 5)-, so wird von der Welle 79 ein Drehmoment auf die aufgekeilte innere Rückwärtsrollenbahn 88 übertragen, welche durch die Federn 89 vorwärtsgedrückt wird und daher die Rollen 93 in Kontakt mit der äusseren Bahn 83 drückt. Diese Rollen haben die Tendenz, über die konische Vorderseite der Bahn 83 von einem grösseren auf einen kleineren Kreislauf zu rollen und daher die innere Bahn 88 vorwärts zu ziehen mit der Folge, dass die Rollen fest verkeilt werden und
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das überlaufende Drehmoment direkt von Welle 79 auf die Welle 10 übertragen wird.
Es ist daher klar, wenn das Kontrollpedal erhoben ist, die Vorrichtung fähig ist, sowohl treibendes Drehmoment von der Maschine auf die Strassenräder als auch überlaufendes Drehmoment von den Strassenrädern auf die Maschine zu übertragen.
Wenn das Steuerpedal 18 teilweise bis in die Stellung b oder vollkommen in die Stellung e heruntergedrückt wird, so wird dadurch der mit einer Vertiefung versehene Ring 96 vermittels des Hebels 97 nach rückwärts verschoben und treibt so die Kugeln 95 weiter in die keilförmige Vertiefung zwischen Hülse 94 und Mutter 92 mit dem Ergebnis, dass die innere Rollenbahn 88 ebenfalls nach hinten verschoben wird relativ zu der äusseren Bahn 83 und dass die ringförmige Lücke zwischen diesen beiden Bahnen so erweitert wird, dass die Rollen 93 nicht mehr zwischen den Bahnen eingeklemmt werden können. Wenn die Vorrichtung in diesem Zustand ist (das Steuerpedal 18 ist z.
B. in Position b), kann treibendes Drehmoment von der Maschine aus übertragen werden, wie oben beschrieben, von der Welle 10 durch die Vorwärtstriebrollen 87 und von dort auf die Welle 79. Wenn das Fahrzeug jedoch das Bestreben hat,
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ausgeschaltet sind, so kann die Vorrichtung nun auch als einfache Freilaufkupplung arbeiten. Der jeweilige Zustand der Freilaufvorrichtung im Verhältnis zu der Stellung des Kontrollpedals ist in Fig. 7 durch die Worte (gesperrt) und (frei) angegeben.
Anstatt der in Fig. 3 dargestellten Art des Freilaufes kann irgendeine andere geeignete Art Anwendung finden. Zum Beispiel kann der Freilauf nach Fig. 2 für den Gebrauch eines Freilaufes nach Fig. 3 (Zweizustand-Freilauf) eingerichtet werden, indem der Hebel 63 durch Gestänge 17 mit dem Steuerpedal 18 verbunden wird.
Die Anordnung gemäss Fig. 4 zeigt einen Zweizustand-Freilauf mittels eines einfachen Freilaufs, der parallel zu einer Klauenkupplung angeordnet ist. Gleitbar auf die Getriebewelle 10 ist ein mit einer Ringnut versehener Klauenkupplungsteil100 aufgekeilt, welcher durch den Hebel 15" verschoben werden kann. Der treibende Teil 101 des Freilaufes ist auf der Welle 10 befestigt, während der getriebene Teil 102 des Freilaufes an einem Ringkranz 103 befestigt ist, mit welchem die Welle 8 in geeigneter Weise verbunden ist. Die Freilaufrollen sind mit 104 bezeichnet. Klauen 105 auf dem gleitbaren Klauenkupplungsteil 100 arbeiten zusammen mit Klauen 106, die auf der Kante des Ringkranzes 103 angeordnet sind.
So können, wenn das Steuerpedal 18 in der oberen Stellung ist, die Klauen 105 mit den Klauen 106 arbeiten, so dass Welle 10 direkt mit der Welle 8 verbunden ist. Wenn das Pedal 18 heruntergedrückt wird, so sind die Klauen der Klauenkupplung ausgerückt und die Vorrichtung kann nunmehr als einfacher Freilauf arbeiten.
Die Enden der Klauen können schräg geformt sein, so dass, wenn die beiden Kupplungsteile miteinander in Berührung kommen, während die Welle 8 die Getriebekastenwelle 10 überläuft, der getriebene
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keiten sich dem Synchronismus nähern und Eingriff stattfinden kann, um den Freilauf zu versperren.
Es kann sich ferner als notwendig erweisen, Mittel vorzusehen, um die Freilaufkupplung in beiden Richtungen zu sperren, während der Rückwärtsgang eingerückt ist.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art soll an Hand der Fig. 4 beschrieben werden. Das Gestänge 17 ist drehbar mit einem Gestänge 107 verbunden, welches gleitbar ist in einem Gehäuse 108, welches einen Teil des Getriebegehäuses bildet. Auf dem hinteren Ende des Bolzens 107 ist drehbar ein Winkelhebel 109 montiert, dessen nach hinten ausladender Arm mit einem Haken 110 versehen ist. Mit dem Haken 110 greift er hinter das untere Ende eines Schlitzes 111, welcher in dem Ende des Klauenkupplungsbetätigungshebels 15"gebildet ist. Der zweite vertikale Arm 112 des Winkelhebels 109 befindet sich in der Bewegungsbahn der Stange 113 des Rückwärtsgangwählers im Getriebekasten 4.
Am unteren Ende des Schlitzes 111 ist an dem Hebel 15" ein konischer Ansatz 114 vorgesehen, welcher mit einem konischen Ansatz 115 auf der Rückseite des Hakens 110 des Hebels 109 zusammen arbeiten soll. Eine Feder 116 hat das Bestreben, die gleitbare Klauenkupplungshälfte 100 in eingerückter Stellung zu halten. Wird in dieser Stellung, wie in vollen Linien in Fig. 4 gezeigt ist, das Gestänge. 17 nach vorn bewegt, veranlasst durch Herunterdrücken des Pedals 18, so wird das Gestänge 107 und der Hebel 109 durch den Hebel 15" die gleitbare Kupplungshälfte 100 von der Kupplungshälfte 103 ausrücken. Wenn es nun gewünscht ist, mit dem Fahrzeug im
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hinter dem unteren Ende des Schlitzes 111 aus, wie durch gestrichelte Linie gezeigt ist.
Hebel 15"wird darauf gegen die Stellung a'durch die Wirkung der Feder 116 gedrückt. Der gleitbare Kupplungsteil 200 ist nunmehr frei, in dem Kupplungsteil 203 einzurücken, so dass das Fahrzeug jetzt in Rückwärtsbewegung gesetzt werden kann, indem man das Pedal 18 sich anheben lässt und die Drosselklappe öffnet. Nachdem das Rückwärtsfahren vollzogen ist, wird das Pedal 18 wieder heruntergedrückt und der Ganghebel aus seiner Rückwärtsstellung herausgenommen und während Pedal 18 wieder losgelassen wird, gleitet der konische Ansatz 115 des Hebels 109 an dem konischen Ansatz 114 des Hebels 15"in die Höhe und verriegelt damit den Haken 110 in seiner normalen Stellung hinter dem Schlitz 111.
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Eine weitere Anordnung, die ein Umsteuern auf Rückwärtsfahren bei einer Übertragungsanlage gemäss der Erfindung vorsieht und einen Freilauf einschliesst, ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Die Getriebewelle 20 eines Vorgelegegetriebes bildet ein Stück mit einem Zahnrad 120, welches ständig in Eingriff mit einem Zahnrad 121 steht, welches fest auf der Vorgelegewelle 122 sitzt. Die Getriebewelle 123 ist in einem Spurlager 124 in der Welle 20 und in einem Zwischenlager 125 gestützt. Ein Zahnrad 126, gesteuert
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diesem zusammen gekuppelt werden. Die gleitbaren Zahnräder 130 und 131 für den ersten bzw. zweiten
Gang werden durch einen Wähler 132 gesteuert. Dieser Teil des Getriebes stimmt mit den vorher beschriebenen Ausführungen überein.
Die Getriebezwischenwelle 123 reicht über das Lager 125 hinaus und endigt in einem Lager 133. Dieses Lager unterstützt das vordere Ende einer Sekundärgetriebe- welle 134, die wiederum durch ein Lager 135 gestützt ist. Ein gleitbarer Klauenkupplungsteil M6 ist auf der Welle 123 aufgekeilt und mit Klauen 137 versehen. Diese können mit Klauen 138 an einem
Zahnrad 139, welches ein Stück mit der Welle 134 bildet, in Eingriff gebracht werden. Ein gegabelter Schräghebel jMO, drehbar um eine Welle 141 (Fig. 9), die in dem Getriebekasten 142 gelagert ist, greift in eine Vertiefung der Kupplungshälfte 136 ein. An der Welle 141 greift aussen ein Hebel 143 an, welcher mit dem Gestänge 17 verbunden ist.
Eine Feder 144 hat das Bestreben, die Kupplungshälfte 136 im Eingriff mit den Kupplungsklauen 138 des Zahnrades 139 zu halten. Parallel mit der Klauenkupplung 136, 139 ist eine Freilaufkupplung vorgesehen, welche einen treibenden Teil 145 auf der Welle 123, Keilrollen 146 und einen getriebenen Teil 147 innerhalb der hohlen Vorderseite des Zahnrades 139 umfasst. Diese Freilaufkupplung ist so eingerichtet, dass sie ein Drehmoment in der Drehrichtung der Maschine von der Vorgelegewelle 123 auf die Welle 134 überträgt. Gleichzeitig erlaubt sie aber der Welle 134, die Vorgelegewelle 123 in der gleichen Drehrichtung zu überlaufen.
Ein gleitbares Rückwärtsgangzahnrad 148, gesteuert durch Wähler 149 (Fig. 9), ist auf einer Welle 150 gelagert, befestigt in dem Getriebegehäuse 142. Das Zahnrad 148 greift in das Zahnrad 139 ein und gleichzeitig in das Zahnrad 151, welches auf einem nach hinten sich erstreckenden Teil der Vorgelegewelle 122 sitzt. Wenn es gewünscht ist, einen Vorwärtsgang einzuschalten oder umzuschalten, während das Fahrzeug vorwärts läuft, so wird das Pedal 18 heruntergedrückt, wie vorher beschrieben, und dadurch die Kupplung 136, 139 entkuppelt, worauf die Welle 134 frei ist, die Welle 123 zu überlaufen. Die Geschwindigkeit des Getriebes kann hierauf verringert werden (z. B. durch Abbremsen der Trommel 19) ohne Rücksicht auf die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Wenn es gewünscht wird, das Fahrzeug auf Rückwärtsfahrt umzusteuern, so wird das Pedal 18 heruntergedrückt, und sobald die Vorgelegewelle 122 durch Betätigung des Bremsbandes 21 zur Ruhe gebracht ist, kann das Rückwärtsgangzahnrad 148 in Eingriff mit den Rädern 139 und 151 geschoben werden, wodurch die Vorgelegewelle. 122 direkt mit der Welle 134 verbunden ist. Das Pedal 18 kann nun gehoben werden, worauf das Maschinendrehmoment durch die ständig im Eingriff befindlichen Zahnräder 120 und 1 : 31, die Welle 122, die Zahnräder 151, 148, 139 und die Welle 134 auf die Strassenräder übertragen wird, welche nun in der Rückwärtsdrehrichtung getrieben werden können.
Beim Gebrauch einer Freilaufkupplung, die parallel geschaltet ist mit einer Klauenkupplung, welche dazu dient, sie in beiden Richtungen zu sperren, kann es sich ereignen, dass bei Übertragung eines geringen Drehmomentes durch den Freilauf die Klauen der Kupplung gerade nicht in Eingriffstellung kommen können und bei Vergrösserung des Drehmomentes elastische Beanspruchungen von Teilen des Freilaufes die Klauenkupplung in Eingriffstellung kommen lassen und die Kupplung zum Eingriff bringen. Wenn nun das Drehmoment verkleinert wird, so werden durch die Freilassung des Freilaufes die Klauen der Kupplung zusammengeklemmt, dadurch wird ihre spätere Entkupplung schwierig gemacht, unter Umständen sogar verhindert.
Um nun diese Schwierigkeit abzustellen, kann mit einem der Kupplungsteile eine elastische Abweisvorrichtung verbunden werden, welche den Eingriff der Kupplungsklauen so lange verhindert, bis ihre relative Stellung eine derartige ist, dass ein bestimmter Spielraum (gegen die Nachgiebigkeit der elastischen Abweisvorrichtung) in der Klauenkupplung vorhanden ist. Eine Form einer solchen Abweisvorrichtung ist an Hand eines Beispieles in den Fig. 10, 11 und 12 gezeigt, die eine Ansicht in vergrössertem Massstabe der Zweizustand-Freilauf- vorrichtung für ein Getriebe nach Fig. 8 darstellen. Die Stirnflächen (bezogen auf die normale Drehrichtung, wie in Fig. 11 mit Pfeil gezeigt) von zwei Zähnen 137'der treibenden Kupplungshälfte 136 sind unterschnitten, wie bei 180 gezeigt.
Abweisarme 181 sind vermittels Schrauben an der rückwärtigen Fläche der Hälfte 136 befestigt. Ihre freien Enden 182 sind so geformt, dass sie zum Teil in den unterschnittenen Teilen 180 liegen. Die Wirkungsweise dieser Abweisglieder 181 ist wie folgt : Angenommen, dass das Drehmoment durch den Freilauf 146 übertragen wird und dass die führenden Kanten der Zähne 138 genau gegenüber den Stirnkanten der Zähne mit voller Breite 137 liegen.
Wenn nun das Drehmoment vermehrt wird, so dass es den Freilauf elastisch beansprucht, so werden die Schleifkanten der Zähne 137 sich vor den führenden Kanten der Zähne 138 herbewegen, aber es wird der Kupplung nicht möglich sein, einzugreifen, obwohl die Zähne nun zeitweise in Eingriffstellung sind, weil die führenden Kanten der beiden Zähne 138, die den Lücken 183 (Fig. 11) gegenüberliegen, in Kontakt mit den Kanten 182 der Abweisglieder 181 sind.
Anderseits kann es passieren, dass der Freilauf einem geringen Drehmoment
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unterliegt, die Kupplungszähne zwar in Eingriffstellung sind, aber durch die Abweisglieder vom Eingriff verhindert werden und wenn der Freilauf danach unter maximalem Drehmoment elastisch beansprucht wird, die führenden Kanten der Zähne 138 gerade klar von den Kanten 182 der Abweisglieder kommen, so dass die Kupplung zum Eingriff unter der Wirkung der Feder 144 gelangt.
Wenn hienach das Drehmoment reduziert wird und die Beanspruchung im Freilauf nachlässt, so wird das elastische Glied 181 zurückgefedert gegen die Fläche 180, so dass die führenden Kanten der Zähne 138 frei sind, sich durch denjenigen Abstand zu bewegen, durch welchen das nachgiebige Glied 181 normalerweise von der zurückgeschnittenen Fläche 180 klar geht, und dieser Abstand ist ein solcher, dass keinerlei Möglichkeit vorhanden ist, dass sich die Zähne 137 gegen irgendwelchen von den Zähnen 138 klemmen, was ein Entkuppeln der Kupplung verhindern würde.
Eine abgeänderte. Anordnung, um die Drosselklappe zu steuern, ist in den Fig. 13 und 14 gezeigt.
Ein Drosselklappensteuerpedal 33 ist an ein Ende einer Welle 161 angeschlossen, die gestützt wird von Lagern 162. An das andere Ende der Welle 161 ist ein Hebel 163, versehen mit einem gebogenen Schlitz 164, angeschlossen. Eine Stange 165, verbunden mit dem Drosselklappenhebel166 vermittels Bolzens 175, greift mittels einer Schraube mit zylindrischem Kopf 167 in den Schlitz 164 ein. Die Nabe des Pedals 18 ist verlängert und bildet eine aussen mit Nuten versehene Hülse 168, drehbar auf Welle 161 gelagert.
Gleitbar montiert auf der Hülse 168 ist eine innerlich mit Keilen versehene Nockenhülse 169. Eine Spiralfeder 17ss, zusammengepresst zwischen Pedal 18 und Nockenhülse 169, zwingt die Nockenvorsprünge 171 auf dieser Hülse 169 in Eingriff mit entsprechenden Vorsprüngen 172, gebildet auf der Nabe eines Hebels 173, der drehbar auf der Welle 161 angeordnet ist. Ein drehbar aufgehängtes Gestänge 174 verbindet das Ende des Hebels 173 und die Stange 165. Die Länge der Stange 165, gemessen zwischen den Mittelpunkten des Bolzens 175 und der Schraube 167, ist gleich gemacht der Entfernung zwischen der Mitte der Welle 161 und der Mitte der Bolzen 175 in derjenigen Stellung, die sie annimmt, wenn die Drosselklappe in Leerlaufstellung ist.
Federn 176 und 177 haben das Bestreben, das Steuerpedal M bzw. das Drosselklappenpedal 33 in der gehobenen Stellung zu halten, wie in Fig. 13 gezeigt ist. Normale Kontrolle des Drosselklappenhebels 166 (gezeigt in der Leerlaufstellung) wird durch Pedal 33 bewirkt, indem die Schraube 167 unter Federwirkung der Feder 176 am oberen Ende des Schlitzes 164 gehalten wird. Wenn aber das Kontrollpedal. M in die Stellung c heruntergedrückt wird, wird die Hülse 168 gedreht unter Mitnahme der Nockenhülse 169. Da die Nockenzähne 171 und 172 in Eingriff gehalten werden durch den Druck der Feder 170, so wird hiedurch auch der Hebel 173 mit dem Pedal 18 gedreht, und dies veranlasst die Stange 165, um die Bolzen 175 so lange auszuschwenken, bis die Schraube 167 auf den Grund des Schlitzes 164 gebracht worden ist, wo sie sich in koaxialer Stellung mit der Welle 161 befindet.
Auf diese Weise wird der Drosselklappenhebel M6 in seine Leerlaufstellung gebracht ohne Rücksicht auf die Stellung des Drosselklappenkontrollpedals 33. Wenn das Steuerpedal M noch weiter heruntergedrückt wird von Stellung c in Stellung e, z. B. zum Zwecke der Betätigung der Bremse in der bereits beschriebenen Weise, so wird der Hebel 173 in seiner vorherigen Stellung vermittels des Gestänges 174 zurückgehalten, da eine Relativbewegung zwischen Pedal 18 und dem Hebel 173 möglich ist durch die Nockenzähne 171 und 172, die aufeinander reiten und die Nockenhülse 169 gegen die Nabe des Pedals 18 drücken und die Feder 170 mehr zusammendrücken. Wenn das Pedal 18 losgelassen wird, so bringt die Wirkung der Feder 170 das Pedal 18 und den Hebel 173 in ihre normalen relativen Stellungen zurück.
In der Beschreibung sind nur verschiedene Methoden beschrieben, welche es dem Steuerpedal-M ermöglichen, irgendeine spezielle Funktion durchzuführen, ohne Bezugnahme auf die andern Funktionen, deren Durchführung von ihm gleichzeitig verlangt werden mögen. Jedoch versteht es sich, dass die Verbindung mit dem Steuerpedal, die lediglich schematisch in einigen der Figuren angegeben sind, irgendeine geeignete Kombination enthalten können. Zum Beispiel, wenn die Kraftübertragungsanlage in Verbindungen mit einer Kompressormaschine verwendet wird, so kann die Hauptsteuerung der Maschine so beschaffen sein, dass sie die Brennstoffpumpe regelt.
Falls gewünscht, kann ein Luft-oder Öl-oder Gebläse-oder anderer Dämpfer oder eine Verzögerungvorrichtung vorgesehen werden, um den Wiederangriff der Kupplung bzw. der Freilaufvorrichtung zu verzögern, wenn das Steuerpedal schnell losgelassen wird,. und der Maschine zu gestatten, wenn sie beschleunigt wird, vor dem Eingriff'Fahrgeschwindigkeiten zu erzielen.
Die Freilaufvorrichtung kann, wenn gewünscht, mit einem Hinterachsen-oder Hilfswellendifferential verbunden werden. Das Übertragungssystem nach vorliegender Erfindung kann natürlich auch z. B. auf Lokomotiven, Eisenbahntriebwagen, Tanks, Kränen, Baggern (falls Mehrganggetriebe benutzt wird) angewendet werden.
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Device for simplifying switching in power transmission systems, in particular in vehicles that are driven by internal combustion engines.
The present invention relates to a device for simplifying the switching of the gearbox in power transmission systems in which a hydraulic clutch is kinetic
Type is arranged between the drive machine and change gear. In systems of this type, it has already been proposed to provide devices for filling and emptying the hydraulic clutch so that the connection between the drive machine and the mechanical transmission can be interrupted if desired. But such an arrangement would not permit the transmission system to be interrupted and switched on again so quickly that the gear change is easy to take place while the transmission is in motion.
In another known arrangement, the driving and driven parts of the hydraulic clutch are directly connected to the prime mover or to the power supply shaft of the speed change gear, and the hydraulic clutch is equipped with a hydraulic valve to control the fluid circulation in its working chamber (British patent specification No. 314157 ). The drive was then released by the hydraulic clutch by actuating the valve when a gear change was intended. But with this arrangement the valve does not slip the hydraulic clutch sufficiently to allow easy gear changes at high speed.
In another known arrangement (British patent specification No. 285970) the driving machine is connected to the gear change transmission by a hydraulic clutch which does not have any manually operated slip control devices. In contrast, the hydraulic clutch is connected in series with a main friction clutch which operates in the usual way to effect the gear change. However, this arrangement has certain disadvantages: Since the friction clutch is disengaged during the gear change, if an inattentive or inexperienced operator operates the machine, the prime mover can begin to run excessively before the clutch is switched on again.
When the clutch is engaged, the power transmission system is overloaded and can break as a result of the impact. A certain skill is also required to smoothly effect the gear change while the prime mover is running. As a friction clutch and a hydraulic one
Coupling is used, finally, such a transmission system is not cheap to manufacture.
The subject of the present invention is a device for simplifying the
Shifting in a speed change gear equipped with gears, which is mechanically connected to a hydraulic clutch of the kinetic type, without the interposition of a conventional friction clutch, so that a power transmission system is created that cannot be subjected to the impact of the drive torque.
The invention is based on the fact that in a power transmission system - especially in vehicles that are driven by internal combustion engines - in which a hydraulic clutch of the kinetic type is arranged between the drive machine and the speed change gear for the purpose of making a gear change at normal speed between the hydrau- ':
table clutch, which is not suitable for disengaging the drive, and the driven shaft of the 'system, which drives a wheel axle, an overrunning clutch is arranged, which can be locked,' us to transmit both the driving and the leading torque, and either by means of
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a device that only operates the overrunning clutch, or can be opened by means of a device that simultaneously operates the brake, which is arranged in a known manner on the driven part of the hydraulic clutch, so that the common main friction clutch between the machine and transmission can be omitted.
Furthermore, the power transmission system is equipped with a brake that can be actuated by a control pedal to bring the driven part of the clutch to a standstill, whereby according to the invention the control pedal is mechanically connected to devices for locking the overrunning clutch in such a way that the brake can only be activated when the one-way clutch is open. Such a brake arrangement cannot produce an inhibiting effect on the wheels.
Fig. 1 shows schematically the power plant of a car, in which the overrunning clutch is cut. 2, 3 and 4 show partial sections of three other arrangements for automobile transmission systems. FIGS. 5 and 6 show, on an enlarged scale, schematic views of parts which are shown in FIGS. 1-4. Fig. 7 shows a diagram of the conditions when handling the control pedal. Fig. 8 shows a partial side section of a further variant. Figure 9 is a section on line 9-9 of Figure 8. Figure 10 is a section through a modified detail. Fig. 11 is an elevation in section on line 11-11 of Fig. 10. Fig. 12 is a view of part of the detail shown in Figs. Figure 13 is a schematic side view of a modified controller.
FIG. 14 is a section along line je-j in FIG. 13.
In the arrangement according to FIG. 1, the shaft 1 of an internal combustion engine 2 is coupled to a speed change gear 4 by a hydraulic clutch of the kinetic type 3.
Between the driven shaft 10 of the change gear 4 and the shaft 8 for driving the wheel axles, a freewheel device with a simple friction clutch 6 is provided in parallel. The friction clutch 6 contains an inner conical! feil 9 and an outer conical part 61 in which the driven element 68 of the freewheel device is attached. The conical part 67 and with it the front end of the shaft 8 is supported by an extension of the shaft 10. An intermediate bearing 11 supports the rear end of the shaft 8, which is coupled to the front flange 12 of the secondary drive shaft 13.
The inner coupling part 9 is provided with wedges which engage in grooves in the shaft 10. A spring 14 normally presses the coupling part 9 against the coupling part 67, so that the coupling is then able to transfer the maximum torque that can be applied by the machine to the shaft 10. A control lever. M, which engages in an annular groove 16 of the coupling part 9, is connected to a pedal 18 by means of the linkage 17 such that when the pedal 18 is depressed, the coupling half 9 is moved forward against the pressure exerted by the spring 14 and so is brought out of engagement with the coupling half 67. The driving part 69 of the freewheel device is keyed onto the gear shaft 10.
In the annular space between the parts 68 and 69, the pinch rollers 70 are housed. The freewheeling device is selected in such a way that while the transmission shaft 10 is coupled to the shaft 8 when the friction clutch is engaged, when the control pedal is pressed. With the friction clutch released, the driven shaft 8 is able, by the freewheel device, to overrun the gear shaft 10, but it is always set to drive in the forward direction. This can z. B. the freewheel convey the drive as soon as a new gear has been switched, even before the friction clutch itself is re-engaged, so that no shock and thus no wear can arise as a result of the friction clutch 6.9 slipping.
A brake drum 19 is keyed on the shaft 20 which connects the hydraulic clutch 3 to the gear change transmission. A brake band 21 is arranged around the brake drum 19 and can be actuated by the pedal 18 through a linkage 22. The pedal 18 is also connected to the throttle valve lever 24 of the machine 2 by means of a third linkage 23 in such a way that pressing down the pedal 18 closes the throttle valve and thus reduces the engine torque regardless of the position of the conventional, independent gas control pedal, which is not shown here.
The connection between the pedal 18 and the linkage 17 is shown in FIG. The pedal 18, which sits on the shaft 25, carries a roller 26. This roller works in conjunction with a cam lever 27 on the shaft 28, the axis of which is eccentric with respect to the axis of the shaft 25. The shafts 25 and 28 are suitable stored on the gear box 4. A lever 29 with which the linkage 17 is rotatably connected is connected to the shaft 28. The profile of the cam 27 is shaped so that during the initial movement of the pedal 18, e.g. B. from position a (Fig. 5) to position b, the lever 29 moves from a 'to b' and during a further movement of the pedal z. B. from b to e the lever 29 only moves through the small angle from b'to e '.
The linkage 17 includes a spring connector 17 ′, which transmits a limited tension force without a change in length, but yields when it is loaded with a higher tension force. The limited force is sufficient to overcome the compressive force of the clutch spring 14.
The connection between the pedal 18 and the throttle valve lever 24 is shown in FIG.
Firmly on the pedal shaft 25 is a lever 30 with a pin 31 which slides in an elongated eye 32 'at one end of a spring connector 32, which transmits a limited tension force without stretching, but yields when it is loaded with a higher tension force. The other end of the
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Link 32 is rotatably attached to one arm of an angle lever 34, the other arm of which is rotatably connected by linkage 23 to throttle valve lever 24, which is shown in FIG. 6 in idle position c ". The length of eye 32 'is such that the throttle valve lever 24 can be pushed to the fully open position a ″ without moving the pedal 18.
The usual second throttle pedal 33 (shown in its lifted position) is used to actuate the throttle valve and is connected by a spring connector 35, similar to the connector 32, to a lever 34 ′, which is arranged with the lever 34 on the same axis. A tension spring 36 tends to keep the throttle valve always in the idle position. The spring connector 32 is stiff enough to be able to fully extend the spring connector 35 without yielding itself. The range of motion allowed by spring link 35 is sufficient to allow the throttle valve to be closed (ie moved from position d 'to position c ") by partially depressing the pedal, although pedal 33 may be fully depressed 18th
A spring 37 serves to hold the pedal 18 back in its raised position.
The pedal 18 is therefore connected to the individual parts in such a way that pressing it down triggers three separate actions in a predetermined sequence:
1. Assume that the throttle valve was opened by pressing down the pedal 33, with which the connecting link 32 was also raised, so that the pin 31 then lies at the lower end of the eye 32 ′.
By rotating the pedal shaft 25, the lever 30 is rotated and as a result, the linkage 23 is withdrawn via the connecting link 32 and the crank arm 34 and the throttle valve 24 is closed, whereby the engine torque is reduced. The expansion of the spring link 35 allows the throttle pedal 33 to remain depressed.
2. The rotation of the pedal shaft 25 moves the roller 26 (FIG. 5), which by sliding over the cam lever 27 triggers a rotation of the shaft 28 and the lever 29, whereby the linkage 17 is pulled forward. As a result of the movement of the linkage 17, the lever 15 (FIG. 1) is rotated forwards and the clutch 6 is thereby disengaged. Should the coupling half 9 now offer considerable resistance to being pushed back (e.g. as a result of the friction of the wedges in the grooves on the shaft 10), the spring connector 17 ′ expands and allows the pedal 18 to be depressed further and the throttle valve 24 close.
As soon as the torque, transmitted from the shaft 10 to the coupling half 9, has fallen enough to allow the coupling 6 to be disengaged, the spring connector 17 'contracts and overcomes the pressure of the coupling spring 14 and brings the coupling half 9 from engagement with the coupling half 67. This enables the shaft 8 to freely overrun the gear shaft 10.
3. A further movement of the pedal 18 now pulls the brake band 21 on the drum 19 with the result that the rotational speed of the shaft 20 is slowed down. Further movement of the lever 30 with the pedal shaft 25 after the throttle has been closed is permitted by the expansion of the spring link 32.
The sequence of these three processes is shown schematically in FIG. 7, in which the path of the pedal 18 is drawn horizontally. The letters a, b, c, d, e indicate the positions according to the
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Pull out the clutch by a dashed line and apply the brake by a dash-dotted line. The handling of the power transmission system described above is carried out as follows.
If the car is stationary and the gear shift lever, not shown, is in the neutral position, the machine can be started in the usual way. As soon as it is running, the shaft 20 is taken along by the crankshaft 1 by the hydraulic clutch 3. In order to be able to switch on a gear, e.g. B. first gear, the pedal. M partially pressed down and thereby the brake band 2j! attracted and so brought the brake drum 19 to a standstill and with this together the driven part of the clutch 3 and the Weehsel gear parts, which take over the drive from the shaft 20. The gearshift lever is brought into the position for first gear in the usual way, thus engaging it in the transmission.
When first gear is engaged, the pedal 18 is allowed to rise and, due to the small torque transmitted by the hydraulic clutch 3 while the crankshaft 1 is idling, the car stops.
To set the car in motion, the throttle valve pedal 33 (Fig. 6) is depressed, which increases the machine speed and consequently the torque transmitted by the hydraulic clutch increases to a level sufficient to overcome the drag of the car, which is now begins to accelerate. As the engine speed increases, the slip in the hydraulic clutch gradually decreases (in accordance with the torque characteristics of the clutch) and drops to a very low level at normal speeds. If a higher switch is now to be made, the pedal 18 is depressed further (towards position d); as a result of this movement, the machine torque is reduced, since the throttle valve 24 is closed more again despite the position of the pedal 33.
The clutch 6 is disengaged and the freewheel becomes effective. At the same time, the brake belt 21 grips drum 19. Since on the one hand the motor
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speed drops quickly, which enables the slip in the hydraulic clutch 3 to be increased, and since, on the other hand, the gearbox 4 cannot be driven by the road wheels, the rotation of the shaft 20 and the parts slows down very quickly due to the action of the brake band 21 rotating in the gear box. The gearshift lever can now be put directly into the next gear position because the speed of the gear wheels is very low.
The pedal 18 can then be released again, whereby the brake band 21 is released from the drum 19 and the motor throttle valve 24 is opened with the result that the machine accelerates and the drive is taken up by the freewheel, after which the clutch 6 can be engaged again, as soon as there is no relative movement between their parts 9 and 67. In this way, propulsion in the forward direction is normally always picked up by the freewheel, so that there is no clutch dragging and wear or jolting as it engages, nor is there any concern of clutch slipping occurring during normal forward travel, even in first gear very much steep slopes.
Furthermore, the freewheel is normally blocked by the clutch, so that it is only used as a freewheel during shifting, whereby its wear is minimal. At the same time, the braking force of the machine remains available during normal driving. The friction clutch also serves to lock the freewheel in order to enable driving in reverse gear.
Shifts from any lower gear to any higher gear and vice versa can thus be performed while the vehicle is in motion. If the vehicle has been brought to a stop on a steep slope with a gear still engaged (e.g., direct gear) and it is desirable to shift to a lower gear in order to be able to restart the vehicle, see below it might be possible that, even with the machine running at idle speed, the torque transmitted through the hydraulic clutch to the road wheels (when clutch 6 is engaged) is sufficient to apply such a large load to the engaged
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to be pulled so that the desired gear can be easily switched on. Should a driver operate the transmission system incorrectly, e.g.
B. by suddenly letting the control pedal j jump up (before the freewheel has taken up the drive), the transmission system will be protected against reverse loading as soon as the clutch 6 engages again thanks to the fact that the hydraulic clutch is very much at that moment has little torque transmission capacity and will therefore absorb the shock. If the driver goes down a gear, e.g. B. engages first gear while the vehicle is moving at high speed, the hydraulic clutch will reduce the shock on the transmission system as soon as the control pedal is released.
Hydraulic clutches of the kinetic type are particularly suitable for this invention. The fluid coupling can have a constant fluid filling, and the necessary variability in the slip for starting and driving in traffic can be achieved through the properties of the hydraulic coupling at varying machine speeds. If desired, however, regulating means to increase the slip at low speeds can be provided.
The transmission may be of any other known or suitable type, e.g. B. a constantly engaged transmission, in which the various transmission gears are engaged by means of dog clutches.
The friction clutch between the transmission and the road wheels can be of any suitable type, e.g. B. a cone clutch (Fig. 1) or a single-disc or multi-disc clutch or a clutch that is actuated by the fluid pressure or by means of a servo motor or electromagnetically, pneumatically or the like.
According to a modified embodiment of the invention, instead of the friction clutch with a parallel-connected freewheel device according to FIG. 1, only a freewheel device can be provided. The freewheel device shown in Fig. 2 is one of the known types. It contains an outer annular driving part 57 and an inner driven part 58, between which rollers 59 are arranged, which are spatially separated from one another by a cage 60, which enables them to be wedged between the driving member 57 and the part 58 in both directions of rotation . A disk 61, provided with an internally toothed central hub, is mounted on a correspondingly toothed part of the shaft 8 in such a way that it rotates directly with the shaft 8 but is free to slide along it in the longitudinal direction.
The disk 61 is pushed away from the part 58 by means of the spring 62, but can also be pushed against this driven part by means of a forked lever 63 which is operated by a handle 64. Conical bolts 65 built into cage 60 cooperate with holes 66 drilled through washer 61.
When the control handle 64 is lowered, the disc 61 is urged away from the part 58 by means of the spring 62 and the cage 60 is free to move in both directions of rotation far enough to allow the rollers to become wedged both when the device is torque from a
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Direction as well as when the torque comes from the opposite direction.
When the handle 64 is pulled up, the disc 61 is pressed against the driven part 58 of the freewheel. Since the conical bolts 65 now engage the holes 66, the range of motion of the cage 60 relative to the part 58 is so limited that even if the rollers are free to wedge if the machine drives the road wheels, they will not move far enough relative to portion 58 to wedge when the direction of torque is reversed. In this
Therefore, the device works like an ordinary freewheel device. The freewheeling state is the normal running state, whereas the locked state can be used for exceptional cases, e.g. B. when it is desired to drive the car backwards or to use the machine as a brake.
In order to be able to relieve the currently engaged gear from the torque load while the machine is running and the vehicle is stationary, a brake 19 is provided according to FIG. 2, the brake band 21 of which by means of the linkage 22 with the control pedal 18, which also the throttle valve 24 through the linkage 23 is actuated, connected. The throttle valve and the brake can be actuated by the pedal 18 in the same way as was described with respect to the arrangement according to FIG.
When the handle 64 (Fig. 2) is in its upper (normal) position so that the shaft 8 can override the driven shaft 10 and when the pedal 18 is partially depressed while the vehicle is in motion (e.g. to make a gear change), the linkage 22 pulls the brake band 21 against the drum 19 and thus slows down the speed of rotation of the transmission parts, so that gear shifting is facilitated. When the desired gear change is to be initiated, the pedal 18 is released, and as soon as the throttle valve is opened by this, the transmission shaft 10 is accelerated. When the speed of this shaft has reached the speed of shaft 8, the freewheel device transfers the driving torque from the machine to the road wheels.
In the further embodiment according to FIG. 3 is between the gear change transmission and the
Road bikes arranged a freewheel device, which is arranged so that they are for the purpose of
Switching from its normal coupling in both directions of rotation to just one in one
Direction of rotation coupling, in the other direction freewheeling state (freewheeling) can be transformed. The freewheel, which is shown in Fig. 3, shows one of the known arrangements in which obliquely arranged wedge rollers lie between conical roller tracks.
A grooved shaft 79 is supported by means of a thrust bearing 80 at the rear end of the gear shaft 10, while the rear end of the shaft 79, to which the front universal joint of the shaft 8 is attached, is supported by a bearing 11 which is suitably in is housed in a fixed part of the chassis.
A disk 81 is keyed to the transmission shaft 10. A conical roller conveyor 82 for forward drive and a second conical roller conveyor 83 for reverse drive are screwed onto this disc. An inner conical roller track 84 for forward drive is slidably keyed on the shaft 79 and is pressed backwards by springs 85 which rest against a flange 86 on the thrust bearing 80. The forward drive rollers 87 have axes inclined in such a way that they can only transmit a torque which occurs in the normal direction of rotation of the shaft 10 from the outer track 82 to the inner track 84. Furthermore, an inner conical roller track 88 is slidably wedged on the shaft 79 for reverse drive, which is pushed forward by springs 89 which lie between a ring 90 and nuts 91 and 92 on the extension 88 ′.
The reverse drive rollers 93 have axes inclined in such a way that they are only able to transmit a torque in the normal direction of rotation of the shaft 10 from the inner track 88 to the outer track 83. A sleeve 94, the enlarged front end of which is held against the outer reverse path 83, is slidable on the extension 88 ′. Balls 95 rest in a wedge-shaped recess formed between the front of nut 92 and the conical end of sleeve 94.
A control ring 96 provided with an annular groove is slidably arranged on the sleeve 94 and can be displaced by the lever 97. This lever is rotatably arranged at point 98 on a fixed part of the rack frame and is rotatably connected to the linkage 17.
The handling of the device is as follows: When power is to be transmitted from the machine 2 to the road wheels, the gear shaft 10 rotates in a clockwise direction, seen from the front.
The shaft 10 takes the two outer tracks 82 and 83 with it. The inner track 84 is pressed rearwardly by the springs 85 and therefore presses the rollers 87 into contact with the outer track 82. The rollers have a tendency to close over the conical outside of the track 82 from a circuit of larger diameter to a circuit of smaller diameter roll and so pull the inner track 84 even further back with the result that the rollers are firmly wedged and the driving torque is transmitted directly from the shaft 10 to the shaft 19.
When the car has a tendency to overrun the machine - e.g. B. when driving downhill with the machine acting as a brake and fully raised pedal 18 (position a according to FIG. 5) - a torque is transmitted from the shaft 79 to the wedged inner reverse roller track 88, which is pushed forward by the springs 89 and therefore pushes the rollers 93 into contact with the outer panel 83. These rollers have a tendency to roll over the conical front of the track 83 from a larger to a smaller circuit and therefore to pull the inner track 88 forward with the result that the rollers are firmly wedged and
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the overflowing torque is transmitted directly from shaft 79 to shaft 10.
It is therefore clear that, when the control pedal is raised, the device is capable of transmitting both driving torque from the machine to the road wheels and overriding torque from the road wheels to the machine.
If the control pedal 18 is partially depressed into position b or completely into position e, the ring 96 provided with a recess is thereby displaced backwards by means of the lever 97 and thus drives the balls 95 further into the wedge-shaped recess between the sleeve 94 and nut 92 with the result that the inner roller track 88 is also displaced backwards relative to the outer track 83 and that the annular gap between these two tracks is widened so that the rollers 93 can no longer be clamped between the tracks. When the device is in this state (the control pedal 18 is e.g.
B. in position b), driving torque can be transmitted from the machine, as described above, from the shaft 10 through the forward drive rollers 87 and from there to the shaft 79. However, if the vehicle tries to
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are switched off, the device can now also work as a simple one-way clutch. The respective state of the freewheel device in relation to the position of the control pedal is indicated in FIG. 7 by the words (locked) and (free).
Instead of the type of freewheel shown in FIG. 3, any other suitable type can be used. For example, the freewheel according to FIG. 2 can be set up for the use of a freewheel according to FIG. 3 (two-state freewheel) by connecting the lever 63 to the control pedal 18 by means of linkage 17.
The arrangement according to FIG. 4 shows a two-state freewheel by means of a simple freewheel which is arranged parallel to a claw clutch. A claw coupling part 100 provided with an annular groove is keyed to slide onto the gear shaft 10 and can be displaced by the lever 15 ″. The driving part 101 of the freewheel is fastened on the shaft 10, while the driven part 102 of the freewheel is fastened to an annular ring 103 to which the shaft 8 is connected in a suitable manner, the idle rollers being denoted by 104. Claws 105 on the slidable claw coupling part 100 cooperate with claws 106 which are arranged on the edge of the ring collar 103.
Thus, when the control pedal 18 is in the upper position, the claws 105 can work with the claws 106 so that shaft 10 is directly connected to shaft 8. When the pedal 18 is depressed, the claws of the claw clutch are disengaged and the device can now operate as a simple freewheel.
The ends of the claws can be obliquely shaped, so that when the two coupling parts come into contact with one another while the shaft 8 passes over the gearbox shaft 10, the driven
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speed approach synchronism and intervention can take place to block the freewheel.
It may also prove necessary to provide means to lock the overrunning clutch in both directions while reverse gear is engaged.
An exemplary embodiment of this type will be described with reference to FIG. The linkage 17 is rotatably connected to a linkage 107 which is slidable in a housing 108 which forms part of the gear housing. An angle lever 109 is rotatably mounted on the rear end of the bolt 107, the arm of which is provided with a hook 110, which extends to the rear. With the hook 110 he engages behind the lower end of a slot 111 which is formed in the end of the dog clutch actuation lever 15 ″. The second vertical arm 112 of the angle lever 109 is in the path of movement of the rod 113 of the reverse gear selector in the gear box 4.
At the lower end of the slot 111 a conical projection 114 is provided on the lever 15 ″, which is intended to cooperate with a conical projection 115 on the rear side of the hook 110 of the lever 109. A spring 116 tends to keep the slidable claw coupling half 100 in the engaged position If in this position, as shown in full lines in Fig. 4, the linkage 17 is moved forward, caused by depressing the pedal 18, the linkage 107 and the lever 109 are activated by the lever 15 ″ Disengage the slidable coupling half 100 from the coupling half 103. If it is now desired, with the vehicle in
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from behind the lower end of the slot 111 as shown by dashed lines.
Lever 15 ″ is then pressed against position a 'by the action of spring 116. Slidable coupling part 200 is now free to engage in coupling part 203 so that the vehicle can now be set in reverse motion by lifting pedal 18 and the throttle valve opens. After reversing is completed, the pedal 18 is depressed again and the gear lever is taken out of its reverse position and while pedal 18 is released again, the conical projection 115 of the lever 109 slides on the conical projection 114 of the lever 15 " and thus locks the hook 110 in its normal position behind the slot 111.
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Another arrangement, which provides for a reversing to reverse in a transmission system according to the invention and includes a freewheel, is shown in FIGS. The transmission shaft 20 of a countershaft transmission forms one piece with a gear 120 which is constantly in engagement with a gear 121 which is fixedly seated on the countershaft 122. The gear shaft 123 is supported in a thrust bearing 124 in the shaft 20 and in an intermediate bearing 125. A gear 126 is controlled
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this are coupled together. The slidable gears 130 and 131 for the first and second, respectively
Gears are controlled by a selector 132. This part of the gearbox corresponds to the designs described above.
The intermediate transmission shaft 123 extends beyond the bearing 125 and ends in a bearing 133. This bearing supports the front end of a secondary transmission shaft 134, which in turn is supported by a bearing 135. A slidable claw coupling part M6 is keyed on the shaft 123 and provided with claws 137. This can with claws 138 on one
Gear 139, which is integral with the shaft 134, are engaged. A forked inclined lever jMO, rotatable about a shaft 141 (FIG. 9), which is mounted in the gear box 142, engages in a recess in the coupling half 136. A lever 143, which is connected to the linkage 17, acts on the outside of the shaft 141.
A spring 144 tends to keep the coupling half 136 in engagement with the coupling claws 138 of the gear 139. In parallel with the dog clutch 136, 139, an overrunning clutch is provided which comprises a driving part 145 on the shaft 123, splined rollers 146 and a driven part 147 within the hollow front of the gear 139. This overrunning clutch is set up in such a way that it transmits a torque in the direction of rotation of the machine from the countershaft 123 to the shaft 134. At the same time, however, it allows the shaft 134 to overrun the countershaft 123 in the same direction of rotation.
A slidable reverse gear 148, controlled by selector 149 (Fig. 9), is mounted on a shaft 150, fixed in the gear housing 142. The gear 148 meshes with the gear 139 and at the same time with the gear 151, which is on a rearward extending part of the countershaft 122 sits. When it is desired to engage or change a forward gear while the vehicle is moving forward, the pedal 18 is depressed as previously described, thereby disengaging the clutch 136, 139, leaving the shaft 134 free to override the shaft 123. The speed of the transmission can then be reduced (e.g. by braking the drum 19) regardless of the vehicle speed.
When it is desired to reverse the vehicle, the pedal 18 is depressed and as soon as the countershaft 122 is brought to rest by operating the brake band 21, the reverse gear 148 can be pushed into engagement with the wheels 139 and 151, whereby the Countershaft. 122 is connected directly to the shaft 134. The pedal 18 can now be lifted, whereupon the machine torque is transmitted through the constantly engaged gears 120 and 1:31, the shaft 122, the gears 151, 148, 139 and the shaft 134 to the road wheels, which are now in the reverse direction of rotation can be driven.
When using an overrunning clutch, which is connected in parallel with a dog clutch, which is used to lock it in both directions, it can happen that when a small torque is transmitted by the freewheel, the clutch claws just cannot come into engagement Increasing the torque, elastic stresses on parts of the freewheel, bring the claw clutch into engagement position and bring the clutch into engagement. If the torque is now reduced, the clutch claws are clamped together by releasing the freewheel, which makes their subsequent decoupling difficult, and in some cases even prevented.
In order to remedy this difficulty, an elastic deflection device can be connected to one of the coupling parts, which prevents the engagement of the coupling claws until their relative position is such that a certain margin (against the flexibility of the elastic deflection device) is present in the claw coupling is. One form of such a deflection device is shown on the basis of an example in FIGS. 10, 11 and 12, which represent a view on an enlarged scale of the two-state freewheel device for a transmission according to FIG. The end faces (in relation to the normal direction of rotation, as shown with an arrow in FIG. 11) of two teeth 137 ′ of the driving coupling half 136 are undercut, as shown at 180.
Deflector arms 181 are attached to the rear surface of half 136 by screws. Their free ends 182 are shaped in such a way that they partially lie in the undercut parts 180. The mode of operation of these deflector members 181 is as follows: Assume that the torque is transmitted through the freewheel 146 and that the leading edges of the teeth 138 lie exactly opposite the front edges of the teeth with full width 137.
If the torque is increased so that it elastically stresses the freewheel, the grinding edges of the teeth 137 will move in front of the leading edges of the teeth 138, but the clutch will not be able to intervene, although the teeth are now temporarily in engagement are because the leading edges of the two teeth 138 opposite the gaps 183 (FIG. 11) are in contact with the edges 182 of the deflector members 181.
On the other hand, it can happen that the freewheel has a low torque
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subject, the clutch teeth are in engagement position, but are prevented from engaging by the deflector members and when the freewheel is then elastically stressed under maximum torque, the leading edges of the teeth 138 just clear of the edges 182 of the deflector members, so that the clutch to Engagement under the action of the spring 144 arrives.
When the torque is thereafter reduced and the stress in freewheeling is reduced, the resilient member 181 is rebounded against the surface 180 so that the leading edges of the teeth 138 are free to move through the distance through which the resilient member 181 would normally clear of the cut-back surface 180, and this distance is such that there is no possibility of the teeth 137 jamming against any of the teeth 138 which would prevent the coupling from disengaging.
A modified one. Arrangement to control the throttle is shown in Figs.
A throttle control pedal 33 is connected to one end of a shaft 161 which is supported by bearings 162. To the other end of the shaft 161, a lever 163 provided with an arcuate slot 164 is connected. A rod 165, connected to the throttle valve lever 166 by means of a bolt 175, engages in the slot 164 by means of a screw with a cylindrical head 167. The hub of the pedal 18 is elongated and forms a sleeve 168 provided with grooves on the outside and rotatably mounted on shaft 161.
Slidably mounted on the sleeve 168 is an internally splined cam sleeve 169. A coil spring 17ss compressed between pedal 18 and cam sleeve 169 urges the cam projections 171 on this sleeve 169 into engagement with corresponding projections 172 formed on the hub of a lever 173, which is rotatably arranged on the shaft 161. A pivotally suspended linkage 174 connects the end of lever 173 and rod 165. The length of rod 165 measured between the centers of bolt 175 and screw 167 is made equal to the distance between the center of shaft 161 and the center of the bolts 175 in the position it assumes when the throttle valve is in the idle position.
Springs 176 and 177 tend to keep the control pedal M and the throttle valve pedal 33 in the raised position, respectively, as shown in FIG. Normal control of the throttle lever 166 (shown in the idle position) is effected by pedal 33 by holding screw 167 at the top of slot 164 under the resilience of spring 176. But if the control pedal. M is pressed down to the position c, the sleeve 168 is rotated with the cam sleeve 169 entrained. Since the cam teeth 171 and 172 are held in engagement by the pressure of the spring 170, the lever 173 with the pedal 18 is also rotated thereby, and this causes the rod 165 to pivot the bolts 175 out until the screw 167 has been brought to the bottom of the slot 164 where it is in coaxial position with the shaft 161.
In this way, the throttle valve lever M6 is brought into its idle position regardless of the position of the throttle valve control pedal 33. When the control pedal M is depressed further from position c to position e, z. B. for the purpose of actuating the brake in the manner already described, the lever 173 is retained in its previous position by means of the linkage 174, since a relative movement between the pedal 18 and the lever 173 is possible by the cam teeth 171 and 172, which one on the other ride and push the cam sleeve 169 against the hub of the pedal 18 and compress the spring 170 more. When the pedal 18 is released, the action of the spring 170 returns the pedal 18 and lever 173 to their normal relative positions.
The description only describes various methods which enable the control pedal-M to perform any particular function without reference to the other functions which it may be required to perform at the same time. However, it will be understood that the connection to the control pedal, which are only indicated schematically in some of the figures, may contain any suitable combination. For example, when the power train is used in conjunction with a compressor machine, the main control of the machine can be arranged to regulate the fuel pump.
If desired, an air or oil or fan or other damper or delay device can be provided to delay the re-engagement of the clutch or the freewheel device when the control pedal is quickly released. and to allow the machine, as it is accelerated, to achieve travel speeds prior to engagement.
The freewheel device can, if desired, be connected to a rear axle or auxiliary shaft differential. The transmission system according to the present invention can of course also, for. B. on locomotives, railcars, tanks, cranes, excavators (if multi-speed transmission is used).
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