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Mehrgängiges Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrgängiges Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, das auf der einen Seite der angetriebenen Achse liegt und von dem auf der andern Seite dieser Achse liegenden Motor über eine zwischen Motor und Getriebe liegende Kupplung angetrieben wird und bei dem die Motorwelle mit der Treibwelle, die das Differential durch Kegelräder antreibt, in direktem Eingriff steht.
Es ist bekannt, insbesondere bei durch Heckmotor angetriebenen Fahrzeugen, Motor und Getriebe zu trennen, das Getriebe also nicht hinter die Hinterachse zu setzen. Jedoch wird bei dieser an sich bekannten Bauart in den meisten Fällen das Drehmoment des Motors durch eine in der Verlängerung der Kurbelwelle liegende Welle über oder unter der Hinterachse hinweg zum Getriebe geleitet und von dort durch eine zentrisch zu dieser Welle angeordnete Hohlwelle zurück zum Achsantrieb geleitet, der aus einem Schneckengetriebe oder aus einem versetzten Kegelradantrieb besteht. Eine andere Möglichkeit ist noch, den Antrieb des Getriebes ebenso vorzunehmen, den Abtrieb aber durch eine besondere Welle zurück zum Achsantrieb zu führen, wobei jedoch die Anordnung eines zusätzlichen Räderpaares notwendig ist.
Die Anordnung der Hohlwelle ist eine unerwünschte Komplikation, die die Betriebssicherheit beeinträchtigt und die Fabrikation erschwert. Ausserdem erfolgt die Kraftleitung mit Ausnahme eines sogenannten direkten Ganges immer über mindestens zwei Paar Zahnräder. Die Anordnung des zusätzlichen Räderpaares und der die Kraft zum Achsantrieb zurückleitenden zusätzlichen Welle, die innerhalb der Vorlegewelle des Getriebes gelagert sein kann, ist an sich eine erhebliche Verteuerung des Getriebes.
Dabei ist diese Anordnung schwierig für die Fabrikation und störend für die Betriebssicherheit. Sie hat ferner den Nachteil, dass alle Getriebegänge über mindestens drei Räderpaare geleitet werden müssen, mit Ausnahme des sogenannten grossen Ganges", der nur über das eben erwähnte zusätzliche Räderpaar geht. Auch ist es bereits bekannt, dass die Motorwelle mit der Treibwelle durch ein einziges Zahnräderpaar in direktem Eingriff steht, wobei die Treibwelle das Differential durch Kegelräder antreibt. Bei den bekannten Vorrichtungen handelt es sich aber um zwei-und mehrgängige Getriebe, bei denen die Wechselräder nach Art einer Serienschaltung hintereinander auf der Motorwelle verschiebbar angeordnet sind und die einzelnen Gänge durch Verschieben sämtlicher Räder gewählt werden.
Die bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, dass beim Schalten sämtliche Wechselräder verschoben werden müssen, was zu einer unnötig grossen Länge des Getriebes führt. Ausserdem werden bei jedem Gang Zahnräder in Eingriff gebracht, die hiedurch schnell verschleissen. Ein geräuschloses Schalten ist nur durch besondere Ausbildung der Zahnräder möglich.
Bei dem Getriebe nach der Erfindung werden diese Nachteile dadurch vermieden, dass die auf der Motorwelle angeordneten Zahnräder fest mit dieser Welle verbunden sind und eines oder mehrere dieser Zahnräder mit einem oder mehreren auf der Treibwelle lose sitzenden Zahnrädern ständig in Eingriff stehen. Der Antrieb der Treibwelle erfolgt durch eines oder mehrere auf dieser Welle längsverschiebbar angeordnete Zahnräder, die mit auf der Motorwelle fest angeordneten Zahnrädern in Eingriff gebracht werden oder mit den auf der Treibwelle lose sitzenden, mit auf der Motorwelle fest angeordneten, ständig in Eingriff stehenden Zahnrädern gekuppelt werden können.
Die Kupplung der auf der Treibwelle längsverschiebbar angeordneten Zahnräder mit den auf der Treibwelle lose sitzenden Zahnrädern erfolgt durch Klauenkupplungen, deren Hälften in bekannter Weise mit den zu kuppelnden Zahnrädern aus einem Stück bestehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Fig. 2 zeigt einen Schaltplan. 1 ist das Differential auf der Hinterachse ; der Pfeil deutet die Fahrtrichtung des Fahrzeuges. und die Einleitung des Drehmomentes von der Welle des hinter der Hinterachse angeordneten Motors. in die Vorlegewelle 2 des Getriebes an, mit der die Zahnräder 3, 4, 5, 6 fest verbunden sind. 7 ist die zweite Getriebewelle, die ihr Drehmoment mittels des Kegelrades 8 auf das Differential überträgt. Beide Wellen sind unverschiebbar gelagert.
Der erste Gang wird eingeschaltet durch Verschieben des mit der Welle 7 durch Feder und Nut verbundenen Zahnrades 9, so dass es mit dem Zahnrad 4 in Eingriff kommt, der zweite Gang durch Verschieben des ebenso mit der Welle 7 verbundenen Zahnrades 12, so dass es mit dem Zahnrad 5 in Eingriff kommt (vorher werden die Zahnräder 9 und 4 ausser Eingriff gebracht). Die Einschaltung des dritten Ganges erfolgt durch Kuppeln des ständig mit dem Zahnrad 6 in Eingriff stehenden und lose auf der Welle 7 laufenden Zahnrades 11 mit dieser durch Verschiebung des Zahnrades 19 nach links, wobei sich die Nuten des Zahnrades 12 über die Federn 14 des Zahnrades 11 schieben. Hiebei werden die Zahnräder 5 und 12 gleichzeitig ausser Eingriff gebracht.
Der vierte Gang wird eingeschaltet durch analoges Kuppeln des ständig mit dem Zahnrad 3 in Eingriff stehenden und lose auf der Welle/ laufenden Zahnrades 13 mit den Federn 15 des Zahnrades 9 und vorheriges Entkuppeln der Zahnräder 11 und 12. Da die Ein-und Ausschaltung des zweiten Ganges-den man bei stärkeren Wagen zum Starten benutzt-und des dritten Ganges-des Stadtganges-durch Verschieben einer Schaltgabel nach links und rechts möglich ist (wie es in Fig. 1 durch mit II und III bezeichnete Pfeile angedeutet ist), so kann der häufige Wechsel dieser beiden Gänge beim Fahren in der Stadt in bequemer Weise durch Vor- und Rückwärtslegen des- Schalthebels vor sich gehen, wie es aus dem Schaltschema Fig. 2 ersichtlich ist.
Um diese einfache Kraftübertragung bei den gegebenen Raumverhältnissen durchführen zu können, wird der erste Gang normal untersetzt, der vierte-oder Schnellgang-aber erheblich übersetzt ; ebenso ist die Untersetzung vom Kegelrad 8 auf das Differential verhältnismässig gross. Der im Schaltplan Fig. 2 zur besseren Veranschaulichung dargestellte Rückwärtsgang ist in der schematischen Fig. 1 nicht eingezeichnet, da er für die Erfindung nicht wesentlich ist.
Durch den Aufbau des Wechselgetriebes nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine äusserst kurze Baulänge des Getriebes zu erhalten. Ausserdem braucht nur ein Gang geräuschlos ausgebildet zu werden, da der erste Gang nicht geräuschlos ausgebildet zu werden braucht und die Klauenkupplungen leicht so ausgebildet werden können, dass sie ein geräuschloses Schalten ermöglichen. Auf die Anwendung eines sogenannten direkten Ganges kann verzichtet werden. Der Wirkungsgrad eines Schnellganges nach der Erfindung ist mindestens so gross wie der eines direkten Ganges, beispielsweise unter Verwendung von Schneckenrädern oder Kegelrädern mit sich kreuzenden Wellen.
Bei dem hohen Stand der heutigen Zahnradfabrikation ist kaum ein Unterschied im Geräusch eines Schnellganges der beschriebenen Art gegenüber dem eines sogenannten direkten Ganges festzustellen. Ausserdem verursachen bei der beschriebenen Konstruktion die Gänge ein viel geringeres Geräusch als diejenigen eines Getriebes mit Übertragung durch mehr als zwei Getriebezahnräder für je einen Gang, wodurch der durchschnittliche Wirkungsgrad des Getriebes gemäss der Erfindung erheblich höher ist.
Das Getriebe gemäss der Erfindung vereinigt in sich folgende Vorteile : guter Ausgleich der Massen von Motor und Getriebe, gedrängte Bauart, Anwendung einfacher, leicht herstellbarer, betriebssicherer Konstruktionselemente, hoher durchschnittlicher Wirkungsgrad, geringe Geräuschentwicklung bei allen Gängen, bequemste Schaltung bei dem am häufigsten vorkommenden Wechsel zwischen dem zweiten und dritten Gang.
Die neue Gatriebebauart lässt sich natürlich ebensogut für den Vorderradantrieb wie für Hinterradantrieb durch Heckmotor anwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Mshrgängiges Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge, das auf der einen Seite der angetriebenen Achse liegt und von dem auf der andern Seite dieser Achse liegenden Motor über eine zwischen Motor und G3triebe liegende Kupplung angetrieben wird und bei dem die Motorwelle mit der Treibwelle, die das Differential vorzugsweise durch Kegelräder antreibt, in direktem Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Motorwelle (2) angeordneten Zahnräder (3, 4,5, 6) fest mit dieser Welle verbunden sind und eines oder mehrere (3, 6) dieser Zahnräder mit einem oder mehreren (11, 13) der auf der Treibwelle (7) lose sitzenden Zahnrädern (11, 12, 9, 13) ständig in Eingriff stehen.