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Stufenlos regelbares Zugorgangetriebe (Riemen-, Ketten- oder Seiltrieb) mit nachgeschaltetem Zahnräderwechselgetriebe
Die. Erfindung betriftt ein stufenlos regelbares Zugorgangetriebe (Riemen-, Ketten- oder Seiltrieb) mit nachgeschaltetem Zahnrädeiwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer von der Motorwelle angetriebenen Getriebeeingangswelle, einem den Fabrantrieb vermittelnden und von der Getriebeeingangswelle angetriebenen, stufenlos regelbaren Riemengetriebe und einem nachgeschali teten Stufenwechselgetriebe.
Das wesentliche Merkmal der Erfindung besteht darin, dass ausser dem Fahrantrieb eine motorabhän - gig antreibbare Welle für Aussenantrieb am Getriebegehäuse gelagert ist, die von der Getriebeeingangs- welle unter Umgehung des. Zugorgangetriebes mit konstantem Übersetzungsverhältnis angetrieben werden kann, so dass bei gleichzeitigem Antrieb sowohl des Fahrwerks als auch der Aussenantriebswelle nur ein
Teil der Leistung über das Zugorgangetriebe geleitet wird.
Aus dem Vorhandensein der Aussenantriebswelle und der Anordnung des Zugorgangetriebes im Fahr- zeug, sowie der Lage der Getriebeeingangswelle und der Aussenantriebswelle gegenüber dem Zugorgange- triebe ergeben sich vorteilhaft geringe Abmessungen der Antriebsvorrichtung und eine gute Bodenfreiheit des Fahrzeuges.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung ist die Aussenantriebswelle durch eine der die Zugorganscheiben tragenden Wellen hindurchgeführt. Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die mit der Motorwelle durch die übliche Hauptkupplung verbundene Getriebeeingangswelle zwischen den die Treibscheibengruppen des stufenlos regelbaren Getriebes tragenden Wellen hindurchge- führt ist.
Die Zeichnung stellt schematisch mehrere Ausführungsformen gemäss der Erfindung dar und lässt noch weitere Einzelheiten derselben erkennen. Dabei zeigen : Fig. 1 eine Getriebeanordnung in Längsansicht teilweise im Schnitt, wobei die anzutreibenden Radhalbachsen und das Ausgleichsgetriebe um 900 ver - dreht erscheinen, Fig. 2 in einer Vorderansicht die Umrisse der Antriebseinrichtung nach Fig. l, Fig. 3 eine weitere Ausführungsform in Längsansicht mit gegenüber der Fahrzeug-Mittellängsachse schräg lie- gendem Zugorgan, Fig. 4 eine Vorderansicht der Umrisse der Antriebseinrichtung nach Fig. 5, Fig. 5 eine
Getriebeanordnung in Längsseitenansicht, worin die anzutreibenden Fahrzeugräder-Halb'achsen und das
Ausgleichsgetriebe um 900 verdreht erscheinen ;
Fig. 6 eine Stirnansicht der Getriebeanordnung in Pfeil- richtung A gesehen, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform mit einer hohl ausgebildeten Zugorganwelle in
Längsansicht und Fig. 8 in einer Vorderansicht die Umrisse derAntriebseinrichtung nach Fig. 7.
InFig. 1 ist die mittels der Hauptkupplung 2 mit dem Motor kuppelbare Getriebeeingangswelle mit 3 bezeichnet. Die Welle 3 trägt aufgekeilt das Zahnrad 4, das mit dem auf der Aussenantriebswelle 6 festen
Zahnrad 5 im Eingriff steht. Die vom Motor angetriebene Welle 3 ist über eine weitere schaltbare Kupp - lung 7 mit der die Treibscheiben 8 und 9 tragenden Primärwelle 10 des stufenlos regelbaren Getriebes kuppelbar. Im Gehäuse 11 ist die Sekundärwelle 12 des Zugorgangetriebes mit den Treibscheiben 13 und
14 gelagert. Letztere stehen mit den Treibscheiben 8 und 9 und der Welle 12 mittels eines endlosen Zug- organes 16 (Riemen oder Kette 16) in trieblicher Verbindung. Die Sekundärwelle 12 trägt aufgekeilt das
Zahnrad 17, welches mit dem Rad 18 dauernd kämmt. Das Rad 18 ist auf der \ orgelegewelle 19 fest an- gebracht.
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Zwei auf der Vorgelegewelle 19 feste Zahnräder 20 und 21 stellen mit dem auf der Abtriebswelle 23 mitdiehbaren jedoch axial verschiebbaren Räderblock 24,25 die Gangstufen des Zahnläderwechselgetrie- bes her, wobei das Zahnrad 24 mit dem Zahnrad 20 bzw. das Zahnrad 25 mit dem Zahnrad 21 in Eingriff gebracht werden kann. Der Zahnräderblock 24,25 besitzt Kupplungszähne 29, welche mit der Kupplungsverzahnung 26 eines auf der Antriebswelle 23 lose laufenden Zahnrades 28 in Eingriff gebracht werden können.
Das lose drehbare und seitlich unbewegliche Zahnrad 28 ist im Eingriff mit einem auf dem Wel- lenteil 6 der Aussenantriebswelle lose drehbar und axial gehaltenen Zahnrad 30, dessen Kupplungszähne 32 zu Gegenzähnen 34 einer auf dem Wellenteil 6 aufgekeilten, jedoch längsverschiebbaren Schaltmuffe 35 passen.
Das Zahnrad 30 ist mit einem weiteren Zahnrad 37 verbunden. Ein auf dem abtreibenden Teil 39 der Aussenantriebswelle mittels Keilprofil aufgesetzter und axial verschiebbarer Kupplungsteil 40 kann wahlweise entweder mit dem Zahnrad 37 oder mit dem auf dem Ende des Aussenantriebswellenteil : 6 festen Zahnrad 42 gekuppelt werden. Die Abtriebswelle 23 treibt über das Ritzel 44 und das Differentialgetriebe 45 auf die Halbachsen 46,47 der Fahrzeugräder.
Die Räder 48, 49 dienen zur Vermittlung des Rückwärtsantriebes u. zw. mit Hilfe der Rücklaufwelle 50.
Das Rad 49 der Rücklaufwelle befindet sich in ständigem Eingriff mit einem auf der Vorlegewelle 19 festen Zahnrad 51. Das Zahnrad 25 kann mit dem Rad 48 der Rücklaufwelle in Eingriff gebracht werden bei gleichzeitigem Eingriff der Klauenzähne 29 bzw. 26 der Zahnräder 25 bzw. 28.
Fig. 2 lässt die vorteilhafte Anordnung der Wellenzüge der Antriebseinrichtung (stufenlos regelbarer Antrieb und Stufenwechselgetriebe) erkennen, wobei sich durch die Unterteilung der Übersetzung des Zahnräderwechselgetriebes in die konstante Übertragung 17,18 und das Vorgelege 21, 25 die Radabmessungen wesentlich verringern und die Vorgelegewelle 19 in günstiger Weise in einem durch den Zugorgantrieb ohnehin beanspruchten Raum untergebracht ist.
Die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung ist folgende : Der Antrieb der Wellenteile 6 und 39 für denAussenantrieb erfolgt durch Lösen der Kupplung bei ausgeschaltetem Fahrantrieb über die Getriebeeingangswelle 3 und das Zahnradpaar 4,5, wobei der Wellenteil 39 unter Zusammenschluss des Kupplungsteils 40 mit dem Zahnrad 42 der Welle 6 direkt vom Motor angetrieben wird. Wenn der Fahrantrieb gleichzeitig mit der Aussenantriebswelle laufen soll, wird bei eingeschalteter Kupplung 7 die Aussenantriebswelle 39 über das stufenlos regelbare Getriebe 10,16, 12, die Zahnräder 17,18 und die miteinander kuppelbaren Zahnräder 21 und 25 angetrieben.
Die Kupplungszähne 29 des Räderblockes 24,25 kommen dabei mit den Gegenzähnen 26 des lose drehbarenRades 28 in Eingriff, welches mit dem Zahnrad 30 des Räderblockes 30, 37 des Wellenteils 6 kämmt. Bei nach links verschobenem Kupplungsteil 40 wird der Wellenteil 39 mit dem Räderblock 37,30 zusammengekuppelt und gangabhängig angetrieben.
DerRücklauf der Aussenantriebswelle bei rückwärts laufendem Fahrantrieb kann über das Zahnrad 51, die Zahnräder 49 und 48 der Rückwärtsgangwelle 50 und über das Zahnrad 25 hergestellt werden ; dabei greifen dessen Klauen 29 in die Gegenklauen 26 des Rades 28 ein.
Ist die Kupplung 7 gelöst und das Zahnrad 25 mit dem Zahnrad 28 sowie das Zahnrad 30 durch die Muffe 35 mit dem Wellenteil 6 der Aussenantriebswellegekuppelt, so kann der Fahrantrieb von dem Aussenantriebswellenteil 6 aus über die Zahnräder 30,28 und die Klauen 26,29 auf den mit der Abtriebswelle verbundenen Räderblock 24,25 und auf die Halbachse 46,47 erfolgen.
In Fig. 3 liegen die Wellen der Antriebsvorrichtung zur Längsmittelebene schräg und die Aussenantriebswelle ist seitlich oder annähernd seitlich zu diesen angeordnet.
Die mit der Motorwelle durch die Hauptkupplung 150 kuppelbare Getriebeeingangswelle ist mit 151 bezeichnet, die über ein konstantes Räderpaar 152 und 153 mit dem Aussenantriebswellenteil 154 in dauernder trieblicher Verbindung steht. Eine schaltbare Kupplung 156 verbindet die Getriebeeingangswelle
151 mit den Wellen 158 und 159 des stufenlosen Zugorgangetriebes, wobei die Welle 158 die Primärwelle desselben darstellt. Ein weiteres konstantes Zahnräderpaar 161,162 vermittelt den Antrieb von der Sekundärwelle 159 auf eine Vorgelegewelle 165, auf welcher die Zahnräder 163 und 164 fest angebracht sind, mit welchen die Zahnräder-168, 169 eines auf der Getriebeausgangswelle 171 mitdrehbar, jedoch axial verschiebbar vorgesehenen Räderblockes in Eingriff gebracht werden können.
Der Räderblock 168,
169 weist Kupplungszähne 172 auf, die mit Kupplungsklauen 173 eines lose auf der Getriebeausgangs- welle 171 laufenden Zahnrades 175 in Eingriff gebracht werden können. Das Zahnrad 175 steht mit dem
Zahnrad 178 in dauerndem Eingriff, das mit einem weiteren Zahnrad 179 zu einem Räderblock vereinigt ist, wobei letzterer lose laufend und seitlich gehalten auf dem Wellenteil 154 der Aussenantriebswelle gelagert ist.
Ein axial verschiebbarer Kupplungsteil 181 auf dem abtreibenden Wellenteil 185 des Aussenantriebes
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kann wahlweise mit demRadl79 bzw. mit dem auf der Aussenantriebswelle festen Rad 183 in Eingriff gebracht werden. Das Rad 178 ist mit Klauen 185 versehen, in welche Gegenzähne 186 einer auf dem Aussenantriebswellenteil 154 mitdrehbar, jedoch axial verschiebbar vorgesehenen Schaltmuffe 187 eingreifen können. Die Getriebeausgangswelle 171 trägt ein Ritzel 190, das mit dem Tellerrad 191 über das Differentialgetriebe 192 auf die Halbwellen 193,194 den Antrieb vermittelt. Der Rücklauf erfolgt hiebei wie in Fig. 1 bereits beschrieben. Die Wirkungsweise ist die gleiche, wie in Fig. 1 beschrieben.
Fig. 4 zeigt die zur Mittellängsebene schräg liegenden Wellen des Getriebesatzes und die seitliche Anordnung der Aussenantriebswelle 189.
In Fig. 5 ist die mittels der Hauptkupplung 302 mit dem Motor verbindbare Getriebeeingangswelle mit 303 bezeichnet. Diese Welle trägt aufgekeilt zwei je zu einer konstanten Übertragung gehörige Zahnräder 304 und 305, wobei das Zahnrad 304 mit einem auf dem Nebenwellenteil 307 festen Zahnrad 309 und das Zahnrad 305 mit einem festen Rad 312 im Eingriff steht, welches auf dem Wellenteil 311 befestigt ist. Der Primärwellenteil 307 kann mittels einer schaltbaren Kupplung 314 mit dem Primärwellenteil 308 verbunden werden.
Das dem Stufengetriebe vorgeordnete stufenlos regelbare Getriebe besteht aus den beiden Treibscheibenpaaren 316, 317 und 318,319, sowie dem Übertragungsorgan 320, welches beispielsweise in einem endlosen Riemen bestehen kann. Das eine Treibscheibenpaar 316,317 ist auf dem Nebenwellenteil 308 angeordnet, während das Treibscheibenpaar 318,319 von der Sekundärwelle 322 getragen wird.
Der Wellenteil 322 weist ein aufgekeiltes Zahnrad 323 auf, das mit einem Gegenzahnrad 324 kämmt.
Dieses ist auf einer im Gehäuse 310 gelagerten Zwischenwelle 325 befestigt. Auf dieser Welle ist ein weiteres Zahnrad 327 aufgekeilt, welches mit einem auf einer V orgelegewelle 33. 0 aufgekeilten Zahnrad 331 in ständigem Eingriff steht.
Weiters trägt die Welle 325 einen Kupplungszahnkranz 328, zu dem ein Kupplungszahnkranz 332 der Abtriebswelle 333 des Stufengetriebes axial verschiebbar, jedoch mit der Welle 333 drehbar vorgesehen ist. Die Welle 333 treibt die Hinterräder an u. zw. über das Kegelradpaar 334,335, das Differentialgetriebe 336 und die Halbwellen 337,338.
In fester Verbindung mit dem Kupplungszahnkranz 332 steht ein Zahnrad 340, welches mit dem auf der Zwischenwelle 330 festsitzenden Zahnrad 341 in Eingriff gebracht werden kann. Das Rad 340 dient ausserdem zur Vermittlung des Rückwärtsantriebes u. zw. mit Hilfe der Rücklaufwelle 342 und der auf letzterer festen Zahnräder 343 und 344. Die Welle für den Aussenantrieb ist mit 350 bezeichnet ; sie ist unabhängig im Getriebegehäuse 310 gelagert und trägt auf ihrem einen Ende mittels Nut und Keil geführt einen axial verschiebbarenKupplungsteil 351, der mit einem Kupplungszahnkranz 352 versehen ist. Diesei Kupplungszahnkranz passt zu einem auf dem Weil enteil 311 festsitzenden Kupplungskörper 353. Weiters weist der Wellenteil 311 ein lose drehbares Zahnrad 354 auf, das gegen axiale Verschiebung gesichert ist.
Dieses Zahnrad trägt einen Kupplungszahnkranz 355, zu dem die Kupplungsverzahnung 352 des Teiles 351 passt.
Bei stillstehendem Fahrzeugantrieb erhält die Aussenantriebswelle 350 ihren Antrieb von der Welle 303 aus über die Zahnräder 305,312 und Welle 311, sobald der Kupplungsteil 351 mit dem Kupplungszahnkranz 353 in Eingriff gebracht und die Kupplung 314 ausgeschaltet ist. Durch Einschalten der Kupplung 314 und Verschieben des Rades 340 nach links (direkter Gang 325 und 333) oder nach rechts (untersetzter Gang 341,340) kann das Fahrzeug mit zwei Geschwindigkeiten laufen. Die Kupplung 352,353 vermittelt dann jeweils den Antrieb der Welle 350.
Die Erfindung sieht noch Mittel vor, die es ermöglichen, bei etwaigem Ausfall des stufenlos regelbarenGetriebes das Fahrzeug mit dem Stufenwechselgetriebe und der Welle 311 betriebsfähig zu erhalten.
Beispielsweise ist zu diesem Zweck der unverschiebbar auf der Welle 311 lose laufende Radkörper 354 mit einem zweiten Kupplungsklauenkranz 356 versehen, mit dem eine auf der Welle 311 aufgekeilte, aber verschiebbare Kupplungsmuffe 357 in Eingriff gebracht werden kann. Damit lässt sich die triebliche Verbindung zwischen dem Wellenzug 311 und derGetriebeausgangswelle 333 herstellen, wenn dazu das Zahnrad 340 mit dem Zahnrad 354 in Eingriff gebracht wird.
Fig. 6 zeigt schematisch die Stirnansicht der dreiwellenzüge 303, 325, 333, 322,330, und308, 311, 350, die alle in der gleichen Ebene liegen. Dadurch ergibt sich für den Getriebeblock eine schmale Bauart.
In Fig. 7 ist die vom Motor über die Hauptkupplung 200 angetriebene Getriebeeingangswelle mit 201 bezeichnet, die über das konstante Räderpaar 202 und 203 mit dem Wellenteil 204 der Aussenantriebswelle in dauernder trieblicher Verbindung steht. Das Zugorgangetriebe besteht aus der die Treibscheiben 206 und 207 tragendenPrimärwelle 205 und der die Treibscheiben 211 und 212 tragenden Sekundärwelle 210. -
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welche über ein endloses Zugorgan 213 trieblich miteinander verbunden sind. Eine Kupplung 215 dient zum Zusammenschluss der Getriebeeingangswelle 201 mit der Primärwelle 205. Die Sekundärwelle 210 ist hohl ausgebildet, wobei der Aussenantriebswellenteil 204 durch letztere hindurchgeführt ist.
Die Sekundärwelle 210 trägt fest die beiden Zahnräder 216 und 217, mit welchen die Zahnräder 219 und 220 eines auf der Getriebeausgangswelle 221 mitdrehbaren, jedoch axial verschiebbaren Räderblockes in Eingriff gebracht werden können.
Kupplungszähne 224 des Räderblockes 219,220 können mit Gegenzähnen 225 eines lose drehbar auf der Getriebeausgangswelle 221 gelagerten Zahnrades 226 zusammengekuppelt werden. Das Zahnrad 226 steht mit dem Zahnrad 228, das mit einem weiteren Zahnrad 229 zu einem Räderblock vereinigt ist, in dauerndem Eingriff. Ein auf dem abtreibenden Wellenteil 231 des Aussenantriebes mitdrehbarer, jedoch axial verschiebbarer KuppJungsteil 232 kann wahlweise mit dem Zahnrad 229 bzw. mit dem Zahnrad 234 in Eingriff gebracht werden. Eine auf dem Wellenteil 204 aufgekeilte und axial bewegliche Kupplungsmuffe 235 ist mit Klauen 238 versehen, die mit Gegenzähnen 240 des Rades 228 zusammengekuppelt werden können.
Die miteinander verbundenen Zahnräder 241 und 242 dienen zur Vermittlung des Rücklaufes sowohl des Fahrantriebes als auch der Aussenantriebswelle, wobei das Zahnrad 217 mit dem RücklaufracT 241 in ständigem Eingriff steht.
Fig. 8 lässt die vorteilhafte Unterbringung der Aussenantriebswelle 204 erkennen, welche durch die Sekundärwelle 210 des stufenlos regelbarenGetriebes hindurch geführt ist. Dadurch ergibt sich eine raumsparende Anordnung für eine Antr'. ebsvorrichtung, die auch in bezug auf die Bodenfreiheit des Fahrzeuges vorteilhaft gestaltet ist.
Die Wirkungsweise ist folgende : Der Fahrantrieb wird über die Getriebeeingangswelle 201, das stufenlos regelbare Getriebe 206,207, 213, 211,212 und wahlweise über die Zahnräder 216,217 der Welle 210 bzw. die Zahnräder 219,220 des Stufenwechselgetriebes auf die Getriebeausgangswelle 221 bzw. auf die Fahrzeugradhalbwellen 250,251 vermittelt. Ist das Zahnrad 220 mit dem Rad 226 über die Klauen 224 bzw.'225 zusammengekuppelt und der Kupplungsteil 232 mit dem Zahnrad 229 in Eingriff gebracht, so erfolgt der Antrieb der Aussenantriebswelle in Abhängigkeit vom Stufenwechselgetriebe.
Bei gelöster Kupplung 215 und Zusammenschluss des Kupplungsteils 232 mit dem Zahnrad 234 erfolgt der Antrieb der Aussenantriebswelle unter Umgehung des Getriebesatzes. Vorteilhafterweise kann der Antrieb der Fahrzeugräder über das Zahnradpaar 202,203 und den Aussenantriebswellenteil 204 erfolgen, wobei dieser mittels der Schaltmuffe 236 mit dem Rad 228 zusammengekuppelt wird. Die Klauen 224 bzw. 225 des Rades 220 bzw. 226 müssen dabei miteinander zusammengekuppelt sein.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stufenlos regelbares Zugorgangetriebe (Riemen-, Ketten-oder Seiltrieb) mit nachgeschaltetem Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer von der Motorwelle angetriebenen Getriebeeingangswelle, einem den Fahrantrieb vermittelnden und von der Getriebeeingangswelle angetriebenen stufenlos regelbaren Riemengetriebe und einem nachgeschalteten Stufenwechselgetriebe, dadurch gekennzeichnet, dass ausser dem Fahrantrieb eine motorabhängig antreibbare Welle (350) für Aussenantrieb am Getriebegehäuse (310) gelagert ist, die von der Getriebeeingangswelle (303) unter Umgehung des Zugorgangetriebes (320) mit konstantem Übersetzungsverhältnis angetrieben werden kann, so dass bei gleichzeitigem Antrieb des Fahrwerks und der Aussenantriebswelle (350)
nur ein Teil der Leistung über das Zugorgangetriebe geleitet wird.