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In allen Vorwärtsgängen synchronisiertes Kraftfahrzeugwechselgetriebe mit Freilaufeinrichtung
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Erfindungund vierte Gang mit Freilauf versehen wurden. Die Anordnung eines Freilaufes im ersten und zweiten Gang zur Schalterleichterung wird durch eine wirksame Synchronisierung hinfällig. Der Freilauf im dritten und vierten Gang ohne Sperreinrichtung hat den Nachteil, dass die Bremswirkung des Motors bei leichtem Ge- fälle nicht in Anspruch genommen bzw. bei Strassenglätte die erwünschte starre Verbindung zum Motor nur im zweiten und ersten Gang hergestellt werden kann.
Als Nachteile der bekannten Rückwärtsgang-Anordnung zeigen sich einmal bei einem ständig in Ein- griff befindlichem Umkehrrad die Lösung des Schmierproblems, die nur durch Anordnung des genannten
Rades unterhalb des Ölspiegels und dadurch bedingter komplizierter Schaltgabel oder durch erheblichen
Aufwand an Lagerelementen erreicht werden kann, zum andern bei nicht ständig im Eingriff befindlichen
Umkehrrad Schaltschwierigkeiten beim Einlegen des Rückwärtsganges, wenn von zwei gleichzeitig zu schaltenden Zahneingriffen einer Zahn auf Zahn steht, was auch durch Wiedereinkuppeln nicht verändert werden kann.
Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, die geschilderten Mängel weitestgehend zu vermindern bzw. auszuschalten.
Die bekannten Vorteile des Freilaufes, wie Minderung der Triebwerkgeräusche im Schub, Senkung des
Kraftstoffverbrauches, insbesondere bei Zweitaktmotoren, und Schalterleichterung, sollten erfindungsge- mäss auf die besonderen Verhältnisse des Kleinwagens angewandt werden. Die Sperrung des Freilaufes mit
Hilfe der manuell. und relativ selten betätigtenSperreinrichtung stellt eine zusätzliche Belastung des Fahr- zeugführers dar, die infolge der Ablenkung vom Verkehrsgeschehen zur Unfallursache werden kann, die erfindungsgemäss beseitigt wird.
Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, die Lagerung der
Antriebswelle technisch einwandfrei zu gestalten, indem die durch Teilung der Welle bedingte dritte Lagestelle, die sich ungünstig auf die Biegesteifigkeit der Welle und die damit verbundenen Geräusch- und
Verschleisserscheinungen auswirkt, beseitigt und dadurch die Funktionssicherheit erhöht wird.
Ausserdem besteht die Aufgabe, durch eine technisch günstigere Lösung der Rückwärtsganganordnung einschliesslich der Schaltgabel erhöhte Funktionssicherheit bei verringertem Fertigungsaufwand zu erzielen.
Die Aufgaben der Erfindung werden wie folgt gelöst : Auf der durchgehenden, zweifach gelagerten Antriebswelle am Getriebe-Eingang ist unter dem z. B. nadelgelagerten, gleichzeitig als Freilaufglocke ausgebildeten Antriebsrad für den vierten Gang ein Klemmrollenfreilauf angeordnet, der nur im vierten Gang wirksam wird.
Das. Vorteilhafte an dieser Anordnung ist, dass dadurch die als nachteilig bekannte Teilung der Antriebswelle mit Lagerung des einen Wellenrades in der Kurbelwelle und Lagerung der Hauptwelle in der Antriebswelle vermieden und damit eine technisch einwandfreie und statisch bestimmte Lagerung erzielt werden. Durch Ausschaltung der Taumelbewegung der geteilten Antriebswelle, hervorgerufen durch Mittigkeitsabweichung zwischen Kurbelwelle und Antriebswelle, sowie Wegfall des Lagerspieles des durch die ungeteilte Antriebswelle nicht mehr benötigten Lagers ergibt sich eine geringere Durchbiegung und damit eine wesentliche Geräusch- und Verschleiss minderung, ausserdem erzielt man mit der ungeteilten Welle fertigungstechnische Vereinfachungen und Erhöhung der Funktionssicherheit durch Ausschaltung einer schwierig zu bearbeitenden Lagerstelle.
Die erfindungsgemässe Anordnung des Freilaufes nur im vierten Gang ist technisch gerechtfertigt, da derFahrzeitenanteil des vierten Ganges etwa die Hälfte der Gesamtfahrzeit oder mehr als diese ausmacht und insbesondere bei Zweitaktmotoren erzielbare Kraftstoffersparnis daher im vierten Gang am meisten wirksam wird. Der weder im Zug noch im Schub unterbrochene Kraftfluss vom Motor zu den Antriebsrädern, der bei bekannten Getrieben mit für alle Gänge wirksamem Freilauf durch eine Sperrvorrichtung erreicht wird, ist vornehmlich bei starkem Gefälle und bei ungünstigen Fahrbahnbedingungen notwendig.
Da hiebei dieFahrgeschwindigkeit reduziert werden muss, was in der Regel durch Einlegen eines niederen Ganges geschieht, kann erfindungsgemäss auf die fertigungstechnisch aufwendige Sperreinrichtung, die sich nicht nur auf die Getriebe beschränkt, sondern auch zusätzliche Gestänge im Fahrzeug erfordert, verzichtet werden, wodurch eine geringere Getriebebaulänge und damit Gewichtsverminderung erzielt wird.
In dieser erfindungsgemässen Auslegung liegt der weitere Vorteil begründet, dass die Herstellung des ununterbrochenen Kraftflusses in Zug und Schub mit der Wahl des niederen Ganges nicht durch zwei getrennte Bedienungsvorgänge erfolgt, von denen die Sperrung des Freilaufes für den Fahrzeugführer relativ ungewohnt ist, sondern allein durch die mit Hilfe der vorhandenen Synchronisierung erleichterte Schaltbewegung.
Gemäss der Erfindung ist das Umkehrrad für Rückwärtsgang in unmittelbarer Nähe der Schaltelemente auf der feststehenden Umkehrradachse so angeordnet, dass die übliche Schaltgabelausführung durch einen wenig material- und fertigungsaufwendigen Mitnehmer ersetzt wird und anderseits der Vorteil
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des nicht ständig in Eingriff befindlichen Umkehrrades, wie Ausführung der Verzahnung in minderer Qua- lität und geringerer Aufwand hinsichtlich Lagerung und Schmierung, erhalten bleibt.
Die erforderliche
Herstellung des doppelten Zahneingriffs während des Schaltvorganges wird vorteilhafterweise so gelöst, dass zur Vermeidung einer Zahn-auf-Zahn-Stellung, die sich bei stehender Abtriebswelle auch durch
Wiedereinkuppeln nicht beseitigen lässt, der Schaltweg des als Schieberad ausgebildeten Umkehrrades zu den beiden mit demselben in Eingriff zu bringenden Verzahnungen in der Weise abgestuft ist, dass der
Zahneingriff zuerst mit der Verzahnung des ersten Ganges auf der Antriebswelle und danach mit der ent- sprechenden Verzahnung der auf der Abtriebswelle angeordneten Schaltmuffe für ersten und zweiten Gang erfolgt, was sich beim Schaltvorgang vorteilhaft so auswirkt, dass bei Trennung der Antriebswelle vom
Motor durch das Auskuppeln die Massenträgheit der sich drehenden Antriebswelle ausreicht,
um das zuerst mit der Antriebswelle durch Zahneingriff verbundene Umkehrrad so zu verdrehen, dass der zweite Zahn- eingriff mühelos erfolgen kann.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel eines in allen Vorwärtsgängen synchronisierten vierstufigen Kraftfahrzeug-Wechselgetriebes mit Freilaufeinrichtung, insbesondere für Kleinwagen, gemäss der Erfindung erläutert und durch die Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen : Fig. 1 eine Ansicht des Getriebes in der Teilebene, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie A-B der Fig. 1 und Fig. 3 die Anordnung des Umkehrrades entsprechend der Draufsicht der Fig. 2.
Eine Antriebswelle 2, die mittels zweier Wälzlager in einem Getriebegehäuse 1 gelagert ist, besteht aus einem Stück mit dem Ritzel 22, das für den ersten Gang bestimmt, aber so breit gehalten ist, dass es auch zur Vermittlung des Rückwärtsganges verwendbar ist. Auf dieser Antriebswelle 2 ist ein Zahnrad 8 lose drehbar angeordnet und z. B. mittels Nadellager auf dieser gelagert.
Dieses Zahnrad 8 besitzt einen glockenartigen seitlichen Ansatz, der eine auf der Antriebswelle 2 undrehbar angeordneteFreilaufnabe4 Uberfasst. Zwischen dieser und dem glockenartigen Ansatz des Zahnrades 8 sind zwölf Rollen angeordnet, die die Antriebsbewegung der Antriebswelle 2 auf das Zahnrad 8 übertragen, aber dieses Zahnrad 8 jeweils dann freigeben, wenn es von einem auf einer Abtriebswelle 11 sitzenden Zahnrad 9 schneller angetrieben wird, als die Antriebswelle 2 umläuft.
Wird vom Motor aus über eine (nicht dargestellte) Kupplung ein Drehmoment eingeleitet, so verläuft der Kraftfluss bei einge- schaltetem viertem Gang folgendermassen : Uber die zweifach im Gehäuse 1 gelagerte, durchgehende Antriebswelle 2 und die darauf mittels zweier Scheibenfedern 3 drehfest angeordnete Freilaufnabe 4 und die durch den Rollenkäfig 5 geführten Zylinderrollen 6 geht der Kraftfluss in das mit Hilfe eines, entsprechend dem Ausführungsbeispiel, doppelreihigen Nadellagers 7 auf der Antriebswelle 2 angeordnete Zahnrad (Antriebsrad) 8 für den vierten Gang. Dieses Zahnrad 8 wird durch die Wirkung der Freilaufeinrichtung in Zugrichtung kraftschlüssig mit der Antriebswelle 2 verbunden und treibt das mit Zahnrad 8 ständig in Eingriff stehende, als schaltbares Losrad ausgebildete Abtriebsrad 9 (auch für den vierten Gang).
Zu diesem Abtriebsrad 9 ist die mit einer Synchronisierung versehene Schaltkupplung 10 zugeordnet, die die Verbindung des Abtriebsrades 9 zur Abtriebswelle 11 herstellt und damit den Kraftfluss überträgt, Dieser wird dann über die Verzahnung 12 und das Achsantriebsrad 13 sowie das Ausgleichsgetriebe 14 in die Gelenkwellen 15 geleitet.
Erfordern die Verkehrsverhältnisse eine Ausschaltung der Freilauf wirkung, so wird durch Einlegen beispielsweise des dritten Ganges eine formschlüssige Verbindung über die Zahnräder 13 und 12, die Abtriebswelle 11, die Schaltkupplung 10, das Abtriebsrad 16 für den dritten Gang und das drehfestmitder Antriebswelle 2 verbundene Antriebsrad 17 für den dritten Gang und die (nicht dargestellte) Kupplung mit dem Motor hergestellt.
Beim Einlegen des Rückwärtsganges wird mit Hilfe des auf der mit einer annähernd bis Durchmessermitte ausgedehnten entsprechenden nutförmigen Ausnehmung versehenen Schaltstange 18 für Rückwärtsgang befestigten Mitnehmers 19, der erfindungsgemäss begünstigt durch den geringen Achsabstand zwischen Schaltstange 18 und feststehender Umkehrradachse 20 das gleitgelagerte Umkehrrad 21 an seinem Zahnkranz gabelförmig umschliesst, das Umkehrrad 21 auf der Achse 20 verschoben, wobei der Zahneingriff, bedingt durch die Längsabstufung der Verzahnung, zuerst mit der auf der Antriebswelle 2 befindlichen Verzahnung 22 für den ersten Gang und danach mit dem Zahnkranz 24 auf der Schaltkupplung 23, die mit der Abtriebswelle 11 drehfest verbunden ist, zustande kommt.
Die feststehende Umkehrradachse 20 ist zur Schmiermittelzuführung mit einer in Schaltstellung dieNabe desUmkeh. ades21 beiderseits überragenden Abflachung 25 versehen.