Vorrichtung zum Schalten eines Zahnräderwechselgetriebes in Antrieben mit Verbrennungskraftmaschine, insbesondere solchen von Kraftfahrzeugen. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schalten eines Zahnräderwechselgetrie- bes in Antrieben mit Verbrennungskraftma- schine, insbesondere solchen von Kraftfahr zeugen, mit mindestens zwei Paaren zusam menwirkender Räder.
Ein besonderes Getriebe dieser Art stellt zum Beispiel das Maybach-Schnellgang-Ge- t.riebe dar, bei dem zwei Paar Räder dauernd im Eingriff sind unter Verwendung von zwei hlauenkupplungen und einer Einrichtung, die ein nachgiebiges Aneinanderdrücken der Kupplungshälften der einen Kupplung be wirkt, sobald die andere Kupplung gelöst wurde, wobei die so aneinander angedrückten Kupplungshälften in beiden Kupplungen so ziusgebildet sind, zum Beispiel durch entspre chende Abschrägung .der Stirnflächen der Klauenzähne,
dass sie sich bei der Anlage zuerst immer solange abweisen, bis die zu erst schnellere Hälfte beginnt die langsamere zu werden, woraufhin unmittelbar der end gültige Eingriff erfolgt.
Die Schaltung dieser Getriebe erfolgt ohne Auskupplung der Hauptkupplung, durch Vorspannen einer Feder, die beim Wegnehmen des Gases, also beim Sehliessen der Brennstoffzufuhr, das Lösen der einen Klauenkupplung und das federnde Aneinan- derdrücken der Hälften der zweiten Kupp lung bewirkt.
Man hat, um die Schaltung möglichst bequem zu gestalten, eine Schaltung mittelst Unterdruck dabei vorgesehen bei der eine Un terdrucksteuerung inVerbindungi mit einem 1u einem Zylinder durch den Unterdruck beweg ten Kolben erfolgt. Erfindungsgemäss ist nun die Einrichtung zum Lösen der einen und zum Aneinanderdrücken der andern Kupp lung in solcher Weise durch Unterdruck be- dienbar gemacht, dass zum Schalten aus dem langsameren in den schnelleren Gang der verhältnismässig konstante Unterdruck in einem Speicher und zum Schalten aus dem schnelleren in den langsameren Gang der im Vergaserrohr nur zeitweise vorhandene Un terdruck dient.
Die Wirkungsweise und Vorteile dieser erfindungsgemässen Einrichtung lassen sich am besten anhand eines Ausführungsbeispiels erläutern, wie ein solches in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.
Die treibende Welle 1 eines Zweigang wechselgetriebes ist gleichachsig mit der getriebenen Welle 2 angeordnet. Auf der Welle 1 sitzt lose das Rad 3 und auf der Welle 2 ist das Rad 4 fest angeordnet. Parallel zu den beiden Wellen 1 und ist eine Nebenwelle 5 vorgesehen, auf der die Räder 6 und 7 fest aufgekeilt sind. Da bei ist das Rad 6 dauernd in Eingriff mit dem Rad 3 und das Rad 7 in dauerndem Ein griff mit dem Rade 4. Auf der Welle 1 ist verschiebbar, aber undrehbar eine Muffe 8 angeordnet, die links und rechts mit Klauenzähnen 9 und 10 versehen ist.
Diese Zähne können durch Verschieben der Muffe in der Wellenrichtung einmal mit entspre chenden Zähnen 11 am Rad 3 und anderseits mit den Zähnen 12 am Rad 4 in Eingriff gebracht werden. Zur Verschiebung der Muffe dient ein auf der Achse 13 gelager ter einarmiger Hebel 14, der unter dem Ein fluss einer Zugfeder 15 zum Ausschlag nach links oder rechts gebracht werden kann, je nachdem, wie der Hebel 16, an dessen oberem Ende das andere Ende der Zugfeder 15 an gebracht ist, gelegt wird. Die Hebeleinrich tung 14, 16 in Verbindung mit der Feder 15 bewirkt, dass die Muffe 8 nie in einer mittleren Stellung stehen bleiben kann. son dern immer entweder nach rechts oder nach links an die Klauenzähne der Räder 4 oder 3 angedrückt wird.
Zur Bewegung des Hebels 16 dient eine Stange 17, die.in fester Verbindung mit der Kolbenstange 18 des Kolbens 19 steht. Die ser kann sich innerhalb des Zylinders 2-0 hin- und herbewegen. An das rechte Ende des Zylinders ist die Leitung 21 und an das linke Ende die Leitung 22 angeschlos sen, die beide zu dem Steuerhahn 23 füh ren. In der dargestellten Stellung steht die Leitung 21 in Verbindung mit der Leitung 2'4, die zum Vergaserrohr 25 führt, und die Leitung, 22 steht in Verbindung mit der Leitung 26, die in die freie Atmosphäre führt.
Wird der Hahn 23, durch Bewegung des Hebels 27 in seine andere Stellung ge bracht, die in der Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist, so wird dadurch die Leitung 21 in Verbindung mit der Leitung 26 und die Leitung 22 in Verbindung mit der Lei tung 28 gebracht, welch letztere zu einem Unterdruckspeicher 29 führt. An diese Lei tung 28 ist im dargestellten Beispiel die Leitung 30 angeschlossen, die über das Rüek- schlagventil 31 Verbindung mit der Leitung 24 und dadurch mit dem Vergaserrohr 25 herstellt.
Ausserdem ist an diese Leitung auch noch die Leitung- 32, die zu einem Brennstofförderer 33 führt, angeschlossen. Die Betätignzng des Unterdrucksteuerorganes 23 mittelst des Hebels 27 erfolgt durch die Stange 34 und den Hebel 35. der durch die Steuersäule 36 hindurch einen Hebel 37 am Lenkrad 38 bewegt werden kann.
Angenommen, es bestünde der in der Zeichnung dargestellte Zustand und man wollte aus dem dabei vorliegenden direkten Gang in den schnelleren Gang umschalten. Der Schaltvorgang ist dann dabei folgender: Der Fahrer legt, ohne die Hauptrei- bungskupplung zwecks Lösens derselben zu betätigen und ohne Gas wegzunehmen, den Hebel 37 in entsprechender Weise um und betätigt damit das Unterdrucksteuerorgan 23, so dass die rechte Seite vom Kolben im Zylinder durch die Leitungen 21 und 26 mit der Atmosphäre verbunden wird, während die Leitung 22 in Verbindung mit der Lei tung 28 und damit mit dem Unterdruck speicher 29 gelangt.
Durch den Unterdruck in diesem Speicher wird dann der Kolben 19 nach links bewegt, wodurch der Hebel 16 in die strichpunktierte Lage gebracht wird. Die Feder 15 hat dann das Bestreben, den Hebel 14 auch nach links herüberzuziehen imd damit die Muffe $ aus dem Eingriff finit den Klauen 12 des Rades 4 herauszu- bewegen. Solange aber der Motor noch Gas erhält und die Muffe dementsprechend trei bend auf das Rad 4 und die Welle 2 wirkt, ist; die Reibung zwischen den Klauenzähnen 10 und 12, zu gross, als dass die Feder 1.5 diese überwinden könnte.
Sobald aber der Fahrer Gas wegnimmt, so dass der Motor keinen 4ntrieb mehr erhält, zieht die Feder 15 die Muffe 8 nach links herüber und bringt die Zähne 9 zur Anlage mit den Zähnen 11. Infolge der gewählten Übersetzungsverhä1t- nisse dreht sich die Muffe 8 schneller als (las Rad 3. Die Zähne 9 werden also von den Zähnen 11 infolge der Abschrägungen der Stirnflächen der Zähne zunächst abge wiesen. Dies geht solange vor sich, als die mit der Welle 1 sich umdrehende Muffe 8 noch schneller läuft als das Rad 3. Der Motor verliert nun, da er kein Gas mehr enthält, sehr schnell an Touren und damit verlangsamt sich innerhalb kürzester Zeit die Drehgeschwindigkeit der Muffe B.
Das Rad 3 dagegen, das rückwärts über das Ge triebe von dem weiterlaufenden Fahrzeug angetrieben wird, nimmt verhältnismässig nur ganz langsam an Drehgeschwindigkeit ab. Es wird deshalb innerhalb kürzester Zeit der Augenblick eintreten, in dem das Rad 3 schneller läuft als die Muffe B. Nach dem diese Änderung des Geschwindigkeits verhältnisses zwischen den Zähnen 11 und den Zähnen 9 eingetreten ist, wird unter dein Zug der Feder 1.5 das endgültige Ein greifen dieser Zähne ineinander vor sich ge hen. Zum Umschalten aus dem direkten Gang in den schnelleren ist also für den Fahrer nichts weiter nötig, als den Hebel 37 umzulegen, dann zu dem gewünschten Zeitpunkt Gas wegzunehmen und nach einer kurzen zeitlichen Pause von vielleicht zwei Sekunden wieder Gas zu geben.
Dann be findet er sich im gewünschten Schnellgang.
Wollte man diese Schaltung aus dem langsameren Gang in den schnelleren anstatt finit dem Unterdruckspeicher mit dem Ver- gaserrohr als Unterdruckquelle vornehmen. so hätte dies die folgende wenig günstig Wirkungsweise zur Folge: Beim Umlegen des Hebels 37 in die entsprechende Stellung würde zunächst noch nichts erfolgen, da bei offenem Vergaser, bei welchem die Umschal tung vorgenommen yverden soll, im Vergaser rohr gar kein oder nur so wenig Unterdruck herrscht, dass der Kolben 1.9 dadurch nicht nach links bewegt werden kann. Nimmt der Fahrer jetzt Gas weg, so bewirkt der gestei gerte Unterdruck jetzt die Bewegung des Kolbens 19 von rechts nach links.
Gleich zeitig erfolgt ein momentaner Wechsel iiii Antriebsverhältnis der Klauen 10 und 12. Infolge der 'Wegnahme des Gases vom Motor treiben nicht mehr die Klauen 10 die Klauen 12, :sondern die vom weiterrollenden Fahr zeug in Bewegung gehaltenen Klauen 12 wirken rückwärtstreibend auf die Klauen der Muffe 8 und damit auf die Welle 1.
Dieser Antriebswechsel geht so plötzlich und scbnell vor sich, gegenüber der Verschiebung des Kolbens 19 von rechts nach links, dass bis zum Ende dieser Verschiebung, wenn der E"ebel 16 nach links gelegt ist und die Fe der 15 den Hebel 14 auch nach links ziehen und die Klauen 10 und 1 ? ausser Eingriff bringen möchte, schon der umgekehrte An trieb wirksam ist. Deshalb vermag die Fe der 15 zunächst die Klauen nicht voneinan der zu trennen.
Erst wenn der Fahrer er neut Gas gibt und dadurch abermals einen Wechsel in den Antriebsverhältnissen zwi schen den Klauen 10 und 1 \? herbeiführt, zieht die Feder 15 im Augenblick diese Wechsels, also wenn die Klauen unbelastet sind, diese auseinander und bringt din Klauen 9 zur federnden Anlage an die Klauen 11. Infolge des herrschenden T'ber- setzungsverhä.ltnisses weisen diese Klauen sich nun gegenseitig voneinander ab und ge langen nicht zum Eingriff.
Fm diesen aber doch herbeizufiihren, muss jetzt der Fahrer nochmals Gas wegnehmen, und zwar solange, bis sich die Umdrehungszahl der mit dem Motor in Verbindnug stehenden Klauen 9 so weit verringert hat, dass die mit dem wei- terrollenden Fahrzeug sich umdrehende Klauen 11 die Klauen 9 überholen. Dann bewirkt die Feder 15 den endgültigen Ein griff, so dass jetzt der Fahrer sich im Sehnellgang befindet und wieder nach Belie ben Gas geben kann.
Nach dieser letzteren Art und Weise wäre es also für den Fahrer notwendig, zweimal Gas wegzunehmen, bis er in den gewünschten Schnellgang gelangt, während die erfindungsgemässe Einrichtung dies schon mit einmaligem Gaswegnehmen bewirkt.
Es soll jetzt angenommen werden, dass der Fahrer aus diesem Schnellgang wieder in den direkten Gang zurückkehren will, Die Handhabung und der Vorgang ist dann fol gender: Der Fahrer legt jetzt den Hebel 87 in die umgekehrte Richtung und veranlasst da durch, dass das Unterdrucksteuerorgan in die in der Zeichnung dargestellte Stellung ge bracht wird. Es wird also jetzt die Leitung 21 "mit der Leitung 24 und die Leitung 22 mit der Leitung 26 in Verbindung gebracht. Der Kolben 19 befindet sich dabei in der gestrichelten Lage, das heisst links im Zylin der und die Seite links von ihm ist jetzt mit der Atmosphäre verbunden, während die Seite rechts mit dem Vergaserrohr in Ver bindung steht.
Da das Umlegen des Hebels 37 auch wieder in voller Fahrt erfolgen soll, wobei ebenfalls die Hauptreibungskupplung nicht betätigt wird, herrscht dabei im Ver gaserrohr 25 kein oder nur ein so geringer Unterdruck, dass durch ihn die Bewegung des Kolbens 19 zunächst nicht vor sich gehen kann. Nimmt jetzt der Fahrer wieder Gas weg, so erhöht sich dabei der Unterdruck im Vergaserrohr derartig, dass er jetzt die Verschiebung des Kolbens 19 von links nach rechts bewirkt. Dadurch wird der Hebel 16 nach rechts umgelegt und die Feder 15 ist bestrebt, den Hebel 14 zusammen mit der Muffe 8 ebenfalls nach rechts zu ziehen.
Die Verschiebung des Kolbens 19 erfordert-aber eine gewisse Zeit und unterdessen ist in der Klauenkupplung 9, 11 schon ein Wechsel in der Antriebsweise vor sich gegangen, indem jetzt die unter dem Einfluss des weiterrol lenden Fahrzeuges stehende Welle \? über das Vorgelege die Welle 1 treibt. hilf, Klauenzähne befinden sich also, nachdem der Hebel 16 in seine rechte Lage gelangt ist, und die Feder 15 die Klauen 8 nach rechts bewegen möchte, schon wieder unter Last, so dass die Zähne 9, 11. durch den Zug der Feder nicht ausser Eingriff gebracht. werden können.
Erst wenn der Fahrer jetzt wieder Gas gibt, und dadurch eine Änderung im Antrieb in der Klaue 9, 11 bewirkt, kom-. men die Zähne 9, 11 im Augenblick dieser Änderung, indem sie ohne Last sind, auss?r Eingriff, so dass jetzt die Feder 15 die Muffe 8 nach rechts hinüber zieht und dadurch die Zähne 10 zur Anlage mit den Zähnen 12 des Rades 4 bringt. Infolge des Überset zungsverhältnisses läuft in diesem Augen blick das Rad 4 schneller als die Muffe B. Es wird also zunächst wegen der Wirkun gen der Abschrägungen der Zahnstirnflächen ein Abweisen der Zähne 10 und 12 vonein ander stattfinden.
Sehr bald hat aber der Motor wieder an Touren aufgeholt, weil man vorher, wie oben beschrieben, wieder Gas ge geben hat, so da.ss die Welle und mit ihr die Muffe 8 innerhalb kürzester Zeit auf gleiche Drehgesehwindigkeit mit dem Rad 4 gelangt und einen kurzen Augenblick darauf geht dann unter dem Zug der Feder 15 das endgültige Einrücken der Zähne 10 und 12 vor sich. Damit ist der direkte Gang wieder hergestellt. Der Fahrer hat also zu dieser Schaltung nichts anderes zu tun, als den He bel i7 in die entsprechende Stellung zu brin gen, Gas wegzunehmen und wieder Gas zu geben.
Wollte man diese letztere Schaltung aus dem schnelleren Gang in den langsameren anstatt mit dem Vergaserrohr als Unterdruck duelle ebenfalls mit dein Unterdruckspeicher vornehmen, so wie die umgekehrte Schaltung, so hätte dies folgendes Ergebnis: Beim Um legen des Hebels 3 7 würde der aufgespei cherte Unterdruck sofort den Kolben 19 aus seiner linken in seine rechte Stellung bewe- gen und damit den ilebel 16 nach rechts legen, so dass die Feder 15 bestrebt wäre, die Muffe 8 nach rechts zu ziehen.
Sobald dann der Fahrer Gas wegnimmt, bewirkt in folge der Entlastung der Klauenzähne 9 und 11, und zwar im Augenblick, in dem die ur sprünglich treibende Klaue zur getriebenen wird, die Feder 15 die Lösung der Klauen zähne 9 und 11. Damit gelangen die Zähne 10 und 12 miteinander in Berührung, wei sen sich aber, wie vorher angegeben, zunächst noch voneinander ab, und zwar solange, bis infolge neuen Gasgebens die Zähne 10 ge rade angefangen haben, die Zähne 12 zu überholen, worauf dann unverzüglich der Eingriff erfolgt.
Dies hat gegenüber der vorher beschrie benen erfindungsgemässen Schaltweise den Nachteil, dass, wenn der Fahrer glaubt, aus irgend welchem Grunde nicht sofort Gas ge ben zu sollen, der Motor nicht nur auf die niedrigste Leerlauftourenzahl, sondern sogar zum Stillstand kommen kann, zum Beispiel, wenn der Vergaser nicht richtig ein gestellt ist. Dabei laufen die Klauen 10 und 12 dauernd aneinander # vorbei. ES ist dann auch nicht möglich, zum Bei spiel beim Abwärtsfahren den Motor zur Bremsung zu benutzen.
Bei der erfindungs gemässen Schalteinrichtung wird dies ver mieden, da bei ihr.die Klauenzähne 9 und 11 beim Wegnehmen des Gases noch nicht ausser Eingriff gelangen, so dass also der Motor nicht zum Stillstand kommen und er ausserdem auch zur Bremsung Verwendung finden kann.
Das Wesen der Erfindung beruht also in der Erkenntnis, dass es zum Schalten mit- telst Unterdruck besonders vorteilhaft ist, für das Schalten aus dem langsameren in den schnelleren Gang den verhältnismässig konstanten Unterdruck eines Speichers und zum Schalten aus dem schnelleren in den langsameren Gang den im Vergaserrohr nur zeitweise vorhandenen Unterdruck zu ver wenden.