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Zwischen das Hauptgetriebe und die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges
einschaltbares Zusatzgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein zwischen das Hauptgetriebe
und die angetriebenen Räder eines Kraftfahrzeuges einschaltbares Zusatzgetriebe.
Derartige Zusatzgetriebe haben den Zweck, die Zahl der möglichen Übersetzungen zwischen
Motor und Rädern auf das Doppelte dessen zu bringen, was das Hauptgetriebe für sich
genommen zur Verfügung stellt. Sie können außerdem mit einer Nebenantriebswelle
versehen werden, an der Drehmomente zum Antrieb von Hilfsmaschinen abgenommen werden
können.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Zusatzgetriebe dieser Art, das
aus einer Eintriebswelle, einer Fahrabtriebswelle, einer Nebenantriebswelle und
einem Umlaufrädergetriebe mit einem Sonnenrad, einem Hohlrad und einem mit der Fahrantriebswelle
verbundenen Umlaufräderträger, sowie mit einem auf der Eintriebswelle befestigten
Zahnrad, einem damit im Eingriff stehenden, die Nebenantriebswelle treibenden Zahnrad
und einer Synchronisierkupplung besteht, die das Sonnenrad in einer Stellung mit
dem Umlaufrädergetriebe kuppelt und in einer zweiten Stellung an einem feststehenden
Teil festbremst und es in einer dritten Stellung freigibt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derart gestaltetes Zusatzgetriebe,
das wegen seiner doppelten Aufgabe naturgemäß verhältnismäßig kompliziert ausfällt,
im Aufbau zu vereinfachen und damit das Gewicht, den Raumbedarf und die Herstellungskosten
herunterzusetzen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß die Zahnbreite des auf
der Eintriebswelle befestigten Zahnrades größer als die Zahnbreite des die Nebenantriebswelle
treibenden Zahnrades und die Zahnbreite des Hohlrades größer als die der Umlaufräder,
wobei die Verzahnung des auf der Eintriebswelle befestigten Zahnrades teilweise
in die Innenverzahnung des Hohlrades zur drehfesten Verbindung mit diesem greift
und ein Sicherungsring vorgesehen ist, der ein Axialverschieben des Hohlrades zu
dem auf der Eintriebswelle befestigten Zahnrad verhindert. Bei einem erfindungsgemäß
gestalteten Zusatzgetriebe dient die Verzahnung des auf der Eintriebswelle befestigten
Zahnrades und die Verzahnung des Hohlrades somit zugleich als Mittel zur Herstellung
einer drehfesten Verbindung zwischen beiden Rädern, ohne daß weitere Mittel dafür
erforderlich sind, wobei die Verzahnung des auf der Eintriebswelle befestigten Zahnrades
außerdem den Zweck erfüllt, die Nebenantriebswelle anzutreiben.
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Bei einem bekannten Zusatzgetriebe, das nach Art eines Umlaufrädergetriebes
arbeitet, greift das Hohlrad des Umlaufrädergetriebes mit seiner Verzahnung in eine
Verzahnung, die an einem hülsenartigen Fortsatz eines anderen Zahnrades ausgebildet
ist. Diese Verzahnung ist von derjenigen des Zahnrades jedoch unabhängig und von
ihr verschieden gestaltet. Die Verzahnung des Zahnrades ist also im Gegensatz zu
der Erfindung nicht zu dem weiteren Zweck ausgenutzt, als Kupplungselement mit dem
Hohlrad zu wirken.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dei Zahnkranz des mit
der Eintriebswelle verbundenen Zahnrades unterhalb des Zahnfußkreises mit einer
Ausdrehung zum Aufsetzen des Sicherungssperringes versehen sein.
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Was den Nebenantrieb betrifft, so wird zweckmäßig in bekannter Weise
zwischen der Nebenantriebswelle und dem sie treibenden Zahnrad eine Schaltkupplung
angeordnet.
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Ein erfindungsgemäß gestaltetes Zusatzgetriebe kann in bekannter Weise
mit einem durch Druckmittel beaufschlagbaren Stellmotor zum Schalten der das Umlaufrädergetriebe
schaltenden Synchronisierkupplung versehen werden. Eine derartige Anordnung kann
dadurch weiter ausgestaltet werden, daß im Stehzylinder des Stellmotors zwei auf
einer gemeinsamen Kolbenstange unabhängig voneinander verschiebbare Kolben mit durch
Anschläge begrenzten,
verschiedenen Bewegungsbereichen auf der Kolbenstange
angeordnet werden, wobei die Kolben den Stellzylinder in drei Kammern teilen, die
unabhängig voneinander durch Druckmittel beaufschlagbar und stillsctzbar sind.
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In der Zeichnung ist ein in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutertes
Ausführungsbeispiel des Zusatzgetriebes nach der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung
zeigt einen Längsschnitt durch das Zusatzgetriebe mit seinen Gängen und Schaltgliedern
sowie den hinteren Teil des Hauptgetriebes und ferner einen Längsschnitt eines durch
das als Umlaufrädergetriebe ausgebildete Zusatzgetriebe angetriebenen Nebenantriebes.
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In der Zeichnung ist das Hauptgetriebe mit 1 und das Zusatzgetriebe
mit 2 bezeichnet. Das letztere ist in einem Getriebegehäuse 22amit einem angeschraubten
Deckel 22 b untergebracht.
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Die Eintriebswelle 3 des Zusatzgetriebes 2, die die Abtriebswelle
des Hauptgetriebes 1 ist, ist in einem Radiallager 4 gelagert und undrehbar mit
einem als Zahnrad 5 ausgebildeten Mitnehmer verbunden, dessen Verzahnung 6 an einem
Ende in die Zahnlücken der Innenverzahnung 7 eines Hohlrades 8 des als Umlaufrädergetriebe
ausgebildeten Zusatzgetriebes eingreift. Eine Axialverschiebung zwischen dem Zahnrad
5 und dem Hohlrad 8 wird durch einen Sicherungsring 9 verhindert, der in Nuten sämtlicher
Zähne eingreift.
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Das Hohlrad 8 steht im Eingriff mit einer Anzahl Umlaufräder
11, die auf Zapfen 12 lose gelagert sind, deren Enden von einem Umlaufräderträger
getragen werden. Dieser besteht aus einer runden Scheibe 14 und einem kreisförmigen
Ring 15 mit dazwischenliegenden Blöcken 16. Diese Teile werden durch Nieten
17 zusammengehalten. Die Scheibe 14 ist einstückig mit einer Fahrabtriebswelle
18 ausgebildet, die an einem Ende einen Zapfen 19 hat, der mittels
eines Rollenlagers 20 im hinteren Ende der Eintriebswelle3 gelagert ist. Das andere
Ende der Fahrabtriebswelle 18 ist mittels eines Radiallagers 21 in dem Deckel 22b
gelagert. Mit dem Ring 15 ist ein Kupplungsring 23 undrehbar verbunden, der einen
inneren Klauenkranz 24 und eine kegelförmige Mantelfläche 25 für eine Synchronisierkupplung
hat.
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Ein mit den Umlaufrädern 11 im Eingriff stehendes Sonnenrad
26 wird durch diese zentriert. Das Sonnenrad hat eine rohrförmige Nabe 27, die mittels
eines Radiallagers 28a im Deckel 22b gelagert ist. Die Nabe 27 ist mit Keilverzahnungen
28, 29 und 30 versehen und trägt eine zu der Synchronisierkupplung 31 gehörende
Schaltmuffe 32 mit einer entsprechenden Keilverzahnung 33. Die Schaltmuffe
32, die mit einer zentralen, runden Schaltscheibe 34 für einen Schaltarm 35 versehen
ist, ist auf der Nabe 27 verschiebbar, aber undrehbar angeordnet. Die Schaltmuffe
ist ferner an ihren Enden mit äußeren Klauenkränzen 36 und 37 versehen.
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Die Synchronisierkupplung kann in beliebiger Weise ausgebildet sein.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine im Verhältnis zur Schaltmuffe 32 axial
verschiebbare und undrehbare Synchronisiermuffe 38 vorgesehen, die während des Synchronisiervorgangs
durch die Schaltmuffe 32 in axialer Richtung mitgenommen wird, aber nach
vollzogener Synchronisierung von der Schaltmuffe gelöst wird, die mit der dem entsprechenden
Gang zugeordneten, durch Klauenkränze gebildeten Klauenkupplung in Eingriff gebracht
wird. Zum Festbremsen des Sonnenrades 26 am Deckel 22b ist auf diesem ein Kupplungsring
39 mit kegelförmiger Mantelfläche 40 und einem inneren Klauenkranz 41 fest
angebracht.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht eine Stellvorrichtung
zum Schalten des Umlaufrädergetriebes aus einem am Deckel 22 b angeschraubten Stellzylinder
42. Dieser enthält zwei auf einer gemeinsamen Kolbenstange 43 angebrachte, unabhängig
voneinander axial verschiebbare Kolben 44 und 45, die den Zylinder in drei Kammern
unterteilen. Jede Kammer steht unabhängig von den zwei übrigen Kammern über eine
Rohrleitung in Verbindung mit einem nicht dargestellten Ventil, über das Druckmittel
zu den einzelnen Kammern für sich geleitet oder davon abgeführt werden kann. Die
Kolbenstange 43 hat einen Absatz 46 und zwei Anschlagringe 47 und 48, die die axiale
Verschiebung der Kolben auf der Kolbenstange begrenzen.
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Im dargestellten Betriebszustand sind die Kolben 44 und 45 mit Hilfe
von in die Kammer zwischen den Kolben eingeleitetem Druckmittel in ihre Endlagen
an den betreffenden Stirnwänden des Stellzylinders 42 geführt worden. Gleichzeitig
hat sich der Kolben 44 an dem Absatz 46 und der Kolben 45 an dem Anschlagring 48
der Kolbenstange angelegt. Dieser Zustand entspricht der Neutrallage des Umlaufrädergetriebes.
Der auf der Kolbenstange 43 fest angebrachte Schaltarm 35 hält dabei die Schaltmuffe
32 in der Neutrallage zwischen den Klauenkränzen 24 und 41. Um die Neutrallage auch
ohne Druckmittel beibehalten zu können, kann die Kolbenstange mittels einer Sperrkugel
49 verriegelt werden, was auch für die beiden anderen Schaltstellungen gilt.
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Aus der Neutrallage kann der ins Langsame übersetzte Gang des Umlaufrädergetriebes
dadurch eingeschaltet werden, daß Druckmittel in die Kammer zwischen dem Kolben
44 und der benachbarten Zylinderstirnwand eingeleitet und gleichzeitig das
Druckmittel aus der mittleren Kammer abgeleitet wird. Der Kolben 44 bewegt sich
dabei zum Anschlagring 47, worauf die Kolbenstange 43 zusammen mit dem Schaltarm
35 und der Schaltmuffe 32 mitgenommen wird, bis der Anschlagring 47 und der
Kolben 44 durch den an seine Zylinderstirnwand anliegenden Kolben 45 angehalten
werden. In entsprechender Weise läßt sich der direkte Gang des Umlaufrädergetriebes
durch Zufuhr von Druckmittel in die außerhalb des Kolbens 45 liegende Kammer einschalten.
Im Fahrzustand erfolgt jedoch gewöhnlich der übergang von dem einen zum anderen
Gang direkt, wobei die Neutrallage lediglich durchlaufen wird. Dabei wird nur den
beiden äußeren Kammern im Stellzylinder wechselweise Druckmittel zugeführt.
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In dem im Schnitt dargestellten Nebenantrieb bezeichnet 50 ein Zahnrad,
das stets im Eingriff mit dem obenerwähnten Zahnrad 5 auf der Eintriebswelle 3 des
Zusatzgetriebes steht. Das Zahnrad 50
sitzt lose auf einer Nebenantriebswelle
51, die an beiden Enden in einem Lagergehäuse 52 gelagert ist, das am Getriebegehäuse
22a seitlich des Umlaufrädergetriebes angeordnet ist. Das Lagergehäuse ist mit Hilfe
von Schrauben mit einem Flansch des Getriebegehäuses verbunden und daher abnehmbar.
Die Nebenantriebswelle 51 trägt eine auf einer Keilverzahnung 53 verschiebbare Kupplungsmuffe
54, und das Zahnrad 50 ist mit einer der Kupplungsmuffe 54 entsprechenden Keilverzahnung
55 versehen.
In der gezeigten Stellung ist die Nebenantriebswelle
51 ausgeschaltet. Mit Hilfe einer Kupplungsgabel od. dgl., die in eine Schaltnut
56 der Kupplungsmuffe 54 eingreift, läßt sich die Nebenantriebswelle 51.
im Bedarfsfall mit dem Zahnrad 50 kuppeln, um ein auf dem Fahrzeug angebrachtes
Gerät anzutreiben. Wird der Nebenantrieb bei stillstehendem Fahrzeug verwendet,
so muß das Umlaufrädergetriebe in die Neutrallage gebracht werden, d. h., die Fahrabtriebswelle
18 muß vom Antrieb gelöst sein. Der Anschluß des Nebenantriebes an die die Eintriebswelle
des Zusatzgetriebes bildende Triebwelle des Hauptgetriebes und die Schaltung des
Umlaufrädergetriebes in die Neutrallage ermöglichen dabei die Ausnutzung des Nebenantriebes
in allen Gängen des Hauptgetriebes, also in einem großen übersetzungsbereich, und
mit voller Motorleistung bei stillstehendem Fahrzeug. Für gewisse Zwecke läßt sich
jedoch der Nebenantrieb auch bei laufendem Fahrzeug im direkten oder übersetzten
Gang des Umlaufrädergetriebes verwenden. Da der Nebenantrieb unabhängig von der
Schaltstellung des Zusatzgetriebes im Fahrzeug mit der Abtriebswelle des Hauptgetriebes
gekuppelt ist, kann die Belastung des Nebenantriebes die Schaltung des Hauptgetriebes
nicht ungünstig beeinflussen. Der Nebenantrieb unterscheidet sich somit auch in
dieser--Hinsicht vorteilhaft von den bekannten Bauarten, bei denen die Zapfwelle
beispielsweise über einschaltbare Zahnräder durch die Vorgelegewelle des Hauptgetriebes
angetrieben wird und bei denen der Schaltvorgang infolge der mit der Vorgelegewelle
gekuppelten zusätzlichen Massen erschwert wird.
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Bei Verwendung des beschriebenen Stehzylinders mit drei festen wahlfreien
Schaltstellungen läßt sich wie erwähnt die Schaltmuffe der Synchronisierkupplung
in einer Neutrallage festhalten, wobei das Umlaufrädergetriebe kein Drehmoment in
den Fahrzeugrädern leitet, was bei Verwendung des Nebenantriebes bei stillstehendem
Fahrzeug notwendig ist.
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Das dargestellte und beschriebene Zusatzgetriebe ist lediglich ein
Beispiel vom im Rahmen der Erfindung möglichen Lösungen. So läßt sich beispielsweise
im Bedarfsfall das Zusatzgetriebe in einem Abstand vom Hauptgetriebe anbringen,
wobei die beiden Getriebe durch eine Zwischenwelle miteinander verbunden werden.