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Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeug, insbesondere Eraftfahrzeug,
mit einem mehrgängigen, von Hand betatigbaren Schaltgetriebe.
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Kraftfahrzeuge weisen zur Anpassung der Notortriebkräfte an die stark
schwankenden Fahrwiderstände ein Wechselgetriebe mit mehreren wahlweise einschaltbaren
Getriebegängen auf. Während im Zugbetrieb der Motor über das Getriebe die Triebräder
antreibt, erfolgt bei Schubbetrieb eine Umkehrung der Triebrichtung, so daß nunmehr
der Motor von den rollenden Triebrädern angetrieben wird. Der Schubbetrieb stellt
sich dabei immer dann ein, wenn der
Fahrzeugführer bei mit über
der Leerlaufgeschwindigkeit fahrendem Fahrzeug und eingeschaltetem Getriebegang
den Fuß vom Gaspedal nimmt.
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Infolge des Leistungsbedarfs des im Schub fahrgeschwindigkeitsproportional
hochdrehenden und dabei das Fahrzeug abbremsenden Motors ergibt sich jedoch eine
Erhöhung des Kraftstoffbedarts und gleichzeitig auch eine unerwünschte Vergrößerung
des Ausstoßes an schädlichen Abgasbestandteilen.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, bei
einem Kraftfahrzeug den Kraftstoffverbrauch und den Schadstoffausstoß in den höheren
GBtriebegängen, zumindest aber im Dauerfahrgang, zu senken.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß
in einem dem Dauerfahrgang zugeordneten Getriebezweig ein im Schubbetrieb die Triebverbindung
lösender Freilauf vorgesehen ist.
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Dazu kann zweckmäßigerweise das dem Dauerfahrgang zugeordnete Gang
rad mittels eines Freilaufs auf einer den Getriebeausgang bildenden Getriebewelle-gelagert
sein. Anstelledessen ist es aber auch möglich, den zur Schaltung der den Dauerfahrgang
aufweisenden Ganggrup pe vorgesehenen Synchronkörper mittels eines solchen Freilaufs
auf einer den Getriebeeingang bildenden Getriebewelle zu lagern. Ebensol kann bei
mit einem sogenannten "overdrive"ausgerüsteten Getrieben der Freilauf diesem Schon-
und Dauerfahrgang zugeordnet sein.
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Durch diese Ausgestaltung wird nun erreicht, daß, solange ein mitffldem
erfindungsgemäßen Freilauf ausgerüsteter Getriebegang eingeschaltet ist, ein Schubbetrieb
des Motors, das heißt ein Antrieb des Motors durch die Treibräder, verhindert wird.
Der Motor läuft dannt wenn nicht gerade Zugbetrieb herrscht, im Leerlauf mit geringerem
Kraftstoffbedarf und kleinerem Schadstoffausstoß. Außerdem besteht jetzt die im
Hinblick auf die Wirtschaftlichkeit günstige Möglichkeit, beim Dauerbetrieb das
Fahrzeug in zeitlichen Abständen bei hohem Motorwirkungsgrad zu beschleunigen und
anschließend im Freilauf rollen zu lassen. Diese Betrîebswsise zeigt einen geringeren-Kraftstoffverbrauch,
als wenn dieselbe Motorleistung durch länger dauernde Teillast mit schlechtem Wirkungsgrad
aufgebracht würde.
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Durch den in dem Getriebezweig eingeschlossenen Freilauf wird nun
andererseits verhindert, daß der Motor zur Abbremsung des Fahrzeugs herangezogen
werden kann. Deshalb eignet sich der Freilauf nur für den Dauerfahrgang, im allgemeinen
also für den vierten Gang, oder aber für die beiden oberen Fahrgänge, das heißt
den dritten und vierten Gang, während in den übrigen Gängen Schubbetrieb mit Ausnutzung
der Motorbremswirkung möglich sein sollte Bei langfristigem Bremsbedarfkann daher
der Freilauf in einfacher Weise dadurch abgeschaltet werden, daß auf einen nicht
mit einem Freilauf versehenen Getriebegang zurückgeschaltet wird.
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Ein solcher von der Erfindung vorgeschlagener Freilauf erfordert,
insbesondere wenn er als Klemmkörperfreilauf mit in radialer Richtung kleiner Erstreckung
der Klemmkörper ausgebildet ist, nur einen äußerst geringen Einbauraum, der im allgemeinen
am Innenumfang des Gangrades für den vierten Gang oder auch am Synchronkörper für
den dritten und vierten Gang zur Verfügung steht. Daher kann die Erfindung ohne
Veränderung an der sonstigen Getriebekonstruktion eingesetzt werden. Selbst schon
vorhandene Getriebe könnten ohne größere Schwierigkeiten mit dem erfindungsgemäßen
Freilauf nachgerüstet werdeh, wobei lediglich das den Freilauf aufweisende Getriebeelement
anstelle des bisherigen Getriebeelementes eingebaut werden müßte.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen teilweisen Längsschnitt
durch ein Eraftfahrzeug-Wechselgetriebemit einem am Gangrad des vierten Getriebeganges
vorgesehenen Sreilauf.
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In der Zeichnung ist mit 1 das Getriebegehäuse, mit 2 die Getriebeeingangswelle
und mit 3 die Getriebeausgangswelle bezeichnet. 4 und 5 stellen das dem vierten
Gang zugeordnete Zahnradpaar und 7 und 8 das dem dritten Gang zugeordnete Zahnradpaar
dar, während 6 den Synchronkörper dieses Gangpaares bezeichnet. In dem in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiel ist daß dem vierten Gang zugeordnete Zahnrad 5
mittels eines Klemmkörperfreilaufs 9 auf der
Getriebeausgangswelle
3 gelagert. Dieser Klemmkörperfreilauf 9 ist so ausgebildet, daß er beim Antrieb
der Räder des Fahrzeugs durch den Motor, also beim Zugbetrieb, durch Klemmen der
Klemmkörper eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Zahnrad 5 und der Getriebeausgangswelle
3 herstellt, während beim Schubbetrieb, also wenn die Fahrzeugräder.schneller laufen
als der Motor, diese Verbindung gelöst wird.
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Die erforderliche Führung des Gangzahnrades 5 kann dann durch Führungsscheiben
10 mit radialer und axialer Gleitlagerung erreicht werden. In der infolge der Schrägverzahnung
der Gangzahnräder 4 und 5 sich ergebenden axialen Hauptschubrichfung kaiin zusätzlich
noch eine Stützscheibe 11 vorgesehen sein.
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Für diese Führungsaufgaben können anstelle dessen auch Wälzlager eingesetzt
werden, für die raumsparende Sonderkonstruktionen möglich sind. Der Führungslagerbelastung
kommt dabei entgegen, d<ß diese Lager bei Momentenübertragung keine Relativdrehzahlen
zwischen der Welle und dem Rad aufnehmen müssen. Lediglich beim unbelasteten Mitlaufen
der Gangräder ergibt sich eine Drehzahldifferenz.
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Der Klemmkörperfreilauf 9 ist in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel
an dem dem vierten Gang, also dem Dauerfahrgang des Getriebes, zugeordneten Gangzahnrad
5 eingebaut. 3ei Bedarf besteht aber auch die Möglichkeit, den Freilauf in gleicher
Weise an dem dem dritten Gang zugeordneten Gangzahnrad 8 oder aber an dem dem dritten
und vierten Gang zugeordneten Synchronkörper 6 vorzusehen. In diesem Fall würde-der
Schubbetrieb sowohl bei eingeschaltetem dritten als auch vierten Gang verhindert
werden. Schubbetrieb wäre dann nur noch in den Gängen 1 und 2 beziehungsweise im
Rückwärtsgang möglich. Um möglichst wenig radialen Bauraum zu benötigen, können
die Klemmkörper des Klemmkörperfreilaufs 9 radial innen direkt auf der Getriebewelle
oder aber auf einer über die Welle gezogenen Buchse klemmen. Wegen der konstruktiven
Anforderungen kommen als Freilaufelemente besonders profilierte Klemmkörper mit
geringem Platzbedarf in Umfangsrichtung in Frage. Diese können dann in größerer
Zahl auf
dem Umfang angebracht werden, um dem Momentenbedarf gerecht
zu werden.
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Durch Einbau eines solchen gemäß der Erfindung vorgesehenen Elenmkörperfreilaufs
in dem dem Dauerfahrgang des Getriebes zugeordneten Getriebezweig, das heißt im
Normalfall dem vierten Gang des Getriebes, läßt sich eine erhebliche Kraftstoffeinsparung
und zusätzlich eine Schadstoffabsenkung durch Vermeidung des ungünstigen Schubbetriebes
erreichen. Der Einbau eines solchen Freilaufes erfordert dabei nur geringe Veränderungen
bei verhältnismäßig wenigen serienmäßigen Getriebeteilen und läßt sich selbst bei
schon vorhandenen Getrieben durch Austausch der entsprechenden Bauteile nachträglich
einbauen.