DE2747704C2 - Mehrstufiges selbsttätig schaltendes Wechselgetriebe - Google Patents
Mehrstufiges selbsttätig schaltendes WechselgetriebeInfo
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Description
ordnet ist die zusammen mit Zahnrädern der Kraft- 10 der erste Gang ausgeschaltet ist und lediglich der zweite
Dieses bekannte Getriebe zeichnet sich durch wenig Bauteile, die auf geringen Bauraum untergebracht sind,
aus. Es ist für die Anwendung bei Kleinkrafträdern konstruiert Für das Starten dieser Kleinkrafträder wird die
Bewegung der Sekundärwelle ausgenutzt die ihrerseits über Pedalen an Kurbeln und einem Kettentrieb zusammen
mit dem Hinterrad des Kleinkraftrades angetrieben wird. Für den Startvorgang ist hier eine besondere
Übertragung zwischen der Primär- und der Sekundärwelle
dienen, und bei dem zwischen den Kupplungen auf der Primärwelle und der Sekundärwelle
eine Freilaufkupplung angeordnet ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Fliehkraftkupplung (30) auf der PrimärweUe (29) auch als bei einer bestimmten Drehzahl eingreifende
Startkupplung ausgebildet ist und im Kraftübertragungsweg zwischen der PrimärweUe (29) und
der Trommel (27) der auf der Sekundärwelle (1) an- 20 Reibungskupplung vorgesehenTdie über eine besondere
geordneten Fliehkraftkupplung (12) angeordnet ist Betätigungsvorrichtung einrückbar ist und auf den
daß auf der Sekundärwelle (1) frei drehbar eine Na- Fliehkraftträger der Fliehkraftkupplung auf der Sekunbe
(7) gelagert ist därweUe wirkt Das Einrücken der Kupplung kann da-
daß auf der Nabe (7) frei drehbar das Antriebsrad (3) her handgesteuert zu einem Zeitpunkt erfolgen, an dem
gelagert ist welches mit der Trommel (27) der auf 25 das Fahrzeug durch den Tretantrieb ausreichend Geder
Sekundärwelle (1) angeordneten Fliehkraft- schwindigkeit erhalten hat Bis zu diesem Zeitpunkt belastet
ein Mitdrehen der Motorwelle den Fahrer nicht Für das Starten ist aber somit immer ein besonderer
Hebel zu betätigen. Eine Startvorrichtung wie ein Kick-30 starter oder ein elektromotorisch angetriebener Starter
sind hier nicht anwendbar. Auch ist ein Bremsen mit dem Motor bei diesem Getriebe nicht möglich.
Durch die DE-PS 8 10 696 ist ein selbsttätig schaltendes Wechselgetriebe bekanntgeworden, welches sogar
Fliehkraftkupplung (12) auf der Sekundärwelle (1) 35 weitere Schaltstufen aufweist Zur Schaltung jeder der
mit der Nabe (7) fest verbunden ist einzelnen Getriebestufen ist je eine besondere Fiieh-
daß der Regelmitnehmer (11) fest mit der Sekundär- kraftkupplung vorgesehen und jede der unter dem
welle (1) verbunden ist Höchstgang liegenden Stufen weist eine Überholungsund daß der Regelmitnehmer (11) mit einem Mitneh- kupplung auf. Weiter ist jede Fliehkraftkupplung durch
merelement (9) in Eingriff steht wobei das Mitneh- 40 eine gegenläufige Überholungskupplung überbrückt
merelement (9) mit der Fliehkraftbacke (10) verbun- um mit dem Motor bremsen zu können und durch Dreien
ist. hen der Abtriebswelle den Motor anlassen zu können. 2. Wechselgetriebe nach Anspruch 1. dadurch ge- Da der Motor aber bei niedrigen Drehzahlen der Abkennzeichnet
daß auf der Vorgelegewelle (4) ein triebswelle nicht von dieser abkoppeibar ist belastet er
weiteres Zahnrad (14) angeordnet ist welches mit 45 den Anschiebevorgang des Fahrzeuges ungebührlich.
kupplung (12) fest verbunden ist daß mit der Nabe (7) ein Zahnrad (2) fest verbunden
ist welches mit einem auf einer VorgelegeweUe (4) befestigten Zahnrad (6) kämmt
daß die Freilaufkupplung (5) auf der VorgelegeweUe (4) angeordnet und mit einem "Zahnrad fest verbunden ist welches mit dem Antriebsrad (3) kämmt und daß der Träger (8) der Flieh' raftbacken (10) der
daß die Freilaufkupplung (5) auf der VorgelegeweUe (4) angeordnet und mit einem "Zahnrad fest verbunden ist welches mit dem Antriebsrad (3) kämmt und daß der Träger (8) der Flieh' raftbacken (10) der
einem Zahnrad (28) auf der Starterwelle kämmt
Die Erfindung betrifft ein mehrstufiges, selbsttätig schaltendes Wechselgetriebe für die Kraftübertragung
zwischen einer mit einem Motor gekoppelten Primärwelle und einer dem Abtrieb dienenden Sekundärwelle,
Bei diesen Getrieben ist der Umschaltaugenblick von der Fahrzeuggeschwindigkeit gesteuert was hinsichtlich
der Wirtschaftlichkeit des Fahrbetriebes nicht vorteilhaft ist. Beim Umschaltvorgang kommt es zu einem
Herabsetzen der Fliehkraft was in der Praxis dazu führt daß bei gewisser Steigung der Fahrstrecke die Kupplung
vom ersten in den zweiten Gang dauernd schlüpft und der Schaltvorgang immer hin und her verläuft, obwohl
das Fahrzeug nach dem Umschalten eigentlich für
bei dem sowohl auf der PrimärweUe als auch auf der 55 ein weiteres Beschleunigen des Fahrzeuges genügend
Sekundärwelle je eine Fliehkraftbackenkupplung ange- Kraft besitzt ordnet ist, die zusammen mit Zahnrädern der Kraftübertragung
zwischen der Primär- und der Sekundär
welle dienen, und bei dem zwischen den Kupplungen auf
Diese und andere bekannte Lösungen von selbsttätig schaltenden Wechselgetrieben, bei denen die Schaltstu-..
_ fen geschwindigkeitsabhängig mittels Fliehkraftkupp-
der PrimärweUe und der Sekundärwelle eine Freilauf- eo lungen geschaltet werden, erfüllen die grundsätzlichen
kupplung angeordnet ist. Funktionseigenschaften nur unzulänglich, da der Beginn
Ein derartiges Wechselgetriebe ist aus dem DE-GM - - - 28 755 bekanntgeworden. Eine auf der Kurbelwelle
drehbar gelagerte Kupplungstrommel treibt ein Zahnrad an, welches über eine Freilaufkupplung die Sekundärwelle
antreibt, wenn die Kurbelwelle mit niedrigen
Drehzahlen umläuft. Dieser Kraftübertragungsweg bildet den ersten Gang dieses Getriebes. Läuft hingegen
des Schaltens nicht von der Belastung des Motors abhängig ist. Die 1. Schaltphase erfolgt im Bereich der
Geschwindigkeiten v\ bis v2. v, ist die Geschwindigkeit,
bei der ein kraftloser Schluß der Reibungsteile der Kupplung entsteht, v2 ist die Geschwindigkeit, bei der
die Schaltkupplung mit Schlupf mittels der höheren Schaltstufe, auf welche sie geschaltet wird, das ganze
3 4
Drehmoment überträgt. Die II. Schaltphase erfolgt im Schaltens zu beeinträchtigen. Das ermöglicht es. mit
Bereich der Geschwindigkeiten V2 bis V3. V3 ist die Ge- Vorteil drei- und mehrstufige Getriebe zu lösea Die
schwindigkeit bei der ein starrer Kraftschluß der Geschwindigkeit v\ zu Beginn des Schaltens wird mit
Schaltkupplung entsteht Die Schaltphasen sind vonein- Sinken der Belastung des Motors verringert Bei geeigander
abhängig. Deshalb ist vom Standpunkt der Konti- 5 net ausgelegten Getriebe kommt es in einem gewählten
nuität der Fahrt ein zu weiter Bereich der Geschwindig- Bereich des Getriebes zu eine »kick down« Effekt Es ist
keiten v2 bis v, der H. Schaltphase gegeben, welchei bei gleichfalls möglich, mittels des Motors bei maximaler
einem Sinken der Drehzahl des Motors von n2 bei einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges bis zu einer GeGeschwindigkeit
v2 auf n3 bei einer Geschwindigkeit v3 schwindigkeit zu bremsen, bei der die Anlaß- und Startunnötig den Bereich der Geschwindigkeiten vt bis v2 der io kupplung außer Eingriff kommt Das Getriebe über-L
Schaltphase erweitert, wodurch der Bereich der Ge- trägt das Ingangsetzungsmoment auf die Startkupplung
schwiadigkeiten ·-. ins V3 des Fahrzeuges, bei denen der von einer gewählten Geschwindigkeit vp an.
Wirkungsgrad der Übertragung der Leistung wegen Dadurch, daß auf der Vorgelegewelle ein weiteres
Schlupf der Schaltkupplung niedrig ist, sich wesentlich Zahnrad angeordnet ist welches mit einem Zahnrad eibei
ungeeignetem Verlauf der übertragenen Kräfte auf 15 ner Startanordnung kämmt ist es möglich, den Motor
die Antriebsräder des Fahizeuges in Abhängigkeit von über das Wechselgetriebe mittels einer Startvorrichdessen
Geschwindigkeit erhöht tung zu starten. Auch hier ist der Vorteil vorhanden, daß
Durch die US-PS 32 24 541 ist eine Fliehkraftkupp- erst bei Erreichen einer bestimmten Wmkelgeschwinlung
bekanntgeworden, deren Schaltvorgang nicht nur digkeit der Starterwelle der Motor an das Getriebe andurch
die Drehzahl vorgegeben ist sondern auch durch 20 gekoppelt wird, was auch in diese· r Falle das Starten
das von der Kupplung zu übertragende Drehmoment erleichtert
beeinflußt ist Das Wesen der Erfindung ist nachstehend anhand ei-
Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten nes in der Zeichnung schemaiisch dargestellten Ausfüh-Getriebe
der eingangs genannten Art Es ist die Aufga- rungsbeispieles näher erläutert Es zeigt
be der Erfindung, unter Vereinigung der Vorteile der 25 F i g. 1 den Verlauf der Antriebskräfte PH eines zweibeschriebenen
Getriebe eine weitere Verbesserung des stufigen selbsttätigen Vorgelegegetriebes für drei uii-Getriebes
durch selbsttätige Herstellung des Kraft- terschiedliche Belastungen des Motors und den Verlauf
Schlusses nach Oberschreiten einer vorgegebenen des Wirkungsgrades der Leistungsübertragung wäh-Drehzahl
das Anwerfen des Motors beim Anschieben rend des Schaltens,
des Fahrzeuges, aber auch beim Starten mit drehender 30 F i g. 2 einen Längsschnitt einer möglichen Anord-Starterwelle
zu erleichtern. nung des erfindungsgemäßen selbsttätigen Getriebes
lung auf der Primärwelle auch als bei einer bestimmten F i g. 3 einen teilweisen Querschnitt durch eine
und im Kraftübertragungsweg zwischen der Primärwel- 35 F ig. 4 einen Teilschnitt des Freilaufrades und des
Ie und der Trommel der auf der Sekundärwelle angeord- Startrades.
neten Fliehkraftkupplung angeordnet ist, daß auf der F i g. 5 einen Teilschnitt des Freilaufrades an der Stel-
auf der Nabe frei drehbar das Antriebsrad gelagert ist Von der Kurbelwelle 29 des Motors - diese stellt für
welches mi. der Trommel der auf der Sekundärwelle 40 das Getriebe die Primärwelle dar — wird das Drehmoangeordneten
Fliehkraftkupplung fest verbunden ist, me at durch die auch als Anlaß-und Startkupplung diedaß
mit der Nabe ein Zahnrad fest verbunden ist, wel- nende Fliehkraftkupplung 30 — die auf der Primärwelle
ches mit einem auf einer Vorgelegewelle befestigten angeordnet ist - auf einen verzahnten Riemen 31 überZahnrad
kämmt, daß die Freilaufkupplung auf der Vor- tragen, der die Trommel 27 einer alj Schaltkupplung
gelegewelle angeordnet und mit einem Zahnrad fest 45 dienenden Fliehkraftkupplung i2 umschlingt, die auf der
verbunden ist welches mit dem Anti-.ebsrad kämmt und Sekundär- oder Abtriebswelle 1 angeordnet ist Diese
daß der Träger der Fliehkraftbacken der Fliehkraft- Trommel 27 ist mit dem Antriebsrad 3 des Getriebes
kupplung auf der Sekunderwelle mit der Nabe fest ver- gekuppelt Das Antriebsrad 3 greift in ein Freilaufrad 5
bunden ist. daß der Regelmitnehmer fest mit der Sekun- ein, das an einer Vorgelegewelle 4 gelagert ist, die mit
därwelle verbunden ist *,nd daß der Regelmitmehmer 50 einem Vorgelegerad 6 fest verbunden ist. Das Antriebsmit
einem Mitnehmerelement in Eingriff steht, wobei rad 3 ist auf einer Nabe 7 drehbar gelagert, die mit
das Mitneh/nerelement mit der Fliehkraftbacke verbun- einem angetriebenen Rad 2 fest verbunden ist. Die Naden istbe
7 und das angetriebene Rad 2 sind auf der Austritts-
Mit diesem Getriebe im Fahrzeug ist es möglich, das welle 1 drehbar gelagert An der Nabe 7 ist ein Mitneh-Fahrzeug
ohne irgendwelche Betätigungsmaßnahmen 55 mer 8 von Backen !0 der Schaltkupplung t2 befestigt
bis zu einer bestimmten Geschwindigkeit anzuschieben, die mit Mitnehmerelementen 9 versehen sind, die in
ohne daß die Motorwelle mitgedreht wird. Dadurch Eingriff mit eine-n Regelmitnehmer 11 stehen, der an
wird der Anschiebevorgang erleichtert Erst nach Ober- der Austrittsweüe 1 befestigt ist und Ausnehmungen
schreiten dieser Geschwindigkeit wird die Motorwelle aufweist die mit c.ner Eingriffskante 22. einer Anlaufin
Drehung versetzt, nun aber durch die erreichte Fahr- 60 kante 23 und einer Anschlagfläche 24 versehen sind. Die
Zeuggeschwindigkeit mit einer so hohen Drehzahl, daß Anlaufkante 23 ist derart beschaffen, daß beim G'bertrader
Motor sofort anspringt. Das erleichtert das Starten. gen des Drehmomentes von der Sekundärwelle 1 auf die
Die Vorteile des erfindungsgemäßen mehrstufigen Schaltkupplung 12 bei Vorwärtsbewegung des Fahrzeu-Vorgelegegctnebes
beruhen aber auch auf sehr guten ges, beim Anlassen des Motors durch Anschieben des
Betriebseigenschgftsn des Getriebes, da die gegenseiti- 55 Fahrzeuges und beim Bremsen durch den Motor nach
ge Unabhängigkeit der I. und II. Schaltphase den Schalt- Kontakt des Reibbelages 25 der Backen 10 mit der Arbereich
der Geschwindigkeiten V1 bis V3 auf ein Mini- beitsfläche 26 der Trommel 27 der Schaltkupplung 12
mum herabzusetzen erlaubt, ohne die Kontinuität des die Austrittswelle 1 über die Backen 10 mit der Trom·.
5 6
mel 27 der Schaltkupplung 12 fest verbunden ist. Die übertragen, dessen Kanten die Backen 10 mittels der an
geführte und über die Mitnehmer 8 der Backen 10 auf Glieder 1,2,7,3,11,10,8,27 drehen sich als ein Ganzes. "1
die Mitnehmerelemente 9 übertragene Drehmoment an 5 Von der Trommel 27 wird das Drehmoment weiter über .·;.;,
der Eingriffskante 22 eine Kraft erzeugt wird, durch den verzahnten Riemen 31 auf die als Anlaß- und Start- >!
weiche gemäß der Größe des Drehmomentes, das aus kupplung dienende Fliehkraftkupplung 30 und die Kur- %
dem Getriebe austritt, die Wirkung der Fliehkraft der belwelle 29 übertragen. Dabei drehen sich gleichzeitig
dem Rad der Startanordnung 28 kämmt, bei freier Dreh- sparung 13 ermöglicht es, den Freilaufkörpern 17 sich
möglichkeit des Freilaufrades 5 an der Vorgelegewelle 4 frei umzustellen Zum gleichen Zustand kommt es beim
mittels der Ausschaltbolzen 15 des Startrades 14 dreh- Bremsen durch den Motor bei der Fahrt des Fahrzeu- '
bar verbunden. Die Ausschaltbolzen 15 greifen in Aus- 15 ges. :
nehmungen 13 des Freilaufrades 5 ein. Die Freilaufkör· !
per 17 werden durch Federn 18 über Bolzen 16 gegen Anfahrvorgang die Ausschaltbolzen 15 gedrückt Beim Starten mittels
der Startanordnung 28 ist das Startrad 14 mit dem Frei- Nach Erreichung einer bestimmten Drehzahl der
laufrad 5 mittels der in Ausnehmungen 13 des Freilauf- 20 Kurbelwelle 29 beginnt die Kupplung 30, zuerst mit
rades 5 eingreifenden Ansätze 19 drehbar derart ver- Schlupf, das Drehmoment der Kurbelwelle 29 auf den
bunden, daß die Stützflächen 20 der Ansätze 19 mit den verzahnten Riemen 31 zu übertragen. Das Drehmoment
Eingriffsflächen 21 der Ausnehmungen 13 des Freilauf- wird dann über das Antriebsrad 3, Freilaufrad 5, Freirades
in Eingriff stehen. Dabei sind die Freilaufkörper laufkörper 17, Vorgelegewelle 4, Vorgelegerad 6, getrie-17
durch die Ausschaltbolzen 15 außer Eingriff ge- 25 benes Rad 2, Nabe 7, Mitnehmer 8, Mitnehmerelemente
bracht Die Backen 10 der Schaltkupplung 12 werden 9 der backen 10, Eingriffskante 22 an den Regelmitnehdurch
die Regelmitnehmer 11 axial gehalten. Die Füh- merll ?n die Austrittswelle 1 übertragen,
rungsflächen des Mitnehmerelementes 9 stützen sich
seitlich sowohl gegen den Regelmitnehmer 11 als auch Fahren mit niedriger Geschwindigkeit
gegen Rächen an der Backe 10 ab. 30
«m Diagramm in F i g. 1 ist der Verlauf der Antriebs- Bei einer niedrigen Geschwindigkeit des Fahrzeuges !
kräfte PH für drei verschiedene Belastungen des Motors, oder einem großen Torsionsmoment nach der Teilum- '
der Verlauf der Fahrwiderstände Pr und Pm der Verlauf drehung des Gasgriffes sind die Wirkungen der Zentrides
Wirkungsgrades π der Übertragung der Leistung fugalkräfte der Backen 10 niedriger als die Kraftwir-
und die Drehzahl des Motors in Abhängigkeit von der 35 kung der Berührung der Eingriffskante 22 mit den Mit-Geschwindigkeit
des Fahrzeuges dargestellt und vor al- nehmerelementen 9. Diese Kraftwirkung hält die Bakiem
der Verlauf beim Schauen von der Geschwindigkeit ken Ϊ0 außer Eingriff mit der Trommel 27. Die erste
v, auf vj angezeigt Obersetzungsstufe ist eingeschaltet Dabei ist die Dreh-
gendermaßen: 40 Antriebsrades 3. Das Antriebsrad 3 und die Trommel 27
hendem Fahrzeug: als ein Ganzes drehen sich die Vorgelegewelle 4, das
wird das Startrad 14 in Uhrzeigerrichtung (F i g. 4) in Die Drehzahl der Nabe 7 mit dem angetriebenen Rad 2
19 des Startrades 14 drücken die F.-eilaufkörper 17 aus des 3.
dem Eingriff und die Stützfläche der Ansätze 19 sitzt auf
dem Eingriff und die Stützfläche der Ansätze 19 sitzt auf
der Eingriffsfläche 21 der Aussparung 13 des Freilaufra- Fahren mit hoher Geschwindigkeit
des 5 auf.
der Vorgelegewelle 4 in Uhrzeigerrichtung in F i g. 4 oder bei Herabsetzung des Drehmomentes des Motors
ermöglicht und die Übertragung eines Drehmomentes überwinden die Zentrifugalkräfte der Backen 10 die
von dem Startrad 14 auf das Freilaufrad 5 gesichert Kraftwirkung der Berührung der Eingriffskante 22 des
triebsrad 3, weiter auf die Trommel 27, den verzahnten 55 der Backen 10, und die Reibflächen 25 der Backen 10
auf die Kurbelwelle 29 übertragen. Dabei ist die als Berührung. So kommt es zur Umschaltung in die zweite
schaltet, denn die Austrittswelle 1 und weiter die GHe- Schaltkupplung 12 drehen sich die Elemente 1,2,7,3,8,
der 4,6,2,7,8,9,10,11 sind in Ruhe. 60 11,10,27 als ein Ganzes. Die Glieder 4,5,6 drehen sich
(Starten durch Anschieben des Fahrzeuges): Motor, ebenso wie beim Anlassen des Motors durch
Beim Drehen der Austrittswelle 1 gegen den Uhrzei- Drehen der Austrittswelle 1.
gersinn (F i g. 3), d h. beim Anlassen des Motors durch
Anschieben des Fahrzeuges oder wie es bei Mopeds 65 Wechsel von hoher zu niedriger Geschwindigkeit
üblich ist durch Drehen der Welle 1 mit Hilfe der Pedaf-
welle mitteis eines Kettengetriebes wird das Torsions- Die Wiedereinschaltung der ersten Übersetzungsstu-
moment von der Welle 1 auf den Regelmitnehmer 11 fe tritt nach Herabsetzung der Geschwindigkeit des
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Fahrzeuges oder nach Erhöhung des Torsionsmomenles des Motors dadurch ein, daß die über die Mitnehmerelemente
ausgeübten Kraftwirkungen des Regelmitnchmers It auf die Backen 10 die Schaltkupplung 12
abschalten.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
10
55
60
65
Claims (1)
1. Mehrstufiges, selbsttätig schaltendes Wechselgetriebe
für die Kraftübertragung zwischen einer mit einem Motor gekoppelten PrimärweUe und einer
dem Abtrieb dienenden Sekundärwelle, bei dem sowohl auf der PrimärweUe als auch auf der Sekundärwelle
je eine Fliehkraftbackenkupplung ange-
die Kurbelwelle mit höheren Drehzahlen um, so greifen Fliehgewichte der zweiten, auf der Sekundärwelle gelagerten
Fliehkraftkupplung an der Kupplungstrommel an, die fest nut der Sekundärwelle verbunden ist Dem
Antrieb des Trägers der Fliehkraftgewichte dient ein Zahnrad auf der Kurbelwelle. Dreht sich dieses so
schnell, daß die Fliehgewichte der Kupplung auf der Sekundärwelle zum Eingriff kommen, arbeitet cMe Freilaufkupplung
auf der Sekundärwelle im Freilauf, so daß
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