DE617393C - Reibungslose Kraftuebertragung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine reibungslose Kraftübertragung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem mittels einer Unterbrechungseinrichtung von den Rädern abschaltbaren Wechselgetriebe, bei dem der Motor mit dem Wechselgetriebe durch ein mit einem Ventil zur Steuerung des Flüssigkeitsumlaufs und einer Bremse zum Anhalten des angetriebenen Teils versehene Flüssigkeitskupplung verbunden ist. Die Erfindung besteht darin, daß das Steuerventil der Flüssigkeitskupplung, die Bremse und die Unterbrechungseinrichtung zu gemeinsamer Betätigung derart miteinander gekuppelt sind, daß das gemeinsame Betätigungsglied im ersten Teil seiner Ausrückbewegung nur das Steuerventil in den Flüssigkeitsumlauf einschiebt und erst im zweiten Teil dieser Bewegung die Unterbrechungseinrichtung ausrückt und die Bremse zum Anliegen bringt. Hierdurch ist außer der völlig reibungslosen Kraftübertragung vom Motor bis zu den Rädern die Möglichkeit geschaffen, bei niedrigen Geschwindigkeiten einen Gangwechsel' ohne Betätigung

as der Bremse und ohne Ausrücken der Unterbrechungseinrichtung .vorzunehmen, indem das gemeinsame Betätigungsglied nur so weit verstellt wird, daß lediglich das Steuerventil in den Flüssigkeitsumlauf eingeschoben wird.

Bei niedrigen Geschwindigkeiten genügt dies vollständig, um den Gangwechsel, stoßfrei durchzuführen. Anders ist es bei sehr hohen Geschwindigkeiten, insbesondere wenn der Gangwechsel, wie bei Rennwagen, schnell vorgenommen werden muß.' Alsdann wird das gemeinsame Betätigungsglied in seine Endstellung gebracht, so daß nicht nur das Flüssigkeitsventil eingeschoben, sondern auch die Unterbrechungsvorrichtung ausgerückt und die Bremse angelegt wird. Auf diese Weise ist nämlich das Wechselgetriebe auch von den Rädern völlig abgeschaltet und wird überdies in seinem antreibenden Teil durch die Bremse verlangsamt, so daß der Gangwechsel ungeachtet der hohen Geschwindigkeit schnell und +5 doch stoßfrei durchgeführt werden kann. Die Unterbrechungsvorrichtung ist zweckmäßig so ausgebildet, daß ihr Wiedereinrücken bei Eintreten des Synchronismus selbsttätig erfolgt. " ...

In den Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiei dargestellt.

Fig. ι ist eine schematische Seitenansicht der Gesamtanordnung. Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch die hydraulische Kupplung, das Wechselgetriebe, die Bremse und die Unterbrechungsvorrichtung, wobei das Getriebe

seine neutrale Stellung hat. Fig. 3 zeigt das Getriebe mit geschlossenem Ventil der hydraulischen Kupplung und der Unterbrechungsvorrichtung in ausgerückter Stellung, aber bereit zum Wiedereinrücken. Fig. 4 ist ein Querschnitt in der Ebene 4-4 der Fig. 2. Fig. 5 ist eine schematische Ansicht des Steuergestänges in der zu Fig. 2 gehörenden Stellung. Fig. 6 zeigt das Steuergestänge in derjenigen Stellung, in der das Ventil der hydraulischen Kupplung geschlossen, die Unterbrechungsvorrichtung ausgerückt und die Bremse in Bremsstellung ist. Fig. 7 zeigt das Gestänge in derjenigen Lage, in der die ¹S Bremse gelöst und die Unterbrechungsvorrichtung ausgerückt, aber bereit zum Wiedereinrücken ist. Fig. 8 ist eine teilweise ges'chnittene Vorderansicht des antreibenden Gliedes einer Ausführungsform der Unterbrechungsvorrichtung. Fig. 9 ist eine Stirriansicht des angetriebenen Gliedes der Unterbrechungsvorrichtung, oind Fig. 10 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Unterbrechungsvorrichtung in vergrößertem Maßstab,

In Fig. ι ist A der Motor, B die hydraulische Kupplung, C das Wechselgetriebe mit Steilhebel C*,. D die Bremse und E die Unterbrechungsvorrichtung, die hier als zwischen der Antriebswelle F und dem Wechselgetriebe angeordneten Salerni-Kupplung ausgebildet ist, G das Differentialgetriebe und H eines der Triebräder des Fahrzeugs. Die hydraulische Kupplung ist ein- Föttinger-Getriebe und besteht aus dem Leitrad ro, das an dem auf der Motorwelle befestigten Gehäuse 11 angeordnet ist oder einen Teil desselben bildet, und dem Turbinenrad Γ2. Die Flügel· des Leitrades und des Turbinenrades sind in der üblichen Weise in der Flüssigkeitsbahn angeordnet und sind zweckmäßig so ausgebildet, daß sie eine geringe Drehmomentübersetzung im Verhältnis von ungefähr r : 1 geben. In-" dessen können auch andere Flügel verwendet werden. Ein in Form eines Ringes 13 ausgebildetes Ventil kann an der Leitradseite in den Flüssigkeitslauf eingeschoben und aus ihm herausgezogen werden. Das Ventil 13 sitzt an einer Scheibe 14, die zum Zwecke des Vorschiebens und Zurückziehens des Ringes mittels einer axial verschiebbaren Manschette 15, an der die Scheibe befestigt ist, hin und her bewegt werden kann. Die Manschette umgreift die das Turbinenrad 12 tragende Welle 16. Das Ventil ist weder mit dem Leitrad noch mit dem Turbinenrad verbunden und infolgedessen frei und kann in bezug auf jedes dieser Elemente rotieren. Für gewöhnlich nimmt das Ventil 13 mit der Scheibe 14 eine zurückgezogene Lage!; ein, wie in Fig. 2, so daß die¹ dem' Leitrad durch den j; Motor erteilte Drehbewegung sich auf das Turbinenrad überträgt, wodurch die Welle 16 in Drehung versetzt wird. Das Einschieben und Zurückziehen des Ventils 13 erfolgt mittels eines Betätigungshebels oder eines Pedals 17, das um dem Punkt 18 (Fig. 5) schwenkbar ist und einen Fortsatz 19 hat, der mittels eines Lenkers 20 mit einer Daumenscheibe 21 verbunden ist, in deren Schlitz 22 eine feste Rolle 23 eingreift. Die Daumenscheibe 21 ist mit einem an einem Ende einer Welle 25 befestigten Arm 24 in Verbindung. Auf der Welle 25 ist ein Joch 26 verkeilt, das mit einem Flansch oder einem genuteten Bund 27 in Eingriff steht, der seinerseits auf einem Kugellager der Hülse 15 angeordnet ist oder einen Teil des Lagers bildet. Infolgedessen wird beim Niederdrücken des Pedals 17 die Daumenscheibe 21 mittels des Lenkers 20 verstellt, und infolge der besonderen Formgebung des Schlitzes wird die Daumenscheibe zunächst so verschoben, daß sie dem Arm 24 und der Welle 25 eine. Wiukelbewegung erteilt. Infolgedessen führt das Joch 26 eine ähnliche Bewegung aus und verschiebt die Manschette 15 in axialer Richtung derart, daß das Ventil 13 in den Flüssigkeitskreis der hydraulischen Kupplung hineingeschoben wird. Auf der Welle 16 sitzt eine Bremstrommel 28, an die ein Bremsband 29 zum Anlegen gebracht werden kann, dessen eines Ende (Fig. 4) an einer Feder 30 befestigt ist, während, das andere Ende mit einer Stange 31 verbunden ist, die ihrerseits mit einem Arm 32 an einer die Welle 25 lose umschließenden ,Manschette 33 befestigt ist. Die Manschette 33 hat einen Arm 34, der mittels eines Lenkers 35 mit dem Fortsatz 19 des Pedals 17 verbunden ist. Beim Niederdrücken des Pedals 17 (bei dem das Ventil in den Flüssigkeitskreis eingeschoben wird) erteilt der Lenker 35 der Manschette 33 eine Winkelbewegung, so daß der Arm 32 die Stange 31 nach oben schiebt und hierdurch das Bremsband 29 zum Anliegen an die Bremstrommel 28 bringt, so daß die Welle 16 rasch gebremst wird. Diese läuft für gewöhnlich mit derselben Drehzahl und demselben Drehmoment wie die Motorwelle um, mit der sie durch das Flüssigkeitsgetriebe verbunden ist. Die Welle 16 erstreckt sich bis zum Wechselgetriebe C, das in der Zeichnung als Getriebe mit Vorgelegewelle dargestellt ist, obgleich auch andere Getriebearten Verwendung finden können. Beispielsweise kann das Wechselgetriebe als Planetengetriebe mit Synchronisierungseinrichtungen ausgebildet sein. Das Wechselgetriebe wird in der üblichen Weise mittels des Hebels C¹ zum-Zwecke des Gangwechsels betätigt. Die Kraft wird vom Wechselgetriebe aus mittels der Welle 36 übertragen, auf der

das antreibende Glied 37 der Unterbrechungsvorrichtung, in diesem Fall einer Salerni-Kupplung, sitzt, deren angetriebenes Glied 38 gleitend auf einer Welle 39 sitzt, die mit der Antriebswelle F verbunden ist oder einen Teil von ihr bildet. Die Salerni-Kupplung ist in der üblichen bekannten Weise ausgebildet und enthält einen Synchronisierungsring 40 zwischen den Kupplungsteilen 37 und 38. Der Synchronisierungsring (Fig. 9, 10) hat Abstandsstücke 41, die mit entsprechenden Ge-, genflächen 42 am angetriebenen Kupplungsteil derart zusammenwirken, daß sie ein Eingreifen der Kupplungsklauen 37° und 38° der Kupplungsglieder 37 und 38 nach dem Ausrücken der Kupplung so lange verhindern, als die Kupplungsteile mit verschiedenen Drehzahlen umlaufen. Der Synchronisierungsring 40 wird durch das angetriebene Kupplungs-

20· glied gedreht und ist mit dem antreibenden Kupplungsglied reibungsschwach verbunden, beispielsweise mittels der Freilauf einrichtung 43. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt der Synchronisierungsring 40 in dem die Walzen der Freilauf vorrichtung einschließenden Ring 43", und zwischen den beiden Ringen ist eine Reibungs- oder Schlupfverbindung durch die miteinander in Eingriff befindlichen konischen Flächen 43* hergestellt (Fig. 10). Für gewöhnlich hat der Synchronisierungsring 40 eine Lage, in der seine Stützflächen in Zwischenräume 42° (Fig. 9) des angetriebenen Kupplungsteils eingreifen, so daß er die Kupplungsteile nicht auseinanderhält und die Klauen 37^s und 38« in Eingriff sind. In dieser Stellung überträgt die Kupplung die Kraft zwangsläufig in beiderlei Drehsinn, Um das Kupplungsglied 38 auszurücken, steht es mit einem Jochhebel 44 in Verbindung, an dem ein Lenker 45 mittels einer Schlitzverbindung 46 angreift. Der Lenker45 ist an-' dererseits am 'Pedal 17 bei 47 angelenkt. Wird das Pedal zum Zwecke des Einrückens des Ventils und des Anziehens der Bremse in der beschriebenen Weise niedergedrückt, so erfolgt infolge der Schlitzverbindung 46 zunächst keine Betätigung des Joches 44. Bei weiterem Niederdrücken des Pedals wird aber dem Joch eine Winkelbewegung erteilt, durch die das angetriebene Kupplungsglied 38 außer Eingriff mit dem antreibenden- Kupplungsglied 37 gebracht wird. Da vorher das Ventil geschlossen worden ist, ist bereits das antreibende Drehmoment abgeschaltet worden, so daß das Kupplungsglied 38 sich leicht zu^ rückziehen läßt. Die Ausrückbewegung des Kupplungsgliedes 38 erfolgt gegen die Kraft

. einer Wiedereinrückfeder 48, die an dem Joch 44 angreift und bei 49 am Pedal 17 befestigt ist. Die Feder sucht also alle durch das Pedal betätigten Teile wieder in ihre Anfangslage zurückzuführen. Es könnten aber auch für alle Teile besondere Rückführfedern vorgesehen sein.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Lage der Einzelteile läuft der Motor entweder mit dem Wechselgetriebe in neutraler Stellung oder unter Eingriff eines Getrieberades. Wünscht man nunmehr einen Gang einzurücken oder den Gang zu wechseln, so wird das Pedal 17 niedergedrückt Das anfängliche Niederdrücken schiebt das Ventil 13 in den Flüssigkeitsumlauf hinein und bringt ungefähr gleichzeitig das Bremsband 29 zum Anliegen an die Trommel 28. Das völlige Anlegen des Bremsbandes kann unter Umständen mit etwas totem Gang erfolgen. Auf diese Weise wird die Kraftübertragung praktisch unwirksam gemacht, wenigstens was die Übertragung des Antriebs betrifft, obgleich noch eine schwache Übertragung infolge der Flüssigkeitsreibung in der hydraulischen Kraftübertragung vorhanden ist, durch die die Welle 16 gedreht wird. Indessen ist das Drehmoment im wesentlichen von dem Wechselgetriebe und von den von ihm angetriebenen Teilen abgeschaltet. Durch die Anfangsbewegung des Pedals 17 wird das Kupplungsglied 38 wegen der Schlitzverbindung des Lenkers 45 mit dem· Joch 44 noch nicht ausgerückt. Bei weiterem Niederdrücken des Pedals wird aber das Kupplungsglied 38 zurückgezogen, also in einem Augenblick, bei dem das auf die angetriebenen Teile ausgeübte Drehmoment durch Einrücken des Ventils 13 praktisch abgeschaltet ist. Sobald nun auch das Kupplungsglied 38 ausgerückt ist, ist das Wechselgetriebe von den Triebrädern abgeschaltet, und da auch die hydraulische Kupplung praktisch unwirksam ist, ist das Wechselgetriebe too so gut wie isoliert. Das Anziehender Bremse verlangsamt die Drehung der Welle 16 oder setzt diese sogar still, so daß die Getrieberäder des Wechselgetriebes sehr rasch angehalten werden und sich das Umschalten auf einen anderen Gang leicht mittels des Hebels C¹ in der üblichen Weise vornehmen läßt. Nach dem Ein- oder Umschalten des Wechselgetriebes wird das Pedal 17 wieder losgelassen, und hierbei wird durch die Wirkung der Feder 48 die Bremse gelöst und die Welle 16 freigegeben. Zu dieser Zeit dreht sich das angetriebene Kupplungsglied 38 schneller als das antreibende Glied 37, und das Einrücken der Kupplung wird durch den Synchronisierüngsring 40 verhindert. Dieser wird durch das angetriebene Kupplungsglied gedreht, solange dessen Geschwindigkeit die des antreibenden Gliedes übertrifft. Der Synchronisierungsring steht derweil mit dem antreibenden Kupplungsglied in Freilauf verbindung. Unter dem Einfluß der Feder 48 pressen sich näm-

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Hch die Kegelflächen 43^ "des, Synchronisierungsringes 40 und des Freilaufririges 43° gegeneinander, so daß die beiden Ringe eine Freilaufdrehung in bezug auf das antreibende Kupplungsglied ausführen. Da das angetriebene Kupplungsglied durch den Synchronisierungsring am Einrücken gehindert wird, hält das Joch 44 über den Lenker 45 und das Pedal 17 die Manschette 15 in einer Stellung, in der das Ventil 13 sich noch in Flüssigkeitsumlauf befindet. In dieser Lage ist also zwar die Bremse 28, 29 gelöst; das. Ventil'13 aber noch nicht zurückgezogen, so daß die Welle 16 nur durch die Flüssigkeitsreibung in der Flüssigkeitskupplung angetrieben wird. Unter diesen Bedingungen kann das Fahrzeug mit Freilauf fahren, solange, als 'die Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Seite der Salerni-Kupplung diejenige der Antriebsseite übertrifft. Wird nun der Motor beschleunigt und die Drehgeschwindigkeit des Leitrades 10 der Flüssigkeitskupplung erhöht, so erhöhen sich auch die Drehgeschwindigkeiten des Turbinenrades 12, der Welle 16 und des Kupplungsgliedes 37. Sobald die Drehgeschwindigkeit des letzteren, .37, diejenige desRuppljings* gliedes 38 erreicht, wird vermöge der Reibungsverbindung an den konischen Stützflächen 43⁶ der Synchronisierungsring ver^ schoben, so daß die das Einrücken der Kupplung verhindernden Stützflächen 41 verschoben werden und ein Wiedereinrücken deT Kupplung unter der Wirkung der Feder 48 gestatten. Hierbei kommen die -Klauen der Kupplungsglieder miteinander zum Eingriff und stellen, eine zwangsläufige Kupplung in beiderlei Drehsinn wieder her. Vermöge der konischen Stützflächen 43* zwischen Synchronisierungsring und Freilaufring ist ein Reibungsschlupf hergestellt, durch den einer Neigung des angetriebenen Kupplungsgliedes zum Drehen des Synchronisierungsringes unter Vermittlung der Freilauf vorrichtung entgegengearbeitet wird".. Nach dem Wiedereinrücken der Kupplung kehrt das Pedal 17 unter dem Einfluß der Feder 48 in seine An^ fangsstellung zurück, und unter Vermittlung der Daumenscheibe wird die Manschette 15 zurückgezogen, wobei das Ventil 13 aus der Flüssigkeitskupplung herausgezogen wird, so daß der normale Antrieb wiederhergestellt ist. Die beschriebene Reihenfolge der Arbeitsvorgänge kann bei jedem" Gangwechsel oder auch beim Einschalten eines Ganges vom Leerlauf stattfinden. Zum Zwecke des Freilaufs genügt es, das Pedal so weit niederzudrücken, daß der Flüssigkeitsumlauf im Flüssigkeitsgetriebe durch' Einrücken ' des . Ventils' unterbrochen und die Salerni^Kupplung ausgerückt wird. Bei Erreichung des Synchronismus findet dann eine selbsttätige Wiederherstellung des Antriebs statt. Gege-' benenfalls können die Stützflächen am Synchronisierungsring und dem angetriebenen Kupplungsteil in einer Richtung geneigt angeordnet sein, durch die unerwünschte oder zufällige Verschiebungen des Ringes verhütet werden. Zum Umsteuern wird das Pedal 17 so weit niedergedrückt, daß das Ventil 13 in den Flüssigkeitslauf eingeschoben und die Kupplung ausgerückt wird. Der Synchronisierungsring wird bei dem Umschalten auf Rückwärtsgang folgendermaßen verschoben, um ein sofortiges Wiedereinrücken der Kupplung herbeizuführen: Eine verschiebbare Manschette 49 kann mittels eines Hebels 50 und,eines Lenkerssi verschoben werden, die mit dem Rückwärtsganghebel 52 verbunden sind. Die Manschette 49 ist zweckmäßig auf dem angetriebenen Kupplungsglied' verkeilt und mit einer geneigten Stützfläche 49^s versehen, die bei axialer Bewegung der Manschette mit einer ähnlichen Stützfläche 49^s am Synchronisierungsring in Eingriff gelangt und eine Verdrehung des Ringes bewirkt, so daß die Kupplung wieder einrücken kann.

Bei einer anderen Ausführungsform sind statt einer einzigen Rückkehrfeder unabhängige Rückkehrfedern o. dgl. vorgesehen. Beispielsweise kann das Pedal nach dem Niederdrücken in seine Anfangslage zurückkehren und das Ventil in seiner Schließstellung durch einen Schnepper 0. dgl. gehalten werden, der gelöst wird, wenn die Kupplung wieder einrückt, während die Kupplung und gegebenenfall's die übrigen Teile unter dem Einfluß uiiabhängiger Federn stehen. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Ventil auch als Bremse arbeiten in dem Sinn, daß sie die Drehung der Welle des Flüssigkeitsgetriebes nach der Unterbrechung des Flüssigkeitsumlaufs bremst. An Stelle der beschriebenen Kupplung kann jede andere Unterbrechungsvorrichtung vorgesehen _ werden. Beispielsweise kann eine hydraulische Kupplung, eine i°5 Reibungskupplung oder eine Freilaufvorrichtung vorgesehen sein. Bei Verwendung einer Freilaufvorrichtung kann diese selbstausrückend sein und durch das Pedal betätigt werden. Beispielsweise kann das Pedal eine "Q Verriegelung ausrücken, die selbsttätig oder willkürlich wieder zum Eingriff gebracht wird, um einen zwangsläufigen Antrieb nach beiderlei Richtungen herzustellen. Bei einer anderen Ausführungsform kann eine Mehrzahl von Freilaufvorrichtungen mit oder ohne Verriegelungsvorrichtungen vorgesehen sein. Bei einer anderen Ausführungsfbrm wird die Freilauf vorrichtung nicht durch das Pedal betätigt und ist überhaupt von Handbetätigung unabhängig. Eine gleitende Kupplungsmanschette o. dgl. an der angetriebenen Welle

kann mit Klauen oder Zähnen in entsprechende Klauen oder Zähne an dem Außenring der Freilaufvorrichtung eingreifen, um eine zwangsläufige Kraftübertragung in beiderlei Drehsinn zu schaffen, z. B. zum Zwecke des Umsteuerns oder zum Verriegeln der Freilaufvorrichtung. Diese Manschette kann durch den Rückwärtshebel betätigt werden oder auch durch einen unabhängigen Hebel zum Sperren ίο des Freilaufs.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Reibungslose Kraftübertragung, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einem mittels einer Unterbrechungseinrichtung von den Rädern abschaltbaren Wechselgetriebe, bei dem der Motor mit dem Wechselgetriebe durch ein mit einem Ventil zur Steuerung des Flüssigkeitsumlaufs und einer Bremse zum Anhalten des. angetriebenen Teils versehenen Flüssigkeitsgetriebe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil (13) des Flüssigkeitsgetriebes (B), die Bremse (28, 29) und die Unterbrechungseinrichtung (E) zu gemeinsamer Betätigung derart miteinander gekuppelt sind, daß das gemeinsame Betätigungsglied (17) im ersten Teil seiner Ausrück- bewegung nur das Steuerventil in den Flüssigkeitsumlauf einschiebt und erst im zweiten Teil dieser Bewegung die Unterbrechungseinrichtung ausrückt und die Bremse zum Anliegen bringt.
2. 2. Kraftübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Ventil (13) des Flüssigkeitsgetriebes und der Bremse (12) so ausgebildet ist, daß sie eine Lösung der Bremse ohne Herausziehen des Ventils aus dem Flüssigkeitsumlauf gestattet.
3. 3. Kraftübertragung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem Ventil (13) des Flüssigkeitsgetriebes und der Unterbrechungsvorrichtung (E) so ausgebildet ist, daß das Ventil (13) in der Schließstellung bleibt, bis die Unterbrechungsvorrichtung (E) die Antriebsverbindung wiederhergestellt hat.
4. 4. Kraftübertragung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Ventils (13) willkürlich vorgenommen werden kann, während das Wiedereinrücken der Unterbrechungsvorrichtung (E) bei Eintreten des Synchronismus selbsttätig erfolgt.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen