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Viergang-Umlaufrädergetriebe für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf ein Viergang-Umlaufrädergetriebe für Kraftfahrzeuge, bestehend aus drei
Umlaufrädersätzen und- einer Schaltvorrichtung. Das .Neue besteht darin, daß .der
die Umlaufräder zweier Getriebe tragende Träger und das :diesen beiden Getrieben
gemeinsame innenverzahnte Zentralrad reibungsschlüssig sowohl am ortsfesten Teil
als auch umläufig gegeneinander mit Bremsringkörpern dadurch abgestützt werden können,
daß letztere auf einer Steuertrommel in Schlitzen oder Keilnuten axial verschiebbar
sind und die geradläufige Einhebelschaltung bei wechselweiser Abstützung der Umlaufteile
durch eine Kulisse erzielt wird, die mit einer von einer Feder gespannten, ineinander
verschiebbaren Hülse verbunden ist und mit dieser um zwei Festpunkte zwischen Durchschnitten
der axial verschiebbaren Steuertrommel schwingt. Zum Sichern der einzelnen Gangstufen
dient ein mit dem Bedienungshebel verbundener Treppenkeil, dessen Sperrung entweder
von dem Bedienungshebel selbst oder einem besonderen Schaltknopf, der am Armaturbrett
angebracht ist, gelöst wird.
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Es ist bereits bekannt, mehrere Umlaufrädergetriebe zu einem Getriebeblock
zu vereinigen und durch reibungsschlüssige Abstützung der Umlaufteile gegeneinander
oder am ortsfesten Teil eine veränderliche Drehzahl an :der getriebenen Welle zu
erzielen. Diese zu einem Block vereinigten Umlaufrädergetriebe haben jedoch den
Nachteil, daß ihre Bedienung zu umständlich ist. Meist muß man bei derartigen mehrstufigen
Getrieben für jede Gangschaltung einen besonderen Hebel .bedienen oder einen Hebel
nach mehreren Richtungen hin bewegen, oder man kann nicht von jeder Gangstellung
unmittelbar auf die Leerlaufstellung schalten.
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Diese Bedienungsart wirkt im Kraftwagenverkehr störend und verwirrt
,den Fahrer. Durch die Schalteinrichtung.bei dem Getriebe nach der Erfindung ist
es dagegen möglich, unter Wegfall der üblichen Rutschkupplung
vier
Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang mit nur einem hand- oder fußgesteuerten Hebel
in geradläufiger Bewegung reibungsschlüssig einzuschalten und mit einem Fingerdruck
wieder auszuschalten.
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In der Fig. i der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
im Längsschnitt dargestellt. Die Fig. 2 bis. d. zeigen Längsschnitte der Steuerglieder
in den einzelnen Schaltstellungen. Die Fig.5 zeigt einen Längsschnitt durch die
Auslöse-oder Rückschalteinrichtung und die Fig. 6 eine "Aufsicht auf einen Teil
.der Steuertrommel i. In der Fig. 7 ist im Querschnitt nach Schnitt x der Fig. i
besonders die Kupplung für .den Rückwärtsgang veranschaulicht, während die Fig.
8 Querschnitte nach Schnitt z durch die Bremsringkörper 2 und 3 und die Steuertrommel
i zeigt, in der die Bremsringkörper sich in Schlitzen nebeneinander oder in Keilnuten
übereinander axial verschieben lassen.
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Das Umlaufrädergetriebe setzt sich aus drei Einzelumlaufrädersätzen
mit je einem innenverzahnten Zentralrad d, c und f zusammen. Während
das Zentralrad d von der treibenden Welle a angetrieben wird, drehen sich die Zentralräder
e und f mit gleicher Geschwindigkeit infolge ihres gemeinsamen Umlaufträgers,
der mit einem Flansch des Bremskonus 5 und der Kupplungs- und Zentriersc:hei.be
6 starr verbunden ist, um die getriebene 'Welle c. Ein Flansch .der getriebenen
Welle c sichert in Verbindung mit einer Überwurfmuter Io die Teile 5 und 6 und damit
die Zentralräder e und f gegen axiale Verschiebung. Die Umlaufräder g und
lt sind auf einen gemeinsamen Umlaufträger 7 angeordnet, der auf der Zwischenwelle
b drehbar gelagert und an dessen Umfang eine Trommel mit Bremskonus 8 fest verbunden
ist. Der Umlaufräderträger 9,des ersten Getriebes und das innere Zentralrad i .des
zweiten Umlaufrädersatzes sitzen fest auf der Zwischenwelle b, die auf Zapfen in
der treibenden `'Pelle a bzw. der getriebenen Welle c gelagert ist. Auf der verlängerten
Nabe des Zentralrades k (erstes Getriebe), das frei drehbar auf der Zwischenwelle
b gelagert ist, ist sowohl der innere Teil eines Freilaufs 12 (Rollengesperre )
als auch die Scheibe 13 mit der Trommel und dem Bremskonus i.4 fest verkeilt. Der
äußere Teil des Freilaufs 12 stützt sich an der feststehenden Gehäusewand 15 ab.
Die Steuertrommel i «steht mit Scheibe i i in Verbindung, die in Keilnuten auf dein
inneren Teil eines zweiten Rollengesperres (Freilauf) i6 axial von außen verschiebbar
ist. Der äußere Teil des Freilaufs 16 stützt sich an .der Gehäusewand 17 ab. Die
axiale Verschiebung der Scheibe i i mit Steuertrommel i geschieht durch den Fußhebel
18, der von der Feder I9 immer «wieder in die den Leerlauf vermittelnde Ausgangsstellung
zurückgedrückt wird. Der Fußhebel i8 ist noch mit einen Treppenkeil. 20 gekuppelt,
der in Verbindung finit dem Sperrblock -2-2, in dem die Druckfeiler 21 sitzt, als
Feststellvorrichtung für jeden Gang dient. 23 ist ein Drahtzug, .der bis zu einer
beliebigen Stelle des Armaturenbrettes im Fahrzeug geführt und leicht handlich von
einem Druckknopf 24 (Fig. >) betätigt werden kann. Mit der Steuertrommel i ist noch
der Bremsringkörper .i fest verbunden.
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Die Steuereinrichtung besteht aus mehreren auf dem Umfange der Steuertrommel
i gleichmäßig verteilten Kulissen 28, die finit je einer von einer Feder 26 gespannten,
ineinander verschiebbaren Hülse 25 verbunden und in einem Gelenk -27 .drehbar auf
der Steuertrotnmuel i zwischen deren Ausschnitten (Fig6 angeordnet ist. Der Kulissenstein
ist mit seinem Bolzen 29 (Fig. 6) ebenfalls zwischen Ausschnitten auf der Steuertrommel
i fest angeordnet. Das Gelenk 27 und der Kulissenbolzen 29 sind also gegeneinander
unverschiebbar. Sie können nur gleichmäßig mit der Steuertrommel i axial verschoben
werden. Die Hülsen 25 erfüllen auch noch den Zweck, die Federn 26 :gegen Durchbiegung
infolge der Fliehkraftwirkung zu schützen.
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Die Steuereinrichtung für den Rückwärtsgang besteht hauptsächlich
aus der in Keilnuten verschiebbaren, doppelseitigen Klauenkupplung 3o, die .durch
einen Bolzen 31 mit <fier in der getriebenen Welle c verschiebbaren Zug- und
Druckstange 32 verbunden ist. Ferner aus der in Keilnuten verschiebbaren Schalthülse
33, auf der sich der Klauenku,ppl.ungsring 3.4 ebenfalls axial (jedoch nicht in
Keilnuten laufend) verschieben läßt (Fig. 1 und 7). Die Bolzen 31 und 35 bewewegen
sich in Schlitzen 36 der getriebenen `gelle c.
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Die Wirkungsweise ist folgende: der Antriebsinotor, der finit der
treibenden Welle a unmittelbar, ,also unter Fortfall der üblichen Rutschkupplung,
verbunden ist, läuft an. wenn die Steuerglieder die Stellung einnehmen, wie in Fig.
i dargestellt, in der sich das Getriebe in Leerlaufschaltung befindet. Da die getriebene
Welle c durch das Fahrzeug belastet ist, steht diese zunächst still. Im Drehsinn
des Motors dreh:n sich außer dem Zentralrad d noch die Zwischenwelle b finit dem
Unilau frädertriiger9 (erstes Getriebe) und dein inneren Zentralrad i. Letzteres
bringt die Umlaufräder g und k (L'rnlaufräderträger 7 mit Bremskonus 8) sowie die
innen verzahn- . ten Zentra.lrädei- e und f (Kupplungsscheibe 6 mit Bremskonus 5)
im entgegengesetzten
Drehsinn, aber mit verschiedenen Geschwindigkeiten
zum Laufen. Da das Zentralrad i im Vorwärtsgang mit der getriebenen Welle c durch
.die Klauenkupplung 30 fest gekuppelt ist, steht auch dieses zunächst still. Auch
das kleine Zentralrad h- (i. Getriebe), das die Tendenz hat, im gegenüber dem Antrieb
entg'e'gengesetzten Drehsinn zu laufen, wird hieran durch den Freilauf 12 gehindert
und steht daher ebenfalls still. Auch die Scheibe i i .mit Steuertrommel i, den
Bremsringkörpern 2, 3 und 4 und den Steuergliedern 25 bis 28 drehen sich mangels-
Krafteinwirkung noch nicht mit. Eine Drehung in entgegengesetztem Antriebsinn wird
durch das Rollengesperre 16 verhindert.
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Tritt man jetzt auf den Hebel 18, so wird die Scheibe i i mit der
Steuertrommel i nach links bewegt, wobei zunächst der obere Ansatz der Kulisse 28
den Bremsringkörper 2 reibungsschlüssig mit dem Bremskonus 8 (Umlaufträger 7) in
Berührung ;bringt ihn also langsam abbremst. Dies hat zur Folge, daß mit zunehmender
Abbremsung das Drehmoment am Zentralrad i wächst, bis es der
Anfahrwiderstand
überwunden hat und die getriebene Welle c im Drehsinn .des Antriebes, jedoch viel
langsamer, antreibt. Das Fahrzeug läuft im ersten Gang.
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Es muß noch erwähnt werden, daß die Feder 26 schon mit einer gewissen
Verspannung in die Hülse 25 eingebracht werden muß.
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Tritt man jetzt weiter auf den Hebel 18, so schiebt der Kulissenstein
die Kulisse 28 nach unten, bis ihr oberer Ansatz (Nase) den Bremsringkörper 2 frei
gibt, :dieser durch die plötzliche Entlastung nach rechts rückt (Fig.2) und damit
seine Bremswirkung verliert. In disem Augenblick wird aber der Bremskörper 3 von
dem unteren Ansatz der Kulisse 28 (der gegen den oberen etwas zurücksteht) erfaßt
(Fig. 2) und in Bremswirkung mit dem Konus 5 gebracht, womit der zweite Gang, eingeschaltet
ist. Der Bremskonus 8 mit Umlaufräderträger 7 (Umlaufräder g und h) laufen jetzt
im Drehsinn der drei Wellen a, b und c weiter.
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Inzwischen sind aber rauch vor den an anderen Stellen 37 (Fig. 8)
des Umfanges sitzenden Federn 38 (Fig. 3 a) :die auf der Steuertrommel i festsitzenden
Druckstützen 39 (Fig. 3 a) angelangt und haben den nach rechts gerückten Bremsringkörper
2 wieder bis kurz vor eine abermalige reibungsschlüssige Abstützung an den Konus
8 herangeschoben. Diese tritt in Wirksamkeit, wenn jetzt der Hebel 18 weiter niedergetreten
wird und damit die Stütze 39 (Fig. 3 a) die an sich schon unter Spannung eingebrachte
Feder 38 noch weiter gespannt, d. h. die Reibung zwisehen den -Teilen 2 und 8 so
weit steigert, bis der Konus 8 und damit der Umlaufräderträger 7, die ja jetzt im
Drehsinn der Wellen a., b und c kreisen, die stillstehende Scheibe i i mit
Steuertrommel i und den daraufsitzenden Steuergliedern 25 bis 28 sowie den Bremsringkörper4
mitnimmt. Auf diese Weise wird :die Abstützung durch das Rollengesperre 16 gegen
die Gehäusewand 17 :aufgehoben und die Umlaufräder g und lt gegen die Zentralräder
e und f umläufig abgestützt; womit,der dritte Gang eingeschaltet ist. Die Kulissenstellung
und die der Steuertrommel hierzu zeigen Fig. 3.
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Wird jetzt der Hebel 18 noch weiter nach links ;getreten, so kommt
auch der bereits bis unmittelbar vor dem Konus 14 vorgerückte Bremsringkörper 4
(Fig. i) in reibungsschlüssige Verbindung n mit diesem. Bei entsprechend starkem
Druck wird der Konus 14 und damit das Zentralrad k des ersten Getriebes von dem
Bremsringkörper4 (Fig. i) im Drehsinn der Wellen a; b und c, und zwar mit
gleicher Geschwindigkeit mitgenommen. Jetzt kämmt kein Zahnrad mehr. Dias gesamte
Innere des Gehäuses bildet einen einzigen umlaufenden Block und -damit eine starre
Kupplung. Der vierte Gang ist eingeschaltet. Die Kulissenstellung hierzu und die
der Steuertrommel zeigen Fig. 4.
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fach Einschalten jedes einzelnen Ganges rückt der Treppenkeil 2o um
je eine Stufe nach .links. Der durch hie Feder 21 nachrückende Sperrblock 22 sichert
die Rückschaltung bei ungewollter Lockerung oder Freigabe des Hebels 18. Die Rückschaltung
selbst geschieht lediglich durch .einen Druck auf .den Knopf 24 (Fig. 5) am Armaturenbrett
oder mittels einer ähnlichen Einrichtung, die den jeweils eingeschalteten Gang fühl-
und sichtbar erkennen läßt. Sowohl hierbei als auch bei der Schaltung nach aufwärts
ist ein Überspringen eines oder mehrerer Gänge ohne weiteres möglich, d. h. also,
ohne ,auf einer Zwischeneinstellung länger verharren zu müssen, kann man beispielsweise
vom 4. Gang gleich auf den 2. Gang oder sogar auf Leerlauf schalten und umgekehrt.
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Die End- Versteifungsringe 42 (Fig. i, 2 und 6) gewährleisten eine
sichere Leerlaufstellung. Der Ring 43 (Fig. i und 2) dient dazu,. die Bewegung des
Bremsringkörpers 2 nach rechts zu .begrenzen, damit die Kulisse 28 auch sicher wieder
in die erste Gangschaltung im Augenblick der Leerlau.fschaltung einrücken kann.
Mit 44 ist ein Nachstellrad für den Treppenkeil 2o zum Ausgleich des Verschleißes
angedeutet.
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Soll rückwärts gefahren werden, so wird durch einen Hebel vora außen
(in der Zeichnung nicht mit angegeben) !die Schafthülse 33
nach
rechts gedrückt. Die Klauenkupplung 30 gibt das Zentralrad i frei und kuppelt
die Scheibe 6 mit der getriebenen Welle c. Gleichzeitig drückt aber auch die Feder
40 gegen den Klauenkupplungsring 34 (Fig. i und 7) und abringt diesen mit :den Klauen
41 der Gehäusewand 17 (Fig. i) in Eingriff und sperrt somit auch die Scheibe i i
gegen Umlauf im Drehsinn der treibenden Welle a. Die reibungsschlüssige Ein- und
Ausschaltung des Rückwärtsganges geschieht ,dann genau so wie die des ersten Vorwärtsganges.
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Durch Weglassen des ersten Getriebes und der dazugehörenden Abstützglieder
wird aus dem Viergang ein Dreiganggetriebe mit ebenfalls einem Rückwärtsgang. Der
Antriebsmotor muß dann unmittelbar das Zentralrad f. antreiben.