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Schaltgetriebe Die Erfindung betrifft ein mehrstufiges Schaltgetriebe,
wie es beispielsweise im Kraftfahrzeugbau üblich ist.
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Bei diesen bekannten Getrieben müssen jedoch die einzelnen Schaltungen
jeweils von Hand und unter jedesmaliger Abschaltung der Antriebskraft vorgenommen
werden.
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Die Erfindung bezweckt, diese bisher von Hand vorzunehmenden Schaltungen
unter Berücksichtigung der jeweiligen Betriebsverhältnisse selbsttätig eintreten
zu lassen. Einerseits soll damit der Bedienungsmann entlastet werden, um seine Aufmerksamkeit
anderen Dingen zuwenden zu können, und andrerseits soll dadurch erreicht werden,
daß die Schaltungen jeweils immer unter den gleichen Arbeitsbedingungen und ohne
jedesmaliges Abschalten der Antriebskraft erfolgen.
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Dieses angestrebte Ziel wird dadurch erreicht, daß von der Einwirkung
der Antriebskraft beeinflußte Vorrichtungen vorgesehen werden, die derart ausgebildet
und angeordnet sind, daß die Schaltung der Kraft auf das Getriebe und weiterhin
die Schaltung der einzelnen Stufen des Getriebes selbst unter ganz bestimmten, festlegbaren
Betriebsverhältnissen selbsttätig erfolgt. Diese Vorrichtungen bestehen aus ein-
oder zweiseitig wirkenden, fliehkraftbetätigten und fest auf den Wellen des Getriebes
angeordneten Kupplungen, die entweder das unmittelbare Kuppeln zweier aneinanderstoßender
Wellen verursachen oder sich wechselweise mit auf den verschiedenen Wellen des Getriebes
lose drehbar oder verschiebbar angeordneten Zahnrädern kuppeln und so die einzelnen
Stufen des Getriebes einschalten. Weitere Einzelheiten, insbesondere die Ausbildung
dieser fliehkraftbetätigten Kupplungen usw., sind den Ansprüchen, der Beschreibung
und der Zeichnung zu entnehmen.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise
in
der Form eines Kraftfahrzeuggetriebes dargestellt.
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Abb. i zeigt ein dreistufiges Selbstschaltgetriebe gemäß der Erfindung,
wobei die beiden Pfeile die in das Getriebe hinein- und auf der anderen Seite wiederherausgehende
Kraft darstellen.
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Abb. 2 und 3 geben Ansichten der linken bzw. rechten, im entgegengesetzten
Sinne kuppelnden Seiten einer der bei dem Erfindungsgegenstand verwendeten zweiseitig
wirkenden Kupplungen im Ruhezustand des Getriebes. Dabei ist die linke Kupplungsseite
ausgekuppelt (Abb. 2), während die rechte Kupplungsseite eingekuppelt ist (Abb.
3).
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Abb. 4 bis 7 geben schematische Darstellungen des Selbstschaltgetriebes
in seinen verschiedenen Schhltstellungen.
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Auf der Motorwelle i sitzt ein runder Führungskörper 2 unverrückbar
fest, der als Führung für die halbkreisförmigen Fliehkörper 3 dient. In dem Führungskörper
2 sind zwei einander entgegengesetzte Bollen 4 ,eingeschraubt, die den Fliehkörpern
3 nur eine radiale Bewegung gestatten. Auf den Bolzen 4 angeordnete Druckfedern
5, durch feststellbare Kronenmuttern 6 in ihrer Federkraft regelbar, halten die
Fliehkörper 3 bei Stillstand des Selbstschaltgetriebes in ihrer Innenlage auf dem
Führungskörper 2 fest.
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In dem Führungskörper 2 sind auf der der Kupplung 14 zugewendeten
Seite zwei entgegengesetzt liegende, radiale Schlitze 7 vorgesehen, in denen mit
den beiden Fliehkörpern 3 fest verbundene Bolzen 8 gleiten können.
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Um 9o° zu diesen Bolzen 8 versetzt sind in dem Führungskörper 2 zwei
Drehbolzen io fest angeordnet, auf denen je zwei zweckmäßig mit U-förmigem Querschnitt
ausgebildete Mitnehmer 9 mit ihrem einen Ende schwingbar gelagert sind. An den freien
Enden dieser Mitnehmer 9 greifen mittels Drehbolzen i i die durch eine Hülse 13
gelenkig verbundenen Lenker 12 eines Spreiz- oder Knickgelenkes an. Die an den Fliehkörpern
3 sitzenden Bolzen 8 greifen in diesen Hülsen 13 des Spreiz-oder Knickgelenkes ein,
das in eingeknicktem Zustand (Abb. 2) die Mitnehmer 9 von der fest auf der Kupplungswelle
15 sitzenden Kupplungsscheibe 14 abzieht und auf diese Weise die Kupplung löst,
während es beim Spreizen die Mitnehmer 9 stark an die Kupplungsscheibe 14 anpreßt
und so die Kupplung bewirkt. Die Mitnehmer 9 schwingen dabei um die im Führungskörper
2 fest sitzenden Drehbolzen io.
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Auf der Kupplungswelle 15 sitzt, undrehbar, aber verschiebbar gelagert,
ein Zahnrad a, das in der in Abb. i dargestellten Vorwärtsgangstellung mit dem mit
der Vorgelegewelle 16 fest verbundenen Zahnrad b kämmt. Auf der durchgehenden Vorgelegewelle
16 drehbar gelagert sitzen noch zwei weitere Zahnräder c, e, zwischen denen
eine undrehbar gelagerte, wechselweise in entgegengesetztem Sinne auf diesen beiden
lose drehbar auf der Vorgelegewelle 16 sitzenden Zahnräder c, e einwirkende, doppelseitige,
ebenfalls fliehkraftbetätigte Reibungskupplung 17 angeordnet ist. Diese Reibungskupplung
17 entspricht in ihrem Aufbau vollkommen der auf der Motorwelle i sitzenden Reibungskupplung,
nur daß sie nach rechts und links wirkend ausgebildet ist. Solange die in ihr wirksamen
Druckfedern 5 die beiden Fliehkörper 3 in ihrer Innenlage festhalten, ist das Zahnrad
e fest mit ihr und damit auch fest mit der Vorgelegewelle 16 verbunden. Bewegen
sich die Fliehkörper dieser doppelseitigen Reibungskupplung aber nach außen, so
wird die Kupplung mit dem Zahnrad e gelöst, und die Kupplung zum Zahnrad c wird
wirksam. In Abb. 2 ist die linke und in Abb. 3 ist die rechte Seite der Kupplung
17 im Ruhezustand des Getriebes gezeichnet. Bewegen sich die Fliehkörper nach außen,
so streckt sich das linke Spreizgelenk, während das rechte sich nach außen einknickt.
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Auf dem rechten Ende (Abb. i) der Getriebewelle 18 sitzt fest das
mit dem lose auf der Vorgelegewelle 16 angeordneten Zahnrad e im Eingriff befindliche
Zahnrad f. Ein weiteres lose auf der Getriebewelle 18 sitzendes Zahnrad d steht
mit dem lose auf der Vorgelegewelle 16 sitzenden Zahnrad c im Eingriff. Links vom
Zahnrad d, auf dem linken Ende der Getriebewelle 18, sitzt fest eine ebenfalls nach
beiden Seiten wirkende Kupplung i9, die in ihrem Aufbau der Kupplung 17 entspricht,
und in ihrem Ruhezustand das Zahnrad d mit der Getriebewelle 18 kuppelt. Verlassen
die Fliehkörper dieser Kupplung ihre Innenlage und gehen sie nach außen, so gibt
die Kupplung 19 das Zahnrad d frei und kuppelt sich dafür auf der anderen Seite
mit dem undrehbar aber verschiebbar auf der Kupplungswelle 15 sitzenden Zahnrad
a. Dadurch wird die riupplungswelle 15 mit der Getriebewelle 18 verbunden.
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Beim Rückwärtsgang wird das Zahnrad a auf der Kupplungswelle 15 nach
links verschoben, bis zum Eingriff mit dem fest auf der Nebenwelle 20 sitzenden
Zahnrad g. Das ebenfalls fest auf dieser Nebenwelle sitzende Zahnrad /c dreht dann
das mit ihm im Eingriff stehende, fest auf der Vorgelegewelle 16 sitzende Zahnrad
b und damit auch die Vorgelegewelle in umgedrehtem Sinne.
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Die soeben aufbaumäßig beschriebene Vorrichtung wirkt in folgender
Weise: Beim Anlaufen der Motorwelle i halten zunächst die Druckfedern 5 die Fliehkörper
3 in ihrer Innenlage fest, wodurch die Kupplung 14 entsprechend der in Abb.2 dargestellten
Lage unwirksam ist. Nachdem eine bestimmte Drehzahl der Motorwelle i erreicht ist,
gehen die Fliehkörper 3 nach außen. Der Zeitpunkt dieses Vorganges wird durch entsprechende
Einstellung der Druckfedern 5 bestimmt. Die in die Gelenkhülsen 13 der Lenker 12
des Spreiz- oder Knickgelenkes eingreifenden Bolzen 8 ziehen dabei die Lenker 12
der Abb. 2 in ihre Spreizstellung, wodurch die auf den Bolzen io des Führungskörpers
2 sitzenden Mitnehmer 9 fest gegen die auf der Kupplungswelle 15 fest sitzende Kupplungsscheibe
14 gepreßt werden. Die Kupplungswelle 15 läuft also nunmehr mit, und ihr Zahnrad
a, von der noch unwirksamen Kupplung i9
unbeeinflußt, dreht das
Zahnrad b und damit die Vorgelegewelle 16. Die auf der Vorgelegewelle 16 fest sitzende
Kupplung 17 ist zu dieser Zeit mit dem Zahnrad e gekuppelt, das über das
Zahnrad f
die Getriebewelle 18 antreibt. Diese Arbeitslage ist schematisch
in Abb. 4 dargestellt.
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Erhöht sich nunmehr die Drehzahl der Vorgelegewelle 16, so gehen die
Fliehkörper der Kupplung 17 nach außen. Dabei wird das Zahnrad e freigegeben und
das Zahnrad c mit der Kupplung 17 verbunden. Bei seiner Drehung nimmt es das zur
Zeit noch mit der auf der Getriebewelle 18 fest sitzenden Kupplung i9 gekuppelte
Zahnrad d mit, das liiin die Getriebewelle 18 schneller dreht. Diese Arbeitslage
ist in Abh. 5 schematisch dargestellt.
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Erhöht sich nun die Drehzahl der Getriebewelle 18 weiter, so wird
durch die nach außen gehenden Fliehkörper der Kupplung i9 das Zahnrad d ausgekuppelt
und dafür das auf der Kupplungswelle 15 sitzende Zahnrad a mit der fest auf der
Getriebewelle 18 sitzenden Kupplung i9 verbunden. Motorwelle i, Kupplungswelle 15
und Getriebewelle 18 sind nunmehr unmittelbar miteinander gekuppelt. Diese Arbeitslage
ist schematisch in Abb.6 dargestellt.
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Beim Nachlassen der Drehzahl verläuft dei Schaltvorgang in ganz entsprechender
Weise in umgekehrtem Sinne.
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Beim Rückwärtsgang dreht das auf der Kupplungswelle 15 nach links
(Abb. i) verschobene Zahnrad a das Zahnrad, der Nebenwelle 20. Das auf dieser sitzende
weitere Zahnrad le treibt dann Tiber das Zahnrad b die Vorgelegewelle 16 in umgedrehtem
Sinne an. Diese Arbeitslage ist schematisch in Abb. 7 dargestellt. Auch hierbei
kann bei Erhöhung der Drehzahl der Vorgelegewelle 16 sich der nächsthöhere Gang
einschalten. Die Einschaltung des weiteren Ganges ist infolge der Linksverschiebung
des Zahnrades a bei der beispielsweisen Darstellung des Getriebes nicht möglich.
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Das beschriebene Selbstschaltgetriebe kann für alle möglichen Zwecke
Verwendung finden, bei denen eine sich allmählich beschleunigende Antriebskraft
das stufenweise Einschalten wechselnder Übersetzungen wünschenswert macht. Durch
entsprechende Einstellung der Druckfedern 5 kann man den Eintritt der Selbstschaltung
unter den jeweils gewünschten Verhältnissen erreichen.
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Besonders empfehlenswert dürfte die Verwendung des neuen Selbstschaltgetriebes
bei Kraftfahrzeugen sein, da es dem Fahrer die Schaltarbeit abnimmt, so daß er seine
Aufmerksamkeit anderen Dingen zuwenden kann. Weiter kommt das jedesmalige Auskuppeln
der Antriebskraft in Fortfall, und die Schaltungen erfolgen immer unter denselben,
ganz bestimmten und gewollten Verhältnissen.