DE831507C - Mechanisches Kraftwagengetriebe mit selbsttaetig schaltender Motorkupplung - Google Patents

Description

• Mechanisches Kraftwagengetriebe mit selbsttätig schaltender Motorkupplung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein KraftN%@agengetriel>e zu schaffen, das einfach und narrensicher zu bedienen sowie @bilbig ist und einem guten Wirkungsgrad aufweist. Seit langem besteht bereits ein Bedürfnis nach einem insbesondere für einen wirklichen Vollkskl'einwagen geeigneten Schaltgetriebe, bei dem vor dem Schalten das Betiitigen des Kuppelpedals entfällt. Die bekannten automatischen Hydraulikgetriebe kommen für einen Kleinwagen allein schon aus preislichen und Fahrsicherh-eitsgründen nicht in Betracht. Das erfindungsgemäße Kraftwagengetriebe ist deshalb ein mechanisches Getriebe, welches allen Anforderung-en der Praxis hinsichtlich leichter und 1>etriel>ssicherer Bedienung und Billigkeit eiitsl>r,icht.
• Die Erfindung besteht darin, daß zwischen Motorwelle und Hauptgetriebewelle eine F1'ielhkraftkupplung eingeschaltet ist, «-elche nach Erreichen einer bestimmten Drehzahl des Motors diesen selbsttätig mit (lern Getriebe kuppelt. serne selbsttätige Abschaltung vor jeder Gangschaltung vornimmt und nach deren Beendigung sofort wieder selbsttätig Motor und, Getriebe kraftschlüssig miteinander verbindet.
• Erfindungsgemäß erfolgt das selbsttätige Abkuppeln des Motors vom Getriebe vor Beginn jeder Gangschaltung durch Betätigen des Gangschalth-el>e1s, welcher mit einer Sobalt'hülse gekuppelt ist, die im Takt der Gangschaltung auf die Kupplungseinheit der Fliehkraftkupplung einwirkt.,Das allein schon wegen der .guten Wärmeabführung vorzugsweise außen am Getriebegehäuse drehbar gelagerte Gehäuse der Ffiehkraftkupplumg ist starr mit der Getriel>ehauptwelle und die in diesem Gehäuse umlaufende Kupplungseinheit vorzugsweise über eine auf der Getriebehauptwelle gelagerte Hohlwelle starr mit der Motorwelle verbunden. Nach der Erfindung stehen die auf der Getriebehauptwelle sitzenden Vorwärtsgang- und Rückwärtsganggetrieheräder ständig im Eingriff mit den auf der Getriebenebenwelle drehbar und kuppelbar gelagerten Gegenrädern, deren jeweilige Kupplung mit dieser Welle über fedemdgelagerte Schaltrollen und einen Schaltstößel erfolgt, welcher mit der die Kupplungseinheit der Fliehkraftkupplung steuernden Schalthülse verbunden ist. Auf diese Weise ist ein absolut betriebssicheres Schalten des Getriebes gewährleistet.
• Weitere Einzelheiten der Erfindung -sind aus dem an Hand der Fig. i bis. 4 nachstehend .beschriebenen Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens zu entnehmen.
• Fig. i zeigt einen schematischen Getriebeplan, und Fig. 2 lädt einen Teilschnitt der Ffiehkraftkupplung erkennen; aus Fig. 3 ist der Schaltmechanismus der Getrieberäder zu ersehen; Fig.4 veranschaulicht einen Querschnitt durch die Getriebenebenwelle und' die Anordnung der Schältrollen.
• Wie Fig. i zeigt, arbeiten die Motorzylinder i und 2 auf die Kurbelwelle 3, mit der die Zündlichtmaschine 4 gekuppelt ist. Das auf der Kurbelwelle 3 sitzende Antriebsrad 5 kämmt ständig mit dem Kupplu,ngsza'hnrad 6. Dieses sitzt fest auf dem einen Ende der Kupplumgs'lwhlwelle 61, auf deren anderem Ende die Kupplungseinheit 7 axial verschiebbar gelagert ist. Die Kupplungseinheit 7 @besteht aus den mit Reibbelag versehenen Kupplungsscheill>en 71 und 72. Diese stehen: miteinander durch gleichmäßig auf deren Umfang verteilte Kugeln 73 über Kugeleinsätze 75 und 78 .in kraftschlüssiger Verbindung. Durch ebenfalls gleichmäßig am Umfang verteilte Rückzdehfedern 74 werden die Kuppfungsscheiben 71 und 72 von den Reibflächen des Kupplungsgehäuses 8 abgezogen. Die Kupplungsei "Sätze 75 und 78 haben in bekannter Weise in Umfangsrichtung der Kupplungsscheiben ansteigende schräge Laufflächen, auf denen die Kugeln 73 auflaufen, wenn die Kupplungsscheiben 71 und 72 gegeneinander in Umfangsrichtung verdreht werden. Durch das Auflaufen -der Kugeln 73 auf den vorgezeichneten Auflaufflächen werden die Kupplungssaheiben 71 und 72 voneinander entfernt und entgegen der Kraft der Rückziehfedern 74 gegen die Reibflächen des Kupplungsgehäuses 8 gepreßt. Damit ist die Kurbelwelle 3 mit der Getriebehauptwelle 9 gekuppelt, denn diese steht in fester Verbindung mit dem Kupplungsgehäuse B.
• 1)as vorstehend beschriebene Einrücken der Kupplung geht bei dem Kraftwagengetriebe nach der Erfindung automatisch in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kurbelwelle 3 vor sich. Wie Fig. 2 erkennen lädt., sind auf der Kuppluugsschei@be 71 gleichmäßig auf dem Umfang verteilt Fliehgewichte 77 um die Bolzen 711 schwenkbar gelagert. Diese Fliehgewichte werden durch eine Ringfeder 79 in ihrer Ausgangslage fixiert. Sie liegen mit ihren Lenkarmen 78 an bolzenförmigen Vorsprüngen 71, an, welche auf der Kupplungsschebe 72 befestigt sind.
• Hat die Kurbelwelle 3 und damit auch die Kupplungseinheit 7 eine bestimmte Drehzahl erreicht. dann werden die Fliehgewichte 7" entgegen der Kraft der Ringfeder 79 nach außen geschleudert. Sie schwenken um ihre Lagerbolzen 711 und verschieben mit ihren Lenkern die bolzenförmigen Vorsprünge 711 der Kupplungsscheibe 72. Dadurch werden die beiden Kupplungsscheiben 71 und 72 in Umfangsrichtung gegeneinander verdreht. Die Kugeln 73 laufen auf den Schrägflächen der Kugeleinsätze 75 und 78 auf und'@ pressen die Kupplungsscheiben 71 und 72 gegen das Kupplungsgehäuse B. Die Kupplung ist damit automatisch eingerückt.
• In der Kupplungshohlwelle 61 ist die mit dem Kupplungsgehäuse 8 fest verbundene Getriebehawptwelle 9 gelagert, auf welcher die Getrieberäder io, i i und 12 des dritten, zweiten, und ersten Vorwärtsganges sowie das Getrieberad 13 des Rückwärtsganges fest verkeilt sitzen. Das Kupplungsgehäuse 8 ist mit der Welle 9 fest verbunden. Die Bremshülse 15 ist auf der Kupplungshohlwelle 61 drehbar gelagert. Die Fliehgewichte 7.1 sind durch die Lenkarme 78 über Vorsprünge 151 .mit der Bremshülse 15 verbunden. Wird die Bremshülse i,5 gebremst, dann drücken die Vorsprünge 151 der Bremshülse die Lenkarme 78 entgegengesetzt zur Drehrichtung zurück. Dadurch werden die Fliehgewichte 7? nach innen ,geschwenkt. Dies hat zur Folge, daß die Kugeln 73 wieder in die tiefste Stelle der Kugeleinsätze 75 und 76 zurückrollen und die Federn 74 die Kupplungsscheiben 71 und 72 von den Reibflächen des Kupplungsgehäuses 8 abziehen. Damit ist dann wieder die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Kurbelwelle 3 und der Getriebehauptwelle 9 unterbrochen. Eine solche Entkupplung ist notwendig, um von einem Gang auf den anderen umschalten zu können.
• Zum Festbremsen der Bremshülse 15 sind zwei Bremsbüchsen vorgesehen. Diese besitzen Bremsflächen 16 und 17 sowie Betätigungsflächen 18 und i9. Die Bremsbüchse mit der Bremsfläche 16 ist innerhalb der diie Bremshülse 15 umfassenden Bremsbüchse mit der Bremsfläche 17 angeordnet. Zwischen den Betätigungsflächen 18 und' i9 der beiden Bremsbüchsen ist die Schalthülse 20 drehbar gelagert. Sie steht mit dem Schalthebel am Lenkrad des Kraftwagens in Verbindung. Die Schalthülse 20 ist mit auf ihrem Umfang gleichmäßig verteilten federbelasteten Aushebekugeln 21 ausgerüstet. Diese Kugeln 21 sind so auf dem Umfang der Schalthülse 20 verteilt, daß der mit der Schalthülse 20 gekuppelte Schaltstößel 22 immer dann von einem Getriebegang auf den anderen überschaltet, wenn die Kugeln 21 der Schalthülse 2o die Betätigungsflächen 18 und 19 der beiden Bremsbüchsen auseinander-e,drückt und damit die Bremshülse 15 festgebremst haben. Auf diese Vl'eis: ist rnit Sicherheit gewährleistet, daß beün Überschalten von einem Getriebegang auf den ander:ii die Kurbelwelle 3 des -Motors entkuppelt ist.
• Die Fi,g. 3 und ,4 lassen nähere Einzelheiten der neuartigen Getriebegangschaltung erkennen. Auf der hülsenförmig ausgebildeten Getriebenebenwel'le 40 sind die mit den Getrieberädern i o, 11, 12 und 13 st:indig im Eingriff befindlichen Gegenräder 23, 24, und 20 drehbar und kuppelbar gelagert.
• Zwischen den IZückwärtsganggetrieberädern 13 1111d 26 ist (las Umkehrrad 14 eingeschaltet. In Fig. 1 ist eine Schaltstellung veranschaulicht, hei welcher der dritte Vorwärtsgang eingeschaltet ist. .NI it der Getriehenebenwelte 40 ist das mit dem Getrieberad iokämmende (@egenrad#23 gekuppelt.Auf der Welle 40 ist (las mit dem Achsantriebszahnrad 28 kämmende :lntriefisrad 27 fest aufgekeilt. Mit 29 und 30 sind in Fig. 1 die Wellen der Antriebsr: ider des Kraftwagens angedeutet.
• .\11:s F ig. 3 ist zu ersehen, daß der Schaltstößel 22 in einer lietätigungsnuß 31 endet, welche in einer Bohrung des Schaltkolbens 32 mit Spiel gelagert ist. Das Spiel ist durch den in diese Bohrungeingeschraubten Aii'sschlagring 33 begrenzt. Dieses Spiel der Betätigungsnuß 31 des Schaltstößels 22 ist deshalb notwendig, weil die Gangeinschaltung jeweils erst nach der Entkupplung der Motorwelle 3 vor sich gehen darf. Ist die Schaltnuß 31 durch Drehen der mit (fern Schaltstößel 22 gekuppelten Schalthülse 2o zur Anlage arte Boden der Bohrung des Schaltkolbens 32 gekommen und bewegt sie sich weiter in der gleichen Richtung, dann wird das mit einer Innenverzahnung 231 ausgerüstete Getriebezahnrad 23 von der Getriebenebenwelle 40 entkuppelt. Das geschieht auf die Weise., daß die in der l,',inschaltstellung zwischen den Lagerringen 37 und 38 des Zälinrades 23 befindlichen, zwischen dem Boden des Scihaltkoll)ens 32 und der in der Hohlwelle 4o gleitenden Scheibe 36 geführten Schaltrollen 34 gegen den Lagerring 38 gedrückt werden; iibcr diesen u11(1 den Distanzring 39 <furch Zusaminendriic'ken der Ringfeder 35 hinwegrollen und (furch das Zurückschnellen der Ringfeder 35 :in die ursprüngliche Lage in die nächste Kuppelstellung einrasten, in der sie (las Zahnrad; 24 mit der Getrielrenelrenw-elle 4o'kuppeln. Die Schaltnuß 31 des Schaltstößels 22 .befindet sich nach diesem sprunghaften l#.itirasteti in die neue ,Schaltstellung nuntnehr in der linken "hotpunktlage und liegt am Ausschlagrillg 33 der Bohrung des Schaltkolbens 32 an. Nach Been(ligung der Gangumschaltung wird @autoniatisch die AI>liremsung -der Bremshülse 15 wieder aufgehoben u11(1 erneut die Kurbelwelle 3 des \lotors mit der (ietriel)eliauptwelle 9 gekuppelt. Der beschriebene Umschaltvorgang wiederholt sich, wvetiii auf den ersten (gang oder auf den Rücakwärtsgang weitergeschaltet oder auf den dritten Gang zurückgeschaltet wird. Stets wird automatisch vor (lern Umschalten von einem Gang auf den anderen die Motorwelle entkuppelt. Das erfindungsgemäße mechanische Kraftwagengetriebe ist deshalb sehr einfach 111r(1 narrensicher zu bedienen.

Claims (7)

1. PATENTANSPI3I'CHE: 1. \lecli"iiisches Kraftwagengetriebe mit scll)sttätig schaltender .Motorkupplung, dadurch gekennzeichnet. daß zwischen Motorwelle (3) uti(1 Hauptgetriebewelle (9) eine Fliehkraftkupp111n,g (7, 8) eingeschaltet ist, welche nach 1?rreichen einer bestimmten Drehzahl des Motors diesen selbsttätig mit dem Getriebe kuppelt,, -,eine selbsttätige Abkupplu:ng vor jeder Gienischaltung vornimmt und nach deren Heendigung sofort wieder selbsttätig Motor. und Getriebe kraftschlüssig mit einander verbindet.
2. 2. Kraftwagengetriebe nach Anspruch 1, -d(adurch gekennzeichnet, daß das selbsttätige Abkuppeln des Motors vom Getriebe vor Beginn jeder Gangschaltung durch Betätigen des Gangschalthebefs erfolgt, welcher mit einer Schalthiils-e (20) gekuppelt ist, die im Takt der Gangschaltung auf die Kupplungseinheit (7) der Fliehkraftlkupplung einwirkt.
3. 3. Kraftwagengetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge'k-etinzeidhnet, daß das vorzugsweise außen am Getriebegehäuse drehbar gelagerte Gehäuse (8) der Fliehkraft'kupplwng starr mit der Getriebehauptwelle (9) und die in diesem Gehäuse (8) umtaufende Kupplwngseinheit (7) vorzugsweise Tiber eine auf der Getriebehauptwelle (9) gelagerte Hohlwelle (6) starr mit der .\-totorwelle (3) verbunden ist.
4. 4. Kraftwagengetriebe nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Getriebehauptwelle (9) sitzenden Vorwärtsgangund' 1Züdkwärtsganggetrieberädier (io, 11, 12,13) ständig im Eingriff mit den auf der Getriehenebenwelle (40) drehbar undkuppelbar gelagerten Gegenräder (23, 24, 25, 26) stehen, deren jeweilige Einkupplung über federnd gelagerte Schaltrcyllen (34) und einen Schaltstößel (22) erfolgt, welcher mit der die Stellung der Kupplungseinheit(7) derFliehkraftkupplung stenernden Schalthülse (20) verbunden-ist. .
5. Kraftwagengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Kupplungseinheit (;) der Fliehkraftkupplung in an sich bekannter Weise aus zwei axial verschiebbaren und in Umfangsrichtung gegeneinander verdrehbaren Kupplungsscheiben (7"7.) besteht, welche über auf ihrer Innenseite im gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Ausnehrnungen (75, 70) mit schräger Auflauffläche angeordneten Kugeln (73) in kraftschli.issigerVerbindung miteinander stehen und die bei gegenseitiger Verdrehung in Umfangsrichtung gegen die Kupplungsflächen des Kupplungsgehäuses durch Auflaufen oder Kugeln (73) auf den schrägen Auflaufflächen gepreßt werden.
6. 6. Kraftwagengetriebe nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet; daß die auf der mit der Motorwelle (3) in starrer Verbindung stehenden Hohlwelle (61) axial verschiebbar angeordnete Kupplungsscheibe ,(71) der Kupplungseinheit (7) auf der Innenseite mit durch eine Ringfeder (79) in ihrer Ausgangsstellung festgehaltenen, um Gelenkbolzen (711) schwenkharen Fliehkraftgewichten (77) ausgerüstet .ist, deren l.ernker (78) mit bolzenförmigen Vorsprüngen (710) der zweiten auf einer auf der llnlilwelle (61) drehbar gelagerten Bremshülse (i5_) axial verschiebbar angeordneten Kupplungsscheibe (72) in 'kraftschlüssiger Verbindung stehen, so daß bei Ausschwenken der Flieh'kraftgewichte (77) entgegen der Kraft der Ringfeder (79) bei zunehmender Drehzähl die Kupplungsscheiben (71, 72) in Umfangsrichtung gegeneinander verdreht werden und dadurch das Einrücken der Fliehkraftkupplung (7, 8) bewirkt ist.
7. 7. Kraftwagengetriebe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremshülse (15) bei Betätigen des vorzugsweise am Lenkrad angebrachten Getriebeschalthebels vor Beginn der Umschaltung auf eine andere Getriebegangstufe durch die Bremsflächen (16, 17) zweier Bremsbüchsen :gebremst wird und dadurch über Vorsprünge (i51) die Lenkarme (7g) entgegengesetzt zur Drehrichtung geschwenkt werden, wodurch die Fliehgewichte (77) der Fliehkraft entgegengesetzt bewegt werden und auf diese Weise die Fliehkraftkupplung (7, 8) gelöst wird. B. Kraftwagengetriebe nach Anspruch 1, 2, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, .daß das Festbremsen der Bremshülse (15) auf die Weise erfolgt, daß die Betätigungsflächen (18, i9) der beiden Bremsbüchsen durch eine an ihrem Umfang mit federbelasteten Aushebekugeln (21) ausgerüsteten Schalthülse (20) auseinandergedrückt werden. g. Kraftwagengetriebe nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Schalthülse (20) gekuppelte Schaltstößel (22) wegen der sprunghaften Gangumschaltung mit Spiel in einer Bohrung des Schaltkolbens (32) gelagert ist, der in der hohlen Getriebenebenwe11e (40) gleitet und die in die Innenverzahnung (231) der Getriehezähnräder (23, 24, 25, 26) einrastenden Schaltrollen (34) trägt. io. Kraftwagengetriebe mach Anspruch g, @dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bodenfläche des Schaltkolbens (32) und einer auf einem Bolzen des letzteren befestigten Führungsscheibe (36) eine Ringfeder (35) angeordnet ist, welche auf ihrem Umfang die Schaltrollen (34) trägt, die jeweils ein Getriebezahnrad (23, 24, 25, 26) mit der Getriebenebenwelle (40) koppeln. i i. Kraftwagengetriebe nach Anspruch g und io, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringfeder (35) so weit zusammendrückbar ist und eine solche Federkraft aufweist, daß die Schaltrollen (34) nach dem Hinausrücken aus der einen Kupplungsstellung in die nächste Kupplungsstellung ruckartig einrasten.