DE879518C

DE879518C - Change gears, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE879518C
Application number: DED1474D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl-Ing D Nallinger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1941-04-18
Filing date: 1941-04-18
Publication date: 1953-06-15

Description

Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ansz# Igestaltung und Verbesserung von Wechselgetrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei welchem einer willkürlich schaltbaren Wechselgetriebeggruppe ein von der Drehzahl oder von dem zu übertragenden Drehnioment abhängiges, selbsttätig wirkendes Planetengetriebe zwecks Erhöhung oder Erniedrigung der Gesamtübersetzung bei verschiedenen Schaltpunkten vo#rgeschaltet ist.Change gears, in particular for motor vehicles The invention relates to a further approach and improvement of change gears, in particular for motor vehicles, in which an arbitrarily switchable change gear group has an automatically acting planetary gear, dependent on the speed or on the torque to be transmitted, for the purpose of increasing or decreasing the Total ratio is upstream at different switching points.

Die Erfindung besteht darin, daß der Planetenträger und die den Träger umgebende Trommel abwechse-Ind entweder mit der getriebenen Welle oder mit dem -.Nfotor,-cliäuse mittels den. dazu auf der Welle sowie am Gehäuse angeordneten Elektromagneten, deren Stromkreis unter dein Einfluß einer von der Drehzahl beliebiger Getriebewellen abhängigen Schalt- und Reiggelvorrichtung bekannter Art gesteuert wird, derart gekuppelt werden können, daß sowohl die Drehbgeschwindigkeit als auch die Drehrichtung der getriebenen Welle und der mit ihr verbundenen Gesamtübersetzung geäntdert werden kann. Dabei kann der Rückwärtsgang mit einer der willkürlich - schaltbaren Gänge, beliebi-,-kombiniert werden. -Mit der Einschaltung des kückwärtsganges wird die selbsttätig, wirkende, Schaltvorrichtung außer Wirkung gesetzt.The invention consists in that the planet carrier and the drum surrounding the carrier alternately-Ind either with the driven shaft or with the -.Nfotor, -cliäuse by means of the. for this purpose, electromagnets arranged on the shaft and on the housing, the circuit of which is controlled under the influence of a known type of switching and control device dependent on the speed of any transmission shafts, can be coupled in such a way that both the rotational speed and the direction of rotation of the driven shaft and the with their associated overall translation can be changed. The reverse gear can be combined with one of the arbitrarily - shiftable gears, arbitrarily -, -. -When the reverse gear is switched on, the automatic, operating, switching device is deactivated.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß man trotz teilweise, selbsttätiger Schaltung stets ein ausreichendes Gefühl für das Fahren behält, andererseits aber von einem hierfür unnötig häufigen Schalten entlastet wird. Ist beispielsweise infolge, Brernsens die Fahrgeschwindigkeit plötzlich ab-(Tesunken, so hat man des weiteren den, Vorteil, daß sieh selbsttäti eine niedere Gesamtübersetzun-9 einschaltet. Man. kann irdolgedessen deri Waggen wieder bequem und ohne Anrucken oder Abwürgen des Motors beschleunigen, ohne daß es in der Regel erforderlich ist, denGang zu wechseln; in äußersten Fällen ist es höchstens notwendig, um einen statt wie bisher um zwei oder drei Gänge herunterzuschaften.The invention has the advantage that, despite being partially, more automatic Shift always retains a sufficient feeling for driving, but on the other hand is relieved of unnecessarily frequent switching. Is for example due to Brernsens the driving speed suddenly drops the advantage that you automatically see a lower overall translation turns on. Man. As a result, the wagon can be returned comfortably and without jerking or stalling accelerate the engine without it usually being necessary to go into gear switch; in extreme cases it is at most necessary to use one instead of the previous one to shave two or three gears.

Des weiteren kommt die Wechseilgetriebegruppe mit einer geringeren Zahl von Gängen aus, di ein Teil der Gänge, z. B. der erste, Gang, durch die selbsttätig schaltbare Getriebegruppe ersetzt wird. Bei Ausbildung der letzteren als Planetengetriebe oder Umlaufgetriebe kann, ferner durch Festbremsen des Planetenträgers in einfacher Weise der Rückwäxtsgang erzielt werden, so daß einei besondere übersetzung in der willkürlich schaftbaren Getriebegruppe erspart wird. Beim EinschaIten des Rückwäxtsganges kann zweckmäßig die, Selbsttätigkeit der SchaJtung aufgehoben werden.Furthermore, the cordless gear group comes with a lower one Number of courses from, ie a part of the courses, e.g. B. the first, aisle, through which automatically switchable transmission group is replaced. When training the latter as a planetary gear or epicyclic gear can, furthermore by locking the planet carrier in a simple Way of the Rückwäxtsgang can be achieved, so that a special translation in the arbitrarily manageable gear group is spared. When switching on the backwashing process can expediently be abolished the self-activity of esteem.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsheispiel der Erfindung rein schematisch dargestellt, und zwar zeigt die Abbildung einen schematischen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildeites, Ge- triebe. Mit i ist die vom Motor kommende ICupplungs- oder Antriehswelle des Getriebes bezeichnet, welche über die Zahnräder 2, 3 mit der Vorgelegewelle 4 in ständiger Antriebsverbindung steht. Auf dieser sind des weiteren die Zahnräder 5, 6 feist angeordnet, welche mit den lose drehbar auf der GetriebehauPtWelle 7 angeordneten, Zahnrädern 8, 9 in ständigem Eingriff stehen. Eine Wechselkupplung io, welche zweckmäßig mit Synchro-n-isiereiinrichtungen versehen ist, kann entweder di.e"-Hauptwelle 7 mit der Antrieb#swelle i oder dem Zahnrad 8 kuppeln. Eine weitere Kupplung i i dient zur Verbindung des Zahnrades 9 mit der Welle 7. In the drawing, a Ausführungsheispiel the invention is illustrated purely schematically, and that the figure shows a schematic longitudinal section through an inventively ausgebildeites, gear overall. The I-coupling or drive shaft of the transmission coming from the engine is denoted by i, which is in constant drive connection with the countershaft 4 via the gears 2, 3. Furthermore, the gears 5, 6 , which are in constant engagement with the gears 8, 9 which are loosely rotatably arranged on the transmission main shaft 7, are arranged on this. An interchangeable coupling, which is expediently provided with synchronizing devices, can either couple the main shaft 7 to the drive shaft i or to the gear wheel 8. Another coupling ii serves to connect the gear wheel 9 to the shaft 7 .

Die Kupplungen io und ii sind durch Schaltgabeln 14 bzw. 15 verschiebbar, welche ihrerseits durch einen willkürlich zu betätigenden Handhebel 16 in üblicher Weise verstellt werden können.The clutches io and ii can be moved by shift forks 14 and 15, respectively, which in turn by an arbitrarily operated hand lever 16 in the usual Way can be adjusted.

Dieser willkürlich zu schaItenden Getriebegruppe ist die, selbsttätig schaltbare Getriebegruppe vorgeischaltet und als Planetengetriebe ausgebildet. Die z. B. unmittelbar mit der Motorkurbelwelle ohne besondere Motorkupplung verbundene oder einen Teil der Motorkurbelwelle bildende Welle 43 trägt das Sonnenrad 44, welches mit den Planetenrädern 45 im Eingriff steht, Konzentrisch zur Welle 43 bzw. auf der Welle i ist sowohl der Planetenträger46 als auch die den äußeren Zahnkranz 47 aufweisende Trommel 48 lose drehbar ge- lagert. Auf der Wolle i ist ein Eisenkern. 49 mit den Erregeirwicklungen 5o und 51 befestigt, durch welche mittels clektromagnetischer Wirkung entweder der Planeten.träger 46 oder die Trommel 48 mit der Welle i gekuppelt werden kann. Ebenso ist z. B. auf einem feststehenden zylindrischen Ansatz 52 des Motorgehäuses ein Eisenring 53 mit den Erregerwicklungen 54 und 55 befestigt, welche dazu dienen, entweder den PlanetenträgOr 46 oder die-Trommel 47 am Gehäuseteil 5:2 festzubremsen. Die ele,#lztrc>magnßtischen Kupplungen sind rein, scheinatisch dargestellt. In der praktischen Ausführung wird die Kupplung in der Regel durch verschieb bare Kupplungslamellen od. dgl. erfolgen.This gear group, which can be switched at random, is preceded by the automatically switchable gear group and designed as a planetary gear. The z. B. directly connected to the engine crankshaft without a special engine clutch or a part of the engine crankshaft forming shaft 43 carries the sun 44, which is in engagement with the planet gears 45, concentric to the shaft 43 or on the shaft i is both the planet carrier46 and the outer ring gear 47 having superimposed drum 48 rotatably loose overall. There is an iron core on the wool i. 49 attached to the excitation windings 5o and 51, by means of which either the planetary carrier 46 or the drum 48 can be coupled to the shaft i by means of a clektromagnetic effect. Likewise z. B. on a fixed cylindrical extension 52 of the motor housing an iron ring 53 with the excitation windings 54 and 55 attached, which serve to brake either the PlanetenträgOr 46 or the drum 47 on the housing part 5: 2. The ele, # lztrc> magnetic clutches are shown purely, seemingly. In the practical version, the coupling is usually done by slidable clutch plates or the like.

Wie des weiteren schematisch angedeutet, sind die Erregerwicklungen 55, 56, 5o, 51 je mit Anschlußklemmen 55', 56*bzw. Kontaktringen 5o', 51' -leitend verbunden. Ein Schalthebel 57 dient zur selbsttätigen Schaltung zwischen einer niederen Gang-Übersetzung (Schaltstellung N) und einer höheren Gangübersetzung (Schaltstellung H), des weiteren ein willkürlich schaltbaxer Hebel 58 zur Urnschaltung von Vorwärtsgang V auf Rückwärtsgang H, und zwar in folgender Weise: Eine Stromquelle, z. B. eine Batterie 59, ist über die Leitung 6o -an den Kontakt 61 angeschlossen, von wo der Strom in der gezeichneten (ausgezogenen) Stellung V des Hebels 58 durch Vermittlung desselben zum Kontakt 62 und von dort über die Leitung 63 zum Hebel 57 fließen kann. In der gezeichneten Stellung H dieses Hebels fließt der Strom von den Kontakten, 64 und 65 zu den Schleifringen 51' und So' bzw. zu den Erregerwicklungen 51 und 5o. Das hat zur Folge, daß sowohl der Planetenträger 46 als auch die Trommel 48 mit der Wellej i und damit starr miteinander gekuppelt werden. Das gesamte Planetengetriebe verhäft sich damit ebenfalls wie starre Kupplung, so daß die Wellen 43 und i direkt gekuppelt sind und mit gleicher Drehzahl umlaufen.As also indicated schematically, the excitation windings 55, 56, 5o, 51 are each with terminals 55 ', 56 * or. Contact rings 5o ', 51' conductively connected. A shift lever 57 is used to automatically switch between a lower gear ratio (switch position N) and a higher gear ratio (switch position H), furthermore an arbitrarily switchable lever 58 for switching from forward gear V to reverse gear H, in the following way: A power source , e.g. B. a battery 59 is connected to the contact 61 via the line 6o, from where the current in the drawn (extended) position V of the lever 58 flows through the intermediary of the same to the contact 62 and from there via the line 63 to the lever 57 can. In the drawn position H of this lever, the current flows from the contacts 64 and 65 to the slip rings 51 'and So' or to the excitation windings 51 and 5o. This has the consequence that both the planet carrier 46 and the drum 48 are coupled to the shaft j i and thus rigidly to one another. The entire planetary gear thus also engages itself like a rigid coupling, so that the shafts 43 and i are coupled directly and rotate at the same speed.

Es ist hierbei angenommen" daß zugleich der über die Kegelräder 66, 67 von der Vorgelegewelle4 angetriebene (im einzelnennicht dargestellte) Drehzahlregler 68 mit einer so hohen Drehzahl um-läuft, daß seine Fliehgewichte od. dgl. einen Kon7 takt zwischen den beiden Klemmen 69 und 7o schließen, so daß gleichzeitig eint Strom über die Leitungen 71 und 7?- zu der ErregeTwicklung 73 eines Elektromagneten oder Solenolds fließen kann und dadurch der Eisenkern 74 desselben nach rechts und damit der Hebel 57 in seine gezeichnete Stellung H gezogen wird.Here, it is assumed "that at the same time through the bevel gears 66, 67 driven by the Vorgelegewelle4 (in single call maybe shown) speed controller 68 runs environmentally at such a high speed that its centrifugal weights od. Like. A Kon7 clock between the two terminals 69 and 7o close so that the same one-stream via lines 71 and 7 - may be the ErregeTwicklung 73 flow of an electromagnet or Solenolds and thereby the iron core 74 of the same to the right and thus the lever is pulled in its drawn position H 57th

Wird das Fahrzeug gebremst, indem z. B. die Bremsen angezogen werden, der Motor gedrosselt wird oder das Fahrzeug eine Steigung hinauffährt, so öffnet entsprechend der sinkenden Drehzahl der Vorgelegewelle 4 und damit des Drehzahlrüglers 68 zu einem bestimmten Zeitpunkt der Regler 68 den Kontakt zwischen den Anschlußklemmen 69 und 70. Je nach der willkürlich eingeschalteten übersetzung wird dieser Zeitpunkt, bezogen auf die Drehzahl der Antriebswelle 7, früher oder später liegen, im Fall des eingeschalteten niedrigsten Ganges (Zahnradpaares 6, 9) also bei verhältnismäßig niedriger Drehzahl der Antriebswel10 7, im Fall des eingeschalteten höchsten Ganges (direkten Ganges 2, 10', 7) bei verhältnismäßig hoher Drehzahl derselben, im Fall des mittleren Ganges (5, 8) bei einer entsprechenden mittleren Drehzahl.If the vehicle is braked by z. B. the brakes are applied, the engine is throttled or the vehicle drives up a slope, so opens according to the falling speed of the countershaft 4 and thus of the speed controller 68 at a certain point in time of the controller 68 the contact between the terminals 69 and 70. Depending on of the arbitrarily activated gear ratio, this point in time will be earlier or later in relation to the speed of the drive shaft 7, in the case of the lowest gear (gear pair 6, 9), i.e. at a relatively low speed of the drive shaft 7, in the case of the highest gear (direct Gears 2, 10 ', 7) at a relatively high speed of the same, in the case of the middle gear (5, 8) at a corresponding middle speed.

Die Unterbrechung des Stromschlusses durch den Regler 68 hat zur Folge, daß die SPule 73 strOft110s wird, den Eisenkern, 74 freigibt, so daß der Hebel 57 sich z. B. unter der Wirkung einer Feder 75 in seine andere Endlage N umleg'. In dieser Lage des Hebels wird der durch die Leitung 63 zufließende Strc,m an den Kontakten 76 und 77 abgehoben, von wo er einerseits zur Anschlußklemme 55' und damit zur WicklUng 55 und andererseits zum Schleifring 50' und damit zur Wicklung 5o fließt. Hierdurch wird die Trommel 48 am Gehäuse, abgebremst; gleichzeitig bleibt der Planetenträger46 mit der Welle i gekuppelt. Letztere wird infolgedessen von der Motorwelle 43 mit Übersetzung ins Langsame, angetrieben.The interruption of the current connection by the controller 68 has the consequence that the coil 73 is strOft110s, the iron core 74 releases so that the lever 57 z. B. under the action of a spring 75 in its other end position N umleg '. In this position of the lever, the Strc, m flowing through the line 63 is lifted off the contacts 76 and 77 , from where it flows on the one hand to the terminal 55 ' and thus to the winding 55 and on the other hand to the slip ring 50' and thus to the winding 5o. As a result, the drum 48 is braked on the housing; at the same time the planet carrier 46 remains coupled to the shaft i. As a result, the latter is driven by the motor shaft 43 with a translation into slow speed.

Zu jedem wirklich schaltbaren Gang gehört somit eine- selbsttätig sich schließende höhere oder niedere, Übersetzung, so, daß insgesamt sechs übersetzungsmöglichkeiten vorhanden sind. Die langsame Gangübersetzung 6/9 des willkürlich schaltbaren Ge- triebes kann daher für den praktischen Betrieb auch ohne weiteres in Fortfall kommen,. Die, Übersetzungen können derart gewählt sein, daß z. B. in dem willkürlich eingeschalteten direkten Gang 2, io' und sich selbsttätig einschaltender niedriger übersetzung des Planeten0#etriebes oder einer entsprechenden selbsttätigen Getriebegruppe die Gesamtübersetzung niedriger ist als die Gesamtübersetzung bei will kürlich eingeschalteteln niedrigerein Gang (5, 8) und -selbsttätig eingeschalteter höherer Cbersetzung (direkte Kupplung der Wellen 43 und i). Die beiden genannten Gesaintübersetzungen können jedoch auch gleich grcß sein oder umgekehrt, wie, soeben. erwähnt, liegen.Each gear that can actually be shifted therefore has an automatically closing higher or lower gear ratio, so that a total of six gear ratio options are available. The slow gear ratio 6/9 of randomly switchable overall impulse can therefore for practical operation also readily come into discontinuance ,. The, translations can be chosen such that, for. B. in the arbitrarily engaged direct gear 2, io 'and automatically engaging the lower gear ratio of the planetary gear or a corresponding automatic gear group, the total gear ratio is lower than the total gear ratio with will kürlich switched on lower one gear (5, 8) and automatically engaged higher one Transmission (direct coupling of shafts 43 and i). However, the two total translations mentioned can also be of the same size or vice versa, as just mentioned. mentioned, lie.

Soll der Rückwärtsgang eingeschaltet werden, so wird, der! Hebel 58 in der Stellung, R umgelegt. Dadurch wird der Strom zum Hebel 57 zwischen (IM Kontakten 61 und 62 bzw. zwischen den Leitungen 6o und 63 unterbrochen, so, daß die Stellung des Hebels 57 und damit des Drelizahlreglers 68 für die Schaltung, des Planetengetriebes wirkungslos wird. Gleichzeitig gelangt der Strom von der Leitung 6o über die ZweigleituD-, 78 zum Kontakt 79, von dem er über den Hebel 58 zu den Kontaktstellen. So und 81 und von dort einerseits über 56# zur Erregerwicklung 56 und andererseits über 51' zur Erregerwicklung 51 fließen kann. Hierdurch wird der Pla,iiet-enträger46 festgebremst und die Trommel 48 mit der Wellei gekuppelt. Letztere läuft infolgedessen mit umgekehrter Drehrichtung wie die Alotorwelle 43 Um. Der Rückwärtsgang kann hierbei mit einem der willkürlich schaltbarein, Gänge be- liebig kombiniert werden. Die Hebel 57 und 58 können z. B. an der Lenksäule oder am Schaltbrett angeordnet werden.If the reverse gear is to be switched on, the! Lever 58 in the position R thrown. As a result, the current to the lever 57 is interrupted between IM contacts 61 and 62 or between the lines 6o and 63 , so that the position of the lever 57 and thus the rotary speed regulator 68 for the circuit of the planetary gear is ineffective from the line 6o via the ZweigleituD-, 78 to the contact 79, from which it can flow via the lever 58 to the contact points So and 81 and from there on the one hand via 56 # to the excitation winding 56 and on the other hand via 51 ' to the excitation winding 51 Pla, iiet-enträger46 braked and the drum is coupled 48 to the Wellei. the latter is running as a result of reverse rotation as the Alotorwelle 43 Um. the reverse gear can here arbitrarily with one of the schaltbarein, transitions sawn be arbitrarily combined. the levers 57 and 58 can be arranged on the steering column or on the dashboard, for example.

Es kann, jedoch auch von einem besonderen Hebel ,SS abgesehen werden, indern z. B. der Hebel 16' die Funktion des Hebels 58 übernimmt; in Vorwärtsgangstellung würde er in diesem Fall einen Stromschluß zwischen den Leitungen 6o und 63 herstellen, in Rückwärtsgangstellung dagegen diesen Stromschluß unterbrechen, und statt dessen. die, Wicklungen 56 und 51 beliefern.It can, however, also from a special lever, SS be disregarded, indern z. B. the lever 16 'takes over the function of the lever 58; in the forward gear position it would in this case produce a current circuit between the lines 6o and 63 , in the reverse gear position, however, it would interrupt this current circuit, and instead. which supply windings 56 and 51.

Zur Erzielung des Leerlaufs oder zur Unterbrechung des Antriebs zwischen dem Motor und dein willkürlich schaltharen Wechselgetriebe, kann entweder der Hebel 58 in eine weitere Leerstellung gebracht werden oder ein besonderes Schaltglied, z. B. ein Fußhebel, vorgesehen sein, welcher sämtliche Stromzuleitungen zu den, Erregerwicklungen des Planetengetriebes unterbrechen kann.To achieve idling or to interrupt the drive between the engine and your arbitrarily shiftable change gearbox, either the lever 58 can be brought into a further neutral position or a special switching element, e.g. B. a foot lever, which can interrupt all power lines to the, excitation windings of the planetary gear.

Statt in Abhängigkeit von der Drehzahl kann die Schaltung auch in Abhängigkeit vcn dem zu übertragenden, Drehmoment erfolgen. Zu diesem Zweck kann in den! Antrieb z. B. eine federnd wirkende Kupplung od. dgl. eingeschaltet sein, deren Kupplungshälften je nach dem zu übertragenden. Drehmoment eine verschiedene Drehlage zueinander einnehmen, und dadurch die selbsttätig schaltba-ren Übersetzungen steuern.Instead of depending on the speed, the switching can also take place depending on the torque to be transmitted. To this end, in the! Drive z. B. a resilient coupling od. Like. Be switched on, the coupling halves depending on the to be transmitted. Torque take a different rotational position to each other, and thereby control the automatically switchable gear ratios.

Die Schaltung des Getriebes, und zwar sowohl die willkürliche als auch die selbsttätige Schaltung, kann in beliebiger Weise, z. B. auch pneumatisch oder hydraulisch. erfolgen. Ebenso kann eine willkürliche elektrische Schaltung vorgesehen sein. Das Getriebe kann unmittelbar anschließend am Moltor oder z. B. im Heck des Fahrzeuges bei Verwendung einer Fernschaltung od. dgl. angeordnet sein.The shifting of the transmission, both the arbitrary and the even the automatic circuit can be used in any way, for. B. also pneumatic or hydraulic. take place. An arbitrary electrical circuit can also be used be provided. The transmission can then immediately on the Moltor or z. B. Be arranged in the rear of the vehicle when using a remote control or the like.

Claims

PATP NATIONAL APPLICATION: i. Change gears, in particular for power vehicles, in which an arbitrarily shiftable change gear group is preceded by an automatically operating planetary gear, which is dependent on the speed or on the torque to be transmitted, for the purpose of increasing or decreasing the total gear ratio at different switching points, which are identified as follows: that the planet carrier . he (46) and the drum (48) alternately, either with the geared shaft (i) or with the motor housing (52) by means of the electromagnets arranged on the shaft (i) and on the housing (52). 5o, 51, 55, 56), whose circuit is controlled under the influence of a switching and regulating device of known type dependent on the speed of any transmission shafts (1, 4, 7, 43) the direction of rotation of the driven shaft (i) and the gear ratio connected to it can also be changed.

2. WCCI1Se-1, transmission according to claim i, characterized in that the reverse gear can be combined with one of the arbitrarily switchable gears. 3. change gear according to claim I and 2, characterized in that by changing the rotational direction of the shaft -etriebenen (i) a special translation to Erzielun, - of the reverse gear in the gearbox arbitrarily shiftable group is superfluous. 4. Change transmission according to claims i to 3, characterized in that when the reverse gear is switched on, the automatically acting switching device is disabled.