-
Handgeschaltetes Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein handgeschaltetes Wechselgetriebe, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, bei welchem die Drehmomentübertragung zumindest in den Vorwärtsgängen
sowohl über zwangsläufige (ineinandergreifende) als auch über kraftschlüssige (aneinandergepre:ßte)
Kupplungselemente erfolgt und bei welchem beim Gangwechsel mindestens zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Vorwärtsgängen nur kraftschlüssige Kupplungen schaltbar sind.
-
Flandgeschaltete Wechselgetriebe, bei denen die Drehmomentübertragung
in den Vorwärtsgängen sowohl über zwangsläufige, als auch über kraftschlüssige Kupplungselemente
erfolgt und bei welchen beim Gangwechsel mindestens zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Vorwärtsgängen nur kraftschlüssige Kupplungen schaltbar sind, sind bekannt. Die
derartigen bekannten Getriebe sind jedoch meist mit zwei verschiedenen Schaltgliedern
versehen, von denen das eine zur Schaltung der kraftschlüssigen und das andere zur
Schaltung der zwangsläufigen Kupplungen bestimmt ist. Darüber hinaus sind auch derartige
Schaltgetriebe bekanntgeworden, bei denen nur ein einziges Schaltglied zur Schaltung
beider Kupplungsarten dient, jedoch werden bei diesen wie auch bei den davor genannten
Getrieben beideKupplungsarten mechanisch betätigt. Während die Schaltung durch zwei
voneinander getrennte Schaltglieder einen erhöhten Aufwand, bedeutet und umständlich
ist, erfordert die mechanische Betätigung der kraftschlüssigen. Kupplungen erhöhte
Betätigungskräfte, die bei Vermeidung komplizierter, störanfälliger Mechanismen
zumindest indirekt durch den. Bedienenden aufgebracht werden müssen.
Die
Erfindung bezweckt die Beseitigung der vorgenannten Mängel und darüber hinaus die
gleichzeitige konstruktive Vereinfachung eines derartigen Getriebes und besteht
im .-vvesentlichen darin, daß die kraftschlüssigen und die zwangsläufigen Kupplungen
durch das gleiche Schaltglied, z. B. einen Handhebel, schaltbar sind, die zwangsläufigen
Kupplungen direkt (mechanisch), die kraftschlüssigen dagegen durch eine vorn Schaltglied
gesteuerte Hilfskraft, z. B. Öldruck. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Wechselgetriebe
konstruktiv derart aufgebaut ist, daß der Rückwärtsgang aus einer Mittelstellung
der zur Schaltung zwischen zwei Vorwärtsgäng-en dienenden zwangsläufigen Wechselkupplung
heraus einschaltbar ist,-'derart, daß die in Mittelstellung stehenden Kupplungsteile
über ein Zahnrad der Schaltmuffe und ein Rückwärtsrad von der ihrerseits angetriebenen
Vorgelegewelle aus antreibbar sind. Besonders vorteilhaft ist fernerhin, die in
bekannter Weise als Wechselkupplung ausgebildeten kraftschlüssigen Kupplungen mit
den ebenfalls in bekannter Weise als Wechselkupplung ausgebildeten zwangsläufigen
Synchronsierkupplungen zu vereinigen Einzelheiten und eine weitere Ausgestaltung
der Erfindungsgedanken sind der nachfolgenden Be-Schreibung zu entnehmen, in der
die Erfindung an Hand einer in vier Abbildungen schematisch dargestellten beispielsweisen
Schaltvorrichtung veranschaulicht ist. Es zeigt Abb. i die Schaltvorrichtung im
i. Gang, Abb. 2 die Schaltvorrichtung im 2. Gang, Abb. 3 die Schaltvorrichtung in
einer Nullstellung des Getriebes zwischen dem 2. und 3. Gang (Abb. 3 a) sowie das
erfindungsgemäße Getriebe in der zugehörigen Stellung der einzelnen Getriebeglieder
(Abb.3b), wobei die Schaltstellung der kraftschlüssigen Kupplungen derjenigen des
3. Ganges entspricht, und Abb. ¢ die Schaltvorrichtung im 4. Gang.
-
Die antreibende, vom Motor über die Motorkupplung angetriebene Hauptwelle
i ist an ihrem hinteren Ende in der getriebenen Hauptwelle 2 gelagert und steht
mit der Vörgelegewelle 3 durch die beiden Zahnradpaare 4, 5 bzw. 6, 7 in der nachstehend
noch näher beschriebenen Weise in lösbarer bzw. Wechselweise schaltbarer Antriebsverbindung.
Auf der Vorgelegewelle sind ferner, ebenso wie die vorerwähnten Zahnräder 5 und
7, die Zahnräder 8 und 9 fest angeordnet; wobei das Zahnrad 8 mit dem auf der getriebenen
Welle 2 läse drehbar angeordneten Zahnrad io im Eingriff steht, während das Zahnrad
9 über einverschiebbares, auf besonderer Welle gelagertes Rückwärtsrad r i reit
dem Zahnrad 12 in Antriebsverbindung gebracht werden kann. Letzteres ist gleichzeitig
als Schaltmuffe 13 ausgebildet, welche mittels Längskeile auf dem inneren Synchronisierteil
14 undrehbar, aber nach Überwindung des Federdruckes der Rastkugel 15 längs verschiebbar
gelagert ist. Der innere Teil 14 ist seinerseits wieder undrehbar, aber längs verschiebbar
auf der Welle 2 gelagert und beiderseits mit zur Synchronisierung dienenden Reibkegeln
versehen, durch welche er in an sich bekannter Weise mit entsprechenden Reibkegeln
an den Zahnrädern 6 bzw. io zur Kupplung gebracht werden kann. Nach erfolgter Synchronisierung
kann die Schaltmuffe 13 durch Weiterverschieben nach links öder rechts mittels ihrer
Längskeile mit den Verzahnungen 16 des Zahnrades 6 öder 17 des Zahnrades iö zwangsläufig
gekuppelt werden.
-
Zur Kupplung der Zahnräder ¢ und 6 mit der antreibenden Welle i bzw.
einer auf dieser fest angeordneten aufschiebbaren Hülse 18 dienen die Lamellenkuppiüngen
i9 bzw. 2o, welche durch einen Schaltring 21 wechselweise ein- bzw. ausgeschaltet
werden können. Der Schaltring wird hierbei beispielsweise mittels der Schaltgabel
22 und der Schaltstange 23 betätigt, die ihrerseits mittels einer Hilfskraft (in
der Zeichnung z. B. durch Öldruck) durch den im -Zylinder 24 gleitenden Kolben
25 verstellt wird.
-
Die Schaltung der vier Vorwärtsgänge und eines Rückwärtsganges erfolgt
durch einen gemeinsamen Handhebel, der in den vier oberen Abbildungen bei 26 im
Querschnitt angedeutet ist. In Abb. 3 a ist das Schaltschema in gestrichelten Linien
eingetragen, wobei I, 1I, 11I, IV die Stellungen des Handhebels in den vier Vorwärtsgängen,
R die Stellun.g,im Rückwärtsgang bedeutet. Der Handhebel verstellt hierbei die Schaltstangen27
und 28 sowiedieSteuerschieber 29 und 3o. Die Schaltstange 27 dient (in im einzelnen
nicht dargestellter Weise) zur Betätigung der Schaltmuffe 13 zum Gangwechsel zwischen
dem 2. und 3. Gang (II-III), die Schaltstange 28 zur Einschaltung des Rückwärtsganges
durch Verschieben des Zahnrades i i nach links. Die Schaltstange 27 ist ferner gleichzeitig
ebenfalls als Steuerschieber zur wechselweisen Verbindung der von der Pumpe, z.
B. einer vom Getriebe angetriebenen Zahnradpumpe, kommenden Druckleitung 31 mit
den Leitungen 32 und 33 hzw. zur Verbindung dieser Leitungen mit Rückleitungen bei
34 und 35 ausgebildet. Die Schieber 29 und 3o dienen dagegen dazu, die Leitungen
32 und 33 in bestimmter Weise mit den zum Zylinder 24 führenden Leitungen 36 und
37 bzw. diese ihrerseits mit Rückleitungen bei 38 und 39 zu verbinden. Durch Federn
40 und Anschläge werden die Schieber in der (gemäß Zeichnung) oberen Stellung gehalten.
Durch eine Verriegelung 41 beliebiger Art kann die eine der Schaltstangen 27, 28
gegen Verschieben gesichert werden, wenn die ändere Schaltstange aus ihrer Mittellage
(Abb. 3 a) verstellt ist. Ferner können besondere Rastvorrichtungen zur Festlegung
der Schaltstangen in den einzelnen Gangstellungen usw. vorgesehen sein, die jedoch
der Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
-
Die Schaltung der einzelnen Gänge erfolgt wie nachstehend beschrieben:
i. Gang (I) : Die Stellung der Schalteinrichtung zeigt Abb. i. Die Schaltstange
27 und damit die Schaltmuffe 13 ist nach rechts verstellt, Zahnrad io also mit Welle
2 gekuppelt. Steuerschieber 30 ist (in der Zeichnung) nach abwärts gedrückt, so
daß das Drucköl von 31 über 33, 36 auf die rechte Seite des Kolbens 25 gelangt
und
diesen nach links verstellt, während die linke Seite des Kolbens 25 über 37,
39 mit der Rückleitung oder Saugleitung der. Pumpe bzw. einem Sammelbehälter
für das Drucköl (gegebenenfalls auch dem Innern des Getriebegehäuses) in Verbindung
steht. Lamellenkupplung i9 ist dadurch eingerückt, Lamellenkupplung -2o gelöst.
Das Zahnrad .I ist demgemäß mit der Welle i gekuppelt, das Zahnrad 6 von ihr entkuppelt.
Die Antriebsübertragung im i. Gang erfolgt daher von der Welle i über die Zahnräder
.:1, 5-8, io zur Welle 2.
-
2. Gang (II), Abb. 2: Gegenüber Abb. i hat der Schieber
30 seine obere Stellung wieder eingenommen. Dadurch ist die Druckleitung
33 über die Leitung 37 mit der linken Seite des Kolbens 25 verbunden worden, die
Kupplung i9 gelöst und die Kupplung -2o geschlossen worden. Die rechte Kolbenseite
wurde über 36, 32, 34 mit der Rückleitung verbunden. Im übrigen blieb die Schalteinrichtung
unverändert. Der Antrieb wird daher von der Welle i über dieZahnräder 6,7-8, 1o
zur Welle 2 übertragen.
-
Nullstellung zwischen 2. und 3. Gang, A11. 3 a: Die Schaltstange 27
hat ihre mittlere Lage eingenommen. Kupplung 13 mit Zahnrad 12 befindet sich ebenfalls
in mittlerer neutraler Stellung. Das Drucköl wird von 31 über 32, 36 wieder
auf die rechte Seite des Kolbens 25 geliefert, während die linke Kolbenseite über
37, 33, 35 entlastet ist. Kupplung i9 ist ein-, Kupplung 2o ausgeschaltet. Ein Antrieb
der Welle 2 kann jedoch nicht erfolgen, da diese weder mit dem Zahnrad 6 noch mit
dem Zahnrad io gekuppelt ist.
-
Durch Verschwenken des Handhebels 26 entsprechend der gebrochenen
Linie (Abb. 3 a) in die Stellung R wird der Rückwärtsgang eingeschaltet. An ''der
Leitung des Druckmittels wird hierdurch, nichts geändert, da die Schaltstange 27
in ihrer mittleren (gesicherten) Stellung verbleibt. Durch die Verschiebung der
Schaltstange 28 wird dagegen das Zahnrad i i mit den Zahnrädern g und 12 in Eingriff
gebracht, so daß der Antrieb von der Welle i nunmehr über die Zahnräder d., 5-g,
il , 1-2 unter Umkehr der Drehrichtung zur Welle :2 erfolgt. Zur .Ausschaltung des
Rückwärtsganges sind die Schaltglieder wieder in die Stellung nach Abb. 3 a zu verbringen.
-
3. Gang (III) : Gegenüber der Abb. 3 a wird lediglich die Schaltstange
27 weiter nach links verstellt. An der Leitung des Drucköls wird dadurch nichts
geändert. Dagegen ist durch die Verstellung der Schaltstange 27 das Zahnrad 6 mittels
der Schaltinuffe 13 und die Verzahnung 16 nach entsprechender Synchronisierung mit
der Welle 2 verbunden worden. Die Welle i treibt demgemäß über die Zahnräder .I,
5-7, 6 und die Klauenkupplung 13, 14 die Welle 2 an.
-
d.. (direkter) Gang (IV), Abb. q.: Bei Einschaltung des 4.. Ganges
wird der Steuerschieber 29 (in der Zeichnung) nach unten verstellt. Dadurch wird
die Druckleitung 32 über die Leitung 37 mit der linken Seite des Kolbens 25 verbunden,
während die rechte Kolbenseite über 36, 38 entlastet wird. Die Kupplung ig wird
wieder aus-, die Kupplung 2o eingerückt. Die Schaltmuffe 13 bleibt unverstellt in
ihrer linken Stellung. Der Antrieb erfolgt demnach von der Welle i über das Zahnrad
6 und die Kupplung 13, 1d. direkt zur Welle 2.
-
Die Abwärtsschaltung erfolgt entsprechend in umgekehrter Reihenfolge,
wobei in dem dargestellten Beispiel ebenso wie beim Aufwärtsschalten die Gänge nur
nacheinander ohne Auslassung eines Ganges (wie durch die Schaltführung Abb. 3 a
vorbestimmt) geschaltet werden können. Doch kann auch jede andere Schaltweise vorgesehen
werden, z. B. derart, daß von jedem Gang in jeden anderen beliebigen Gang geschaltet
werden kann, wobei die kraftschlüssigen Kupplungen (entsprechend ig, 2o) und die
zwangsläufigen Kupplungen (entsprechend 13-16, 17) sinngemäß zu betätigen sind.
Auch kann beispielsweise der Rückwärtsgang in Hinsicht auf das Schaltglied derart
angeordnet sein, daß er vom i. Gang aus, unter Zwischenschaltung einer Nullstellung,
oder auch von mehreren oder allen Gängen aus eingeschaltet werden kann.
-
Wie des weiteren ersichtlich, erfolgt in dem dargestellten Beispiel
bei jedem einzelnen Gangwechsel zwischen den Vorwärtsgängen ein Umschalten der kraftschlüssigen
Kupplungen 1g, 20, während die zwangsläufigen Kupplungen. (Klauenverzahnungen 13-16,
17) lediglich beim Umschalten vom 2. auf den 3. Gang oder umgekehrt gewechselt
werden. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Motorhauptkupplung zwischen dem
Motor und der @-N'elle i ist demnach auch nur bei diesem Gangwechsel vom 2. auf
den 3. Gang oder umgekehrt auszurücken. Ein Ein- oder ,1,usschalten des i. oder
d.. Ganges kann dagegen ohne Betätigung der Motorkupplung erfolgen, da lediglich
die kraftschlüssigen Kupplungen ig und 2o zu schalten sind. Hierdurch wird das Schalten
wesentlich vereinfacht, wobei ferner die Synchronisierkupplungen weiter zur Erleichterung
der Schaltung beitragen.
-
Die Erfindung ist des weiteren nicht auf Getriebe der dargestellten
Art beschränkt. Es können mehr oder weniger Gänge, andere Kombinationen der einzelnen
Zahnräder und Gänge, andere kraftschlüssige oder zwangsläufige Kupplungen zur Verwendung
kommen. Auch kann die Schaltung gegebenenfalls z. B. vom Lenkhandrad aus erfolgen.
Ebenso kann die Steuerung des Druckmittels, z. B. auch ein vom Motor gelieferter
Unterdruck od. dgl., durch Drehschieber oder sonstige geeignete Steuermittel vorgesehen
sein. Auch können von den Schaltstangen unabhängige Steuerschieber verwendet werden.
Auch kann die Steuerung durch derart ausgebildete Steuerschieber od. dgl. erfolgen,
daß das Druckmittel keine seitlichen Druckkräfte auf diese ausüben kann. Die druckölbetätigten
Reibkupplungen können ferner auch z. B. durch elektromagnetischeKupplungen, gegebenenfalls
auch durch Flüssigkeitskupplungen oder andere Schlupfkupplungen ersetzt «-erden.