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Geschwindigkeitswechselgetriebe für Kraftfahrzeuge Die Erfindung befaßt
sich mit der Verbesserung von Geschwindigkeitswechselgetrieben mit formschlüssigen
Schaltkupplungen für Kraftfahrzeuge.
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Bei Kraftfahrzeugen muß während des Bergabfahrens, wenn man den Motor
als Bremse benutzen wi11, sehr schnell geschaltet werden, um zu vermeiden, daß das
Fahrzeug durch eigene Vortriebwirkung in zu rasche Fahrt gelangt. Um unter diesen
Umständen einwandfrei zu schalten, müßte zwischendurch nochmals Gas gegeben werden,
um den mit dem Motor gekuppelten Getriebeteil mindestens ungefähr auf die Geschwindigkeit
zu bringen, die die anzuschließende Getriebewelle bei der Bergabfahrt besitzt. Wird
der geeignete Zeitpunkt versäumt, so läßt sich der gewünschte Gang überhaupt nicht
mehr einschalten, weil übliche Kupplungszähne oder Klauen zu schnell aneinander
vorbeilaufen und gegenseitig abprallen, und man ist darauf angewiesen, die Fahrzeugbremsen
zu betätigen, um die Sc'hußfahrt des Wage:ns aufzuhalten. Versagen dabei die Bremsen,
so können Unglücksfälle in erheblichem Ausmaß eintreten. Diesen Mangel der bekannten
Getriebe abzuwenden, ist der Zweck der Erfindung. Hierbei ist es neu, im Kraftfahrzeuggetriebe
ein oder mehrere ständig im Eingriff befindliche Räderpaare mit Klauenschaltkupplu.ngen
und jeweils außer der Klauenschaltkupplung eine Hilfsschaltvorrichtung vorzusehen,
die während des Bergabfahrens bei schiebender Wirkung des Fahrzeugs das Einschalten
des gewählten Getriebeganges sicherstellt. Diese Hilfsschaltvorrichtung besteht
in einer schaltbaren Einwegkupplung, die bei ziehendem Motor Freilaufwirkung hat,
aber bei vorwärts schiebendem Fahrzeug mitnimmt. Sie wird vorzugsweise aus zwei
zusammenarbeitenden, mit Zähnen versehenen
Kupplungshälften gebildet,
wobei die Zähne an ihren zueinandergekehrten Stirnflächen in der Art einer Sperrzahnkupplung
abgeschrägt sind. Zum Schalten des auf diese Weise geschaffenen Notbremsganges kann.ein
besonderer Schalthebel: vorgesehen sein. Es ist aber für die Bedienung besonders
im Fall auftretender Gefahr von Vorteil, wenn der Notbrems-gang mit Hilfe des üblichen
Getriebeschalthebels betätigt wird. Dies ist durchführbar durch zusätzliche Bewegungen
für den Getriebeschalthebel, z. B.-Seitwärtsbewegungen, so daß dann der Getriebeschalthebel
mit der entsprechenden Schaltstange für den vorgesehenen Notbrems,gang zum Eingriff
gelangen kann. Für die zusätzlichen Bewegungen des Getriebeschalthebels wird vorteilhaft
von der ]#eerlaufstellung desselben ausgegangen, so @daß eine Blockierung des Getriebes
vermieden wird. Um ungünstigbemerkbar werdende Stöße zu vermeiden, kann zum Notbremsgang
an geeigneter Stelle eine Rutschkupplung in einer an sich bekannten Bauart angeordnet
werden. Besonders geeignet ist es, die aus Zahnradpaar, Klauenschaltkupplung und
Hilfsschaltvorrichtung bestehende Einheit für die erste Geschwindigkeitsstufe, d.
h. für den langsamsten Gang vorzusehen. Erhöhte Sicherheit läßt sich erreichen,
wenn man noch weitere tCretriebegänge; z. B. den zweiten Wrang oderdritten Gang,
in gleicher Weise verbessert. In solchen Anwendungsfällen wird vorteilhaft die Einrichtung
getroffen, daß der zweite oder dritte Gang schon zu Anfang des Gefälles unter Mitwirkung
einer Feder im .Schaltgestänge eingeschaltet wird, worauf dann der erste Gang bei
stärker werdendem Gefälle mit besonderem Schalthebel zugeschaltet werden kann, ohne
daß man den vorher eingeschalteten Gang ausschalten muß; letzterer wird vielmehr
vermöge der erwähnten Freilaufwirkung überholt, nämlich dadurch, daß der vom Fahrzeug
angetriebene erste !Gang die Zahnräder des Getriebes schneller treibt. Der Vorteil
eines derartigen Notbremsganges liegt also in einer zweifachen Sicherheit: ,i. können
die Klauen ungehindert eingreifen und 2. tritt keine Unterbrechung der Bremswirkung
ein, weil der zuerst eingeschaltete Bremsgang nicht ausgeschaltet werden muß.
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Die Zeichnung läßt Ausführungsbeispiele der Erfindung erkennen.
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Abb. i zeigt ein aus vier Räderpaaren bestehendes Getriebe mit einer
eingebauten schaltbaren Einwegkupplung; Abb. 9- zeigt- eine Getriebeausführung mit
zwei Einwegkupplungen.
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Das Getriebe nach Abb. i ist beispielsweise mit vier Räderpaaren versehen,
die auf die Antriebswelle 2; Nebenwelle 4 und Abtriebswelle 3 so verteilt sind"daß
auf der Welle 2 ein Rad;i'o lose drehbar gelagert ist; ein weiteres Rad 12 lagert
im Gehäuse; und das Rad 14 ist auf der Abtriebswelle 3 lose drehbar. Zu den Rädern
zo und 12, sind die Gegenräder a i und i@3 auf der Nebenwelle 4 festsitzend angeordnet,
während das zum Red 14 gehörige Cregenrad i 5 auf der Nebenwelle 4 lose drehbar
ruht. Beim vierten Räderpaar sitzt das Rad 16 fest auf der Abtriebswelle
3 und sein Gegenrad 17 lose drehbar auf der Nebenwelle 4. Innerhalb des für sich
im Getriebegehäuse gelagerten Rades 12 erstrecken sich die Enden der Antriebswelle
2 und der Abtriebswelle 3, sind aber für gewöhnlich voneinander getrennt. Die lose
drehbaren Räder besitzen in bekannter Weise Schaltkupplungsklauen und entsprechende
Doppelklauenschaltmuffen 20, 22 der Wellen, 2 und 3 und eine Doppelkläuenschaltmuffe
23 der Welle .4 dienen zum jeweils gewünschten Kuppeln der einzelneu Räder mit ihren
Wellen. Eine erfindungsgemäß angeordnete und beschaffene schaltbare Einwegkupplung
ist hier im Ausführungsbeispiel mit dem Rad 14 in Verbindung gebracht. Das Rad i'4
besitzt auf der der Kupplung z2 entgegengesetzten Seite die Kupplungshälfte
24 mit Zähnen, deren Stirnflächen in der in Abb. i links durch Pfeil angedeuteten
Motortriebrichtung geneigt sind, wie es eingezeichnet ist. Zur Kupplungshälfte 24
gehört die Gegenhälfte25, die an der Schaltmuffe 27 festsitzt. Diese Schaltmuffe
führt sich mit Nuten und Keilen auf einem mit der Welle 3 mitdrehbar vereinigten
Bund 28 axial verschiebbar. Wie bei Bergabwärtsfahrt unter Benutzung des Motors
als Bremse die Verwendung der Einwegkupplung und die sich dabei ergebende Wirkungsweise
des Schaltens zustande kommt, sei in folgendem erläutert. Angenommen, man fährt
im fünften Gang, d. h. wenn das Radio mit der Welle?, und das Rad 12 mit
der Abtriebswelle 3 und,das Rad 15 mit der Welle 4 gekuppelt isst, und es
ist beim Beginn eines stärkeren Gefälles beabsichtigt, vom fünften Gang auf den
nächst niederen Gang überzuwechseln, so kommt es nach Herausnahme der Klauender
Schaltmuffe 22 aus dem Klauenkranz des Rades 3i2 darauf an, das noch mit niedererer
Geschwindigkeit umlaufende Rad'i4 auf höhere Geschwindigkeit zu bringen, um die
Schaltmuffe -22 mit Odem Rad 1.4 zu kuppeln, was normalerweise nur möglich wäre.
wenn man den Motor durch Gasgeben beschleunigen würde. Man widerstrebt dieser an.
sich widersinnigen Maßnahme, ,die gefährlich erscheint und unter Umständen bei etwaiger
zu geringer Motorbeschleunigung trotzdem das Einschalten nicht möglich macht. Für
diesen Fall bietet die erfindungsgemäß angeordnete Einwegkupplung zuverlässige Hilfe,
indem . jetzt die Klauen:zähne 25 der Schaltmuffe27, die sich ebenso wie die Schaltmuffe
2;2 auf der Antriebyswelle 3 befindet, zum Eingriff mit den Klauen 24 des Rades
14 gebrdcht werden. Dies gelingt dank der besonderen Ausbildung der Klauenzähne
24, 25 ohne weiteres, und zwar deshalb, weil das Rad 14 langsamer umläuft als die
Schaltmuffe 27.
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Gemäß Abb.2 sind zwei schaltbare Einwegkupplungen vorgesehen. Von
der einen Einwegkupplung ist die eine Hälfte 35 mit dem auf der Getriebewelle 40
lose drehbaren Zahnrad 37 verbunden, und die Gegenhälfte 36 sitzt an der axial verschiebbaren
Schaltmuffe 38. Mit dem ebenfalls lose drehbaren Rad 41 ist .die :eine Hälfte 43
:der
zweiten Einwegkupplung verbunden, und die Gegenhälfte 44 bildet
ein Ganzes mit der axial verschiebbaren Schaltmuffe 45. Am Rad 41 ist die eine Hälfte
47 einer Gangklauenschalt'kupplung befestigt, und die andere Kupplungshälfte 48
ist an der Schaltmuffe 38 vorgesehen. Die Gangklauenschaltkupp1ung 50, 5 i dient
zum Kuppeln des Rades 37 mit der Welle .4o. Die Doppelschaltmuffe 55 ist auf der
Welle ao mitdrehbar und verschiebbar angeordnet. Zur Betätigung der Einwegkupplungen
ist im Getriebegehäuse die Schaltstange 6o längs verschiebbar gelagert, an der die
Schaltgabeli 61 zu der Eimvegkupplun g 35, 3'6 angebracht ist. Die zur Einwegkupplung
-3, .:N. gehörige Schaltgabel 02 sitzt fest auf der Schaltstange 66, und die Schaltgabel
6,1, die zur Einwegkupplung 35, 36 gehört, ist zwischen zwei festen Stellringen
63 und 6-. um -einen kleinen Betrag verschiebbar, nimmt aber normalerweise eine
durch die angebaute Druckfeder 6,5 bestimmte Lage ein.. Die mit den auf der Welle
4.o lose vorgesehenen Rädern 41, 37, 52 im Eingriff befindlichen Gegenräder 67,
68 und 69 sitzen fest auf der Nebenwelle 70. Bei der beschriebenen Ausführungsform
bestehen somit zwei Notbremsgänge, die nacheinander einschaltbar sind. Zunächst
ist. wie an Hand der Abb. @i heschrieben, der durch die Einwegkupplung 35, 36 gebildete
eine Notbremsgang an Stelle der Klauenschalt'kupplung 50 zur Verwendung gekommen.
Soll bei ungenügender Bremswirkung des Motors in diesem Notbremsgang oder bei noch
stärker werdendem Gefälle ein stärker wirkendes Übersetzungsverhältnis, in diesem
Fall statt der Zahnräder 37, 68 die Zahnräder 41, 67 eingeschaltet werden, so gelingt
dies mit Hilfe der Klauenschaltkupplung -.7, d:$ ebensowenig wie beim vorhergehenden
Getriebegang (Klauenschaltkupplung 50, 5i). Hier hilft der zweite
Notbremsgang, d. h. die Ein-@vegl;upplung 43, 44 in gleicher Weise wie der bereits
eingeschaltete erste Notbremsgang 35, 36'. Der zweite Notbremsgang wird vorteilhaft
mittel eines besonderen Schalthebels betätigt. Es ist dabei nicht nötig, den ersten
Notbremsgang auszuschalten, und zwar deshalb nicht, weil dieser mit dem Einschalten
des zweiten überholt wird. Der Grund hierfür ist, daß beim Kuppeln des Rades 41
mit der Antriebswelle .4o über das Rad 67, die Welle 70 und das Rad 68 das Rad 37
beschleunigt wird und jetzt die schneller laufenden Klauenzähne 35 der Eimvegkupplung
die Klauenzähne 3!6 mit der Schaltmuffe 38 und der Schaltgabel 61 gegen die Wirkung
der Druckfeder 65 abweisen.
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Der Einbau der Einwegkupplung zusätzlich zur normalen Gangschaltkupplung
ist außer der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform auch so möglich, daß
der verschiebbare Teil der Einwegkupplung als Schaltmuffenteilkonzentrisch auf .dem
verschiebbaren Kupplungsteil der normalen Gangschaltkupplung angebracht ist, wobei
beide verschiebbare Teile durch fed-erbeeinfußte, nachgiebige Sperrglieder in ihrer
Anfangsstellung zueinander gehalten werden. Wenn zwecks Einrückens der normalen
Gangschaltkupplung zunächst die erwähnten beiden Teile an den Klauenkranz des zu
kuppelnden Getriebeteils heranbewegt werden und der Zusammengriff durch gegenseitiges
Abweisen verhindert isst, wird bei Übergehung der Sperrglieder die Einwegkupplung
eingerückt und damit der Notbremsgang zur Wirkung gebracht.