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Antrieb für die Vorder- und Hinterräder eines Motorfahrzeuges Es ist
bereits ein Antrieb für die Vorder- und Hinterräder eines Motorfahrzeuges mit einem
Verteilergetriebe bekannt, dessen treibendes Zahnrad die Zahnräder für die hinteren
Räder und ein Zahnrad für die Vorderräder antreibt, wobei das Zahnrad für die Vorderräder
die Antriebsgeschwindigkeit für die Vorderräder verringert und durch eine von Hand
betätigte Schaltgabel so verschiebbar ist, daß es abwechselnd mit zwei Freilaufkupplungen
in Eingriff kommt, die beim Treiben der Hinterräder im Freilauf bleiben und beim
Gleiten dieser Räder dagegen den Antrieb auf die Vorderräder übertragen. Eine von
zwei Federn bewegt dabei nach dem Zusammendrücken der anderen Feder die Schaltgabel
nachgiebig und schaltet die eine der Kupplungen ein.
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Bei den bekannten Ausführungen dieser Art ergibt sich dadurch eine
Schwierigkeit, daß durch Erschütterungen die Schaltgabel und die Schaltstange das
Bestreben haben, sich entgegen der Federwirkung zu bewegen und die eine Kupplung
auszuschalten, dagegen die andere Kupplung einzuschalten. Bei früheren Ausführungen
verhindert bei Vorwärtsfahrt lediglich die Stärke der Feder ein unbeabsichtigtes,
durch Erschütterungen verursachtes Einschalten der Kupplung für den Rückwärtsantrieb.
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Nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß eine
von Hand geschaltete Schaltstange vorgesehen ist, auf der die Schaltgabel verschiebbar
angebracht ist, und ein Anschlag auf der Schaltstange die Bewegung der Schaltgabel
begrenzt, um bei Vorwärtsfahrt einen unbeabsichtigten, durch Erschütterungen verursachten
Eingriff der Kupplung für den Rückwärtsantrieb zu verhindern.
Die
Zeichnung zeigt als Beispiel eine Ausführungsform der Erfindung.
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Fig. I ist eine Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem Übersetzungsgetriebe,
bei dem die Erfindung angewandt ist; Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch das in Fig.
I gezeigte Fahrzeug; Fig. 3 ist ein Querschnitt durch einen Verteiler zur Kraftübertragung
auf die Vorder- und Hinterachsen mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung; Fig.
4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 von Fig. 3 ; Fig. 5 ist ein Aufriß im Schnitt
längs de: Linie 5-5 von Fig. 6; Fig.6 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung von
Fig. 5, und Fig. 7 und 8 sind schaubildliche Darstellungen von Einzelteilen der
Vorrichtung.
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Das Fahrzeugchassis Io gemäß Fig. I und 2 hat zwei hintereinanderliegende
Achsen II und 12 mit Doppelrädern 13, 13 und 14, 14 und eine Vorderachse 16 mit
einzeln zu steuernden Rädern 15, 15.
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Die Treibachsen 12, II sind durch Antriebwellen 25, 26 mit einem Kraftverteiler
I7 verbunden, der sich in einem von dem Chassisrahmen Io getragenen Gehäuse 18 (Fig.
3 und 4) befindet.
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Die- Antriebswelle 24 eines nicht dargestellten Getriebekastens von
üblicher Form ist mit der Antriebswelle I9 (Fig. I und 2) des Verteilers 17 verbunden,
die auch eine Zwischenwelle 2o (Fig. 3), eine erste mit den hinteren Antriebswellen
25 verbundene Antriebswelle 2I, eine zweite mit der hinteren Antriebswelle 26 verbundene
Antriebswelle 22 und eine dritte mit der vorderen Antriebswelle 27 verbundene Antriebswelle
23 aufweist. Mit der Antriebswelle 21 ist eine Parkbremse 2Io verbunden.
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Innerhalb des Gehäuses 18 befinden sich folgende ständig ineinandergreifende
Schraubenräder: Ein Zahnrad 28 auf der ersten Antriebswelle 2 1 steht mit einem
Zahnrad 29 im Eingriff, das auf' der Zwischenwelle 2o angebracht ist und selbst
in ein Zahnrad 3o auf der Antriebswelle 22 eingreift. Ein Zahnrad 31 ist
axial verschiebbar auf der Antriebswelle 23 angebracht. Man kann nach Belieben,
und dies bildet keinen Teil der Erfindung, eine Getriebeanordnung mit zwei Geschwindigkeiten
verwenden, die zwei Antriebsräder von verschiedener Übersetzung an der Antriebswelle
I9 aufweist, die in ständigem Eingriff mit angetriebenen Zahnrädern stehen, die
drehbar auf der Zwischenwelle 2o angebracht sind. Die Antriebsräder haben an den
benachbarten Seiten Mitnehmerzähne, die mit entsprechenden Mitnehmerzähnen an einem
Stellring in Eingriff kommen können, der mit Feder und Nut gleitbar auf der Zwischenwelle
2o angebracht ist und durch eine Schaltgabel 33 bewegt werden-kann, die an einer
durch eine Gelenkverbindung 35 (Fig. I und 2) mit einem von dem Fahrer gesteuerten
Hebel verbundenen Steuerstange 34 angebracht ist. So kann der Stellring für die
Kupplung aus einer neutralen Stellung in beiden Richtungen verstellt werden, um
die Zwischenwelle 20 mit dem einen oder anderen der angetriebenen Räder zu kuppeln.
In der Zeichnung ist nur das angetriebene Rad 32 (Fig. 3) gezeigt.
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An dem Kraftverteiler kann eine die Kraft abnehmende Einrichtung 17
angeschlossen sein. Der Kraftverteiler weist zu diesem Zweck in dem Gehäuse 18 eine
Öffnung (Fig. 3) auf, die durch eine Platte 36 verschlossen ist und deren Entfernung
die Anbringung der die Kraft abnehmenden Einrichtung ermöglicht, durch die beispielsweise
das Rad 32 getrieben wird.
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Das Gehäuse 18 (Fig. 3) hat zwei abnehmbare Stopfen 37 zum Abziehen
und Einfüllen des Schmiermittels und eine Übertragungswanne 38, durch die das Schmiermittel
unmittelbar auf ge wisse Teile des Getriebes tropft.
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Das Schraubenrad 31, das gleitbar auf der Antriebswelle 23 angebracht
ist, hat Sperrzähne 39 und 40 (Fig. 4), die in Sperrzähne 41 und 42 an Ringen 410
und 42o an der Antriebswelle 23 zu beiden Seiten des Rades 31 eingreifen können.
Das eine Paar dieser Sperrzähne bewirkt eine nur in der einen Richtung wirkende
Kupplung für den Antrieb der Antriebswelle und der Vorderachse für den Vorwärtsantrieb,
und der andere Satz von Sperrzähnen bewirkt eine solche Kupplung für den Rückwärtsantrieb
entsprechend der Einstellung des Hauptgeschwindigkeitswechselgetriebes.
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Die Schraubenzähne an dem Rad 31 bewirken einen axialen Druck auf
das Rad 31, das die Sperrzähne 39 und 41 bzw. 40 und 42 im Eingriff hält. Ferner
wird ein Kupplungsdruck durch Federn 43 und 44 ausgeübt, die an einer Schaltstange
45 an den beiden Seiten des Bügels 46o einer Schaltgabel 46 angebracht sind. Der
Bügel 46o der Gabel 46 kann auf der Schaltstange 45 gleiten. Die Schaltstange 45
selbst kann in den Endwänden des Gehäuses 18 bzw. in einem Lager 48 und einer Muffe
49 gleiten, die eine federbelastete Sperrkugel 5o enthält, die in eine Vertiefung
5I in der Schaltstange 45 eingreift, wenn sich diese in der in Fig. 1 gezeigten
Stellung für den Vorwärtsantrieb befindet.
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Ein Abstandsstück 52, das auf der Schaltstange 45 gleiten kann, wird
durch eine auf seinen Federsitz 53 wirkende Feder 44 nach rechts gegen eine Anschlagschulter
45o an der Stange 45 gedrückt und ist so lang, daß die Schulter 54 an dem anderen
Ende des Abstandsstückes einen an der Stellstange 45 befestigten Anschlagring 56
berührt, um ein zufälliges Verstellen des Rades 31 nach links aus der in Fig. 4
gezeigten Vorwärtsantriebsstellung in die Rückwärtsantriebsstellung zu verhüten.
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Wenn die Stellstange 45 nadh links in die Rüdkwärtsantriebsstellung
bewegt wird, wird die Feder 44 durch das Abstandsstück 52 zusammengedrückt, das
durch die Schulter 45o nach links bewegt und für die Gabel 46 unwirksam gemacht
wird, so daß die Feder 43 den Bügel 46o und die Schaltgabel 46 dem Abstandsstück
52 folgend nach links bewege: kann. Auf diese Weise wird das Rad 31 längs der Welle
23 nach links bewegt, so daß sich die Sperrzähne 39,41 lösen und die Sperrzähne
40, 42 in
Eingriff kommen. Die Feder 43 ist stark genug, um die
Sperrzähne 4o, 42 im Antriebseingriff zu halten, außer wenn die Vorderräder das
Bestreben haben, schneller als die Hinterräder zu laufen. In diesem Fall gibt die
Feder 43 nach und ermöglicht es den Zähnen 4o, mit den Zähnen 42 außer Eingriff
zu kommen, um das Überlaufen aufzunehmen.
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Wenn die Schaltstange 45 nach rechts in die in Fig. 4 gezeigte Vorwärtsantriebsstellung
zurückbewegt wird, dehnt sich die Feder 44 und hält das Abstandsstück 52 gegen die
Schulter 450 gedrückt, bis es an den Bügel 46o der Schaltgabel 46 stößt, worauf
es das Rad 3 1 längs der Welle 23 nach rechts drückt, so daß die Sperrzähne
40,42 gelöst werden und die Sperrzähne 39, 41 in Eingriff kommen. Die Feder 44 ist
stärker als die Feder 43 und überwindet diese, wenn sich die Stellstange 45 nach
rechts in die Vorwärtsantriebsstellung bewegt. Die Feder hält die Sperrzähne 39,
41 im Antriebseingriff, außer wenn die Hinterräder das Bestreben haben, die Vorderräder
zu überholen, in welchem Fall die Feder 44 nachgibt und es den Zähnen 39 ermöglicht,
mit den Zähnen 41 außer Eingriff zu kommen, um das Überlaufen aufzunehmen.
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Wenn das Fahrzeug vorwärts läuft und die Bremsen auf einer schlechten
Straße plötzlich angezogen werden, könnten das Zahnrad 3I, die Gabel 46 und der
Bügel 46o nach vorn, in Fig.4 nach links, aus der Vorwärtsantriebsstellung in die
Rückwärtsantriebsstellung gleiten. Das würde gewöhnlich ein Streifen der Mitnehmerzähne
zur Folge haben. Unter solchen Umständen stößt jedoch die ringförmige Schulter 54
des Abstandsstückes 52 gegen den Anschlagring 56 und verhindert eine axiale Bewegung
der Schaltgabel 46 und des Zahnrades 31 in die Rückwärtsstellung, so daß kein unvorhergesehener
Eingriff der Sperrzähne 4o und 42 für den Rückwärtslauf eintritt.
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Zur Ergänzung der Wirkung der nur in einer Richtung arbeitenden Kupplung
beim gewöhnlichen Ausschalten des Vorderradantriebes wird eine einfache Getriebeuntersetzung
vorgenommen, indem das Zahnrad 3I mit mindestens einem Zahn mehr als das Zahnrad
30 versehen wird. Das Zahnrad 31 kann dreißig Zähne und das Zahnrad 3o neunundzwanzig
Zähne haben. Damit sich beide Hinterantriebswellen 21 und 22 mit der gleichen Geschwindigkeit
drehen, hat das Zahnrad 28 die gleiche Zahl von Zähnen wie das Zahnrad 30. Auf diese
Weise wird die vordere Abtriebswelle 23 ständig etwas langsamer angetrieben als
die Wellen 21 und 22, so daß der Antrieb durch die Vorderachse nur wirksam wird,
wenn sich die Hinterräder schnell drehen.
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Beim Vorwärtsantrieb dreht sich die Vorderachse 16 und treibt die
Welle 27 und die Antriebswelle 23 in der gleichen Richtung wie das Zahnrad 3I, so
daß die Sperrzähne 41 die Zähne 39 überlaufen.
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Wenn die Hinterräder 13, 14 gleiten, kommen die Sperrzähne 39 mit
den Zähnen 41 in Eingriff und treiben diese, so daß das Zahnrad 3I die Welle 23
und daher die Vorderräder 15 antreibt, die den Antrieb des Fahrzeuges unterstützen.
Beim Rückwärtsantrieb wird das Zahnrad 31 durch die Feder 43 und die Zähne 40 und
42 miteinander im Eingriff gehalten. Gewöhnlich läuft die Welle 23 schneller als
das Zahnrad 31, und die Zähne 42 überlaufen die Zähne 40. Wenn die Räder 13, 14
gleiten, wird die Welle 23 durch die Räder I5 nicht schnell genug getrieben, um
das Zahnrad 31 zu überlaufen, so daß die Zähne 40 in die Zähne 42 eingreifen und
bewirken, daß das Zahnrad 31 die Welle 23 und dadurch die Antriebsräder 15 treibt.
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Sollte das nicht gezeigte Geschwindigkeitswechselgetriebe zwischen
dem Motor und dem Kraftverteiler 17 derartig sein, daß eine Nulleinstellung notwendig
ist, bevor der Motor gestartet werden kann, könnte, wenn der Motor stehenbleibt
und sich das Fahrzeug in einem Gang auf einem Berg vorwärts bewegt, die Vorrichtung
infolge der Belastung der Sperrzähne und der Unmöglichkeit, durch die Schaltstange
45 ausreichend Kraft aufzuwenden, um die Belastung der Sperrzähne zu überwinden
und sie außer Eingriff zu bringen, nicht in die Nullage eingestellt werden.
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Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, verbindet ein Lenkersystem (Fig.
5 bis 8) den nicht dargestellten Hauptgangschalthebel des Fahrers mit der Schaltstange
45 des Kraftverteilers 17. Dieses Lenkersystem enthält einen toten Gang, der es
ermöglicht, den Hauptschalthebel in eine neutrale Stellung zu bringen, um den Motor
anzulassen, auch wenn die Sperrzähne des Kraftverteilers 17
im Eingriff stehen.
Wenn dann der Motor angelassen ist, kann der auf den Sperrzähnen aufliegende Zahn
durch Einstellen des Geschwindigkeitswechselgetriebes auf Rückfahrt entlastet werden,
wonach sich das Zahnrad 3 1 des Kraftverteilers 17 einstellt, als
würde es unter gewöhnlichen Arbeitsbedingungen umgeschaltet.
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Zwischen der Stange 6o, die mit dem nicht gezeigten Schalthebel verbunden
ist, und der Schaltstange 45 befindet sich eine Torsionsstange 6I, die mittels-
Stiften 64 und Scheiben 65 in Rahmen 62 und 62o gelagert ist, die an Querrahmenteilen
63 und "63o des Fahrzeuges befestigt sind. An einem Ende trägt die Stange 61 einen
fest angebrachten Hebel 67, dessen äußeres Ende mit der Schaltstange 45 mittels
eines Lenkers 68 und Gelenkstiften 69 und 69o verbunden ist. Ein Ansatz 67o des
Hebels 67 (Fig. 5) erstreckt sich über den Lenker 68 und dient bei der in Fig. 4
gezeigten Stellung der Stange 45 als Anschlag in der Uhrzeigerrichtung. Eine Bewegung
des Hebels 67 entgegen der Uhrzeigerrichtung (Fig. 5) bewegt die Schaltstange 45
aus ihrer Vorwärtsantriebsstellung (Fig. 4) nach links in ihre Rückwärtsantriebsstellung.
Der Hebel 67, det Lenker 68 und der Anschlag 67o bilden eine über die Mitte ausgeschwenkte
Kniehebelsperre, die einen Eingriff der Sperrzähne für die Rückwärtsbewegung 40
und 42 zwangläufig ausschließt, wenn sich das Fahrzeug vorwärts bewegt.
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Am anderen Ende der Torsionsstange 61 ist ein U-förmiger Hebel
70 mit einem verlängerten Arm 71 und einem kurzen Arm 72 drehbar angebracht.
Der Arm 71 ist mittels eines Gelenkstiftes 73 mit
der Lenkerstange
6o verbunden. Scheiben 74 liegen zwischen dem Arm 71 und dem anliegenden Stützrahmen
62 und zwischen dem Hebel 67 und dem anliegenden Rahmen 62o. Neben dem Hebel
70 ist auf der Stange 61 ein zweiter Hebel 75 mit zwei winkelförmigen Armen
76 und 77 befestigt, die an den beiden Seiten des Hebelarmes 72 liegen. Eine Torsionsfeder
78 auf der Torsionsstange 61 verbindet den kurzen Arm 72 und den Hebel 75, indem
ihre Enden in eine Einkerbung 720o an dem kurzen Arm 72 bzw. 75oo an dem Hebel 75
einhaken, so daß die Hebel 70 und 67 auseinandergedrückt werden, d. h.; der Hebel
70 wird entgegen der Uhrzeigerrichtung (Fig. 5) und der Hebel 67 in Uhrzeigerrichtung
gedrückt.
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Der Lenkerstift 73, der die Lenkerstange 6o mit dem Arm 71 verbindet,
kann in einem Bogen 8o durch die Punkte R, F2, F1 und N bewegt werden entsprechend
dem Rücklauf, der zweiten Vorwärtsgeschwindigkeit, der ersten Vorwärtsgeschwindigkeit
und der Nullstellung. Der Bogen 81 ist die entsprechende Bewegungsbahn des Lenkerstiftes
69, nur verhindert der Ansatz 67o des Hebels 67 eine Bewegung in der Uhrzeigerrichtung
in die. Stellung N.
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Die Torsionsfeder 78 zieht den Betätigungshebel 67 für die Schaltstange
in Uhrzeigerrichtung in die F1-Stellung, in der die Schaltstange 45 für Vorwärtsantrieb
(Fig. 4, 5 und 6) eingeschaltet ist. Infolge des Abstandes zwischen den Armen 76
und 77 des Hebels 75 und dem Hebel 7o bewirkt die Bewegung des Hebels 7o entgegen
der Uhrzeigerrichtung keine nach links gerichtete Bewegung der Schaltstange 45 aus
ihrer Vorwärtsantriebsstellung, wenn sich der Hebel 70 von der Stellung N, F1 und
F2 fortbewegt. Eine weitere Bewegung des Hebels 70 jedoch in seine R-Stellung bewirkt
eine Bewegung der Schaltstange 45 nach links (Fig. 4 und 5) aus ihrer dargestellten
Vorwärtsantriebsstellung in ihre Rückwärtsantriebsstellung als Folge davon, daß
der obere Arm 76 des Hebels 75 mit dem kurzen Arm 72 des Hebels 70 in Berührung
kommt und- durch ihn bewegt wird.
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Bei der umgekehrten Bewegung kommt der Arm 77 des Hebels 75 mit dem
kurzen Arm 72 des Hebels 70 in Berührung und bewirkt eine Rechtsbewegung
der Schaltstange 45 aus ihrer Rückwärtsstellung in die dargestellte Vorwärtsstellung.
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Infolge des toten Ganges zwischen dem Hebel 70 und dem Betätigungshebel
67 für die Schaltstange über den Hebel 75 kann die Schaltvorrichtung für
die Hauptübertragung aus jeder Vorwärtsgeschwindigkeitseinstellung auf Null geschaltet
werden, auch wenn die Schaltstange 45 in ihrer Vorwärtsantriebsstellung durch das
Stehenbleiben des Motors gesperrt wird, während sich das Fahrzeug in einem Gang
vorwärts bewegt und die Sperrzähne in dem Kraftverteiler 17 unter Last sind.