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Schaltwerksgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung
bezieht sich auf ein Schaltwerksgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren
auf der Antriebswelle gegeneinander versetzt angeordneten Steuerscheiben, die auf
der getriebenen welle angeordnete Klemmrollenkupplungen über Stellringe und Stellarme
antreiben und deren Exzentrizität in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebswelle
durch Fliehkraft verstellbar ist.
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Bei den bekannten Schaltwerksgetrieben dieser Art arbeiten die Steuerscheiben
getrennt vom Fliehkraftregler. Daraus ergibt sich eine umständliche und vor allem
teuere Bauweise, die einer allgemeinen Verbreitung solcher Schaltwerksgetriebe im
Wege steht. Außerdem haben die bekannten Schaltwerksgetriebe den Nachteil, daß sie
nur ruckweise, also nicht voll wirksam sind. Diese Nachteile werden bei dem Schaltwerksgetriebe
der Erfindung dadurch beseitigt, daß jede Steuerscheibe mit einer Unwucht ausgestattet
und auf der vierkantig ausgebildeten Antriebswelle gegen die Kraft einer Rückführfeder
unter der Einwirkung der Fliehkraft radial verstellbar ist.
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Die Steuerscheiben sind dabei zweckmäßig mit Dämpfungsmitteln, z.
B. in Zylindern gleitenden hydraulischen Dämpfungskolben mit einstellbarem Flüssigkeitsdurchlaß,
versehen, die zur Regelung der radialen Verschiebung der Steuerscheiben dienen.
Die Dämpfungskolben können mittels verbindender Querstücke auf der Antriebswelle
befestigt sein, während die Zylinder, in denen die Dämpfungskolben gleiten, mit
den Steuerscheiben fest verbunden sind.
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Durch das Schaltwerksgetriebe der Erfindung wird eine Vereinfachung
durch das Zusammenlegen des Fliehkraftreglers und der Steuerscheibe erreicht. Außerdem
wird durch die Dämpfungseinrichtung ein ruckfreies Schalten gewährleistet.
In
der Zeichnung ist das Schaltwerksgetriebe in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
und zwar zeigt Fig. I den Aufriß des Getriebes, teilweise geschnitten, und Fig.
2 einen teilweisen Schnitt. Die Schnitte liegen in verschiedenen Ebenen.
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Das Schaltwerksgetriebe besteht im wesentlichen aus zwei Zwischenwellen
I und I8 mit den die kraftschlüssige Kupplung herbeiführenden Organen sowie den
Getriebezahnrädern und der getriebenen Welle 26.
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Die Zwischenwelle I hat vorzugsweise quadratischen Querschnitt und
ist beiderseits mittels Laufzapfen in Kugellagern 12 am Maschinengehäuse oder Fahrgestell
iI gelagert. Mit dem Antrieb, z. B. der Kurbelwelle 42 eines Dieselmotors, ist die
Zwischenwelle I durch eine geeignete Kupplung 43 verbunden.
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Auf der Zwischenwelle I sind beispielsweise vier Steuerscheiben 2a,
2b, 2c und 2d angeordnet, von denen jede um 9o° gegen die benachbarte Steuerscheibe
versetzt ist. Die Steuerscheiben haben einen Hohlraum 29 (Fig. 2) und die Zwischenwelle
I am Sitz jeder Steuerscheibe eine Aussparung 30. Zwischen der Hohlraumdecke und
dem Aussparungsboden ist eine Rückführfeder 9 eingesetzt.
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Alle Steuerscheiben tragen vier Öldruckzylinder 3, in denen sich Dämpfungskolben
4 mit Dichtungsringen 5a und einem Flüssigkeitsdurchlaß 6 bewegen können. Die Dämpfungskolben
4 sind durch Querstücke 7 mit der Zwischenwelle i fest verbunden. Die Schrauben
8 halten die Zylinder 3 an den Steuerscheiben 2a bis 2d und die Schrauben Io die
Querstücke 7 an der Zwischenwelle I fest.
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Die Steuerscheiben 2a bis 2d tragen an ihrem Umfang unter Zwischenschaltung
von Laufkugeln 32 den Stellring 13 mit dem Stellarm 13a. Letzterer ist durch einen
Bolzen I9 od. dgl. mit dem Kupplungsring 14 auf der zweiten Zwischenwelle 18 gelenkig
verbunden. Zwischen dem Kupplungsring 14 und der Zwischenwelle 18 ist eine Nabe
33 eingeschaltet, die mittels der Stifte 34 an der Zwischenwelle 18 unverrückbar
festsitzt. Auf der Nabe 33 können sich gegebenenfalls federbelastete Klemmrollen
15 in Aussparungen I4a des Kupplungsringes 14 bewegen. Diese Aussparungen verengen
sich einseitig und besitzen dort konische Auflaufflächen für die Klemmrollen.
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Das Zahnrad 2o ist mit einem Keil 27 auf der Welle I8 befestigt, die
in Kugellagern I2a läuft. Das Zahnradwechselgetriebe besteht außerdem noch aus den
Zahnrädern 22 bis 23 und den auf der Abtriebswelle 26 verschiebbar angeordneten
Zahnrädern 2I und ZIa. Mit dem Schalthebel 28, z. B. am Fahrzeuglenkrad, können
die Zahnräder 21 bzw. ZIa bei Beginn des Betriebes ein- und am Schluß des Betriebes
ausgeschaltet werden.
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Die Steuerscheiben 2a bis 2d verschieben sich in Abhängigkeit von
der Antriebsdrehzahl, also z. B. der Umlaufzahl eines Fahrzeugdieselmotors. Bei
geringer Drehzahl drücken die Rückführfedern 9 die Scheibe 2a usw. selbsttätig in
die Mittel- oder Ruhelage. Die Öldruckzylinder 3, je zwei zu beiden Seiten jeder
Steuerscheibe, gewährleisten ein ruckfreies, radiales Verstellen der Steuerscheiben,
da die Dämpfungskolben 4 nur ein allmähliches Verdrängen des Öls durch ihre Flüssigkeitsdurchlässe
6 von der einen zur anderen Kolbenstirnfläche gestatten. Die Querstücke 7 sorgen
dafür, daß sich die Dämpfungskolben 4 sämtlicher Zylinder 3 einer Steuerscheibe
immer in gleicher Lage zur Welle I befinden; sie verhindern außerdem eine axiale
Verstellung der Steuerscheiben 2. Durch Wahl geeigneter Querschnitte für die Flüssigkeitsdurchlässe
6 läßt sich die Verstellgeschwindigkeit nach Bedarf einrichten.
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Die radialen Bewegungen der Steuerscheiben und die dadurch erzeugten
Bewegungen der Stellarme i311 bedeuten Hübe, die die Stellringe 14 hin und her bewegen.
Bei Bewegung in Richtung des Pfeiles 14b werden die Zwischenwelle 18 und der Ring
14 kraftschlüssig gekuppelt, d. h., die Zwischenwelle 18 muß die Bewegung mitmachen.
Da vier um 9o° gegeneinander versetzteSteuerscheiben die Stellringe verdrehen, so
ist die Umdrehung der Zwischenwelle 18 vollkommen gleichmäßig.
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In der Zeichnung liegt der Schalthebel 28 in der Stellung ,B für den
Leerlauf. Zum Betrieb, z. B. Fahren, muß er in die Stellung A »vorwärts« oder C
»rückwärts« gebracht werden. Dies geschieht bei Motorleerlauf. Durch Einschalten
des Vorwärtsganges kommt das Zahnrad 21 in Eingriff mit dem Zahnrad 2o. Dies geschieht
bei langsam laufendem Motor, wenn sich die Welle i zwar dreht, aber noch keine Steuerscheibe
2 aus ihrer Mittellage verdrängt ist, also noch kein »Hub« erzeugt wird.
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Beschleunigt man den Lauf des Motors etwas, so fangen die Steuerscheiben
an zu regeln. Sie erzeugen anfänglich einen kleinen Hub, der sich über die Zahnräder
auf die getriebene Welle 26 überträgt, die ihrerseits z. B. über ein nicht dargestelltes
Differential auf die Fahrzeugräder wirkt. Finden die Räder größeren Widerstand,
so kann der Motor durch Gasgeben zu gesteigerter Leistung gebracht werden. Der Widerstand
läßt aber keine Beschleunigung im Getriebe zu. Die Motorkraft wird ungeschmälert
zur Überwindung des Widerstandes eingesetzt.
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Ist die Motorkraft größer als der Radwiderstand, so findet eine Beschleunigung
des Fahrzeuges und zwangläufig auch des Triebwerkes statt. Dadurch wird automatisch
auch der Hub größer, also das Fahrzeug noch mehr beschleunigt. Die Anpassung endet,
wenn Kraft gleich Widerstand ist. Es ist so die Gewähr dafür gegeben, daß die Antriebskraft
immer in günstigster Weise ausgenutzt ist, was eine beachtliche Brennstoffersparnis
zur Folge hat.
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Ein weiterer Vorteil ist das hohe Anzugsvermögen des Wagens, ohne
daß der Motor auf hohe Tourenzahl gebracht werden muß. Die Schaltvorgänge der bisherigen
Getriebe, die immer einen beachtlichen Kraftverlust bedeuten, fallen beim Getriebe
nach der Erfindung fort. Bei Bergfahrt stellt sich das Getriebe genau zur Steigung
ein.
Wenn der Motor nicht stark genug ist, das Fahrzeug mit der
bisherigen Geschwindigkeit den Berg hinaufzubringen, dann fährt der Wagen langsamer,
dadurch wird zwangläufig der Hub kleiner, also das übertragene Drehmoment größer,
bis zum Ausgleich zwischen Kraft und Steigung. Bei Talfahrt ist der Motor vollständig
frei. Wird die Geschwindigkeit des Wagens größer als die Motorumdrehungszahl, dann
schaltet sich im Kupplungsring I4 der Freilauf selbsttätig ein. So kann man auch
auf ebener Strecke nach Beschleunigung durch Wegnehmen von Gas lange Strecken im
Auslauf fahren.
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Durch Umschalten des Hebels 28 in die Stellung C »rückwärts« kann
unter den gleichen Bedingungen rückwärts gefahren werden.
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Das neue Getriebe wirkt schonend auf Motor und Fahrzeug. Ruckweises
Anfahren und ähnliche Übelstände können überhaupt nicht vorkommen, ebensowenig das
für den Motor schädliche hochtourige Anfahren im ersten Gang. Stets regelt sich
die Kraft zum Widerstand selbsttätig ein. Schließlich ist noch darauf hinzuweisen,
daß das neue Wechselgetriebe die Betriebssicherheit erhöht, weil der Fahrer seine
volle Aufmerksamkeit dem Verkehr und der Fahrstraße widmen kann.
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Sobald ein Getriebe nach der Erfindung auf den zugehörigen Antrieb
eingestellt ist, bedarf es keinerlei Wartung mehr. Ein kleiner Ölsumpf sorgt für
selbsttätige Schmierung aller Teile. Unzulässige Beanspruchungen sind ausgeschlossen.
Daraus ergeben sich geringer Verschleiß, Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer.