Teilweise selbsttätig schaltendes Wechselgetriebe. Selbsttätig schaltende Wechselgetriebe haben den Nachteil, dass infolge der Selbst tätigkeit des Schaltens dem Fahrer gleich sam jeder Eigenwille beim Fahren genommen ist. Es ist jedoch häufig erwünscht, auch mit hoher Gangübersetzung, das heisst mit niederen Motordrehzahlen, verhältnismässig langsam zu fahren oder zum Beispiel bei mittlerer Geschwindigkeit zur Erzielung eines hohen Drehmomentes .mit möglichst niederer Übersetzung zu fahren. Vor allem ist es auch erwünscht, in bergigem Gelände die Gänge entsprechend den jeweiligen Ge gebenheiten ,schalten zu können.
Die Erfindung soll die Nachteile der rein selbsttätigen Schaltung vermeiden und be steht darin, dass ein willkürlich schaltbares Teilwechselgetriebe und ein selbsttätig schaltendes Teilwechselgetriebe derart in Reihe geschaltet sind, dass durch die Schal tung des letzteren die Gesamtübersetzung des Getriebes bei unveränderter willkürlicher Schaltung erhöht oder erniedrigt wird. Die selbsttätige Schaltung kann hierbei in Ab hängigkeit von der Drehzahl oder dem zu übertragenden Drehmoment erfolgen. Die Schaltung kann zum Beispiel von der Dreh zahl der abtreibenden oder der antreibenden Welle, zweckmässig jedoch unter Berücksich- tigung der jeweils willkürlich eingeschalte ten Übersetzung erfolgen.
Der Drehzahlregler ist zu diesem Zweck vorteilhaft ,auf der Vor gelegewelle angeordnet bezw. an diese ange schlossen.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass man trotz teilweise selbsttätiger Schaltung stets die Fährweise beeinflussen kann, anderseits aber von einem hierfür unnötig häufigen Schalten entlastet wird. Sie ermöglicht ein Getriebe, bei welchem, wenn beispielsweise infolge Bremsens die Fahrgeschwindigkeit plötzlich abgesunken ist, sich selbsttätig eine niedere Gesamtüber2x;tzung einschaltet.
Man kann dann den Wagen bequem und ohne Würgen des Motors beschleunigen, ohne dass es in der Regel erforderlich wäre, den Gang zu wech seln; in äussersten Fällen kann es höchstens notwendig sein, um einen statt wie bisher um zwei oder drei Gänge herunterzuschalten.
Des weiteren kommt das willkürlich schaltbare Teilwechselgetriebe mit. einer ge ringeren Zahl von Gängen aus als ein ge wöhnliches Wechselgetriebe, da ein Teil der Gänge, z. B. der erste Gang, durch das selbst tätig schaltende Teilwechselgetriebe ersetzt wird. Bei Ausbildung des letzteren als Pla netengetriebe oder Umlaufgetriebe kann fer ner durch Festbremsen des Planetenträgers in einfacher Weise der Rückwärtsgang erzielt werden, so dass eine besondere Übersetzung im willkürlich schaltbaren Teilwechselge triebe erspart wird.
Beim Einschalten des Rückwärtsganges wird zweckmässig die Selbsttätigkeit der Schaltung aufgehoben.
In der Zeichnung sind einige Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes rein schematisch dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein. Getriebe, Fig. 2 eine Einzelheit eines Reglers zur selbsttätigen Schaltung und Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Getriebes.
In Fig. 1 ist 1 die vom Motor kommende Kupplungs- oder Antriebswelle des Getriebes, welche über die Zahnräder 2, 3 mit der Vor gelegewelle 4 in ständiger Antriebsverbin dung steht. Auf dieser sind des weiteren die Zahnräder 5, 6 starr angeordnet, welche mit den lose drehbar auf der Getriebehauptwelle 7 angeordneten Zahnrädern 8, 9 in ständigem Eingriff stehen. Eine Wechselkupplung 10, welche zweckmässig mit Synchronisierein- richtungen versehen ist, kann entweder die Hauptwelle 7 mit der Antriebswelle 1 oder dem Zahnrad 8 kuppeln. Eine weitere Kupp lung 11 dient zur Verbindung des Zahnrades 9 mit der Welle 7.
Die Wechselkupplung 111 ist gleichzeitig mit einem Zahnkranz 12 ver sehen, welcher durch ein (nicht dargestelltes) Rückwärtsrad zur Erzielung eines Rück wärtsganges mit dem Zahnrad 13 auf der Vorgelegewelle 4 in Antriebsverbindung ge bracht werden kann.
Die Kupplungen 10 und 11 sind durch Schaltgabeln 14 bezw. 15 verschiebbar, wel che ihrerseits durch einen willkürlich zu be- tätigenden Handhebel 16 in üblicher Weise verstellt werden können.
Das soeben beschriebene willkürlich schaltbare Teilwechselgetriebe ist in einer Gehäusekammer 17 des Getriebegehäuses un tergebracht. Anschliessend all diese befindet sich eine weitere Gehäusekammer 18 für das mit dem genannten Teilwechselgetriebe in Reihe geschaltete, selbsttätig schaltende Teil wechselgetriebe.
Dieses besteht aus dem auf der verlängerten Hauptwelle 7 aalbeordneten Zahndrad 1.9, das mit dem Zahnrad 20 der zweiten Vorgelegewelle 21 in Eingriff steht, und den Zahnrädern 22, 23 zwischen der letztbenannten Welle und der Abtriebswelle 24 des Getriebes. Letztere kann durch eine zum Beispiel ebenfalls mit Synchronisierein- richtung versehene Wechselkupplung 25 ent- weder mit der Hauptwelle 7 oder dem lose auf der Abtriebswelle gelagerten Zahnrad 23 gekuppelt werden.
Zur Schaltung dient ein auf der Abtriebswelle 24 angeordneter Dreh zahlregler 26, welcher in der Zeichnung mittels einer Schaltmuffe 27, einem. doppel armigen Hebel 28 und einer Schaltgabel 29 die Wechselkupplung 25 betätigt. Natürlich kann statt einer unmittelbar mechanischen Verstellung derselben durch den Regler 26 auch eine Verstellung auf elektrische, hydraulische oder sonstige Art erfolgen. Ferner kann der Regler beispielsweise auch auf der Welle 1 oder 4 angeordnet sein.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel schaltet der Regler 26 jeweils in Abhängig keit von der Drehzahl der Abtriebswelle, un abhängig davon, welcher der drei willkür lich schaltbaren Gänge eingeriicht ist. Die Feder des Reglers 26 ist hierbei zweckmässig derart angeordnet oder mit Vorspannung eingesetzt, dass das Umschalten von der einen Vbersetzurrg (z. B. von der niederen Vber- setzung über die Räder 19, 20, 22, 23) auf die andere Übersetzung (z.
B. bei direkt äe- kuppelten Wellen 7 und 4) beim Durchgang durch eine bestimmte Drehzahl ruckweise er folgt.
Die Anordnung kann jedoch auch derart getroffen sein, dass das Umschalten je nach dem, welcher -der drei willkürlich schalt baren Gänge eingerückt ist, bei einer niederen oder höheren Drehzahl erfolgt, z. B. derart, dass die Schaltmuffe 27 nur entgegen der 'Wirkung einer 'Feder verschoben werden kann, welche je nach dem eingerückten Gang (z. B. auf elektrischem, hydraulischem oder pneumatischem oder aber auch auf mecha nischem Wege) unter mehr oder minder starke Vorspannung gesetzt wird. Die Rege lung erfolgt hierbei zweckmässig derart, dass die Schaltung durch den Regler in den niederen Gängen bereits bei verhältnismässig niederen Drehzahlen der Abtriebswelle, in den höheren Gängen dagegen bei entspre chend höheren Drehzahlen erfolgt.
Auch kann der Regler derart ausgebildet bezw. eine zusätzliche Vorrichtung derart vorgesehen sein, dass die selbsttätige Auf wärtsschaltung bei einer andern Drehzahl als die Zurückschaltung erfolgt, die Charakte ristik des Reglers also eine Hysteresisschleife aufweist. In einfachster Weise kann dieses durch Einfügung von Reibungswiderständen im Regelgestänge erfolgen. Nach Fig. 2, welche eine) Draufsicht auf einen Regler zeigt, sind beispielsweise auf den Gelenkachsen der Reglergewichte 30 Reibplatten 31, 32 ange ordnet, welche durch die Federn 33, 34 gegen die Augen 35, 36 der Reglergewichte ange presst werden.
Die Federteller 37, 38 sind hierbei zum Beispiel auf Bolzen 39, 40 an geordnet, von denen der eine mit Rechts und der andere mit Linksgewinde versehen ist, mittels derer sie in eine gemeinsame Spannschlosshülse 41 eingeschraubt sind. Durch ein an einem Hebel der Hülse angrei fendes Gestänge 42 kann die Hülse verdreht werden, wodurch die gegen Drehen gesicher ten Bolzen 39, 40 axial verstellt und damit die Federn 33, 34 unter verschiedene Vor spannung gesetzt werden. Das Gestänge 42 kann hierbei zum Beispiel in Abhängigkeit von der willkürlichen Gangschaltung betätigt werden. Je grösser die Reibung ist, um so grösser wird auch die Hysteresisschleife der Reglercharakteristik und um so unempfind licher also der Regler gegen leichte Schwan kungen der Drehzahl der Reglerwelle sein.
Dadurch wird ein unerwünschtes ständiges Pendeln des Reglers vermieden.
Nach Fig. 3 ist das selbsttätig schaltende Teilwechselgetriebe dem willkürlich schalt baren Teilwechselgetriebe mit den Zahn rädern 2, 3, 5, 8, 6, 9 vorgeschaltet und als Planetengetriebe ausgebildet. Die zum Bei spiel unmittelbar mit der Motorkurbelwelle ohne besondere Motorkupplung verbundene oder einen Teil der Motorkurbelwelle bil dende Welle 43 trägt das Sonnenrad 44, welches mit den Planetenrädern 45 in Ein griff steht. Auf der Welle 43 bezw. auf der Welle 1 sind sowohl .der Planetenträger 46 als auch die den äussern Zahnkranz 47 auf weisende Trommel 48 lose drehbar gelagert.
Auf der Welle 1 ist ein Eisenkern 49 mit den Erregerwicklungen 50 und 51 be festigt, durch welche mittels elektromagneti scher Wirkung entweder der Planetenträger 46 oder die Trommel 48 mit der Welle 1 ge kuppelt werden kann. Ebenso ist zum Bei spiel auf einem feststehenden zylindrischen Ansatz 52 des Motorgehäuses ein Eisenring 53 mit den Erregerwicklungen 55 und 56 befestigt, welche dazu dienen, entweder den Planetenträger 46 oder die Trommel 48 am Gehäuseansatz 52 festzubremsen.
Die elektro- magnetischen !Kupplungen sind rein schema tisch dargestellt. In der praktischen Ausfüh rung werden: die Kupplungen in der Regel verschiebbare Kupplungslamellen oder der gleichen aufweisen.
Wie des weiteren schematisch angedeu tet, sind die Erregerwicklungen 55, 56, 50, 51 je mit Anschlussklemmen 55', 56' bezw. Kontaktringen 50', 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 schaltbarer Hebel 58 zur Umschaltung von Vorwärts gang (Stellung I') auf Rückwärtsgang (Stel lung R), und zwar in folgender Weise: Eine Stromquelle, z.
B. eine Batterie 59, ist über die Leitung 60 an den Kontakt 61 angeschlossen, von wo der Strom in der ge zeichneten (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 ge zeichneten Stellung H dieses Hebels 57 fliesst alsdann der Strom von den Kontakten 64 und 65 zu den Schleifringen 51' und 50' bezw. zu .den Erregerwicklungen 51 und 50. Das hat zur Folge. dass sowohl der Planetenträger 46 als auch die Trommel 48 mit der Welle 1 und -damit starr miteinander gekuppelt wer den. Das gesamte Planetengetriebe verhält sich damit ebenfalls wie eine starre Kupp lung, so dass ,die Wellen 43 und 1 direkt ge kuppelt sind und mit gleicher Drehzahl um laufen.
Es ist hierbei angenommen, dass zugleich der über die Kegelräder 66, 67 von der Vor gelegewelle 4 angetriebene (im einzelnen nicht dargestellte) Drehzahlregler 68 mit einer so hohen Drehzahl umläuft, dass seine Fliehgewichte oder dergleichen einen Kon takt zwischen den beiden Klemmen 69 und 70 schliessen, so dass gleichzeitig ein Strom über die Leitungen 71 und 72 zu der Erre gerwicklung 73 eines Elektromagneten oder Solenoids fliessen kann und dadurch der Eisenkern 74 .desselben nach rechts und da mit der Hebel 57 in seine gezeichnete Stel lung H gezogen wird.
Wird dass Fahrzeug gebremst, indem zum Beispiel die Bremsen angezogen werden, der Motor gedrosselt wird oder das Fahrzeug eine .Steigung hinauffährt, so öffnet ent sprechend der sinkenden Drehzahl der Vor gelegewelle 4 und damit des Drehzahlreglers 68 zu einem bestimmten Zeitpunkt der Regler 68 den Kontakt zwischen den Anschlussklem men 69 und 70.
Je nach der willkürlich ein geschalteten Übersetzung wird dieser Zeit punkt, bezogen auf die Drehzahl der Ab triebswelle 7, früher oder später liegen, im halle des eingeschalteten niedrigsten Ganges (Zahnräder 6, 9) also bei verhältnismässig niedriger Drehzahl der Abtriebswelle 7, im Falle des eingeschalteten höchsten Ganges (direkt gekuppelte Wellen 1 und 7) bei ver hältnismässig hoher Drehzahl derselben, im Falle des mittleren Ganges (Zahnräder 5, 8) bei einer entsprechenden mittleren Drehzahl.
Die Unterbrechung des Stromschlusses durch den Regler 68 hat zur Folge, dass die Wicklung 73 stromlos wird und den Eisen kern 74 freigibt, so dass der Hebel 57 sich zum Beispiel unter der Wirkung einer Fe der 7 5 in seine andere Stellung N umlegt. In dieser Lage des Hebels wird der durch die Leitung 63 zufliessende Strom nunmehr an den Kontakten 76 und 77 abgenommen, von wo er einerseits zur Anschlussklemme 55' und damit zur Wicklung 55 und anderseits zum Schleifring 50' und damit zur Wicklung 50 fliesst. Hierdurch wird die Trommel 48 am Gehäuse abgebremst; gleichzeitig bleibt der Planetenträger 46 mit der Welle 1 ge kuppelt. Letztere wird infolgedessen von der Motorwelle 43 mit Übersetzung ins Lang same angetrieben.
Zu jedem willkürlich schaltbaren Gang gehört somit eine selbsttätig sich einschal tende höhere oder niedere Übersetzung, so dass insgesamt sechs Übersetzungsstufen vor handen sind. Die langsame Gangübersetzung über die Räder 6, 9 des willkürlich schalt baren Getriebes kann daher (ebenso wie auch im Falle der Fig. 1) für den praktischen Be trieb auch ohne weiteres in Fortfall kommen.
Die Übersetzungen können derart gewählt sein, dass zum Beispiel bei willkürlich ein geschaltetem dhrektem Gang ;(durch die Kupplung 10' verbundene Wellen 1 und 7) und selbsttätig eingeschalteter niedriger Übersetzung des Planetengetriebes oder eines andern selbsttätigen Teilschaltgetriebes die CTesamtübersetzung niedriger ist als die Gesamtübersetzung bei willkürlich einge schaltetem niedrigeren Gang (über die Räder 5, 8) und selbsttätig eingeschalteter höherer Übersetzung (direkt gekuppelte Wellen 43 und 1).
Die beiden genannten Gesamtüber- Setzungen können jedoch .auch gleich gross sein oder umgekehrt wie soeben erwähnt lie gen.
Soll der Rückwärtsgang eingeschaltet werden, so wird der Hebel 58 in die Stellung P umgelegt. Dadurch wird der Strom zum Hebel 57 zwischen den Kontakten 61 und 6:2, bezw. zwischen den Leitungen 60 und 63 unterbrochen, so dass die Stellung des Hebels 57 und damit des Drehzahlreglers 68 für die Schaltung des Planetengetriebes wirkungslos wird. Gleichzeitig gelangt der Strom von .der Leitung 60 über die Zweigleitung 78 zum Kontakt 79, von dem er über den Hebel 58 zu den Kontakten 80 und 81 und von dort einerseits über die Klemme 56' zur Erreger wicklung 56 und anderseits über den Schleif ring 51' zur Erregerwicklung 51 fliessen kann.
Hierdurch wird der Planetenträger 46 festgebremst und die Trommel 48 mit der Welle 1 gekuppelt. Letztere läuft infolgedes sen mit umgekehrter Drehrichtung wie die Motorwelle 43 um. Der Rückwärtsgang kann hierbei mit einem der willkürlich schaltbaren Gänge beliebig kombiniert werden. Die Hebel 57 und 58 können zum Beispiel an der Lenk säule oder am Schaltbrett angeordnet sein.
Es kann jedoch auch von einem beson deren Hebel 58 abgesehen werden, indem zum Beispiel der Hebel 16' die Funktion des He bels 58 übernimmt; in Vorwärtsgangstellung würde er in diesem Falle einen Stromschluss zwischen den Leitungen 60 und 63 herstel len, in Rückwärtsgangstellung .dagegen die sen Stromschluss unterbrechen und statt des sen die Wicklungen 56 und 51 beliefern.
Zur Erzielung des Leerlaufes oder zur Unterbrechung des Antriebes zwischen dem Motor und dem willkürlich schaltbaren Teil wechselgetriebe kann entweder der Hebel 58 in eine weitere Leerstellung gebracht wer den oder ein besonderes Schaltglied, z B. ein Fusshebel, vorgesehen sein, welcher sämtliche Stromzuleitungen zu den Erregerwicklungen des Planetengetriebes unterbrechen kann.
Statt in Abhängigkeit von der Drehzahl kann die Schaltung auch in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Drehmoment er- folgen. Zu diesem Zweck kann in die An- triebsverbindung zum Beispiel eine federnd wirkende Kupplung oder dergleichen einge schaltet sein, deren Kupplungshälften je nach dem zu übertragenden Drehmoment eine ver schiedene Drehlage zueinander einnehmen und dadurch die selbsttätig schaltbaren Übersetzungen steuern.
Die Schaltung des Getriebes, und zwar sowohl die willkürliche als auch 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 Motor oder zum Beispiel im Heck des Fahrzeuges bei Verwendung einer Fernschaltung oder der gleichen angeordnet sein.