DE654992C - Selbsttaetig sich einstellendes Zahnraederwechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Es gibt bereits selbsttätig sich einstellende Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren mit der treibenden Welle kuppelbaren, auf konzentrischen Wellen angeordneten Zahnrädern und in die niederen Getriebestufen eingeschalteten Freilaufkupplungen. Diese Kupplungen zeigen die Nachteile, daß sie wenig nachgiebig sind und Energieverluste verursachen. Sie werden

to. erfindungsgemäß dadurch vervollkommnet, daß zum Kuppeln der treibenden Zahnräder mit der treibenden Welle eine Flüssigkeitskupplung nach Bauart Föttinger dient, die eine Anzahl von zum aufeinanderfolgenden Durchtrieb der Flüssigkeit bestimmten, hydraulisch getriebenen, axial hintereinanderliegenden Teilen besitzt, von denen jeder mit einem der treibenden Zahnräder verbunden ist. Der dem treibenden Teil der Flüssigkeitskupplung nächstliegende hydraulisch getriebene Teil ist zweckmäßig mit der getriebenen Welle nach dem größten Übersetzungsverhältnis verbunden, und die nachfolgenden Teile sind ihrerseits nach stufenweise abnehmendem Übersetzungsverhältnis an die getriebene Welle angeschlossen, wobei der von dem treibenden Teil am entferntesten angeordnete hydraulisch getriebene Teil auf einer mit der getriebenen Welle direkt kuppelbaren Treibwelle sitzt. ·

Wird daher der Motor beschleunigt, so wird die umlaufende Flüssigkeit aus demjenigen Teil der Flüssigkeitskupplung, der mit dem Motor verbunden ist, zunächst auf das Getriebe der ersten Getriebestufe einwirken, bis das letztere die Geschwindigkeit entsprechend der Motorendrehzahl erreicht. Der zweite Teil der Flüssigkeitskupplung wird dann den Flüssigkeitsstoß empfangen, und zwar so lange, bis er den Antrieb übernimmt, d. h. sobald das Getriebe der ersten Getriebestufe an dem Freilauf rad überholt wird, wodurch der erste Kupplungsteil befähigt wird, als ein Teil des Motorkupplungsteils ■ zu wirken. Sobald das zweite Getriebe die Motorgeschwindigkeit erreicht hat, wiederholt sich derselbe Vorgang für die nachfolgenden Lagen so lange, bis der unmittelbare Antrieb erreicht-ist.

Es kann besonders bemerkt werden, daß der Wechsel von der einen Getriebestufe zur nächsten allmählich vor sich geht, d. h. an gewissen Zeitpunkten während der Beschleunigung des Motors eintritt, wobei die Kraftleistung über mehr als ein Getriebe zu ein und derselben Zeit übertragen wird, so lange, bis der unmittelbare Antrieb erreicht ist, womit erreicht wird, daß Stöße und Zeitverluste vermieden werden.

Bei der Verlangsamung des Ganges wie

beim Hinauffahren auf steile Abhänge geht der umgekehrte Vorgang vor sich, indem, sobald die Motorgeschwindigkeit entsprechend - der Neigung des Abhanges vermindert wird, S an der obersten Stufe der Flüssigkeitskupplung das Schlüpfen beginnt. Sobald der Betrag des Schlüpfens gleich groß der Differenz der Getriebestufen (dem Übersetzungsverhältnis) wird, übernimmt die zweite Stufe der ίο Kupplung selbsttätig den Antrieb, wodurch die Zugkraft entsprechend dem Übersetzungsverhältnis zunimmt. Ist die Neigung des Abhanges sehr beträchtlich, so schreitet der genannte Vorgang fort, wodurch die erste Getriebestufe den Antrieb aufnimmt.

Bei sehr geringer Belastung befindet sich die Last des Fahrzeuges stets an der obersten Getriebestufe,.und es wird die Steigerung der Kraftleistung sowie das Öffnen der Drossel erforderlich, wobei aber die Übersetzung sofort und selbsttätig auf das niedrigere Verhältnis gesenkt wird, wodurch eine wesentliche Beschleunigung erfolgt, beispielsweise im Falle, wenn das Fahrzeug andere langsam fahrende Fahrzeuge überholt oder über scharfe Biegungen fährt oder schließlich nach den Verkehrshindernissen die Geschwindigkeit wiedererlangt. Ferner hat der Führer keine Möglichkeit, den Motor bei zu geringen Geschwindigkeiten arbeiten zu lassen und ebensowenig diejenige des zu starken Überlaufens des Motors in den niedrigen Getriebestufen.

Die Zeichnungen veranschaulichen vier Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Mit Bezug auf Fig. 1 ist mit 6 das Ende der Motorwelle bezeichnet, an welchem das als Gehäuse ausgebildete treibende Glied 7 der Flüssigkeitskupplung befestigt ist. Das letzte getriebene Glied 8 dieser Kupplung ist auf der vollen Treibwelle 9 verkeilt, welche mit einem Schmierkanal versehen ist. Wie ersichtlich, ist das Glied8 an dem zum Glied 7 entgegengesetzten Ende des Gehäuses angeordnet, und zwischen diesen beiden Gliedern befinden sich drei getriebene scheibenartige, in dem Gehäuseteil 7 drehbar gelagerte Zwischenglieder 10, 11, 12, welche auf drei gleichachsigen Hohlwellen oder Muffen 13, So 14, '15 befestigt sind, welche sämtlich die Treibwelle 9 umgeben. Wie ersichtlich, besitzen diese hydraulisch getriebenen Teile io, 11,12,8 einen allmählich abnehmenden Durchmesser, wobei der dem treibenden Teil 7 benachbarte hydraulisch getriebene Teil 10 den größten wirksamen Durchmesser aufweist.

Teils in dem Gehäuse 7 und teils in den

Zwischengliedern io, 11,12 sowie dem letzten getriebenen Außenglied 8 sind um eine Gruppe von ringförmigen Teilen 16 herum verlaufende Kanäle ausgebildet, welche eine annähernd schraubenförmige Bewegung der Flüssigkeit an dem theoretischen Umkreis zu bewirken haben und zu diesem Zweck in den Zwischengliedern geradlinig und in dem Gehäuseteil 7 sowie in dem Außenglied 8 um 180 ° gewendet sind. Das freie Ende der Muffe 13 trägt das Zahnrad 17 der ersten Getriebestufe, welches mit einem Zahnrad 18 auf der Vorgelegewelle 19 unter Zwischenschaltung des Freilaufgetriebes 20 bekannter Art kämmt. In ähnlicher Weise trägt die Muffe 14 das Zahnrad 49 der zweiten Getriebestufe von größerem Durchmesser als das Zahnrad 17, und das erstgenannte steht mit dem Zahnrad .21 auf der Vorgelegewelle 19 unter Zwischenschaltung des Freilaufgetriebes 22 in Eingriff, wobei der Durchmesser des Zahnrades 21 geringer als derjenige des Zahnrades 18 ist. Die Muffe 15 trägt das Zahnrad 23 von größerem Durchmesser als das Zahnrad 49, und das erstere kämmt mit dem Zahnrad 24 von geringerem Durchmesser als das Zahnrad 21. Die Verbindung des Zahnrades 24 mit der Vorgelegewelle 19 erfolgt ohne Freilaufgetriebe. Die Welle 19 trägt aber das Schlußzahnrad 25, welches mit einem Zahnrad 26 kämmt, das größer als das Zahnrad 23 ist und an dem Ende der Welle 9 unter Zwischenschaltung des Freilaufgetriebes 27 angebracht ist.

In dem Endteil der Treibwelle 9 ist frei drehbar die getriebene Welle 28 gelagert, welche die eine Hälfte der Klauenkupplung 29 in gleitender, jedoch undrehbarer Weise trägt, während die zweite Hälfte der Kupplung von der Welle 9 unter Zwischenschaltung des Frei lauf getriebes 27 getragen wird. Das Kupplungsglied 29 bildet ein Ganzes mit einem Zahnrad 30, so. daß diese beiden Teile entlang der getriebenen Welle 28 mittels einer Steuervorrichtung geschoben werden können. .

Der untere rechte Teil der Fig. 1 zeigt schematisch ein Umkehrgetriebe, enthaltend das Zahnrad 32 auf der Welle 33, die das Zahnrad 34 trägt. Die Lage des Umkehrgetriebes befindet sich in Wirklichkeit in einem gewissen Winkel zu der Zeichnungsebene, so daß das Zahnrad 34 mit dem Zahnrad 30 in Eingriff kommen kann, wenn das letztere auf der Welle 28 verschoben wird. Es ist ersichtlich, daß dadurch der Antrieb der Welle 28 in entgegengesetztem Sinne bewirkt werden kann. Wie in Fig. 1 dargestellt ist, befindet sich die Kupplung 29 in entkuppelter, d. h. in der Ruhe- oder neutralen Lage, kann aber eingekuppelt werden, um die Welle 28 mit der Welle 9 umlaufen zu lassen, oder auch kann sie in der entkuppelten Lage durch Verschieben mittels des Zahnrades 30 mit dem Umkehrzahnrad 34 gekuppelt werden, um die Drehrichtung der Welle 28 umzukehren.

Nach Fig. 2 besteht der Unterschied darin, daß nur zwei Zwischenstufen 10 und 11 vorgesehen sind und daß das treibende Glied 7 der Flüssigkeitskupplung daran befestigte und mitumlaufende Schaufeln 35 zwischen den nebeneinanderliegenden getriebenen Teilen 10,

11 aufweist, um die Flüssigkeit zwischen den Stufen zu beschleunigen. Bei dieser Ausführungsform können die gewöhnlichen Getrieberäder durch doppelte Schraubenräder ersetzt werden.

Gemäß Fig. 3 ist die Ausbildung eine ähnliche, jedoch sind drei Zwischenstufen 10, 11,

12 verwendet, während die drei Beschleunigungsschaufeln 36 nur auf der Hälfte des radialen Abstandes der Schaufeln verlaufen und mit dem treibenden Glied 7 umlaufen.. Die Freilaufgetriebe sind etwas abgeändert und durch nur in einer Richtung wirkende, an sich bekannte Federkupplungen 37 ersetzt, während anstatt der auf der getrennten Vorgelegewelle angeordneten Getriebe ein Umlaufrädergetriebe vorgesehen ist. Ein Klauenkupplungsglied 38 kann eine neutrale Lage, wie dargestellt, Oider auch eine gekuppelte Lage mit den Kupplungsgliedern 39, 40 für den Vorwärtsgang und Rückwärtsgang einnehmen. 41 ist ein ortsfester Ring und 42 ein das ortsfeste Sonnenrad 43 abstützender Träger. Die sonstige Anordnung ist ohne weiteres erklärlich.

Mit Bezug auf Fig. 4 ähnelt die Einrichtung derjenigen nach Fig. 1, wobei jedoch nur zwei Zwischenstufen 10 und 11 vorgesehen sind. Das treibende Glied 7 trägt das Kettenrad 44 für den Anlasser, und in einem Gehäuse oder Sumpf 45 sind die Lager für die unterschiedlichen Wellen befestigt. Außerdem dient das Gehäuse als Lager für den drei unterschiedliche Lagen einnehmenden Umsteuerungsteil 46, der durch den üblichen Hebel 47 beeinflußt wird, um in die neutrale, die Vorwärts- oder Rückwärtslage zu gelangen. Die neutrale Lage des Teiles 46 ist in der Zeichnung dargestellt, während die Vorwärtslage durch den Eingriff der Klauenkupplung 29 erzielt wird. Die Umkehrung wird mittels des Umkehrungsrades 30 durch eine nicht dargestellte zusätzliche Welle bewirkt, die der Welle 33 der Fig. 1 entspricht. Außerdem ist ein Kardangelenk 48 an der Welle 28 angebracht. Die Freilaufradgetriebe 22 und 27 sind denjenigen nach Fig. 1 ähnlich. Die Vorrichtung nach Fig. 4 hat sich beim praktischen Betrieb als vorteilhaft erwiesen.

Die Wirkungsweise wird am einfachsten

auf Grund dieser Fig. 4 erläutert, da diese die übersichtlichste Ausführungsform darstellt.

Angenommen zunächst, daß die getriebene Welle 28 sich in Ruhelage befindet, während die treibende Welle durch den Motor den Antrieb erhält. Der treibende Teil 7, der durch die treibende Welle betätigt wird, verursacht den L^mlauf der Flüssigkeit um den ringförmigen Raum in der Richtung des Umfanges, so daß die umlaufende Flüssigkeit ein Drehmoment zunächst auf den benachbarten getriebenen Teil überträgt, der sich noch in der Ruhelage befindet. Wird der Motor beschleunigt, so kann auf den Teil 10 ein genügendes Drehmoment übertragen werden, um die Drehung der getriebenen Welle entgegen ihrer Belastung anzulassen, wobei zu bemerken ist, daß der das Drehmoment empfangende Teil 10 mit der getriebenen Welle durch das Übersetzungsgetriebe mit einem verhältnismäßighohen Übersetzungsverhältnis verbunden ist. Infolgedessen wird der Teil 10 so lange allmählich beschleunigt, bis seine Geschwindigkeit sich derjenigen des treibenden Teiles 7 nähert. Während dieser Zeit drehen sich die getriebenen Teile 11 und 8 mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Teil 10, und zwar mittels der Vorgelegewelle 19. Dreht sich nun der Teil 10 mit derselben Geschwindigkeit wie der treibende Teil 7, so hat der Teil 11 dementsprechend eine geringere Drehgeschwindigkeit und ist in der Lage, den Antrieb zu übernehmen. Nunmehr wird dieser Teil 11 allmählich bis auf die Motorgeschwindigkeit beschleunigt, und während dieser Zeit behält der Teil 10 seine Geschwindigkeit bei, da die Vorgelegewelle 19 ein Freilaufrad 22 trägt. Nachdem der Teil 11 die Motorgeschwindigkeit erreicht hat, wird der Antrieb weiter durch den Teil 8 übernommen und direkter Antrieb zwischen der Motorwelle und der getriebenen Welle erreicht, wobei die Teile 10 und 11 infolge der Freilaufräder 22 und 27 gemeinsam mit ein und derselben Geschwindigkeit umlaufen. Es ist somit ersichtlich, daß der Wechsel des Übersetzungsverhältnisses von einer Getriebestufe zur anderen selbsttätig nach jeweiligem Bedarf erfolgt.

Die Flüssigkeitsgetriebe der beschriebenen Art werden zweckmäßig mit Füllöfrnungen versehen, um ein bequemes Nachfüllen zu ermöglichen, wobei als Flüssigkeit zweckmäßig das Schmieröl verwendet wird, welches in no einem Schmiersystem eingeschlossen und nachfüllbar ist. Obwohl in den meisten Fällen die Außendurchmesser der einzelnen Stufen der Flüssigkeitskupplung ein und dieselben sein können, lassen sie sich je nach der Bestimmung des Getriebes beliebig ändern und sind zweckmäßig an der ersten Stufe breiter und an der höchsten Stufe schmaler verwendet. Obwohl es vorzuziehen ist, sämtliche Stufen der Flüssigkeitskupplung in ein und demselben Gehäuse aufzunehmen, so daß das Ganze eine mehrstufige

Claims (5)

1. Flüssigkeitskupplung darstellt, empfiehlt es sich in einigen Fällen, besonders bei größeren Anlagen, mehr als eine für sich getrennte Flüssigkeitskupplung zu verwenden und diese getrennten Kupplungen als die unterschiedlichen Stufen zu verwenden, wobei diese letzteren ihrerseits Zwischenstufen aufweisen können.

   ίο Patentansprüche:

   i. Selbsttätig sich einstellendes Zahnräderwechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren mit der treibenden Welle kuppelbaren, auf konzentrischen Wellen angeordneten Zahnrädern und in die niederen Getriebestufen eingeschalteten Freilaufkupplungen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kuppeln der treibenden Zahnräder (17, 49, 23, 26) mit der treibenden Welle (6) eine Flüssigkeitskupplung nach Bauart Föttinger dient, die eine Anzahl von zum aufeinanderfolgenden Durchtrieb der Flüssigkeit bestimmten, hydraulisch getriebenen, axial hintereinanderliegenden Teilen (10, 11, 12, 8) besitzt, von denen jeder mit einem der treibenden Zahnräder (17, 49, 23, 26) verbunden ist.
2. 2. Wechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der dem treibenden Teil (7) der Flüssigkeitskupplung nächstliegende hydraulisch getriebene Teil (10) mit der getriebenen Welle (28) nach dem größten Übersetzungsverhältnis un'd die nachfolgenden Teile (ti, 12, 8) nach stufenweise abnehmendem Übersetzungsverhältnis verbunden sind und daß der von dem treibenden Teil (7) am entferntesten angeordnete hydraulisch getriebene Teil (8) auf einer mit der getriebenen Welle (28) direkt kuppelbaren Treib welle. (9) sitzt.
3. 3. Wechselgetriebe nach Anspruch 1 und 2j dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulisch getriebenen Teile (10,11,12, 8) einen allmählich abnehmenden Durchmesser besitzen, wobei der dem treibenden Teil (7) benachbarte hydraulisch getriebene Teil (10) den größten wirksamen Durchmesser hat.
4. 4. Wechselgetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskupplung ein drehbares Gehäuse, -welches den treibenden Teil (7) bil- det, sowie eine Anzahl von scheibenartigen in dem Gehäuse drehbar gelagerten Zwischengliedern (10, 11, 12) nebst Außenglied (8) enthält, wobei teils in dem Gehäuse und teils in den Zwischengliedern und dem Außenglied Kanäle um eine Gruppe von ringförmigen Teilen (16) herum verlaufen und die Kanäle in den Zwischengliedern geradlinig und in dem Gehäuseteil (7) sowie im Außenglied (8) um i8o° gewendet sind.
5. 5. Wechselgetriebe nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ♦ treibende Glied (7) der Flüssigkeitskupplung Beschleunigungsschaufeln (35) zwisehen den nebeneinanderliegenden getriebenen Teilen (10, 11) trägt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen