DE920830C

DE920830C - Mehrgaengiges Wechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE920830C
Application number: DED1715D
Authority: DE
Inventors: Karl Wilfert
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1941-02-27
Filing date: 1941-02-27
Publication date: 1954-12-02

Description

Mehrgängiges Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrgängiges Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei denen mindestens die niederen Gänge je außer durch eine in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung zugleich durch eine nur in Vorwärtsdrehrichtung mitnehmende ausrückbare Überholkupplung elektromagnetisch schaltbar sind.
Die Erfindung besteht darin, daß die Stromkontakte für die in beiden Drehrichtungen mitnehmenden Kupplungen und die Überholkupplungen derart aufeinanderfolgend angeordnet sind, daß ein gemeinsames Schaltglied entweder die in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung und die Überholkupplung des gleichen Ganges oder die Überholkupplung dieses Ganges und die in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung des nächsthöheren Ganges mit Strom versorgt. Weiterhin ist die Anordnung derart getroffen, daß durch einen Kupplungshebel regelbare, in der zum Schaltglied führenden Leitung angeordnete Widerstände selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und bzw. oder vom Drehmoment regelbar sind. Auch gestattet eine Vorrichtung die wahlweise und willkürliche oder selbsttätige Regelung der elektromagnetischen Kupplungen. Die Erfindung hat neben dem Vorteil eines leichten, allmählichen und stoßfreien Schaltens den weiteren Vorteil, daß die mechanische Hauptkupplung zwischen Motor und Getriebe in Wegfall kommen kann, indem z. B. zum Anfahren die elektromagnetische Kupplung des ersten Ganges benutzt wird. Das Schalten der Gänge sowie das Anfahren des Fahrzeuges kann hierbei ohne besondere Kupplungsbetätigung erfolgen. Des weiteren können gleichzeitig die elektromagnetischen Kupplungsscheiben bzw. die die Erregerwicklungen tragenden Kupplungshälften der elektromagnetischen Kupplungen als Motorschwungmasse ausgenutzt werden, indem sie beispielsweise eine gemeinsame und mittelbar mit der Motorwelle verbundene Trommel bilden. Das sonst übliche normale Schwungrad kann hierdurch in Wegfall kommen und dadurch der bei den bisherigen elektromagnetisch schaltbaren Getrieben auftretende Nachteil einer Geschwindigkeitserhöhung vermieden werden. Schließlich braucht beim Erfindungsgegenstand nur ein kleiner Gangschaltwähler betätigt zu werden.
Es sind zwar schon Kupplungen bekannt, bei denen das Schalten von einer Geschwindigkeitsstufe zur anderen ohne Kraftunterbrechung erfolgt, doch handelt es sich hier um eine zwischen Motor und Getriebe angeordnete Hauptkupplung. Außerdem besteht nicht die Möglichkeit eines allmählichen und stoßfreien Schaltens des Getriebes selbst, das bei der bekannten Einrichtung nach wie vor unmittelbar durch einen Schalthebel von Hand geschaltet wird.
Die Erfindung läßt sich mit besonderem Vorteil für solche Getriebe anwenden, bei denen mindestens ein niederer Gang oder mindestens die niederen Gänge außer durch eine in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung zugleich durch eine nur in Vorwärtsdrehrichtung mitnehmende Überholkupplung schaltbar sind, insbesondere derart, daß bei einem Einschalten des nächsthöheren Ganges zunächst noch die Überholkupplung des bisher eingeschalteten Ganges eingerückt bleibt bzw. bei einem Einschalten des nächstniederen Ganges eingerückt wird, wodurch ein Schalten ohne Unterbrechung des Antriebsdrehmomentes erzielbar ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung schematisch dargestellt. Es bedeutet I die Kurbelwelle des Motors, mit dessen Verlängerung 2 eine Trommel 3 starr verbunden ist, welche die Ringmagnete 4, 5 und 6 mit je zwei Erregerwicklungen, z. B. 4' und 4'', trägt. Die in der verlängerten Motorwelle 2 gelagerte Getriebehauptwelle 7 ist durch ein Kardangelenk 8 mit der Kardanwelle 9 verbunden, durch welche beispielsweise in üblicher Weise mittels eines hinteren Ausgleichgetriebes die Hinterräder eines Kraftfahrzeuges angetrieben werden. Die Getriebehauptwelle 7 steht über ein Zahnradpaar Io, II mit einer Vorgelegewelle I2 in ständiger Antriebsverbindung, auf welcher sich die Zahnräder I3, I4, I5 befinden, die ihrerseits mit Zahnrädern I6, I7 und I8 im Eingriff stehen. Die Zahnräder I6, I7 und I8 sind auf Hohlwellen I9, 2o und 2I gelagert, welche die Getriebehauptwelle 7 konzentrisch zueinander umschließen. Die Welle 7 trägt eine Kupplungsscheibe 22, welche durch die Erregerwicklung 4' mit der Trommel 3 durch elektromagnetische Wirkung in Kupplung gebracht werden kann. Das gleiche gilt für die auf der Hohlwelle I9 angeordnete Kupplungsscheibe 23, für die auf der Hohlwelle 2o angeordneten Kupplungsscheiben 24 und 25 sowie für die auf der Hohlwelle 2I angeordneten Kupplungsscheiben 26 und 27 in entsprechender Weise. Die Kupplungsscheiben 23, 25 und 26 sind jedoch nicht unmittelbar auf ihren Hohlwellen angeordnet, sondern mit denselben durch die schematisch angedeuteten Überhol- oder Freilaufkupplungen 28, 29 und 3o derart verbunden, daß sie eine Antriebsübertragung von der Motorwelle I auf die Kardanwelle 9 nur in Vorwärtsdrehrichtung bewirken können.
Von der Kurbelwelle I des Motors aus wird beispielsweise des weiteren über ein Kegelradgetriebe 3I ein Fliehkraftregler 32 in Umdrehung versetzt, dessen Fliehgewichte 33 auf eine Verstell-Muffe 34 einwirken, die ihrerseits über einen doppelarmigen Hebel 35 ein Schaltglied 36 verstellen, das seinerseits einen elektrischen Widerstand 37 derart regelt, daß mit wachsender Drehzahl der Motorkurbelwelle die Größe des eingeschalteten Widerstandes verringert wird. Das Schaltglied 37 kann hierbei gleichzeitig als Kupplungspedal 38 ausgebildet sein.
Der Strom zur Schaltung der elektromagnetischen Kupplungen wird durch eine Leitung 39 ausgeführt, von welcher in geeigneter Weise, z. B. mittels einer Feder q.o, der Strom auf das Regelglied 36 übergeleitet wird. Von hier aus gelangt der Strom über den elektrischen Widerstand 37 und eine Leitung 41 zum Schalthebel 42, welcher einen verbreiterten Schaltkopf 43 besitzt. Je nach der Stellung des Schaltgliedes 42, werden die einzelnen Gänge des Wechselgetriebes eingeschaltet. Zu diesem Zweck wirkt der Schaltkopf 43 des Schalthebels mit Kontakten für die einzelnen Gänge I, II, III und IV zusammen. Für den zweiten und dritten Gang sind j e zwei Kontakte a und b vorgesehen, welche mit je einer Erregerwicklung der Ringmagnete 5 bzw. 6 verbunden sind. Für den ersten Gang ist lediglich ein Kontakt b, für den vierten Gang ein Kontakt a vorgesehen.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die mit a bezeichneten Kontakte jeweils mit solchen Erregerwicklungen verbunden, welche zum Einrücken einer in beiden Richtungen mitnehmenden Kupplungsscheibe 22, 24 und 27 dienen, während die Kontakte b solche Erregerwicklungen mit Strom beliefern, die zur Betätigung der Überholkupplungen 23,.25 und 26 vorgesehen sind. In der gezeichneten Lage des Schalthebels ist beispielsweise der zweite Gang eingerückt, indem sowohl der Kontakt a als auch b geschlossen ist, so daß sowohl die in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung 24 als auch die Überholkupplung 25 dieses Ganges eingeschaltet ist. Wird der Schalthebel beispielsweise in entgegengesetztem Uhrzeigersinn verstellt, so daß er den Kontakt a für den dritten Gang schließt, so bleibt zunächst noch der Kontakt b für den zweiten Gang geschlossen und damit die Überholkupplung 25 des zweiten Ganges eingerückt. Im übrigen ist die Wirkungsweise des Getriebes grundsätzlich die gleiche, wie sie bereits früher beschrieben ist. In der praktischen Ausführung des Getriebes wird des weiteren noch ein Rückwärtsgang vorgesehen sein, welcher ebenfalls durch eine elektromagnetische Kupplung oder in sonstiger Weise, z. B. mechanisch, geschaltet werden kann. Gegebenenfalls kann auch der Rückwärtsgang als besonderes Umkehrgetriebe dem Zahnräderwechselgetriebe nachgeschaltet sein; im übrigen kann das Getriebe auch in sonst beliebiger Weise, z. B. auch als Umlaufrädergetriebe od. dgl., ausgebildet sein. Zweckmäßig ist des weiteren die elektromagnetische Kupplung des ersten Anfahrganges als Motorhauptkupplung, d. h. als Reibkupplung, ausgebildet, so daß die Kupplungshälften dieser Kupplung, ohne Schaden zu nehmen, gegebenenfalls auch längere Zeit aufeinander gleiten können.
Wie ersichtlich, ist das Regelglied 36 bzw. der durch dasselbe regelbare elektrische Widerstand 37 mit dem Schalthebel 42 in Reihe geschaltet, so daß bei der Schaltung eines jeden beliebigen Ganges der elektrische Widerstand vergrößert oder verkleinert werden kann. Durch Niedertreten des Kupplungspedals oder durch Verringerung der Motordrehzahl wird der Widerstand vergrößert und damit die Kupplungskraft der jeweils eingeschalteten elektromagnetischen Kupplungen verringert. Durch langsames Zurückgehen mit dem Kupplungspedal bzw. durch allmähliches Erhöhen der Motordrehzahl wird in entsprechender Weise die Erregung der Erregerwicklung verstärkt und damit die Kupplungskraft vergrößert. Hierdurch ist ein weiches Anfahren der Maschine sowie gegebenenfalls ein weiches Einrücken eines jeden Ganges gewährleistet, sofern eine Betätigung des Kupplungspedals beim Schalten der einzelnen Gänge überhaupt erforderlich ist. Normalerweise kann jedoch das Schalten ohne Betätigung des Kupplungspedals bzw. ohne Veränderung des elektrischen Widerstandes erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Mehrgängiges Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei denen mindestens die niederen Gänge je außer durch eine in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung zugleich durch eine nur in Vorwärtsdrehrichtung mitnehmende ausrückbare überholkupplung elektromagnetisch schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromkontakte für die in beiden Drehrichtungen mitnehmenden Kupplungen und die Überholkupplungen (a bzw. b) derart aufeinanderfolgend angeordnet sind, daß ein gemeinsames Schaltglied entweder die in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung und die Überholkupplung des gleichen Ganges oder die Überholkupplung dieses Ganges und die in beiden Drehrichtungen mitnehmende Kupplung des nächsthöheren Ganges mit Strom versorgt.
2. Wechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Kupplungshebel (36) regelbare, in der zum Schaltglied führenden Leitung (4i) angeordnete Widerstände (37) selbsttätig, z. B. in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und bzw. oder vom Drehmoment regelbar sind.
3. Wechselgetriebe nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (36, 33, 37), die wahlweise eine willkürliche (36) oder selbsttätige (33) Regelung der elektromagnetischen Kupplungen gestattet. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 647 507, 676 68q., 693 041; französische Patentschriften Nr. 621 o63, 829 152; britische Patentschrift Nr. 457 269; USA.-Patentschriften Nr. 1 319 542, 1 946 200.