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Wechselgetriebe für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Wechselgetriebe
für Kraftfahrzeuge, dem ein Hilfsgetriebe nachgeschaltet ist, durch das das Eingangsrad
eines Vierradgetriebes antreibbar ist, wobei das Hilfsgetriebegehäuse mit dem Wechselgetriebegehäuse
lösbar verbunden ist.
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Derartige Wechselgetriebe sind an sich bekannt; sie ermöglichen eine
Verringerung der Beanspruchung der Maschine sowie das Fahren im Schnellgang auf
ebenem Gelände. Insbesondere gestatten sie die Anpassung des Drehmoments an die
jeweils günstigste Maschinengeschwindigkeit.
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Die Verwendung eines Hilfsgetriebes ist aber bisher nicht immer möglich.
Zumeist wird die Übertragung zwischen dem Getriebe und dem Ende der Übertragungskette
unterbrochen zum Zwecke des Einbaues des Hilfsgetriebes. Hierbei ergibt sich eine
Schwierigkeit, wenn das Fahrzeug einen Vierradantrieb hat. In einem solchen Fall
ist es üblich, das Getriebe mit einem Übertragungsgehäuse zu verbinden, das seinerseits
mit Differentialgetrieben der Vorder- und Hinterräder verbunden ist. Dabei ist es
erforderlich, das Hilfsgetriebe zwischen das Getriebe- und das Übertragungsgehäuse
zu legen, weil, wenn das Hilfsgetriebe zwischen das Getriebegehäuse und entweder
die Vorder- oder die Hinterräder eingebaut würde, verschiedene Antriebsgeschwindigkeiten
auf die beiden Räder übertragen würden. Wo das Übertragungsgehäuse dicht am Getriebe
sitzt, ist der Einbau des Hilfsgetriebes überhaupt nicht möglich, Die Erfindung
vermeidet solche Mängel dadurch, daß die getriebene Welle des Wechselgetriebes in
ein zwischen dem Wechselgetriebegehäuse und dem Hilfsgetriebegehäuse angeordnetes,
den Vierradantrieb mit dem Eingangsrad aufnehmendes Gehäuse ragt, welches die treibende,
mit der getriebenen Welle des Wechselgetriebes lösbar verbundene Welle und die getriebene,
mit einer in das Eingangsrad eingreifenden Verzahnung versehene Hohlwelle des Hilfsgetriebes
durchdringen. Bei. einem Wechselgetriebe mit nach außen ragender Zapfwelle bildet
die verlängerte treibende Welle des Hilfsgetriebes zugleich die Zapfwelle. Vorzugsweise
ist die Anordnung so getroffen, daß die auf der treibenden Welle und auf der getriebenen
Welle des Wechselgetriebes gelagerte Hohlwelle an dem der Verzahnung gegenüberliegenden
Ende eine Außenverzahnung, in die ein Zahnrad des Hilfsgetriebes ständig eingreift,
und eine Innenverzahnung trägt, in die eine auf der treibenden Welle drehfest verschiebbare
Wechselkupplung einschiebbar ist. Ein Gang des Hilfsgetriebes kann über eine an
sich bekannte ausschaltbare Überlastungskupplung geführt sein. Die Figuren zeigen
Ausführungsbeispiele, ohne daß die Erfindung auf diese Beispiele beschränkt ist.
Es stellt dar Fig.1 ein Fahrzeuggetriebe erfindungsgemäßer Bauart, teilweise geschnitten,
Fig. 2 den Schnitt nach Linie 2-2 zu Fig. 1, Fg. 3 den Schnitt nach Linie 3-3 zu
Fig. 2, Fig. 4 den Längsschnitt eines Teiles des Getriebes in abweichender Bauart.
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Der Getriebemechanismus besteht aus dem üblichen Wechselgetriebe 6,
dessen getriebene Welle 7 über die Stirnwand des Wechselgetriebegehäuses 8 vorsteht,
einem Gehäuse 9, das im Beispielsfalle an der genannten Stirnwand befestigt ist
und eine Kammer 11 zur Aufnahme der Welle 7 und des Eingangsrades 12 eines Vierradantriebes
bildet. Die Verbindung zwischen der Welle 7 und dem Zahnrad 12 erfolgt üblicherweise
durch ein Zahnrad, das aber hier fehlt; so daß das Zahnrad 12 frei drehbar ist.
Das Gehäuse 9 ist an der dem Getriebe 6 gegenüberliegenden Seite 14 mit einer Öffnung
13 versehen, die den Zu' tritt zu dem äußeren Ende der Welle 7 gestattet: Normalerweise
ist die Öffnung 13 durch eine nicht gezeichnete Abdeckplatte geschlossen, wenn eine
Abzapfung nicht erfolgt.
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Ein Hilfsgetriebe 16, dessen Gehäuse an die die Öffnung 13 umschließende
Stirnwand 14 des Gehäuses 9 angeschlossen ist, dient der Herstellung der Verbindung
zwischen der Wellt 7 und dem Zahnrad 12 sowie gewünschtenfalls der direkten Verbindung
zwischen diesen Teilen. Das Hilfsgetriebe besteht aus einer getriebenen Welle 17
und einer konzentrisch dazu angeordneten Hohlwelle 18 und aus ein vari-ab,les Drehmoment
übertragenden, der Steuerung der Bedienungsperson
unterworfenen
Organen zwischen den konzentrischen Teilen 17 und 18. Das Gehäuse 9 kann direkt
an das Getriebe angeschlossen oder von diesem entfernt angeordnet sein. Im Beispielsfalle
stützt es mit einer Stirnwand 19 gegen die Stirnwand des Wechselgetriebegehäuses
8 ab, so daß hier eine doppelte Wand entsteht, in welcher ein Endlager 21 für die
Welle 7 untergebracht ist. Letztere ragt mit dem Ende 22 in die Kammer 11 hinein
und liegt in Flucht mit der Öffnung 13 an der entgegengesetzten Seite 14 des Gehäuses
9. In ähnlicher Weise ist das Gehäuse 23 des Hilfsgetriebes 16 mit der Stirnwand
24 an der Stirnwand 14 befestigt und mit einer Öffnung 26 in der Wandung 24 versehen,
die sich deckt mit der Öffnung 13; die Kammer 27 des Gehäuses des Hilfsgetriebes
steht in Verbindung mit der Kammer 11. Um die Anbringung zu erleichtern, ist eine
Führungsplatte 28 durch Bolzen 29 an der Stirnwand 14 befestigt; eine mit Gewindebohrungen
versehene Platte 31 ist an die Stirnwand 24 des Hilfsgetriebegehäuses angeschweißt
und ihrerseits durch Gewindebolzen 32 an der Führungsplatte 28 befestigt.
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Wie schon oben angedeutet, ist das Zahnrad, das normalerweise durch
das Wellenende 22 getragen wird und mit dem Eingangszahnrad 12 kämmt, in Wegfall
gekommen. An seiner Stelle ist das Ende 22 der Welle 7 mit einer Verlängerung versehen;
diese wird gebildet durch die Welle 17. Auf das Wellenende 22 ist eine Kupplungshülse
33 aufgekeilt und durch eine auf das mit Gewinde versehene Ende dieser Welle aufgeschraubte
Mutter 34 in Stellung gehalten. Die Verlängerung der Welle 17 ist im Durchmesser
vergrößert und mit einer Ausnehmung 37 versehen, die der Aufnahme der Mutter 34
sowie des anschließenden Endes der Kupplungshülse 33 dient und eine innere Ringwand
38 aufweist, die innenseitig im Bereich der Umfangsflächen 39, 41 der Mutter 34
und der Kupplungshülse 33 Nuten aufweist. Wie Fig. 3 zeigt, ist die Mutter 34 auf
einen Umfang 39 mit einer Reihe von Zähnen 42 ausgerüstet, die mit ähnlich geformten
Zähnen am Umfang 41 der Kupplungshülse fluchten. Diese Zähne greifen in Längsnuten
43 im Innenumfang 39 der Kupplungshülse 33 ein. Auf diese Weise sind die Hülse
33, die Mutter 34 und die Welle 17 miteinander gekuppelt; ein Abschrauben
der Mutter ist verhindert. Die Welle 17 erstreckt sich in axialer Richtung durch
die fluchtenden Öffnungen 13 und 26 und durch ein Traglager 44 in der äußeren Stirnwand
46 des Gehäuses 23. Das Endstück 47 der Wellenverlängerung steht über die Gehäusewand
46 vor und dient als Zapfwelle.
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Die Hohlwelle 18 ist wieder frei drehbar auf der Welle 17 gelagert
und an einem Ende 48 mit einem Zahnrad 49 versehen, welches in das Eingangszahnrad
12 eingreift. Bei 48 ist die Hohlwelle durch ein Rollenlager 51 gelagert, welches
auf der Kupplungshülse 33 sitzt, ferner ist sie in der Mitte und am gegenüberliegenden
Ende durch Kugellager 53 und 54 gelagert, die zwischen der Innenwand 56 des Teiles
18 und dem Außenumfang 57 der Welle 17 liegen.
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Erfindungsgemäß ist zwischen der Welle 17 und der umgebenden Hohlwelle
18 eine von Hand steuerbare Einrichtung zur Übertragung - unterschiedlicher Drehmomente
vorgesehen. Diese Einrichtung kann in verschiedener, an sich bekannter Weise ausgebildet
sein. Im gezeichneten Beispiel besteht sie aus einem Zahnrad 58, das auf der Welle
17 in axialem Abstand von dem Teil 18 sitzt und mit einem Zahnrad 59 einer Gegenwelle
61 kämmt. Auf letzterer sitzt ein zweites Zahnrad 62, das mit einer Außenverzahnung
63 am äußeren Ende 52 der Hohlwelle 18 kämmt.
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Auf die Welle 17 ist hin- und herschiebbar eine Büchse 64 aufgekeilt;
diese ist an den gegenüberliegenden Enden 66 und 67 mit genuteten Teilen 68 und
69 versehen, die wahlweise in und außer Eingriff mit Innenverzahnungen 71, 72 an
den gegenüberliegenden Enden der Hohlwelle 18 bzw. des Zahnrades 58 gebracht werden
können. Bei Bewegung der Büchse 64 nach rechts (Fig. 2) kommen die Teile 68 und
71 miteinander in Einsgriff, wodurch eine direkte Kupplung der Teile 18 und 17 erfolgt:
In dieser Stellung erfolgt die Kraftübertragung von der Welle 7 über deren Verlängerung
und die Hohlwelle 18 zu dem Eingangszahnrad 12. Bewegt man die Büchse 64 nach links
(Fig. 2), dann löst sich der Eingriff zwischen 68 und 71, und die Teile 69 und 72
treten in Eingriff und verbinden die Welle 17 mit dem Zahnrad 58. In diesem Falle
erfolgt die Kraftübertragung durch die Welle 17, das Zahnrad 58, das Zahnrad 59,
das Zahnrad 62, das Zahnrad 63, das Zahnrad 49 und das Zahnrad 12. Das Verhältnis
der Durchmesser der miteinander kämmenden Zahnräder bestimmt die Vervielfachung
oder Reduktion des Drehmoments.
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Die Büchse 64 steht unter der Einwirkung eines Handschalthebels 73,
der mit einem an der Außenseite der Wandung 76 des Gehäuses des Hilfsgetriebes hin-
und hergeführten Teil 74 verbunden ist und ein nach innen vorstehendes Joch 77 aufweist,
das in die Kammer 27 vorsteht und an diametral gegenüberliegenden Seiten in eine
Ringnut 78 der Büchse 64 eingreift. Bei Mittelstellung der Büchse (Fig. 2) sind
die genuteten Kupplungsglieder 71 und 72 beide außer Wirksamkeit. Es wird dann von
der Welle 17 weder auf den Teil 18 noch auf das Zahnrad 58 Kraft übertragen. Demzufolge
gestattet das Hilfsgetriebe drei Arbeitsbedingungen. Wenn der Hebel 73 senkrecht
steht, wie die Fig.2 zeigt, dann liegt die Büchse 64 in der Mitte zwischen den beiden
angetriebenen Teilen 18 und 58, und es kann am äußeren Wellenende 47 unabhängig
von der Fahrbewegung des Fahrzeuges Leistung abgenommen werden. Dies ist beispielsweise
erwünscht, wenn die Zapfwelle 57 zum Betrieb einer Pumpe oder eines Generators od.
dgl. auf hohen Touren laufen soll, ohne daß sich das Fahrzeug bewegt. Schwenkt man
den Hebel 73 in dem Sinne, daß die Büchse 64 in Eingriff mit dem Zahnrad 58 tritt,
dann ist das Hilfsgetriebe zwischen die Welle 17 und das Eingangszahnrad 12 des
Fahrzeugantriebes geschaltet. Bei dieser Stellung wird durch das Hilfsgetriebe eine
ausreichende Vervielfachung des Drehmomentes erzeugt, das Fahrzeug bewegt sich mit
geringer Geschwindigkeit und überwindet kleine Hindernisse, wie sie bei der Feld-
od. dgl. Bearbeitung eintreten, während zur gleichen Zeit an der Zapfwelle 47 bei
hoher Geschwindigkeit eine beträchtliche Leistung zur Betätigung von Hilfsgeräten
abgenommen werden kann. Durch Änderung der Durchmesser der Zahnräder 58, 69, 52
und 63 kann ein Schnellgang erzielt werden. Mit anderen Worten: Bei Verwendung eines
üblichen Mehrgangschaltgetriebes ist eis ohne weiteres möglich, den jeweiligen Erfordernissen
Rechnung zu tragen. In allen Fällen steht das Fahrzeug stets unter der Kontrolle
des üblichen Schaltorgans 79 des normalen Getriebes und der
Steuerhebel
81 und 82, die die Kraftübertragung auf die Treiborgane 83 und 84 für die Vorder-
bzw. Hinterräder steuern.
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Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zeigt die Fig. 4,
bei welcher eine das Drehmoment begrenzende Einrichtung als Schutz der Kraftübertragung
in dem Fahrzeug vorgesehen ist. Vorzugsweise ist diese Schutzvorrichtung in dem
Teil des Getriebes eingebaut, der auf der Welle 61a sitzt; es kann daher der in
Fig.4 gezeigte Mechanismus direkt an Stelle der entsprechenden Teile der Einrichtung
der Fig. 1 und 2 treten. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist die Gegenwelle 81 a ein
Rohr, dessen Enden in Lagern 86 und 87 der Stirnwand 46a und 24a ruhen. Ein Zahnrad
59a (welsches mit dem Zahnrad 58 kämmt) ist frei drehbar auf der Gegenwelle 61 a
in einem Lager 88. Ein Zahnrad 62a (welches mit Zahnrad 63 kämmt) ist auf die Welle
61a aufgekeilt. Mit dem Zahnrad 59 a ist ein Kupplungsteil 89 verbunden; der andere
Kupplungsteil 91 ist auf die Welle 61 a längs verschiebbar aufgekeilt, so daß er
in und außer Eingriff mit dem Teil 89 treten kann. Die Kupplung wird durch Federn
92 zwischen dem Kupplungsteil 91 und dem Zahnrad 62 a im Reibungseingriff gehalten,
so daß zwischen den Zahnrädern 59a und 62a ein Drehmoment übertragen wird, derart,
daß bei einer bestimmten Höhe des Drehmoments die Kupplung gleiten kann. Auf diese
Weise wird ohne Rücksicht auf die Sorgfalt der Bedienung des Fahrzeuges durch die
Bedienungsperson dafür gesorgt, daß die Teile der Kraftübertragung gegen Überlastung
selbsttätig geschützt sind.
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Eine Handsteuerung dient zum Entkuppeln der Teile 89 und 99, so daß
die Verbindung zwischen den Fahrzeugrädern gelöst werden kann, während die Geschwindigkeit
der Maschine und der Antrieb des Hilfsmechanismus (über die Zapfwelle 47) aufrechterhalten
werden. Die Handsteuerung besteht im Beispielsfalle aus einer Welle 93, die sich
im Inneren der Welle 61 a befindet und von Hand in der Achsrichtung bewegt werden
kann, vorzugsweise von dem Führerhaus des Fahrzeuges aus. Die Welle 93 greift mit
einem Querstift 94 durch einen Längsschlitz 96 der Gegenwelle 61 a an den Kupplungsteil
91 an. Demzufolge wird bei Bewegung der Welle 93 nach rechts (Fig. 4) der Kupplungsteil
91 entgegen dem Einfluß der Federn 92 verschoben; die Kupplung wird ausgerückt und
die Treibverbindung zwischen den Zahnrädern 59a und 62a unterbrochen. Nach Freigabe
der Welse 93 führen die Federn 92 den Kupplungsteil 91 in die Wirkstellung mit dem
Kupplungsteil 89 zurück, wodurch die Treibverbindung zwischen den Rädern 59a und
62a wiederhergestellt wird.