DE598930C - Schnellganggetriebe fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schnellganggetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem das eine Getrieberad zur Schaltung des direkten Ganges in der Achsrichtung einer Zwischenwelle verschiebbar und zur Schaltung des Schnellganges mit der Zwischen welle gemeinsam schwenkbar ist, und zwar soll durch die Erfindung ein Schnellganggetriebe geschaffen werden, das geringe Baulänge aufweist und in einfacher vorteilhafter Weise durchgebildet * ist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Zwischenwelle in der Nähe ihres einen Endes von einem fest im Gehäuse gelagerten Pendellager und das andere, das Getrieberad tragende Ende der Welle von einem senkrecht zur Achse der Welle oder sowohl senkrecht zur als auch in der Richtung der Achse der Welle beweglichen Pendellager getragen wird und

ao letzteres um den Mittelpunkt des im Getriebegehäuse gelagerten Pendellagers schwenkbar ist.

Das in der Richtung der Achse bewegliche Pendellager ist gemäß der Erfindung mit dem

s5 gegenüber der Zwischenwelle verschiebbaren Getrieberad vereinigt und mit demselben gegenüber der Zwischenwelle verschiebbar.

Durch die Ausbildung gemäß der Erfindung wird trotz der Schwenkbarkeit der Welle eine äußerst sichere Lagerung und dementsprechend ein guter Eingriff der Schnellgangzahnräder erreicht. Bei einer bekannten, eine schwenkbare Welle aufweisenden Getriebeausbildung wird das Ende der Zwischenwelle nur durch das die Verbindung mit dem anschließenden Wellenstrang herstellende Kardangelenk getragen; eine derartige Lagerung der Zwischenwelle ist jedoch ungenügend, und es kann mit ihr kein einwandfreier Eingriff zwischen den Zahnrädern erreicht werden. Bei der Ausbildung gemäß der Erfindung ist dagegen das Ende der Zwischenwelle unmittelbar, und zwar unter Anwendung eines Pendellagers, im Getriebegehäuse gelagert. Hierbei läßt sich die Zwischenwelle so genau in dem Gehäuse anordnen, daß ein einwandfreier Zahneingriff stets gewährleistet ist.

Zur Schaltung des Getriebes trägt gemäß der Erfindung der Lagerkörper des Pendellagers zwei einander gegenüberliegende Ansätze, von denen der eine ausschließlich drehbeweglich im Gehäuse gelagert und der andere durch eine winkelförmige Nut im Gehäuse geführt ist. Der im Getriebegehäuse geführte Ansatz ist außerdem in einer mit dem Schalthebel verbundenen Kurvennut geführt, welche den Ansatz in der im Gehäuse befindlichen Nut bewegt und in ihren den beiden Betriebsstellungen entsprechenden Lagen verriegelt.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auf der Zwischenwelle zwischen den beiden Pendellagern eine Freilaufvorrichtung angeordnet ist, deren Inneiiring fest und deren Außenring drehbeweglich mit der Zwischenwelle verbunden ist. Dieser Zu-

sammenbau von Schnellganggetriebe und Freilauf bringt eine weitgehende Vereinfachung des Schaltens mit sich. Ist nämlich eine Freilaufeinrichtung vorhanden, so braucht beim Schalten des Schnellganges die Kupplung nicht getreten zu werden; es genügt, kurz Gas wegzunehmen, worauf der Wagen zu treiben beginnt; die Zwischenwelle läuft aber in diesem Falle leer, so daß ihr ίο Ritzel geräuschlos mit dem Zahnkranz in Eingriff gebracht werden kann. Wäre die Freilaufeinrichtung nicht vorhanden, so ließe sich der Schnellgang nicht anders schalten als ein anderer Gang, also durch Betätigung der Kupplung und der Gasdrossel, wobei eine Erschwerung insofern hinzukäme, als beim Schalten des Schnellganges Räder bei höchsten Drehzahlen in Eingriff zu bringen wären. Da es zweckmäßig ist, den Abstand zwischen den Schnellgangzahnrädern und dem Schwenkungsmittelpunkt der Zwischenwelle nicht zu klein zu wählen, kann man den dadurch entstehenden, für das eigentliche Schnellganggetriebe nicht unbedingt erforderlichen Platz für die Unterbringung einer gerade für Schnellganggetriebe wichtigen Freilaufeinrichtung benutzen.

Die Bewegungsübertragung von der schwenkbaren Welle auf die anschließende Welle erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß mit dem Ende der Zwischenwelle, welches über das als Schwenkungsmittelpunkt dienende Pendellager hinausragt, ein Kupplungskörper verbunden ist, der das Gehäuse annähernd in der zur Achse der Welle senkrechten, durch den Schwenkungsmittelpunkt gehenden Ebene ballig umgreift und der von einem mit der getriebenen Welle verbundenen Kupplungskörper umfaßt wird, mit dem er durch in halbzylinderförmigen Nuten dieser Kupplungskörper ruhenden Mitnehmerkugeln verbunden ist. Bei dieser Ausbildung des Kupplungsgelenkes kann die Mitnahme der anschließenden Welle erfolgen, ohne daß dieselbe ihre Lage ändern muß, und insbesondere ohne daß Rückstände der Schwenkbewegung der Zwischenwelle entgegenwirken. Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
Fig. ι zeigt ein als Zusatz zum Wagengetriebe gedachtes Schnellganggetriebe mit Fmlaufeinrichtung und Anschluß an die Kardaii- oder Getriebeschubwelle im lotrechten Längsschnitt.

Fig. 2 zeigt den zu Fig. 1 gehörigen Grundriß, teilweise im Schnitt.

Fig. 3 zeigt einen lotrechten Querschnitt längs Linie A-B-C-D der Fig. 1,

Fig. 4 und 5 zeigen die zu Fig. 1 gehörige Kulissensteuerung in Seitenansicht in Schnellgangstellung oder direkter Gangstellung.

Fig. 6 zeigt die Freilaufeinrichtung im Schnitt längs Linie E-F der Fig. 1.

Die Getriebewelle 1 wird mit der Kardanwelle 2 durch die Zwischenwelle 3" verbunden, die in einem besonderen, mit dem Getriebegehäuse 5 verschraubten Gehäuse 4 gelagert ist. Auf dem Flansch 6 der Getriebewelle 1 ist ein mit Kegelinnenverzahnung versehener Kranz 7 aufgezogen, und ferner sind Klauen 8 an der Stirnseite des Flansches 6 ausgebildet. Am vorderen Ende der Zwischenwelle 3 ist in Nuten 9 ein Ritzel 10 schiebbar angeordnet, das gerade in dem durch den Zahnkranz 7 gebildeten Hohlraum Platz findet. Auf der Nabe 11 des Ritzels 10 sitzt das vordere Pendellager 12 in einem Lagerkörper 13, der mit Hilfe von zwei seitlichen Ansätzen 14 und 15, die in Kugelköpfe 14° bzw. 15° endigen, brückenartig im Gehäuse 4 gelagert ist. Der eine Kugelkopf I4^a ruht unmittelbar in einer entsprechenden Ausbuchtung 16 des Gehäuses 4, während der andere Kugelkopf 15^a in der Nut 17 eines Traghebels 18 gleitet. Der Kugelkopf 15^s besitzt einen zylindrischen Ansatz 19, der in einer kulissenartigen Nut 20 am seitlich abnehmbaren Deckel 21 des Gehäuses 4 gleichzeitig geführt wird. Der Hebel 18 ist um den Zapfen 22 drehbar im Deckel 21 gelagert und durch den Schalthebel 23 von außen verstellbar. Der Ansatz 19 enthält in seinem Inneren eine Schnappvorrichtung, und zwar drückt eine Feder 24 die Kugel 25 in entsprechende Vertiefungen 20^c, 2o^d und 20^f der Führungsnut 20. Die Nut 17 am Hebel 18 endigt in einer Rast mit Anschlag iy^c, die zur Verriegelung des Schnellganges dient.

Auf dem Nutenprofil 9 der Zwischenwelle 3 sitzt der Innenring 26 der Freilaufeinrichtung mit Hilfe des Bundes 9⁰ fest. Der Innenring trägt in Mulden 26^s zwischen nockenartigen Erhebungen 26' Rollen 27, die am inneren Umfang eines glatten Außenringes 29 laufen. Zwischen den Ringen 26 und 29 ragen zungenartige Verlängerungen 30 der Muffe 31 zwischen die Rollen 27 herein. Die Muffe 31 sitzt mit Steilgewinde neben den Rollen auf einer Verlängerung des Innenringes 26 und besitzt eine Führungsnut 32, mit deren Hilfe sie durch die Schaltgabel axial zur Zwischenwelle 3 verstellt werden kann. Die Schaltgabel 34 ist auf einem im Gehäuse gelagerten Zapfen 35 befestigt und durch den Hebel 36 von außen verstellbar.

Der Außenring 29 ist mit einer langen Nabe 37 drehbeweglich auf der Zwischenwelle 3 gelagert. Auf der langen Nabe 37 sitzt das hintere Pendellager 38. Ferner ist auf ihr mit Hilfe des Riffelprofils 41, der < Schraube 42 und des Distanzstückes 39 die Nabe 40 des Kupplungskörpers 43 befestigt. Der Kupplungskörper 43 umgreift das ballig

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ausgebildete Ende des Gehäuses 4 bis etwa in die Ebene des hinteren Pendellagers 38. Am Umfang des Kupplungskörpers 43 sind halbzylinderförmige Nuten 44 ausgebildet, in denen die Mitnehmerkugeln 45 ruhen. Diese Mitnehmerkugeln 45 laufen gleichzeitig in entsprechenden halbzylinderförmigen Nuten 47 eines mit dem Kardanrohr 2 verbundenen Kupplungsstückes 46 -. und sind durch den Deckel 48 gegen Herausfallen gesichert.

Die Zwischenwelle 3 kann drei in Fig. 4 und S angedeutete Stellungen einnehmen. Der Ruhestellung-, bei· der keine -Verbindung zwischen Getriebewelle 1 und Zwischenwelle 3 besteht, entspricht die Schalthebelstellung 23^d und die Schnappstellung 20^d; dem direkten Gang, bei dem die Zähne des Ritzels 10 in die Klauen 8 gerückt sind, entspricht die Schalthebelstellung 23* und die Schnappstellung 20^s; dem Schnellgang, bei dem das Ritzel 10 mit dem Zahnkranz 7 in Eingriff steht, entspricht die Schalthebelstellung 23^ und die Schnappstellung 20^c.

Um aus der Ruhestellung 20^ 23"* den direkten Gang zu schalten, muß das Ritzel 10 auf der Zwischenwelle 3 nach vorn verschoben werden. Dies geschieht durch Verstellung des Schalthebels 23 von 23** nach 23*, wodurch der Kugelkopf 15° in der Nut 17 nach vorn mitgenommen wird, bis der zylindrische Ansatz 19 am Ende der Kulisse 20 anschlägt und die Schnappvorrichtung 24, 25 mit der Rast 2o^c in Eingriff tritt. Der Lagerkörper 13 hat somit eine horizontale Schwenkbewegung um den Kugelkopf 14^s ausgeführt, das Ritzel 10 längs des genuteten Profils 9 nach vorn geschoben und mit den Klauen 8 der Getriebewelle 1 in Eingriff gebracht. Die Zwischenwelle 3 selbst vollführt dementsprechend nur eine ganz geringe Schwenkbewegung um die Mitte des hinteren Pendellagers 38. Alle Teile auf ihr bleiben in Ruhe.

Um aus der Ruhestellung 20^rf, 23^d den Schnellgang zu schalten, muß das Ritzel 10 mit der ganzen Zwischenwelle 3 nach oben geschwenkt werden. Dies geschieht durch Verstellung des Schalthebels 23 von 23"* nach 23^C. Hierbei gleitet der Kugelkopf 15° in der Führungsnut 17 des Hebels 18 so lange, bis er in der oberen Rast iy^c anschlägt, während der zylindrische Ansatz 19 jn der Kulisse 20 nach oben geführt wurde, bis die Schnappvorrichtung 24, 25 mit der Rast 20^c in Eingriff tritt. Der Lagerkörper 13 hat somit eine vertikale Schwenkbewegung um den Kugelkopf 14" ausgeführt und das Ritzel 10 auf der Zwischenwelle 3 mit dem Zahnkranz 7 auf der Getriebewelle ι in Eingriff gebracht. Die Zwischenwelle 3 macht diese Schwenkbewegung um das Pendellager 38 als Mittelpunkt ganz mit. Durch die Ausbildung der oberen Rast.

iy^c ist der Schnellgang wirksam verriegelt. Die Rast 20^c und die Schnappeinrichtung 24, 25 allein wären nämlich viel zu wenig wirksam, um den Zahndruck aufzunehmen. Mittels der Rast 17 wird der Zahndruck durch den Hebel 18 direkt aufgenommen und ein Herausspringen des Schnellgänges aus seiner Verriegelung vermieden, da die geringe Exzentrizität, die der Zahndruck zur Zapfenmitte 22 besitzt, genügt, um den Kugelkopf 25° dauernd gegen den Anschlag der Nut 17 zu pressen.

Die Lage des Kardanrohres 2 bleibt durch das Schalten unbeeinflußt. Selbst wenn der Schnellgang eingerückt ist, die Zwischenwelle 3 somit nach oben geschwenkt wurde, verbleiben die Mitnehmerkugeln 45 annähernd in ihrer Ebene, die ungefähr durch die Mitte des Pendellagers 38 geht, also relativ in Ruhe, während der Kupplungskörper 43 mit seiner balligen, halbzylinderförmigen Nut 44 unter ihnen hinwegschwenkt. Diese Ausführung des Kupplungsgelenkes ist nicht Grundbedingung; es dst durchaus möglich, daß statt der hier beschriebenen Ausführung irgendeine andere Gelenkkupplung eingebaut wird, sofern sie nur gestattet, die durch die Schwenkbewegung hervorgerufenen Winkeländerungen aufzunehmen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Schnellganggetriebe für Kraftfahrzeuge, bei dem das eine Getrieberad zur Schaltung des direkten Ganges in der Achsrichtung einer Zwischenwelle verschiebbar und zur Schaltung des Schnellganges mit der Zwischenwelle gemeinsam schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (3) in der Nähe ihres einen Endes von einem fest im Gehäuse gelagerten Pendellager (38) und das andere, das Getrieberad (10) tragende Ende der Welle von einem senkrecht zur Achse der Welle oder sowohl senkrecht zur als auch in der Richtung der Achse der Welle beweglichen Pendellager (12) getragen wird und letzteres um den Mittelpunkt des im Getriebegehäuse gelagerten Pendellagers (38) schwenkbar ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pendellager (12) mit dem gegenüber der Zwischenwelle (3) verschiebbaren Getrieberad (10) vereinigt und mit demselben gegenüber der Zwischenwelle (3) verschiebbar ist.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper (13) des Pendellagers (12) zwei einander gegenüberliegende Ansätze (14, 15) trägt, von denen der eine (14) ausschließlich

drehbeweglich im Gehäuse (4) gelagert und der andere (15) durch eine winkelförmige Nut (20) im Gehäuse (4) geführt ist.

4. Getriebe nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Getriebegehäuse (4) geführte Ansatz (15) außerdem in einer mit dem Schalthebel (23) verbundenen Kurvennut (17) geführt ist, welche den Ansatz in der im Gehäuse befindlichen Nut (20) bewegt und in ihren den beiden Betriebsstellungen entsprechenden Lagen verriegelt.

5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Zwischenwelle (3) zwischen den beiden Pendellagern (12 und 38) eine Freilauf vorrichtung (26, 27, 29 bis 31) angeordnet ist, deren Innenring

(26) fest und deren Außenring (29) drehbeweglich mit der Zwischenwelle (3) verbunden ist.

6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ende der Zwischenwelle (3), welches über das als Schwenkungsmittelpunkt dienende Pendellager (38) hinausragt, ein Kupplungskörper (40, 43) verbunden ist, der das Gehäuse (4) annähernd in der zur Achse der Welle senkrechten, durch den Schwenkungsmittelpunkt gehenden Ebene ballig -umgreift und der von einem mit der getriebenen Welle (2) verbundenen Kupplungskörper (46) umfaßt wird, mit dem er durch in halbzylinderförmigen Nuten (44, 47) dieser Kupplungskörper ruhende Mitnehmerkugeln (45) verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen