DE642227C - Zwischen dem Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen und der Fahrzeugtreibachse angeordnete Freilaufvorrichtung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist 'eine zwischen dem Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen und der Fahrzeugtreibachse angeordnete Freilaufvorrichtung, durch die das Schal- " ten der Getriebegänge während der Fahrt ohne vorherige Bedienung der Kupplung und anderer Bedienungsglieder nur durch Verstellen des, wie üblich, vorhandenen Schalthebels ermöglicht wird, so daß das Nieder-

to treten des Kupplungsfußhebels nur noch beim Einschalten des Anfahr- und Rückwärtsganges erforderlich ist.

Es ist bekannt, daß durch Einbau eines Freilaufgetriebes zwischen dem Kraftfahrzeug getriebe und der Gelenkwelle der Schaltvorgang so weitgehend erleichtert wird, daß. es unnötig ist, die zwischen Motor und Getriebe angeordnete Kupplung auszurücken, wenn man von einer Übersetzungsstufe zur "anderen übergeht. Die Wirkungsweise des Freilaufes, durch die die zwangsläufige Verbindung zwischen der Treibachse und' dem Motor aufgehoben wird, wenn die Drehzahl des letzteren unter die durch die augenblicklich eingeschaltete Übersetzungsstufe zum Antrieb der Verbindungswelle zwischen Getriebe und Treibachse bedingte sinkt, ersetzt die Bedienung der Kupplung, durch die gleichfalls die kraftschlüssige Verbindung zwischen Motor und Achsantrieb gelöst wird. Diesem Vorteil einer derartigen Anordnung eines Freilaufgetriebes steht der große Nachteil, der für die Fahrsicherheit des Kraftfahrzeuges außerordentlich ins Gewicht fällt, gegenüber, daß der Motor bei der vorbeschriebenen bisher bekannten Anordhungsart und Wirkungsweise des Freilaufes durch die selbsttätige Unterbrechung des Kraftschlusses zwischen Motor und. Hinterachse bei Kraftrichtungswechsel, wenn nämlich die Drehzahl des Motors unter die zum Antrieb des Fahrzeuges erforderliche fällt, in Augenblicken der Gefahr und in Gefällen nicht als Bremse benutzt werden kann. Die meisten Freilaufgetriebe besitzen zwar eine Einrichtung zum Sperren, d.h. zur Wiederherstellung der kraftschlüssigen Verbindung, doch erfordert deren Bedienung eine ungewöhnliche Geschicklichkeit von selten des Fahrers. Überdies müßte' die Sperrvorrichtung vor jedem Schalten durch einen besonderen Handgriff gelöst und nach dem Schalten wieder in Wirksamkeit gesetzt werden. Das Freilaufgetriebe gemäß .der Erfindung, das in bekannter Weise zwischen der Hauptwelle des Wechselgetriebes und einer zwischen dieser und der Antriebswelle des Fahrzeuges angeordneten Verbindungswelle eingeschaltet ist, vermeidet die vorerwähnten Nachteile, indem es selbsttätig beim Bedienen des Schalthebels während der Fahrt vor dem Ausrücken der Zahnräder der jeweils eingeschalteten Getriebestufe in Tätigkeit tritt, wodurch die kraftschlüssige Verbindung zwischen Getriebe und Hinterachse unterbrochen und eine Bedienung der Kupplung oder ähnlicher Bedienungsglieder überflüssig wird, und so lange

eingeschaltet bleibt, bis eine andere Getriebestufe eingerückt ist und das Fahrzeug durch darauffolgendes Niederdrücken des Gasfußhebels über das augenblicklich, eingeschaltete¹ Zahnräderpaar vom Motor angetrieben wird umd nicht wie beim Schalten rollt.. Durch, das Bedienen des Gasfußhebels nach Beendigung des Schaltvorganges, wodurch der Keil- oder Hauptwelle des Getriebes eine ίο "der neu eingeschalteten Übersetzung entsprechende Drehzahl erteilt wird und diese das Bestreben hat, sich schneller zu drehen als die Antriebswelle des Fahrzeuges, sperrt sich das Freilaufgetriebe gemäß der Erfindung selbsttätig wieder, so daß die starre Verbindung zwischen Motor und Achsantrieb wiederhergestellt ist.

Das Freilaufgetriebe wird somit nach der Erfindung ohne jegliches Zutun des Fahrers ao beim Verstellen des Schalthebels während der Fahrt eingeschaltet und ersetzt auf diese Weise die zwischen Motor und Getriebe angeordnete Kupplung, deren Bedienung dadurch überflüssig wird.

Es sind fernerhin Konstruktionen von Wechselgetrieben für Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen .einzelne Übersetzungsstufen durch Verstellen des Getriebeschalthebels ohne Beeinflussung der Kupplung vorgewählt werden und erst durch Gaswegnehmen und darauffolgendes Gasgeben mittels des Gasfußhebels ebenfalls ohne Niedertreten des Rupplungsfußhebels die vorgewählte Übersetzungsstufe selbsttätig eingerückt wird. Diesen Getriebebauarten gegenüber weist der Gegenstand der Erfindung den weiteren Vorteil auf, daß. bei ihm in Fällen, in denen es nicht möglich oder nicht vorteilhaft ist, beispielsweise beim Schalten vor scharfen Kurven, durch Gasgeben nach dem Schalten die kraftschlüssige Verbindung zwischen Motor und Achsantrieb wiederherzustellen, das Freilaufgetriebe durch Niedertreten des Kupplungshebels gesperrt werden kann, während bei den vorbesproehenen bekannten Getriebebauarten dem Fahrer die Möglichkeit einer Einwirkung auf den Schaltvorgang entzogen ist und das Einrükken des vorgewählten Ganges nur durch Gasgeben bewirkt werden kann, trotzdem dieses in vielen Fällen mit Rücksicht auf die Fahrsicherheit nicht angebracht erscheint.

Die Bauart des Wechselgetriebes läßtauch die bisher übliche Schaltweise mit Bedienung der Kupplung zu, wodurch eine Beschädigung des Getriebes durch unwissentlich unsachgemäße Bedienung seitens des Fahrers ausgeschlossen ist. Wird auf diese Weise geschaltet, so bleibt das Freilaufgetriebe dauernd gesperrt, so daß das Wechselgetriebe ebenso wie bisher gebräuchliche Getriebe ohne Schalterleichterung zu schalten ist. Unumgänglich notwendig ist das Bedienen der Kupplung, wodurch zwangsläufig der Freilauf gesperrt wird, nur zum Anfahren, also zum Einrücken ,des ersten Ganges und zum Rückwärtsfahren, *^.-h. zum Einschalten des Rückwärtsganges. '·?■'-In der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι einen senkrechten Schnitt durch das Wechselgetriebe mit der zwischen seiner Hauptwelle und der Fahrzeugtreibachse angeordneten Freilaufvorrichtung,

Abb. 2 einen Schnitt durch den Freilauf nach der Linie A-B in Abb. 1 und

Abb. 3 eine Aufsicht auf die Sperrvorrichtung des Freilaufes.

Das vom Motor erzeugte Drehmoment wird über eine zwischengeschaltete Reibungskupplung, die zum Ingangsetzen des Fahrzeuges aus dem Stillstand und zum Einrücken des Rückwärtsganges zu lösen ist, auf die Antriebswelle ι übertragen. Am hinteren Ende der Getriebehauptwelle ist der innere Stern eines Rollenfreilaufes 2 angebracht. Selbstverständlich wird auch die Verwendung jeder anderen Art von Freilauf von dem Erfindungsgedanken mit umfaßt. Der Außenring 3 des Rollenfreilaufes ist aber nicht, wie gewöhnlich, starr mit der zur Treibachse führenden Welle 4 verbunden, sondern treibt diese, auf der ein Steilgewinde eingefräst ist, über eine Mutter 5 an. Die Mutter 5 ist außerdem in Längsnuten 6 des glockenförmig ausgebildeten Freilaufaußenringes 3 längs verschiebbar, jedoch nicht drehbar geführt.

Treibt der Motor die Welle 1 in der eingezeichneten Pfeilrichtung, d. h. im Uhrzeigersinn, an, so läuft bei eingeschalteten Vorwärtsgängen der Innenstern 2 des Freilaufes mit der über die Vorgelegewelle des Getriebes angetriebenen Getriebehauptwelle in gleichem Drehsinne um. Die Rollen 7 des Freilaufes zwängen sich in die enger werdenden Rollenbahnen zwischen dem Stern 2 und dem Außenring 3 und nehmen diesen in der gleichen Drehrichtung mit. Durch das jetzt auf die zur Treibachse führende Zwischenwelle 4 übertragene Drehmoment schraubt sich die mit Linksgewinde versehene Mutters nach links, bis sie an dem Stift 8 anschlägt. Dadurch wird das im Getriebe eingeleitete Drehmoment über die Keilnuten 6 auf die Mutter 5, von dieser auf die Zwischenwelle 4 und damit auf den Achsantrieb übertragen. Diekraftschlüssige Verbindung zwischen Motor und Achsantrieb ist hergestellt, solange der Motor das Fahrzeug antreibt.

Auf dem Hals der Mutter 5 ist ein Druckkugellager 9 aufgesetzt, in dessen Außenring eine Nut eingedreht ist. In diese Nut greift der Zapfen 10 eines waagerecht angeordneten

Doppelhebels 11 ein,, der in. Abb. 3 ersichtlich ist. Dieser ist um einen am Getriebegehäuse befestigten, senkrecht stehenden Zapfen 12 drehbar gelagert. Wandert nun die Mutter 5 bei ziehendem Motor in der vorbeschriebenen '· Weise nach, links, nimmt sie den Zapfen 10 ebenfalls in dieser Richtung mit, wodurch sich das andere Ende des doppelarrnigen Hebels 11 in die in Abb. 3 gestrichelt gezeichnete Stellung" 17 bewegt. Dieses dem Zapfen 10 entgegengesetzt liegende Ende des doppelarmigen Hebels 11 trägt einen durch eine Schraubenfeder 13 gefederten Sperrzahn 14, der bei dem geschilderten Vorgang an dem leinen Schenkel des um eine waagerechte, im Getriebegehäuse gelagerte Achse 15 drehbaren Winkelhebels 16 ^abgleitet und sich hinter dessen scharfkantige Begrenzungsfläche 18 legt, wodur.ch die Mutter 5 in ihrer linken Endstellung festgehalten und an einer Bewegung längs des Steilgewindes der Zwischenwelle 4 gehindert wird.

Die Mutter 5 trägt auf ihrer dem Getriebe zugekehrten Seite eine Sperrzahnung 19, die bei der oben geschilderten, durch den ziehenden Motor verursachten Bewegung der Mutter 5 nach links in die übereinstimmende Zahnung 20 eines im Hohlraum des Freilauf Sternes 2 längs verschiebbar, aber nicht drehbar eingesetzten, abgefederten Nutenstückes 21 eingreift. Sollte durch Zufall Zahn, auf Zahn zu stehen kommen, so · weicht das Nutenstück 21 entgegen dem Druck der Feder 33 aus.

Läßt man jetzt den 'Gasfußhebel los, d. h. läßt man den Motor durch das in Bewegung befindliche Fahrzeug antreiben, so kann die Drehung der Zwischenwelle 4 zwischen Getriebe und Treibwelle nicht mehr durch die · Freilaufrollen 7 übertragen werden, da der Freilauf ein Drehmoment nur in Richtung vom Motor zur Treibachse, nicht aber in umgekehrter Richtung ■ weiterleiten kann. Dieses wird jetzt vielmehr durch' die Sperrzahnungen 19 und 20 geleitet. Sollten sich diese vorher nicht völlig im Eingriff befunden haben, so wird dieser im Augenblick des Kraf trichtungswechsels durch die Feder 33 bewirkt.

Die Sperrzahnungen würden aber sofort wieder außer Eingriff kommen, da sich die Mutter 5 beim Antrieb des Motors von der Treibachse aus durch das emgeschnittene Linksgewinde nach rechts schrauben würde, wenn nicht die Bewegung der Mutter 5 in dieser Richtung durch .den hinter der Kante 18 eingerasteten Sp err zahn 14 des Doppelhebels 11 und den Zapfen ι ο verhindert würde. Die starre Verbindung zwischen Motor und Treibachse ist also für beide Kraftrichtungen hergestellt, und zwar für die Drehmomentübertragung sowohl vom Motor zur Hinterachse als auch von der Hinterachse zum Motor. Überwiegt wieder das Drehmoment des Motors beim Niederdrücken des Gasfußhebels, so erfolgt die Übertragung wie-,"der durch die Freilaufrollen 7 in der vorher beschriebenen Weise.

An dem dem Zapfen 10 zugekehrten Ende des Doppelhebels 11 wird gemäß der Erfindung in der durch den Pfeil in Abb. 3 gekennzeichneten Richtung eine "Zugstange angelenkt, die mit dem Kupplungsfußhebel verbunden ist. Tritt man den Kupplungsfußhebel nieder, so wird der Doppelhebel 11 um den Zapfen 12 im Uhrzeigersinn gedreht, und der Sperrzahn 14 rastet hinter der Kante 18 des Hebels 16 ein. Durch, diese Bewegung des Hebels wird die Mutter 5 über den Zapfen 10 nach links verschoben und in dieser Stellung festgehalten. Auf diese Weise ist also, genau wie beim ziehenden Motor, die starre Verbindung des Motors mit der Treibachse in beiden Kraftrichtungen hergestellt.

Es ist nun klar, daß die Anwendung einer Schaltweise, wie sie bisher üblich war, mit vorhergehendem Auskuppeln keinerlei schädliche Folgen für das Getriebe haben kann, sondern einzig und allein bewirkt, daß. der Freilauf immer gesperrt bleibt. Soll daher in einzelnen Fällen beim Fahren in Augenblicken, wo es nicht ratsam erscheint, nach dem Schalten durch Gasgeben die selbsttätige Sperrung des Freilaufes in Tätigkeit zu setzen, beispielsweise beim Schalten auf eine niedrigere Übersetzungsstufe vor einer scharfen Wegkurve, die starre Verbindung zwischen 'Motor und Achsantrieb auf andere Weise hergestellt werden, um den Motor als Bremse benutzen zu können, so wird dies auf !einfachste Weise durch Niedertreten und Wiederloslassen des Kupplungsfußhebels erreicht. Andererseits kann der Fahrer dasselbe in solchen Augenblicken durch das, wie bisher, übliche Schalten mit vorhergehendem Auskuppeln erreichen.

Vor dem Ingangsetzen des Fahrzeuges, also zum Anfahren, muß der Kupplungshebel niedergetreten werden. Hiernach wird in der üblichen Weise die zum Ingangsetzen des Fahrzeuges bestimmte Übersetzung · durch Verschieben einer der Schaltstangen 22 oder 23 oder der zugehörigen Schaltgabeln 24 oder

25 eingerückt. Die Schaltgabeln sind aber nicht, wie sonst üblich, starr mit den Schaltstangen verbunden, sondern werden von den letzteren durch auf diese aufgesetzte Ringe

26 und 27, die in den oberen gabelartigen Enden der Schaltgabeln Spiel haben, verschoben. Waren beispielsweise zum Anfahren die beiden Zahnräder 28 und 29 miteinander in Eingriff gewesen, und sollen zum Gangwechsel auseinandergerückt werden, so verschiebt

sich die Schaltstange 22 erst ein Stück, ohne die Schaltgabel 25 mitzunehmen.

Beim Einschalten des Ganges hatte sich die Kante 30 der Schaltstange 22 hinter den gefederten Sperrzahn 31 des Winkelhebels 16 gelegt. Verschiebt sich jetzt die Schaltstange 22 nach rechts, um den Gang 28/29 auszuschalten, so nimmt die Kante 30 den kurzen Hebelarm des Winkelhebels 16 mit, und der lange Hebelarm nimmt die gestrichelte Stellung 32 ein. Hierdurch wird die Sperrung des Doppelhebels 11 aufgehoben, und die Mutter 5 wandert bei geschobenem Motor nach rechts; der Freilauf ist eingeschaltet. Bei weiterer Bewegung der Schaltstange 22 nach rechts erreicht der Winkelhebel 11 mit seinem langen Schenkel seine tiefste Stellung; der gefederte Sperrzahn 31 überspringt die Kante 30 der Schaltstange 22, und der dadurch frei gewordene Winkelhebel 16 wird durch Federkraft wieder in seine Anfangsstellung zurückgedrückt, in der sein langer Schenkel waagerecht steht.

Da durch Einschalten des Freilaufgetriebes die Verbindung des Motors zur Treibachse gelöst ist, können die Zahnräder nun mühelos außer Eingriff gebracht und der neue Gang ohne Auskuppeln der Haupttreibungskupplung eingerückt werden.

Sinngemäß vollzieht sich der Schaltvorgang beim Einschalten der anderen Gänge.

Nach dem Einrücken des nächstfolgenden Ganges wird der Freilauf beim darauffolgenden Niederdrücken des Gashebels selbsttätig in der eingangs beschriebenen Weise gesperrt.

Außer beim Ingangsetzen des Fahrzeuges muß auch beim Einschalten des Rückwärtsganges der Kupplungshebel niedergetreten und damit der Freilauf gesperrt werden, was aus" dem Vorhergehenden ohne weiteres verständlich ist.

Als Wechselgetriebe, auf dessen grundsätzliche Bauart sich die Erfindung nicht bezieht, ist in der Zeichnung eines der gebräuchlichen Zahnrädergetriebe mit verschiebbaren Rädern dargestellt.

Claims (2)

1. Patentansprüche·. .

   i. Zwischen dem Wechselgetriebe von Kraftfahrzeugen und der Fahrzeugtreibachse angeordnete Freilaufvorrichtung, die ein Schalten der Getriebestufen während der Fahrt nur durch Verstellen des üblichen Getriebeschalthebels ohne vorheriges Bedienen der Motorkupplung oder anderer Bedienungsglieder ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß in dem treibenden Teil (2) des als sich selbsttätig bei Antrieb durch den Motor sperrendes und bei Kraftrichtungswechsel entsperrendes Freilaufgesperre ausgebildeten Freilaufgetriebes ein Nutenstück (21) entgegen einer Federwirkung und an dem getriebenen Teil (3) dieses Getriebes mittels Längsnuten (6) eine Mutter (5), welche mittels steilgängigen Gewindes auf der getriebenen Welle (4) sitzt, längs verschiebbar angeordnet sind, welche beide an ihren einander zugewendeten Stirnseiten Sperrzahnungen (20, 19) aufweisen, und daß diese Sperrzahnungen (20, 19) nach erfolgter Sperrung durch ein Sperrgestänge (11, 12, 14, 16) in blockiertem Zustand gehalten werden, wobei dieses Sperrgestänge, das durch Federdruck in Sperrstellung gehalten wird, beim Bedienen des Getriebeschalthebels mit Hilfe einer der jeweils verschobenen Getriebeschaltstangen (22, 23) vor Beeinflussung des Getriebes im Sinne des Gangwechsels vorübergehend in Freigabestellung gebracht wird, so daß sich das Freilaufgetriebe infolge des während des Schaltvorganges auftretenden Kraftrichtungswechsels vor dem Gang· wechsel entsperrt und nach erfolgtem Gangwechsel wieder sperrt.
2. 2. Freilaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sperrgestänge (11, 12, 14, 16) mit dem Fußhebel für die Motorkupplung derart verbunden ist, daß das Freilaufgetriebe beim Niederdrücken des Kupplungsfußhebels zwangsläufig gesperrt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen