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Schaltvorrichtung für eine aus einem Hauptgetriebe und einem Zusatzgetriebe
bestehende Antriebseinheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf eine Schaltvorrichtung für eine aus einem Hauptgetriebe und einem Zusatzgetriebe
bestehende Antriebseinheit, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und besteht darin,
daß das Hauptwechselgetriebe mechanisch und das Zusatzgetriebe durch ein. z. B.
vom Antriebsmotor erzeugtes Druckmittel, insbesondere durch den im Ansaugrohr auftretenden
Unterdruck gesteuert wird. Die Einstellung des Druckmittelsteuergliedes, insbesondere
ein unter dem Einfluß einer Rückho:lfeder stehendes Absperrventil, erfolgt elektrisch
durch ein Solenoid, und der Schalthebel des Hauptgetriebes ist als Schalter für
den Stromkreis der elektrischen Einrichtung ausgebildet. Zu diesem Zweck ist an
der Schwenkachse des Hauptgetriebeschalthebels ein Schaltsegment befestigt, das
einen den Schalter des Soleno:idsi:romkreises beeinflussenden Schaltstift betätigt.
Dieses Schaltsegment besteht aus einem mittleren Kreisbogenstück mit an dessen Enden
sich anschließenden Laschen für die Betätigung des Solenoidstromkreisschalterstiftes,
und die Eingriffsglieder an den Schaltstangen des Hauptgetriebes weisen Ausnehmungen
auf, die ein Ausschwenken des Schalthebels über die für die Gangschaltung beim Hauptwechselgetriebe
notwendigen Endstellungen hinaus ermöglichen. Dabei kommen leichzeitig die erwähnten
Laschen des Schalt-5
segm:entes zur Wirkung, welche die Über-
bzw. Untersetzung der Zusfatzgetriebe einschalten. Das Schaltglied ,des Zusatzgetriebes
besteht aus einem an einem Planetenradträger befestigten Ko:nuskörper, der durch
biegsame Haltelamellen mit einem auf der Abtriebswelle des Zusatzgetriebes uridrehbar
festsitzenden Kupplungskegel in kraftschlüssige Berührung gebracht wird. An diesem
stützt sich eine zwischen der Abtriebswelle des Zusatzgetriebes und der Antriebswelle
des Wechselgetriebes angeordnete Reibkupplung ab. Konzentrisch zu dem ersterwähnten
Kupplungskonus ist am Planetenradträger, in geringerem Abstand hierzu, ein weiterer
verschiebbarer Kupplungsring angeordnet, der von einer die Unterdruckkammer begrenzenden
*Federdose getragen wird, die mit dem Gehäuse des Zusatzgetriebes einen abgeschlossenen
Raum bildet, der durch eine Leitung mit dem Ansaugrohr der Brennkrä,ftmäschine verbunden
ist.
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Diese Anordnung hat den Vorteil, daß man me chanisch gesteuerte Wechselgetriebe
nachträglich mit einem Zusatzgetriebe versehen und letzteres durch den. Schalthebel
dieses Getriebes schalten kann. Außerdem werden durch die elektrische Druckmittelsteuerung
lange Druckmittelleitürigen vermieden, die nur sehr schwer dicht zu halten, schwierig
zu verlegen sind und in denen das Druckmittel unkontrollierbaren Schwingungen ausgesetzt
ist. Durch den Erfindungsgegenstand werden diese Schwierigkeiten behoben.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i das zwischen Motor bzw. einer daran angeflanschten Flüssigkeitskupplung
und dem Wechselgetriebe angeordnete Zusatzgetriebe im Längsschnitt mit einem Schaltschema
für eine z. B. elektrische Schaltvorrichtung, Abb. 2- und 3 die Schalthebelanordnüng
der Getriebeeinheit nach Abb. i in Seitenansicht und im Querschnitt; Abb. q. einen
Schnitt nach :der Linde IV-IV von _1bl). 3 und Abb. 5 und 6 ein Schaltschema für
die Gangschaltung der Getriebeeinheit nach Abb. r.
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Bei dem gewähltenAusiführungs:beispiel treibt die Motorkurbelwelle
i eine Flüssigkeitskupplung 2, 2a beliebiger Bauart an. Der angetriebene Teil 211
der Flüssigkeitskupplung sitzt auf der Welle 3 eines Zusatzgetriebes fest, das zwischen
der erwähnten. Flüssigkeitskupplung und einem üblichen mehrgängigen Kraftfahrzeugwechselgetriebe
beliebiger Bauart und Gangzahl angeordnet ist. Auf der Welle 3: sitzt ein Zahnrad
5 fest, das mit einem Rad 6 eines aus Doppelrädern 6, 7 bestehenden Plänetenradsatzes
im Eingriff steht. Das Zahnrad 7 der Planetenräder steht mit einem auf der Abtriebswelle
8 des Zusatzgetriebes festsitzenden Rad g im Eingriff. Die Abtriebswelle 8 ist als
Hohlwelle ausgebildet und mit der Antriebswelle io des Kraftfahrzeugwechselgetriebes
4 über eine Reibkupplung 16 verbunden.
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Mit dem Planetenradträger i i ist in. Drehrichtung kraftschlüssig
ein Reibkonuskupplungsteil 12 verbunden, der durch zwei Federscheiben 13 in einer
rechten Endstellung gehalten wird. In dieser Stellung steht der Konus 12 mit einem
Gegenkonusring 14 in kraftschlüssiger Berührung, der auf der Abtriebswelle &
des Zusatzgetriebes festsitzt. An diesem Ring stützt sich die erwähnte Reibkupplung
16 ab, die über einen Druckring 17 unter dem Einfluß von Federn 15 steht.
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Konzentrisch zum Kupplungskonus 12 ist ein zweiter Kegelring 18 angeordnet,
der an einer von einem Federtalgen ig gehaltenen Ringscheibe 2o befestigt ist. Die
Ringscheibe 2o mit dem Federbalgen ig schließt mit dem Gehäuse des Zusatzgetriebes
einen Raum 21 ein. Dieser ist über eine Leitung 22 mit dem aus der Zeichnung nicht
ersichtlichen, Saugrohr des Motors vertunden.. In der Leitung 2:2 ist ein. Absperrventil
23 angeordnet, dessen Stellhebel 2-q: durch eine Rüekholfeder 25 in Schließlage
gehalten wird. Am Stellhebel 2q. greift der Lenker 26 eines Soleno:idankers an,
.dessen Spule 27 von einer Batterie 28 mit Strom versorgt wird und deren Stromkreis
durch: ,einen Schalter 29 geöffnet und geschlossen werden. kann.
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Der Schalter 2g wird von einem Schaltstift 30 beeinflußt (Abt: i bis
q.); und dieser ist im Bewegungsbereich eines Schaltsegmentes 31 angeordnet, das
an dem einen aus dem Schaltdom q.a des Wechselgetriebes .I herausragenden Ende der
Schalthebelwelle 32 befestigt ist (Abt: i, 3 und 4). Der Schalthebel 33 ist auf
der Welle 32 um einen Querzapfen 34 schwenkbar befestigt. Infolge der kardanischen
Aufhängung des Hebels 33 kann dessen Schaltfinger 33a (Abt. ä) in zwei zueinander
senkrechten Schaltebenen a (Abt: 2) und ö (Abt. 3) verschwenkt und damit zum Schalten
der Gänge des Wechselgetriebes 4 mit den hierfür bestimmten Eingriffsgliedern 35
der Schaltstangen 36 (Abt. 2 und 3) in Eingriff gebracht werden. .=111e oder ein
Teil der Eingriffsglieder bzw. Mitnehmer 35 und 35a sind z. B: mit Hilfe von Ausnehmungen
oder Schrägkanten 37a und 3,7b' so ausgebildet, daß dann, wenn die Mitnehmer bei
ihrer Verschiebung zum Einschalten eines Ganges des Wechselgetriebes in ihre zugehörige
Endstellung gelangt sind, der Schalthebel 33 noch weiter ausgeschwenkt werden kann
(Abt. 2), ohne daß sich auch die Mitnehmer 35 oder 35" weiterbewegen.
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Am Schaltsegment 3 i der Schalthebelwelle 32 (Abt. 4.) befinden sich
im Bewegungsbereich des Schaltstiftes 3o zwei Laschenpa und 3ib. Dazwischen liegt
ein kreisbogenförmiges Kurvenstück . 31c, das den Schaltstift 3o unbeeinflußt läßt.
Ein Zusammenhang zwischen der Ausbildung der Mitnehmer 35, 35a auf den Schaltstangen
36, 36a der kardanischen Aufhängung 32, 34. des Schalthebels 33 und der Ausbildung
des Schaltsegmentes 3;1 besteht insofern, als, solange die normalen Getriebegänge
des Wechselgetriebes 4. geschaltet werden, über den Schaltstift 3o das Kreisbogenstück
31c des Schaltsegmentes sich bewegt und somit der Schalter 29 des So:lenoidstromkreises
geöffnet bleibt.
Bei der Annahme, daß das Wechselgetriebe drei Vorwärtsgänge
und einen Rückwärtsgang umfaßt, kann man z. B. das aus Abb. 5 ersichtliche Schaltschema
zugrunde legen. Es werden dann der i. und der Rückwärtsgang über die Schaltstange
36 (Abt. 3) und -der 2. und 3. Gang über die Schaltstange 3611 geschaltet. Solange
diese normalen Gänge R, I bis III geschaltet werden, bewegt sich das Kreisbogenstück
Sie über dem Schaltstift 3.0. Der Schaltstift bleibt in seinei oberen Grundstellung.
Der Schalter 29 ist geöffnet, der Stromkreis der Sodenoidspule 27 unterbrochen und
die Unterdruckleitung 22 durch das lediglich unter dem Einfluß seiner Rückholfeder
25 stehend. Ventil 23 abgesperrt. Der Planetenradträger ii bildet über die
Reibkonusverbindung 1,2, 14 mit der Abtriebswelle io ein starres Ganzes, das über
die Verzahnung 5 mit der Kurbelwelle i des Motors ebenfalls starr gekuppelt ist.
In diesem Falle ergibt sich eine Zusatzgetriebeübersetzung von i : i, und es liegt
der gleiche Zustand vor, wie wenn das Wechselgetriebe .4 an die Kurbelwelle i bzw.
an die Flüssigkeitskupplung 2, 2a unmittelbar angeschlossen wäre.
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Schwenkt man nun den Schalthebel 33 über den 2. oder 3. Gang hinaus
in die Stellung Ila oder IIIa nach dem Schaltschema von Abb. 5, so gelangt entweder
die Lasche 3ia oder die Lasche 3111 des Schaltsegmentes 3:1 (Abt. 4) in den. Bewegungsbereich
des Schaltstiftes 3o. Dieser wird durch die erwähnten Laschen nach unten gedrückt,
und dadurch wird der Schalter 29 für den Solenoidstromkreis geschlossen mit der
Folge, daß der in die Spule 27 eintauchende Solen.oidanker das Absperrventil 23
in der- Leitung 22 unter Überwindung der Kraft der Rückholfeder 25 öffnet. Demzufolge
tritt im Raum 21, der in Abb. i durch Punktieren 11esonders kenntlich gemacht ist,
ein Unterdruck auf, der die Ringscheibe 2o nach links verschiebt und dadurch den
Kupplungsring 18 mit dem Konus 12 in kraftschlüssige Berührung bringt und den Konus
i-> gleichzeitig durch Überwindung der Spannung der Federelemente 13 vom Konusring
14 löst. Dadurch wird eine starre Verbindung des Planetenradträgers i i mit dem
Gehäuse des Zusatzgetriebes hergestellt, und die Über- oder Untersetzung des Umlaufrädergetriebes
5-6, 7-9 wird wirksam, die nunmehr entweder in die Über- bzw. Untersetzung ides
2. oder 3. Ganges mit einbezogen wird; so daß durch die Einwirkung des Zusatzgetriebes
zwei weitere Gänge Ha oder IIIa (Abt. 5) geschaltet werden, können. Zweckmäßig sind
die Gangstufen des Haupt- und Zusatzgetriebes derart abgestimmt, daß die Übersetzung
der Gänge Ila und IIIa kleiner, ist als die zugehörigen Gänge 1I und III, so daß
bei eingeschaltetem Zusatzgetriebe der 2. zum 3. und der 3. zum 5. Gang wird und
sich ein Schaltschema nach Abb. 6 ergibt. Der Wechsel zwischen den beiden Übersetzungen
des Zusatzgetriebes erfolgt praktisch ohne Unterbrechung des Kraftschlusses. Außerdem
erfolgt der Gangwechsel des Hauptgetriebes unter der Wirkung der Flüssigkeitskupplung
2 einerseits und der Reibungskupplungen i2, 14 bzw. 12, 1,8 andererseits.
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Die elektrische Steuerung für die Einwirkung des Unterdruckes kann
auch durch eine pneumatische, hydraulische oder mechanische Einrichtung, in letzterem
Falle z. B. durch einen Bowdenzug, ersetzt werden.