Kraftfahrzeug- und Motorenkunde: Band 4 Kraftübertragung und konstruktiver Aufbau der Fahrzeuge [Reprint 2020 ed.] 9783112317488, 9783112306369

Table of contents :
Vorwort
Aus dem Inhalt des I. Bandes
Aus dem Inhalt des II. Bandes
Aus dem Inhalt des III. Bandes
Inhalt des IV. Bandes
Aus dem Inhalt des V. Bandes
1. DIE KRAFTÜBERTRAGUNG
1.1 Getriebe
1.2 Kupplungen
1.3. Differentialgetriebe
1.4 Antriebsarten
2. PERSONENKRAFTWAGEN
2.1 Deutsche Personenkraftwagen
2.2 Ausländische Personenkraftwagen
3. LASTKRAFTWAGEN
3.1 Kleinlastkraftwagen
3.2 Diesellastkraftwagen
3.3 Lastkraftwagen mit Ottomotor
4. ANHÄNGER
4.1 Allgemeines
4.2 Ausführungen der Rahmen
4.3 Auftauten
4.4 Kupplungen
4.5 Lenkungen
4.6 Bremsen
4.7 Achsen
4.8 Federung und Bereifung
4.9 Einachsanhänger
5. OMNIBUSSE
5.01 Allgemeines
5.02 Fahrgestell
5.03 Aufbau
5.04 Motor
5.05 Lenkung
5.06 Getriebe
5.07 Hinterachse
5.08 Bremgen
5.09 Elektrische Anlage
5.10 Fahrersitz und Armaturen
5.11 Sonnenschutz und Entfrostung
5.12 Belüftung und Heizung
5.13 Türen und Fenster
5.14 Sitze
5.15 Stadtlinienverkehr
5.16 Überlandverkehr
5.17 Werkzeug
5.18 Anhänger
5.19 Sonderausführungen
6. SCHLEPPER
6.01 Allgemeines
6.02 Aufbau des Schleppers
6.03 Zapfwelle
6.04 Lenkgetriebe
6.05 Lenkkupplung
6.06 Stützbremse
6.07 Lenkung
6.08 Radausrüstungen
6.09 Vierradantrieb
6.10 Bemessung und Berechnung
6.11 Der Geräteträger RS 08/15
7. SPEZIALFAHRZEUGE
7.1 Allgemeines
7.2 Feuerlöschfahrzeuge
7.3 Krankenfahrzeuge
7.4 Straßenreinigungg-, Müll- und Fäkalienwagen
7.5 Fahrzeuge zum Transport von Kraftstoffen und öl
7.6 Rennwagen
7.7 Sonstige Fahrzeuge
7.8 Amphibien-Fahrzeuge
8. Anhang

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KRAFTFAHRZEUG- UND MOTORENKUNDE • BAND IV

KRAFTFAHRZEUGUND MOTORENKUNDE BAND IV

Kraftübertragung und konstruktiver Aufbau der Fahrzeuge

AUTORENKOLLEKTIV

VEB

VERLAG

TECHNIK 1954

BERLIN

Lektor: Ob.-Ing. Wolf Küster DK. 629.113:629.1101 (021) Bestellnummer 4/12 662 Alle Rechte vorbehalten • Copyright 1954 VEB Verlag Technik, Berlin NW 7 Lizenz Nr. 201 • Dg. Nr. 370/156/53 Deutsche Demokratische Republik Satz u n d Druck: Druckerei Fortschritt Erfurt

Herausgeber: Ob.-Ing. Wolf Küster,

Berlin

Mitarbeiter des IV. Bandes Ing. Alfons Hendrichs, Berlin Ob.-Ing. Wolf Küster, Ing. Hans Maierne,

Berlin Berlin

Ing. Utz Rockel, Berlin Ing. Christian Stiasni,

Dresden

Ing. Bernhard Timmermann,

Berlin

Vorwort Der vierte Band des Standardwerkes „Kraftfahrzeug- und Motorenkunde" behandelt in erster Linie die Kraftübertragung und bringt darüber hinaus die konstruktive Anwendung aus den Erkenntnissen des Bandes I I I des Werkes, gibt Hinweise f ü r den Aufbau der Fahrzeuge und Anregungen für die Perspektive. Obwohl Band I I I und Band IV in sich abgeschlossene Werke darstellen, gehören sie zu der großen Gruppe, die das gesamte Fahrzeug ohne Motoren behandelt. Wie aus dem Inhaltsverzeichnis des vierten Bandes hervorgeht, ist das Hauptgewicht auf die Kraftübertragung f ü r Motorfahrzeuge gelegt. Ausführlich werden Getriebe, Kupplung, Differentialgetriebe sowie die verschiedenen Antriebsarten behandelt. Der konstruktive Aufbau und die Anregung für die Weiterentwicklung und f ü r die Perspektive der Fachleute überhaupt sind in einem weiteren Teil des Werkes die Personenkraftwagen beschrieben und behandelt, ebenso Lastkraftwagen einschließlich Anhänger und Omnibusse. Ausführlich ist in beschreibender Art auf die Schlepper eingegangen. Hier werden spezielle Aggregate des Schleppers behandelt, z. B. die Zapfwelle, Lenkgetriebe, Stützbremse, Vierradantriebe usw. Die Spezialfahrzeuge sind in ihrem Aufbau und in ihrem Verwendungszweck im letzten Teil des Werkes behandelt. Es fallen hierunter auch die Amphibienfahrzeuge, die hier ausführlich in ihrem Aufbau und in ihrer Wirkungsweise beschrieben werden. Mit diesen beiden Bänden ist das gesamte Gebiet des Fahrzeugs behandelt. Mit dem ersten und zweiten Band, die sich ausschließlich mit den Verbrennungsmotoren aller Arten beschäftigen sowie mit dem fünften Band „Funktionsanlagen, Wertung, Normung und Zubehör" ist somit ein Standardwerk geschaffen, das für die gesamte Kraftfahrzeugtechnik als unentbehrliches Nachschlagwerk dienen wird und allen Fachleuten als Unterlage ihrer Arbeit gedacht ist. Berlin, im Mai 1954 Autorenkollektiv und Verlag

Aus dem Inhalt des I. Bandes Grundlagen, Ausführung und Arbeitsweise der Verbrennungskraftmaschinen

1. Theoretische und thermodynamische Grundlagen der Verbrennungskraftmaschinen 1.1 Einleitung 1.2 Grundbegriffe und Merkmale 1.3 Thermodynamik der Verbrennungskraftmaschinen 2. Ausführung und Arbeitsweise der Verbrennungskraftmaschinen 2.1 Allgemeines 2.2 Viertaktmotoren 2.3 Zweitaktmotoren 2.4 Dieselmotoren 2.5 Schiebergesteuerte Motoren 2.6 Glühkopfmotoren 2.7 Generatorgasmotoren 3. Bauteile 3.1 Gehäuse 3.2 Zylinderblock 3.3 Zahnräder und Lager 3.4 Kolben und Zubehör 4. Auslegung der Triebwerksaggregate 4.01 Zündung und Zündkerze 4.02 Vergaser 4.03 Filter 4.04 Kühlstoff-Förderpumpe 4.05 Schmierstoff-Förderpumpe 4.06 Kraftstoff-Förderpumpe 4.07 Rohrleitung 4.08 Kompressor und Ladepumpe 4.09 Kühlgebläse 4.10 Kühllüfter 4.11 Antrieb der Aggregate 5. Anhang

Aus dem Inhalt des II. Bandes Berechnung und Konstruktion der Verbrennungskraftmaschinen

1. Berechnung der Hauptabmessungen 1.1 1.2 1.3

Technische Daten zur Auslegung Leistungsermittlung Luft- und Brennstoff bedarf

2. Auslegung des Triebwerks 2.1 2.2

2.3 2.4

Berechnung der auftretenden Massenkräfte Schwungradmassenberechnung unter Berücksichtigung des Drehkraftdiagramms und des Ungleichförmigkeitsgrades Schwungradmassenberechnung unter Berücksichtigung des Trägheits-Energiediagramms Bauteile des Triebwerks

3. Ladungswechsel 3.1 3.2 3.3 3.4

Allgemeines Ladungswechsel innerhalb des Motors Strömungsvorgänge in den Zuleitungen Konstruktive Ausbildung von Saugkanälen und Ventilen

4. Steuerung 4.1 4.2 4.3 4.4

Auslegung der Steuerzeiten Auslegung der Ventilsteuerungen Steuerungsvorrichtungen zum Anlassen größerer Motoren Steuerungsvorrichtungen zum Umsteuern von Motoren

5. Anhang

Aus dem Inhalt des III. Bandes Fahrzeugbau

1. Theoretische Grundlagen 1.1 1.2 1.3

Kraftfahrtmechanik Schwingung des Fahrzeugs Aerodynamik

2. Bauteile 2.1 2.2 2.3

Werkstoffe Wälzlager Zahnräder

3. Das Fahrgestell 3.1 Rahmen 3.2 Radaufhängung 3.3 Bremsen Lenkung 3.4 Federung 3.5 3.6 Dämpfung 3.7 Räder 3.8 Reifen 4. Aufbauten 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7

Allgemein Arten der Aufbauten Standard-Bauweise Formen der Aufbauten Sitzverhältnisse Konstruktionshinweise Verbindung Fahrgestell-Auf bau

5. Anhang

1. Die 1.1

1.2

Kraftübertragung

Inhalt des IV* Bandes

Getriebe

21

1.11

23 23 24 25 28 32

Stufengetriebe 1.111 Allgemeines 1.1111 Schaltungsart 1.1112 Art der Betätigung 1.1113 Aufbau des Zahnradsatzes 1.1114 Erreichung der Lauf ruhe 1.1115 Richtlinien für die konstruktive Ausführung der Schaltung 1.1116 Übliche Getriebeübersetzung 1.1117 Festigkeitsbetrachtungen . . . . 1.112 Konstruktive Ausführung von Fahrzeuggetrieben . . . 1.1121 Personenwagengetriebe 1.1122 Lastwagengetriebe 1.113 Berechnung normaler Fahrzeuggetriebe 1.1131 B erechnung der Zähne auf Bruchfestigkeit mit Zahnfaktor 1.1132 Berechnung der Zähne auf Walzenpressung und Lebensdauer 1.1133 Nachprüfung auf Erwärmung nach Hofer . . 1.1134 Praktische Auslegung des Radsatzes für ein V-Null-Getriebe 1.1135 - Praktische Auslegung des Radsatzes für Schrägverzahnung mit Profilverschiebung. . . 1.1136 iraktische Auslegung des Radsatzes für Innenverzahnung mit Profilverschiebung (V-NullGetriebe) 1.1137 Gütegrade für Getriebezahnräder im Fahrzeugbau 1.1138 Evolventen-Funktionswerte 1.12 Stufenlose Getriebe 1.121 Allgemeines 1.122 Mechanische Schaltwerksgetriebe 1.1221 Allgemeine Konstruktionstypen 1.1222 Technische Vorgänge im Kreisgetriebe 1.1223 Berechnung von Freilaufklemmen 1.123 Hydraulische Getriebe 1.1231 Hydrostatische Getriebe 1.1232 Hydrodynamische Getriebe 1.1233 Technische Vorgänge im Packard-Ultramaticgetriebe 1.124 Elektrische stufenlose Getriebe Kupplungen 1.21 Feste Kupplungen 1.211 Stiftverbindungen 1.212 Flanschkupplungen 1.213 Plankerbverzahnungen

33 36 36 39 39 65 71 71 79 85 89 98 101 104 105 117 117 118 118 124 127 133 133 137 141 143 145 145 145 146 146

13

Inhaltsverzeichnis

1.3

1.22

Schiebekupplung 1.221 Vierkantmitnehmer 1.222 Klauenkupplungen 1.223 Verbindung durch Mitnehmerstifte

158 158 158 161

1.23

Kupplungsgelenke 1.231 Kreuzgelenke 1.232 Gleichganggelenke 1.233 Gewebescheibengelenke 1.234 Elastische Trockengelenke 1.235 Celenkscheibentafeln

161 161 163 164 169 172

1.24

Reibungskupplung zum Ausrücken

172

1.25

1.241 Kegelkupplungen 1.242 Lamellenkupplungen 1.243 Trockene Mehrscheibenkupplungen 1.244 Trockene Einscheibenkupplungen 1.245 Kupplungsbeläge 1.246 Lebensdauer des Reibbelages 1.247 Tafel für Kupplungsschraubenfedern Hydraulische Kupplungen

172 175 175 176 193 198 199 200

Differentialgetriebe

215

1.31

Allgemeines

215

1.32

Differentialgetriebe mit geradverzahnten Kegelrädern 1.321 Allgemeine Betrachtungen 1.322 Berechnung der Zähne auf Bruchfestigkeit 1.323 Berechnung der Zähne auf Walzenpressung und Lebensdauer 1.324 Axialdrücke im Getriebe 1.325 Praktische Auslegung für ein V-Null-Kegelradgetriebe mit Profilverschiebung

219 219 220

1.33

1.34

223 226 226

Differentialgetriebe mit schrägverzahnten Kegelrädern 1.331 Allgemeines 1.332 Berechnung der Zähne auf Bruchfestigkeit 1.333 Berechnung der Zähne auf Walzenpressung und Lebensdauer 1.334 Axialdrücke im Getriebe 1.335 -Praktische Auslegung für einen Radsatz mit GleasonVerzahnung 1.336 Praktische Auslegung für einen Radsatz mit Klingelnbert-Palloid-Verzahnung 1.337 Rechnungsgang für einen Radsatz mit Hypoid-Verzahnung

263

Differentialgetriebe mit Schneckenradantrieb

285

1.341

285 287 287 288 289 290 292 297

Allgemeines 1.3411 Gewählte Übersetzungsverhältnisse 1.3412 Der ruhige Lauf der Zahnräder 1.3413 Belastungsgrenzen der Zahnräder 1.3414 Lebensdauer der Zahnräder 1.3415 Durchbildung der baulichen Verhältnisse . . . 1.3416 Konstruktive Anordnung der Lager 1.3417 Werkstofffragen der Schneckengetriebe

231 231 232 2.35 236 236 257

14

Inhaltsverzeichnis 1.342 1.343 1.35 1.4

2.

Selbstsperrendes Differentialgetriebe

299 306 312

Antriebsarten

317

1.41 1.42 1.43 1.44 1.45

318 319 320 330 330

Hinterachsantrieb Vorderachsantrieb und Triebwerks-Kurzbau Mehrachsantrieb Unabhängiger Antrieb Gelenkwellen

Personenkraftwagen 2.1

2.2

3.

K r ä f t e i m Schneckentrieb P r a k t i s c h e Auslegung eines Schneckentriebes m i t Profilverschiebimg

Deutsche Personenkraftwagen

335

2.101 2.102 2.103 2.104 2.105 2.106 2.107 2.108 2.109 2.110 2.111 2.112 2.113 2.114 2.115 2.116 2.117 2.118 2.119

335 340 343 344 347 349 350 353 356 358 358 361 362 363 366 369 369 370 372

EMW-340-Reihe B M W 327—2 IFA F 8 IFA F 9 Opel O l y m p i a 1950 Opel O l y m p i a R e k o r d u n d Opel C a r a v a n Opel K a p i t ä n 1951 F o r d T a u n u s 12 M P o r s c h e 356 (1,1 1) P o r s c h e 356 (1,3 1) D e r Volkswagen Mercedes-Benz 170 D Mercedes-Benz 170 S Mercedes-Benz 300 B o r g w a r d H a n s a 1800 B o r g w a r d H a n s a 1800 Diesel B o r g w a r d H a n s a 2400 G u t b r o d Superior B M W 5017 (München)

'

Ausländische P e r s o n e n k r a f t w a g e n

375

2.201 2.202 2.203 2.204 2.205 2.206 2.207 2.208 2.209 2.210 2.211

375 376 380 383 385 387 389 391 392 394 396

S I S — 1 1 0 (Sowjet-Union) SIM (Sowjet-Union) T a t r a p l a n (Tschechoslowakei) R e n a u l t 4 C V (Frankreich) V a n x h a l l (England) T y p W y v e r n u n d T y p Velox N a s h Airflyte (Amerika) S t u d e b a k e r C o m m a n d e r (Amerika) S t u d e b a k e r Champion (Amerika) A l f a - R o m e o 6 C, 2500 S p o r t (Italien) F i a t - 1 4 0 0 (Italien) L a n c i a Aurelia (Italien)

Lastkraftwagen 3.1

Kleinlastkraftwagen

401

3.11

F r a m o V 901

401

3.111 3.112

401 408

Beschreibung Technische D a t e n

Inhaltsverzeichnis

4.

3.2

Diesellastkraftwagen 3.21 Horch H 3 A 3.211 Besehreibung 3.212 Technische D a t e n 3.22 I F A H 6 3.221 Beschreibung 3.222 Technische Daten 3.23 Phänomen Granit 32 3.231 Beschreibung 3.232 Technische Daten 3.24 F o r d 3500 D 3.241 Beschreibung 3.242 Technische Daten 3.25 Magirus S 3500 3.251 Beschreibung 3.252 Technische Daten 3.26 Borgward 2- bis 274-Tonner 3.27 Borgward 4-Tonner 3.271 Beschreibung 3.272 Technische Daten 3.28 Mercedes-Benz 3.281 L-6600 3.2811 Beschreibung 3.2812 Technische D a t e n 3.282 L-5000 3.283 L-3500 3.29 Econom 5-Tonner

3.3

Lastkraftwagen mit Ottomotor 3.31 Phänomen Granit 27 3.311 Beschreibung 3.312 Technische Daten 3.32 Opel-Blitz l 3 / 4 -Tonner 3.33 Borgward l ^ - T o n n e r

15 413 413 413 423 426 426 427 427 427 429 430 • 430 432 433 433 434 434 436 436 436 439 439 439 441 442 443 444 447 447 447 457 461 463

Anhänger 4.1 Allgemeines 4.2 Ausführungen der R a h m e n 4.3 Aufbauten 4.4 ' Kupplungen 4.5 Lenkungen 4.51 Lenkungsarten 4.52 Das Spuren 4.53 Zusammenfassung 4.6 Bremsen 4.61 Polizeiliche Vorschriften 4.62 Ausbildung der Bremsen 4.63 Feststellvorrichtungen der Bremsen 4.64 Auflaufbremsen 4.65 Saugluftbremsen 4.66 Druckluftbremsen 4.67 Bremsversuche

469 469 471 473 476 476 480 488 491 491 491 493 494 495 499 513

16

Inhaltsverzeichnis 4.7

4.8 4.9

5.

Allgemeines Fahrgestell Aufbau Motor Lenkung Getriebe Hinterachse Bremsen Elektrische Anlage Fahrersitz u n d Armaturen Sonnenschutz u n d Entfrostimg Belüftimg u n d Heizung T ü r e n u n d Fenster Sitze Stadtlinienverkehr Überlandverkehr Werkzeug Anhänger Sonderausführungen

557 558 558 561 564 566 566 567 570 571 573 574 576 579 582 586 588 589 592

Schlepper 6.01 6.02 6.03 6.04 6.05 6.06 6.07 6.08 6.09 6.10 6.11

7.

517 517 520 539 543 543 546 549

Omnibusse 5.01 5.02 5.03 5.04 5.05 5.06 5.07 5.08 5.09 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19

6.

Achsen 4.71 Konstruktionen der Achsen 4.72 Berechnung der Achsen 4.73 Auswertung u n d Beispiel der Berechnung Federung u n d Bereifung 4.81 Federung 4.82 Bereifung Einachsanhänger

Allgemeines A u f b a u des Schleppers Zapfwelle Lenkgetriebe Lenkkupplung Stützbremse Lenkung Radausrüstungen Vierradantrieb Bemessung u n d Berechnung Der Geräteträger R S 08/15 6.111 Beschreibung 6.112 Technische Daten

595 600 608 618 618 618 618 621 628 629 635 635 638

Spezialfahrzeuge 7.1 Allgemeines 7.2 Feuerlöschfahrzeuge 7.3 Krankenfahrzeuge 7.31 Sanitätswagen I F A - E M W 340/4 7.32 Krankentransportfahrzeug I F A - F r a m o V 901 7.33 Krankenwagen P h ä n o m e n 27

643 643 657 657 660 661

Inhaltsverzeichnis

17

7.4

Straßenreinigungs-, Müll- u n d Fäkalienwagen 7.41 Straßenreinigungsfahrzeuge 7.411 Kehrmaschinen 7.412 Straßenwaschmaschinen 7.413 Sprengwagen 7.414 Schneepflüge 7.42 Müllwagen 7.43 Fäkalienwagen

663 663 664 669 670 675 676 684

7.5

Fahrzeuge zum Transport von K r a f t s t o f f e n u n d Öl 7.51 Fahrzeuge zum Transport v o n K r a f t s t o f f e n 7.52 Fahrzeuge zum Transport von Öl

687 687 691

7.6

Rennwagen

693

7.61 Allgemeines 7.62 Vorschriften f ü r Rennwagen 7.6201 7.6202 7.6203 7.6204 7.6205 7.6206 7.6207 7.6208 7.6209 7.6210 7.6211 7.6212 7.6213 7.6214 7.6215 7.6216

7.7

2

Wagen Allgemeine Vorschriften f ü r Wagen Vorschriften f ü r Rennwagen Vorschriften f ü r Kleinstrennwagen Vorschriften f ü r Sportwagen Karosserie Kotflügel Verdeck u n d Sondervorschriften f ü r geschlossene Sportwagen Windschutzscheiben Anlasser Schalldämpfer Reserverad Elektrische Ausrüstung Allgemeine Bestimmungen Von der Teilnahme a n Sportwagen-Veranstaltungen werden ausgeschlossen Vorschriften f ü r Tourenwagen

693 693 693 694 694 694 695 695 696 696 697 697 697 697 698 698 698 698

7.63 Konstruktive Ausführungen einzelner B a u g r u p p e n 7.631 Vorderachse 7.632 Hinterachse 7.633 Federung u n d D ä m p f u n g 7.634 Bremsen 7.635 Reifenprofile

699 699 700 703 703 706

7.64 Besprechung 7.641 Der 7.642 Der 7.643 Der

707 707 711 712

bekannter Rennwagentypen Vierzylinder Ferrari (Formel I I ) Vierzylinder H . W . M. (Formel I I ) Mercedes-Benz-Rennwagen

Sonstige Fahrzeuge 7.71 Großtransportwagen 7.72 Turmwagen 7.73 Kombiwagen 7.74 Kühlwagen 7.741 A u f b a u 7.742 Kühlanlage 7.743 W a r t u n g

715 715 717 718 719 719 720 722

18

Inhaltsverzeichnis 7.8

Amphibien-Fahrzeuge 7.81 Anforderungen 7.82 Karosserie 7.83 Schiffsschrauben 7.84 Lenkung auf dem Wasser 7.85 Spezialeinrichtungen 7.86 Zugeigenschaften und Motorleistung 7.87 Bedingungen zum Besteigen der Fahrzeuge im Wasser . . . 7.88 Konstruktionsschemata

8. Anhang

723 723 723 725 727 727 729 730 730 739

Aus dem Inhalt des V. Bandes Funktionsanlagen, Wertung, Normung und Zubehör

1. Wertung 2. Meß- und Überwachungsgeräte 3.- Treib- und Sehmierstoffe 4. Schmierstoffanlage 5. Treibstoffanlage 6. Kühlstoffanlage 7. Elektrische Anlage 8. Klimaanlage 9. Normung 10. Inneneinrichtung und Zubehör 11. Anhang

1. DIE KRAFTÜBERTRAGUNG

1.1 Getriebe 1.11

Stufengetriebe

1.111

Allgemeines

Die Verbrennungskraftmaschinen (siehe Band I) haben die Eigenart (im Gegensatz zur Dampfmaschine und zum Elektromotor), ihre größte Leistung nur bei einer bestimmten hohen Umdrehungszahl abzugeben. Soll die Verbrennungskraftmaschine zum 'Betrieb eines Kraftwagens verwendet werden, so ist zu berücksichtigen, daß nicht nur bei hoher Fahrgeschwindigkeit, sondern auch bei geringer Fahrgeschwindigkeit eine hohe Leistung, also auch eine große Umlaufzahl von ihr verlangt wird. Vor allem aber muß auch das Drehmoment der treibenden Achse zur Erhöhung der Zugkraft über das des Motors gesteigert werden können, was leider nur durch eine Verringerung ihrer Drehzahl möglich ist. Das Fahrzeug muß also im Gegensatz zum Schiffs- und Luftfahrtmotor eine Einrichtung besitzen, die es ermöglicht, bei gleichbleibender Umlaufzahl des Motors diejenige der treibenden Achse zu verändern, und zwar muß die Veränderung während des Ganges erfolgen können. Das heute noch weitaus am besten, d. h. mit geringstem Verlust, arbeitende Übertragungsmittel ist die Zahnradübertragung (s.Bild 1.1). Allerdings lassen

Bild 1.1.

Schieberad

Bild 1.2.

Schiebemuffe

sich mit dieser stets nur bestimmte Übersetzungsverhältnisse vorsehen. Es können deshalb nur bestimmte Übersetzungsstufen erzielt und benützt werden. Dieses sog. Stufengetriebe ist also eine Einschränkung gegenüber dem idealer* Fall der stetig veränderlichen, d. h. der sog. stufenlosen Übersetzungsgetriebe. Das Wort „stufenlos" bedeutet eigentlich nur eine Verneinung dieser Einschränkung. Wenn diese allgemeine und ideale Übertragimgsart heute noch nicht in größerem Umfange zur Einführung gelangt ist, so liegt das an den zunächst noch unzulänglichen Mitteln.

24

1 Die

Kraftübertragung

Die gebräuchlichen Stufengetriebe sind gekennzeichnet: 1. durch die Schaltungsart (Art der Kupplung). Hier verwendet man Getriebe mit Schaltung durch: a) Schubzahnräder, b) formschlüssige Kupplungen (Schaltmuffen mit Klauen verschiedener Art), c) Überholkupplungen (Abweisklauen oder Freilaufe), d) reibungsschlüssige Kupplungen (Lamellen- oder Kegelkupplungen), e) hydrodynamische Kupplungen, f) Verbindung der obengenannten Schaltungen; 2. durch die Art der Betätigung. Die obengenannten Schaltungsarten können a) willkürlich, meist durch Betätigung von Hand oder mit Hilfskraft, b) selbsttätig, in Abhängigkeit von der Drehzahl oder dem Drehmoment, oder aber richtig von der Leistung erfolgen; 3. durch den Aufbau des Zahnradsatzes. Der Zahnradsatz wird in zwei Arten zur Ausführung gebracht: a) mit stillstehendem Steg (Vorlegegetriebe), b) mit umlaufendem Steg (Umlaufgetriebe); 4. durch den Aufwand zur Erreichung der Lauf ruhe. Die Laufruhe ist zum großen Teil abhängig von der Verzahnungsart. Diese wird ausgeführt a) in Geradverzahnung, b) in Schrägverzahnung oder Pfeilrädern, erstere auch als Schieberäder. 1.1111

Schaltungsart

Die unter 1 a) und 1 b) genannte Übertragungsart ist die meistverbreitete und in ihrem Aufwand als die billigste anzusehen. Die Einfachheit ist schon dadurch

Bild 1.3. Schiebemuffe Kegels ynchronisierung

mit

Bild 1.4. Schiebemuffe mit Lamellensynchronisierung

gekennzeichnet, daß die Weitergabe der Kräfte unmittelbar vom Antriebszahn auf den getriebenen Zahn durch Formschluß erfolgt. Der Wechsel der Übersetzung besteht im Trennen des einen und im Ineinanderbringen eines bereitstehenden Räderpaares mit anderer Übersetzung. Dies setzt voraus, daß f ü r die Dauer des Überganges der Kraftfluß an der Hauptkupplung unterbrochen wird und daß die zwischen Motor und Abtriebszahnrad liegenden Teile, nämlich ein Teil der

1.1

25

Getriebe

Räder des Getriebes, beschleunigt oder verzögert werden müssen. Ist die Masse klein, so geht das Schalten verhältnismäßig einfach und ohne Hilfsmittel (Bild 1.1 und 1.2). Bei neueren Bauarten sind heute allgemein Angleichvorrichtungen (Synchronisierungen) zur Erreichung des Gleichlaufes der Drehzahl der Schaltmassen vorgesehen, allerdings meist nach lb) (Bild 1.3 und 1.4). 1 c) Die Schaltung durch Freiläufe für jeden Gang hat den prinzipiellen Vorteil, daß bei Wegnehmen des Gases das Einschalten ohne weiteres erfolgen kann. Es wurden deshalb Freiläufe hinter dem Getriebe angeordnet, die die Wirkung der Schalterleichterung f ü r sämtliche Gänge gebracht haben. Es ist allerdings notwendig, den Freilauf zur Erreichung der Fahrsicherheit in bestimmten Fällen blockierbar zu machen. Reine Abweisklauen werden kaum verwendet. Dagegen hat die sog. Maybach-Abweisklaue ziemlich Verwendung gefunden. Die Abweiswirkung ist bei dieser nur während des Schaltvorganges wirksam, während nach Angleichung der Drehzahl die Klauen starr schließen (Bild 1.5 und 1.6).

Bild 1.5.

Freilaufkupplung

Kupplung

Bild 1.6 durch Abweisklauen

Die unter 1 d) genannten Bauarten sind f ü r den Kraftfahrzeugbau deshalb sehr erwünscht, weil die Schaltung mit Reibkupplungen auch ohne besondere Geschicklichkeit und ohne Kuppeln stoßfrei erfolgen kann. Ihrer allgemeinen Einführung stand bisher der Kostenaufwand f ü r die einzelnen Reibkupplungen in jedem Gang entgegen. Auch das Gewicht erfährt dadurch, daß zum Zahnradsatz f ü r jeden Gang noch eine Kupplung hinzukommt, die das volle Drehmoment übertragen muß, eine Vergrößerung. Gewichtsvergrößerung ist aber gleichbedeutend mit Erhöhung des Herstellungspreises. I n diese Klasse fallen auch die meisten Planetengetriebe mit Reibkupplungsschaltung (Bild 1.7 und 1.8). Die unter 1 e) genannte Übertragungsart ist im Kraftfahrzeuggetriebe deshalb wenig verwendet, weil die Dreiteilung in der Übertragungsart in Geber, Energieträger (Wasser, ö l usw.) und Aufnehmer zu große Gewichte und damit Kosten ergibt. Riemenantriebe haben nur noch geschichtliches Interesse. Der Antrieb durch Elektromotoren wird seltener verwendet. 1.1112 Art der Betätigung Diese weist, sobald von der Handschaltung (s. Bild 1.9 und 1.10) abgesehen wird, eine außerordentliche Vielzahl und Unterschiedlichkeit auf. Die Selbst-

26

1 Die

Kraftübertragung

tätigkeit wird als eine besonders wesentliche Eigenschaft angesehen und dabei allerdings meist nur die Abhängigkeit von der Drehzahl geltend gemacht. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten ist dies noch durchführbar. Die jedoch einzig richtige Abhängigkeit ist eine solche von der Drehzahl, vom Drehmoment und von der

1.1 Getriebe

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Leistung. Die größere Verbreitung selbsttätiger Schaltungen bei Stufengetrieben konnte nicht erfolgen, weil ihre Vollwertigkeit nur bei stufenlosen Getrieben

4

Bild 1.11. Schubräder Schaltung,

Viergang

gegeben ist. Einige der sog. selbstschaltenden Stufengetriebe vereinfachen das Schalten auf eine willkürliche Einleitungsbewegung des Fahrers durch Hand-

1 Die

28

Kraftübertragung

oder Fußbetätigung (GangwählerSchaltung). Es ist dabei eine Trennung in das willensmäßige Einleiten und in das Ausführen der Schaltung vorgenommen. 1.1113

A ufbau des Zahnradsatzes

Getriebe mit stillstehendem Steg (Vorgelegegetriebe).

Räderanordnung.

Für das Schubräder-Wechselgetriebe kennzeichnend sind zwei, meist in Längsrichtung des Fahrzeuges liegende parallele Wellen, von denen die eine fest aufgekeilte, die andere verschiebbare oder im Eingriff stehende kuppelbare Zahnräder trägt. Vier der wichtigsten Ausführungsformen viergängiger Getriebe zeigt Bild 1.11 bis 1.14.

3

Bild 1.12. Schubräder

und

Klauenschaltung

2 3

•i

Bild 1.13. Schubräder und

Klauenschaltung

Vierganggetriebe: Dauereingriffsräder antriebsseitig (Bild 1.11). Einfache Schubräderschaltung: Diese Anordnung ist nur noch in billigen Fahrzeugen verwendet. Bild 1.12 und 1.13 zeigt den 3.Gang in Dauereingriff: Diese Anordnungen sind sehr stark verbreitet.

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1.1 Getriebe

Bild 1.14 zeigt den 2. und 3. Gang in Dauereingriff (Aphon): Die Räder sind einzeln im Gehäuse gelagert und dadurch sehr laufruhig. Vierganggetriebe mit An- und Abtrieb auf verschiedenen Wellen und ohne direkten Gang (Bild 1.15): Diese Bauart hat dort Bedeutung, wo keine besonders großen Übersetzungen verlangt sind, weil jede Gangstufe in einem einzigen Rad-