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Getriebe.
Gegenstand der Erfindung ist ein Getriebe, bei welchem durch schwingende Massen das Dreh- moment einer gleichförmig bzw. regelmässig umlaufenden, treibenden Welle auf eine getriebene Welle übertragen wird, die gegen ein veränderliches Drehmoment arbeitet, wobei dieses Drehmoment sich dann selbsttätig vergrössern soll, wenn das Verhältnis der Geschwindigkeiten zwischen der treibenden und der getriebenen Welle wächst und sich gleichfalls verringern soll, wenn dieses Verhältnis abnimmt.
Das wesentliche Kennzeichen des neuen Getriebes besteht darin, dass die wechselnde oder sinusförmige Bewegung, die von der treibenden Welle erhalten wird, in wechselnde Bewegungskomponenten von derselben Frequenz zerlegt wird, wobei die eine Komponente ohne Energieverbrauch einer Masse eine Wechselbewegung beiderseitig einer Mittelstellung erteilt, während die andere Komponente gleichgerichteten Schaltvorrichtungen eine Wechselbewegung erteilt, so dass bei jeder Umdrehung der treibenden Welle mindestens zwei Impulse der getriebenen Welle mitgeteilt werden.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1 und 2 schematische Anordnungen gemäss der Erfindung. Fig 3 lässt diogrammatisch die Kräfte erkennen, die bei einer Ausführungsform wirksam werden. Fig. 4 ist ein Kurvenbild, welches die verschiedenen relativen Werte zwischen der Geschwindigkeit der Antriebsquelle, dem Drehmoment der getriebenen WeHe und der Geschwindigkeit derselben erkennen lässt, wenn das Drehmoment der Antriebsquelle konstant gehalten ist. Fig. 5 ist eine schematische Draufsicht auf eine gemäss der Erfindung gebildete Ausführung. Fig. 6 ist ein zugehöriger Querschnitt. Fig. 7 ist ein Schnitt durch den angetriebenen Rotor. Fig. 8 ist ein Axialschnitt durch denselben.
In dem in Fig. 1 dargestellten Diagramm ist die Kurbel 2 der treibenden Welle 1 direkt mit einem fliegenden Gelenk 11 verbunden, welches eine Masse 12 trägt. An einen Zwischenpunkt des Gelenkes sind zwei Verbindungsstangen 8-9 angeschlossen, die als zwei gleichgerichtete Antriebselemente auf den Rotor 10 wirken.
Es ist ersichtlich, dass, wenn eine vertikale Schwingbewegung der Masse eintritt, wie auch, wenn eine horizontale Bewegung erfolgt, diese unwesentlich ist, wenn die Schwingungsamplitude der Masse 12 beträchtlich zu der Länge der Kurbel 2 ist. Wenn es gewünscht ist, die Trägheitskräfte auszugleichen, können zwei oder mehrere der : beschriebenen Systeme auf derselben antreibenden oder getriebenen Welle befestigt werden, wobei die Phasenwinkel. zwischen den Kurbeln in entsprechender Weise gewählt sind.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 liegt die Antriebswelle J rechtwinkelig zur getriebenen Welle 16,
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zur Mitte hin mit einer Kurbel 14 der schwingenden Schwuneseheibe je verbunden ist. Das andere Ende des fliegenden Gelenkes 13 ist durch Stangen 8 und 9 mit den, gleichgerichteten Antriebsvorriehtungen verbunden.
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Ende des fliegenden Gelenkes 13 verbunden, dessen oberes Ende mit einer Kurbel 14 vereinigt ist, welche sich mit der schwingenden Schwungscheibe M bewegt. Das Gelenk 13 ist oberhalb seiner Mitte durch die Stangen 8 und 9 mit der gleichgerichteten Antriebsvorrichtung für den Rotor 10 verbunden ; in allen Diagrammen sind die festen Drehpunkte durch 20 angegeben.
Es ist ersichtlich, dass bei allen schematischen vorbeschriebenen Anordnungen unter Vernach- lässigung der Trägheit der schwingenden Masse die Bewegung der antreibenden Teile unbestimmt ist.
Es ist demgemäss notwendig, die Stabilität des Systems, wenn es sich in Bewegung befindet, zu betrachten,
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wodurch das ganze Systemounstabil werden würde mit dem Ergebnis, dass die Gelenkverbindungen zerbrochen würden.
Um dieses zu erläutern, sind die Kräfte, die in den verschiedenen Teilen der Vorrichtung gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wirksam sind, in Fig. 3 eingezeichnet. Betrachtet man die Gleichgewichtsstellung der schwingenden Schwungscheibe 15, so kann gezeigt werden, dass die Resultante der Eompressionskräfte, welche durch die Verbindungsstange 8 übertragen werden, immer zwischen den gestrichelt gezeichneten Linien a1 und a4 sich befinden, während die Zugresultanten, welche durch die Stange 3 übertragen wird, immer zwischen den Linien a2 und a3 sein wird.
Es muss festgestellt werden, dass entgegengesetzte Drucke in den Stangen 8 und 9 durch die Trägheit der zurückgehenden Teile in dem gleichgerichteten Antriebe erzeugt werden, und dass diese Drücke stets sehr klein sind im Vergleich zu den antreibenden Kräften. Infolgedessen werden bei dieser Anordnung die resultierenden Kräfte, welche auf die Schwungscheibe 15 einwirken, abwechselnd nach links oder nach rechts und immer nach einer Richtung verlaufen, die von der Achse der Schwungscheibe weggerichtet ist, so dass die Stabilität des bewegenden Systems aufrechterhalten wird.
In dem Schema (Fig. 4) wird die Geschwindigkeit v der getriebenen Welle als Abszisse betrachtet, wobei das Drehmoment durch die Ordinaten der Kurve z angedeutet wird. Die Geschwindigkeit des Antriebsmotors ist durch die Ordinaten der Kurve u angegeben, während das Drehmoment der treibenden Welle konstant gehalten wird. Aus diesen Kurven ist ersichtlich, dass, wenn die Geschwindigkeit der getriebenen Welle einen bestimmten Betrag überschreitet, das Drehmoment der getriebenen Welle das Bestreben hat, unter einen bestimmten Wert zu fallen, und die Geschwindigkeit der Antriebsquelle sich in geradlinigem Verhältnis mit der der getriebenen ändert, wie bei einem gewöhnlichen Getriebe mit konstanter Übersetzung.
Wenn anderseits die Geschwindigkeit der getriebenen Welle unter einen bestimmten Wert sinkt, so wächst das Drehmoment der getriebenen Welle sehr rasch und gleichzeitig nimmt auch die Geschwindigkeit des Antriebsmotors zu.
In den Fig. 5-8 ist ein Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung dargestellt. Gemäss demselben treibt der Antriebsmotor die Welle a an, welche eine Schwingscheibe b besitzt und durch eine Stange c mit dem Mittelpunkt eines fliegenden Gelenkes d verbunden ist. Das obere Ende dieses Gelenkes ist bei e an einem schwingbaren Hebel t gelagert, der seinerseits bei x gelagert ist und an seinem unteren Ende eine Masse g trägt. Das untere Ende des Schwinggelenkes ist durch zwei Paar Stangen h, k mit zwei Doppelarmen 1, m verbunden, die um die Achse des Rotors schwingen. An dem schwingenden Arm sind bei p1, qin entsprechender Weise zwei kreisförmige Rahmen p und q gelagert, welche die Reibungsschuhe r, s tragen (Fig. 7).
Diese ruhen auf dem Rotor auf der Umfangseite und greifen derartig an den Rotor an, dass derselbe immer in der Richtung gedreht wird, in welcher die Schuhe das Bestreben haben, sich dem Rotor zu nähern, eine Erscheinung, die deshalb eintritt, als die Lage jedes der Schuhe am Rahmen und das Lager jedes Rahmens am antreibenden Arm auf einer Linie liegt, welche nicht durch die Mitte des Rotors geht. Ferner ist der Winkel zwischen den Durchmessern, auf welche diese Lagerzapfen aufgesetzt sind, kleiner als der Reibungswinkel beim Anlassen mit dem besonderen Material, welches benutzt wird, um die Oberfläche der Schuhe und des Rotors zu bilden. Die unteren Verbindungsstangen k liegen unter Zugspannung und die oberen Stangen h unter Druck. Die Schuhe besitzen eine Länge, welche fast ein Viertel des Umfanges des Rotors umfasst.
Die Federn M dienen dazu, die Reibung der Schuhe in leichter Berührung mit dem Rotor beim Leerlauf zu halten. Genau in ähnlicher Weise angeordnete Stifte können dagegen mit oder ohne Federn für denselben Zweck benutzt werden, insbesondere dann, wo es sich um ein nachgiebiges Material wie Ferodo, Leder oder Gummi an den Schuhen handelt.
Es ist manchmal wünschenswert, einen elastischen Antrieb zwischen dem Rotor und der antreibenden Welle vorzusehen, da in den beiden für das Drehmoment entwickelten Phasen dasselbe intermittierend ist. Wenn die Trägheit an der getriebenen Welle beträchtlich ist, muss (in solch elastischer Antrieb irgend einer beliebigen Ausführung unbedingt verwendet werden.
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Tourenzahl, wobei keine Energie mit Ausnahme der verbraucht wird, die durch innere Reibungen verloren geht.
Die getriebene Welle rotiert dann mit einer entsprechenden Verminderung der Bewegung des. schwingenden Hebels, wobei das Drehmoment, welches durch den Widerstand an der getriebenen Welle überwunden wird, proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit der Antriebsquelle ist und direkt durch Kräfte erzeugt wird, welche in den Verbindungsstangen h, k vorhanden sind und die proportional dem Quadrat der Geschwindigkeit der Antriebsquelle sind.
Die relativen Werte der Geschwindigkeit und des Drehmomentes, die durch den Mechanismus hervorgerufen werden, sind annähernd aus dem Schema Fig. 4 zu ersehen, bei welchen erkenntlich ist, dass die verschiedenen Verwirklichungsformen der Erfindung, u. zw. sowohl die beschriebenen als auch andere möglich sind und schliesslich auch andere Ausführungsformen des Mechanismus verwendet werden können, welche an Stelle des gleichgerichteten Antriebsmechanismus treten sollen. Z. B. können drei Mechanismen der beschriebenen Art, die unter sich 1800 Phasendifferenz aufweisen, vorgesehen werden, um auf dieselbe Welle einzuwirken und man wird in diesem Falle eine fortlaufende Drehung an Stelle einer intermittierenden Drehung erhalten. Der gleichgerichtete Antriebsmechanismus kann ferner jede geeignete Ausführungsform besitzen.
Ferner kann an Stelle eines schwingenden Hebels eine Schwungscheibe oder eine Masse beliebiger Form verwendet werden.
Es ist ersichtlich, dass mit einem vorbesehriebenen Mechanismus eine Vertikalbewegung beiderseitig der Mitten entweder der Rotorachse oder der Achse der Masse oder der Achse der Antriebsquelle einen sehr kleinen Bewegungseffekt zeitigen wird. Ferner ist gleichfalls eine leichte Horizontalbewegung dieser Mitten zulässig. Eine abwechselnde Bewegung des Rotorzentrums in horizontaler Richtung wird sogar dazu dienen, eine leichte Vergrösserung der Rotorgeschwindigkeit zu erzeugen. Es ist deshalb möglich, bei einem solchen Mechanismus geringe Veränderungen der Entfernungen zuzulassen, die zwischen je zwei Tragzentren der getriebenen Welle der Masse und der antreibenden Welle vorhanden sind. Dies ist ausserordentlich zweckmässig bei Motorfahrzeugen, da die Teile der Apparatur auf Federn montiert werden können und teils auch direkt auf den Laufrädern sitzen können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Getriebe, bei welchem durch schwingende Massen das Drehmoment einer gleichförmig bzw. regelmässig umlaufenden treibenden Welle auf eine getriebene Welle übertragen wird, die gegen ein ver- änderliches Drehmoment arbeitet, wobei dieses Drehmoment sich dann selbsttätig vergrössern soll, wenn das Verhältnis der Geschwindigkeiten zwischen der treibenden und der getriebenen Welle wächst und sich gleichfalls verringern soll, wenn dieses Verhältnis abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die wechselnde oder sinusförmige Bewegung, die von der treibenden Welle erhalten wird, in wechselnde Bewegungs- komponenten von derselben Frequenz zerlegt wird, wobei die eine Komponente ohne Energieverbrauch einer Masse eine Wechselbewegung beiderseitig einer Mittelstellung erteilt,
während die andere Komponente gleichgerichteten Schaltvorrichtungen eine Wechselbewegung erteilt, so dass bei jeder Umdrehung der treibenden Welle mindestens zwei Impulse der getriebenen Welle mitgeteilt werden.