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Geschwindigkeitswechselgetriebe mit selbsttätigem Wechsel des Übersetzungs- verhältnisses, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Gegenstand der Erfindung ist ein auf rein mechanischen Prinzipien basierendes Wechselgetliebe, das selbsttätig eine kontinuierliche Variation des Übersetzungsverhältnisses innerhalb weiter Gienzen ermöglicht.
Die Zeichnung stellt mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dar. Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Vertikalschnitt der Gesamtanordnung. Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach a-b der Fig. 1 ; Fig. 4 einen Schnitt nach c-d der Fig. l ; die Fig. 5 stellt eine abgeänderte Ausführungsform dar.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 die treibende, im Sinne des Pfeiles P umlaufende Welle, die mit einem Gewinde 2 versehen ist, in das das Innengewinde 4 einer Trommel.'3 eingreift, die mit Aussengewinde 4' und zwei seitlichen Scheiben 5, 5'versehen ist. In das Aussengewinde 4'der Trommel greift das Innengewinde der Nabe 6 einer Schwungscheibe 7 ein. Zwischen den beiden Scheiben o, sind Federn 8, 8' vorgesehen, die sich einerseits gegen diese Scheiben, anderseits gegen die Schwungscheibe 7 abstützen, so dass beim Verschrauben der Schwungscheibe 7 längs der Trommel 3 jeweils die eine dieser Federn gespannt, die andere entspannt wird.
Zwischen der linken Tremmelscheibe @ 5 und einer auf der Welle 1 in später beschriebener Weise verschiebbaren und in der gewählten Lage feststellbaren Scheibe 9 ist eine zweite stärkere Feder 10 vorgesehen, die bei einer einmal eingestellten Lage der Scheibe 9 nur dann gespannt bzw. entspannt wird, wenn die Trommel 5 sich längs des Gewindes 2 der Welle 1 verschranbt. Die Innenbohrung der Trommel 3 ist vierkantig und umfasst die gleichfalls vierkantige Hülse 11, deren Kopf zu einem Kegelrad 12 ausgebildet ist. Dieses Kegelrad-M steht mit einem Kegelrad 13 in Eingriff, das in den Wänden eines Hohlprismas 14 gelagert ist, zu dem die Welle 1 erweitert ist.
Die Welle des Zahnrades 7. 3 ist als Gewindespindel 7. 5 ausgebildet, die innerhalb des Hohlprismas 14 von einer Mutter 76 umschlossen ist, die mit dem Zahnrad 17 aus einem Stück besteht oder fest verbunden ist. Das Hohl-
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weist, an dessen beiden Schmalseiten die Gewindespindel 15, welche die ganze Länge dieses Schlitzes durchsetzt, mittels kleiner Zapfen gegen Drehung gesichert gelagert ist.
Das Zahnrad 17 arbeitet mit einem Zahnrad 22 zusammen, das mit einer Mutter 2. 3 fest verbunden ist, die so wie die Mutter 16 innerhalb des Hohlprismas 14 drehbar gelagert ist und in eine Gewindespindel 24 eingreift, die den Schlitz 25 eines Exzenters 26 durchsetzt, das ganz analog wie das Exzenter 18 mit seinem Schlitz durch das hohle Vierkantprisma 14 geführt ist und von einem Exzenterring 27 umschlossen ist, der drei oder mehrere seitlich vorspringende, gegeeinander zweckmässig um 1200 versetzte Zapfen 28 aufweist, die in Gleitsteine 29 je eines bei-30 geschlitzten Hebels-37 eingreifen.
Jeder dieser Hebel-37 umschliesst mit seiner Nabe. 32 unter Zwischenschaltung eines Kugellagers den Endzapfen 33 der Triebwelle 1.
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der durch den Pfeil pi (Fig. 3) angedeuteten Schwenkrichtung des Hebels schalten. Die Klinken werden durch geeignete Mittel, z. B. durch-Torsions- oder Blattfedern ständig in Eingriff mit dem zugehörigen Schaltzahnkranz gedrängt.
Die drei Verzahnungen jeder Muffe können, falls jeder Hebel drei Klinkenpaare trägt, gegeneinander um ein Drittel der Zahnteilung versetzt sein, um zu gewährleisten, dass tunliehst stets eine Klinke bei Beginn der Schaltsehwingung des zugehörigen Hebels in Eingriff ist und da durch Stösse zu vermeiden.
Doch kann man, ohne an der Erfindungsidee etwas zu ändern, bei einfachen Ausführungen auch an jeder Muffe nur einen einzigen Zahnkranz und ein Klinkenpaar anordnen, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Um die Reibungsverluste möglichst herabzumindern, ist das Endlager 41 der Welle 1 bzw. ihres
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ausgebildet.
Auf der Hohlwelle 39 sind die beiden Kegelräder 43, 44 verschiebbar aufgekeit, von denen das
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das Kegelrad 49 hingegen mit dem zugehörigen Kegelrad 52 der Welle 46 ausser Eingriff steht.
Die Einrichtung wirkt folgendermassen : Die von einer beliebigen Kraftquelle getriebene Welle 1 betätigt durch Vermittlung der Exzenterscheibe 26 den Exzenterring 27, der durch Vermittlung der Teile 28,
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räder 43, 44 übertragen, von der Muffe. ? auf die Vollwelle 40 und deren Kegelräder 49, 50. Bei der in Fig. 1 angenommenen Stellung dieser vier Kegelräder ist das Kegelrad 43 in Eingriff mit dem Kegelrad 45 der Welle 46, desgleichen das Kegelrad 50 mit dem Kegelrad 61 der Welle 48. Angenommen 46 und 48 seien die beiden Hinteraehsstummel eines Kraftwagens, so ergibt ein Verfolgen des durch die Hebelschwingungen bewirkten Drehsinnes, dass beide Achsstummel im Sinne der gleichen Fahrtrichtung angetrieben werden.
Verschiebt man die auf ihren Achsen gleitbar angeordneten Kegelräder mittels der Muffen 53, 54 und 55 so, dass die Räder 44, 49 mit den Rädern 47 und 52 in Eingriff kommen, die Räder 43 und 50 ausser Eingriff gebracht werden, so wird, wie leicht zu ersehen ist, der Drehsinn der Welle 46, 48 umgekehrt oder auf den Kraftwagen angewendet, die Rückwärtsfahrt eingeschaltet.
Bei der bisherigen Betrachtung war vorausgesetzt, dass die getriebene Welle 1, 14, 33 durch das in ihrer hohlprismstischen Erweiterung gehg (rtr Kegrlrad 13 mit der Hülse 11, der Trommel. 3 und der Schwungmasse 7 als gekuppeltes Ganzes umlauft. Es sei nun angenommen, der Fahrtwiderstand nehme plötzlich zu, so dass die treibende Welle mit abnebnifnder Drehzahl umlauft, während das zur Überwindung des Fahrtwiderstandes notwendige, auf die Schwinghebel 31 auszuübende Moment eine plötzliche Steigerung erfährt. Auch sei zur Vereinfachung der Betrachtung vorausgesetzt, dass die Masse der Trommel 3 einen gegenüber der Masse der der Schwungscheibe 7 vernachlässigbar kleinen Wert hat.
Es wird nun vorerst infolge seines Beharrungsvermögens des Trägheitsrad 7' seine Tourenzahl beibehalten, während die durch die Kegelradübertragung 12, 13 mit der treibenden Welle gekuppelte Trommel : ; den Tourenabfall der treibenden Welle mitmacht. Es tritt daher ein Verschrauben der Schwungmasse 7 im Aussengewinde 4 der Trommel i ein, und zwar so lange, bis der Widerstand der hiedurch immer stärker gespannten Feder 8 das Rad 7 und die Trommel 3 miteinander gekuppelt und die Trommel 3 sich im Steilgewinde 2 der Welle 1 nach links verschraubt, so dass die Hauptfeder 10 des Getriebes gespannt wird. In dieser Periode findet ein Abwälzen des Kegelrades.
M am Kegelrad 12 statt, so dass das ersterwähnte Kegelrad samt seinem Stirnrad 17 im Sinne des Pfeiles P4 umlauft und bewirkt, dass die Stirnräder 17, 22
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entgegengesetzte axiale Längsverschiebungen erteilen.
Es verschieben sich mit der Spindel 24 die Exzenter 18 und 26 im Sinne einer Verringerung ihrer
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Die Amplituden, mit denen die Ansätze 28 des Exzenters auf die Schwinghebel. 37 einwirken und. damit die von der Welle 1 pro Umdrehung verrichtete Arbeit nehmen so lange ab, bis die treibende Welle 1
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der Trommel 3 und der Schwungmasse 7 als gekuppeltes Ganzes umlauft.
Nimmt der Fahrtwiderstand plötzlich ab, so spielt sich der umgekehrte Vorgang ab. Die Schwungmasse 7 kann der sprunghaften Tourensteigerung nicht folgen und versehraubt sich im Trommelaussen- gewinde 4 entgegengesetzt dem Pfeil Pg so lange, bis die steigende Fedeneaktion 5' die Schwungscheibe 7 mit der Trommel. 3 kuppelt und diese sich im Gewinde 2 der Welle 1 nach rechts verschraubt. Während dieser Periode findet ein Abwälzen des Kegelrades 7. 3 in entgegengesetzter Richtung statt, wie bei plötz-
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Zunahme der Exzentrizitäten. Die Amplituden, mit denen das Exzenter 26 durch seine Ansätze 28 auf die Schwinghebel einwirkt, nehmen zu, desgleichen die pro Umdrehung von der treibenden Welle 1 geleistete Arbeit.
Es wird daher schliesslich die Drehzahl der treibenden Welle wieder ihre Normalzahl allerdings mit grösseren Betätigungsamplituden erreichen. Welle 1, Trommel. 3 und Schwungmasse 7 laufen dann wieder als gekuppeltes Ganzes um.
Um die Anfangsspannung der Hauptfeder einstellen zu können, ist der linke auf der Welle 1 verschiebbar angeordnete Federteller 9 mit einem bei 57 drehbar gelagerten Rahmenhebel 58 dadurch gekuppelt, dass beidseitig angeordnete Bolzen 59 mit Gleitsteinen 60 versehen sind, die in Schlitze 61
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fixiert werden kann. Es ist klar, dass sowohl das Gewinde 2 als auch 4 als Steilgewinde mit einer den Reibungswinkel übersteigenden Neigung ausgeführt werden können, in welchem Falle die Federn 8. 8' bzw. die Feder 10 eine rückführende Wirkung ausüben.
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oder eine mit ihr gekuppelte Welle bezeichnet, die wie gemäss Fig. 1, 2 durch Vermittlung des Exzenters 26, der Schwinghebel. 0 und geeigneter Leerlaufanforderungen auf die getriebene Welle wirkt.
Auf der Welle 1 ist eine Muffe 70 axial verschiebbar aufgekeilt, deren Bund 71 der Feder 10 als rechter Anschlag dient, während sieh das linke Ende dieser Feder gegen den Federteller 9 abstützt, der auf der Welle 1, wie bei der ersten Ausführungsform, durch die Anordnung 57-61 behufs Regulierung der Federspannung verschoben werden kann.
Mit der Gleitmuffe 70 ist das Exzenter 26 durch die Schiene 72, das Exzenter 18 durch die Schiene zu gelenkig verbunden. Die beiden Exzenter sind, wie gemäss Fig. 1, 2 geschlitzt und durch die prismatische Ausbildung 14 der Welle geführt. Durch entsprechende Angüsse 74 erhält jedes der beiden Exzenter
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eine solche Massenverteilung, dass unausgegliciiene Fliehkräfte auftreten, welche die Tendenz haben, die Exzentrizität zu vergrössern, d. h., die Muffe 7C unter steigender Federspannung 10 auf der Welle 1 nach links zu verschieben.
Die infolge der Fliehkraft auftretenden Exzenterversehiebungen sind dadurch miteinander in zwangläufige Verbindung gebracht, dass jedes der beiden Exzenter eine Zahnstange 75 aufweist, welche Zahnstange in ein Zahnrad 76 in der aus Fig. 4 ersichtlichen Weise eingreifen, das im Hohlprisma 14 gelagert ist, zu dem die Welle erweitert ist und das wie bei der ersten Ausführungsform
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Die Einrichtung wirkt in der Weise, dass die bei plötzlicher Abnahme des Widerstandes an der getriebenen Welle auftretende Drehzahlsteigerung bewirkt, dass sich das Exzenter 26 und mit ihm das Ausgleichsexzenter 18 im Sinne einer Vergrösserung der Exzentrizität verschiebt, so dass die Amplituden, mit denen das Exzenter 26 die Schwinghebel. 31 betätigt, zunehmen.
Bei plötzlicher Steigerung des Fahrtwiderstandes hingegen nimmt die Fliehkraft der unausgeglichenen Exzentermassen infolge des eintretenden Tourenabfalles ab, die Federspannung 10 bekommt die Oberhand und verschiebt die Muffe 70 nach rechts, so dass die Exzentrizitäten abnehmen und dementsprechend auch die Amplituden, mit denen
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normal bleibender Drehzahl der Kraftquelle überwunden werden kann.
Ein besonderer Vorzug der Verwendung eines frei drehbaren Exzenterringes besteht darin, dass
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hebel auf den gemeinsamen Exzenterring elastisch ausgleichen. Wird das Gewinde der Spindel 24 als Steilgewinde mit einem Winkel ausgeführt, der grösser ist als der zwischen dieser Spindel und ihrer Mutter 23 wirksame Reibungskoeffizient, so wird das Exzenter 26 bei plötzlicher Blockierung eines oder mehrerer Schwinghebel von der auftretenden Reaktion der blockierten Hebel in die Leerlaufstellung gedrängt (Exzentrizität = 0) und jede Bruchgefahr vermieden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gesehwindigkeitswechselgetriebe mit selbsttätigem Wechsel des Übersetzungsverhältnisses, bei welchem ein mit der treibenden Welle umlaufendes Organ durch Vermittlung schwingender Schaltkörper die angetriebene Welle mit einstellbaren Amplituden in Umlauf versetzt, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Organ als verstellbares Exzenter (26) ausgebildet ist und mit der treibenden Welle überdies
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und damit die Amplitude, mit denen die schwingenden Schaltkörper (. 31) auf die getriebene Welle wirken, so ändert, dass die treibende Welle nach kurzem Regelvorgang wieder ihre normale Drehzahl erlangt.