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Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Planetenradwechselgetriebes oder-Wechsel-und -wendegetriebes, dessen Übersetzung in jedem Verhältnis, gleitend zwischen Null und Eins, während des Betriebes geändert werden kann, ohne dass bei einer Übersetzung unter 1 Verluste durch Abbremsung eines erheblichen Teiles der übertragenen Leistung entstehen. Vielmehr tritt nur der Verlust ein, der infolge der Energieumsetzung in einem Treibmittelerzeuger und einem von dem erzeugten Treibmittel gespeisten Motor entsteht. In der Regel ist dabei der Anteil der übertragenen Gesamtenergie gering, der durch den Treibmittelerzeuger und Motor geht.
Das neue Getriebe bietet ferner gegenüber bekannten Wende-und Wechselgetrieben folgende Vorteile :
Es ermöglicht eine ununterbrochene Steigerung der Geschwindigkeit von Null bis zum Höchstwert während des Umlaufes der treibenden und getriebenen Welle und sichert dadurch ein stossfreies Anfahren. Das Getriebe ermöglicht das Anfahren bei voller Umlaufzahl der treibenden Welle, d. h. bei voller Leistung des Antriebsmotors. Es bildet eine elastische Kupplung, da es Stösse aufnimmt : es dient zugleich als Übersetzungsgetriebe und als Kupplung : es verhindert eine Überlastung der treibenden Welle, weil es die Drehzahl der getriebenen Welle bei Überschreitung einer bestimmten Beanspruchung selbsttätig heruntersetzt.
Die im Leerlauf in den Planetenrädern aufgespiecherte Energie wird beim Anfahren dem angetriebenen Teil übertragen.
Bekannt sind für ähnliche Zwecke Planetenradgetriebe mit zwischen zwei Glieder eingefügter regelbarer Bremse. Die Erfindung beruht darauf, dass die Bremse aus einem Treibmittelerzeuger und einem durch das erzeugte Treibmittel gespeisten regelbaren Motor besteht. Zur Ansführung dieser Einrichtung wird die treibende Welle ausser mit einem Glied des Planetenradgetriebes mit dem einen Teil des Treibmittelerzeugers und mit dem Läufer des durch das erzeugte Treibmittel gespeisten Motors, ein anderes Glied des Planetenradgetriebes mit dem andern Teil des Treibmittelerzeugers verbunden und der etwa vorhandene Ständer des vom Treibmittel gespeisten Motors mit dem Getriebegehäuse steht fest.
Die Zeichnung zeigt zwei für Kraftwagen bestimmte Ausführungsbeispiele des Getriebes.
Fig. 1 ist ein Längsschnitt, Fig. 2 ist ein Querschnitt nach A-B der Fig. 1, Fig. 3 ein Teil eines Längsschnittes durch eine zweite Ausführungsform.
Die treibende Welle- ist fest mit einem Rad J und einer sich anschliessenden Hohlwelle 6 verbunden. Das Rad 5 enthält eine Zahnradpumpe, die aus den Rädern 7 und 8 besteht und ein Reaktions-
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kanal 13 fliesst das Treibmittel dem Kanal 9 zu. Die Zahnradpumpe erzeugt also ein Treibmittel, das in dem Reaktionsrad, als dem Läufer eines Motors, ausgenutzt wird. Ein Sicherheitsventil 14 führt aus dem Druckraum der Zahnradpumpe in das Gehäuse. Die Öffnung des Sicherheitsventils ist so ange
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Gehäuse 12 übertritt ; die Mündung des Sicherheitsventils 14 ist also düsenartig gestaltet.
Der Kanal 9 kann durch einen Drosselschieber 15 geschlossen werden, dessen Vorderfläche gleichfalls bei der Öffnung eine Düsenform bildet. Zum Öffnen und Schliessen dient eine Welle 16, in deren schraubenförmigen Schlitz 17 ein an dem Schieber j ? J fest angebrachter Qt : erstift 18 eingreift. Ein mit Vierkant auf die
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Welle 16 aufgesetzter Hebel 19 greift in die eine Nut 20 einer Muffe 21, in deren andere Nut 22 ein Stell- hebel 23 eingreift. Durch Verstellung des Hebels 23 kann also der Schieber vor-und zurückbewegt werden. Die Achse des Hebels 23 wird zwecks Schaltung des Getriebes von aussen durch einenHandhebel od. dgl. bewegt.
Mit der Hohlwelle 6 ist das Sonnenrad 24 des Planetenradgetriebes verbunden. Die Planeten- radräder 25 sind in entsprechender Anzahl auf dem Planetenradträger 26 gelagert. Das Aussenrad 27 ist auf der Welle 28 aufgekeilt, an deren Ende der eine Teil der Zahnradpumpe innerhalb des Rades 5 aufgekeilt ist.
Der Planetenradträger 26 kann durch ein Bremsband 29 am Gehäuse des Getriebes festgebremst werden. Er ist am einen Ende einer die Welle 28 umschliessenden Hohlwelle 30 fest angebracht, an deren anderm Ende die eine Hälfte 31 der Vorwärtskupplung befestigt ist, während an dem zugehörigen Ende der Welle 28 die eine Hälfte 32 der Rüekwärtskupplung aufgekeilt ist. Die andere Hälfte 33 der Vorwärts- kupplung ist undrehbar, aber längsverschieblich mit dem hohlen Ende 34 der getriebenen Welle 35 ver- bunden und wird durch einen Kupplungshebel 36 gesteuert, der in die Nut einer Muffe 37 eingreift.
Die zweite Hälfte der Rüekwärtskupplung ist auf der Welle 39 aufgekeilt, die in der Hohlwelle 34 längs- verschieblich und durch einen Stift 40 mit der Muffe 4J verbunden ist, die durch den zweiten Kupplungs- hebel 42 gesteuert wird.
Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 3 dient als Treibmittelerzeuger eine Dynamo- maschine, deren einer Teil, der Läufer 43, auf der Welle 28 aufgekeilt ist, während der Ständer mit dem
Rad 5 verbunden ist. Gleichfalls mit dem Rad 5 verbunden ist der Läufer 45 eines Elektromotors, dem der von der Dynamomaschine erzeugte Strom zugeführt-wird, und dessen Ständer 46 mit dem feststehenden Getriebegehäuse 12 verbunden ist. Die Regelung erfolgt durch Änderung der Feldstärke oder durch Vorschaltwiderstände. Um den zu erwartenden Schlupf bei unmittelbarer Kupplung der treibenden und getriebenen Welle auszuschalten, kann eine elektromagnetische Kupplung oder ein Zusatzstrom verwendet werden, der einer ändern Kraftquelle entnommen wird.
Die Wirkung des Getriebes ist die folgende :
Die Welle 4 treibt das Rad 5 und das Sonnenrad 24. Läuft dies mit anderer Geschwindigkeit um, als das Aussenrad 27, so arbeitet der Treibmittelerzeuger 7/8, entnimmt Flüssigkeit aus dem Sehaufel- radgehäuse 11 und speist damit den Läufer 9 des Motors. Wird das Treibmittel nicht gedrosselt, d. h. ist der Schieber offen, so wird die gesamte, in dem Treibmittelerzeuger verbrauchte Leistung dem Rade 5 durch den Motor wieder zugeführt. Es entstehen also keine Leistungsverluste bis auf die durch den Wirkungsgrad der beiden Maschinen bedingten. Je nach der Abweichung der Umlaufzahl des Aussenrades 27 und der Welle 28 von der Umlaufzahl des Sonnenrades 24 ändert sich auch die Umlaufzahl des Planetenradträgers 26 und der Hohlwelle 30.
Die verschiedenen Umlaufzahlen kann man durch Einschaltung der Vorwärtskupplung auf die getriebene Welle 35 übertragen.
Beim Anfahren ergeben sich folgende Vorgänge : Die Welle 4 habe ihre gewöhnliche volle Umlaufzahl, die Welle 35 stehe still, der Schieber 15 sei völlig geöffnet. Der Treibmittelerzeuger und der von ihm gespeiste Motor arbeiten dann im Leerlauf, die Welle 28 findet nur geringen Widerstand, daher wird der Planetenradträger 26 ganz oder nahezu still stehen, das Aussenrad 27 wird die der Übersetzung 24/27 entsprechende Rückgesehwindigkeit haben, wie die Vorwärtsgeschwindigkeit der Welle 4 des Sonnenrades 24. Wird nun die Vorwärtskupplung 31/33 eingeschaltet, so wird der Planetentradträger 26 zunächst vollständig festgehalten. Im übrigen ändert sich nichts an dem Leerlaufzustand.
Erst wenn durch den Hebel 23 die Muffe 21 verschoben und der Schieber 15 allmählich geschlossen wird, erfolgt eine Erhöhung des Widerstandes im Treibmittelerzeuger, weil das Treibmittel auf eine höhere Austrittsgeschwindigkeit gebracht wird, was notwendig einen höheren Druck voraussetzt. Das bewirkt eine Verringerung der Umlaufzahl der Welle 28 und des Aussenrades 27. Dem entspricht ein langsames Anlaufen des Planetenradträgers 26 und damit der getriebenen Welle 35. Mit fortschreitender Verengung des Austrittsquerschnittes des Treibmittels vermindert sich gleitend die Umlaufzahl des Aussenrades 27, geht über Stillstand zum Vorwärtslauf über und wird schliesslich gleich der Umlaufzahl des Sonnenrades 24, wenn das Treibmittel durch den Schieber 15 vollständig abgesperrt ist.
Dann sind Treibmittelerzeuger, zugehöriger Motor und das Planetenradgetriebe gesperrt, und die Welle 4 treibt die Welle 30 und 35 unmittelbar an.
Wird die Welle 35 beim Vorwärtsgang überlastet, so erhöht sich der Druck des Treibmittels bis zur Öffnung des Sicherheitsventils 14. Der Widerstand des Treibmittelerzeugers verringert sich. Das Aussenrad 27 bleibt hinter dem Sonnenrad 24 zurück, und die Unmlaufzahl der getriebenen Welle sinkt entsprechend.
Bleibt der Schieber 15 in einer Zwischenstellung stehen, so findet alsbald ein Ausgleich zwischen der Umdrehungszahl der Welle 28, der Lieferung des Treibmittelerzeugers und dem Verbrauch des davon getriebenen Motors statt, so dass der Wirkungsgrad wieder entsprechend steigt, während die Welle 35 sich mit einer zwischen Null und der Umlaufzahl der Welle 4 liegenden Umlaufzahl dreht.
Für den Rückwärtsgang ist in dem Ausführungsbeispiel nur eine unveränderliche Geschwindigkeit vorgesehen. Wird bei leerlaufenden Welle 4 der Planetenradträger 26 d : ; reh das Bremsband 29 am Ge-
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bleibt in diesem Falle offen.
Wird für den Rückwärtsgang ein gleicher Geschwindigkeitsweehsel, wie für den Vorwärtsgang
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bindung des Planetenradträgers 26 und des Aussenrades 27 mit den zugehörigen Wellen erfolgen.
Die Bremse 29 kann beim Vorwärtsgang als Getriebbremse verwendet werden.
Wesentlich für die Erfindung ist, dass die Relativdrehzahl zweier Planetenradglieder durch Bremsung geändert und die dafür aufgewendete Arbeit zurückgewonnen wird. Dadurch wird dem Getriebe für jede gewünschte Übersetzung ein guter Wirkungsgrad gesichert. Jedoch lässt sich die Verbindung des Treibmittelerzeugers mit dem von dem Treibmittel gespeisten Läufer auch für sich als Übersetzungsgetriebe anwenden und ergibt eine elastische, nicht überlastbare Kupplung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Planetenradwechselgetriebe oder-Wechsel-und-Wendegetriebe mit zwischen zwei Glieder eingefügter regelbarer Bremse, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremse aus einem Treibmittelerzeuger und einem durch das erzeugte Treibmittel gespeisten regelbaren Motor besteht.