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Schaltwerksgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung befasst sich mit Schaltwerksgetrieben. insbesondere solchen für Kraftfahrzeuge mit Freilaufschaltwerken. Sie hat zum Ziel, ein Schaltwerksgetriebe und damit ein Übertragungssystem von grösstmöglicher Ökonomie zu schaffen. Sie geht aus von den bekannten Getrieben dieser Art. bei denen die hin und her gehende Bewegung der Schalthebel durch Nocken. Exzenter od. dgl. bewirkt wird. Bei solchen Schaltwerksgetrieben ist es üblich, entweder die Schaltwerke mit der treibenden oder angetriebenen Welle umlaufen und die Nocken im Verhältnis zu ihnen stillstehen zu lassen oder umgekehrt die Nocken umlaufen und die Schaltwerke stillstehen zu lassen.
Gemäss der Erfindung sollen nun die Schaltwerke und die Nocken umlaufen, u. zw. die ersteren in Abhängigkeit von der treibenden Welle und die letzteren in Abhängigkeit von der angetriebenen Welle oder umgekehrt. Dies hat zur Folge, dass schon vom Beginn der Drehung der angetriebenen Welle (oder Sekundärwelle) an der Teil der Motorleistung, der dem augenblicklichen Drehmoment des Motors und der Drehzahl der angetriebenen Welle entspricht, vom Motor unmittelbar auf die angetriebene Welle und damit gegebenenfalls auf die Antriebsräder des Wagens übertragen wird. Das Schaltwerk selbst hat jeweils nur den übrigbleibenden Teil der Motorleistung zu übernehmen, der zur Erhöhung des Drehmomentes auf der angetriebenen Welle dient.
Je höher die Drehzahl der angetriebenen Welle wird, desto geringer wird selbsttätig der Anteil der Leistung, die durch das Schaltwerk geht. Wird diese gleich Null, so erfolgt direkte Übertragung.
Nach der erfindungsgemässen Ausführung, nach der z. B. die Nocken auf der angetriebenen Welle angebracht sein mögen und die Schaltwerke am Schwungrad des Antriebsmotors, also an der treibenden Welle, wird zu Beginn der Bewegungsaufnahme eine grosse Anzahl von Hüben an den Schaltwerken in der Zeiteinheit vorkommen, da die Nocken jetzt im Verhältnis zu den umlaufenden Schaltwerken praktisch stehenbleiben. Sobald die angetriebene Welle eine
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Hubzahl dauernd abnimmt, während die Dauer der Betätigung des einzelnen Schaltwerkes während eines Hubes dauernd zunimmt.
Erreicht die angetriebene Welle die Drehzahl der treibenden, d. Ii. haben Schaltwerke und Nocken gleiche Umlaufgeschwindigkeit erreicht, so tritt direkte Übertragung ein. Um dies letztere Ziel zu erreichen, ist es natürlich nötig, dass die Schalthebel und die Nocken nach Zahl. Länge und Höhe so bemessen sind, dass die maximal auf der angetriebenen Welle erzeugte Drehzahl der der antreibenden entspricht, was unter Umständen auch noch unter Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes, z. B. eines entsprechend bemessenen Zahnräderpaares, ermöglicht werden kann.
Bei der erfindungsgemässen Verwendung von Nocken auf einer der Wellen, die zur Betätigung der Schaltwerkshebel auf der andern Welle dienen, ist es im weiteren Ausbau der Erfindung zweckmässig, die Regulierungsmöglichkeit dadurch vorzusehen, dass man die Nocken in der Wellenrichtung abschrägt und auf der Welle, auf der sie sitzen, verschiebbar macht, so dass es möglich wird, den Hub der Scha1twerkshrbel zu verändern. Dies kann einmal durch willkürliche Verschiebung der Nocken auf der Welle durch bekannte Mittel geschehen, dann
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aber auch selbsttätig, z.
B. durch einen Fliehkraftregler, der bestrebt ist, die Nocken so zu verschieben, dass der Hub der Schalthebel möglichst gross wird, während die Reaktion der Schalthebel auf die Nocken die umgekehrte Verschiebungstendenz auf diese erzeugt.
Da unter Umständen bei einem solchen Schaltwerksgetriebe Gefahr besteht, dass unbeabsichtigterweise das Getriebe in Wirksamkeit tritt, soll erfindungsgemäss dieser Möglichkeit dadurch vorgebeugt werden, dass die willkürliche Verschiebeeinrichtung der Nocken mit dem Fahrzeugbremshebel so verbunden wird, dass im Bremszustand die Nockenhöhe gleich Null und somit unbedingt Leerlauf gewährleistet ist. Nebenbei sei noch bemerkt, dass natürlich zur Durchführung der Erfindung nicht unbedingt notwendig ist, dass Schaltwerke und Nocken mit der gleichen Umdrehungszahl umlaufen wie die Wellen, an denen sie angeordnet sind, sondern es ist sehr wohl möglich, dass bei den Schaltwerken oder bei den Nocken oder bei beiden eine Über-oder Untersetzung der Drehzahl-der sie antreibenden Welle eingeschaltet wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Fig. 1 ist ein Querschnitt durch das Getriebe, u. zw. im linken unteren Viertel nach der Linie A-A, in der oberen Hälfte nach der Linie B-B, im rechten unteren Viertel nach der Linie C-C (Fig. 2).
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt nach Linie D-D (Fig. 1).
Mit dem Schwungrad d des Antriebsmotors dreht sich konzentrisch die Keilwelle f2 und auf ihr der Nocken c. Um dieselbe Drehachse sitzen die Schaltwerke a (z. B. vier Stück), in dem Gehäuse e und der Lagerscheibe e1 mittels der Schaltwerkswellen a2 drehbar gelagert.
Das Gehäuse e ist mit der Welle f3 starr verbunden. Die auf den Schaltwerl, swellen a2 durch die Kugellager a9 drehbar angeordneten Hülsen ssg tragen die Schaltwerkshebel al, welche durch die an Zapfen a4 befestigten Zugfedern ag auf den Nocken c aufgepresst werden. Bei der Drehung des Nockens c wird jeder Schaltwerkshebel al in hin und her gehende Drehbewegung versetzt und durch Vermittlung einer Freilaufvorrichtung a7 beliebiger Bauart diese Bewegung in eine Bewegung nur nach der einen Richtung auf die Schaltwerkswellen a2 übertragen. Ein mit jeder dieser Welle a2 verbundenes Zahnrad a10 greift in ein Zahnrad f1 ein, das auf der Welle f3 drehbar gelagert ist.
Die Welle f3 lagert mit dem einen Ende mittels Büchse 5 auf dem zapfenförmigen Ende der Keilwelle/a und mit dem andern Ende in Kugellagern f4 des stillstehenden Gehäuses M. Die Welle f3 überträgt die Kraft auf das Hinter-
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die Umschaltung des Antriebs auf Rückwärtsgang ermöglicht. Die Veränderung der Grösse der Bewegung der Schaltwerkshebel al des Getriebes wird bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass der Nocken c in axialer Richtung schräg gestaltet ist und auf der Keilwelle f2 entsprechend verschoben werden kann, um die Schalthebel al an verschiedenen Stellen der Höhe des Nockens angreifen zu lassen.
Zur selbsttätigen Veränderung des Schaltwerkhebelhubes dienen zwei oder mehrere im Schwungrad d gelagerte, durch Zentrifugalkraft ausschwingende Hebel i, welche mit dem Gewicht g versehen sind. Diese Hebel greifen an dem Nocken c an und verschieben ihn während ihres Schwingens in der angegebenen Pfeilrichtung (nach rechts). Durch diese Verschiebung werden allmählich die Hübe der Schaltwerkshebel al. vergrössert. Für die willkürliche Verschiebung des Nockens c kann ein Hebel vorgesehen sein, welcher an einem weiteren, mit dem Nocken c durch Druckstange 73 und Querbolzen 15 verbundenen Schleifring 14 angreift.
Man kann sich zunächst das Gehäuse e und somit die Schaltwerke a festgehalten und das Zahnrad 11 frei drehbar denken. Bei einer Drehbewegung des Schwungrades d und des Nockens c wird sich das Zahnrad f1 entsprechend den Verhältnissen der Schaltwerkshebel a1
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die Welle 13 mit dieser Drehzahl im selben Sinne wie Schwungrad und Nocken drehen und sich am Zahnrad f1 nur abwälzen, wobei dieses den Reaktionsdruck aufnimmt.
Diese Anordnung hat den Vorteil, dass durch dieselbe Drehrichtung von Nocken und ganzem Schaltwerkssystem ihre Relativgeschwindigkeit und die in der Zeiteinheit betätigte Hubzahl immer mehr abnimmt, bis sie dann zu Null wird, wenn die Drehzahlen der beiden Teile gleich werden. Der Hebelmechanismus bewegt sich immer langsamer, bis er im obigen Fall, der dem direkten Gang entspricht, ganz zur Ruhe kommt.
In diesem Zustand wird auch der Reaktionsdruck auf das Zahnrad 11 zu Null, so dass dieses vom ganzen Schaltwerkssystem mitgenommen würde, wenn sich die starre Verbindung desselben mit dem festen Gehäuse n nun lösen könnte. Dies ist möglich durch den Einbau
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in Verbindung steht u. zw. so, dass bei arbeitendem Schaltwerksmechanismus die Reaktion auf das Zahnrad i durch den Freilauf vom Gehäuse n aufgenommen wird, während sich das
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Zahnrad fl in demselben Drehsinn wie das Schwungrad frei drehen kann. Nähert sich also die Drehzahl von 13 der Drehzahl des Schwungrades d, so wird sich allmählich das Zahnrad fl selbst mit dem ganzen System im Sinne des Schwungrades zu drehen beginnen.
Die Drehzahl der Welle fs kann ohne Berücksichtigung der Reibungsverluste im Getriebe nur angenähert gleich der des Schwungrades < 7 werden. Tatsächlich wird jedoch die direkte
Mitnahme des ganzen Systems samt Zahnrad 1i dann eintreten, wenn die Belastung der Welle 13 gleich oder geringer ist als die Reibungsverluste im Getriebe.
PATENT-ANSPRÜCHE.
1. Schaltwerksgetriebe mit Freilaufschaltwerken. bei denen die hin und her geltende
Bewegung der Schalthebel durch Nocken od. dgl. erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken in Abhängigkeit von der treibenden Welle und die Schaltwerke in Ab- hängigkeit von der angetriebenen Welle umlaufen oder umgekehrt.