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Kraftübertragungsgetriebe.
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Eine andere Kupplungsmethode ist rechts auf Fig. 1 dargestellt. Es sind dort drei Bremsbacken 17 dargestellt, welche im Innern der Krone 12 angeordnet sind. Diese besitzt keine Innenverzahnung mehr, sondern an deren Stelle eine glatte Fläche, gegen welche die Bremsbacken 17 angepresst werden können. 18 bezeichnet eine gespaltene Ringfeder, welche die drei Bremsbacken nach innen zu ziehen bestrebt ist. Diese Feder ist in eine kreisförmige Nut der drei Bremsbacken eingefügt. Diese Bremsbaeken könnten ebenfalls mittels eines axial verschiebbaren konischen Zapfens auseinanderbewegt werden.
Die konischen Zapfen 5 werden mittels Hebeln 19 gesteuert, welche vom Schwungrad 3 getragen werden und durch eine Steuernocke 24, die an einem Ring 20 vorgesehen und mit einem Verbindungsgliede 22 versehen ist, verschoben werden können. Auf dem Ring 20 kann ein zweiter Ring 23 mittels einer Gabel 25 verschoben werden. Die Gabel 25 und das Verbindungsglied 22 sind je durch geeignete Verbindungsglieder mit der Steuerschraube 31 verbunden. Diese Verbindungsglieder sind nicht dargestellt.
In Fig. 2 wurde zur Erleichterung des Verständnisses ein Kurbelzapfen 9 dargestellt, obwohl sich in der Fig. 1 kein solcher Zapfen in der axialen Schnittebene befindet. Dieser Zapfen wird in einem Lager 39 geführt, welches seinerseits in einer ringförmigen Nut 40 eines Ringes 38 frei bel eglieh ist. Dieser Ring wird durch seine innere zylindrische Fläche und durch Vermittlung eines Kugellagers 29 auf der Nabe 28 einer Scheibe 26 geführt. Diese Nabe 28 ist in bezug auf die Achse 27 der Scheibe 26 exzentrisch, u. zw. um einen gleichen Betrag, wie die Achse 27 in bezug auf die Welle 8 und 21 exzentrisch ist. Die Scheibe 26 ist um die Achse 27 ihres äusseren zylindrischen Umfanges drehbar, weil sie mit diesem Umfang längs einer kreisförmigen Rippe 41, ebenfalls mit exzentrischer Achse 27, welche von Teil 2 des Gehäuses getragen wird, geführt ist.
Die Bewegung der Scheibe 26 längs dieser Rippe 41 wird durch eine Steuerschraube 33 bewirkt, welche mittels einer Verbindungsstange 31 mit einem auf der Scheibe 26 befestigten Zapfen 32 verbunden ist. 37 und 35 stellen einen Teil des zwischen der Steuerwelle und den Steuerseheiben 20 und 23 vorhandenen Verbindungsmechanismus dar, zu welchem auch die auf dem Rad 37 vorgesehene Nut 36 und Stift 36'gehören.
Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist die folgende : Die Steuerscheibe 20 wird in einer unveränder- lichen Stellung in bezug auf das Schwungrad gehalten, solange die Steuerschraube 33 nicht auf den Verbindungspunkt 22 wirkt (Fig. 3). Die Steuerschraube kann aber die Winkelstellung des Ringes 20 verändern und die axiale Verschiebung des Ringes 23 bewirken. Die Steuernocke 24, welche mit dem Ring 20 verbunden ist, ist derart ausgebildet, dass sie während einer Umdrehung den Hebel 19 einmal gegen die Scheibe 3 drückt. Daraus ergibt sich eine Zugwirkung auf den Zapfen 5, durch welche diese Welle axial verschoben und der Durchmesser des Ritzels 16 vergrössert wird und die feste Kupplung der Scheiben 4 mit den Kronen 12 entsteht.
Diese Verbindung besteht indessen gleichzeitig nur immer für eine Gruppe und während der Zeit, während welcher die Noeke 24 der Steuerscheibe vor einem der vier Hebel 19 vorbeigleitet. Man versteht, dass während eine der Kronen mit ihrer Scheibe fest verbunden ist, die Krone und Scheibe als Ganzes ein Planetenrad darstellen, dessen Achse vom Schwungrad 3 mitgeführt wird, aber welches in seiner Führung 13 beweglich bleibt. Indessen können die Scheibe 4 und die Krone 12 sich nicht drehen, wenn die Nut 40, in welcher der Zapfen 9 geführt ist, konzentrisch zur Welle 21 liegt, weil der Zapfen dann in einer unveränderlichen Entfernung von der Achse der Wellen 8 und 21 gehalten wird.
Die Reaktion der Welle 8 ist bestrebt, eine Drehung der Krone 12 um deren Achse zu verursachen, u. zw. im gleichen Sinne wie diejenige des Schwungrades und daher auch eine Drehung der den Zapfen 9 tragenden Scheibe 4. Infolge dieses Bestrebens ergibt sich, dass der Zapfen 9 mittels seines Lagers 39 einen radialen Druck gegen die eine oder andere der beiden Seitenwände der Nut 40 ausübt und dass der auf Kugeln gelagerte Ring 38 sich infolge der durch den Druck erzeugten Reibung mitdreht. Da das Moment, welches die Krone 12 zu drehen bestrebt ist, in dieser Weise durch die radiale Reaktion des Ringes 38 aufgehoben wird, so entsteht eine Bewegung, wie wenn diese Krone mit dem Schwungrad fest verbunden wäre. Sie nimmt daher das Ritzel f mit, ohne auf ihm abzurollen, wodurch der für Automobilgetriebe bekannte direkte Antrieb erhalten wird.
Dieser direkte Antrieb würde für jede Gruppe von Scheiben und Kronen nur eine Viertelumdrehung dauern, da diese Gruppen nach jeder Viertelumdrehung einander ablösen, wenn nicht eine solche Einstellbarkeit getroffen wäre, dass, wenn die Nut 40 zur Welle 8 konzentrisch liegt, der Ring 23 axial verschoben wird, um die Steuernocke 24 in ihrer Wirkung auf die Hebel 19 zu ersetzen und diese alle zusammen in derjenigen Stellung zu halten, in welcher die vier Zapfen 5 den oben genannten direkten Antrieb herstellen. Es wäre tatsächlich unnütz, diese vier Kupplungen ständig spielen zu lassen, da deren Anordnung vor allem den Zweck hat, die Geschwindigkeiten zu ändern, wie im folgenden erklärt wird.
Sobald man durch Drehen der Schraube 33 und Verschieben der Verbindungsstange 31 eine Exzentrizität der Nut 40 herstellt, verursachen die nicht dargestellten Verbindungsglieder, welche zwischen der Vorrichtung 35, 37 und der Gabel 25 angeordnet sind, dass der Ring 23 zurückgezogen wird und die Betätigung der Hebel 19 wieder der Steuernocke 24 überlässt. Diese bestimmt die Einrückung der Scheiben und Kronen jede Viertelumdrehung, wenn es wie im vorliegenden Fall vier solcher Kupplungsmechanismen gibt, oder jede Sechstelumdrehung, wenn sechs solcher Mechanismen vorhanden sind usw.
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Der auf Kugeln gelagerte Ring 38 wird sich auch dann noch mit den Scheiben 4 mitdrehen, wenn er in bezug auf das Gehäuse exzentrisch liegt. Ganz kann jedoch in diesem Falle ein Gleiten der Lager 39 in der Nut 40 nicht vermieden werden, weil die Zapfen 9 jetzt schwingende Bewegungen um die Zapfen 5 ausführen, bei denen sich die gegenseitigen Abstände der Zapfen etwas ändern. Tatsächlich liegen die augenblicklichen Stellungen der Zapfenzentren auf den Schnittpunkten der kreisförmigen Bahnen, welche diese Zentren um die Zapfen 5 beschreiben können, mit dem exzentrischen Kreis, welcher durch die Mitte der Nut 40 gelegt werden kann.
Die Zentren der Zapfen 9 sind daher gezwungen, sich von der Achse 8 während ihrer Drehung um dieselbe zu entfernen oder sich ihr zu nähern, so dass ihre Drehbewegung um diese Achse 8 für jeden Zapfen 9 von einer Schwingung um seine Achse 5 begleitet ist. Diese Schm ingung kann für einen geeigneten Durchmesser der Nut 40 ungefähr sinusförmig sein.
Die Steuernocke 24 ist derart ausgeführt, dass sie jede Gruppe von Scheiben und Kronen feststellt, wenn der zugehörige Zapfen 9 diejenige Viertelschwingung ausführt, während welcher seine Geschwindigkeit um die Achse 5 am gleichförmigsten ist.
Es folgt daraus, dass jeder Krone 12 während der Zeit, während welcher sie auf das Ritzel 7 wirkt, eine gewisse Drehbewegung erteilt wird. Man versteht, dass je nach dem Sinn dieser Drehbewegung die Geschwindigkeit dieses Ritzels 7 grösser oder kleiner als diejenige des Schwungrades sein kann.
Um die reduzierten Zwischengeschwindigkeiten zu erhalten, welche für ein Fahrzeug erforderlich sind, wählt man denjenigen Teil der Schwingbewegung, in welchem der Zapfen 9 sich in demjenigen Sinne dreht, welcher einer Reduktion entspricht. Das ist der Fall, wenn die Krone im gleichen Sinn wie das Schwungrad dreht. Es ist klar, dass einer gegebenen Exzentrizität eine gewisse Amplitude der Sehwing-
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teiles direkt von dieser Amplitude abhängt. Wenn die Exzentrizität wächst, so kann es sich ereignen, dass die eigene Drehung der Kronen die Drehung der Planetenbewegung vollständig vernichtet, so dass die Welle 8 still steht.
Wenn man dann die Exzentrizität vergrössert, so wird die Wirkung der eigenen Drehung der Kronen grösser als die Wirkung der Planetenbewegung, so dass das Ritzel 7 eine Geschwindigkeit im umgekehrten Sinne wie diejenige des Schwungrades annimmt. Man hat alsdann den Rückwärtsgang.
Da die Drehung der Schraube 33 allmählich vor sich geht, so ist auch eine allmähliche Änderung der Übersetzung von einem negativen Wert bis zum positiven Wert des direkten Antriebes möglich.
Es muss bemerkt werden, dass während ihrer Exzenterbewegung die Achse der Nabe 28 und der Nut 40 eine Kreisbahn um die Achse 27 beschreibt. Die Sehne des Bogenstückes, das die Achse der Nabe 28 bei der Einstellung einer gewissen Exzentrizität von der zentrischen Lage aus durchläuft, ändert ihre Richtung. Da jeder Zapfen 9 seine gleichförmigste Geschwindigkeit dann besitzt, wenn er das Mittellot der genannten Sehne kreuzt, so muss die Winkelstellung der Nocke 24 für jeden Wert der Exzentrizität der Nabe 28 eine andere sein, wenn immer der günstigste Teil der Schwingbewegung der Zapfen 9 ausgenutzt werden soll. Aus diesem Grunde ist eine Verbindung zwischen dem Punkt 22 und der Schraube 33 vorgesehen, um die Winkelstellung der Nocke in bezug auf das Gehäuse zu verändern.
Wenn das Getriebe vier solcher Kurbelzapfen besitzt, so verändert sich die Geschwindigkeit der Kronen während einer Viertelumdrehung nur von 0'707 V bis V, wenn V die maximale Geschwindigkeit bedeutet. Die Zahl der Kurbelzapfen kann grösser als vier sein, was eine noch kleinere Ungleichförmigkeit ergibt.
Die Satellitritzel 15 können in der Masse der Scheibe 4 geführt sein. Es wurde schon eine Ab- änderung dargestellt, m elehe Bremsen 17 besitzt, um die Scheiben und Kronen miteinander zu kuppeln.
Eine andere Ausführungsart kann darin bestehen, dass auf den Scheiben 4 innerhalb der Kronen 12 Schwinghebel vorgesehen werden, welche einen Zahn oder Zähne besitzen, die durch die Steuerschraube zum Eingriff in die Innerverzahnung der Krone gebracht werden können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kraftübertragungsgetriebe mit von einer einzigen Steuerwelle aus kontinuierlich veränderbarem Übersetzungsverhältnis, gekennzeichnet durch n auf einer mit der treibenden Welle (21) fest verbundenen Scheibe (3) drehbar zwischen deren Achse und Rand gelagerte Scheiben (4) mit Kurbelzapfen (.
9), die sämtlich in einer und derselben Ringnut (40) geführt sind, so dass sie bei der Drehung der erstgenannten Scheibe (3) schwingende Bewegungen ausführen, wenn sich die Nut (40) ausserhalb der konzentrischen Lage in bezug auf die treibende Welle befindet, durch n zu je einer der n-Scheiben konzentrische Zahnkronen (12), welche mit einem auf der getriebenen Welle (8) sitzenden Ritzel (7) kämmen, durch eine ein-und ausrückbare Kupplung zwischen jeder der n-Scheiben (4) und der ihr zugeordneten Zahnkrone (12) sowie durch eine feststehende, aber in Abhängigkeit (24), von der Lage der Ringnut (40) durch ein Steuerorgan (33) verstellbare Nocke (24),
welche die genannten Kupplungen aufeinanderfolgend während je einer n-tel Umdrehung der treibenden Welle eingerückt hält.