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Selbsttätig veriimlerJiehes Übersetzungsgetriebe, insbesomlere fiir Kraftfahrzeuge.
Die Erfindung betrifft ein selbsttätig veränderliches Übersetzungsgetriebe gemäss dem Sehleuder- gewiehtsprinzip für Kraftwagen und andere ähnliche Fahrzeuge und für andere Zwecke, wo eine selbsttätig veränderliche Kraftübersetzung erwünscht ist. Die grossen Forderungen, die heute an ein selbsttätiges Kraftwagengetriebe gestellt werden, werden durch die Erfindung erfüllt, nämlich :
1. Das Getriebe übersetzt die Motorkraft ganz selbsttätig vom direkten Gang zu derjenigen Übersetzung, die erforderlich ist, um einen wachsenden Widerstand, z. B. beim Anlassen oder in einer
Steigung, zu überwinden.
2. Das Getriebe geht ganz selbsttätig von Übersetzung zum direkten Gang zurück, wenn der Widerstand abnimmt oder aufhört.
3. Mit dem Getriebe kann der Motor von jeder Drehzahl auf seine höchste Drehzahl beschleunigt werden.
4. Mit dem Motor kann der Kraftwagen jederzeit bei Vorwärtsbewegung gebremst werden.
5. Mit dem Getriebe kann der Kraftwagen unter ganz selbsttätiger Übersetzung sowohl vorwärts als auch rückwärts gefahren werden.
Mit der Erfindung wird ferner erreicht, dass die Schleudergewiehte und die Sehwungmassen bei niedrigstem Gewicht den höchsten Wirkungsgrad haben, wodurch das Material einer Überlastung nicht ausgesetzt wird. Bei der Art. wie die Sehleudergewichte die Übersetzungsarbeit ausführen, kann das Gewicht verringert werden, was Beschleunigung des Motors bei Verstellung der Sehleudergewichte herbeiführt.
Das Kraftgetriebe gemäss der Erfindung arbeitet in bekannter Weise nach dem Sehleudergewichtsprinzip derart, dass bei Übersetzung sowohl die positiven als auch die negativen Impulse der Schleudergewichte die Welle in der umlaufsrichtung einzeln antreiben. Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der positive Impuls direkt auf die getriebene Welle durch eine primäre Sperrkupplung und der negative Impuls durch eine andere primäre und eine sekundäre Sperrkupplung übertragen wird.
Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftmoment beim Direktgang von der treibenden Welle auf die getriebene dureh die primäre Sperrkupplung für den positiven Impuls übertragen wird, während sowohl die primäre als auch die sekundäre Sperrkupplung für den negativen Impuls in Ruhe ist. Bei Übersetzung wird der positive Impuls direkt durch dessen primäre Sperrkupplung auf die getriebene Welle übertragen, während der negative Impuls durch dessen primäre Sperrkupplung zuerst auf Organe übertragen wird, welche die Bewegung in positiver Richtung richten, um sie dann mittels der sekundären Sperrkupplung auf die getriebene Welle zu übertragen.
Bei Beschleunigung der treibenden Welle wird derart verfahren, dass der positive Impuls direkt auf die getriebene Welle übertragen wird, während der negative Impuls durch Bremsung oder Sperrung gehindert wird, die getriebene Welle während des negativen Hubes zu betätigen und statt dessen ausgenutzt wird, die Drehzahl der treibenden Welle zu beschleunigen. Zur Bremsung der getriebenen Welle mit der treibenden Welle (wenn die getriebene Welle eine grössere Drehzahl als die treibende anzunehmen sucht) dient eine weitere, in diesem Fall die
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die getriebene wirkt in dem Masse. wie die Drehzahl herabgesetzt wird. Um das Getriebe möglichst geräuschlos zu machen, sind die geräuscherzeugenden Glieder gegen die Umgebung mit Isolierstoff isoliert, der ein organiseher, anorganischer Stoff oder ein Metall sein kann.
In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 den Axialschnitt einer Ausführungsform. Fig. 2 den Axialschnitt einer andern Ausfuhrungsform. Fig. 3-8 Querschnitte dieser Ausführungsformen. Fig. 9 den teilweisen Axialschnitt des Getriebes im grösseren Massstabe.
Die Schnitte gemäss Fig. 3-5 verlaufen längs der Linien III-III. IT'-IT bzw. I*-r der Fig. 1.
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Fig. 8 längs der Linie 7777-7777 der Fig. 1.
1 ist die treibende. 7 die getriebene Welle. 5 eine Hülse (Zwischenteil), die die Welle 7 umgibt.
3 die Schleudergewichte. die durch Gelenke 4 mit einem gegebenenfalls als Schwungmasse ausgebildeten Mitnehmer vereinigt sind, durch welchen die Schleudergewiehte ihre Umlaufsbewegung von der treibenden Welle 1 erhalten. Die Schleudergewichte sind auf Exzentern 6 der Hülse 5 gelagert. Bei Übersetzung
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kupplung 8 in der Umlaufsrichtung gedreht. Während des negativen (entgegen der Umlaufsrichtung) Hubes der Schleudergewiehte wird die Welle 7 in der Umlaufsriehtung gedreht, indem die Hülse 5 während des negativen Hubes der Schleudergewiehte durch eine primäre Sperrkupplung 10 mit einem zentralen Kegelrad od. dgl. einer Transmission 9, 11, 12 verbunden wird, deren Glied 12 durch eine sekundäre Sperrkupplung 13 die Welle 7 in der Umlaufsrichtung antreibt.
Die Transmissionsglieder q. 11 und 12. die bei Übersetzung den negativen Impuls von den Schleudergewichten : 3 durch die Hülse 5 übertragen. sind frei bei Direktkupplung und nehmen dann nicht an der Umlaufsbewegung teil.
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wirkend, mit den Sperrollen 8, 10, 13 zwischen Nocken 8a, 10a. 13 a eingelassen und federbelastet (Fig. 4 und 5), d. Ii. die Kupplungen können nicht derart verstellt werden, dass sie sperrend in entgegengesetzter Richtung zu derjenigen, für welche sie angeordnet sind. wirken. Das primäre, zentrale Kegelrad 9 ist mit einer Schwungmasse 14 versehen. Die Zahnräder 77 können (Fig. 1 und 2) durch Federn 16 auf den Achszapfen 77 belastet sein.
Bei der praktischen Ausführung des Getriebes können die Wellen nötigenfalls in Lagern angebracht werden, die in der Längsrichtung der Welle 7 gleitbar sind zwecks Einstellung der Zahngriffe. Die getriebene Welle 7 ist mit einer Schwungmasse 15 versehen. die ausser Speicherung von Energie zwecks Ausgleiches der Bewegung auch die Torsionsneigung der Welle 7 und der Welle 17 beim Wechsel der Impulse der Schleudergewichte ausgleichen soll. Die Welle 7 wird mit der Welle 17 durch eine verriegelbar Zahnkupplung verbunden. Das innere Ende der Welle 17 ist rohr- förmig, und die Rohrwand hat eine Anzahl Zähne 18, die mit Zähnen 19 auf einer Hülse 20 zusammenwirken (Fig. 8).
Diese Hülse ist verschiebbar, aber nicht drehbar auf der Welle 7, und ihre Zähne 19 können in und ausser Eingriff mit den Zähnen 18 gebracht werden, indem die Hülse 20 längs der Welle durch eine Gabel mit den Schenkeln 21 (Fig. 1) verschoben wird. Ferner hat das Getriebe eine Rückwärtsschaltung. bestehend aus einem mit der Hülse 20 fest verbundenen Zahnrad 22, einem Zahnritzel 2 : ; und einem Zahnkranz 24 in einer trommelähnlichen Erweiterung des inneren Endes der Welle 17. Das Ritzel 2. 3 ist auf einer in dem Mantel 20 fest angebrachten Welle 25 gelagert.
Die Rückwärgssehaltung soll mit der Kupplung 18. 19 abwechseln, zwecks Umschaltung der Bewegungsrichtung der Welle li auf Rückwärtsgang mit sämtlichen Übersetzungsmöglichkeiten des selbsttätigen Getriebes auch bei Rückwärtsgang.
Sind die Sperrkupplungen doppelt wirkend, wie im Anschluss an die nächstfolgende Ausfiihrungs- form beschrieben wird, fällt die Welle 17 weg und die Bewegungsriehtung wird mit jenen umgesteuert.
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Fällen vorteilhaft, einfach wirkende Sperrkupplungen und Rückwärtsschaltung wegen ihrer Einfachheit und Zuverlässigkeit vorzuziehen.
Das selbsttätig veränderliche Kraftgetriebe arbeitet folgendermassen : Die treibende Welle 1 und
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Exzentern 6 der Hülse 5 gelagert sind, beginnen um die Exzenter 6 zu laufen, bis die Fliehkraft der Schleudergewichte so gross wird, dass die Exzenter und die Hülse 5 in der Umlaufsrichtung mitgenommen werden. Wird dann das Widerstandsmoment der getriebenen Welle 7 kleiner als die Zentrifugalmomente der Exzenter 6, dann werden die Schlendergewichte 3 von der Fliehkraft in einer äusseren Lage verriegelt und die Hülse 5 läuft mit derselben Drehzahl um wie der Mitnehmer 2. Hiebei wird die Hülse J mittels der primären Sperrkupplung 8 verriegelt an der getriebenen Welle 7, die mit derselben Drehzahl wie der Mitnehmer 2 umläuft. Die treibende und die getriebene Welle sind selbsttätig direkt gekuppelt.
Wird nun das Widerstandsmoment der getriebenen Welle 7 erhöht und grösser als die Zentrifugalmomente
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die Hülse 5 und die getriebene Welle 7 nehmen an Drehzahl ab im Verhältnis zu der treibenden Welle 1 Die Schlendergewichte sind nun bestrebt, auf ihrem Wege gegen den höchsten Punkt der Exzenter die
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zu ziehen. Während des entgegengesetzten Teiles des Hubes, wenn die Schleudergewiehte von dem höchsten Punkt der Exzenter heruntergleiten. suchen die Schleudergewichte die Exzenter in entgegengesetzter Richtung zu drehen, so dass die Hülse a sieh entgegen der Umlaufsrichtung dreht und an dein zentralen Kegelrad 9 durch die sekundäre Sperrkupplung 10 verriegelt wird.
Das Zahnrad 9 dreht dann die dazwischen befindlichen Zahnräder 11, die das sekundäre zentrale Zahnrad 12 in derselben Richtung wie die treibende Welle drehen. Hiebei wird das Zahnrad 12 durch die Sperrkupplung 13 mit der getriebenen Welle 7 verriegelt, die in der Umlaufsrichtung während des negativen Hubes der Schleudergewichte. 3 sich dreht. Die hin und her gehende Bewegung, welche die Schleudergewichte der Hülse J erteilen, nimmt zu oder ab, je nachdem das Widerstandsmoment der getriebenen Welle ab-oder zunimmt.
Auf diese Weise wird die selbsttätige Übersetzung bewirkt. Wenn das Widerstandsmoment der getriebenen Welle wieder um einen gewissen Wert abnimmt, beginnt die Hülse J mit den Schleudergewichten. 3 sieh zu drehen und nimmt die Welle 7 durch die Sperrkupplung 8 mit, d. h. die Wellen 1 und 7 sind direkt
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Zahnräder 9 und 12 als auch die Zwischenräder 11 auf keine Weise an der Drehung teilnehmen, sondern in Ruhe sind. Um während der Übersetzung die Zahnräder 9, 11 und 12, die den negativen Hub als positives Moment auf die angetriebene Welle übertragen, in gleichmässiger Bewegung und gleichartigem Zahneingriff zu halten, ist das Zahnrad 9 mit der Schwungmasse 14 versehen. Die Sehwungmasse 15 dagegen hat zur Aufgabe.
Torsionen in der Welle 7 auszugleichen, die am Ende jedes Impulses durch die Sehleudergewiehte entstehen. Durch die Federn 16 werden Spiel und Stösse zwischen den Zähnen verhindert. Die Zwischenräder 11 sind unmittelbar in dem Gehäuse 20 gelagert. Da, wie bereits erwähnt. die Räder 11 gleitbar axial gelagert sind, können sie sich im Verhältnis zu der Mittellage zwischen den Zahnrädern 9 und 12 selbsttätig zentrieren.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform weicht von der beschriebenen unter anderen durch die Anordnung einer Bremse oder eines Gesperres ab, durch welches eines der Transmissionsräder 9. 11 oder 12, z. B. das Rad 9, durch ein Bremsband 28 verriegelt werden kann, so dass der negative Impuls statt die getriebene Welle zu drehen, die treibende Welle beschleunigt. Die BRemsfläche des Rades 9 kann auf die Schwungmasse 14 verlegt werden. Das Bremsband 28 ist mit dem einen Ende an festen Vorsprüngen 28a der Innenseite der Trommel des Gehäuses 20 befestigt. Das andere Ende ist in einem Hebel 28 b im
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Bei der Bremsung wird der Hebel in der Richtung des Pfeiles geschwenkt.
Ferner weicht diese Ausführungsform von derjenigen gemäss Fig. 1 durch die Anordnung einer weiteren einfach wirkenden Sperrkupplung ab, die z. B. Sperrollen 29 zwischen der treibenden Welle 1 und der getriebenen Welle 7 hat (s. auch Fig. 6), um die Wellen miteinander zu kuppeln, wenn die getriebene Welle eine grössere Drehzahl als die treibende anzunehmen sucht. Hiedureh wird es möglich. die getriebene Welle mit dem Motor auf bekannte Weise zu bremsen. Schliesslich ist diese Ausführung- form mit einem Stoff versehen. der die Geräusche erzeugenden Glieder gegen die umgebenden Teile isoliert. Dieser Isolierstoff 33, der eine organische Masse oder ein Metall, z. B.
Blei. sein kann. ist zwischen dem Gehäuse 20 und den Achslagern. 30, 31, 32 angebracht,
Die Sperrkupplungen 8, 10 bzw. 1. 3 mit Sperrollen können einfach oder doppelt wirkende sein. Eine Ausführung gemäss Fig. 2 mit doppelt wirkenden Gesperren 8, 10 und 13 zeigt Fig. 7. Durch
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entgegengesetzte, in punktierten Linien gezeigte Lage wird die Umlaufsrichtung der getriebenen Welle umgesteuert. Derselbe Zweck kann dadurch erzielt werden, dass man die Gesperre 8 und 73 doppelt wirkend und das Gesperre 10 einfach wirkend macht.
Im letzteren Fall werden nur die positiven Impulse der Schleudergewiehte auf die getriebene Welle übertragen, d. h. das Gesperre 10 wird beim Rückwärts- sang unwirksam, indem die Scheibe 74 fest gebremst wird.
Zum Drehen der Rollenhalter aus der einen Aussenlage in die andere bei doppelt wirkenden Ge- sperren S, 1'3 kann die in Fig. 9 gezeigte Vorrichtung zur Verwendung kommen. Die Sperrollen der beiden Kupplungen sind in derselben radialen Entfernung von der Welle 7 angeordnet. Die beiden Rollenhalter-M,. 36 sind durch Teile 37 miteinander und mit einer Nockennuthülse 38 verbunden. welche
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Zapfen 40 eines Ringes 42 ein. Dieser ist mittels durch die Schwunngmasse 15 geführter Stäbe 43 mit einem Glied 44 verbunden. das auf der Welle mittels eines das Glied 44 mit einer Gabel 46 umfassenden Hebels 45 versehiebbar ist. Die Rollenhalter 34, 36. die Hülse 38. die Stäbe 4. 3 und das Glied 44 laufen
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Welle 7 vorgesehen.
Statt der Zahnräder 9. 11 und 12 können auch Reibscheiben verwendet werden.
Die für die Sperrkupplungen verwendeten Rollen werden zweckmässig aus solchem Stahl, der
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zeitig haltbar gegenüber Beanspruchungen, die bestrebt sind, sie zu brechen oder zu zersplittern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Selbsttätig veränderliches Übersetzungsgetriebe nach dem Schlendergewichtsprinzip, bei dem sowohl die positiven als auch die negativen Impulse der Sehleudergewichte einzeln die getriebene Welle in deren umlaufsrichtung betätigen, gekennzeichnet durch eine primäre Sperrkupplung zur Übertragung des positiven Impulses auf die getriebene Welle und eine andere primäre und eine sekundäre Sperrkupplung (10, 1. zur Übertragung des negativen Impulses auf dieselbe Welle.