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Antriebsvorrichtung, insbesonders für Motorwagen mit dem Wegwiderstande sich an- passendem Übersetzungsverhältnis.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine insbesonders für Motorwagen bestimmte Antriobsvorrichtung mit einem veränderlichen sich selbsttätig dem Wegwiderstande anpassenden Übersetzungsverhältnis.
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Peripherie der Räder ausübt, indem das Umsetzungsverhältnis der Transmissionsvorrichtung nach Massgabe des an dem Umfange der Wagenräder auftretenden Wegwiederstandes, x. B. Steigung, schlechtere Bodenbcschaffenheit, sich ganz selbsttätig, also ohne vom Wagenlenker beeinflusst zu werden. ändert bezw. sich anpasst.
Natürlich kann auf Grund dieser Anpassung die Überwindung eines grösseren Wegwiderstandes nur auf Kosten der Geschwindigkeit des Wagens erfolgen, so dass die augenblickliche Geschwindigkeit des
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mittelst je zwier phasenverschobener Klinkenvorrichtungen vor, Fig. 9 und 10 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines in die Radnabe eingebauten Antriebskopfes für lenkbare Antriebsräder, und zwar ist Fig. 9 ein Längsschnitt nach der Linie E-F der Fig. 10 und diese
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stellt endlich ein Beispiel eines Fahrzeuges vor, welches mit zwei von je einem besonderen Motor angetriebenen Räderpaaren ausgestattet ist.
Der das Fahrzeug treibende Motor greift (Fig. 1) am Zapfen 1 des drehbar ge-
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die K) inkn. 5 in die Zähne des Klinkenrades 6 und versetzt dieses in Drehung.
Wenn wir 1111S nun vorstellen, dass das Klinkenrad 6 (bezw. das Fahrzeugsrad mit welchem das erstere verbunden sein kann), sich ohne allen Widerstand drehen könnte, so wird der Arm 4 mit derselben Schwingungsweite schwingen, wie der unmittelbar angetriebene Arm Arm 4. Die Umfangsgeschwindigkeit des Zahnkranzes des lilinkenrades wird also gleich
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der maximalen Geschwindigkeit der Klinke 5. Dies würde die Geschwindigkeit des Fahr- zeuges ergeben, wenn die Bewegung desselben gar nicht gehindert würde.
Wird aber das Rad 6 gebremst, so muss die Feder 3 zur Überwindung des am Umfange des Rades 6 auftretenden Widerstandes entsprechende Drehkräfte vom Arm 2 auf den Arm 4 über- tragen, was nur in Begleitung einer der zu übertragenden Kraft entsprechenden Deformation (elastische Verdrehung) der Feder erfolgen kann. Diese Deformation bedingt aber ein Zurückbleiben des Armes 4 gegenüber dem Arm 2 bezw. eine um den Grad der Deformation verminderte Schwingungsweite des Armes 4, wodurch das Rad 6 bei je einer Schwingung um einen kleineren Winkel gedreht wird. Hiedurch wird also erreicht, dass bei anwachsendem Widerstand die Geschwindigkeit des Rades selbsttätig abnimmt, ohne dass eine Verminderung der Geschwindigkeit bezw. der Schwingnngszahl des Antriebsarme erfolgt.
Es kann keine grössere Treibkraft entwickelt werden als diejenige, welche die Feder 3 bei ihrer grössten, der Schwingungsweite des Armes 2 entsprechenden Verdrehung vom Arme 2 auf den Arm 4 zu übermitteln vermag.
Die oben erläuterte Wirkung kann also dadurch erreicht werden, dass zwischen dem angetriebenen Zapfen 1 und dem Umfange des die Kraft abliefernden Rades (Wagenrades) an welcher Stelle immer ein federndes Zwischenglied eingeschaltet wird, welches jedoch von solcher Beschaffenheit sein muss, dass dasselbe eine der vollständigen Schwingungs- weite des Armes 2 entsprechende Torsion oder eine entsprechende andere elastische Deformation verträgt, wobei die während dieser wiederholten maximalen Deformation sich ergebenden Kraftimpulse im Mittel dem grössten aberwindbaren Wegwiderstand gleichkommen.
Als Federn ist es besonders zweckmässig, Torsionsfedern anzuwenden, denn bei gleicher Leistungsfähigkeit ist das Gewicht derselben kleiner als das der Biegungsfedern. Die gerade Torsionsfeder, in solcher Weise angeordnet, wie in Fig. 1 angedeutet, besitzt das kleinste Trägheitsmoment, weicher Umstand bei hoher Tourenzahl des Motors besonders wichtig ist, denn das Gewicht der für grosse Kräfte und der notwendigen sehr grossen Deformation bestimmten r'edern ist bedeutend. In Fig. 2 sind anstatt eines geraden Torsionsfederstabes 3 deren drei parallel angeordnet. Eine solche Anordnung der Feder erlaubt die Übertragung grösserer Treibmomente bei der gleichen Federlänge. In Fig. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform der Parallelschaltung von drei Federn gezeigt, welche durch Ausfräsen einer dicken Stahlwelle erhalten wird.
Natürlich können auf diese Weise auch vier oder mehrere Federn parallel geschaltet werden. Hiebei kann statt der Stahlwelle auch ein entsprechendes Rohr angewendet werden, weiches durch Einschnitte in Längsstreifen geteilt wird, weiche an den Enden zusammenhängen.
In Fig. 5 ist die verdrehbare Welle 3 anstatt aus einer geraden Torsionsfeder beispielsweise aus einer zylindrischen Biegungsfeder 3 gebildet, deren Durchmesser möglichst gering gewählt worden muss, jedoch in der Zeichnung übertrieben gross dargestellt ist.
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angeordnet, welche sich nicht im oszillierenden Teile befinden, aber eine elastische Verdrehung des Zahnkranzes 6 mit Bezug auf das Rad 55 zulassen. Hier sind also die im fortschreitenden Teil sich befindenden Hilfsfedern 50, 50 mit'der im oszillierenden Teil bondlichen Fedor 3 hintereinander geschaltet.
Durch Serienschaltung mehrerer Federelemente kann die Deformationsfähigkeit des Systems erhöht werden. So sind in Fig. 6 z. B. drei gerade Torsionsfederstäbe < dz 3 in Serie geschaltet, indem deren Enden wechselseitig derart verbunden sind, dass die Federn einen einzigen nebeneinander hin und her laufenden Kraftweg darstellen. Diese Kombination kann nach Art der Fig. 3 ebenfalls aus einer dicken Stahlwelle oder aus einem. Stahlrohr durch geeignetes Ausfräsen hergestellt werden.
In Fig. 7 ist im Innern des geraden Torsionsfederrohres 53 der Torsionsstab 52 untergebracht, wobei diese beiden Elemente am Ende 51 des Systems miteinander verbunden sind. Natürlich kann die Anzahl der verwendeten Elemente (z. B. durch Übereinanderschieben mehrerer Rohre) je nach Bedarf vermehrt werden.
In den Fig. 1 und 5 wird z. B. nur ein Rad durch den Hebel 2 angetrieben, selbstredend können aber von diesem Hebel beiderseitig Federn 3 ausgehen und auf diese Weise mittels zweier symmetrisch angeordneter Arbeitsnmformer die beiden Räder einer Fahrzeugachse angetrieben werden, wobei das bisher allgemein angewandte Differentialgetriebe wegfällt. Der Zweck des Differentialgetriebes, bei Kimmungen des Weges zwischen beiden Rädern die erforderlichen Umdrehllngszahlunterschiede zu gestatten, wird durch oben beschriebene Anordnung ohne weiteres erreicht, da die das eine Rad antreibende
Feder ganz unabhängig von der das andere Rad antreibenden Feder sich deformieren kann, womit die Antriebsvorrichtungen eines jeden Rades voneinander völlig unabhängig
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sind.
Aus diesem isst es zugleich klar ersichtlich, dass mit vier unabhängigen Federsystemen und entsprechenden Klinkenmechanismen sämtliche vier Räder des Wagens von einem Motor angetrieben werden können.
Statt einer einfachen Schwingung könnten auch zwei oder mehrere, in der Phase verschobene Schwingungen zum Antrieb dienen. Bei der Ausführungsform Fig. 8 sind zwei verschiedene Arme 4 und S angeordnet, deren Schwingungen gegeneinander zweckmässig um 1800 in der Phase verschoben sind. Jeder der Arme trägt eine Klinke 5 bezw. 9, welche wechselweise in das Klinkenrad eingreifen. Der Antrieb der Arme 4 und 8 erfolgt von den Armen 2 und 10 durch Vermittlung der Federn 3 bezw. 11, welche in beliebiger Weise z. B. in der Fig. 8 mittelst der Arme 12 und 13 an den Armen 4 und 8 angeschlossen sind. Die Arme 2 und 10 werden durch zwei unter 1800 aufgekeilte Kurbelzapfen oder ein entsprechendes Kunstkreuz oder einen Balancier in entgegengesetzter Richtung in Schwingung versetzt.
Da aber die Masse des Wagens schon bei dem einfachen Antrieb die Kraftwirkung vollkommen ausgleicht, ist diese Anordnung für die Praxis von keiner besonderen Wichtigkeit.
Die Fig. 9 und 10 geben ein Ausführungsbeispiel eines in die Radnabe eingebauten Antriebskopfes für die neuerdings angestrebten lenkbaren Antriebsräder, wie dieselben bei dem Vorderradantrieh einiger Elektromobile in Anwendung sind. Für die Lenkung ist es am vorteilhaftesten. wenn die Lenkzapfen sich in der Mittelebene des Rades befinden, zu welchem Zwecke die feststehende Lenkgabel 17, welche einen Teil des Wagengestelles bildet, in dem Hohlraum der Nabe 14 angeordnet ist. Auf den Drehzapfen 18, 18 der Lenkgabel 17 ist das Rohrstück 19 gelagert, welches die nicht rotierende innere Achs- bUchse bildet und zur Übermittlung der Lenkbewegung den Lenkhebel 20 trägt, mittelst dessen die Achsbüchse 19 um die Drehzapfen 18 gedreht wird.
Bei dem in Fig. 9 dar- gestellten Beispiel trägt das Rohrstück 19 die inneren Kuge ! Jagerschalen 21. An der äusseren Seite des Rades ist die Radnabe 14 mit einer Verlängerung 22 versehen, welche zur Aufnahme des innen gezahnten Klinkenrades 6 dient. Innerhalb dieses letzteren schwingt der mit Klinken versehene Triebkörper 23, welcher dem Hebelarm 4 (Fig. 1) entspricht und mit der Feder 3 verbunden ist. Die Feder 3 endet in der Gabel 24, welche mit
Drehzapfen 25 versehen ist, die mit einer ähnlichen Gabel 26 des Triebkopfes 23 einen
Hookschen Schlüssel oder ein Universalgelenk bildet, damit die Schwingungen der Feder 3 bei jeder Stellung des lenkbaren Rades auf den Triebkopf 23 übertragen werden.
Die
Zapfen 25 sollen in die Achse der Zapfen 18 fallen. Der Tnebkörper 23 trägt eine Anzahl Klinken ; so sind in der Fig. 10 beisplels-
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wärtsgang angebracht, welche vom Wagenlenker je nach der gewünschten Fahrtrichtung al) wechselnd eingeschaltet werden können.
Ms können jedoch die für den Vorwärtsgang bestimmten KHnken. 5 und die für den Rückwärtsgang hestimmten Klinken. 9 in verschiedenen Ebenen angeordnet werden, wobei zwei besondere, gegebenenfalls verschieden grosse Klinkenräder für den Vorwärts-und Hückwllrt. sgang vorgesehen sind.
Die Klinken kennen nachgiebig gelagert sein, indem dieselben z. B. in den um die Drehachsen 27 drehbaren Platten 28 gelagert worden, welche sich gegen Gummiktötxe 29 stutzen. Hiedurch wird erreicht, dass einerseits der Stoss heim Eingriff der Klinkeu gemildert wird und dass andererseits, wenn die Klinken mit Bezug auf die Zahnteilung versetzt angeordnet werden, sämtliche Klinken nacheinander zum Eingriff gelangen, wogegen in den Fällen, in denen die lilinken zu Verminderung der Stosswirkung wohl versetzt aber ohne nachgiebige Lagerung angeordnet werden sollen, nur eine der Klinken zum Eingriff gelangt. Die J {linken können ferner beim Zurückschwingen aus den Zähnen des Klinkenrades ausgehoben werden, zu welchem Zwecke z.
H. die kleinen Reibknöpfe 30 vorgesehen werden können, welche durch kleine Schraubenfedern 31 an den glatten Ansatz 32 des Klinkenrades gedrückt werden, wodurch die auftretende Reibung die Klinken im gewünschten Sinne verdrehen kann. Diese Verdrehung geschieht nämlich in der gezeichneten Anordnung in der Weise, dass beim Zurückbleiben (Rückwärtsschwingung) der Klinken dieselben ausgehoben werden, also geräuschlos zurückschwingen können, wenn die Klinken aber vorzueilen beginnen, so bringen die Reibknöpfe dieselben sofort mit den Klinkenrad- zähnen in Eingriff.
Selbstverständlich können die Reibknöpfe statt einer Schraubenfeder durch beliebige andere Federn an den Ansatz 32 oder an einen anderen entsprechenden
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Vorrichtung) angedrückt werden, 11. zw. können dieselben auch z. B. statt in radialer Richtung gedrückt zu werden, auf die Seitenflächen des Klinkenrades gepresst werden.
Die für das Vorwärtsfahren bestimmten Klinken 5 sind an der äusseren Seite mit Nasen 33, die für das Rückwärtsfahren bestimmten Klinken aber an der entgegengesetzten
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Vorwärtsfahren bestimmten Klinken ausser Tätigkeit setzen will, so werden dieselben durch den über die Ansätze 33 dieser Klinken geschobenen Schaltring 34 im ausgehobenen Zustande festgehalten, so dass die Reibungsknöpfe diese Klinken nicht mehr zum Eingriff bringen können. Um die dem Rückwärtsfahren entsprechenden Klinken ausser Tätigkeit setzen zu können, d. b. um dieselben auszuschalten, wird der auf der anderen Seite'befindliche Schaltring 36 über die Ansätze 35 der Klinken 9, 9 geschoben, wodurch die Klinken ausgeschaltet bezw. im ausgeschalteten Zustand festgehalten werden.
Damit die für die Vor-
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können, sind die beiden Schaltringe 34 und 36 durch zwei Bolzen 37 und 38 verbunden, die in entsprechenden Bohrungen des Triebkopfes 23 gleiten.
Der Wagenlenker kann nun den Arbeitsumformer durch achsiale Verschiebung des Schaltteiles 34,36, 37, 88 nach Belieben auf Vorwärtsfahrt, in der Mittelstellung auf Leergang und in der anderen Endstellung auf Rückwärtsfahrt stellen.
Diese achsiale Verschiebung kann z. B. mittels des löffelförmigen Schiebers 41 erfolgen, dessen Ende 42 eine Kugelzone bildet, deren Mittelpunkt in der Mittelstellung des Schiebers 41 mit dem Mittelpunkt des Universalgelenkes 25, 26 zusammenfällt, welche in eine entsprechend geformte Nut 57 des Schaltteiles 34,36, 37, 38 passt und infolge der kugelförmigen Ausbildung eine achsiale Verschiebung dos Schaltteiles trotz der oszillierenden und Lenkbewegung des Triebkopfes gestattet.
Wenn das Fahrzeug, während es sich mit voller Geschwindigkeit vorwärts bewegt, durch Einschaltung der Klinken 9,9 zur Rückwärtsfahrt umgeschaltet würde, so müsste, vorausgesetzt, dass das KJinkenrad 6 mit dem Wagenrade fest verbunden ist, die Feder 3 den Wagen augenblicklich zum Stillstande bringen, wobei dieselbe brechen würde.
Ein Mittel, um dies zu vermeiden, besteht darin, dass der Zahnkranz 6 in der Nabe drehbar gelagert und nur mittels einer der Feder 3 ungefährlichen Reibungskraft (Bremsband) mit der Nabe verbunden wird. Beim Umschalten bei voller Fahrt wird der Wagen natürlich durch die Rückwärtsdrehung des Zahnkranzes 6 solange gebremst, bis seine lebendige Kraft aufgezehrt ist. Sodann hört das Gleiten der Reibungsverbindung auf und der Rückwärtsgang kann beginnen.
Die Reibungsverbindung kann beliebig ausgeführt werden. In Fig. 10 bildet z. B. das
Bremsl) and 43, das mit dem einen hakenförmig ausgebildeten Ende 45 am Rande eines
Schlitzes der Nabe eingehakt und bei Zwischenlegung einer Feder 44 mitteist eines am anderen Ende des Bremsbandes angebrachten Schraubenbolzens 46 und der Schrauben- mutter 47 gespannt wird, die Reibungsverbindung. Das Bremsband kann auch, statt wie gezeichnet einmal, auch zweimal um das Zahnrad gelegt werden.
1) er beschriebene Antriebskopf kann mit oder ohne lenkbaren Treibrädern in den meisten Umformer-Anordnungen verwendet werden, so z. B. bei der zweiseitigen Ausführung dr Fig. l, der Fig. 5 oder der Fig. 7.
Bei diesen Anordnungen ist dig Länge der Feder 3 etwa der halben Wagenbreite gleich. In den Fig. 11 und 12 ist jedoch eine derartige Vereinigung zweier Arbeitsumformer dargestellt, bei welcher längere Federn verwendet worden können. Fig. 11 ist ein wagerechter Mittelschnitt nach der Linie G-H der Fig. 12 von oben gesehen, Fig 12 stellt einen Schnitt nach der Linie. J-K der Fig. 11 vor. Das eine Ende je einer Triebfeder trägt zum Beispiel den bei lenkbaren Rädern zu verwendenden, in Fig. 9 und 10 dargestellten Triebkopf. In der Zeichnung wurde aber der Deutlichkeit halber das Rad samt dem Klinkenrad 6 weggelassen. Die Räder sind in der Figur in ausgetcnkter Stellung gezeichnet.
Die Federsysteme sind hier nebeneinander in einer wagerechten Ebene angeordnet, wodurch das eine Treibrad des Fahrzeuges etwas vor dem anderen zu stehen kommt.
Die Räder werden durch je einen Klinkenkopf 23, 23 durch Vermittlung des Federsystems 3,3 angetrieben, welches aus den in Serie geschalteten Elementen 52, 53 besteht. Am hllde des Rohres 53 greifen die Antriebsarme 2,2 an, welche durch die Kuppelstange 56 parlllelogrammartig verbunden werden können.
Da es zweckmässig ist, die Antriebsarme samt Motor gegenüber den Rädern ab- zufedern, findet in diesem Falle eine relative Bewegung der abgefederten Lagerteile 48 gegenüber den mit den Rädern starr verbundenen Teilen 25, 23 statt, welche Bewegung durch Anordnung von Universalgelenken 49 gestattet wird. Natürlich kann bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen der Antriebsarm 2 auf dem auf Federn ruhenden Teil des Wagens gelagert werden, wobei die in bezug auf Fig. 11 beschriebene UniversalgelenkAnordnung getroffen werden muss. So können z.
B. zwei Federsysteme nach Fig. 6 von einem gemeinsamen Antriebsarm 2 unter Einschaltung je zweier Universalgelenke angetrieben, angewendet werden (Fig. 13)./1
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Auch bei dieser Anordnung (Fig. 13) kann man beliebige Ausführungen der Federsysteme, 2 ;. B. die mit parallel geschalteten geraden Torsionsfedern nach Fig. 2 und 3 verwenden.
Fig. 14 stellt endlich ein Beispiel eines Fahrzeuges vor, welches mit zwei von besonderen Motoren angetriebenen Räderpaaren ausgestattet ist. Hiebei können auch alle Räder oder nur ein Räderpaar gelenkt werden.
Vorne ist beispielsweise der stehende Motor 58 auf dem abgefederten Gestell 62 angebracht, der die beiden Vorderräder mittels des schwingenden Armes 2 durch Vermittlung je zweier Universalgelenke, je zweier geeigneter Torsionsfederkombinationen und der in den Radnaben 60 angeordneten Klinkenvorrichtungen antreibt. Auf gleiche Weise erfolgt der Antrieb der Hinterräder, nur dass der hier verwendete Motor 61, 1u11 den Wagenoberbau nicht zu stören, wagerecht geiagert ist.
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