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Reibungs-Wechsel-undWendegetriebe.
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des Erfindungsgegenstandes zwischen einer treibenden Welle und einer zwei Teile bildenden getriebenen Welle dar, wo Geschwindigkeitsverhältnisse und die Kraftübertragung wie bei der
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Fig. 10 gezeigt sind. Fig. 16 ist ein Schnitt nach Linie e-f der Fig. 10, den Balancier und die Gabel darstellend. Fig. 17 ist eine Seitenansicht der in Fig. 16 gezeigten Teile mit abgenommener Gabel. Fig. 18 ist eine Draufsicht eines Automobilchassis, aus der eine Anwendungsart des Mechanismus ersichtlich ist. Fig. 19 ist eine Seitenansicht, in geringem Grad schpmatisch. dos Geschwindigkeitskontrollhebels und der Glied- und Hebelverbindungen.
Fig. 20 ist ein Horizontal-
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Zum klaren Verständnis des Wesens der Erfindung sollen die in den Fig. 1-7 dargestellten Schemas dienen.
Es ist eine augenscheinliche und wohlbekannte Tatsache in der Bewegungstheorie, dass. wie in Fig. 1 gezeigt, ein Punkt b eines bei a angelenkten und um einen bestimmten Winkel ge-
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den beiden Geschwindigkeiten.
Der Grundgedanke dieses Prinzipes ist auch im Wesen der Schemata nach Fig. 1 und 2 enthalten.
Bei Fig. 5 sind an Stelle der beiden parallelen Ebenen zwei Scheiben b und c vorgesehen, welche mit der Rolle oder Scheibe a in Berührung stehen und in entgegengesetzter Richtung,
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diesem Falle bleibt die Achse o, welche an einem auf der Welle A sitzenden Arm o'angeordnet ist, in Ruhe. Wenn hingegen eine der beiden Scheiben schneller rotiert als die andere, wird sich die Achse der dritten Scheibe a in derselben Richtung drehen wie die schneller rotierende Scheibe oder'in anderen Worten : Der Arm o. wird sich mit der gemeinsamen Achse A drehen.
In Fig. 6 sind die beiden treibenden Scheiben b und c so geformt, dass sie mit der angetriebenen Scheibe a immer in Berührung bleiben, auch wenn die Scheibe a um ihren Mittelpunkt o geschwungen wird. In diesem Falle ergibt sich Folgendes : Wenn die Scheibe a parallel zur Welle A steht und die zwei Scheiben b und c in entgegengesetzter Richtung mit derselben Geschwindigkeit
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Antriebsscheibe steht, während die andere Seite einen grösseren Umlaufkreis der zweiten Antriebsscheibe berührt. In diesem Falle wird die Welle A zufolge der Drehung der Scheibe a in der Richtung jener Antriebsseheibe rotieren, welche die Scheibe a mit dem grösseren Umlaufkreis
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den treibenden Umlaufkreisen der beiden Scheiben b und c sein und desto grösser wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Welle A sein.
Hieraus folgt, dass die Welle A vorwärts oder rückwärts mit verschiedenen, gewünschten Geschwindigkeiten durch Änderung der Winkellage
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Dies ist das mechanische oder Bewegungsprinzip, auf Grund dessen die vorliegende Erfindung beruht. Fig. 7 zeigt auf Grund des ausgeführten mechanischen Prinzipes eine schematische Dar-
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Triebes D oder dergl. die beiden Scheiben B und C, so dass diese mit Bezug auf die gemeinsame Achse ; f in entgegengesetzter Richtung rotieren.
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Fig. 8 und 9 zeigen eine einfache Zusammenstellung der Vorrichtung in praktischer Ausführung.
1 bezeichnet ein sphärisches Gehäuse, welches mit einem Deckel 2 versehen ist, der einen
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Weise gelagert ist.
An dem inneren Ende der Antriebswelle sitzt ein Treibglied 7, welches, wie dargestellt, ein Kegelrad ist, das mit einem Paar gegenübergestellter Kegelräder 8 und 9 zusammengreift. Die inneren Flächen der Triebe 8 und 9 sind so geformt, dass sie eine dazwischen angeordnete
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gelagert, die in dem Gehäuse 1 entsprechend eingebaut sind. Die Triebe 8, 9 sind durch Stoss- lager 1. J, 15 abgestützt. Mit der gemeinsamen Achse der Triebe 8 und 9 ist eine getriebene Welle 16 koachsial angeordnet. Diese Welle besteht aus einem Rohr, an welchem eine Nabe mit einem Arm 17 befestigt ist, der mittels des Achsbolzens 11 einen Ring 18 trägt.
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eines Bolzens 23 mit einer Stellstange 24 in gelenkiger Verbindung steht.
Die Stellstange 24 ist innerhalb der röhrenförmigen Welle 16 angeordnet und führt zu einem Gleitring 25, mit welchem sie mittels eines Bolzens 26 verbunden ist. Der Ring 25 besitzt eine ringförmige Nut 27, in welche
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die Zapfen einer Gabel 28 eingreifen. Die Gabel 28 ist in dem Gehäuse 1 an einem Lagerbolzen 29 (Fig. 9) befestigt. Der Bolzen 29 ist drehbar gelagert, reicht aus dem Gehäuse nach aussen und kann mittels eines geeigneten Hobels verdreht werden.
Ea ist ersichtlich, dass bei der beschriebenen Einrichtung die Scheibe 10 im Laufkontakt mit den beiden Antriebsscheiben oder Trieben 8 und 9 steht, die in entgegengesetzter Richtung und mit derselben Geschwindigkeit von der Treibwelle 6 angetrieben werden.
Aus diesem Beispiele in Verbindung mit den angeführten schematischen Figuren ist er-
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gezwungen wird, um die gemeinsame Achse der genannten Antriebsscheiben zu rotieren und infolgedessen die Welle 16 in Drehung zu versetzen, und zwar entweder vorwärts oder rückwärts, je nach der Stellung der Abweichung der Zwischenscheibe 10 in Bezug auf die Welle 16.
In Fig. 10-17 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche auf demselben Grundprinzip der Wirkungsweise beruht, wie es in Verbindung mit den Fig. 8 und 9 und den Schemas nach Fig. 1-7 erläutert wurde, welche aber derart ausgebildet ist, dass die Kraft und die Geschwindigkeit der Triebwelle auf eine geteilte Welle, entsprechend verschiedenen Bedingungen übertragen werden kann.
In diesen Figuren ist eine Vorrichtung dargestellt, welche ebenfalls eine Einrichtung zur Einstellung und Änderung der Geschwindigkeit zwischen der treibenden und den getriebenen Wellen enthält, wobei diese Einrichtung mit Mitteln zur selbsttätigen Änderung der von dem Widerstande der getriebenen Wellen in Bezug auf den Treibeffekt der treibenden Welle abhängigen Geschwindigkeiten versehen ist.
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Letzteres ist mit einer verlängerten Nabe 36a versehen, auf welcher die Nabe eines Treibrades 42 festgekeilt ist. Die Nabe diese Triebes 42 trägt ein Kugellager 43 (Fig. 12) für das innere Ende des zweiten Wellenteiles 44 der geteilten Welle. Der Trieb 42 steht im Eingriff mit einem Trieb 45 und dieser mit einem Trieb 46. Die Triebe 42 und 46 bilden ähnlich wie die Triebe 36
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Die Hauptwelle 32 ist an ihrer Eintrittsstelle in das Gehäuse 31 in einem Kugellager 49 gelagert und endigt in einen Flansch 50. Oberhalb dieses Flansches 50 liegt eine Armscheibe 51, die mehrere Arme 52 und an der Unterseite einen ringförmigen Fortsatz 53 trägt, welcher die Kante des Flansches 50 und eines Flansches'34 überdeckt, der auf einer Schraubenmutter 55 angeordnet ist. Die Armseheibe 51 und die Schraubenmutter 55 sind an den gegenüberliegenden
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Die Armscheibe 51 ist mit der Armsoheibe 59 durch starke Schraubenfedern verbunden, deren Spannkraft für jede besondere Ausführung der Vorrichtung entsprechend gewäblt ist.
Die zwei Armacheiben bilden durch die Federverbindung eine nachgiebige Verbindung zwischen dem treibenden Wellenteil 32 und dem treibenden Wellenteil 62 und verhindern eine übermässige Kraftäussenmg zwischen der Haupttriebwelle und der Kraftquelle einerseits und den getriebenen Teilen der Vorrichtung andererseits. Diese Federn sind gewöhnlich von solcher Spannung, dass sie die geeignete Triebwirkung zwischen der treibenden Welle und der getriebenen Welle unter normalen Bedingungen ausüben. Wenn nunmehr eine übermässige Belastung der getriebenen Welle erfolgt, werden sich die Federn ausdehnen und dadurch die Armscheibe 59 in Bezug auf die Armscheibe 51 relativ verdreht und hiedurch die Federn nachgezogen und gedehnt.
Diese relative Bewegung zwischen den Armscheiben bewirkt eine relative Drehung des Wellenteiles 57, der infolge seiner schraubenförmigen Verbindung mit der Mutter 55 gezwungen wird, in den röhrenförmigen Wellenteil 62 nach abwärts zu gehen, wobei er die Muffe 67 mitnimmt. Die Muffe 67 ist mit einer konisch geneigten Fläche 71 versehen (Fig. 17), die, wenn sie zurückgedrückt wird, gegen einen der Arme 72 oder 73 eines an dem vierkantigen Ende 75 der Welle 70 befestigten gegabelten Hebels 74 stösst.
Die Gabel 76 ist an dem äusseren Ende der Welle 70 befestigt und trägt an ihrem oberen Ende ein Universalgelenk 77, mit welchem sie an einem Balanzier 78 befestigt ist.
Mit jedem Ende des Balanziers 78 ist ein Gelenkstück 79 bezw. 80 verbunden, welche den Balanzier mit Hebeln 81 und 82 verbinden, die auf in dem Gehäuse 30 drehbar gelagerten Achsen 83 und 84 sitzen und in das Gehäuse hineinreichen. Auf den Achsen 83 und 84 sind Gabel-
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gleitbar angeordnet.
Auf dem Wellenteil 44 ist eine Nabe 91 befestigt, die mit quergerichteten Armen 92 und 93 versehen ist. Diese bilden den Träger und die Lager 94 und 95, auf welchen die Scheiben 47 und 48 mit Bezug auf die Triebräder oder Scheiben 46 und 42 schräg gestellt werden können.
Ein Hebel 96 kontrolliert die Stellung der Scheibe 48, während ein Hebel 97 die Stellung
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Querbolzen 100 verbunden, der durch Schlitzöffnungen der Welle 44 hindurchgeführt und mittels einer Stange 102 und Bolzen 101 mit dem Gleitring 89 verbunden ist.
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und 39, welche die Bewegung auf die zwei Teile der getriebenen Welle 4. 1 und 40 übertragen, in gleicher Weise ändert. Mit der Mitte des Balanziers ist eine Zugstange 103 verbunden, welche bei einer Bewegung beide Sätze der Zwischenscheiben in derselben Weise verstellt.
Wenn hingegen eine der Zugstangen 104 oder 10. bewegt wird, um die Winkelstellung des Balanziers 78 zu ändern, wird die relative Winkelstellung der zwei Sätze der Zwischenscheiben 47, 48 und 38, 39 durch die Gelenk-und Hebelverbindungen in entsprechender Weise geändert, wodurch der eine Wellen-
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Erfolgt nun ein Zug der Stange 103 in der mit + bezeichneten Pfeilrichtung (Fig. 15), so wird der Htdat nzier nach vorne bewegt und beide Sätze Zwischenscheiben 38,. 39 und 47, 48
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rückwärts bewegt wird, werden die Scheiben eine Stellung einnehmen, die in Fig. 10 durch die mit-bezeichnete strichlierte Linie angedeutet ist und die Wellenteile werden sich in der in Fig. 10 mit-bezeichneten Pfeilrichtung drehen. Zufolgedessen ist ersichtlich, dass die Stellung der in Fig. 10 mit vollen Linien gezeichneten Teile die Nullstellung bezeichnen, bei welcher keine Bewegungsübertragung von der treibenden Welle 32 auf die getriebenen Wellenteile 40,44 erfolgt.
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zweiten Wellenteiles selbsttätig ändern, aber es wird beim Bestreben einer Änderung der Geschwindigkeit gemäss eines übermässigen Widerstandes oder einer übermässigen Belastung der getriebenen Wellenteile eine selbsttätige Neigungsstellung gegen die Nullage erfolgen, wodurch auf die getriebenen Wellenteile ständig eine maximale Dreh-oder Treibwirkung mit einer konstanten Treibkraft der Triebwelle ausgeübt wird.
In Fig. 18-23 ist eine Einrichtung eines Getriebes für Wagen dargestellt, die alle Teile enthält, die für die verschiedenen Gesichtspunkte von Vorteil sind und bei welcher eine Änderung der Geschwindigkeiten mit Bezug auf die Verschiedenheit der Widerstände in einem solch grossen Ausmasse ermöglicht ist, wie bei den bekannten Vorrioht Ingen dieser Art. Fig. 18 zeigt den Grundriss eines Automobilgestelles, bestehend aus einem Rahmen 200, auf welchem ein Motor 201 in geeigneter Weise montiert ist, der durch eine passende Welle mit der den Gegenstand der Erfindung bildenden Vorrichtung verbunden und in einem auf der Hinterradachse angebrachten Gehäuse 202 untergebracht ist. Die Vorder-oder Steuerräder 205, 206 werden durch eine Lenkvorrichtung 207 betätigt.
In das Gehäuse 202 dringt eine Haupttreibwelle 208, welche mit der Maschine oder der Krafterzeugungsvorrichtung in geeigneter Weise verbunden ist und in einen Flansch 209 (Fig. 20) endigt, an welchem eine Armscheibe 210 befestigt ist. Diese ist durch Schraubenfedern 211
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Wellenteil 213 aufgekeilt, welcher mit dem Triebrad 215 unmittelbar verbunden ist.
Das konische Triebrad 215 greift in ein Kegelrad 216 und in ein anderes Kegelrad 217 derart ein, dass beide Zahnräder sich nach entgegengesetzten Richtungen drehen. Mit den Rädern 216 und 217 sind in irgend einer geeigneten Weise Kegelräder 218 und 219 verbunden, die ihrerseits mit Übertragungsrädern 220 und 221 in Eingriff stehen, die innerhalb des Gehäuses 202 in zweckmässiger Weise gelagert sind. Diese Übertragungsgetriebe stehen wieder mit Kegelrädern 222, 223 in Eingriff, welche mit gekrümmten Treibflächen 224, 225 versehen sind, die auf einem mit den
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sind. In gleicher Weise sind die Räder 216, 217 mit Teilen verbunden oder in einem Stück hergestellt, welche gekrümmte Treibflächen 226, 227 besitzen.
Zwischen den gekrümmten Treibflächen 224, 226 sind zwei Zwischenscheiben 228, 229
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schiedenen Zwischenscheiben bestehen aus einem inneren Ring oder Rahmen 233, der auf einer in den Enden der Stützen 235 gelagerten Welle 234 in geeigneter Weise achsial verschiebbar gehalten wird. Da alle diese Zwischenscheiben in gleicher Weise eingerichtet und gestützt-sind. soll im Nachfolgenden nur eine derselben beschrieben werden. Die Stützen oder Tragarme 23J erstrecken sich zu beiden Seiten der Teile 236,237 der getriebenen Welle und sind mit denselben durch Naben 238 verbunden.
Der Wellenteil 236 ist hohl und erstreckt sich durch die Nabe des Kegelrades 222 dringend, bis zur Mittellinie des Gehäuses, woselbst er mit einem äusseren, innerhalb
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bindungsteil 240 versehen ist, der in Form eines Doppelzapfens ausgeführt ist, welcher einerseits in den Wellenteil 236, andererseits in den Wellenteil 237 dringt und dazwischen bezw. in der Mitte mit einem Flansch 241 versehen ist, an welchem sich die Innenenden der beiden Wellenteile stützen.
Die Zwischenscheiben 228, 229 sind in ihrer Stellung mit Bezug auf die gemeinschaftliche
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ringen 233 und mit den Aussonenden eines Hebels 273 gelenkig verbunden sind, welcher bei ; ? 44 an den Tragarm 235 angelenkt ist. Die an den Hebeln 273 befestigten Arme 275 sind mittels
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zapfen der Steuerräder 206, 205 sitzenden Armen 262,263 verbunden sind, so dass bei einer Verstellung der Steuerräder nuch der Balanzier 2a6 verstellt wird, welches auch immer sein Schwingungsmittel sein mag. unterhalb des Balanziers 256 ist an demselben ein Lenkarm 264 (Fig. 19) angebracht, welcher an seinem anderen Ende mit einem Hebel 265 (Fig.
23) verbunden, der bei 266 an dem
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einrichtung den Zweck, auf die Muffe 272 zu drücken und hiedurch die Stellung der genannten Hebel und Muffen zu berichtigen. Sobald nämlich die Trommel 212, wetche mit dem getriebenen
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Die Trommel 212 hat aber auch die weitere Funktion, die zu rasche Bewegung oder übermässige Geschwindigkeit des getriebenen Mechanismus mit Bezug auf den treibenden zu verhindern und ist demgemäss mit einer hiezu geeigneten Einrichtung versehen.
Über den Umfang der Trommel ist nämlich ein ausdchnbares Bremsband 279 geführt, welches durch seine Ausdehnung an eine im Gehäuse vorgesehene Bremsfläche 280 (Fig. 20) angelegt werden kann. Das Bremsband 279 ist an dem einen Ende bei 281 mit der Trommel 212 und an dem anderen Ende bei 282 an einen Hebel 283 angelenkt, der seinerseits bei 284 an der Trommel gelenkig befestigt ist und mit dem freien Ende 285 sich an einen Ansatz 286 der Armscheibe 210 anlegen kann.
Unter normalen Betriebsbedingungen, d. h. wenn normale Treibwirkung von der treibenden Welle 208 auf den getriebenen Mechanismus übertragen wird, sind die eingeschalteten P. fIer oder Federn 211 unter einer solchen mässigen Spannung, dass der Ansatz 286 ohne Druck an dem Ende des Hebels 283 anliegt. Die Expansionsbremse ist daher unwirksam.
Hat jedoch der getriebene Mechanismus zufolge Abnahme des Widerstandes das Bestreben, über die Geschwindigkeit der treibenden Welle 208 hinauszugehen, so wird die Trommel 212 verhältnismässig schneller als die Armscheibe 210 rotieren, wodurch die Spannung der Feder
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auf den Ansatz 286 auftreffen, wodurch der Hebel 283 im Sinne des Uhrzeigers (Fig. 21) verschwenkt und das Bremsband 279 ausgedehnt wird, welches sich somit an die Bremsfläche 280 des Gehäuses anlegen wird. Hiedurch wird die Geschwindigkeit des getriebenen Mechanismus
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Stössen auf den Hauptantriebsmechanismus verhindert.
Aus dem Erwähnten ist ersichtlich, dass der Fusshebel 258 nach einer gewünschten, vorherbestimmten Geschwindigkeit eingestellt werden kann, und dass bei einer gegebenen Treibwirkung die die Geschwindigkeit ändernde Vorrichtung die Geschwindigkeit selbsttätig aufrecht hält,
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Die Vorrichtung kann daher für irgend eine Anfangsgeschwindigkeit eingestellt werden und wird, innerhalb der Kraftgrenzen der treibenden Vorrichtung, eine Geschwindigkeit ergeben, welche dem Widerstände entspricht, der auf die Treibräder des Wagens ausgeübt wird.
Einen weiteren ersichtlichen Vorteil erzielt das Differential. oder Ausgleichsgetriebe für die zwei Treibräder 203, ? J, SM.
Da der Balanzier 256 mit den Lenkzapfen verbunden ist, ist ersichtlich, dass die Zwischenscheiben der Geschwindigkeitswechselvorrichtung durch Verschwenkung der Steuerräder in ihrer Winkelstellung geändert werden. Es wird beim Fahren des Wagens über eine Kurve kein Kraftveriust eintreten, da die Neigung der Zwischenscheiben immer das geeignete Geschwindigkeitsverhältnis zwischen dem in Bezug auf die Kurve inneren und dem äusseren Treibrade des Wagens ergeben wird.
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Beide Räder worden positiv angetrieben und es wird keine unmassige Geschwindigkeits- zunahme oder Relativverdrehung erfolgen, die beim Gleiten eines der Räder durch Verzögerung der Geschwindigkeit des äusseren Rades auftritt. Es wird folglich kein Gleiten oder Verlust an Triebkraft beim Fahren über Kurven stattfinden.
Der beschriebene Mechanismus vermeidet den Gebrauch einer Vorrichtung zur Änderung der Ge8chwindigkeits und Kraftbedingungen der Kraftquelle oder Maschine. Auch sieht er von der Verwendung eines Zwischen wechselgetriebes ab, sowie von einer eigenen Form eines Ausgleichs-oder Differentialgetriebes. Mit dem beschriebenen Mechanismus und mit einer Maschine von konstanter Geschwindigkeit, beispielsweise 1000 Umdrehungen per Minute, die direkt mit dem Mechanismus der Hinterachse verbunden sein mag, kann die ganze Beherrschung des Fahrzeuges mittels eines einzigen Fusshebels und des Lenkrades besorgt werden. Die ausgleichende Wirkung der zwei treibenden Räder wird selbsttätig durch eine zuverlässige, wirksame Treibkraft mit selbsttätig veränderlichen Geschwindigkeiten und mit maximaler Drehungskraft der treibenden
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besorgt.
Versuche ergaben, dass zur Sicherung hoher Nutzleistung gewisse Materialien vorteilhafter als andere sind. Tatsächlich ist bei Ausführung der Erfindung vorteilhaft, eine oder beide der Kraft übertragenden Flächen zwischen den treibenden Scheiben und den Zwischenscheiben mit geglättetem Kork zu versehen. Vor allem ist Kork undurchdringlich für 01 und behält seine grosse Beständigkeit bei, selbst wenn er in 01 getaucht wird. Er besitzt grosse Elastizität und Zusammendrückbarkeit und dieses macht den Kontakt selbst unter geringem Druck tatsächlich zu einem Flächenantrieb, ohne inneres Gleiten, im Gegensatz zu einem Linienkontakt oder Stellenantrieb, der das vorherrschende Kennzeichen von sich abwälzenden oder Reibungstreibflächen von reiner metallischer Konstruktion ist.
Es ist Tatsache, dass Kork von der beschriebenen Art gegen Metall oder Kork gegen Kork erfolgreich benützt werden kann und zuverlässigen ab-
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auch, dass der dynamische Reibungskoeffizient von Kork gegen Gusseisen 0'35 ist, verglichen mit Stahl gegen Bronze unter denselben Bedingungen, wo der Reibuiiuskoeffizient 0'15 war.
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schnittlich 0'89. Dies ist tatsächlich mehr als das Doppelte des oben angegebenen dynamischen Reibungskoeffizienten.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Reibungs-Wehsel-und Wendegetriebe, gekennzeichllet durch zwei zwangläufig im entgegengesetzten Sinne angetriebene koachsiale, mit sphärischen Reibungsflächen versehene Reibscheiben, zwischen welchen verschwenkbar das Reibrad auf dem Arme der die Reibscheiben durchsetzenden anzutreibenden Welle sitzt, so dass je nach seiner Stellung das schwenkbare Reibrad und damit die anzutreibende Welle in Ruhe bleibt oder das Reibrad eine Planetenbewegung in einem oder im entgegengesetzten Sinne mit veränderlicher Tourenzahl ausführt und dabei auch die anzutreibende Welle mit verschiedener Geschwindigkeit antreibt.