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Die Erfindung betrifft ein Gesehwindigkeibwechselgetriehe für Motorfahrzeuge und andere Zwecke, bei denen ein allmähliches Verändern von Geschwindigkeiten erforderlich ibt, und besteht im Wesen aus einem beispielsweise mit der Antriebswelle verbundenen Elektromagneten, der intermittierend einen oder mehrere Anker von geringer Masse anziehen kann. Die Anker sind beispielsweise mit der Antriebswelle durch eine oder mehrere Federn verbunden, und zwar kann die Verbindung direkt oder mittels eines entsprechenden zwischenliegenden Trägers erfolgen.
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momentes angezogen und die Federn infolge der relativen Verdrehung des Ankerträgers gespannt. bis die dadurch auf den angetriebenen Teil und die mit ihm verbundenen Teile ausgeübte Kraft
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bezug auf den Ankerträger zurückgeführt.
Auf diese Weise kann der angetriebene Teil der magnetischen Kupplung während jeder Umdrehung des antreibenden Teiles so oft schlüpfen, als Stromunterbrechungen vorgesehen werden, wobei das Mass dieser Schlüpfung von der Stärke der Federn und der ühertragenen Kraft abhängt ; auf diese Art wird ein Geschwindigkeitswechselgetriebe geschaffen, dessen Geschwindigkeitsverhältnis leicht durch Änderung der Frequenz der Stromimpulse. die dem Elektromagneten der Kupplung mitgeteilt werden, geregelt werden kann. Der Erfindung gemäss wird dabei der Magnet der Kupplung durch eine Anzahl Stromstösse erregt, von denm je zwei aufeinanderfolgende immer entgegengesetzte Richtungen haben.
Hierdurch wird der von jeder
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Schlüpfungsverhältnis zwischen den treibenden und getriebenen Elementen der magnetischen Kupplung erzielt.
Überdies arbeitet das Getriebe stosslos, da die Feder oder die Federn jede Erschütterung verhindern, die sich aus der plötzlichen Beeinflussung des Ankers oder der Anker durch den Elektromagneten ergibt.
Ferner besteht die Erfindung in einer den angestrebten Zwecken angepassten Verbesserung der magnetischen Kupplung, indem eine Anzahl von Ankerstäben oder Streifen. die um den Elektromagneten herum angeordnet sind, durch Gelenke verbunden werden und so eine Art Kette bilden, die mit dem getriebenen bzw. mit dem treibenden Teil verbunden ist ; im vorliegenden Fall geschieht diese Verbindung mit Hilfe einer Reihe von Federn, die an dem bezüglichen Ende der erwähnten Anker oder der genannten Gelenke und an dem anderen Ende an einem auf dem angetriebenen oder treibenden Teil sitzenden Träger befestigt sind.
In den Zeichnungen ist die Erfindung in einer beispielsweisen Ausführung > form dargestellt, und zwar zeigt Fig. i ein solches Geschwindigkeitswechselgetriebe im mittleren Längsschnitt und Fig. 2 in Endansicht. Fig. 3 ist eine Draufsicht, teilweise im Schnitt und Fig. 4 eine Seitenansicht des Stromwenders. Fig. 5 zeigt schematisch die Stromkreise der obigen Vorrichtung. Fig. 6 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Geschwindigkeitswechselgetriebes mit einzelnen abgebrochenen Teilen. Fig. 7 ist eine Draufsicht und Fig. 8 eine Seitensicht einer anderen Ausführungsform des Kettenankers.
In dem in den Fig. i und 2 dargestellten Getriebe ist a eine Welle. die beispielsweise einen Teil der Kardanwelle eines Motorfahrzeuges bildet.
Mit dieser Welle ist der Kupplungselektromagnet starr verbunden, dessen Kern b und ringförmige Polschuhe c, @ aus massivem Metall bestehen. Sie sind vorzugsweise mit einem radialen Schlitz versehen, der mit einem Isolierenden Material angefüllt sein kann. um das Auftreten von Wirbelströmen während der Änderung der Magnetfeldstärke hintanzuhalten ; indessen können der Kern und die Polstücke auch in Lamellen geteilt sein.
Die Klemmen der Betätigungsspule d dieses Elektromagneten sind mit isolierten Metallringen e, f wrbunden, die an der Seite des Magneten befestigt sind. Jeder dieser Ring. befindet sich mit einer Reihe von auf je einer Feder sitzenden Kontaktschuhen g und lt in Berührung, die mit bezüglichen Metallstreifen j, k verbunden sind, wodurch sie, wie weiter unten beschrieben werden soll, in den elektrischen Stromkreis eingeschaltet werden können.
Die Anker lui, m sind mit den Polschuhen c gleichachsig angeordnet und miteinander mittels Glieder it verbunden, die mit ihren Enden gelenkig verbunden sind, so dass sie eine Kette bilden. Diese Ketten sind mittels Federn o mit Armen p eines Trägers pl verbunden, der auf einer hohlen Welle q befestigt ist. die in bezug auf die Welle a in einem Lager r drehbar und beispielsweise mit dem Antriebsmotor eines Motorfahrzeuges o. dgl. gekuppelt ist. Die Federn o sollen so
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Magnetisierung kein Gleiten zwischen den Ankern und den Polschuhen c stattfindet.
An einzelnen Ankern in sind Arretierstifte. ? vorgesehen, die mit Armen p2 am Träger p1 in Anlage kommen, wenn die Geschwindigkeit des in derselben Richtung wie der Träger pl umlaufenden Magneten grösser ist als jene dieses Trägers, z. B. wenn das Fahrzeug schneller läuft als der Antriebsmotor.
Die so gebildete Kette kann eine beiderseits isolierte Stelle aufweisen, um die Bildung von Wirbelströmen in dem Ring während der Änderungen In der Stärke des magnetischen Flusses zu verhindern.
Die Zufuhr von Rückstromimpulsen zu den Klemmen k der Elektromagnetspule d wird
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Stromwenders beeinflusst wird, dessen zwei Federn u, v vermittelst Leitungen w, x mit den Klemmen j bzw. A verbunden sind. Diese Federn sind mit Doppelkontaktstücken u, 1, vI versehen, die normal mit von Federn getragenen Kontaktschuhen y bzw. s in Kontakt stehen, die mit Klemmen des Stromerzeugers t verbunden sind. Zwischen isolierten Blöcken 1, 1 an den Federn u, v ist eine sich drehende Unrundscheibe. 3 angeordnet, die mit einander diametral gegenüberliegenden
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des Stromerzeugers verbunden sind, wodurch die Stromrichtung in der Spule d gewendet wird.
Die Welle 6 der rotierenden Scheibe 2 trägt eine Reibrolle 7, die längs der Oberfläche einer Reibscheibe 8 radial beweglich ist ; diese ist in einem Lager im Gehäuse 9 des Stromwenders drehbar
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auf einem Schlitten 12 angebracht, der in einer Führung 1. 3 im Gehäuse 9 gleiten kann und mit einer Mutter 14 versehen ist, in die eine Leitspindel 15 eingreift, die in Lagern 16 des Gehäuses 9 drehbar, aber nicht verschiebbar gelagert ist. Die Leitspindel à ist mit- einer Riemscheibe 17 versehen, mittels deren sie z. B. durch ein endloses Band von einem Handrad aus gedreht werden kann.
Durch Einstellung der Lage der Reibrolle 7 in bezug auf die Mitte der Scheibe 8 kann die Geschwindigkeit dieser Rolle und infolgedessen die Zahl der Umkehrungen des der Spule d zugeführten Stromes und das Mass des Gleitens, das zwischen den Ankern in und den Polstücken c in der Zeiteinheit stattfindet, leicht verändert werden.
Gegebenenfalls kann einem Stromimpuls in einer Richtung ein solcher in der entgegengesetzten Richtung, doch von kürzerer Dauer, folgen, indem man beispielsweise die den Vorsprüngen 3 der Scheibe 2 entsprechenden Winkel ändert ; überdies können die verhältnismässigen Zeitabschnitte, während welcher diese Perioden dauern, in geeigneter Weise dadurch geändert werden, dass man beispielsweise auswechselbare Scheiben 2 mit Vorsprüngen 3 verwendet, die verschiedenen Winkeln entsprechen.
Bei der in Fig. 6 dargestellten abgeänderten Ausführungsform sind drei Kupplungen auf einer gemeinsamen Welle al angebracht, und die Federn o mit einem gemeinsamen Träger 18 verbunden, der hier röhrenförmig hergestellt ist. Die elektrischen Stromkreise der einzelnen Elektromagneten können in Reihen oder parallel verbunden und durch einen gemeinsamen Stromwender beeinflusst sein. wie ein solcher beispielsweise in den Fig. 3 bis 5 dargestellt ist.
Diese Anordnung empfiehlt sich namentlicH dort, wo es sich um die Übertragung grosser Kräfte in einem beschränkten Raum handelt, z. B. hei Seefahrzeugen.
Beim Ausführungsbeispiele nach den Fig. 7 und 8 sind die Ankerstäbe in'an ihren Enden
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an denen die Glieder ni angelenkt sind. Hierdurch ist die Spannung in dem Kettenanker bestrebt, die Stäbe i* flach gegen die Polflächen des Elektromagneten zu halten. Die Glieder n'werden in ihrer Lage an den Schrauben 20 mittels Stifte 21 gehalten, die durch Querbohrungen in den Enden von zwei Schrauben an jedem Stabe m1 hindurchreichen und so gleichzeitig verhindern, dass sich diese Schrauben losschrauben.
Gegebenenfalls können die Federn o wegbleiben und die Ketten unmittelbar mit dem Träger/ verbunden werden.
Bei einer Ausführungsform kann statt einer ringförmigen Reihe von Ankern ein einzelner Anker in Form eines leichten Ringes verwendet werden, der mit dem Träger mittels geeigneter Federn, z. B. umwickelter Schraubenfedern verbunden ist. Dieser Ankerring ist vorteilhaft an einer oder mehreren Stellen geteilt und mittels Isoliermasse vereinigt, um die Bildung von Wirbelströmen zu verhindern.
PATENT. ANSPRÜCHE : i. Geschwindigkeitswechselgetriebe. bestehend aus einem bzw. mehreren Ankern, die beispielsweise mit der Antriebswelle (q) durch eine oder mehrere Federn (o) verbunden sind, und einem Elektromagneten (c, d), der durch eine Reihe von Stromimpulsen, deren Richtung ständig wechselt. angeregt wird. so dass der bzw. die Anker intermittierend
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