Stafenloses Geschwindigkeitswechselgetriebe. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, mit welchem eine stufenlose Veränderung des Geschwindigkeits - Übersetzungsverhältnisses zwischen der treibenden und der getriebenen Welle des Getriebes vorgenommen werden kann, und welches z. B. bei Kraftfahrzeu gen, sowie auch bei ortsfesten Antriebsmoto ren, Werkzeugmaschinen usw. verwendet werden kann.
Das Geschwindigkeitswechselgetriebe ge mäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass dasselbe einen Getriebeteil zur mechanischen Übertragung des gesamten Drehmomentes der treibenden Welle auf ,die getriebene Welle aufweist, welcher so aus gebildet ist, dass er eine freie Drehmoment komponente abgibt, welche die Vorrichtung zum stufenlosen Änderung der Drehzahl der getriebenen Welle beeinflusst, wobei Mittel vorgesehen sind, um entweder die Drehzahl der getriebenen Welle entsprechend ,
dem von derselben übertragenen Drehmoment selbst- tätig, oder aber durch Betätigungsorgane von aussen: willkürlich zu regeln, oder beide Rege lungsarten durchführen zu können.
Das Geschwindigkeitswechselgetriebe wird bei Verwendung für Kraftfahrzeuge zweck mässig mit einem an die getriebene Welle angeschlossenen Rückwärtstrieb ausgerüstet.
Die Regelung dem Drehzahl der .getriebe- ner Welle erfolgt zweckmässig auf hydrau lischem oder elektrischem Wege, also z. B. mittels Öldruckregelgetriebe oder elektri schem Regelmotor, könnte aber auch auf mechanischem Wege, z. B. mittels eines ein stellbaren Reibradgetriebes, erfolgen.
Ausführungsbeispiele des. Erfindungs- gegenstandes sind in der Zeichnung darge stellt, und zwar zeigt: Fig. 1 eine erste Ausführungsform des Geschwindigkeitswechselgetriebes mit hy draulischer Drehzahlregelung im Längs schnitt; Fig. 2 und 3 zeigen Querschnitte des Üldruckregelgetriebes; Fig. 4 zeigt eine Einzelheit im Schnitt; Fig. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein Schneckenradgetriebe des Wechsel getriebes und Fig. 6 eine Seitenansicht desselben paral lel zur Getriebewellenaxe;
Fig. 7 zeigt als zweite Ausführungs form ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit elektrischer Drehzahlregelung in Längs ansicht und Fig. 8 einen Längsschnitt desselben; Fig. 9 zeigt eine Einzelheit eines zuge hörigen Schneckenwadgetriebes im Schnitt; Fig. 10 zeigt einen Querschnitt einer F'reilaufvorrichtung nach Linie X-X in Fig. 8; Fig. 11 zeigt ein anders Wechselgetriebe mit elektrischer Drehzahlregelung im senk rechten Schnitt mit teilweiser Ansicht; Fig. 19-, zeigt einen senkrechten Schnitt unter 9-0 zur Schnittebene der Fig. 11;
Fig. 13 zeigt einen Querschnitt einer Freilaufvorrichtung nach Linie XIII-XIII in Fig. 12; Fig. 14 zeigt eine Detailvariante des Ge triebes nach Fig. 11 im Schnitt.
Bei der in Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform des Geschwindigkeitswech- selgetriebes für ein Kraftfahrzeug ist M ,das Motorgehäuse desselben, aus dessen Stirn- seite die treibende Welle W heraustritt.
Das an diese Welle W angeschlossene Geschwin- digkeitswechselgetriebe hat ein Gehäuse, welches aus den: Hauptteilen 1 und 2 zu- sammengesetzt ist, und an letzteres schliesst sich das die mit der Welle W gleichachsige Abtriebswelle A umgebende Rückwärts ganggetriebe mit dem Gehäuse 3 an. Zwi schen den beiden Gehäusen 2 und 3 ist das Getriebe in einem festen Teil F des Chassis rahmens oder Motorgehäuses gelagert.
Auf dem Ende der Welle W ist innerhalb des Gehäuses 2t ein Stirnrad 4 verkeilt, welches mit zwei diametral einander gegenüberliegen den, auf Achsen 6 im Gehäuse 2 gelagerten Stirnrädern 5 kämmt. Mit diesen Stirn- rädern 5 sind kleinere Stirnräder 7 fest ver- banden, welche mit einem zentralen Stirn rad 8 kämmen.
Dieses sitzt am Ende einer ein Schneckenrad 10 tragenden Hohlwelle 9, welche mittels einer Büchse drehbar auf der Motorwelle W gelagert ist. Das Schnecken rad 10 steht im Eingriff mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Schnecken 11, deren Achsen 12 quer zu den Achsen 6 im Gehäuse 5 .gelagert sind.
Auf den äussern Enden dieser Schneckenachsen 12 sind Zahn ritzel 13 verkeilt (Fig. 5 und 6), welche mit einem in der Mitte zwischen beiden liegen den Stirnrad 1.4 kämmen, das zusammen mit einem Kegelrad 15 auf einem im Gehäuse 2 parallel zu den Achsen 12 gelagerten Achs- stummel 17 verkeilt ist.
Gegenüber diesem Achsstummel 17 ist an der Gehäusewand ein Ausgleichsgewicht 18 befestigt. Das Kegel rad 1.5 kämmt mit einem .grösseren Kegelrad 16,
das innerhalb des Gehäuses 1 auf einer .die Welle W drehbar umgebenden Hohl welle 19 verkeilt ist. Der Gehäuseteil 1 isst, wie aus Fig. 1 bis 3 ersichtlich, exzentrisch zur Welle W ausgebildet.
Auf der Hohl welle 19 sitzt ein Rotor 2,0 mit vier abge dichtet im Gehäuse 1 laufenden, in Schlitzen des Rotorkörpers verschiebbaren Schieber flügeln 2'1, welche paarweise durch an den Stirnseiten angeordnete Verbindungsstücke 22 (Fix. 3) miteinander verbunden sind.
Im untern Teil des Gehäuses: 1 sitzt ein dessen Flüssigkeitsringraum beherrrschender Regel hahn 2<B>,13</B>. Der ganze Raum zwischen Ge häuse 1 und Rotor 20 ist mit Öl gefüllt, welches aus dem Vorratsraum 24, welcher mit einem Öleinfüllsitutzen '26, versehen ist, durch Öffnungen 2ä in der einen Trennwand zwischen Vorratsraum und Flüssigkeitsring- raum auf die Saugseite des letzteren gelan gen kann.
Auf der Draekseite ist in der Trennwand ein Sicherheitsventil 33 einge setzt.
Auf dem zum Gehäuse 1 herausgeführ ten Schaft 23'a des. Regelhahnes 23 ist aussen an der Stirnseite ein Kegelrad 27 befestigt, welches mit einem Kegelrad 28 kämmt, des sen Achse in einem an der Stirnwand des Gehäases 1 befestigten Stützarm 29 gelagert ist und am innern Ende ein Zahnritze' 30 trägt (Fig.
1 und 4), das in eine parallel zur Welle TV gerichtete Zahnstange 31 eingreift, die an einer auf der Welle W längsver schiebbaren Einrückmuffe 32 befestigt ist. In der Ölvorratskammer 24 des Gehäuses 1 ist eine Leerlaufkupplung zur Verbindung der Motorwelle W mit dem Wechselgetriebe beim Anlauf angeordnet. Dieselbe ist als Konuskupplung ausgebildet und besteht aus einer verschiebbar auf der Welle W verkeil-. ten Kupplungsmuffe,34 und einem am einen Ende der Hohlwelle 19 des Rotors 20 aufge- keilten Kupplungskranz 35, von welchem die Kupplungsmuffe 34 durch die Ausrück feder 36 in Aussereingriffsstellung abgehal ten wird.
Wird die Einrückmuffe 32 gegen die Kupplung hin verschoben, so rückt sie dieselbe entgegen der Kraft der Feder 36 ein und'' verbindet hie durch die Motorwelle W mit der Hohlwelle 19. Die Verschiebung der Einrückmuffe zum Kuppeln der Kupp lung wird beim Loslassen eines am Führer sitz angeordneten Pedals P mittels eines Übertragungsgestänges Gk bewirkt, dessen Endglied am Absatzteil des Pedals P an greift, während am Spitzenteil des Pedals das Gasregelgestänge G,. angreift, so dass diese 'beiden Regelvorgänge mit ein und demselben Fusse bewerkstelligt werden kön @en.
Durch die gezeichnete Anordnung wird bewirkt, dass das Einrücken der Kupplung nur bei Einstellung des Getriebes in den Leerlauf, d. h. bei völlig freiem Ölumlauf im Ölgetriebe erfolgt, indem vor dem Nie derdrÜcken des Absatzteils: des Pedals P der Regelbahn 2:3 völlig offen und die Leerlauf - kupplung 34, 35 eingerückt ist, so dass dem anlaufenden Motor der geringste Widerstand entgegengesetzt wird.
Will man zwecks Ein schaltens einer kleineren .Übersetzung den Ölumlauf -durch -Schliessen des Regelhahnes 23 drosseln, .so drückt man das Pedal P nie der, der Regelhahn 33 schliesst sich dement sprechend und die Leerlaufkupplung wird gleichzeitig durch die Feder 3,6 ausgerückt.
Das Gehäuse 2 hat am einen Stirnende einen hülsenartigen Fortsatz 37, in welchem das vordere Ende der Abtriebswelle A ge lagert ist und welcher mittels einer Büchse drehbar in einer am Lagerteil F festen Keil hülse 3<B>8</B> gelagert ist. Auf dieser Hülse 38 ist ein Tragring 39 längsverschiebbar; jedoch undrehbar gelagert.
Im Tragring 3,9 sind auf Achsbolzen 40 Planetenräder 41 .gela- geTt, welche um ein Zentralrad 42 kreisen., ,das auf dem Ansatz,3,7 des Gehäuses 2 ver- keilt ist, und welche ausserdem mit einem Innenzahnkranz des Gehäuses. 3 kämmen;
. Innerhalb des auf der Welle A verkeilten Gehäuses '3 ist auf dieser Welle eine ver schiebbare Kupplungsmuffe 43 aufgekeilt, deren Innenverzahnung durch Verschiebung ,der Muffe in Eingriff mit dem Zentralrad 42 gebracht werden kann, so dass sie zusam men mit dem Rad 42 eine Zahnkupplung bildet, wenn der Tragring 3-9 die in Fig.
1 strichpunktiert angedeutete Stellung ein.- nimmt. Zur Verschiebung der Kupplungs muffe ist an einem der Achsbolzen 44 ein Mitnehmer 45 angebracht, welcher mit sei nem freien Ende in eine Kreisnut der Kupp lungsmuffe 43 eingreift. Beim Führersitz ist ein Rückwärtsgangpedal Pr angebracht, dessen Gestänge G, an einem Arm des Trag ringes 39 angreift. Inder mit vollen Linien gezeichneten Stellung der Teile 39 bis 44 (:siehe Fig.
I) wird die Drehrichtung des Gehäuses 2 über ;die Teile 4'2, 41 und 3 um gekehrt auf die Abtriebswelle A übertragen. Wird durch Niedertreten des Pedals Pr der Tragring :39 in die strichpunktiert gezeich nete Stellung verschoben, so kommen die Räder 41 ausser Eingriff mit dem Gehäuse 3; dafür wird aber die Zahnkupplung 43,<B>42</B> eingerückt, wodurch die Drehbewegung des Gehäuses 2 unmittelbar auf die Abtriebs welle A übertragen wird.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Geschwindigkeitswechselgetriebes ist fol gende: Die Drehbewegung .der Motorwelle W wird durch :das Doppelplanetengetriebe 4, 5, 7, 8 ins Langsame übersetzt auf,das Schnek- kengetriebe 10, 11 und auf dessen Gehäuse 2 übertragen, welches mit der Antriebswelle A unmittelbar über die Zahnkupplung 42, 43; oder mittelbar über .die Räder 41, 42 und das Gehäuse<B>3</B> verbunden ,sein kann.
Durch die Steigung der Schnecken 11 entsteht in folge :der Achsialbelastung derselben eine Umfangskraft an den Schnecken in Dreh richtung derselben von der Grösse P - Q tg (a-9), worin P die Umfangskraft, Q Umfangskraft am Schneckenrad, a der Stei gungswinkel der Schnecken und o der Rei bungswinkel ist. Diese Umfangskraft bezw. das derselben entsprechende Drehmoment wird durch das Stirnrad-Kegelrad-Über setzungsgetriebe 18, 14, 15, 1(6 und die Hohlwelle 19 auf den Rotor 20 des Ölgetrie bes übertragen, welcher sich beliebig rasch drehen kann, solange der Regelhahn 2113 offen ist, da das Ö1 hierbei frei umlaufen kann.
Die Leerlaufkupplung 34, 3,5 ist hierbei in der Ruhelage des Pedals P und des Ge stänges Gk eingeschaltet, so dass der Motor ausser den Reibungswiderständen im Ge triebewerk und dem Strömungswiderstand ,des Öls keinen andern Widerstand zu über winden hat. Die Übersetzung zwischen Rotorwelle 19 und Schneckenrad 10 ist so gross gewählt, dass bei einer Umdrehung der Rotorwelle 1'9 auch die Welle W eine Um drehung in gleicher Richtung macht. Die Motorwelle kann sich jetzt beliebig rasch drehen, ohne dass die Abtriebswelle die Dreh bewegung mitmacht (Leerlauf). Der Öl behälter 24 ist zu ca. 3/4 s eines Volumens mit <B>01</B> gefüllt.
Solange der Regelhahn 23 offen ist, wird das Schneckenrad 10 über -das Stirnrad-Kegelrad-Übersetzungsgetriebe und die Schnecken in Antriebsdrehrichtung ge genüber dem Gehäuse 1, 2 gedreht, so, dass eine Antriebswirkung auf die Schnecken von Seiten des Schneckenrades nicht auftritt und das Gehäuse 1, 2 sich nicht mitdreht, d. h. die Motorwelle W kann .sich beliebig schnell drehen, es besteht immer die Übersetzung 1 . oo.
Schliesst man nun den Pegelhahn 23: durch teilweises Niederdrücken des Pedals P mehr oder weniger, so wird der Ölumlauf gedrosselt und zugleich die Leerlaufkupp- lung 34, 35 ausgerückt. Der Rotor 19 dreht sich nun entsprechend weniger schnell, die Relativdrehzahl zwischen Motorwelle und Abtriebswelle wird verringert, und .die Ab triebswelle und .das Gehäuse 1, 2 werden entsprechend in Drehung versetzt.
Durch den Einfluss, der Zentrifugalkraft wird hier bei das<B>101</B> nach aussen gedrückt und strömt durch die Eintrittsöffnungen 25 auch auf die Saugseite des Rotors, so da diese immer völlig mit Öl ;gefüllt ist.
Schliesst man durch völliges Niedertreten des Pedals .den. Regel hahn 23 .gänzlich, so. ist der Ölkreislauf völ lig unterbrochen, so dass sich der Rotor 2.0 in bezug auf sein Gehäuse nicht mehr dre hen kann, und es besteht eine starre Verbin dung zwischen der Motorwelle W und dem Gehäuse 1, 2 bezw. der Abtriebswelle A.
Natürlich ist sowohl in dieser Stellung als auch in allen Zwischenstellungen eine wei tere Geschwindigkeitsregulierung mittels der Gemischzufuhr zum Motor durch. Betätigung ,des Spitzenteils des Pedals P möglich.
So bald das an der Welle A abgenommene Drehmoment grösser ist als dasjenige, wel ches von ,der Motorwelle W bei einer be stimmten Drehzahl maximal abgegeben wer den kann, öffnet sich infolge der Drucküber schreitung im Öldruckgetriebe das Druck ventil 3,3 und lässt eine ,gewisse Menge Öl in die Ölvorratskammer 2'4 übertreten. Infolge dessen kann sich der Rotor 2,0 drehen und die Abtriebswelle A wird mit einer entspre chend niedrigeren Tourenzahl angetrieben.
Auf diese Weise ergibt ..sch im Getriebe eine selbsttätige Belastungsregelung zum Schutz gegen Zerstörungen bei Überlastung oder in Steigungen zum automatischen Zurückschal- ten.
Das Pedal P ist natürlich mit nicht dar gestellten Rückführfedern versehen. Die Drehzahlregulierung könnte auch selbsttätig in Abhängigkeit vom Ausgangs drehmoment erfolgen, indem der Regelhahn 2.3 über .ein Stirnräderpaar 46, 48 von einer Welle 47 aus gedreht. wird und hierdurch mehr oder weniger den Ölumlauf drosselt. Die Drehung der Welle 47 könnte in der Weise erfolgen, dass die Schnecken 11 ent gegen einer Rückführfeder axial verschieb bar gelagert sind und eine der Schnecken bei der Verschiebung ein Gestänge betätigt, welches ,die Drehung der -Welle 47 bewirkt.
Es können selbstverständlich beide Rege lungsarten gleichzeitig zur Anwendung kom men.
Während im beschriebenen Ausführungs beispiel die Drehzahlregelung auf hydrau lischem Wege erfolgt, geschieht .dies beiden nachstehend beschriebenen Beispielen nach den Fig. 7 bis 13 auf elektromotorischem Wege.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 10 ist auf der Motorwelle W eine Mit nehmerscheibe 51 verkeilt, welche zusammen mit einem aussen am Gehäuse des nachfol gend noch genannten Schneckengetriebes an geordneten Ring 53. und zwischen die beiden Teile 51, 5'3 ,eingelegten Sperrwalzen 54 und Federn 5,5 einen Freilauf an sich bekannter Konstruktion bildet (Fix. 8 und 10).
In glei cher Weise wie die Scheibe 51 ist eine innere Mitnehmerbüchse 52 mit ausserhalb des Ge häuses<B>5</B>8 liegenden Nocken, .Sperrwalzen und Federn versehen, welche Büchse mit den zuletzt genannten Teilen und,der Scheibe 51 zusammen einen zweiten Freilauf bildet. Auf der innern Mitnehmerbüchse, welche sich frei um ,die Welle W ,drehen kann, sitzt ein Schneckenrad 5,6, welches mit zwei ein ander diametral gegenübersitzenden Schnek- ken !57 in Eingriff steht.
Jede Schnecke sitzt auf einem im Gehäuse 58, quer gelagerten Achsbolzen 5,9. Das, eine Ende des einen Achsbolzens (Fix. 9) ruht in einer in der Gehäusewand .gelagerten Büchse 79, auf welcher die Schnecke 57 längsverschiebbar verkeilt ist.
Der Achsbolzen ,stützt sich in der gezeichneten Lage achsial auf der Büchse 79 mit einem Bund 59b ab, welchem zugleich die Schnecke anliegt, welche auf ,dem Achsbolzen mit einem Querkeil be festigt ist.
In einer Bohrung am einen Ende der Schnecke ist eine den Achsbolzen um- gebende Schraubenfeder<B>60</B> eingelegt, welche sich an der innern Gehäusewand abstützt und bestrebt ist, die .Schnecke in. der in Fig. 9 gezeichneten Stellung zu halten.
An dem der Büchse 79 .gegenüberliegenden Ende hat der Achsbolzen 59 einen zum Gehäuse 5,8 herausragenden Gelenkkopf 59a, an wel chem ,der Arm 61a eines bei 62 aussen am Gehäuse 58 .gelagerten Winkelhebels 61 an greift. Auf den andern Achsbolzen 59 ist (dessen Schnecke undrehbar, jedoch entgegen ,der Wirkung einer Feder -60 verschiebbar gelagert.
Auf dem zum Gehäuse herausragenden Ende der Büchse 79 bezw. des einen Achs bolzens ,59 ist ein Stirnrad 63 befestigt, und .die beiden Stirnräder beider .Schnecken käm men mit einem dazwischen gelagerten .Stirn rad 64 (Fix. 9).
Am Gehäuse 58 ist der Sta tor eines als Flanschmotor ausgebildeten Elektromotors 67 starr befestigt, dessen Welle 68' einerends in der innern,Stirnwand .des Gehäuses ;5i8 und, andernends im gewölb ten Lagerschild 69 des Motorgehäuses dreh bar gelagert ist;
innerhalb ,des letzteren ist auch der Kollektor 70 auf der Welle be- festigt. Auf Odem gegenüberliegenden Ende der Welle 6 & ist ein Kegelrad 65 aufgekeilt, welches mit einem nichtgezeichneten Kegel rad kämmt, das zusammen mit dem .Stirnrad 64 auf dergleichen Achse sitzt und die Ver bindung zwischen ,
der Motorwelle 68 und den Schnecken 57 herstellt, in ähnlicher Weise wie heimersten Beispiel beschrieben.
Der Lagerschild 6.9 des Motors hat eine zentral angesetzte Hohlwelle 80, an deren Endflansch die anzutreibende Welle ange setzt wird, und eine die Hohlwelle konzen trisch umgebende kürzere Büchse 71. Auf der Hohlwelle . & 0 sind mittels einer Trag scheibe zwei Schleifringe 72 befestigt, wel- ehen,der ,Strom mittels, Bürsten 73 zugeführt wird.
Innerhalb dem Bü chse 71 ist auf der Hohlwelle ein Regelwiderstand 74 befestigt, und der Kontaktschieber für diesen Wider stand wird. @duTCh eine auf der Büchse 71 längsverschiebbare Muffe 75 gebildet, an welcher die Kontaktfeder 76 isoliert be- festigt ist. An der Muffe 75 greift das vom Pedal des Führersitzes aus betätigte, dem Gestänge Gk der Fig. 1 entsprechende Ge stänge Gm an.
Ausserdem ist an einem Arm 69a ,des Lagerschildes 69 ein zweiarmiger Hebel 77 gelagert, dessen einer Arm an der Muffe 75 angreift und dessen anderer Arm durch eine Verbindungsstange 7 8 mit dem Arm 61b des Winkelhebels 61 verbunden ist.
Die Wirkungsweise der beschriebenen Ausführungsform ist folgende: Die Antriebswelle W überträgt das Dreh moment über,die Freilaufteile 5,1, 54, 52 auf das Schneckenrad 56 und von diesem auf die :Schnecken 57, deren Gehäuse 58 mit der Ausgangswelle 80 starr verbunden ist. Die Schneckenräder stehen ihrerseits über das beschriebene Stirnrad-Kegelradvorgelege mit der Rotorwelle 168 des Motors 67 in Verbin dung.
Bei nicht eingeschaltetem Elektro motor wird; Idas Antriebsmoment direkt über die Teile 5,1, 54., 52 und 57 auf :das Gehäuse 58 übertragen, welches mit dem die Hohl welle 80 tragenden Motorgehäuse starr ver bunden ist, wodurch eine direkte Verbindung zwischen Motorwelle W und getriebener Welle (z. B. Cardanwelle) besteht.
Wird der Elektromotor 6,7 über den Regulierwider stand 7.4; eingeschaltet, so wird über .das Kegelrad-Stirnradvorgelege 63, 64, 65 und .die Schnecken 5,7 das Schneckenrad gegen- über dem Gehäuse 58. in Antriebsrichtung gedreht, so dass sich die :getriebene Welle langsamer dreht als die Antriebswelle, d. h.
es ist eine Zwischengeschwindigkeit einge- schaltet. Der Elektromotor und die Über setzung des Stirnrad-Kegelradgetriebes sind so bemessen, ass bei maximaler Drehzahl des Rotors des Elektromotors gegenüber sei nem Gehäuse letzterer das. Schneckenrad mit der Drehzahl antreibt, welche gleich ist der maximalen Drehzahl der Antriebswelle W, so dass zwischen treibender und getriebener Welle die Übersetzung 1 : @o besteht.
Hierbei kann sieh das Schneckenrad dank des Freilaufes bis zur maximalen Drehzahl der Welle W drehen, ohne dass diese Welle W vom Elek tromotor aus mitgenommen würde. Der Mo- tor des Fahrzeuges kann also mit maximaler Drehzahl laufen und letzteres dabei still stehen.
Durch entsprechende Einstellung ,des Vorschaltwiderstandes 74 kann die Drehzahl des, Elektromotors verringert werden und hierdurch auch die Relativdrehzahl von Welle W und getriebener Welle, so dass eine Zwischengeschwindigkeit eingeschaltet ist.
Durch Veränderung der Drehzahl des Rotors des Elektromotors, gegenüber seinem Gehäuse kann also erreicht werden,<B> da</B> die getriebene Welle mit jeder beliebigen Zwi- schengeschwindigkeit von 0 bis zum Maxi mum bei starrer Verbindung der beiden Wellen (treibende und getriebene Welle) läuft.
Es ist ferner möglich, durch Umkehrung der Drehrichtung des Rotors des Elektromotors ,die Relativdrehzahl zwischen den beiden Wellen indem ,Sinne zu erhöhen, dass sieh die getriebene Welle ,schneller dreht als die Antriebswelle, d. h.
es lässt sieh hierdurch eine Schnellganggeschwindigkeiterzielen, wo- füT allerdings der Elektromotor entsprechend leistungsfähig bemessen und ausgebildet sein russ.
Es würde natürlich auch eine einzige Schnecke genügen;, deren Fliehkraftwirkung durch ein ihr gegenüber angeordnetes Aus- gleichsgewicUt kompensiert werden könnte.
Das Inbetriebsetzen des Motors und An fahren des Fahrzeuges geht folgendermassen vor sich: Mit dem Einschalten des Anlassers wird .der Elektromotor 67 eingeschaltet, welcher eine Drehuilg des Schneckenrades ,56 mit der maximalen Drehzahl in Richtung des An triebes bewirkt.
Dank dem Freilauf 52, 54, 55, 51 kann sich das Schneckenrad 56 in die ser Richtung drehen, ohne,dass sich die Mo torwelle W mitdreht. Der Regelwiderstand 74 ist hierbei kurzgeschlossen, so dass der Elektromotor mit voller Drehzahl läuft.
Zum Anfahren. bei laufendem Antriebsmotor und eingeschaltetem Elektromotor 67 wird die Muffe 75 mittels Fusspedals und des Übertragungsgestänges G. verschoben und ,der Widerstand 74 eingeschaltet. Damit wird die Drehzahl des Elektromotors 67 bezw. dessen Rotors entsprechend verringert und infolgedessen auch die Relativdrehzahl zwi schen treibender und getriebener Welle.
So bald die Drehzahl des Antriebsmotors grösser wird als jene des Schneckenrades 56, klem men sich die Walzen 54 des Freilaufes 51, 54, 55, 52 ein, und die Cardanwelle wird an getrieben.
Die den Schnecken 57 zugeordneten Rückführfedern 60 sind so bemessen, dass sie sieh bei an der angetriebenen Welle entste henden Drehmomenten, welche grösser sind als. jenes des Antriebsmotors, zusammen drücken lassen. Beim Zusammendrücken der Federn wird der eine Achsbolzen 59 mit ,dem Gelenkkopf 59a nach aussen geschoben und bewirkt über das Verbindungsgestänge 61-78-77 eine Verschiebung der Muffe 75 und der Kontaktfeder 76, wodurch die dem Elektromotor zugeführte Spannung und da mit dessen: Rotordrehzahl verändert wird, wodurch sich die Drehzahl ,der getriebenen Welle entsprechend selbsttätig verändert.
Bei Talfahrt treibt die Cardanwelle den Motor und dieser wirkt als Bremse. Zu die sem Zweck ist der äussere Freilauf 51, . 54, 5<B>5</B>, 15,3 vorgesehen, dessen Walzen 54 sich klemmen, sobald die Cardanwelle treibend wirkt, und die Motorwelle TV wird dann zwangsläufig mutangetrieben Es kann ausserdem ähnlich wie beim erst beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Rück wärtsganggetriebe vorgesehen sein, sofern nicht der Elektromotor selbst so ausgebildet ist, dass durch ihn Rückwärtsgang einge schaltet werden kann (vergl. oben).
Bei der beschriebenen Ausführung be wirkt der Elektromotor die Drehzahlregulie rung; hierbei darf die Steigung der Schnek- ken 57 höchstens. gleich dem Reibungswinkel sein, damit der Rotor des Elektromotors von Seiten des Schneckenrades her nicht ange trieben wird.
Die Ausführung kann aber auch so sein, dass der Elektromotor als Bremse wirkt: in diesem Fall muss der Steigungswinkel der Schnecken je nach der angestrebten Brems- wirkung des Motors grösser sein als der Rei bungswinkel.
Die Fig. 11 bis 13 zeigen eine Variante der Ausführungsform nach Fig. 7 bis 10. Hier ist auf dem Ende der aus dem Motor gehäuse M herausragenden Motorwelle W ein Zahnritzel 81 verkeilt. Ferner ist auf -die Motorwelle ein .Schneckenrad 5,6 drehbar aufgesetzt, welches mit zwei Schnecken 57 in Eingriff steht, .die parallel zueinander im Schneckentriebgehäuse 58 angeordnet sind. Die gesamte Ausbildung dieses Schnecken radgetriebes und der Schneckenlagerung ist genau gleich wie oben beschrieben.
Der Elektromotor .6,7 ist jedoch seitlich auf einer Verlängerung 58a des Schneckentriebgehäu ses 58 befestigt, so dass seine Welle 68 senk recht zur Motorwelle W liegt und der An trieb von den Stirnrädern 63 aus unmittelbar . mittels eines in die letzteren eingreifenden, auf der Welle 08 verkeilten Stirnrades 64 erfolgt. Ein seitlicher Ansatz 53: (Fig. 13) des Schneckenrades 5i6 bildet den äussern Laufring eines Freilaufes, ,der in gleicher Weise wie oben beschrieben mit zwischen Mitnehmern der Nabe 83 eingelegten Sperr walzen 514 und Federn 5,5 ausgebildet ist (Fig. 1,3).
An der Nabe 8,3,sitzt seitlich eine Scheibe mit Innenzahnkranz 83a, mit wel chem zwei Planetenräder 82 kämmen, die um das Zentralrad 81 kreisen und auf Ach sen 84 gelagert sind, die in einer Tragscheibe 85 befestigt sind. Die Tragscheibe .sitzt am Ende der hohlen Abtriebswelle 9., welche gleichachsig mit .der Motorwelle W im Ge häuse 58 gelagert ist und in deren Ende das Ende der Motorwelle W mit einem Füh rungszapfen zentriert ist.
An einem Arm des Schneckentriebgehäuses 58 ist bei 62 ein Winkelhebel 61 gelagert, an dessen einem Arm der Gelenkkopf 59a des einen Achs bolzens 59 angreift und dessen anderer Arm einen Regelwiderstand 90, betätigt, der im Motorstromkreis als Vorschaltwiderstand an geordnet ist.
Bei stillstehendem Elektromotor steht auch die Zahnkranzscheibe 8-3a, sowie das Schneckenrad 56 still. Die Motorwelle W treibt über .das Zentralrad 81 die Planeten räder !82a, wodurch die Tragscheibe 85 und somit die Abtriebswelle A gedreht werden. Die Geschwindigkeitsübersetzung im Pla netengetriebe bleibt hierbei stets die gleiche, so dass das Hinterachs- bezw. Vorderachs getriebe entsprechend kleiner übersetzt wer den muss.
Das Anlassen des Motors, Anfahren und die Geschwindigkeitsregelung erfolgt in glei cher Weise wie beim vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel. Zugleich mit dem Ein schalten des Anlassers wird der Elektro motor 67 eingeschaltet, welcher über die Teile 64,<B>68,</B> 57 das Schneckenrad 5,6 ent gegen der Drehrichtung der Motorwelle ZV dreht. Dank,dem Freilauf kann sich hierbei die Motorwelle W beliebig schnell drehen bis die Drehzahl erreicht ist, bei welcher ein Klemmen der Freilaufwalzen 54 eintritt und der Freilauf einkuppelt.
Im Grenzfall, wo der Elektromotor mit voller Drehzahl läuft, kann die Motorwelle W auch mit voller Drehzahl laufen, ohne dass sich die Welle A mitdreht. Durch Regelung der Drehzahl des Motors mittels Spannungsregelung durch den Regelwiderstand 90, welche durch die Be wegungen des einen Achsbolzens 59 erfolgt, wird nun die Drehzahl der getriebenen Welle A dem zu übertragenden Drehmoment entsprechend selbsttätig und stufenlos :ge ändert. Man kann natürlich auch die not wendigen Mittel vorsehen, um .den Wider stand 9!0 auch mittels Pedalgestänge regeln zu können.
Ist,die Steigung der Schneckenzähne ge nügend klein, um eine Selbsthemmung zu erzielen, so kann ein beliebig stufenlos regel barer Elektromotor verwendet werden. Be steht jedoch keine Selbsthemmung, so muss der Motor als Bremse wirken, und entspre chend ausgebildet sein. Zum Anfahren und Anhalten wird der Regelwiderstand mittels eines nicht dargestellten Gestänges von einem Pedal aus betätigt.
Wie im erst beschriebenen Ausführungs beispiel könnte auch hier mit der Welle A ein Rückwärtsganggetriebe verbunden sein. An Stelle des Elektromotors könnte auch ein Ölbremsgetriebe ähnlich dem beim erst beschriebenen Ausführungsbeispiel verwende ten vorgesehen sein.
Anstatt des Stirnräder-Planetengetriebes 81, 82, 83 könnte auch ein Doppelkegelrad getriebe nach Fig. 1,4 vorgesehen sein. Hier ist an .das Schneckenrad 56 ein Kegelrad 86 angesetzt und die Motorwelle W trägt an ihrem Ende ein Querhaupt 88, in welchem zwei Kegelräder 87 .gelagert sind, die ein ander diametral gegenüberliegen und mit. dem Ziegelrad 8,6 und ausserdem mit einem glei chen Kegelrad 89 kämmen, welches auf .dem Ende der im Gehäuse 58 gleichachsig mit der Motorwelle W gelagerten Abtriebswelle A verkeilt ist.
Einzelne ,der vorstehend beschriebenen Geschwindigkeitswechselgetriebe bieten bei Verwendung in Kraftfahrzeugen folgende Vorteile: Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeu ges lässt sich von 0 an bis zu der durch die Antriebsleistung gegebenen Maximal geschwindigkeit stufenlos steigern.
Die Kupplung zwischen Motor und Ge- triebetreibwelle kommt in Wegfall.
Der Antriebsmotor kann beim Anfahren und Beschleunigen mit voller Drehzahl lau fen, so dass der Wagen mit der maximalen Motorleistung und -Geschwindigkeit be schleunigt werden kann, was in schwierigem Gelände und besonders bei Rennwagen von grossem Wert ist, aber auch im Stadtver kehr mit den vielen erzwungenen Halten einen bedeutenden Zeitgewinn ermöglicht.
Die Bedienung des Fahrzeuges: wird be deutend vereinfacht, da das Schalten und Kuppeln wegfällt und an Stelle des bei den Getrieben üblicher Konstruktion erforder lichen Kuppelpedals ein Kombinationspedal für gleichzeitige Steuerung der Gemischzu fuhr und des Wechselgetriebes angeordnet werden kann, so dass die Fahrzeuggeschwin digkeit ausschliesslich mit einem einzigen Fuss willkürlich geregelt werden kann. Die Hände müssen hierbei nie vom Lenkrad ent fernt werden, was die Fahrsicherheit erhöht.
Das Wechselgetriebe ermöglicht kleinste Fahrgeschwindigkeit bei hoher Drehzahl des Motors. Es können Steigungen überwun den werden, die mit den üblichen Getrieben im ersten Gang nicht mehr bewältigt werden können.
Die automatische Schaltung ergibt eine weitere Vereinfachung in :der Führung des Fahrzeuges. Bei Bergfahrten ist keine zu sätzliche Bewegung zu machen. Der Motor kann ständig auf günstiger Drehzahl lauf en, und die Regelung der Geschwindigkeit er folgt je nach der Steigung selbsttätig auf schnellere oder langsamere Fahrt. Der Füh rer kann deshalb seine ganze Aufmerksam keit auf die Lenkung :des Wagens konzen trieren.
Der Wirkungsgrad beträgt im direkten Gang 100,%, :denn .es ist in :diesem Gang eine starre Verbindung zwischen angetriebe ner und treibender Welle hergestellt, wobei relativ zueinander sich bewegende Teile nicht vorhanden :sind.
Das Wechselgetriebe kann nachträglich in jeden bestehenden Wagen eingebaut wer den, und zwar gewünschtenfalls mit :einem zusätzlichen Schnellgang kombiniert.
Die Herstellungskosten des Wechselge triebes sind nicht höher :als die eines Normal getriebes mit Kupplung.
Es braucht kein zusätzlicher Schnellgang eingebaut zu werden. Die Übersetzung zwi schen Motorwelle und Hinterachse kann so gewählt werden, dass bei eingeschalteter di rekter Verbindung zwischen Antriebsmotor welle und Cardanwelle :die zusätzliche Über setzung des Schnellganges durch entspre chende Dimensionierung des Hinterachs- resp. Vorderachsgetriebes erreicht wird.
Gearless speed change transmission. The present invention is a speed change transmission with which a stepless change in the speed - transmission ratio between the driving and the driven shaft of the transmission can be made, and which z. B. in Kraftfahrzeu conditions, as well as in stationary Antriebsmoto ren, machine tools, etc. can be used.
The speed change gear according to the invention is characterized in that the same has a gear part for the mechanical transmission of the entire torque of the driving shaft, the driven shaft, which is formed so that it emits a free torque component, which the device for stepless Changes in the speed of the driven shaft influenced, with means being provided to either adjust the speed of the driven shaft accordingly,
the torque transmitted by the same automatically, or by external actuators: to regulate arbitrarily, or to be able to carry out both types of regulation.
The speed change gearbox is suitably equipped with a reverse drive connected to the driven shaft when used for motor vehicles.
The regulation of the speed. B. by means of oil pressure control gear or electrical cal control motor, but could also be mechanical, z. B. by means of an adjustable friction gear.
Embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing, specifically showing: FIG. 1 a first embodiment of the speed change transmission with hydraulic speed control in longitudinal section; FIGS. 2 and 3 show cross sections of the oil pressure control gear; Fig. 4 shows a detail in section; Fig. 5 shows a vertical section through a worm gear of the change gear and Fig. 6 is a side view of the same paral lel to the gear shaft axis;
Fig. 7 shows as a second embodiment a speed change transmission with electrical speed control in longitudinal view and Fig. 8 is a longitudinal section of the same; Fig. 9 shows a detail of an associated worm gear train in section; Fig. 10 shows a cross section of a freewheeling device along the line X-X in Fig. 8; 11 shows a different change gearbox with electrical speed control in a vertical section with a partial view; Fig. 19- shows a vertical section at 9-0 to the section plane of Fig. 11;
FIG. 13 shows a cross section of a freewheel device along line XIII-XIII in FIG. 12; Fig. 14 shows a detailed variant of the Ge transmission according to FIG. 11 in section.
In the embodiment of the speed change gear for a motor vehicle shown in FIGS. 1 to 6, M is the motor housing of the same, from the end of which the driving shaft W emerges.
The speed change gearbox connected to this shaft W has a housing which is composed of the main parts 1 and 2, and the latter is followed by the reverse gearbox with the housing 3 surrounding the output shaft A coaxial with the shaft W. Between tween the two housings 2 and 3, the transmission is mounted in a fixed part F of the chassis frame or motor housing.
On the end of the shaft W, a spur gear 4 is wedged within the housing 2t, which meshes with two diametrically opposed to the spur gears 5 mounted on axes 6 in the housing 2. Smaller spur gears 7, which mesh with a central spur gear 8, are firmly connected to these spur gears 5.
This sits at the end of a hollow shaft 9 carrying a worm wheel 10, which is rotatably mounted on the motor shaft W by means of a bushing. The worm wheel 10 is in engagement with two diametrically opposed worms 11, the axes 12 of which are stored transversely to the axes 6 in the housing 5.
On the outer ends of these worm shafts 12 toothed pinions 13 are wedged (Fig. 5 and 6), which mesh with a spur gear 1.4 lying in the middle between the two, which together with a bevel gear 15 on a housing 2 parallel to the axes 12 mounted stub axle 17 is wedged.
Opposite this stub axle 17, a counterweight 18 is attached to the housing wall. The bevel gear 1.5 meshes with a larger bevel gear 16,
which is wedged within the housing 1 on a .the shaft W rotatably surrounding the hollow shaft 19. As can be seen from FIGS. 1 to 3, the housing part 1 is eccentric to the shaft W.
On the hollow shaft 19 sits a rotor 2.0 with four abge seals in the housing 1 running, sliding in slots of the rotor body slider blades 2'1, which are connected in pairs by connecting pieces 22 (fix. 3) arranged on the end faces.
In the lower part of the housing: 1 there is a control cock 2 <B>, 13 </B> which dominates the liquid annulus. The entire space between housing 1 and rotor 20 is filled with oil, which comes from the storage space 24, which is provided with an oil filler nozzle 26, through openings 2a in one partition between the storage space and the liquid ring space on the suction side of the latter gen can.
On the Draekseite, a safety valve 33 is in the partition.
On the shaft 23'a of the control valve 23 led out to the housing 1, a bevel gear 27 is attached to the outside of the end face, which meshes with a bevel gear 28, the axis of which is mounted in a support arm 29 attached to the end wall of the housing 1 and on the inner end of a toothed tooth '30 carries (Fig.
1 and 4), which engages in a parallel to the shaft TV directed rack 31, which is attached to a sliding on the shaft W long engagement sleeve 32. In the oil storage chamber 24 of the housing 1, an idling clutch is arranged for connecting the motor shaft W to the gearbox during start-up. The same is designed as a cone coupling and consists of a slidable on the shaft W wedge. th coupling sleeve, 34 and a coupling ring 35 wedged onto one end of the hollow shaft 19 of the rotor 20, from which the coupling sleeve 34 is held in the disengaged position by the release spring 36.
If the engaging sleeve 32 is shifted towards the clutch, it engages the same against the force of the spring 36 and '' connects here through the motor shaft W to the hollow shaft 19. The shifting of the engaging sleeve for coupling the clutch is activated when one of the drivers is released seat arranged pedal P causes by means of a transmission linkage Gk, the end member of which engages on the heel part of the pedal P, while the gas control linkage G on the tip part of the pedal. attacks, so that these 'two control processes can be accomplished with one and the same foot.
The arrangement shown has the effect that the clutch is only engaged when the gearbox is in neutral, i.e. when the gearbox is in neutral. H. With completely free oil circulation in the oil gear, before the low pressure of the heel part: the pedal P of the control path 2: 3 is completely open and the idle clutch 34, 35 is engaged, so that the starting engine is opposed to the least resistance.
If you want to throttle the oil circulation by closing the control valve 23 for the purpose of switching on a smaller translation, then you never press the pedal P, the control valve 33 closes accordingly and the idle clutch is disengaged at the same time by the spring 3.6.
The housing 2 has a sleeve-like extension 37 at one end, in which the front end of the output shaft A is supported and which is rotatably supported by means of a bushing in a wedge sleeve 3 8 fixed on the bearing part F. A support ring 39 is longitudinally displaceable on this sleeve 38; but not rotatable.
Planet gears 41, which revolve around a central gear 42, which is wedged on the extension 3, 7 of the housing 2, and which also have an internal gear ring of the housing, are on axle bolts 40 in the support ring 3, 9. 3 comb;
. Inside the wedged on the shaft A housing '3 a ver sliding coupling sleeve 43 is keyed on this shaft, the internal teeth by displacement, the sleeve can be brought into engagement with the central wheel 42, so that they together men with the wheel 42 forms a toothed coupling , if the support ring 3-9 is as shown in Fig.
1 position indicated by dash-dotted lines. To move the coupling sleeve, a driver 45 is attached to one of the axle bolts 44, which engages with its free end in a circular groove of the coupling sleeve 43. In the driver's seat, a reverse pedal Pr is attached, the linkage G ring 39 engages on an arm of the support. In the position of parts 39 to 44 drawn with full lines (: see Fig.
I) the direction of rotation of the housing 2 is transferred to the output shaft A by reversing the parts 4'2, 41 and 3. If, by stepping down the pedal Pr, the support ring: 39 is moved into the position shown by dash-dotted lines, the wheels 41 come out of engagement with the housing 3; for this, however, the toothed coupling 43, 42 is engaged, as a result of which the rotary movement of the housing 2 is transmitted directly to the output shaft A.
The mode of operation of the speed change gear described is as follows: The rotary movement of the motor shaft W is transferred to slow speed by: the double planetary gear 4, 5, 7, 8, the worm gear 10, 11 and its housing 2, which is transmitted to the drive shaft A directly via the tooth coupling 42, 43; or indirectly via .the wheels 41, 42 and the housing <B> 3 </B> can be connected.
The pitch of the worm 11 results in: the axial load on the worm a circumferential force on the worm in the direction of rotation of the size P - Q tg (a-9), where P is the circumferential force, Q is the circumferential force on the worm wheel, a is the pitch angle of the Screws and o is the angle of friction. This circumferential force respectively. the same corresponding torque is transmitted through the spur gear-bevel gear transmission 18, 14, 15, 1 (6 and the hollow shaft 19 to the rotor 20 of the Ölgetrie bes, which can rotate as quickly as desired, as long as the control valve 2113 is open because the oil can circulate freely here.
The idle clutch 34, 3.5 is turned on in the rest position of the pedal P and the linkage Gk, so that the engine has no other resistance to overcome except for the frictional resistance in the gear unit and the flow resistance of the oil. The translation between the rotor shaft 19 and worm wheel 10 is selected to be so large that with one revolution of the rotor shaft 1'9, the shaft W also makes one revolution in the same direction. The motor shaft can now turn at any speed without the output shaft taking part in the turning movement (idling). The oil container 24 is filled to about 3/4 s of a volume with <B> 01 </B>.
As long as the control valve 23 is open, the worm wheel 10 is rotated via the spur gear-bevel gear transmission and the worms in the drive direction of rotation compared to the housing 1, 2, so that a drive effect on the worms from the side of the worm wheel and the housing does not occur 1, 2 does not turn, d. H. the motor shaft W can rotate as fast as desired, there is always the ratio 1. oo.
If you now close the level cock 23: by partially depressing the pedal P more or less, the oil circulation is throttled and at the same time the idle clutch 34, 35 is disengaged. The rotor 19 now rotates less quickly, the relative speed between the motor shaft and output shaft is reduced, and .the output shaft and .das housing 1, 2 are set in rotation accordingly.
Due to the influence of the centrifugal force, the <B> 101 </B> is pressed outwards here and flows through the inlet openings 25 also onto the suction side of the rotor, so that it is always completely filled with oil.
If you close the .den by fully depressing the pedal. Rule tap 23. the oil circuit is completely interrupted, so that the rotor 2.0 can no longer rotate with respect to its housing, and there is a rigid connec tion between the motor shaft W and the housing 1, 2 respectively. the output shaft A.
Of course, both in this position and in all intermediate positions, a further speed regulation by means of the mixture supply to the engine is through. Operation of the tip part of the pedal P possible.
As soon as the torque taken from shaft A is greater than that which can be outputted by the motor shaft W at a certain speed, the pressure valve 3.3 opens as a result of the excess pressure in the oil pressure transmission and leaves a certain amount of oil pass into the oil storage chamber 2'4. As a result, the rotor can rotate 2.0 and the output shaft A is driven with a correspondingly lower number of revolutions.
In this way, ..sch results in an automatic load control in the transmission to protect against damage in the event of overload or for automatic downshifting on inclines.
The pedal P is of course provided with return springs that are not provided. The speed regulation could also take place automatically as a function of the output torque, in that the control valve 2.3 is rotated from a shaft 47 via a pair of spur gears 46, 48. and thereby more or less throttles the oil circulation. The rotation of the shaft 47 could take place in such a way that the worms 11 are axially displaceable against a return spring and one of the worms actuates a linkage during the movement, which causes the rotation of the shaft 47.
It goes without saying that both types of control can be used at the same time.
While in the embodiment described, for example, the speed control is carried out by hydraulic means, happens .dies two examples described below according to FIGS. 7 to 13 by an electric motor.
In the embodiment according to FIGS. 7 to 10, a slave disk 51 is wedged on the motor shaft W, which is inserted together with an outside on the housing of the worm gear mentioned below on the ordered ring 53. and between the two parts 51, 5'3 Lock rollers 54 and springs 5.5 forms a freewheel of a construction known per se (Fix. 8 and 10).
In the same way as the disk 51, an inner driver bushing 52 is provided with cams, locking rollers and springs located outside the housing 5, which bushes with the last-mentioned parts and the disk 51 together second freewheel forms. On the inner driver bushing, which can rotate freely about the shaft W, sits a worm wheel 5, 6 which meshes with two worms 57 which are diametrically opposed to one another.
Each worm sits on an axle pin 5,9 which is mounted transversely in the housing 58. One end of the one axle bolt (Fix. 9) rests in a bush 79 mounted in the housing wall, on which the screw 57 is wedged in a longitudinally displaceable manner.
The axle bolt is supported axially in the position shown on the sleeve 79 with a collar 59b, which at the same time rests on the worm, which is fastened to the axle bolt with a cross wedge.
A helical spring 60, which surrounds the axle bolt, is inserted into a bore at one end of the worm, which is supported on the inner housing wall and tries to close the worm in the position shown in FIG hold.
At the end opposite the bushing 79, the axle bolt 59 has a joint head 59a protruding towards the housing 5, 8, on wel chem, the arm 61a of an angle lever 61 mounted on the outside of the housing 58 at 62 engages. On the other axle bolt 59 (whose worm is non-rotatable, but against the action of a spring -60 slidably mounted.
On the protruding to the housing end of the sleeve 79 respectively. of the one axle bolt, 59 a spur gear 63 is attached, and .the two spur gears of both .Schnecken mesh with a .stirnrad 64 (fix. 9) mounted between them.
The stator of an electric motor 67 designed as a flange motor is rigidly attached to the housing 58, the shaft 68 'of which is rotatably mounted at one end in the inner end wall of the housing; 5i8 and, at the other end, in the arched bearing plate 69 of the motor housing;
within the latter, the collector 70 is also attached to the shaft. On the opposite end of the shaft 6 & a bevel gear 65 is keyed, which meshes with a not shown bevel gear, which sits together with the .Stirnrad 64 on the same axis and the connection between,
the motor shaft 68 and the worms 57 produces, in a similar manner as described in the most recent example.
The end shield 6.9 of the motor has a centrally attached hollow shaft 80, on the end flange of which the shaft to be driven is set, and a shorter sleeve 71 concentrically surrounding the hollow shaft. On the hollow shaft. & 0, two slip rings 72 are attached by means of a support disk, each of which is supplied with power by means of brushes 73.
Within the bushing 71, a rheostat 74 is attached to the hollow shaft, and the contact slide for this opposition is. @duTCh a sleeve 75 which is longitudinally displaceable on the sleeve 71 and on which the contact spring 76 is fastened in an isolated manner. On the sleeve 75 engages the actuated from the pedal of the driver's seat, the linkage Gk of Fig. 1 corresponding Ge linkage Gm.
In addition, a two-armed lever 77 is mounted on an arm 69a of the bearing plate 69, one arm of which engages the sleeve 75 and the other arm is connected to the arm 61b of the angle lever 61 by a connecting rod 78.
The mode of operation of the embodiment described is as follows: The drive shaft W transmits the torque via the freewheel parts 5,1, 54, 52 to the worm wheel 56 and from this to the: Worms 57, the housing 58 of which is rigidly connected to the output shaft 80. The worm gears are in turn connected to the rotor shaft 168 of the motor 67 via the spur gear-bevel gear reduction described.
If the electric motor is not switched on; The drive torque is transmitted directly via parts 5, 1, 54, 52 and 57 to: the housing 58, which is rigidly connected to the motor housing carrying the hollow shaft 80, creating a direct connection between the motor shaft W and the driven shaft (e.g. B. Cardan shaft).
If the electric motor was 6.7 on the regulating resistance 7.4; switched on, the worm wheel is rotated in the drive direction via .the bevel gear-spur gear reduction 63, 64, 65 and .the worms 5, 7, so that the: driven shaft rotates more slowly than the drive shaft, i. H.
an intermediate speed is switched on. The electric motor and the translation of the helical-bevel gearbox are dimensioned so that at maximum speed of the rotor of the electric motor opposite its housing, the latter drives the worm wheel at the speed that is equal to the maximum speed of the drive shaft W, so that between driving and driven shaft the translation 1: @o exists.
Here, thanks to the freewheel, the worm wheel can rotate up to the maximum speed of the shaft W without this shaft W being taken along by the electric motor. The engine of the vehicle can therefore run at maximum speed and the latter can stand still.
By appropriate setting of the series resistor 74, the speed of the electric motor can be reduced and thereby also the relative speed of shaft W and driven shaft, so that an intermediate speed is switched on.
By changing the speed of the rotor of the electric motor in relation to its housing, the driven shaft can be achieved with any intermediate speed from 0 to the maximum with a rigid connection of the two shafts (driving and driven Wave) runs.
It is also possible, by reversing the direction of rotation of the rotor of the electric motor, to increase the relative speed between the two shafts in the sense that the driven shaft rotates faster than the drive shaft, i. H.
It allows you to achieve an overdrive speed, although the electric motor is dimensioned and designed to be correspondingly powerful.
Of course, a single screw would also suffice, the centrifugal force of which could be compensated for by a compensating weight arranged opposite it.
Starting up the engine and driving the vehicle is as follows: When the starter is switched on, the electric motor 67 is switched on, which causes the worm wheel 56 to rotate at maximum speed in the direction of the drive.
Thanks to the freewheel 52, 54, 55, 51, the worm wheel 56 can rotate in this direction without the motor shaft W rotating. The variable resistor 74 is short-circuited here so that the electric motor runs at full speed.
To start off. With the drive motor running and the electric motor 67 switched on, the sleeve 75 is moved by means of the foot pedal and the transmission linkage G. and the resistor 74 is switched on. So that the speed of the electric motor 67 respectively. whose rotor is reduced accordingly and, as a result, the relative speed between the driving and driven shaft.
As soon as the speed of the drive motor is greater than that of the worm wheel 56, the rollers 54 of the freewheel 51, 54, 55, 52 are stuck and the cardan shaft is driven on.
The return springs 60 assigned to the worms 57 are dimensioned so that they see torques occurring on the driven shaft which are greater than. that of the drive motor, press together. When the springs are compressed, one axle pin 59 is pushed outwards with the joint head 59a and causes the sleeve 75 and the contact spring 76 to shift via the connecting rods 61-78-77, which changes the voltage supplied to the electric motor and therefore its rotor speed is, whereby the speed of the driven shaft changes automatically accordingly.
When going downhill, the cardan shaft drives the motor and this acts as a brake. For this purpose, the outer freewheel 51 is. 54, 5, 15, 3 are provided, the rollers 54 of which jam as soon as the cardan shaft acts as a driving force, and the motor shaft TV is then inevitably mutated. A reverse gear transmission can also be provided, similar to the embodiment described first unless the electric motor itself is designed so that reverse gear can be switched on through it (see above).
In the embodiment described, the electric motor acts the speed regulation; here the pitch of the screws 57 must not exceed. be equal to the angle of friction so that the rotor of the electric motor is not driven by the worm wheel.
However, the design can also be such that the electric motor acts as a brake: in this case, the helix angle of the worms must be greater than the angle of friction, depending on the desired braking effect of the motor.
11 to 13 show a variant of the embodiment according to FIG. 7 to 10. Here, a pinion 81 is wedged on the end of the motor shaft W protruding from the motor housing M. Furthermore, a worm wheel 5, 6 is rotatably placed on the motor shaft, which worm wheel engages two worms 57, which are arranged parallel to one another in the worm gear housing 58. The entire design of this worm gear and the worm bearing is exactly the same as described above.
The electric motor .6,7 is, however, attached to the side on an extension 58a of the worm gear housing 58 so that its shaft 68 is perpendicular to the motor shaft W and the drive from the spur gears 63 directly. takes place by means of a spur gear 64 which engages in the latter and is wedged on the shaft 08. A lateral extension 53: (Fig. 13) of the worm wheel 5i6 forms the outer race of a freewheel, which is formed in the same way as described above with locking rollers 514 and springs 5, 5 inserted between drivers of the hub 83 (Fig. 1, 3).
On the hub 8,3, sits a disc with internal ring gear 83a, with wel chem two planetary gears 82 mesh, which revolve around the central gear 81 and are mounted on 84 sen Sen, which are fixed in a support plate 85. On the hub 8,3, sits laterally a disc with internal ring gear 83a, with wel chem two planetary gears 82 that revolve around the central wheel 81 and are mounted on Ach sen 84. The support disk sits at the end of the hollow output shaft 9, which is mounted coaxially with the motor shaft W in the housing 58 and at the end of which the end of the motor shaft W is centered with a guide pin.
On one arm of the worm gear housing 58, an angle lever 61 is mounted at 62, on one arm of which the joint head 59a of the one axle bolt 59 engages and the other arm actuates a variable resistor 90, which is arranged in the motor circuit as a series resistor.
When the electric motor is at a standstill, the ring gear disk 8-3a and the worm wheel 56 are also at a standstill. The motor shaft W drives the planetary gears via the central gear 81, as a result of which the support disk 85 and thus the output shaft A are rotated. The speed ratio in the planetary gearbox always remains the same, so that the rear axle respectively. Front-axle transmission has to be geared down accordingly.
Starting the engine, starting up and speed control takes place in the same way as in the previously described embodiment. At the same time as the starter is switched on, the electric motor 67 is switched on, which rotates the worm wheel 5,6 against the direction of rotation of the motor shaft ZV via the parts 64, 68, 57. Thanks to the freewheel, the motor shaft W can rotate as quickly as desired until the speed is reached at which the freewheel rollers 54 jam and the freewheel engages.
In the borderline case, where the electric motor is running at full speed, the motor shaft W can also run at full speed without the shaft A rotating. By regulating the speed of the motor by means of voltage regulation through the variable resistor 90, which takes place through the movements of one axle pin 59, the speed of the driven shaft A is now automatically and continuously changes according to the torque to be transmitted: ge. You can of course also provide the necessary means to. The resistance was 9! 0 can also be regulated by means of the pedal linkage.
If the pitch of the worm teeth is sufficiently small to achieve self-locking, any continuously variable electric motor can be used. However, if there is no self-locking, the motor must act as a brake and be designed accordingly. To start and stop, the control resistor is actuated by a pedal by means of a linkage (not shown).
As in the embodiment just described, a reverse gear could also be connected to the shaft A here. Instead of the electric motor, an oil brake transmission similar to that used in the embodiment described first could be provided.
Instead of the spur gear planetary gear 81, 82, 83, a double bevel gear could be provided according to Fig. 1,4. Here, a bevel gear 86 is attached to the worm gear 56 and the motor shaft W carries at its end a crosshead 88 in which two bevel gears 87 are stored, which are diametrically opposed to one another and with. the brick wheel 8,6 and also mesh with a bevel gear 89 which is wedged on the end of the output shaft A, which is mounted coaxially with the motor shaft W in the housing 58.
Individual speed change transmissions described above offer the following advantages when used in motor vehicles: The speed of the motor vehicle can be increased continuously from 0 to the maximum speed given by the drive power.
The coupling between the motor and the drive shaft is no longer required.
The drive motor can run at full speed when starting up and accelerating, so that the car can be accelerated with the maximum engine power and speed, which is of great value in difficult terrain and especially with racing cars, but also in city traffic with many Forced hold allows a significant gain in time.
The operation of the vehicle: is significantly simplified, since shifting and clutching are no longer necessary, and instead of the clutch pedal required for gearboxes, a combination pedal for simultaneous control of the mixture supply and the gearbox can be arranged so that the vehicle speed can only be used can be adjusted arbitrarily with a single foot. The hands never have to be removed from the steering wheel, which increases driving safety.
The change gear enables the lowest possible driving speed at high engine speed. Gradients can be overcome that can no longer be mastered with the usual gearboxes in first gear.
The automatic shift results in a further simplification in: driving the vehicle. No additional movement is to be made when driving uphill. The engine can always run at a favorable speed, and the speed is controlled automatically, depending on the incline, for faster or slower travel. The driver can therefore concentrate all his attention on the steering: the car.
The efficiency in direct gear is 100.%, Because in: this gear a rigid connection is established between the driven shaft and the driving shaft, with no parts moving relative to one another.
The change gear can be retrofitted in any existing car who, if desired with: combined an additional overdrive.
The manufacturing costs of the gear change are not higher: than those of a normal gear with clutch.
No additional overdrive needs to be installed. The ratio between the motor shaft and the rear axle can be selected so that when the direct connection between the drive motor shaft and the cardan shaft is switched on: the additional ratio of the overdrive through appropriate dimensioning of the rear axle resp. Front axle drive is achieved.