Stufenloses Geschwindigkeitswechselgetriebe. Gegenstand der Erfindung ist ein stufen loses Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einem in seiner Neigung verstellbaren Tau melring, welcher mit wechselweise schalten den, im Schaltvorgang jeweils vor Ende des Hubes sich ablösenden, auf zwei Wellen an geordneten Schaltwerken für die Betätigung einer getriebenen Welle durch Schubstangen verbunden ist.
Bei bekannten Getrieben dieser Art be steht der Übelstand eines sehr geräuschvol len Ganges, welcher davon herrührt, dass beide Schaltwerkwellen nicht dauernd, son dern abwechselnd arbeiten. Die nicht arbei tende Schaltwerkwelle wird durch die getrie bene Welle nachgeschleppt, so dass der stän dige Wechsel im Antrieb durch die Schalt werkwellen ein Schlagen in den Zahnräder getrieben bezw. ein ständiges Schlaggeräusch verursacht wird.
Die Erfindung bezweckt nun die Beseiti gung dieses Übelstandes, und zwar dadurch, dass jede Schubstange mit zwei Schaltwerken verbunden ist, die auf je einer der mit der getriebenen Welle in Verbindung stehenden Schaltwerkwellen angeordnet sind und bei den aufeinanderfolgenden Hin- und Her bewegungen der Schubstange abwechselnd auf die getriebene Welle wirken, das Ganze so, dass jede Schubstange in beiden Richtun gen auf die getriebene Welle arbeitet und beide Schaltwerkwellen dauernd auf die ge triebene Welle wirken.
Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt desselben, Fig. 2 eine Draufsicht bei offenem Ge häuse, Fig. 3 ein Horizontalschnitt in der Ebene der Getriebeachse; Fig. 4, 5, 6 und 7 sind Querschnitte nach den Linien IV-IV, V-V, VI-VI und VII-VfI der Fig. 1; Fig. 8 bis 11 sind schematische Darstel lungen zur Erläuterung der Antriebsfolgen, der verschiedenen Getriebegruppen; Fig. 12 zeigt eine Einzelheit; Fig. 13 zeigt schematisch eine Variante eines Teils des Getriebes.
Die am einen Ende des Gehäuses 1 eintre tende Antriebswelle ist mit 2, eine Getriebe zwischenwelle mit 3 und die Abtriebswelle mit 4 bezeichnet. Alle drei Wellen liegen gleichachsig zueinander. Die Antriebswelle 2 trägt auf einem Mitnehmerkopf 5 um zwei quer zur Welle liegende Achszapfen 6 schwenkbar eine schiefe Scheibe 7, auf wel cher in einer Umfangsnut 8 ein Taumelring 9 drehbar gelagert ist, welcher mit einem Rollenzapfen 10 in eine feststehende Füh- rungsrinne 11 eingreift, so dass er an der Um drehung der schiefen Scheibe nicht teilneh men kann und somit, der Neigung der letzte ren entsprechend, eine mehr oder weniger grosse Taumelbewegung ausführt.
Die Um stellung der schiefen Scheibe 7 erfolgt durch eine mit ihr mittels Lenker 12 gelenkig ver bundene, auf der Antriebswelle achsial ver schiebbare Kugellagermuffe 13. In eine Um fangsnut derselben greift ein Ring 14, wel cher mit einem Zapfen 15 in einen Führungs schlitz 16 eines Sockels 17 des innern Lagers 18 der Antriebswelle eingreift und durch zwei seitwärts abstehende Mitnehmerzapfen 19 mit zwei Gabelhebeln 20 gekuppelt ist. welche um Achszapfen 21 des Sockels 17 schwingbar sind und von je einem in ihren Gabelschlitz eingreifenden Kurbelzapfen 22 einer Kurbel scheibe 23 gesteuert: werden.
Die Kurbel scheiben 23 sitzen auf einer gemeinsamen Querwelle 24, die in zwei vom Lager 18 nach oben abstehenden Armen 25 ruht und zwi schen diesen ein Zahnrad 26 festsitzend trägt, mit dem ein Einstell-Zahnradsegment 2 7 in Eingriff steht, das mittels eines Handhebels 28 dem gewünschten Übersetzungsverhältnis entsprechend in jede beliebige Stellung ein stellbar ist. Bei der Einstellung des Segmen tes von der einen in die andere Endstellung führt das Zahnrad 26 mit der Welle 24 eine halbe Umdrehung aus, wobei die Kurbelzap fen ?? den Hebeln 20 eine Vor- oder Rück wärtsbewegung erteilen.
Dadurch kann die Muffe 13 von einer Endstellung aus in die andere verschoben und die schiefe Scheibe mit dem Taumelring von der einen in die andere maximale Schräglage eingestellt werden. In der Mittelstellung des Hebels 28 nimmt die schiefe Scheibe ihre vertikale Lage ein, das Getriebe ist ausgeschaltet. Der Taumelring besitzt vier um 90 zueinander und 45 zur Horizontalen bezw. Vertikalen versetzte Arme 9a, 9b, 9e, 9d, die durch Schubstangen 29, 30, 31, 32 mit je einem Zahnradsegment 39, 40, 41, 42 gelenkig verbunden sind.
Diese Zahnradsegmente sind paarweise zu beiden Seiten des Lagers<B>18</B> auf je einer gemein samen Achse 33 bezw. 34 gelagert, welche Achsen einerends im Lager 18 und anderends in der betreffenden Gehäuseseitenwand abge stützt sind. Die obern Arme 9a und 9b wir ken durch die Schubstangen 29 und 30 auf die Zahnradsegmente 39 und 40 und sind mit diesen oberhalb der Achsen 33 und 34 ge lenkig verbunden, während die untern Arme 9e und 9d durch die Schubstangen 31 und 32 mit den Zahnradsegmenten 41 und 42 in Ver bindung stehen.
Mit den Zahnradsegmenten 39 und 40 stehen über ein Umkehrrad 35 bezw. 36 je zwei Räder 37 und 38 bezw. 43 und 44 im Zwangslauf, während die Zahn radsegmente 41 und 42 mit je zwei Zahn rädern 45 und 46 bez\v. 47 und 48 in Ein- g-riff stehen.
Die Zahnräder 37, 43, 45 und 4 7 sind auf einer oberhalb der Getriebewelle 3 angeordneten Querwelle 49 und die Zahn räder 38, 44, 46, 48 auf einer unterhalb der Getriebewelle 3 liegenden Querwelle 50 lose drehbar paarweise zii beiden Seiten der verti- kalen Achsebene der Getriebewelle angeord net. und zwar befinden sieh auf der einen Seite derselben die Zahnräder 37 und 45 auf der obern Welle 49 und die Zahnräder 38 und 46 auf der untern Welle 50, während auf der andern Seite der Getriebewelle die Zahnräder 43 und 47 auf der obern Welle 49 und die Zahnräder 44 und 48 auf der untern Welle 50 unmittelbar nebeneinander angeordnet sind.
Jedes der Zahnräder 37, 38, 43, 44, 45, 46, 17, 48 ist, mit dem innern Schaltteil 52 eines an sich bekannten Walzengesperres 52, 54a starr verbunden, deren äusserer Schaltteil 52a auf der betreffenden Querwelle 49 bezw. 50 festsitzt. Die die Walzen aufnehmenden Ta schen der innern Schaltteile sind nun so ge stellt, dass die beiden Wellen 49 und 50 in entgegengesetzter Drehrichtung angetrieben werden, und zwar ist im gezeichneten Bei spiel angenommen, dass sich die Welle 49 in der Uhrzeigerdrehrichtung (Fig. 1) und die Welle 50 entgegengesetzt dazu drehen soll.
Die Drehung der Wellen 49 und 50 wird durch Schraubenräder 54 und ein gemein sames Schraubenrad 55 auf die Getriebewelle 3 übertragen. Diese Welle ist einerseits in einem Kugellager 53 und anderseits mit einem Zapfen in einer Büchse 56 gelagert., die auf einem Endzapfen der Antriebswelle 2 festsitzt und ihrerseits den innern Ring des Walzenlagers 18 festsitzend trägt, mit wel chem Ring ein Zahnrad 57 starr verbunden ist.
Dieses Rad ist somit auch starr mit der Antriebswelle 2 verbunden; es ist auf der in Fig. 1 und 3 rechten Stirnseite mit einer Klauenverzahnung 58 versehen, mit der eine auf der Getriebewelle 3 achsial verschiebbare Klauenmuffe 59 durch die nachstehend be schriebene Steuerungsvorrichtung selbsttätig in Eingriff gebracht, die Welle 3 mit der Welle 2 also direkt gekuppelt werden kann, wenn der Handhebel 28 auf grösste Überset zung eingestellt wird. Der in eine Ringnut der Muffe eingreifende Gleitbügel 60 ist ge lenkig mit einem zweiarmigen Doppelhebel 61 verbunden, welcher, durch eine Feder 62 beeinflusst, die Muffe 59 in ausgerückter Stellung zu halten sucht.
Am obern Ende des Hebels 61 sind zwei an einem Bolzen 63 verschiebbar geführte Fühler 64 angelenkt, die mit ihrem in Fig. 1 links beidseitig ab geschrägten Enden am Umfang je eines ur- runden, mit Endabschrägungen 23a ver- sehenen Ansatzes der Kurbelscheiben 23 an liegt.
Die konzentrische Erhöhung des An satzes erstreckt sich ausschliesslich der End- abschrägungen 23a auf annähernd 180' des Umfanges, so dass die Umstellung der Muffe 59 in der eine Endstellung der Steuermuffe 13 für die schiefe Scheibe 7 stattfindet (Fig. 12).
Das Zahnrad 57 treibt durch ein Zahn rad 65 eine Welle 66 an, deren vorderes Ende durch ein Schneckenradgetriebe 67 eine nicht dargestellte, an sich bekannte Ölpumpe zum Schmieren des Getriebes antreibt. Hinter dem Lager 53 trägt die Getriebewelle 3 ein Zahn rad 68 mit einer Verzahnung 68a und einer Kegelradverzahnung 68b.
Mit der letzteren stehen zwei Planetenkegelräder 69 in Ein griff, die auf um die Welle 3 lose drehbar gelagerten Umlaufachszapfen 70 gelagert und mit einem auf der Abtriebswelle 4 festsitzen- Kegelrad 71 in Eingriff sind. Die Achszap fen 70 und zwei mit diesen ein Armkreuz bildende, nicht gezeichnete Arme tragen einen zu den Wellen 3 und 4 achsial ver schiebbaren Ring 72 mit zwei Radverzah nungen<B>728,</B> an seinem äussern Umfang und zwei Klauenverzahnungen 72b und 72c an seinen Stirnseiten. Mit der Verzahnung 68a kämmt ein Zahnrad 73,
das lose drehbar auf der Welle 66 gelagert ist und mit zwei Zahn rädern 74 zusammen ein Schnellgang-Zwi schengetriebe bildet, das in der Mittelstellung des Ringes 72 mit den Umfangsverzahnun gen 72a zusammenarbeitet. Die Verschie bung des Ringes 72 geschieht mit Hilfe eines zwischen den Verzahnungen 72a liegenden Gleitringes 75, mit welchem zwei Hebel 76 gelenkig verbunden sind, deren gemeinsame Welle 77 mittels eines nicht dargestellten Hebels drehbar ist.
Für den Normalvorwärts gang, das heisst bei ausgeschaltetem Schnell ganggetriebe, ist der Ring 72 in die vordere Endstellung einzustellen, in welcher die Klauenverzahnung 72c mit einer entsprechen den Klauenverzahnung 68c des Rades 68 in Eingriff steht. Für den Rückwärtsgang wird der Ring 72 in seine hintere Endstellung ein gestellt, in welcher die Klauenverzahnung 72b mit einer an der hintern Stirnwand des Gehäuses angeordneten, also feststehenden Klauenverzahnung 78 in Eingriff ist.
Die Wirkungsweise des beschriebenen, stufenlosen Geschwindigkeitswechselgetrie- bes ist, soweit der eigentliche Gesohwindig- keitswechsel in Frage kommt, folgende: Bei normal zur Antriebswelle ? stehender schie fer Scheibe 7 steht der Taumelring 9 still, kann also auf die Zahnradsegmente 39<B>...</B> 42, folglich auch auf die Wellen 49, 50 und 3 keine Bewegung übertragen. Beim Einstel len der schiefen Scheibe in eine Schräglage beginnt der Taumelring 9 in bekannter Weise in der Längsrichtung der Welle 2 hin- und herzuschwingen.
Dabei führen die je einan der diametral gegenüberliegenden Arme 9a, 9e, resp. 9b, 9d zueinander entgegengesetzte Bewegungen ans. Schwingt also zum Bei spiel 9a rückwärts (Fig. 1 nach rechts), so geht 9e im gleichen Masse vorwärts. In den Endstellungen dieser Arme befinden sich die andern beiden Arme 9b und 9d in ihrer Mit telstellung, und zwar bewegt sich dabei bei der angenommenen Bewegung der Arme 9a und 9e der Arm 91) bei entsprechender Dreh richtung der Welle 2 ebenfalls rückwärts und der Arm 9d vorwärts. Durch. die an den ge nannten Armen angelenkten Schubstangen 29<B>...</B> 32 werden die Zahnradsegmente 39 . . . 42 abwechselnd hin- und hergedreht.
Da durch werden die mit ihnen in Eingriff ste henden Zahnräder 37, 38 und 43 bis 48 mit den innern Schaltwerkteilen 52 ebenfalls hin- und hergedreht. Da die Walzentaschen der vom gleichen Zahnradsegment angetriebenen Schaltwerkteile 52 umgekehrt zueinander ge stellt sind, arbeiten diese Schaltwerkteile in umgekehrter Drehrichtung, also abwechselnd nacheinander. Infolge der Umdrehung der schiefen Scheibe 7 führen die Schubstangen in ihrer Folge aufeinander gleiche treibende Bewegungen aus.
Wenn also zum Beispiel die Schubstange 29 in die hinterste Stellung einläuft (Fig. 8), so befindet sich die Schub stange 30 auf halbem Wege ihrer Rückwärts bewegung, die Schubstange 31 läuft in die vordere Endstellung ein, und die Schubstange 32 befindet sich auf halbem Wege ihrer Be wegung nach vorn. Bei der darauffolgenden Vorwärtsbewegung der Schubstange 29 wirkt das von ihr angetriebene Zahnradsegment 39 über das Zahnradgetriebe 35, 38 auf die Welle 50, und gleichzeitig wirkt das von der sich nach rückwärts bewegenden Schubstange 31 angetriebene Zahnradsegment 41 über das Zahnrad 47 auf die Welle 49. Die andern beiden Schaltwerke dieser zwei Zahnradseg- niente sind in diesem Moment nicht wirksam.
Es arbeiten also beide Wellen 49 und 50 gleichzeitig und in gleichem Masse auf die Welle 3. Das Übersetzungsverhältnis der Ge triebe 39 (40), 35 (36), 37 (43) oder 38 (44) einerseits und der Getriebe 42 (41), 45 (47) oder 46 (48) anderseits ist natürlich gleich gross zu wählen, im gezeichneten Beispiel ist es 5 : 1 bezw. 1 : 5, so dass bei gleicher Ge schwindigkeit der gleichzeitig wirkenden Zahnradsegmente die beiden Wellen mit glei cher Geschwindigkeit auf die Welle 3 wir ken. Bevor die Schubstangen 29 und 31 ihre vordere, respektive hintere Endstellung er reicht haben, werden sie von den Schubstan gen 30 und 32 in ihrer Wirksamkeit abge löst.
Nach der Umkehrbewegung dreht das Zahnradsegment 39 (41) die Räder 35, 37 (47), 38 (48) in umgekehrter Richtung, ohne vorerst auf die Wellen 49 und 50 zu wirken, weil die Geschwindigkeit der nunmehr von den Schubstangen 30 und 32 angetriebenen Wellen 49 und 50 noch grösser ist als die jenige, welche diese Wellen über die Getriebe 39, 35, 37 bezw. 41, 48 erhalten. Bevor die Schubstangen 30 und 32 die vordere, respek- t;ive hintere Endstellung erreicht haben, be ginnen die Schubstangen 29 und 31 wieder zu wirken, aber diesmal über das Zahnrad 37 auf die Welle 49 und über das Zahnrad 48 auf die Welle 50.
Die Schubstangen arbeiten also in beiden Richtungen, und zwar in der einen Bewegungsrichtung auf die eine und in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung auf die andere der Wellen 49 und 50, und da vier Paar sich gegenseitig ablösender Schalt- -erkgetriebe vorhanden sind, werden diese Wellen dauernd gleichzeitig angetrieben.
Ein Schlagen in den Zahnflanken der Antriebs räder 54, 55 infolge zeitweisen Aussetzens des Antriebes durch eine der Wellen 49 und 50 ist daher vermieden und daher auch das aus einem solchen Antriebswechsel resultierende Geräusch, An Stelle der Zahnradsegmente können nach Fig. 13 auch vier zu je einem Rahmen vereinigte Zahnstangenpaare 39a, 40a, 41a, 42a für den Antrieb der Schaltwerkzahnräder 37, 38, 43 bis 48 verwendet werden, die in diesem Falle durchwegs gleich grossen Durch inesser erhalten.
Um das nötige Überset zungsverhältnis zu erzielen, wirken die Schubstangen 29, 30, 31 und 32 über je einen Übersetzungszwischenhebel 79, 80, 81 resp. 82 und Schubstangen 83, 84, 85 und 86 auf die in Führungen verschiebbar geführten Zahnstangenrahmen. Bei entsprechender Wahl der Wirkungsrichtung der Schaltwerke wird auf die Wellen 49 und 50 die gleiche Wirkung erzielt wie beim vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel.