Selbstschaltendes Wechselgetriebe für Drehbewegungen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe zum Übertragen von Drehbewegungen von einem Antriebsteil auf einen angetriebenen Teil, das als mit schräg verzahnten Rädern versehenes Plane tengetriebe ausgebildet ist, und bei welchem eine Übersetzung durch die Zahndrücke, und eine andere Übersetzung durch eine diesen Zahndrücken ent gegenwirkende Federkraft selbsttätig eingeschaltet wird.
Bekanntlich bestehen Planetengetriebe aus einem Antriebsrad, einem angetriebenen Rad, einem oder mehreren mit den genannten Rädern in ständigem Eingriff stehenden Planetenrädern und einem Plane tenträger. Das Antriebsrad, das angetriebene Rad und der Planetenträger sind gleichachsig angeordnet.
Gemäss der Erfindung ist beim vorliegenden mit schräg verzahnten Rädern versehenen Wechselge triebe, ein Planetenträger axial verschiebbar angeord net, und es sind Mittel vorgesehen, die die Drehbewe gung des Planetenträgers verhindern, wenn dieser durch die Zahndrücke axial in seine eine Endstellung verschoben wird, wodurch eine Übersetzung einge schaltet wird, und ferner sind eine über den Planeten träger den Zahndrücken entgegenwirkende Federkraft vorgesehen und Mittel angeordnet, die den Planeten träger starr mit dem Antriebs- oder Abtriebsrad ver binden,
wenn der Planetenträger durch die den Zahn drücken entgegenwirkende Federkraft in eine der erst genannten Endstellung entgegengesetzte Endstellung verschoben wird, wodurch eine andere Übersetzung eingeschaltet wird.
Es können auch selbstschaltende Getriebe mit mehr als zwei Übersetzungen geschaffen werden, in dem zwei oder mehr zweistufige Planetengetriebe der oben beschriebenen Art derart hintereinandergeschal- tet werden, dass das getriebene Rad des oder jedes vorangehenden zweistufigen Getriebes mit dem An triebsrad des nachfolgenden zweistufigen Getriebes fest verbunden ist.
Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines zweistu figen Getriebes in schematischer Darstellung.
Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines zweistufigen Getriebes ebenfalls in schematischer Dar stellung, und Fig. 3 zeigt ein vierstufiges Getriebe.
In Fig. 1 ist an einer Welle 1 ein Antriebsrad 2 und an einer zweiten Welle 3 ein angetriebenes Rad 4 befestigt. Die Wellen 1 und 3 und die Räder 2 und 4 liegen gleichachsig hintereinander. Auf den Wellen 1 und 3 ist ein Planetenträger 5 lose drehbar und axial verschiebbar angeordnet. Der Planetenträger 5 setzt sich auf den durch Zapfen 8 verbundenen Wangen 6 und 7 zusammen. Auf die Zapfen 8 sind die Zwil- lings-Planetenräder 9, 10 lose drehbar angeordnet. Die Planetenräder 9, 10 stehen in ständigem Eingriff mit den Rädern 2 und 4. Alle Räder sind schräg verzahnt.
Ein kegelförmiger Ring 11 ist an der einen Wange 7 des Planetenträgers 5 befestigt, und zwar so, dass er zwischen eine auf der Welle 1 befestigte Kupp lungstrommel 12 und einen am Getriebegehäuse 14 befestigten Bremsring 13 zu liegen kommt.
Eine Feder 15, die die Welle 3 umgibt und sich an einer an der Welle 3 befestigten Ringscheibe oder einem Bund 16 abstützt, drückt den Planetenträger 5 und den Ring 11 gegen die Kupplungstrommel 12. Dadurch wird der Planetenträger 5 mit der Welle 1 starr verbunden und die Relativbewegung zwischen dem Antriebsrad 2 und dem Planetenträger 5 aufge- hoben. Dadurch werden auch die Planetenräder 9, 10 auf ihren Zapfen 8 in bezug auf das Antriebsrad 2 festgehalten, so dass das Antriebsrad 4 mit der glei chen Geschwindigkeit läuft wie das Antriebsrad 2. Das Getriebe befindet sich also in diesem Falle im direkten Gang.
Es sei bemerkt, dass infolge der beschriebenen Anordnung des Getriebes die Übertragung der Dreh bewegung in allen Fällen über das Räderpaar 10, 4 erfolgt, so dass durch die Schrägverzahnungen der miteinander im Eingriff stehenden Räder 10, 4, eine axiale Komponente der Zahndrücke entsteht, die auf den Planetenträger 5 entgegen der Kraft der Feder 15 wirkt.
Steigt der Widerstand gegen Drehung der ange triebenen Welle 3 derart, dass die axiale Komponente des Zahndruckes die Kraft der Feder 15 überwindet, so wird die Kupplung 11, 12 gelöst und der Planeten träger 5 gegen den Bremsring 13 gedrückt. Dadurch wird der Planetenträger festgehalten und die Welle 3 mit der den Übersetzungen der Zahnräder 2, 9, 10 und 4 entsprechenden Übersetzung mitgedreht. Auf diese Weise findet ein selbsttätiger Wechsel der Übersetzung statt.
Wenn nun der Drehwiderstand der Welle 3 wie der so weit absinkt, dass die Kraft der Feder 15 den axialen Zahndruck überwinden kann, so wird der Planetenträger 5 nach links verschoben, die Kupp lung 11, 12 eingerückt und der direkte Gang im Ge triebe selbsttätig wieder hergestellt.
Um zu verhindern, dass der Ring 11 am Planeten träger 5 halbwegs zwischen der Kupplungstrommel 12 und dem Bremsring 13 stehen bleibt, ist am Pla netenträger 5 ein Sperrglied in Form einer in die eine oder andere der Umfangsrillen 19 der Welle 3 ein greifenden Kugel 17 mit einer Belastungsfeder 18 an gebracht, derart, dass der Planetenträger 5 erst dann verschoben werden kann, wenn der Unterschied zwi schen dem axialen Zahndruck und der Federkraft eine gewisse Grösse erreicht hat.
Um ferner eine Rückwärtsdrehung des Planeten trägers 5 zu verhindern, wenn der Ring 11 sich halb wegs zwischen der Kupplungstrommel 12 und dem Bremsring 13 befindet, insbesondere dann, wenn die Trägheit des Planetenträgers für diesen Zweck nicht ausreicht, ist, wie in Fig. 2 gezeigt, eine an sich be kannte Freilaufkupplung zwischen dem Planetenträ ger 5 und dem Getriebegehäuse angeordnet, die die Drehbewegung des Planetenträgers nur in der An triebsrichtung zulässt, in der Gegenrichtung aber sperrt.
Gemäss Fig. 2 ist der Sperrteil 20 der Freilauf- kupplung am Getriebegehäuse 14 befestigt, und der vom Planetenträger angetriebene Teil 21 ist axial ver schiebbar auf einer mit Keilnuten versehenen Mit nehmernabe 22 des Planetenträgers 5 angebracht.
In der Fig. 2 ist ferner das eine Ende der Feder 15 an dem einen Arm eines doppelarmigen Hebels 23, der auf dem am Getriebegehäuse 14 befestigten Zapfen 24 schwingend angeordnet ist, und das andere Ende der Feder 15 an einer ortsfesten Regulier schraube 27 befestigt, so dass der Zug der Feder 15 über den doppelarmigen Hebel 23 auf den Planeten träger 5 wirkt.
Zum Anpassen der Federkraft an das von der Welle 1 zu übertragende Antriebsdrehmo ment bei Verwendung des Getriebes in einem Motor fahrzeug ist ein vom Unterdruck des nicht gezeich neten Saugrohres des Motors beaufschlagter Zylinder 25 vorgesehen, der über eine Leitung 26 an das Saugrohr angeschlossen ist und dessen Kolben mit dem doppelarmigen Hebel 23 derart in Verbindung steht, dass die von dem Kolben auf den Hebel 23 aus geübte Kraft der Spannung der Feder 15 entgegen wirkt. Da der im Saugrohr eines entsprechenden Mo tors herrschende Unterdruck mit dem Absinken des Motordrehmomentes steigt, so wird auf diese Weise auf den Planetenträger 5 eine resultierende Feder spannung übertragen, die in Abhängigkeit vom Dreh moment steigt bzw. sinkt.
Es wird ferner bemerkt, dass der Hebel 23 von Hand oder mittels einer Hilfskraft jederzeit entgegen der Federspannung verschwenkt werden kann, so dass der Planetenträger 5 von der Federkraft entlastet wird, und die Schaltung der Übersetzung durch die Zahndrücke allein erfolgt.
Zur Bildung eines mehrstufigen selbsttätigen Wechselgetriebes werden mehrere der oben beschrie benen Zweiganggetriebe, wie Fig. 3 am Beispiel eines Vierganggetriebes zeigt, hintereinander angeordnet, und zwar derart, dass die angetriebene Welle des bzw. jedes vorangehenden Zweiganggetriebes gleichzeitig als Antriebswelle des nachfolgenden Getriebes wirkt. Bei einer solchen Anordnung gemäss Fig. 3 ergibt sich z. B. folgendes: a) Wenn das auf der Welle 3B wirkende Wider standsmoment unter einer bestimmten unteren Grenze liegt, so befindet sich das Getriebe vollständig im Direktgang.
b) Wenn sich das auf die Welle 3B wirkende Widerstandsmoment oberhalb der genannten unteren Grenze aber unterhalb einer bestimmten mittleren Grenze befindet, dann schaltet z. B. (je nach der Ein stellung der Räderwerke) das Räderwerk A selbst tätig auf Untersetzungsgang, während das Räderwerk B im Direktgang bleibt.
c) Wenn sich das Widerstandsmoment oberhalb der genannten mittleren Grenze aber unterhalb einer oberen Grenze befindet, dann schaltet das Räderwerk B selbsttätig auf Untersetzungsgang; dadurch wird das auf die mittlere Welle übertragene Widerstands moment auf einen Wert vermindert, der sich unter halb der genannten mittleren Grenze befindet, so dass das Räderwerk A wieder auf Direktgang selbsttätig umschaltet. Und endlich d) wenn sich das Widerstandsmoment oberhalb der genannten oberen Grenze befindet, dann schalten beide Räderwerke<I>A</I> und<I>B</I> selbsttätig auf Unterset zungsgang.
Es sind also vier selbstschaltende Gänge vorhan den.