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Getriebe mit aufeinanderfolgenden Umlaufrädergetrieben, insbesondere
für Kraftfahrzeuge Es wurden bereits Geschwindigkeitsgetriebe vorgeschlagen, welche
mindestens ein Umlaufrädergetriebe aufweisen und welche einen automatischen Charakter
hatten. Bei einem derartigen Getriebe ist die automatische Steuerung derart gestaltet,
daß die Umschaltung, d. h. das Übergehen von einem Gang auf einen anderen, automatisch
erfolgt, je nachdem, ob die Geschwindigkeit der Ausgangswelle über oder unter einem
vorbestimmten Wert liegt. Ein derartiges Getriebe ergibt jedoch keine zufriedenstellende
Führung eines Kraftfahrzeugs, in welches es eingebaut ist. Überdies ergibt die durch
eine: Zentrifugalwirkung gesteuerte Umschaltung die Verbindung eines rotie-@enden
Organs mit einem stillstehenden Organ, wodurch die Gefahr des Ratterns auftritt.
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Gemäß der Erfindung ist bei einem Getriebe mit aufeinanderfolgenden
Umlaufrädergetrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei das Ausgangsglied eines
jeden Umlaufrädergetriebes mit dem Eingangsglied des unmittelbar folgenden verbunden
ist und das Eingangsglied des ersten Umlaufrädergetriebes mit der Eingangswelle
des Getriebes und das Ausgangsglied des letzten Umlaufrädergetriebes mit der Ausgangswelle
des Getriebes verbunden ist, der Umlaufräderträger eines jeden Umlaufrädergetriebes
mit dem Umlaufräderträger des folgenden Umlaufrädergetriebes durch ein in einer
Drehrichtung gesperrtes Glied verbunden; der Umlaufräderträger des letzten Umlaufrädergetriebes
ist mit dem Getriebegehäuse ebenfalls unter Zwischenschaltung eines in einer Drehrichtung
gesperrten Gliedes verbunden; ferner sind Mittel vorgesehen, um den Umlaufräderträger
jedes Umlaufrädergetriebes finit einem der beiden anderen Glieder dieses Umlaufrädergetriebes
erst von einer vorbestimmten Drehzahl des Umlaufrädergetriebes ab zu kuppeln, wobei
die vorbestimmten Drehzahlen der Umlaufräderträger der einzelnen Um-,laufrädergetriebe
ausgehend vom Eingang zunehmende vorbestimmte Drehzahlen aufweisen.
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Bei einem derartigen Geschwindigkeitsgetriebe gestattet die Tatsache,
daß die verschiedenen Umlaufräderträger oder Gehäuse. sich mittels eines in nur
einer Richtung drehenden Elementes aufeinander abstützen. und daß das Element des
letzten Umlauf rädergetriebes sich mit Hilfe einer solchen Vorrichtung auf den Getriebekasten
oder Rahmen abstützt, wenn die Ausgangs- und Eingangsdrehmomente des Getriebes die
Richtung ändern, daß die Übertragung der genauen Geschwindigkeit der Ausgangswelle
des Getriebes auf das Umlaufrädergetriebe erfolgt, wobei diese "Geschwindigkeit
für die verschiedenen Umlaufrädergetriebe, aus denen es gebildet ist, entsprechend
den verschiedenen Bedingungen des Getriebes, genau entspricht. Dieser Umstand verleiht
dem Getriebe nach der Erfindung seinen besonderen halbautomatischen Charakter, wobei
das Umschalten auf den nächsthöheren Gang, d.h. das Übergehen vom ersten auf den
zweiten oder vom zweiten auf den dritten. usw., nach dem Wunsch des Fahrers im geeigneten
Moment vor sich geht, ohne daß ein Schalthebel od. dgl. betätigt werden muß, sondern
durch einfaches Heben des Fußes vom Gaspedal und darauffolgendes erneutes Treten
des Pedals. Das Herunterschalten auf den nächstniedrigen Gang dagegen, z. B. wenn
das Fahrzeug bergauf fährt, erfolgt automatisch in dem Maße, wie die Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeugs sich verringert, wodurch in jedem Augenblick der Motor auf seinen
optimalen Betriebsbedingungen gehalten wird.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Tatsache, daß der
Umlaufräderträger erst von einer vorbestimmten Drehzahl ab mit dem Eingangselement
des Umlaufrädergetriebes, dem es entspricht, verbunden ist, wodurch auf die Verbindungsorgane
nur ein Bruchteil des Drehmomentes des Motors wirkt.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß das Getriebe Steuermittel aufweist,
mit deren Hilfe die Verbindung zwischen einem Umlaufräderträger und dem Eingangs-
bzw. Ausgangselement des Umlaufrädergetriebes, dem es entspricht, nach Wunsch unterbrochen
werden kann. Dadurch wird eine Rückschaltung der Gänge nach Wunsch ermöglicht, ohne
Rücksicht auf die entsprechenden Vorzeichen der Eingangs-und Ausgangsdrehmomente
und auf die Geschwindigkeiten
der Gehäuse oder Umlaufräderteräger,
auf welche sich die Steuerung bezieht. Auf diese Weise kann man das Fahrzeug allen
besonderen Verkehrsbedingungen anpassen; man kann beispielsweise mit dem Motor auf
langen abschüssigen Strecken stark bremsen und bei der Annäherung an eine Straßenkreuzung
überein starkes Anzugsmoment verfügen.
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In der Beschreibung und den Zeichnungen sind Ausführungsformen der
Erfindung als Beispiele dargestellt und beschrieben.
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Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines automatischen Wechselgetriebes
gemäß der Erfindung; Fig.2 ist eine Vorderansicht des genannten Getriebes; Fig.
3 ist eine detaillierte Ansicht desselben; Fig. 4 stellt schematisch eine andere
Ausführungsfarm eines Wechselgetriebes dar; Fig. 5 zeigt nebeneinander eine Anzahl
Elemente, die den Mechanismus bilden; Fig. 6 zeigt eine Konstruktionseinzelheit;
Fig. 7 ist ein Querschnitt entlang der Linie 7-7 der Fig. 6 ; Fig. 8 ist ein Querschnitt
entlang der Linie 8-8 der Fig. 6; Fig.9 ist eine Ansicht im Schnitt einer Ausführungsform
des Getriebes; Fig. 10 ist eine Ansicht, aus der das Arbeiten der Vorrichtung erkennbar
ist; Fig. 11 ist eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab; Fig. 12 ist eine andere
Teilansicht in vergrößertem Maßstab.
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Es wird auf die Fig. 1 bis 3 verwiesen, die sich auf eine Ausbildungsform
beziehen und bei denen eine Reihe von Umlaufrädergetrieben hintereinander angeordnet
sind. Das dabei erhaltene Wechselgetriebe eignet sich vorteilhaft für Automobile.
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Die Welle 10, welche ihre Bewegung durch einen Motor, beispielsweise
einen Automotor, erhält, und zwar durch eine dazwischenliegende klassische Kupplungsvorrichtung
(die nicht dargestellt ist) trägt verkeilt ein Zahnrad 11, welches einen Teil der
Umkehrungsvorrichtung V darstellt.
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Diese Vorrichtung umfaßt neben dem Rad 11 zwei kleine Zahnräder 12
und 13, deren Achsen 14 und 15 drehbar auf einer Scheibe 16 montiert sind, welche
selbst um die Welle 10 rotiert. Die genannte Scheibe kann mit einer Reibungsscheibe
17 zusammenarbeiten, die über den Behälter 18 gebildet ist oder mit einem Reibungsring
19 an einem Gehäuse 20, das durch eine Welle 21 getragen wird, die sich in einem
Lager 221 dreht, welches über der allgemeinen Achse X-X angebracht ist. Die Zahnräder
12 und 13 sind außerdem im Eingriff mit einem Zahnkranz 23, der im Inneren des Gehäuses
20 sitzt.
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Die Welle 21 trägt außerdem ein verkeiltes Zahnrad 24, das in ein
Zahnrad 251 eingreift, welches mit einer Welle 26 verkeilt ist, die sich wiederum
in einem Gehäuse 271 drehen kann; angeordnet im Inneren des Hauptgehäuses oder Rahmens
28 des Gerätes, ist dieses Chassis 271 fest mit dem Lager 221 verbunden, durch dessen
Vermittlung es in einem Gegenlager 30 des Gehäuses ruht, wobei weiter eine Lagerung
291 vorgesehen ist, durch die es in dem Gegenlager 311 des genannten Gehäuses ruht.
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Auf der Welle 261, die in den Gegenlagern 321 und 331 des Gehäuses
271 ruht, ist eine Bremstrommel 341 aufgekeilt, welche zusammen mit einer Scheibe
351 arbeitet, welche zu diesem Zweck von einem Stift 361 (Fig. 3) unterstützt wird,
der ein Teil eines Hebelarmes ist, welcher sich um eine Achse 371 in einem Chassis
271 dreht, wobei der andere Arm durch einen Kopf 381 gebildet wird. Die Achse 371
kann sich in dem Gegenlager 391 des Gehäuses 271 frei drehen.
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1111t dem Chassis 271 fest verbundene Lager trägt auf sich verheilt
und in dem Gehäuse 18 des Umkehrers V eine Scheibe 7, deren Umfang eine Bremstrommel
40 bildet, die mit einer Bremseinrichtung zusammenarbeiten Kann, deren Betätigungsmittel
nicht dargestellt sind.
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Auf der Welle 261 ist außerdem ein Zahnrad 411 aufgekeilt, das in
ein Zahnrad 421 eingreift, welches auf die Welle 431 aufgekeilt ist, die sich in
dem Lager 291 dreht. Dieses, mit dein Gehäuse 271 fest verbunden, trägt jenseits
des Gegenlagers 311 einen Kern eines freien Rades 441, welcher z. B., wie aus Fig.
3 zu ersehen ist, aus Rampen 451 gebildet ist, die zusammen mit einer ringförmigen
Bahn 461 arbeiten, damit Rollen, wie etwa 471, in Eingriff kom e können. Die ringförmige
Bahn 461 bildet die innere Begrenzung einer Scheibe 481, die auf einem zweite Gehäuse
oder Chassis 272 so befestigt ist, daß der lern 441 und demzufolge auch das Gehäuse
271 sich im Hinblick auf die Krone 481 und das Gehäuse 27 nur im Drehsinn der Welle
21 drehen können, wenn diese sich in Vorwärtsrichtung bewegt.
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Die Struktur des Gehäuses 272 und der in ihm enthaltenen Mechanismen
entspricht derjenigen des Gehäuses 271 und der seiner Mechanismen, wie beschrieben.
Die Welle 431 spielt für die in dem Gehäuse 272 befindlichen Mechanismen die gleiche
Rolle wie die Welle 21 für die Mechanismen in dem Gehäuse 271. Das Gehäuse 272 enthält
ebenfalls eine deren Scheibe der eines Kopfes 382 unterworfen ist. Die Ausgangswelle
432 der Mechanismen des Gehäuses 272 bewegt sich in einem Lager 292, welches wiederum
in einem Gegenlager 312 rotiert. Das genannte Lager 29 ist fest verbunden mit einem
Kern 442 einer nur in einer Richtung drehbaren Vorrichtung, wie eines freien Rades,
dessen Zahnkranz 48 mit einem Gehäuse 273 fest verbunden ist usw.
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Bei der beschriebenen Ausführungsform rechnet man somit mit drei Gehäusen
271, 272 und 273: Das Ausgangsorgan des Wechselgetriebes besteht aus einer Welle
50, auf die ein Zahnrad 423 aufgekeilt ist, welches das Ausgangsorgan für das Gehäuse
273 darstellt. Das Lager 293, das in dem Gegenlager 313 rotiert, ist fest verbunden
mit dem Kern des freien Rades 443, dessen Zahnkranz 483 wiederum mit d m Gesamtgehäuse
2$ verbunden ist. Das Lager 293 ist verbunden mit einer Scheibe 51, welche von Bremstrommel
52 umgeben ist, mit der eine Bremseinrichtung unter der Wirkung der nicht dargestellten
Mittel zur Inbetriebnahme zusammenwirkt.
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Das System arbeitet folgendermaßen: Bei der normalen Vorwärtsbewegung
eines Fahrzeuges liegen die Bremseinrichtungen nicht gegen, die Bremstrommeln -40
und 52. Die Scheibe 16 ist gekuppelt mit einer Reibungskrone 19 des Gehäuses 20
und bewegt das letztere und die Welle 21 in rotierender Bewegung in gleicher Richtung
und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Welle 10. Wenn man eines der Gehäuse
27 betrachtet, z. B. das Gehäuse 271, und die in ihm enthaltenen Mechanismen, so
sind sein Verhalten und seine Wirkungsweise verschieden, je nachdem; ob es die Eingangswelle,
d. h. die Welle 21 oder die Ausgangswelle, d. h. die Welle 43, ist, welche Motorwelle
darstellt. Im ersteren Falle, d. h. wenn die Welle 21 die Motorwelle ist, ist das
Gehäuse 271
stationär, wobei die von den Gegenlagern 321 und 331
durch die Zahnräder 241 und 251 erhaltenen Reaktionen dazu neigen, das genannte
Gehäuse in einer Richtung zu drehen, die entgegen der sich in einer Richtung erstreckenden
Drehvorrichtung 441, 481 ist; die Zahnräder 251 und 411 drehen sich um sich selbst,
wobei das letztere mittels des Zahnrades 421 die Welle 431 betreibt. Die in dem
Gehäuse 271 enthaltenen Mechanismen bewirken somit eine Drehzahlverminderung zwischen
der Eingangswelle 21 und der Ausgangswelle 431. Das gleiche ist es bei den folgenden
Stufen, die die Gehäuse 272 und 273 sowie deren innnere Mechanismen umfassen, wobei
das letztere Gehäuse sich mittels seiner in einer Richtung gehenden Dreheinrichtung
443, 483 auf den festen Rahmelf 28 stützt. Der Getriebekasten bewirkt sodann zwischen
seiner Eingangswelle 21 und seiner Ausgangswelle 50 eine Drehzahlverminderung, welche
das Produkt verschiedener Drehzahlverminderungen ist, die von den verschiedenen,
den Getriebekasten bildenden Stufen kommen.
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Wird die Welle 50 die Motorwelle, so neigt sie dazu, das Gehäuse 273
in der Richtung anzutreiben, die ihm von der in einer Richtung gehenden Drehvorrichtung
443, 483 gestattet wird. Das Gehäuse 273 beginnt sich in der Drehrichtung der Eingangs-
und Ausgangswelle zu drehen. Im Drehen bewirkt es mit Hilfe der in einer Richtung
gehenden Drehvorrichtungen eine Drehung der Gehäuse 272 und 271 in der gleichen
Richtung. In dem Maße, in dem sich die Geschwindigkeit der Gehäuse 27 vergrößert,
im Hinblick auf einen. bestimmten Wert für ihre Drehbewegung, neigen die Zapfen
38 dazu, von ihrer Stellung, die der stationären Lage des Gehäuses entspricht, das
sie enthält, auseinanderzutreiben. Im Hinblick auf einen bestimmten Wert für die
Drehgeschwindigkeit dieser Gehäuse entfernt sich einer der Zapfen, z. B. der Zapfen
381 des ersten Gehäuses, von seiner Ruhestellung, wobei die Gegenfeder 61 absichtlich
schwächer als die Federn 612 und 613, die auf die anderen Zapfen 382 und 383 wirken.,
ist. Indem er sich von seiner Ruhestellung entfernt, drückt der Zapfen 381 die Bremse
351 gegen die Trommel 341 und vereinigt so die Welle 261 mit dem Gehäuse 271. Die
Zahnräder 251 und 411 drehen sich nicht mehr um sich selbst, das Ganze dreht sich
vielmehr um die Zahnräder 241 und 421; diese sogenannte erste Stufe bewirkt dann
keine Demultiplikation mehr. Wenn in diesem Augenblick die Welle 21 wieder die Motorwelle
wird, bewirkt der Getriebekasten eine Multiplikation, die nur mehr das Produkt der
Multiplikationen der zweiten und dritten Stufe ist. Wenn unter diesen Bedingungen
die Ausgangswelle 50 wieder die Motorwelle wird, wird die Welle 50, die, ohne sonstige
Veränderung, sich schneller dreht als im Anfangs- , stadium, wieder die Motorwelle;
sie treibt, wie oben beschrieben, die verschiedenen Gehäuse zu einer Drehbewegung
an, und im Hinblick auf einen vorbestimmten Wert für diese Drehgeschwindigkeit,
der größer ist als der erste Wert, geht die zweite Stufe von dem Stadium der Drehzahlverminderung
in den Eingriff über, und die dritte Stufe bleibt im Stadium der Drehzahlverminderung,
und ihr Zapfen 381 entfernt sich nicht mehr von seiner Ruhestellung.
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Bei der Ausführungsforn nach Fig.3 kann der Zapfen 381 entweder durch
einen Dauermagneten 601 oder einen Elektromagneten, der auf dein Gehäuse 271 angebracht
ist, angetrieben werden. Die durch den Magneten entwickelte Kraft ist so, d'aß der
Zapfen sich unter der Wirkung der Zentrifugalkraft nur entfernt, um mit einer bestimmten
Rotationsgeschwindigkeit von dem Gehäuse 271 wegzutreiben, wobei der Wert der dieser
Geschwindigkeit entsprechenden Zentrifugalkraft ausreicht, daß die Bremse 341 den
Unterschied der Drehmomente über den Zahnrädern 251 und 411 absorbiert. Eine Feder
611 drückt den Zapfen 381 in die Mitte.
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Unter den in Fig. 3 gezeigten. Bedingungen wird der Zapfen 381 der
Einwirkung von drei Kräften unterworfen, einmal der Zentrifugalkraft, selbstverständlich
wenn sich das Gehäuse 271 dreht, und zum anderen den Gegenwirkungen, die sich einerseits
durch den Magneten 601 und andererseits durch die Feder 611 ergeben. Er entfernt
sich aus seiner Ruhestellung, wenn die Einwirkung der Zentrifugalkraft größer ist
als die Summe der beiden Gegenkräfte. Wenn dieser Zapfen im entgegengesetzten Zustand
ist, d. h. wenn er die Verbindung des ihn enthaltenden Gehäuses mit den Mechanismen
oder mit der Trommel 341 herbeiführt, wird er vom Magneten 601 entfernt und wird
nur mehr der Zentrifugalkraft einerseits und der alleinigen Gegenwirkung der Feder
611 andererseits unterworfen, so daß er bei einer Drehgeschwindigkeit des Gehäuses,
die geringer ist als die, welche ihn veranlaßt hat, von der Ruhestellung in die
Arbeitsstellung zu gehen, wieder in seine Ruhestellung zurückkehrt.
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Legt man die Bremstrommel 40 still, so werden alle Gehäuse, wie 27,
nach beiden Richtungen hin stillgelegt, einerseits durch die Wirkung dieser Bremse,
andererseits durch die aufeinanderfolgenden, in einer Drehrichtung wirkenden Vorrichtungen
44 bis 48. Alle aufeinanderfolgenden Getriebe arbeiten dann ständig drehzahlverringernd,
und die Verringerung des Getriebes bleibt auf dem Höchstwert, gleichgültig wie die
Werte des Antriebsdrehmoments und des entgegengesetzten Drehmoments sind.
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Will man rückwärts fahren, so bringt man die Scheibe 16 über der festsitzenden
Reibungskrone 17 in Gang; die Zahnräder 12 und 13 spielen dann die Rolle von Zwischenzahnrädern
und haben 'keine Planetenbewegung mehr. Sie kehren die Rotationsrichtung der Welle
21 mit Hinblick auf diejenige der Welle 10 um und bewirken, wie es in der Figur
der Fall ist, eine ergänzende Verringerung, wie es für den Rückwärtsgang wünschenswert
ist. Unter dieser Bedingung wird die Trommel 40 ständig gebremst, was auf gleiche
Weise erfolgen kann wie bei dem Umkehrer U. Die Getriebe 27 sind dann stillgesetzt,
obgleich sie gezwungen sind, sich in der Richtung zu drehen, die durch die in einer
Richtung gehenden Einrichtungen 44 bis 48 gegeben ist.
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In der Zwischenstellung der Scheibe 16 ist die Umkehreinrichtung V
nach beiden Richtungen, hin unwirksam, was einem toten Punkt entspricht.
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Wenn man nun die Trommel 52 stillegt, und wenn die Bremstrommel 40
frei ist, so setzt die Trommel 52 das letzte Gehäuse 273 derart still, daß das letzte
Umlaufrädergetriebe nur reduzierend wirken kann.. Die Arbeitsweise des Getriebes
wird daher nicht automatisch sein, bis zu der Geschwindigkeit, die dem direkten
Gang vorhergeht; dies ist manchmal nützlich, wenn Fahrmanöver ausgeführt werden
sollen. Man kann diese Wirkung auch bei voller Fahrt hervorrufen und man erreicht
damit eine kräftige Bremsung des Fahrzeuges, wenn man schrittweise die Reduktion
des letzten Gehäuses 273 einschaltet, die die Bremswirkung des Motors vermehrfacht.
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Den vollen Bereich des Betriebes kann man. von neuem in dem Augenblick
erreichen, wo man die Bremstrommel 52 frei macht.
Eine Bremseinrichtung
mit einer Trommel 40 kann durch eine Klauenanordnung ersetzt werden, welche das
Gehäuse 27 und einen festen Teil des Rahmens 28 fest miteinander kuppelt.
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Die Reibungskränze 17 und 19 können in gewissen Fällen vorteilhaft
durch Klauenverbindungen ersetzt werden zwischen der Scheibe 16 und einem festen
Teil und des Gehäuses 18 einerseits und zwischen der Platte 16 und dem Kranz 19
oder dem Zahnrad 11 andererseits.
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Die folgenden Angaben beziehen sich auf die Fig. 4 bis 12. Die Eingangswelle
201 wird von einem Lager 202 getragen, das an dem Gehäuse 203 sitzt. Auf der Welle
201 sitzt fest der Kranz 2041. Dieser Kranz ist innen gezahnt und mit ihm laufen
eine Anzahl von Satellitenrädern 2051, die in Achsrichtung gesehen, gleichmäßig
auf dem Umfang verteilt sind; die Satellitenräder werden drehbar getragen durch
einen Satllitenträger 2061, der so aufgebaut ist, daß er dank einer Manschette 2071
sich um die Hauptachse drehen kann, mit der er fest verbunden ist und der auf einer
Zentrierachse 208 ruht. Die besagte Manschette ist gleichfalls fest mit dem Kranz
2042 verbunden, entsprechend dem obenerwähnten Kranz 2041. Die Teile der ersten
Einheit I, welche den Getriebekasten bilden, tragen den Index 1; die Organe der
zweiten Einheit II tragen den Index 2 usw. Das beschriebene Wechselgetriebe hat
drei Einheiten und ist mithin ein Getriebe mit vier Gängen.
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In jeder Einheit greifen die Satellitenräder 205 in ein zentrales
Rad 210, das fest mit dem jeweiligen Gehäuse 209 verbunden ist. Jedes Gehäuse 209
ist daran gehindert, sich in einem Sinne zu drehen entgegen der Drehrichtung seiner
Eingangswelle; bei der ersten Einheit ist eine Einrichtung vorgesehen, die sich
nur in einer Richtung drehen kann und die das Bezugszeichen 211 trägt; diese Einrichtung
hat einen Kranz 2111, der beispielsweise an dem Gehäuse 2091 festsitzt, Kugeln oder
Rollen 2111" und einen Kranz 2111", der wiederum fest an dem Gehäuse 2092 befestigt
ist. Der Kranz 2113"' des letzten Gehäuses 2093 ist fest verbunden mit dem Rahmen
203 des Getriebekastens.
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Jedes Gehäuse 209 enthält eine bestimmte Anzahl Zapfen 220, die bei
dem Beispiel die Form eines großen V haben und die zwei Arme 221 und 222 besitzen,
die unten durch ein Querstück 223 verbunden sind. In dem Zwischenraum 224, d. h.
zwischen den Armen 221 und 222 liegt ein Stück 225, das radial angeordnet ist und
das durch einen Kanal 226 in dem Stück 223 hindurchgeht und das mit seinem äußeren
Ende am Gehäuse 209 befestigt ist. Das Stück 225 ist durch eine Schraubenfeder 227
umgeben., die auf die äußere Fläche 228 des Verbindungsstückes 223 drückt und deren
anderes Ende -sich gegen den Kopf 229 legt, der in dem Gehäuse 209 befestigt ist.
Die äußeren Enden der Arme 221 und 222 stellen eine schräge Fläche dar, die mit
230 und 231 bezeichnet sind, und diese Arme werden in der Höhe ihrer Oberfläche
durch einen Kanal 235 bzw. 236 durchdrungen. In jedem dieser Kanäle sind
zwei Kugeln angeordnet, welche die Bezugszeichen 237' und 237" tragen und deren
Durchmesser derart ist, daß die genannten Kugeln leicht einen Vorsprung über die
Oberfläche der Zapfen bilden, d. h. die über die entgegengesetzt schrägkantige Fläche
230 oder 231 und die ebene Fläche 238 gegenüber der Innenfläche 239 des Gehäuses
209 hinausragen.
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Die Zapfen 220 können durch ihre schrägkantigen Flächen 230 und 231
durch Vermittlung der Kugeln 237" mit der Fläche 240 auf dem Ring 241 zusammenarbeiten,
die entsprechend den Flächen 230 und 231 geneigt ist und die auf ihrem äußeren Umfang
eine bestimmte Anzahl Vorsprünge 242 aufweist, durch die sie in den Nuten 243 gehalten
werden in der Wandung des Getriebekastens. Die entgegengesetzte Fläche 244 auf dem
Ring 241 arbeitet gegen einen Kupplungsring 245, der auf seinem inneren Umfang Vorsprünge
246 trägt, die in die Nuten 247 des gezahnten Ringes 204 eingreifen. Bei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 9 arbeiten die Zapfen 220 mit einem kegelförmigen Ring 267 zusammen, der
von einer Scheibe getragen wird, so daß eine gewisse Elastizität vorhanden ist.
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Eine bestimmte Anzahl von Kranzpaaren 241 (oder Scheibenpaaren) und
Ringpaaren 245 können so aneinander angeordnet sein, wobei die anderen, nicht am
rechten Ende befindlichen Kränze jedoch keine Schrägfläche aufweisen oder nicht
mit einer kegelstumpfförmigen Scheibe fest verbunden sind.
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Bei der Einheit I lehnt sich der Ring mit dem Vorsprung nach links
(in der Figur) gegen einen Deckel 248, der durch Schrauben an dem Gehäuse 2091 befestigt
ist; der kegelförmige Ring 267' verhindert seine Drehung gegenüber dem Gehäuse.
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Bei den beiden anderen Einheiten, d. h. bei II und III, hat der linke
Ring 241' (Fig. 5) eine seitliche Verzahnung 250, bei der die Flächen 251 etwa parallel
der Hauptachse liegen: und bei der weiter schräge Flächen 252 vorgesehen sind, so
daß die vorspringende Kante 253 und entsprechende Einschnitte 254 entstehen. Diese
Verzahnung ist mit Rücksicht auf eine entsprechende Verzahnung 255 angeordnet, die
an der linken Wand 256 des Deckels 257 des Gehäuses sitzt; diese seitliche Verzahnung
hat gleichfalls Kanten 258 und Einschnitte 259. In ein Fenster 260 des Deckels 257
ragt der Vorsprung 261 hinein, welcher das Ende einer Zylinderfeder 262 bildet,
deren anderes Ende durch einen Vorsprung 263 gebildet ist, der in das Fenster 264
in der Mantelfläche 229 des Gehäuses 209 hineinragt. Die zylindrische Wand 265 des
Deckels 257 bildet eine Bremstrommel, mit der ein Brennsband 266 zusammenarbeiten
kann. Die Bremsbänder können entweder durch den Fahrer oder aber autoinatisch betätigt
werden oder aber so wie es im folgenden im einzelnen beschrieben ist.
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Bei der Ausführungsform, wie sie schematisch in. der F ig. 4 dargestellt
ist, ist mit dem Deckel des Gehäuses der ersten Einheit eine Verzahnung 268 verbunden,
welche mit einem schwingenden Riegel 269 zusammenarbeiten kann.
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Die Einwirkung der Bremsbänder 265 auf die Bremstrommeln wird von
Wellen 270 (Fig. 13) aus geregelt. Bei der beschriebenen Ausführungsform trägt die
Welle 2701 einen einzigen Arm 2711, während die Wellen 2702 und 2703 nicht nur von
einem Arm 2712 bzw. 2713 aus aktiviert werden können; sondern auch von anderen Armen
2722 bzw. 2733 aus. An dem Ende des Armes 271 hängt ein Stück 273, das von einem
Hebel aus betätigt wird, der zu zwei Armen 274 und 275 gebogen ist, die sich um
eine Achse 276 drehen.
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Das Gestänge 2731 hängt mittels eines einfachen Zapfens an dem Arm
2711. Die Gestänge 2732 und 2733 dagegen hängen an den Enden der Arme 271Z und 2713
mittels Befestigungen 3062 und 3063: An jedem Arm 275 hängt das Gestänge 277,' dessen
Ende Eine Rolle 278 bildet, -die in einer Nut 279 sitzt -in einer Manschette 280,
die sich im Innern der Kolon in der Richtung 281 dreht und welche mit einem
Griff
282 verbunden ist. Jede Nut 279 trägt einen kreisförmigen Teil 283 und einen
schraubenförmigen Teil 284. Die schraubenförmigen Teile 2841, 2842 und 2843 (Fig.
11) sind merklich ausgerichtet nach der Erzeugenden der Hülse 280, und die ringförmigen
Nuten 2831, 2832 und 2833 sind von abnehmender Länge, wie aus der Fig. 11 ersichtlich
ist.
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Das Gaspedal 285 steuert über einen Hebel 286 eine Stoßstange 287,
die in einem Lager 288 verschiebbar ist und auf der eine Einrichtung 289 verschiebbar
ist, die aus zwei zylindrisch-konischen Körpern 2902 und 290s mit einer Anschrägung
2912 und 2913 besteht. Diese Einrichtung sitzt zusammen mit einem beweglichen Organ
292 und einem Zentrifugalregler 293, dessen Kugeln 294 und 295 zwischen den Armen
296 und 299 montiert sind; die Arme 297 und 298 sind an eine Manschette 300 angelenkt,
die mit einer festen Rolle 301 zusammenarbeitet, die auf der Stoßstange 287 sitzt.
Eine Feder 302 zwingt den Zentrifugalregler in die neutrale Stellung oder in die
Stellung seiner größten Länge entsprechend der Stoßstange 287. Die Manschette 300
ist mit einem Zahnrad 303 verbunden, das in ein Zahnrad 304 eingreift, das von der
Ausgangswelle des Getriebekastens angetrieben wird, dessen Umrisse in der Figur
mit 305 bezeichnet sind.
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Der Getriebekasten trägt außerdem eine Umkehrvorrichtung, die an sich
kein Teil der Erfindung ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem verschiebbaren
Körper 310 (Fig. 9), der auf einer Manschette 311, welche die Welle 201 umgibt,
sitzt. Diese Vorrichtung wird von einem Hebel 311' aus gesteuert, der mit
einem Stück 312 zusammenarbeitet, der drei Kerben 313, 314 und 315 für die Stellungen
hat. Die Einrichtung umfaßt weiter einen Ring 316 mit Außenverzahnung, der im Eingriff
mit einem innenverzahnten Ring 317 sein kann, der mit der Scheibe 204 verbunden
ist. Die Einrichtung trägt ferner Zahnräder 318, die einerseits mit einem Teil des
innenverzahnten Ringes 317 im Eingriff stehen können und andererseits mit einem
außenverzahnten Ring 319, der auf der Welle 201 aufgekeilt ist. Ein fester Sektor
320 mit einer Innenverzahnung kann mit dem Ring 316 zusammenarbeiten.
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Die Wirkungsweise ist folgende: Wünscht man, daß das Getriebe vollständig
halbautomatisch arbeitet, befindet sich der Hebel 282, der unterhalb des Steuers
sitzt, in der in Fig. 10 gezeigten Stellung. Unter dieser Bedingung bleiben die
Bremsbänder 266 dauernd von den entsprechenden Bremstrommeln, die über den Gehäusedeckeln
257 gebildet sind, entfernt, und das Getriebe arbeitet in analoger Weise wie oben
beschrieben. Jede Einheit I, II oder III wirkt als einfache Bewegungsübertragung
oder als Geschwindigkeitsherabsetzer, je nach der Drehgeschwindigkeit ihrer Ausgangswelle
und den Bedingungen, unter denen der Fahrer das Beschleunigungspedal in Betrieb
setzt, um die Ausgangswelle in die Funktion der Motorwelle zu bringen oder nicht,
wie bereits erläutert wurde; auf diese Weise paßt in jedem Augenblick der Getriebekasten
sich den Fahrbedingungen des Fahrzeuges an.
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Wenn das Fahrzeug im direkten Gang fährt, spielen die Einheiten I,
Il und III z. B. die Rolle von einfachen Bewegungsübertragungen, ohne eine Verringerung
herbeizuführen, wobei die Ausgangswelle 350 sich mit gleicher Geschwindigkeit in
der gleichen Richtung dreht wie die Eingangswelle 201 des Getriebes. Unter dieser
Bedingung befinden sich die Gehäuse 209 in Drehbewegung und die Zapfen 220 aller
Gehäuse, die durch die Zentrifugalkraft, welche stärker ist als die der Federn 227,
werden angetrieben und nach außen gestoßen, wobei die Ringe 241 gegen die Kupplungsringe
245 gepreßt werden und somit wird das »dritte Element« des Differentialmechanismus
mit dem Eingangselement, nämlich dem Ring 204, verbunden. Unter dieser Bedingung
drehen sich die Zahnräder, die die verschiedenen Einheiten I, II und III bilden,
nicht umeinander, und das Getriebe arbeitet somit ohne weiteres vollständig geräuschlos
und ohne Abnutzung.
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Wenn aus irgendeinem Grund, z. B. infolge einer leichten Erhöhung,
das auf die Welle 350 einwirkende Moment dazu neigt, sich zu vergrößern, vermindert
sich die Geschwindigkeit aller Gehäuse und bei einer bestimmten Geschwindigkeit
verlassen die Zapfen. des Gehäuses 2293 ihre Außenstellung unter Einwirkung der
dann vorherrschenden Federn 227 und unterbrechen somit die Verbindung zwischen »drittem
Element« des Umlaufrädergetriebes III (enthaltend Zahnrad 210s) und dem Eingangsorgan
(enthaltend die Scheibe 2043). Die Zahnräder 2053 drehen sich dann mit Rücksicht
auf das Zahnrad 2103, welches auf die in einer Richtung verlaufende Rotationseinrichtung
2113 drückt und die Einheit III arbeitet dann geschwindigkeitsvermindernd und erlaubt
somit dem Motor, weiterhin bei günstigen Bedingungen zu arbeiten, wenn die Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeuges vermindert ist. Falls dies nicht genügt, setzt sich der gleiche Pro:zeß
fort und unterhalb einer bestimmten Geschwindigkeit des Fahrzeuges arbeitet die
Einheit II als Geschwindigkeitsverminderer, wobei das Getriebe auf den 2. Gang eingestellt
wird. Wenn die Einheit I - geschwindigkeitsvermindernd wirkt, befindet sich das
Getriebe unter den Bedingungen des 1. Ganges.
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Dies entspricht der Wirkung, wie sie beim Starten des Fahrzeuges auftritt.
In der Ruhestellung .sind alle Zapfen offensichtlich gegen die Achse gelegt, und
das Getriebe ist auf dem 1. Gang, so daß, wenn man das Kupplungspedal losläßt, sich
das Fahrzeug im 1. Gang in Bewegung setzt. Sobald die Umdrehungsgeschwindigkeit
ausreicht, läßt der Fahrer das Beschleunigungspedal los, so daß vorübergehend die
Ausgangswelle 350 die Motorwelle wird und das Gehäuse 2093 antreibt, das
seinerseits das Gehäuse 2092 mittels der in einer Richtung laufenden Drehvorrichtung
2112 antreibt usw. Die Zapfen der Einheit I werden für diese Geschwindigkeit in
ihre Außenstellung gebracht und verbinden das Gehäuse 2091 mit dem Eingangsorgan
2041, und die Einheit I arbeitet dann als Bewegungsübertrager; im Gegensatz hierzu
bleiben die Zapfen der beiden anderen Gehäuse auf ihrer Innenstellung; falls der
Fahrer hierauf nochmals auf das Pedal tritt, hören die Gehäuse 2092 und 2093 auf,
sich zu drehen, und stützen sich auf ihre in einer Richtung gehende Dreheinrichtung.
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Gemäß der Erfindung hat der Fahrer die Möglichkeit, das Wechselgetriebe
zu jeder Zeit in einen. beliebigen Zustand zu versetzen, was ihm gestattet, die
Vorteile eines halbautomatischen Getriebes mit denen eines von Hand betätigten Getriebes
zu vereinen, so daß ein erfindungsgemäß ausgestattetes Fahrzeug sich bestens den
verschiedensten Bedingungen (Steigungen, Kurven usw.) sowie der persönlichen Veranlagung
des Fahrers anpassen kann.
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Wenn das Fahrzeug z. B. auf der Straße im Direktgang (4. Gang) fährt
und der Fahrer den 3. Gang einschalten will, so braucht er nur den Hebel 282 zu
betätigen, um den Zustand herbeizuführen, der als
»dritte Geschwindigkeit«
bezeichnet wird (überdies kann hierzu auch am Steuerrad oder an der Steuersäule
ein Zeichen angebracht sein), wozu der Arm 2713 in der vom Zeiger angezeigten Richtung
getrieben wird, was bewirkt, daß sich die Welle 2703 in der von der Nadel angezeigten
Richtung bewegt (s. Fig. 13). Dadurch werden die Arme 2711 und 2712 nicht angetrieben
mit Rücksicht auf die verschiedenen Längen der ringförmigen Bögen 283. Die Drehung
der Welle 2703 drückt das Bremsband 2663 gegen die Bremstrommel 2653. Der Deckel
des Gehäuses 2573, auf welcher die Bremstrommel 2653 gebildet ist, läßt nach. In
diesem Stadium neigen die anderen Organe der Einheit III vor allem durch Trägheit
dazu, die Geschwindigkeit beizubehalten, bei der sie zu arbeiten einsetzten; dies
bringt eine Winkelverschiebung zwischen dem Gehäusekörper 2093 und dem Deckel 2573
mit sich, welche in begrenztem Maße durch das Spiel der Feder 2623 herbeigeführt
wird. Die Verzahnungen der Sperräder 255 und 250, welche in Kontakt waren, wobei
die Kanten der einen Verzahnung mit den Einschnitten der anderen in Kontakt waren,
drehen sich miteinander, bis die Kanten der einen Verzahnung mit den Kanten der
anderen. benachbart sind. Am Ende dieser Phase sind die Ringe 241 und die Ringe
245 getrennt; das Zahnrad 2103 ist von dem Ring 2063 getrennt, und die Einheit III
wirkt geschwindigkeitsvermindernd, das Zahnrad 2053 dreht sich auf der Verzahnung
des Rades 2043 und auf dem Zahnrad 2103. Das Fahrzeug befindet sich dann im 3. Gang.
Es ist zu bemerken, daß die Wirkung der Bremse. auf den Deckel 257 sehr schwach,
aber dennoch wirksam sein kann. Außerdem erfolgt der Übergang von einer hohen Geschwindigkeit
(4. Gang) zu einer niedrigeren Geschwindigkeit (3. Gang) durch eine Verlangsamung
des Gehäuses 2093, die hervorgerufen wird durch das auf das Zahnrad 2103 wirkende
Drehmoment.
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Wenn der Fahrer aus irgendeinem Grunde wünscht, das Getriebe auf den
2. Gang zu bringen, so setzt er die Drehung des Hebels 282 fort, indem er den Arm
2712 betätigt, wodurch das Bremsband 2662 gegen die Bremstrommel 2652 gepreßt
wird, und der oben beschriebene Vorgang setzt sich auf die Einheit II fort.
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Wünscht der Fahrer das Fahrzeug auf den 1. Gang zu schalten, so setzt
er die Betätigung des Hebels 282 fort, und mittels der Ansteigung 2841 der Gestänge
2751, 2741, 2731, 2711 wird das Bremsband 2661 gegen die Bremstrommel 2651 gedrückt.
Das Gehäuse 2091 wird hierdurch verlangsamt, was die Verlangsamung des gesamten
Fahrzeuges zur Folge hat, wobei das Getriebe zunächst immer im 2. Gang bleibt, und
erst bei einer Drehzahl, die dem Höchstwert entspricht, welcher für den 1. Gang
festgelegt worden ist, geben die durch die Federn 2271 belasteten Zapfen 2201 die
Kränze 2411 frei, so daß die Kupplung zwischen dem erwähnten Kranz und dem Ring
2451 unterbrochen ist. Das Gehäuse 2091 steht sodann still, und der Mechanismus
I wirkt insofern geschwindigkeitsvermindernd.
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Wenn sich das Fahrzeug mit einer verhältnismäßig hohen Geschwindigkeit
bewegt, die über einen bestimmten Wert hinausgeht, hat die gleitende Vorrichtung
289 mit den beiden Vorsprüngen 2902 und 2903 sowie dem Regler 293 ihre geringste
Länge, und die Ansteigflächen 2912 und 2913 sind von den Rollen 3102 und 3103, die
die Enden der Arme 2722 und 2723 bilden, so weit entfernt, daß, gleichgültig wie
weit das Beschleunigerpeda1 285 getreten wird, die Bewegung der Einheit der genannten
Vorrichtung nach links (in der Figur) den Anstiegsflächen 2913 und 2912 nicht gestattet,
die genannten Rollen zu erreichen, so daß die Betätigung des Pedals dann keine »Geschwindigkeitsveränderung«
bewirkt.
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Bei der niedrigsten Geschwindigkeit des Fahrzeuges ist . die Länge
der Vorrichtung 289 dagegen am größten. Die Kugeln 294 und 295 sind der Achse des
Gestänges 287 am nächsten, und bei einem bestimmten Grad von Einwirkung auf das
Beschleunigungspedal 285 drückt die Anstiegsfläche 2913 mit Hilfe der Rolle 3103
den Hebel 2723. Diese Bewegung , des Hebels ist möglich durch die Verbindung zwischen
dem anderen Arm 2713 des genannten Hebels und dem Gestänge 2733. Die Welle 2703
wird in der von den Nadeln angezeigten Richtung angetrieben, das Band 2663 wird
gegen die Trommel 265, gedrückt, und auf gleiche Weise, wie oben beschrieben, wird
das Getriebe auf den 3. Gang gebracht, wobei der Motorbei optimalen Bedingungen
arbeiten kann.
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Drückt man weiter auf das Pedal 285 und ist die Geschwindigkeit
des Fahrzeuges genügend reduziert, so daß die Vorrichtung 209 eine ausreichende
Länge aufweist, so beginnt die Anstiegsfläche 2912 auf die Rolle 3102 einzuwirken,
und auf gleiche Weise, wie vorher beschrieben, geht das Getriebe auf den 2. Gang
über.
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Die Betätigung des Rückwärtsganges besteht ebenfalls darin, daß das
Band 2661 gegen die Trommel 2651 gepreßt wird und der Ring 316 mit dem feststehenden
Sektor 320 zusammengeführt wird.
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Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 folgt die Betätigung des
Rückwärtsganges dadurch, daß der Riegel in die Verzahnung 352 in Eingriff kommt,
die an dem Deckel 248 der Einheit I sitzt.
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Die Ausführungsform nach Fig. 10, die rein mechanisch ist, kann durch
eine elektromechanische Form ersetzt werden. In diesem Falle wird die Vorrichtung
289 durch eine Kulisse ersetzt, die Kontaktzapfen trägt, die mit festen Anschlägen
bei seiner Verschiebung durch das Gestänge 287 zusammenarbeiten. Diese Kontakte
schließen einen elektrischen Kreis, der Elektromagnete speist, die jeweils als Bremsen
wirken. Die Handbetätigung wird dann vorteilhafterweise durch eine Handkontaktvorrichtung
ersetzt, die parallel zu den Kreisen der Elektromagnete liegt.