DE210296C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE ArIh. GRUPPE

PAUL SCHÄFER in HANNOVER.

des Widerstandes.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Oktober 1907 ab.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe , durch das es ermöglicht werden soll, die von einer Maschine an einer Welle o. dgl. geäußerte Kraft an eine andere Maschine weiterzugeben, ohne ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis innezuhalten, so daß also ein dem wachsenden oder abnehmenden Widerstände entsprechendes Übersetzungsverhältnis sich selbst bildet.

ίο Zu dem Zweck werden die beteiligten Wellen mit einer nach Art des kardanischen Gelenkes in der Gleichgewichtslage aufgehängten Schwungmasse verbunden, und zwar derart, daß die Schwungmasse von der treibenden Welle einen bestimmten Umlauf und infolge der Verbindung mit der getriebenen Welle noch einen Umlauf um eine zu der des ersteren Umlaufes geneigte Achse erfährt, wodurch beim Antriebe infolge der Doppelbewegung an der Schwungmasse dauernd Kräfte abgeleitet werden, die das zugeführte Arbeitsvermögen aufnehmen und an die getriebene Welle weitergeben.

Eine Einrichtung zur Erzielung der Doppelbewegung der Schwungmasse besteht nun darin, daß der Schwungkörper symmetrisch auf einer Achse einer kardanischen Aufhängung angeordnet ist, deren andere Achse die treibende Welle bildet, und durch ein Kegelrädergetriebe mit der getriebenen Welle verbunden ist.

Wie Fig. ι der - Zeichnung erkennen läßt, ist eine Kugel α an einem kardanischen Halbring b aufgehängt, dessen Achse c bei d drehbar gelagert ist. Die in Spitzen gelagerte Achse e der Kugel steht mittels des Kegelräderpaares m, η mit der Welle 0 in Verbindung. Bei dieser Einrichtung bildet c die treibende und 0 die getriebene Welle, was auch die Kurbel r und die Lasttrommel s andeuten.

In diesem Getriebe hat nun ein Umlauf der Welle c durch Drehung der Kurbel r zur Folge, daß einmal die Kugel a in gleicher Richtung wie die Welle c umläuft, und wenn man sich die Welle 0 durch eine Last Q ganz oder teilweise am Umlauf gehindert denkt, infolge des Kegeltriebes m, η auch noch in einer dazu senkrechten Drehebene sich dreht. Bei Belastung des Getriebes erfahren also die um die Achse c · schwingenden Massenteilchen an der Kugel zufolge dieser Doppelbewegung eine ständige Ablenkung aus ihrer ersten in die zur Achse c senkrechte Drehebene fallende Bahn. Es entstehen dabei an der Schwungmasse α dauernd Kräftepaare, die die zugeführte Arbeit zur Hebung der Last Q aufnehmen. Diese Kräftepaare regeln auch zugleich selbsttätig das Übersetzungsverhältnis dem Belastungswiderstande Q entsprechend.

Zur Veranschaulichung der Bewegungs- bzw. Ablenkungsvörgänge dienen die Fig. 2 und 3.

In diesen ist zur Erklärung der Bewegungen angenommen, daß die Kugel während eines Umlaufes der kardanischen Aufhängung nur eine Viertelverdrehung erfahre, bei vier Kardanumläufen also erst eine Umdrehung vollende. Bei diesem Abhängigkeitsverhältnis kreisen

dann beispielsweise die bei ο (vgl. Fig. 2 und 3) befindlichen Kugelmassen, die zur Zeit in der Lage ι in der Ebene x um die Achse c schwingen, nach Beendigung einer Kardan drehung in der Ebene y bei 2 und verlassen diese mit Beginn des folgenden Kardanumlaufes, um nach Vollendung desselben wieder in dieselbe Ebene bei 3 zurückzukehren. Die Vollendung einer dritten Kardandrehung führt die Massen nach 4 und in die Ebene x, in welche sie auch bei Beendigung einer vierten Drehung bei 1 wieder zurückkehren. Bei der weiteren Umdrehung wiederholt sich der Vorgang.

Diese immerwährenden Verschiebungen der Kugelmassen aus den . jeweiligen Drehebenen haben nun zur Folge, daß die einzelnen Massenteilchen des Schwungkörpers dabei gezwungen werden, sich auf einer spiralförmigen, also mit dauernden Richtungsänderungen verbundenen Bahn zu bewegen. In der Fig. 2 ist durch Schaulinien die Laufbahn der am Punkt 0 befindlichen Massen festgelegt. Es wird daraus ersichtlich, daß sich die Massen bei dem erläuterten Vorgange auf einer nach einer Umdrehung der Kugelachse in sich zurückkehrenden Raumspirale bewegen müssen. Die Verschiebungen bzw. Massenablenkungen erfolgen nun beispielsweise am Punkt 0 während einer halben Kugeldrehung nach rechts, was mit dem dazugehörigen Verdrehungssinne der Kugel übereinstimmt. Letzteres trifft aber auch während der darauffolgenden Vollendung der Umdrehung zu, da die dann nach links gerichteten Ablenkungen für die inzwischen auf die Rückseite der Kugel gelangten Massen gelten, wo auch deren Verschiebung bei der Verdrehung eine nach links gerichtete ist (vgl. Fig. 3). Beide Verschiebungs- bzw. Ablenkungsrichtungen fallen also stets mit der Verdrehungsrichtung zusammen.

Nach den physikalischen Grundgesetzen kann nun eine in Bewegung befindliche Masse nur durch die Wirkung einer Kraft aus der einmal erteilten Bewegungsrichtung gebracht werden. Da im vorliegenden Falle ständige Richtungsänderungen auf der Laufbahn der einzelnen Schwungkörperteilchen herbeizuführen sind, sofern ein Umlaufen der Kugel um deren Achse aufrechterhalten bleiben soll, so ergibt sich nach dem obigen Gesetz, daß dafür entsprechende Kräfte zugeführt werden müssen. Die Zuführung hat dann dauernd in der Verdrehungsrichtung der Kugel zu erfolgen, da nur so wieder die den Widerstand verursachenden Richtungsänderungen herbeigeführt werden.

Wie schon angedeutet, wird die Kugel α bei Drehung an der Kurbel r (Fig. 1) nur in dem Falle zu der zweiten Drehung gezwungen, wenn die Seiltrommel t am Mitlaufen gehindert ist. Das letztere tritt aber beim Anhängen einer Last Q ein, so daß diese in solchem Falle zur Ursache der Kugelverdrehung und der damit zusammenhängenden Massenablenkungen wird. Überwiegt die sich dieser Verdrehung entgegensetzende Schwungkraft bei zunehmender Umlaufgeschwindigkeit der Antriebswelle das von der Last entgegengesetzt auf die Kugel ausgeübte Drehmoment, so ist die Lasttrommel gezwungen, in der Drehrichtung der Kurbel zu folgen, da das von der Last ausgeübte Moment einen gleichbleibenden Wert besitzt, das der Kugel erteilte Schwungmoment aber weiter anwachsen wird. Die bei einer genügenden Kurbelgeschwindigkeit der Last erteilbare Fördergeschwindigkeit läßt sich aus den dann bekannten Momenten und Geschwindigkeiten ermitteln.

Im Anschluß hieran sei ein Anwendungsfall erläutert. Unter Vermittlung eines beispielsweise zwischen Motor und Radantrieb eines Kraftfahrzeuges eingeschalteten Getriebes vorliegender Art werde bei der Höchstleistung des Motors eine Steigung mit einer gewissen Geschwindigkeit genommen. Vermindert sich dann die Steigung der Fahrbahn, so ist eine Beschleunigung in der Fahrgeschwindigkeit die natürliche Folge, da die an dem Laufradumfange zu überwindenden Momente geringer werden, mithin auch die an den Getrieberädern zu überwindenden. Die Kugel wird darum jetzt weniger schnell um Achse e verdreht werden, dafür aber auch größere Geschwindigkeiten abgeben.

Für die Bestimmung der Getriebemassen würde im vorliegenden Falle die Überwindung einer gewissen Steigung mit einer noch annehmbaren Geschwindigkeit maßgebend werden, denen natürlich auch die Arbeitskraft der Maschine entsprechen müßte. Bei günstigeren Beförderungsbedingungen, wie z. B. beim Nachlassen der Steigung, stellt sich dann die größere bzw. vorteilhaftere Fahrgeschwindigkeit auf Grund der Wirkungsweise des Getriebes von selbst ein.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Getriebe mit selbsttätiger Regelung der Übersetzung entsprechend der Änderung des Widerstandes, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kraft übertragenden Wellen (c, 0) mit einer in der Gleichgewichtslage aufgehängten Schwungmasse (a) so verbunden sind, daß diese Schwungmasse einerseits unmittelbar eine Umlaufbewewegung und andererseits infolge der Verbindung mit der getriebenen Welle (0) eine zweite zu der Richtung der ersten Bewewegung senkrechte Umlaufbewegung erfährt, wodurch beim Antriebe an der

   Schwungmasse (a) dauernd Kräftepaare entstehen, die das Übersetzungsverhältnis der Änderung der Belastung entsprechend selbsttätig regeln.
2. 2. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein in bekannter Weise nach Art eines Kreisels äuigehängter Schwungkörper (a) auf der einen Achse (e) einer kardanischen Aufhängung (b) angeordnet ist, deren andere Achse die treibende Welle (c) bildet, und mittels eines Kegelrädergetriebes (n, m) von der getriebenen Welle um seine eigene Achse (e) gedreht wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.