DE295305C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist ein Wechsel- und Wendegetriebe für Motorfahrzeuge derjenigen Art, bei welcher ein Stufenkegel durch ein schwenk- und achsial verstellbares Treibrad angetrieben wird. Die kombinierte Einstellbewegung des Treibradträgers geschah bisher meistens mit Hilfe von mindestens zwei Hebeln. Rädersätze von Zahnradwechselgetrieben, die ähnliche kombinierte Bewegungen zwecks Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ausführen, mit Hilfe einer von einem Hebel aus drehbaren Exzenterführung zu bewegen, ist bereits bekannt. Die Übertragung solcher Steuerungen auf Stufenkegelantriebe der vorliegenden Art wäre wegen Benutzung einer Gegendruckrolle für den Rückwärtsgang des Fahrzeuges und auch des verhältnismäßig großen Weges des Treibradträgers wegen praktisch untunlich. Ferner ist die Betätigung mehrerer Organe von einer an ihrem Umfang mit Nuten versehenen Trommel aus ebenfalls bekannt, desgleichen die Betätigung eines Organes durch kombinierte Bewegungen eines ■Handhebels, um ebenfalls kombinierte Bewegungen des betreffenden Organes zu erzielen. Endlich ist auch der Vorschlag gemacht worden, radial verschiebbare Innenzahnräder und achsial bewegbare Zahnräder mit einem gemeinschaftlichen, mit Steuernuten versehenen Schieber einzustellen.

Demgegenüber wird beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung der Treibradträger gleichzeitig von zwei am Umfang einer gemeinschaftlichen Walze angeordneten Nuten gesteuert, die mit dem Treibradträger durch in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Ebenen auf denselben wirkende Hebelgestänge in Verbindung stehen. Dadurch ist es möglich, das dem gewöhnlichen Räderwechselgetriebe vielfach überlegene Stufenkegelgetriebe ebenfalls mit einem einzigen, nur in einer zur Triebachse parallelen Ebene schwingbaren Hebel bekannter Art umzusteuern, welcher durch ein Zahnradgetriebe zwangläufig mit der genannten Walze verbunden ist. Die Längsverschiebungen des das Treibrad tragenden Hebels werden unmittelbar durch einen Winkelhehel bewirkt, welcher einerends in die eine Steuernut der Walze ragt und andernends an der Nabe des Hebels angreift. Die radialen, d. h. die Querbewegungen des Treibrades werden mittelbar von einem in die zweite Steuernut der Walze greifenden Hebel bewirkt, welcher unter Vermittlung einer Stange mit einem um die Achse des Treibrädträgers schwingbaren Hebel gelenkig verbunden ist, der mittels eines federnden Stiftes auf das Lager des Treibrades wirkt und durch eine zur Treibradachse parallele Stange und einen mit Querspiel über dieselbe greifenden Arm des Lagers der Treibachse mit dem Träger derselben verbunden ist.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.

Fig. ι ist ein Grundriß, teilweise im wagerechten Schnitt;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht;
Fig. 3 gibt in kleinerem Maßstab eine Ansicht von hinten, zum Teil im senkrechten Schnitt;

ίο Fig. 4 ist eine Einzelheit, und
Fig. 5 eine Ansicht von vorn.
Zwischen den beiden Längsträgern ι und 2 eines Automobilgestelles sind zwei gebogene Querträger 3 und 4 (Fig. 1 und 5) befestigt, von denen der eine (4) mit einem Querträger 6 durch Streben 5 verbunden ist. Zwischen den beiden Querträgern 3 und 4 verlaufen parallel zueinander ein Rohr 7 und eine Tragstange 8. Auf dem Rohr 7 ist ein Gleitstück 9 verschiebbar, das durch zwei Arme 10 mit einem Gehäuse 11 fest zusammenhängt. In diesem ist die Welle 12 des Treibrades 13 gelagert, die durch Vermittlung einer in Universalgelenken schwenkbaren Welle mit dem Schwungrade 14 des Motors verbunden ist. Die Welle besteht aus zwei Teilen 15 und 16, von denen sich der eine (15) im andern verschieben, aber nicht drehen kann, so daß die Welle imstande ist, sich selbsttätig nach Bedarf zu verlängern oder zu verkürzen. Das Treibrad "13 ist zum Antrieb des dreifach gestuften Kegels 17 bestimmt, dessen drei Stufen (in Fig. ι von rechts nach links gezählt) der ersten, zweiten und dritten Geschwindigkeit des Wagens entsprechen. Die Innenseite der Stufen sowie der Umfang des Treibrades 13 ist mit einer geeigneten Bekleidung 18 versehen, die eine wirksame Reibung und Adhäsion bei möglichst geringem Druck verbürgt.

Der Kegel 17 sitzt an der anzutreibenden Welle 19, die sich in einem Kugellager 20 dreht, welches von vier an den Längsträgern befestigten Armen 21 getragen wird. Die Welle 19 führt zu dem nicht gezeichneten Differentialgetriebe an der Hinterachse des Wagens. Der Kopf der Welle 19 sowie die Nabe des Treibrades 13 sind mit je vier Klauen 22, 23 versehen, durch deren Kupplung die vierte Geschwindigkeit hergestellt wird. Zur Ausgleichung des Druckes, den das Treibrad 13 auf den Kegel 17 ausübt, ist ein Reibungsrad 24 vorgesehen, das sich gegen die erste Stufe des Kegels anlegt. Die Achse dieses Rades trägt ein drehbarer Arm 25 (Fig. i, 3 und 5), der seinerseits mit dem Querträger 3 verbunden ist und mittels einer Stange 26 und einer Schraube 27 derart verstellt werden kann, daß das Reibungsrad 24 sich mit größerem oder geringerem Druck gegen den Kegel anlegt. An einem der Arme 21 ist ein zweiarmiger Hebel 28 gelagert, der an seinen Enden je eine Rolle 29 trägt, die sich an der Außenseite des Kegels 17 gegen dessen mittlere Stufe anlegen. Diese Rollen kommen häuptsächlich für schwere Wagen, besonders Lastautos, oder an Wagen mit sehr starken Motoren zur Verwendung, weil bei diesen ein stärkerer Druck des Treibrades gegen den Kegel erforderlich ist. In Fig. ι und 2 sind die Rollen 29 nicht dargestellt, um nicht andere Teile zu verdecken. Mittels eines durch eine Schraube verstellbaren Keiles 30 kann die Lage der Rollen 29 gegenüber dem Kegel geregelt werden.

Die Einstellung des Treibrades 13 erfolgt von einem Hebel 31 aus (Fig. 1 und 2), der um eine Achse 32 drehbar ist. Diese ist in zwei Lagern drehbar, von denen das eine auf dem Längsträger 1 vorgesehen ist, während das andere (33), mit der Stange, 8 fest ver-' bunden ist. Oben trägt es ein Segment 34 mit Rasten 35 für die Stellklinke 36 des Hebels 31, wobei jede Rast einer der vier Geschwindigkeiten bzw. dem Rücklauf des Wagens entspricht. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel ist der Hebel 31 ungefähr in der Mittellängsebene des Wagengestelles angeordnet, so daß er mit der linken Hand zu betätigen ist. Soll der Wagen zur Führung mit der rechten Hand eingerichtet werden, so ist der Hebel 31 und das Segment 34 an der rechten Seite des Gestelles, also näher am Längsträger 2 anzubringen. Auf der Achse 32 sitzt ein Zahnsegment 37, das mit einem Zahnrad 38 in Eingriff steht. Letzteres ist auf die Achse 40 einer Walze 39 aufgekeilt, die vom Längsträger 1 und einem am" Querträger 4 sitzenden Arm 41 getragen wird. Die Walze 39 ist mit zwei quer über ihren Umfang verlaufenden Nuten 42 und 43 versehen, deren Abwicklung Fig. 4 darstellt. In jede der Nuten greift ein Zapfen 44 bzw. 45, die mit Rolle 46 ausgestattet sind. Der Zapfen 44 befindet sich am einen Ende eines Hebels 47, dessen anderes Ende an eine Stange 48 angelenkt ist. Der Drehpunkt des Hebels 47 liegt auf einem Gestell 49, das auf dem Träger 33 und dem Längsträger 1 aufruht (Fig. 5). Der Zapfen 45 dagegen sitzt am einen Arm eines Winkelhebels 50, der an der Stange 8 drehbar no ist und dessen anderer Arm in einer Gabel endet. Diese trägt einen Zapfen 51, der zwischen zwei Ringe 52 am Gleitstück 9 eingreift. .

Die Stange 48 ist durch ein Universalgelenk mit dem oberen Ende eines um die Hohlwelle 7 schwingbaren Armes 53 (Fig. 5) und durch eine Schraube 54, die einen mit Schlitz 55 versehenen Flansch 56 des Armes 53 durchsetzt, mit dem Querträger 3 verbunden. Außerdem ist am oberen Teil des Armes 53 ein Hohlzylinder ausgebildet, in dem ein

Druckstift 58 untergebracht ist. Dieser drückt unter dem Einfluß einer Schraubenfeder 59, deren Spannung durch einen verstellbaren Kopf 60 geregelt wird, gegen das Gehäuse 11 an, so daß also der Kopf 60 zugleich auch den Druck des Treibrades 13 gegen den Kegel 17 regelt. Ein an das Gehäuse 11 angesetzter Arm 62 ist an seinem freien Ende mit einem Schlitz versehen, durch den eine am Arm 53 sitzende Führungsstange 63 (Fig. 2) hindurchgeht, die sich bis zur dritten Stufe des Kegels 17 erstreckt. Sie dient zusammen mit der Hohlwelle 7 den Teilen 9, 10, 11 als Führung.

Am Längsträger 1 ist außerdem noch in der Nähe des Lagers für die Achse 40 der Walze 39 ein Stellhebel 79 (Fig. i, 2, 3 und 5) bekannter Konstruktion angeordnet, der durch Vermittlung der Stange 80 die Bremse betätigt. Die Stange 80 ist an einem Hebel 82 angelenkt, der seinerseits an einer Achse 81 angreift, welche an einem der Arme 21 drehbar gelagert ist. Am Stirnende dieser Achse sitzen zwei Zapfen 83, die durch eine Zugstange 84 je mit einer der Bremsbacken 85 gelenkig verbunden sind. Das andere Ende • der Bremsbacken ist an Armen 86 drehbar gehalten. Die beschriebene Bremse, die auf die Außenseite der dritten Stufe des Kegels 17 wirkt, tritt vorzugsweise nur dann in Tätigkeit, während der Wagen Halt macht.

Um die Wirkungsweise des beschriebenen Wechselgetriebes zu erklären, wird angenommen, der Hebel 31 befinde sich in der in Fig. 2 gezeichneten Stellung. Diese entspricht, dem Rückwärtsgang des Wagens, bei dem sich das Treibrad gegen das Ausgleichsrad 24 anlegt. Der Zapfen 44 am Hebel 47, der in die Nut 42 der Walze 39 eingreift, befindet sich am !Punkt 64 dieser Nut (Fig. 4), und der Zapfen 45 des Hebels 50 steht im Punkt 65 der Nut 43. Dreht man den Hebel 31 im Sinne des Pfeiles (Fig. 2), so wird die Walze 39 durch das Zahngetriebe 37, 38 gedreht. Infolgedessen wird der durch den Teil 64-66 der Nut 42 (Fig. 4) gleitende Zapfen44 seitlich verschoben, so daß der Hebel 47 im Sinne des Pfeiles (Fig. 1) gedreht wird.' Diese Bewegung des Hebels 47 wird durch die Stange 48 auf den Arm 53 übertragen, derart, daß dieser sich um die Welle 7 dreht und dabei das Gehäuse 11 mit dem Treibrad 13 vom Rad 24 hinweg gegen die äußerste Stufe des Kegels 17 verschiebt. Im Moment, wo der Zapfen 44 sich im Punkt 66 der Nut 42 befindet, berührt die Belegung 18 des Treibrades die der äußersten Kegelstufe. Dreht man dann den Hebel 31 noch so weit, bis sich seine Klinke 36 gerade gegenüber der zweiten Rast 35 des Segmentes 34 ■■ befindet (in Fig. 2 von links gezählt), so gelangt der Zapfen 44 auf Punkt 67 der Nut 42, wobei der Stift 58 an das Gehäuse 11 angedrückt wird. Dies überträgt sich auf das Treibrad 13, das sich fest gegen die äußerste Stufe des Kegels anlegt und dadurch dem Wagen die erste Geschwindigkeit erteilt. In dieser Stellung ist das Treibrad in Fig. 1 ausgezogen dargestellt. Setzt man die Drehung des Hebels 31 im angegebenen Sinne fort, so wird zunächst der Zapfen 44, während er den Weg 68-69 ^m der Nut 42 zurücklegt, nach der andern Seite verschoben und dabei der Hebel 47 entgegengesetzt der Pfeilrichtung von Fig. ι gedreht. Infolgedessen hört nicht nur der Druck des Treibrades 13 gegen den Kegel auf, sondern es wird auch in dem Maße gegen die Mittelachse des Kegels hin verschwenkt, als sich der Zapfen 44 dem. Punkt 69 der Nut 42 nähert. Ist dieser erreicht, so befindet sich das Treibrad gerade in Höhe der zweiten Stufe. In diesem Augenblick ist auch der Zapfen 45 in der Nut 43 bis zum Punkt 70 gelangt. Wie Fig. 4 zeigt, ist der Teil 65-70 dieser Nut parallel zur Drehrichtung der Walze 39, so daß der Zapfen bisher keiner seitlichen Verschiebung unterworfen war. Im Moment, wo er in den Teil 70-71 übergeht, beginnt eine solche Verschiebung, die zur Folge hat, daß der Hebel 50 im Sinne des Pfeiles (Fig. 1) gedreht wird. Dadurch wird das Gleitstück 9 auf der Welle 7 verschoben, wobei natürlich das Gehäuse 11 und das Treibrad 13 mitgenommen werden, derart, daß sich letzteres am Ende der Bewegung gerade gegenüber der zweiten Stufe des Kegels 17 befindet. Währenddem ist der Zapfen 44 durch den Teil 69-72 der Nut 42 geglitten, ohne eine seitliche Verschiebung zu erfahren. Beim Übergang nach 73 bewirkt er dann das Andrücken des Treibrades an die zweite Stufe des Kegels und damit das Eintreten in die zweite Geschwindigkeit. Es ist ohne weiteres verständlich, daß beim Weiterdrehen des Hebels 31 das Treibrad an die dritte Stufe angedrückt wird (dritte Geschwindigkeit) in dem Augenblick, wo sich die Zapfen 44, 45 an den Punkten 75, 76 der Nuten 42, 43 befinden. Die Kupplung der Klauen 22, 23 (vierte Geschwindigkeit) erfolgt no ohne Betätigung des Stiftes 58, wenn die Zapfen 44, 45 bei 77, 78 stehen.

Wie man ohne weiteres sieht, kann man beim vorliegenden Wechselgetriebe durch einen einzigen Hebelzug aus der Höchstgeschwindigkeit in den Rückwärtslauf oder aus diesem zur dritten Geschwindigkeit übergehen; mit letzterer kann man den Wagen auch anlassen. Der Übergang von einer Geschwindigkeit zu einer andern erfordert also nur eine Drehung des Hebels von einer Rast zur entsprechenden andern; dabei wird der Hebel

stets in der gleichen Ebene gedreht, ohne daß eine seitliche Verschiebung desselben, also längs seiner Drehachse, erforderlich wäre.

Bei einem Bruch der Bremse kann man das Getriebe einfach auf Rückwärtslauf einstellen, selbst wenn der Wagen noch in Vorwärtsbewegung begriffen ist, und ihn so ohne Nachteil für das Getriebe anhalten.

Das Wechselgetriebe könnte natürlich, ohne

ίο daß am Wesen der Erfindung etwas zu ändern wäre, auch so ausgebildet sein, daß die Stellung des Hebels in Fig. 2 der Höchstgeschwindigkeit entspricht, und daß der Rückwärtslauf eintritt, wenn sich der Hebel am anderen Ende des Segmentes 34 befindet. Dieses könnte auch ganz in Wegfall kommen, da durch die Ausbildung der Nut 42 die den verschiedenen Geschwindigkeiten entsprechenden Stellungen des Hebels 31 genügend markiert werden.

Ferner könnten die Räder 13 und 24 durch Zahnräder ersetzt sein, in welchem Fall dann der Kegel 17 natürlich mit Innenzahnkränzen auszustatten wäre. In diesem Fall bietet das vorliegende Wechselgetriebe den wesentlichen Vorteil, daß der Eingriff der Zahnräder miteinander und mit den Zahnkränzen auch beim Wechsel der Geschwindigkeiten ausnahmslos über die ganze Zahnbreite und nicht nur auf einem Teil derselben oder in verschiedenen Winkeln erfolgt. Derart ausgebildet, weist das neue Wechselgetriebe nicht nur einen hohen Wirkungsgrad auf, sondern es verleiht den Fahrzeugen auch einen geräuschlosen Gang.

Wenn das Wechselgetriebe, wie das gewöhnlich der Fall ist, in ein Gehäuse eingeschlossen werden soll, so kommen außer den Querträgern 3 und 4 und den Streben 5 auch noch die Tragstange 8, das Gestell 49 für den Hebei 47 sowie der Arm 41 für die Walze 39 in Fortfall, und es werden die Drehpunkte für die betreffenden beweglichen Teile in die Wandungen des Gehäuses verlegt. Endlich kann das Getriebe auch in einem besondern Rahmen

untergebracht sein, der dann am eigentlichen 45 Fahrzeuggestell befestigt wird. Selbstverständlich läßt sich das Getriebe auch für mehr oder weniger als vier Geschwindigkeiten einrichten.

Claims (3)

Patent-An Spruche:

1. Wechsel- und Wendegetriebe, insbesondere für Motorfahrzeuge, bei welchem ein Stufenkegel durch ein radial schwenk- und achsial verschiebbares Rad antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (10) . dieses Rades (13) gleichzeitig von zwei Steuernuten (42, 43) verstellbar ist, die in bekannter Weise an einem gemeinschaftlichen, von einem Stellglied zu bewegenden Zwischenglied (39) angeordnet sind.

2. Wechsel- und Wendegetriebe gemäß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß^v der Träger (10)des Treibrades (13) unmittelbar mit einem Hebel (50) in Verbindung steht, welcher in die eine Nut (43) der Steuerwalze (39) eingreift und die Längsbewegungen des Trägers (10) bewirkt, während dessen Schwenkbewegungen mittelbar von einem in die zweite Steuernut eingreifenden Hebel (47) veranlaßt werden, welcher durch eine Stange (48) gelenkig mit dem Träger (10) in Verbindung steht.

3. Wechsel- und Wendegetriebe gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß um die Achse des Treibradträgers (10) ein mit dem in die zweite Steuernut eingreifenden Hebel (47) gelenkig verbundener Hebel (53) drehbar ist, welcher mittels eines federnden Stiftes (58) auf das Lager des Treibrades wirkt und durch eine zur Stufenkegelachse (19) parallele Stange (63) des um die Achse des Treibradträgers drehbaren Hebels (53) und einen diese Stange mit Spiel umfassenden Arm (61) des Treibradträgers mit letzterem verbunden ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.