DE327065C - Zentrifugalgetriebe - Google Patents

Zentrifugalgetriebe

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DE327065C
DE327065C DE1919327065D DE327065DD DE327065C DE 327065 C DE327065 C DE 327065C DE 1919327065 D DE1919327065 D DE 1919327065D DE 327065D D DE327065D D DE 327065DD DE 327065 C DE327065 C DE 327065C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H33/00Gearings based on repeated accumulation and delivery of energy
    • F16H33/02Rotary transmissions with mechanical accumulators, e.g. weights, springs, intermittently-connected flywheels
    • F16H33/04Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought
    • F16H33/08Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought based essentially on inertia
    • F16H33/14Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought based essentially on inertia having orbital members influenced by regulating masses
    • F16H33/18Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought based essentially on inertia having orbital members influenced by regulating masses of which the motion is constrained
    • F16H33/185Gearings for conveying rotary motion with variable velocity ratio, in which self-regulation is sought based essentially on inertia having orbital members influenced by regulating masses of which the motion is constrained the masses being fixed to the orbital members

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Description

  • Zentrifugalgetriebe. Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Kraftübertragung; welche gestattet, ,selbsttätig ein konstantes treibendes Kräftepaar mit konstanter Winkelgeschwindigkeit in ein variables getriebenes Kräftepaar umzuwandeln, dessen Winkelgeschwindigkeit nach der Stärke der Widerstandskräfte variabel ist. Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die treibende Welle mit der getriebenen Welle durch ein Planetengetriebe verbünden ist, das mit exzentrischen Massen versehen ist, die durch die Wirkung der Zentrifugalkraft . auf die getriebene Welle Reaktionen ausüben-, die zum Antrieb der getriebener. Welle benutzt werden.
  • Verschiedene Ausführungsformen des Erfir:dungsgegenstandes sind schematisch beispielsweise in der Zeichnung dargestellt; es zeigen Fig. i in Stirnansicht eine schematische Darstellung der Vorrichtung, um die kinematischen Bewegungen zu zeigen, Fig. 2 einen achsialen Schnitt durch diese Anordnung, Fig. 3 einen gleichen Schnitt durch eine abgeänderte Anordnung, Fig. ¢ ein Ausführungsbeispiel der Anwendung des Getriebes auf einen Kraftwagenantrieb; Fig. 5 im senkrechten Schnitt eine :andere Ausführungsform, bei welcher die Planetenräder in einem mit der getriebenen Welle verbundenen Gehäuse untergebracht sind, Fig. 6 einen Schnitt durch eine der Ausführungsform nach Fig.5 entsprechende Ausführungsform, wobei aber` die Widerstände unmittelbar auf das Gehäuse i selbst- wirken, Fig. 7 in schematischer Darstellung eine Ausführungsform mit einem Schwungrad auf der Achse des Planetenrades, Fig.8 eine Ausführungsform .der Vorrichtung mit einem Schwungrad und einer Kupplung in Anwendung auf einen Kraftwagen, Fig. 9 und io Diagramme, Fig. i i eine Ausführungsform mit seinem Schwutrgrad auf der getriebenen Welle und zwei in entgegengesetztem Sinne wirkenden Antriebswählern, Fig. 12 eine Anordnung entsprechend Fig. z i mit einer Umkehrvorrichtung für die negativen Antriebe, Fig. 13 in schematischer Darstellung eine Anordnung der exzentrischen Masse, gleitend in einer Kurvenbahn, Fig. 1¢ einen Schnitt nach 1q.-14 in Fig. 13, Fig. 15 eine Ausführungsform mit elastischer Anordnung der exzentrischen Masse, welche eine tangentiale und achsiale Verschiebung der Masse gestattet, Fig. 16, 17, 18 verschiedene Ausführungsformen mit mehreren Gruppen von zu je zwei und zwei vereinigten Massen. Fig: ig einen Schnitt nach Fig. 17 mit eine.; doppelten Umkehrvorrichtung, Fig.2o, 21 und 22 die zu den Fig. 16, 17 und 18 gehörenden Diagramme..
  • Auf die Antriebswelle ist ein Zahnrad b aufgesetzt (mit Innenverzahnung bei den Beispielen der Fig. 1, 2 und ¢, mit Außenverzahnung beispielsweise in Fig. 3), welches mit einem Zahnrad c in Eingriff steht, das lose auf einer Achse d aufgesetzt ist. Diese Achse wird von einem Kurbelarm e getragen, der am Ende der getriebenen Welle f befestigt ist. Mit dem Zahnrad c fest verbunden ist eine Masse g, deren Schwerpunkt einen Abstand 1i von der Achse d besitzt. Andei#seits -ist auf der getriebenen Welle f ein Antriebswähler i angeordnet,- welcher die Welle daran verhindert, in einer der beiden Drehrichtungen sich zu drehen. Dieser Antriebswähler wird durch eine Klinken= oder besser Rollenkupplung gebildet und sein Drehsinn kann umgekehrt wer= den, so daß er die Drehung der Wellen in der einen oder anderen Richtung gestattet. Er kann auch ausgekuppelt werden; derart, daß er keiner der Drehrichtungen Widerstand entgegensetzt. Der Antriebswähler kann außerdem eine beliebige Stellung einnehmen, sei es auf der getriebenen Welle, sei es auf den Kurbelzapfen der Planetenräder, Man kann außerdem eine der Massen gleiche Anzahl von Antriebswählern verwenden, um den Raumbedarf zu verringern.
  • .Es sei 2 die Drehgeschwindigkeit der treibenden Welle a und R der Halbmesser des Rades b; ferner sei y die Länge des Kurbelarms e und w die Drehgeschwindigkeit der getriebenen Welle; ferner soll y' den Halbmesser des Zahnrades c und w'seine Drehgeschwindigkeit bedeuten; dann wird diese Geschwindigkeit ui in- jedem Augenblick durch die Halbmesser R r' und die Geschwindigkeiten 2 und w bestimmt werden. Besonders wird, wenn 'man nur die Geschwindigkeiten der gleichen Richtung für die treibende und getriebene -Welle berücksichtigt, diese Ge= schwindigkeit ihren. Höchst-,vert für w - o erreichen; sie wiird gleich Null sein für w = 2.
  • Im Normalfall ist die Masse g durch eine bestimmte Zentrifugalkraft festgehalten, deren Komponenten einerseits auf die Achse d des Kurbelarms und anderseits auf den Zahnkranz b einwirken.
  • . Die Projektiön dieser Kraft auf eine. Achse, die bei e senkrecht zu den Achsen a, f ist, erfährt eine periodische sinusoidale Veränderung. Die positiven Reaktionen auf der Achse d werden auf die Welle f übertragen durch die -Vermittlung des Kurbelarms e, während die negativen Reaktionen dank dem Antriebswähler durch `das- Maschinengestell aufgenommen werden, ohne Arbeit zu leisten, weil keine Verschiebung des Angriffspunkts der Reaktion stattfindet.
  • Es ergibt sich aus der dynamischen Berechnung, daß die so auf die Welle f übertragene Kraft die von dem Motor bei großer Leistung entwickelte Kraft ist.
  • Nenn man annimmt, daß die Welle f abgebremst werde, so ist die zum Drehen der Masse nötige Arbeit gleich Null, weil die durch die Massen erzeugte Kraft sich nicht nach ihrer Achse verschiebt. Diese Periode entspricht der Auskupplung. Die Welle f kann abgebremst -werden, entweder durch eine Bremse oder durch zwei in entgegengesetztem Sinn wirkende Antriebswähler.
  • Nimmt man an, daß die Welle f durch ein mittleres Widerstandskräftepaar festgehalten wird, so ist die Arbeit gleich Null, aber das erzeugte Kräftepaar erreicht seinen Höchstwert.
  • Wenn w - 2 wird, d. h. in dem Fall, daß die Geschwindigkeit der getriebenen Welle gleich der Geschwindigkeit der treibenden Welle ist (unmittelbarer Antrieb), so dreht sich das Zahnrad c nicht um sich selbst. Die Masse g stellt sich in der -Weise ein, daß das Kräftepaar an dem Zahnkranz gleich dem treibenden. Kräftepaar ist, während das Widerstandskräftepaar-ebenfalls gleich dem treibenden Kräftepaar ist. Die dazwischenliegenden Antriebsbedingungen sind Kombinationen dieser beiden Bedingungen, die Leistung, die stets sehr hoch ist, weil eine kleine Anzahl von wirkenden Teilen verwendet wird, und weil die Kraft unmittelbar auf den Kurbelzapfen ausgeübt wird, steigert sich bis zu der des unmittelbaren. Angriffs.
  • Es findet also ein Festhalten des Getriebes stets dann statt, wenn das Widerstandskräftepaar gleich dem treibenden Kräftepaar ist: Beim Anlassen, wo der Motor leer läuft, kann das Kräftepaar so groß sein zvie man es will; dies ist eine Frage der Winkelgeschwindigkeit des Halbmessers itnd der Masse. Man kann eine Anzahl von Paaren exzentrischer Massen symmetrisch zu den Achsen a, f anordnen, so daß alle Reaktionen in den durch diese Achsen gehenden Ebenen ins Gleichgewicht gebracht werden.
  • Um einen Rückwärtsgang zu. erreichen, genügt es, die Drehrichtung des Antriebswählers umzukehren, wodurch die Drehung der Welle f ihre Richtung umkehrt. In diesem Fall sind die Kräftepaare sehr groß, weil die Werte von w und 2 verschiedene Vorzeichen haben und die Geschwindigkeiten der Welle f verringert sind.
  • Diese Vorrichtung gestattet auch die Bremsung au dem Motor. Wenn man annimmt, daß man bei dem Gleichgewichtszustand des Apparats w -. 2 die treibende Leistung herabsetzt, so. bremst- die Vorrichtung den Motor in der bei den bekannten Bremsvorrichtungen üblichen Weise. Wenn unter diesen Umständen man den Antriebswähler umkehrt, nimmt die Welle f eine Drehung in umgekehrter Richtung an, die desto schneller ist, je schneller -der Motor sich dreht. Man -kann auf diese Weise mit der Antriebskraft des Motors bremsen.
  • In Fig. q. ist im Schnitt eine Anwendungsform der neuen Vorrichtung auf den Antrieb eines Kraftwagens gezeigt; a ist die treibende Welle, b . ein Zahnkranz im Innern des :Schwungrades bl befestigt, c das Zahnrädchen eines Planetengetriebes,. mit dem die Mässe g starr verbunden ist; e ist der Kurbelarm, der an dem Ende der Übertragungswelle f befestigt ist, i ist der Antriebswähler. Die Wirkung dieser Vorrichtung ist genau die gleiche wie die oben, beschriebene.
  • In den oben stehenden Ausführungen würde vorausgesetzt, daß die Vorrichtung in einem Medium von zu vernachlässigendem Widerstand sich bewege; hierbei kommt nur die Zentrifugalkraft. zur Wirkung. - Anders verhält es sich `aber, wenn die Vorrichtung in einem Medium untergetaucht ist, das einen gewissen Widerstand bietet, beispielsweise einer Flüssigkeit; in diesem Fall verbinden sich Reaktionen, welche von dem durch die Flüssigkeit der Bewegung der Massen entgegengestellten Widerstand kommen, mit den Reaktionen, die von der Zentrifugalkraft herrühren. Mit,einer Flüssigkeit von genügender Viskosität kann man selbst auf den Antriebswähler verzichten. Man kann überdies in diesem Fall für eine bestimmte gegebene Formel des antreibenden Kräftepaares eine beliebige Formel für das Widerstandskräftepaar als Funktion der relativen Drehgeschwindigkeiten erhalten.
  • Die oben beschriebene Vorrichtung kann in allen : Fällen verwendet werden, wo eine variable Kraft gebraucht wird, die sich in weiten Grenzen ändert, und welche von einem Motor abgenommen wird, der einen Normalgang. besitzt (Verbrennungsmotoren, Turbinen, Dämpfmaschinen usw. und ebenso ein menschlicher Motor).
  • Die Vorrichtung kann auf alle Fördervorrichtungen angewendet werden sowie Kraftwagen, Lokomotiven, Fahrrädern USW., landwirtschaftliche Maschinen, Hebemaschinen, Seilbahnen u. a.; auf Werkzeugmaschinen, welche eine variable Kraft erfordern und auf den Antrieb von Wellen, an welche Werkzeugmaschinen angeschlossen sind, die unregelmäßig arbeiten usw.
  • Die Vorrichtung bietet außerdem eine Sicherheitskupplung, welche eine selbsttätige Auskupplung bewirkt in allen Fällen, wenn das Widerstandskräftepaar das treibende Kräftepaar um einen gewissen _Betrag übersteigt.
  • Statt auf Kurbelarmen angeordnet zu sein, können die Planetenräder. in einem Gehäuse untergebracht sein, welches entweder mit der getriebenen Welle starr verbunden sein -oder selbst unmittelbar die Widerstandskräfte aufnehmen kann.
  • In Fig. 5 zeigt a die treibende Welle, welche am Ende ein Zahnrad b trägt, das mit den die' spmmetrisch -um die Achse der Vorrichtung angeordneten exzentrischen Massen g treibenden Planetenrädern c in - Eingriff steht. Die Achsen d der Planetenräder sind mittels Kugellager d- in einem Gehäuse L gelagert, welches die Rolle des Kurbelarms der vorbeschriebeneii Ausführungsform spielt. Das Gehäuse, das mit der getriebenen Wellef starr verbunden ist, trägt den Läufer il des Antriebswählers, degseh feststehender Teil i= an dem Maschinengestell befestigt ist. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die gleiche wie bei den früher beschriebenen Ausführungsformen. Die Bewegungen des Gehäuses 1, die in der positiven oder arbeitsleistenden Richtung stattfinden, werden auf die getriebene Welle übertragen, während die. negativen Bewegungen durch den öder die Antriebswähler- verhindert werden, die zwischen dem Gehäuse und -dem Maschinengestell angeordnet: sind.
  • Fig.6 zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung, bei welcher die Bewegung des Gehäuses unmittelbar ohne Einfügung einer getriebenen Welle ausgenutzt wird. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich um ein Kraftwagenrad, dessen Radreifen k auf dem Gehäuse 1 selbst befestigt ist, welches ohne irgendwelche Zwischengetriebe wirkt. Die gleichen Bezugszeichen 'bezeichnen die gleichen Teile wie bei dem früheren Ausführungsbeispiel. Der umkehrbare Antriebswähler besitzt einen Teil in, der mit dem Rad starr verbunden ist, beispielsweise mit der Bremstrommel 11, während der andere Teil i2 mit dem Wagenuntere-estell verbunden ist: Es ist klar, daß die gleiche Vorrichtung nichtnur bei Kraftwagenrädern, sondern-auch bei Fahrrädern angewendet werden kann: in diesem Fall ist die treibende Welle durch das Kettenrad ersetzt, welches- das mit den Planetenrädern in Eingriff stehende Zahnrad antr.eibt. Diese Vorrichtung läßt sich ebenso in Verbindung mit Eiseribahurädern sowie mit Zahnradbahnen u. dgl. verwenden.
  • Bisher ist die Wirkung der exzentrischen Masse g, welche sich mit der Welle des Planetenrades c bewegt, nur bei ihrer fortschreitenden Bewegung - um die Hauptdrehungsachse a, f betrachtet worden. Die analytische Untersuchun-- der Schwingungserscheinungen infolge der Wirkung dieser Masse zeigt, daß das negative Kräftepaar für einen gewisssen Wert der Drehgeschwindigkeit der zetriebenen Welle um die Achse f gleich Null wird. Anderseits ist 'festgestellt worden, daß, wenn man ein auf die Achse des Planetenrades aüfgekeiltes Schwungrad (Fig. 7) hinzufügt, man den Wert der Geschwindigkeit herabsetzen kann, für welche das negative Kräftepaar gleich Null wird. Die Wirkung dieses Schwungrades ist die, die :Änderungen der Winkelgeschwindigkeit des Planetenrades zu verringern, indem es Energie aufspeichert, sobald diese Winkelgeschwindigkeit zu steigen beginnt, um sie wieder abzugeben, sobald sie anfängt geringer zu werden. Das Schwungrad verringert somit die Änderungen des Kräftepaares, ohne den Wert des mittleren resultierenden Kräftepaares herabzusetzen. Die Gegenwart dieses Schwungrades gestattet also einerseits, den Höchstausschlag der übertragenen Schwingungskräftepaare jenseits des absoluten unmittelbaren Eingriffs zu verringern und anderseits den Wert der Geschwindigkeit herabzusetzen, bei welcher der- Antriebswähler aufhört zu wirken (die Geschwindigkeit, für welche das negative Kräftepaar gleich Null wird), um.den unmittelbaren schwingenden Eingriff in der größtmöglichen Zeit zu gestatten.
  • Dank der Hinzufügung des Schwungrades na, wenn das Gewicht dieses Schwungrades genügend ist, kann das Anlassen allein durch den Bewegungsbeitrag dieses Schwungrads bewirkt werden, wobei von einer Geschwindigkeit vom Werte Null ausgegangen wird, um schnell zu einer ziemlich hohen Durchschnittsgesebn indigkeit zu gelangen. Dies führt dazu, den Antriebswähler in gewissen besonderen Fällen so zu benutzen., daß man ihn durch ein Schwungrad verdoppelt, durch welchen Zuwachs an sich das Anlassen ermöglicht wird.
  • Eines der Mittel, um dieses Anlassen zu erleichtern, besteht darin, daß man, nachdem man das oder die Schwungräder auf ihre Höchstgeschwindigkeit gebracht hat, indem man den Motor auf seine Normalleistung bringt (bei einem Kraftfahrzeug beispielsweise), die Bewegung von der getriebenen Welle auf die Zwischenwelle des Apparats überträgt, welche dann in unmittelbarere Eingriff wirkt und sich so des fraglichen Teils der Bewegung des Schwungrades bedient, um die Geschwindigkeit des Wagens von Null auf einen Wert P zu bringen, bei welchem die Vorrichtung ohne Antriebswähler arbeiten kann. In diesem Fall wird die Geschwindigkeit des Planetengetriebes' von der Geschwindigkeit, welche dem unmittelbaren Eingriff entspricht, auf die der Geschwindigkeit V entsprechende gebracht. Um dieses Ergebnis zu erzielen, ist es natürlich notwendig, eine Kupplung zwischen die Übertragungswelle der Zentrifugalübertragungsvorrichtung und die getriebene Welle einzuschalten.
  • Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Fig. 8 dargestellt, wo die gleichen -Bezugszeichen die gleichen Maschinenteile bezeichnen wie bei dem vorigen Ausführungsbeispiel. n ist die Kupplungsvorrichtung, die zwischen das Gehäuse 1, das die Rolle der Zwischenwelle spielt, und die Übertragungswelle o eingeschaltet ist, Bei dieser Ausführungsform sind die Massen g aus einem Stück mit den Schwungrädern m ausgebildet.
  • Das die Planetenräder tragende Organ kann mit der getriebenen Welle so verbünden. sein, daß sie sie durch eine elastische Verbindung (Schrauben- oder Spiralfeder, Blattfeder o. dgl.) mitnimmt. Der Zweck dieser .elastischen Verbindung _ ist, in der gewünschten Drehrichtung eine augenblickliche Bewegung der beweglichen Massen zu bewirken, die genügend rasch ist, um alle noch so geringen Schwingungen nutzbar zu machen, gleichgültig, welches die mitzunehmende Masse ist, wobei die Reaktion des elastischen Organs sofort die Übertragung -der Bewegung auf die schwere Masse regelt. Wenn man einen Wellenzug von genügender Länge anordnet, können diese Wellen so berechnet werden, daß sie eine genügende Torsion liefern, um die gewünschte elastische Wirkung zu erzielen. Das elastische Organ kann gleichfalls auf dem Gehäuse verwendet werden, wenn man die -Kraft an dem Gehäuse abnimmt, indem man zwischen das Gehäuse und das die Arbeit nutzbar machende Organ elastische Verbindungen einschaltet, welche eine relative Winkelbewegung gestatten. Es kann auch vorteilhaft sein, elastische Verbindungen oberhalb oder unterhalb der Transmission zu verwenden, nacH-dein festgestellt ist, daß die Formel der Kräftepaare sich auf die Schwingungen, ihre Dauer, ihren Ausschlag und die oberhalb und unterhalb angeordneten Massen sowie die Massen der Planetenräder gründet.
  • Es ist erkannt worden, däß diese Übertragung umkehrbar ist: man -kann also die treibende Welle als getriebene Welle und umgekehrt benutzen, wie dies bereits -früher im Zusammenhang mit der Abbremsung des Wagens am Motor besprochen worden ist. Hieraus er-L-ibf sich die Möglichkeit, diese elastischen Organe da zu verwenden, wo die besondre Aufgabe ihr Vorhandensein notwendig macht.
  • Andersgits 'kann das Übersetzungsverhalteis: der Planetenräder zu den treibenden oder getriebenen Rädern sehr.vergrößert werden, weil man sehr kurze Antriebe verwendet. Es ist deshalb notwendig, in gewissen Fällen Gruppen von inneren oder äußeren Planetenrädern anzuordnen, welche vielfache Kombinationen und hohe Schwingungsbeträge gestatten.
  • Bei dem früheren Ausführungsbeispiel ist die Anordnung eines Antriebswählers. und einer elastischen Verbindung zum Zweck der Summierung der positiven durch .die Zentrifugalkraft auf das Getriebe übertragenen Impulse vorgesehen.
  • Wenn man die Kräftepaare C als Funktionen der Drehwinkel a des Planetenrades und infolgedessen der mit ihr aus einem Stück bestehenden exzentrischen Masse.betrachtet, so erhält man für diese Kräftepaare eine periodische Funktion, welche in Fig. g dargestellt ist. Das mittlere übertragene Kräftepaar Cm ist derart, daß die Fläche 2 r C,"- - 1/2 der Oberfläche der Gleichgewichtslinie beträgt.
  • Die elastische Verbindung hat zum Zweck, die möglichst schnelle Vollendung der Halbperiode o - 7r.
  • Vorausgesetzt, man ließe diese elastische Verbindung weg-und setzte auf die getriebene Welle f (F ig. i i) ein Schwungrad p mit einem Trägheitsmoment I, so würde die Dämpfung der negativen Reaktion von 7r nach 2 ?r auf das Schwungrad übertragen, bevor der Antriebswähler i zur Wirkung kommen könnte, und zwar infolge der elastischen Deformationen des Maschinengestells.
  • Um diesen Übelstand zu beseitigen und um sicher zu sein, daß keinerlei negativer Antrieb auf das Schwungrad p übertragen werde, genügt es, zwischen das Schwungrad und den Antriebswähler i einen zweiten Antriebswähler q einzuschalten, der in .entgegengesetzter Richtung wirkt wie der erste (Fig. i i).
  • Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die folgende: Bei einem positiven Antrieb dreht sich die Welle f im: Sinne des Pfeiles x, wobei der zweite Antriebswähler q seinen äußeren Zahnkranz gleichfalls im Sinne des Pfeiles x mitnimmt und der Antrieb sich dem Schwungrad p mitteilt. Bei einem negativen Antrieb wird die Welle f im entgegengesetzten Sinne des Pfeiles x durch den ersten Antriebswähler i festgehalten; der zweite Antriebswähler q läßt im Gegenteil seinen äußeren Zahnkranz frei, um seine mit der des Schwungrades einheitliche Bewegung fortzusetzen. Dieser zweite Wähler summiert also die positiven Antriebe.
  • - Es kann@auch ein Interesse vorliegen, den Wert der übertragenen mittleren Kräftepaare zu erhöhen. Man kann zu diesem Zweck die beiden Antriebswähler derart kombinieren, daß die negativen Antriebe umgekehrt werden. Eine derartige Vorrichtung ist in Fig. 12, dargestellt, wo der äußere Zahnkranz des Antriebswählers i durch einen Satz von Kegelrädern r mit einem auf die Welle f äufgekeilten Zahnrad s verbunden ist. Bei einer Drehung der Welle im Sinne des Pfeiles x (für einen positiven Antrieb), nimmt der erste Antriebswähler i nicht die Zahnräder mit und alles spielt sich wie weiter oben geschildert ab. 4ei einem negativen Antrieb nimmt der in Richtung des Pfeiles y sich drehende Antriebswähler i seinen äußeren Zahnkranz und durch Vermittlung des Zahnrades die Welle f im Sinne des Pfeiles x mit, weil in diesem Augenblick der zweite Antriebswähler q nicht mehr seinen äußeren Zahnkranz mitnimmt. Das Schwungrad p summiert also die positiven und negativen Antriebe und das übertragene mittlere Kräftepaar ist das in Fig. io dargestellte.
  • Es ist in allen Fällen möglich, wenn man." mehr fortschreitende Wirkungen haben will, elastische Verbindungen an geeigneten Stellen einzuschalten, wie dies -bei. den vorhergehenden Ausführungsbeispielen gezeigt wurde.
  • j Eins- der Mittel, um die selbsttätige Aus-Wahl oder die Gleichrichtung der Antriebe zu verwirklichen, ebenso wie die gewünschte Progressivität, kann darin bestehen, die exzentrischen Massen in der entsprechend berechne-; ten Gleitbahn festzulegen, derart, daß die Massen nicht in einem konstanten Abstande von der Achse des Planetenrades verbleiben, wobei sie gleichfalls ihre Winkelstellung zu dem Planetenrad verändern können. Eine Ausführungsform dieser Art ist in Fig. 13, 1d. dargestellt, wo die exzentrische Masse g in einer Nut t einer Kurvenscheibe u verschiebbar ist. Der mittlere Teil der Scheibe u kann I mit dem Planetenrad durch beliebige Mittel verbunden sein. Man führt auf diese Weise eine neue Funktion f (t) willkürlich ein, i welche gestattet; die Formeln der Kräftepaare um ein bedeutendes Maß zu verändern. Anstatt auf dem relativen Weg des Planetenrades und der Masse zu wirken, kann man auf die Bewegung der normalen und tangentiellen Komponenten einwirken und demgemäß beispielsweise eine Masse g im Gleichgewicht zwischen zwei achsial wirkende j Federn v anordnen, wobei das Ganze eine tangentielle Bewegung zurücklegen kann: Eine solche Anordnung ist für die Kräftepaare des Anlassens günstig. Diese Anordnung ist in Fig. 15 dargestellt, wo t1 einen relativen Weg darstellt, dervon der Masse g bei einem Umlauf des Planetenrades unter gegebenen Bedingungen zurückgelegt wird.
  • Bei einer Umkehrvorrichtung ist es analog j den Vorgängen bei elektrischen Strömen oder bei mehrzylindrigen Motoren zulässig, Summierungen der Antriebe zu erhalten und infolgedessen das -durch Verwendung von besolideren Massengruppen übertragene Kräftepaar zu regeln. Diese Massengruppen sind paarweise zu zwei und zwei äu£gekeilt, beispielsweise zwei Gruppen von zwei Massen, die im Winkel von go° oder drei Gruppen von je zwei Massen, die im Winkel von i2o° zueinander befestigt sind: In diesem Fall ist es unbedingt nötig, die negativen und positiven Antriebe der Massengruppen von je zwei getrennt zu summieren, und zwar mittels ebensovieler Umkelhrvorrichtungen als Gruppen von je zwei Massen vorhanden sind. Dies.kommt alles in allem darauf hinaus, auf die gleiche Zwischenwelle eine gewisse -Anzahl von Zentrifugaltransmissionen nebeneinander anzuordnen, welche gleichgerichtet getrennt wirken, die gleiche Periode besitzen und Phasendifferenzen von go°, i2o° usw. je nach der Anordnung der Massen aufweisen. Man kann außerdem verschiedene Frequenzen verwenden, indem man Planetenräder von verschiedenem Halbmesser verwendet. Man kann auf diese Weise die ganze Reihe von schwingenden Antrieben erhalten, welche nunmehr einfache Einzelelemente werden, welche die Erzielung von zusammengesetzten Funktionen auf der resultierenden Welle gestatten.
  • Die Erfindung kann angewendet werden auf ia-Gruppen zu je zwei oder mehr Massen und gestattet, die folgenden Kombinationen zit verwirklichen i. Zweiphasensystem: zwei Massen zu 18o°, deren Anordnung schematisch in Fig. 16 gezeigt ist.
  • 2. Vierphasensystem: zwei Gruppen zu je zwei Massen, die ersten beiden zu r8oa, die beiden anderen zu 9o°' gegenüber den ersten, schematisch dargestellt in Fig. 17.
  • 3. Sechsphasensystem: drei Gruppen zu je zwei Massen zu i8o°, wobei die Gruppe von zwei Massen gegeneinander um i2o° versetzt sind (vgl. Fig. 18), woraus sich ergibt, daß die Zahl der Phasen immer gerade ist, wodurch ein vollständiges Gleichgewicht der paarweise angeordneten Massen erreicht wird.
  • Es soll nunmehr eine vierphasige Gruppe beschrieben werden, um die besondere Anordnung der Planetenräder, der Massen, der Arme oder der beweglichen Gehäuse, der Wellen und der doppelten Umkehrvorrichtung zu kennzeichnen.
  • Fig. 17 zeigt schematisch. die besondere Anordnung dieser Vorrichtung. Die beiden Massen g1; g1 der ersten Gruppe- sind starr verbunden mit den Planetenrädern cl, cl, welche durch einen Arm oder ein bewegliches Gehäuse e1 verbunden sind.
  • Die beiden Massen g2, g' der .zweiten Gruppe sind starr verbunden mit den Planetenrädern c2, c2, die durch einen Arm (oder ein Gehäuse) e2 verbunden sind. Diese Arme oder Gehäuse müssen eine Relativbewegung. zueinander haben, derart, daß jede Gruppe ihre eigenen Impulse der getriebenen Hauptwelle übermitteln kann. Zu diesem Zweck entspricht der Arm e1 einer mittleren Welle f1 und der Arm e` einer Hohl`velle f?, die. sich konzentrisch zu der ersten Welle bewegt. Die Planetenräder greifen alle- mit dem gleichen Zahnkranz b auf der treibenden Welle a ein.
  • Fig. ig zeigt einen schematischen Schnitt nach ig-ig in Fig. 17 und stellt die symmetrische Verteilung der Massen sowie der Planetenräder ebenso wie die Anordnung der doppelten Umkehrvorrichtungen dar. Die der mittleren Welle f entsprechende Umkehrvorrichtung ist identisch der früher beschriebenen. Die gleichen Bezugszeichen mit dem Index i zeigen die gleichen Teile. Um diese Umkehrvorrichtung - ist eine zweite Umkehrvorrichtung angeordnet, welche der äußeren Hohlwelle f` entspricht. Diese Umkehrvorrichtung besitzt ebenfalls zwei Antriebswähler i2, u2, welche wie im. vorhergehenden Fall angeordnet sind. Der positive Antrieb ist durch rechts gerichtete Zahnungen w und durch den Antriebswähler i2 .übertragen, der negative Antrieb mittels eines Satzes von Differentialrädern v2, die zu den. ersten konzentrisch angeordnet sind und durch den Antriebswähler q`.
  • Die gemeinsame getriebene Hauptwelle f erhält also die positiven und negativen Antriebe der beiden Massengruppen, welche sich, wie das Diagramm in Fig. 2o zeigt, summieren; bei dies- em Diagramm zeigt die stark ausgezogene obere Kurve die resultierende Summierung der- Antriebe während- einer Periode auf der Hauptwelle.
  • Fig. 21 zeigt das entsprechende Diagramm für zwei Massen und- Fig.22 das entsprechende Diagramm für sechs Massen.

Claims (2)

  1. PATENT-ANSPRÜcHE: -i. Getriebeanordnung zur selbsttätigen Umsetzung . eines konstanten treibenden Kräftepaares mit konstanter Winkelgeschwindigkeit in ein variables getriebenes Iiräftepaär mit entsprechend= der Größe der Widerstandskräfte variabler Wjnkel= geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die treibende Welle mit.der getriebenen Welle durch ein Planetengetriebe verbunden ist, welches exzentrische Massen trägt, die infolge der Zentrifugalkraft auf die getriebene Welle Reaktionen ausüben, die zum Antrieb der * Welle benutzt werden.
  2. 2. An. einer Getriebeanordnung nach Anspruch i die Anordnung auf der getriebenen Welle oder an anderer Stelle eines Antriebswählers, welcher bewirkt, daß für den Antrieb der getriebenen Welle nur die Reaktionen verwendet werden, welche in der Antriebsrichtung- verlaufen, während die entgegengesetzt gerichteten- Antriebe von dem Maschinengestell durch Vermittlung des Antriebswählers absorbiert werden. Z 3. An einer Getriebeanordnung nach. Anspruch i die Verwendung eines umkehrbaren Antriebswählers, um eine-Umkehr der Drehrichtung der getriebenen Welle zu erreichen. ¢. Getriebeanordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Unterbringung der Vorrichtung in einer Flüssigkeit, welche der Massenbewegung einen gewissen Widerstand bietet, zu dem Zweck, daß die von diesem Widerstand herrührenden Reaktionen . sich mit den von der Zentrifugalkraft herrührenden Reaktionen kombinieren. 5. Getriebeanordnung nach Anspruch i bis 4, gekennzeichnet durch die Benutzung des von der Flüssigkeit der Bewegung der Massen entgegengesetzten Widerstandes, um die Wirkung des Systems ohne Verwendung des Antriebswählers zu sichern. 6. Getriebeanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Planetenräder in einem Gehäuse o. dgl. untergebracht sind; welches mit der getriebenen Welle starr verbunden ist. 7. Getriebeanordnung nach Anspruch 6, dadurch ,gekennzeichnet, daß die Beweguijg des Gehäuses unmittelbar ohne Vermittlung einer getriebenen Welle nutzbar gemacht wird. 8. Verwendung der Getriebeanordnung nach Anspruch 7 für den Antrieb von Fahrzeugrädern (Kraftwagen, Fahrrädern, Schienenfahrzeugen usw.), dadurch gekennzeichnet, daß die Radfelge unmittelbar auf dem Gehäuse befestigt ist. g. Getriebeanordnung nach Anspruch i .und 8, -gekennzeichnet durch die Einfügung des Antriebswählers zwischen dem Gehäuse :und dem Maschinen- oder Wagenuntergestell. i o. Getriebeanordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Hinzufügung auf den Planetenradwellen von Schwung= rädern, die einerseits dazu dienen, die Schwingungen der übertragenen schwingenden Kräftepaare zu verringern, und anderseits den Wert der Geschwindigkeit zu erniedrigen, jenseits deren der Antriebswähler aufhört zu-wirken, zu dem Zweck, den unmittelbaren schwingenden Eingriff solange wie möglich zu gestatten und selbst den Antriebswähler in gewissen Fällen überflüssig zu machen. i i..-. Getriebeanordnung nach Anspruch z, j gekennzeichnet durch die Einfügung zwischen die Zwischenwelle oder das Gehäuse der Zentrifugaltransmission und- die getriebene Welle oder den getriebenen liaschinenteil, einer Kupplungsvorrichtung zu dem Zweck, das Anlassen durch unmittelbaren schwingenden Eingriff ohne Zuhilfenahme des Antriebswählers zu ermöglichen. 12. Getriebeanordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Einschaltung entweder zwischen das die Planetenräder tragende Organ und die getriebene Welle oder oberhalb oder unterhalb der Transmission oder auch an jeder anderen geeigneten Stelle eines elastischen Organs, welches in der gewünschten Richtung eine genügend schnelle plötzliche Bewegung der beweglichen Masse ermöglichen soll. 13. Getriebeanordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Schwungrades auf der getriebenen Welle und die Einfügung zwischen dem ersten Antriebswähler und diesem Schwungrad eines zweiten Antriebswählers, ' der in entgegengesetzter Richtung wirkt wie der erste Antriebswähler, und der bestimmt ist, eine Summierung der positiven Innpulse durch das Schwungrad zu ermöglichen. 14. Getriebeanordnung nach Anspruch 4 und 13, gekennzeichnet durch die Kombination der zwei Antriebswähler, derart, daß die Umkehrung der negativen Antriebe ermöglicht wird, zum Zweck, das übertragene mittlere Kräftepaar zu verstärken. 15. Getriebeanordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung der exzentrischen Massen in einer entsprechenden Kurvenbahn, derart, daß der Abstand der Massen von der Achse der Planetenräder nicht konstant ist, und, d.aß die Winkelstellung der Masse zu dem Planetenrad sich ändern kann, zu dem Zweck, die selbsttätige Auswahl oder Gleichrichtung der' Antriebe zu ermöglichen. 16. Ausführungsform der Getriebeanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung des gleichen Ergebnisses die Massen im Gleichgewicht zwischen zwei achsialen Federn angeordnet sind, derart, daß eine tangentiale Bewegung dieser Massen stattfinden kann. i7.- Getriebeanordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Nebeneinanderanordnung mehrerer Massengruppen, derart, daß die verschiedenen Gruppen untereinander relative Bewegungen ausführen können, zu dem Zweck, eine getrennte Summierung der negativen und positiv- en Antriebe zu erzielen. 18. Getriebeanordnung nach Anspruch 4 und i7, gekennzeichnet durch die Verwendung mehrerer Umkehrvorrichtungen, und zwar eines für jede phasengleiche Massengruppe, zu dein Zweck, an dem getriebenen Maschinenteil die in mehrphasige Schwingungsenergie umg(2setzte Motorenenergie zu summieren. i g. Getriebeanordnungnach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwirklichung von umfangreichen Kombinationen zur Erreichung von nebeneinander angeordneten harmonischen Schwingungstransformationen mit Hilfe von Planetenrädern von verschiedenen Durchmessern.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2504236A1 (de) * 1974-02-01 1975-08-07 David Outillage Verfahren und vorrichtung zum sequentiellen austausch, anwendbar als energiewandler oder stufenlos regelbares getriebe

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2504236A1 (de) * 1974-02-01 1975-08-07 David Outillage Verfahren und vorrichtung zum sequentiellen austausch, anwendbar als energiewandler oder stufenlos regelbares getriebe

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