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Wechselgetriebe, insbesondere für Notorräder Die Erfindung betrifft
ein vornehmlich für Motorräder, aber auch für andere Kraftfahrzeuge und auch für
Arbeitsmaschinen u. dgl. geeignetes Wechselgetriebe, mittels dessen das Übersetzungsverhältnis
zwischen der Antriebs- und der getriebenen Welle ganz beliebig geändert werden kann,
um die bei stufenweiser Änderung des Maschinenganges auftretenden Stöße im Getriebe
zu vermeiden und die Laufgeschwindigkeit des Fahrzeuges oder der Maschine den jeweiligen
örtlichen oder Arbeitsverhältnissen innerhalb weitester Grenzen genau anpassen und
gegebenenfalls die Laufrichtung umkehren zu können.
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Es sind bereits Wechselgetriebe dieser Art bekannt, bei denen in das
Übersetzungsgetriebe eine Hebelübertragung eingeschaltet ist, die durch Verschiebung
des Hebeldrehpunktes eine beliebige Änderung des Hebelarmverhältnisses gestattet
und die ihr durch ein Exzentergetriebe erteilte Schwingbewegung durch eine doppelseitige
Zahnstange und zwei mit dieser zusammenwirkende Freilaufgetriebe auf die getriebene
Welle bzw. ihr Vorgelege überträgt. Bei den bisher bekannten Wechselgetrieben dieser
Art sind jedoch die Antriebs- und die getriebene Welle entweder rechtwinklig oder
aber gleichlaufend zueinander angeordnet, was den Nächteil hat, daß beide Wellen
bei gleicher Drehzahl nicht unmittelbar miteinander gekuppelt werden können, und
daß das ganze Getriebe verhältnismäßig große Abmessungen erhalten inuß. Es ist daher
unmöglich, derartige Wechselgetriebe für kleinere Fahrzeuge oder Maschinen, z. B.
für Motorräder, zu verwenden. Durch die Erfindung soll die Einrichtung derartiger
Wechselgetriebe möglichst vereinfacht und die Möglichkeit geschaffen werden. die
Antriebs- und die getriebene Welle gegebenenfalls auch unmittelbar miteinander kuppeln
und die Abmessungen des Getriebes so gering halten zu können, daß es auch, und zwar
vorzugsweise Lei Krafträdern und ähnlichen kleinen Maschinen Anwendung fin;letä
kann. Dieser Zweck wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen die treil)en#'.@:
Welle und die in der axialen Fortsetzung liegende getriebene Welle zwei phasenversetzte
Schaltwerke eingeschaltet sind, deren Über -setzung in an sich bekannter Weise durch
gemeinschaftliche Verschiebung der Drehpunkte der beiden in je eines dieser Schaltwerke
eingefügten Übertragungshebel übereinstimmend stetig verändert werden kann.
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Die Erfindung besteht sodann weiter noch darin, daß sämtliche umlaufenden
Teile parallel zu einer gemeinschaftlichen Ebene umlaufen, wodurch ein Mindestbetrag
an Rauiiibeanspruchung und Gewicht erreicht wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
und zwar zeigen Abb. i einen Horizontalschnitt durch lie Hauptwelle, Abb.2 einen
Vertikalschnitt durch die gleiche Welle Abb. 3 einen Schnitt nach Linie C-D
der
Abb. 2, Abb. q. eine Teildarstellung der Zahnstange mit den durch sie
angetriebenen Ritzeln nach Linie E-F der Abb. i.
Wie ersichtlich,
ist das Wechselgetriebe in ein Gehäuse eingebaut, das aus der Bodenplatte i, dem
Seitenteil 2 und dem Deckel 3 besteht. In dem Seitenteil e ist die Hauptwelle 4
gelagert, die zum Antrieb der Übertragungswelle dient. Diese Welle ist einerseits
in dem Kugellager 5 im Gehäuse unmittelbar gelagert, anderseits jedoch in der Hülse
6, die durch Flansch 7 mit dem Antriebsmotor unmittelbar verbunden ist. Die Hülse
6 ist durch das Kugellager 8 im Gehäuse gelagert und mit vier unter 9o° zueinander
versetzten Längsnuten 9 versehen. Auf der Welle 4 axial verschiebbar ist das Antriebszahnrad
io angebracht, dessen Nabe einerseits in eine Hülse i i ausläuft, die mit Federkeilen
12 an ihrem äußeren Umfange besetzt ist, welch letztere wiederum mit den vorerwähnten
Längsnuten 9 der Hülse 7 zusammenarbeiten. Anderseits läuft die Nabe des Antriebsrades
io in eine Hülse 13 aus, die mit Mitnehmerrollen 14 versehen ist. Die Hülse i i
ist ihrerseits von der Seite der Hülse 13 aus mit vier unter 9o° zueinander versetzten
Nuten 15 versehen, die mit kurzen Federkeilen 16 zusammenarbeiten, welche, wie aus
Abb. i und 2 ersichtlich, in der Welle 4 eingelassen sind. Am Deckel 3 des Gehäuses
sind Lagerarme 17 angebracht, in welchen auf Kugellagern i8 (Abb. i). zwei Zahnräder
i9 drehbar angeordnet sind, deren Verzahnungen in Eingriff mit der Verzahnung des
Antriebszahnrades io stehen. Diese Zahnräder i9 sind mit je einem Kurbelzapfen 2o
versehen, die zueinander um 9o° versetzt sind (Abb. 3). Auf diesen Kurbelzapfen
sind je eine Pleuelstange 21 durch Rollenlager 22 drehbar angebracht. Das andere
Ende .dieser Pleuelstange ist durch ein Kugelgelenk 23 (Abb. 2, 3) mit je einem
Schwinghebel 2cE verbunden. Diese letzteren sind je in einem Gleitstück 25 verschiebbar
und tragen an der Gehäuseseite je einen Drehzapfen 26, der in einerFiihrung27verschiebbarist.
BeideGleitstücke 25 sind gegeneinander drehbar. Zu diesem Zweck ist das eine mit
einem Zapfen 28, das andere mit der entsprechenden Hülse 29 versehen, wie aus Abb.
i und 3 ersichtlich. Das andere Ende der beiden Schwinghebel 24 ist an die Zahnstange
3o durch den Zapfen 31 drehbar angelenkt, wie Abb. 2 zeigt. Jede Zahnstange
30 ist beiderseits mit der Verzahnung 31 versehen und steht in Eingriff mit
je einem Ritzel 32, wie aus Abb. 4 hervorgeht. Diese Ritzel sind ihrerseits durch
Mitnehmerrollen 33 auf dem Schaft 34 der Ritzel 35 so drehbar befestigt, daß, wie
aus Abb. 4 ersichtlich, die Mitnahme nur nach einer Drehrichtung erfolgen kann.
Die Ritzel35 sind in den Lagerarmen 36 und 37 am Gehäusedekkel 3 drehbar befestigt.
In dem Lagerarm 37 ist vermittels des Schaftes 38 ein Ritzel 39 drehbar angebracht,
dessen Verzahnung mit derjenigen der Ritzel 35 in Eingriff steht. Anderseits trägt
der Schaft 38 noch das Zahnrad 39, dessen Verzahnung mit einem Ritzel 40 in Eingriff
steht, das auf der Welle 4 vermittels Nut und Federkeil 41 axial verschiebbar ist.
Mit der Nabe des Rntzels 40 ist das mit Innenverzahnung versehene Zahnrad 42 verbunden,
dessen Innenverzahnung bei axialer Verschiebung des.Ritzels 40 ebenfalls in Eingriff
mit dem Zahnrad 39 gelangen kann.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bei der durch die
Abbildungen dargestellten Stellung der Schaltung nimmt die vom Motor angetriebene
Hülse 6 bei ihrer Drehung vermittels der Keilnuten 9 und der Federkeile 12 das Antriebsrad
io mit gleicher Drehzahl mit. Die Drehung des Zahnrades io überträgt sich auf die
beiden durch ihre Verzahnungen mit ihm in Eingriff stehenden, zur Achse 4 diametral
gegenüber angeordneten Zahnräder i9 (Abb. 3) und von da vermittels der Kurbelzapfen
2o auf die beiden unter 9o° zueinander versetzten Pleuelstangen 21. Diese wiederum
setzen die Schwinghebe124 in eine nickende Bewegung, die jedoch nicht gleichphasig
ist, so daß also die beiden Gleitstücke 25 sich bei dieser Bewegung gegeneinander
vermittels des Zapfens 28 und der Hülse 29 verdrehen. Der Bewegung der Schwinghebe124
folgen die Doppelzahnstangen 3o, die infolgedessen eine unausgesetzt auf und ab
gehende Bewegung ausführen, wobei sie durch ihre Verzahnungen in ständigem Eingriff
mit den Ritzeln 32 stehen. Da innerhalb dieser Ritzel die Mitnehmerv orrichtung
33 vorgesehen ist, wird jedoch hierbei nur je eines der Ritzel35 mitgenommen, auf
deren Schaft die Ritzel32 laufen. Da das Ritzel 39 durch seine Verzahnung
mit den beiden Ritzeln 35 je einer Zahnstange in ständiger Verbindung steht, erfolgt
daher der Antriebsimpuls beim Aufwärts- und Abwärtsgang der Zahnstange je einmal
auf das eine und auf das andere Ritzel35, wobei jedesmal vermittels des Schaftes
38 das Zahnrad 39 einen Teilimpuls erhält. Da demnach durch die auf- und abwärts
gehende Bewegung der Zahnstangen abwechselnd j e ein Antriebsimpuls auf das Zahnrad
39 übertragen wird, ist hierdurch schon ein ruhiger Gang des Getriebes gewährleistet.
Da jedoch die Kurbelzapfen 2o unter 9o° (Abb. 3) in ihrer Drehrichtung versetzt
sind, überschneiden sich die Antriebsimpulse der beiden Zahnstangen gegenseitig,
so daß durch das Zusammenarbeiten beider Zahnstangen der an sich ruhige Gang des
Getriebes noch verbessert erscheint. Die Zahnräder 39 übertragen
ihre
Bewegung auf das Ritzel4o, das durch seinen Längskeil 41 auf der Achse 4. befestigt
ist und somit bei seiner Bewegung diese Achse mitnimmt.
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Es ist Einleuchtend, daß, wie aus Abb.2 ersichtlich, durch Horizontalverschiebung
de: Gleitstückes 25 das Hebelverhältnis des Schwinghebels 24 in bezug auf seine
Drehpunkte 31 und 23 verändert wird, so daß, da der Huh der 21 unveränderlich ist,
die Schwingbewegung des Drehpunktes 31 und damit das Maß der Bewegung der Doppelzahnstangen
30 um so kleiner wird. ie weiter der Drehpunkt 26 in der Richtung zum Drehpunkt
31 verschoben wird, und daß die Bewegung der Doppelzahnstangen 30 um so größer
wird, je weiter der Drehpunkt 26 zum Kugelgelenk 23 des Hebels 24. verschoben wird.
Das bedeutet, daß die Teildrehung, die die Ritze132, die in Eingriff mit der Zahnstange
30 stehen, macht, ebenfalls variiert wird, so daß jedoch, je nach der Stellung
des Drehpunktes 26, eine größere oder kleinere Geschwindigkeitsübertragung über
das Getriebe auf die Achse d. erfolgt.
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Durch die Anwendung der Schwinghebel a4 wird gleichzeitig eine günstige
Kraftübertragung vom Motor aus in dem Sinne erreicht, daß bei niedriger Übersetzung
infolge des hierbei vergrößerten Antriebshebelarine# die Kraftübertragung eine größere
ist und daß umgekehrt bei hoher Übersetzung durch i das entsprechend veränderte
Hebelverhältnis die übertragende Kraft sich verringert. Die Anwendung der Hebelübertragung
wirkt hierbei auch an sich günstig, da Gelenkübertragungen einen höheren Wirkungsgrad
besitzen, als wenn nur Verzahnungen, wie in den meisten bekannten Getrieben, verwendet
werden.
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Wenn durch Verschiebung des Gleitstückes 25 nach dem Kugelgelenk
23 zu die größtmöglichste Übersetzung des Getriebes erreicht ist, so daß die Welle
4 sich annähernd mit gleicher Drehzahl bewegt wie die Achse des Antriebsmotors,
kann in einfachster Weise durch Axialverschiebung des Antriebszahnrades io die unmittelbare
Kraftübertragung von der Motorachse auf die Welle - erreicht werden. Wird nämlich
das Zahnrad io in Richtung nach der Hülse 6 axial verschoben, dann kommt seine Verzahnung
außer Eingriff mit der Verzahnung der Ritzel i9, «nährend gleichzeitig die Federkeile
16 der Achse 4 in Eingriff mit den Nuten 15 des Zahnrades io treten. Ist
diese Schaltung vorgenommen, dann ist der Pleuelstangenmechanismus stillgelegt,
während die vom Zahnrad 4o angetriebenen Räder 39', 39 und 35 eine reine Drehbewegung
ausführen. Aber auch diese Leerlaufbewegung kann noch durch eine axialeVerschiebung
des Zahnrades 40 auf der Achse 4 in Richtung nach der Motorseite ausgeschaltet werden,
wenn diese Verschiebung so weit erfolgt, daß sich die Verzahnung der Zahnräder 39'
außer Ringriff mit der Verzahnung des Zahnrades 40 und außer Eingriff mit der Innenverzahnung
des Zahnrades 42 befindet. - An der Drehung nimmt in diesem Fall lediglich die Hülse
6, die Zahnräder 1o, 40, 42 und die Achse - teil.
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Soll die Achse 4 sich in entgegengesetzter Richtung drehen wie die
Motorachse, somit ein Rückwärtsgang eingeschaltet werden, dann geschieht dies in
einfachster Weise dadurch, daß das Zahnrad 4o in Richtung nach der Motorseite so
weit verschoben wird, daß es selbst außer Eingriff mit der Verzahnung der Zahnräder
39, diese letzteren aber wiederum in Eingriff mit der Innenverzahnung des Zahnrades
42 treten. Die Betriebsbedingungen für diesen Rückwärtsgang sind somit die gleichen
der für den Vorwärtsgang, da auch hierbei durch Variierung des Hebelverhältnisses
24 die Geschwindigkeit und Kraftübertragung weitgehend geändert werden kann.
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'Um bei Leerlauf, beispielsweise bei Bergabfahrten, ein Voreilen der
Achse .a. gegenüber der Motorachse und damit ein Mitnehmen des Motors zu verhindern,
ist die bereits erwähnte Mitnehmervorrichtung in die Hülse 13 des Zahnrades io eingebaut.
Wie aus Abb. 3 ersichtlich, klinkt in diesem Falle bei Ausschaltung des Getriebes
die Vorrichtung die Welle .4 aus, so daß deren Drehung frei vor sich gehen kann.
Wird dagegen die Drehgeschwindigkeit der Achse 4 geringer als die des Motors, dann
erfolgt die automatische Mitnahme durch die Rollen 14.