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Schaltwerksgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Den Gegenstand
vorliegender Erfindung bildet ein Getriebe für Kraftfahrzeuge und Werkzeugmaschinen,
welches gestattet, die Geschwindigkeiten derselben während des Laufens stoßfrei
und beliebig vom Stillstand bis zur Höchstgeschwindigkeit zu regeln, wobei die abgegebene
Kraft im umgekehrten Verhältnis zur abgegebenen Drehzahl bei gleichbleibend zugeführtern
Drehmoment steigt oder fällt.
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Das vorliegende Getriebe baut sich auf der bereits bekannten, in Abb.
1:2 und 14 gezeigten Anordnung auf, bei der durch Lagerung von vier Lenkern I',
II', III', IV' in einem in seiner Exentrizität von Null bis zu einem Höchstwerte
verstellbaren Punkte P der treibenden Welle i2, die auf im gleichen Abstand von
der Achse der treibenden und der getriebenen Welle angeordnete Schaltwerke 1, 1I,
III, IV wirken, eine stetige Drehzahländerung der getriebenen Welle 2o erreicht
wird.
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Das Neue im Gegenstand der Erfindung gegenüber dem Bekannten liegt
jedoch in der besonderen Ausbildung des Schaltwerksgetriebes und der Steuerung desselben.
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Auf beiliegender Zeichnung stellen dar: Abb. i einen Längsschnitt
durch das Getriebe, Abb. 9 einen Schnitt A-A der Abb. i in L eerlaufstellung, Abb.
io einen Schnitt B-B der Abb. i, Abb. i i eine Ansicht von der Antriebsseite aus
der feststehenden Hohlkuge12 mit tlbertragungselementen, Abb. 5 eine Ansicht der
Kappe 25 der Abb. i, Abb. 13 einen Schnitt der Kappe 25 der Abb. i in anderer Ausführungsform,
Abb. 3, 4, 6, 7, 8 Antriebselemente und Abb. 2, i2, 14 Darstellungsschemen.
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Den Kernpunkt des Getriebes bildet eine aus zwei Hälften bestehende
Hohlkugel 2 (Abb. i und 9) finit 'dem zum festen Zusammenbau dienenden zylindrischen
Ansatz 3 (Abb. i). Sie trägt einen Schlitz 4 (Abb. i und 9), in welchem ein Gleitstein
5 (Abb. i, 9, 1i) gelagert ist, welcher in zwei Lagerstellen die Wellen 6 und 7,
die durch das Kegelräderpaar 8 (Abb. i und 9) miteinander drehbar gekuppelt sind,
aufnimmt. Die Welle 6 ist an ihrem äußeren Ende mit einem Hebel 9 (Abb. i, 9, 11)
verkeilt.
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Einen weiteren Hauptteil des Getriebes bildet eine zweite, aus zwei
Hälften bestehende Hohlkugel io (Abb. i, 9) mit einem in der Schnittebene ihrer
.Achse und nach einem größten Kreise verlaufenden Schlitz i i (Abb. i, 9), welche
einerseits auf der treibenden Welle i2 (Abb. i) festgekeilt, andererseits auf dem
zylindrischen Ansatz 3 der feststehenden Hohlkugel2 drehbar gelagert ist. In dem
Schlitz ii führt sich ein mit einem vorgekragten Ansatz 13 ausgeführter Stein 14
(Abb. i, 9, 1i), welcher durch den Bolzen 15 (Abb. i) mit dem Hebel 9 gelenkig
verbunden ist. Der Bolzen 15 entspricht dem Punkte P (Abb. 12, i4). Er wirkt bei
Verschiebung des Steines 14 aus der Null-
Stellung und bei Drehung
der Welle 12 in der durch Pfeil gekennzeichneten Richtung als sphärischer Kurbeltrieb
vermittels des Hebels 9 auf die Welle 6 unmittelbar und durch die Kegelräder 8 in
entgegengesetzter Drehrichtung auf die Welle 7.
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Im ersten Viertel des Umlaufweges (Abb.2) wird diese Drehung weiter
vermittels des in dieser Richtung (Abb. 4) wirkenden Klemmrollenschaltwerkes 21,
22, 23 (Abb.4) auf das Ritzel I (Abb. i) und durch das mit diesem in Eingriff stehende
Kegelrad 16 (Abb. i und 9) und vermittels des Kegelrades 18 auf die Endwelle 2o
übertragen. Durch die Kegelräder 16, 17, 18 und i9 (Abb. i) wird die ganze Gruppe
der AntriebsritzelI, II, III, IV untereinander gekuppelt, und zwar so, daß im .
ersten Viertel des übertragungsweges I (Abb. 2) die Ritzel II, III, IV eine rückläufige,
sich von den Klemmrollen 23 (Abb. 3, 4, 7, 8) lösende Bewegung ausführen.
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Gleichzeitig während dieser Drehübertragung des ersten Viertels des
Umlaufweges wird die Ritzelgruppe I, II, III, IV durch den Gleitstein 5 im Schlitz
4 der Hohlkugel 2 vermittels des Hebels 9 eine in der Umlaufrichtung des Kegelrades
16 schwenkende Bewegung ausführen, welche die ungleichförmig drehende Übertragung
ausgleichend ergänzt.
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Dieselben Vorgänge wiederholen sich sinngemäß bei der Übertragung
auf dem restlichen Umlaufwege (Abb.2). Im zweiten Viertel der vollen Umdrehung übernimmt
das Ritzel II die Übertragung auf das Kegelrad 16 (Abb. i und 9), im dritten Viertel
das Kegelrad III auf das Kegelrad 17, im vierten Viertel das Kegelrad IV auf das
Kegelrad 17. Die Zwischenkegelräder 16 und 17 (Abb. i) sind auf einer gemeinsamen,
in der feststehenden Hohlkugel 2 angeordneten Querwelle 41 (Abb. 9) drehbar gelagert.
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Die geteilte Hohlkugel 2 (Abb. 1, 5, 9 und 13) ist von einer z. T.
geschlitzten Kappe 25 (Abb. 1, 5, 13) umschlossen, um einerseits den beiden Hohlkugelhälften
2 einen festen Halt, andererseits dem Gleitstein 5 (Abb. i) eine Führung zu geben.
Dieses Umschließen kann entweder geschehen nach Abb. 5 durch Aufschrauben von über
den größten Kreis der feststehenden Hohlkugel 2 hinaus verlängerten zackenartigen
Ansätzen 42 auf die andere Kugelhälfte oder nach Abb. 13 dadurch, daß die Kappe
25 einen über den größten Kreis dieser Halbkugel hinausragenden kurzen zylindrischen
Ansatz besitzt, der in einem Wulst mit Drahtringeinlage 44 (Abb. 13) endet. Ein
überwurfgewindering 45 von etwas größerem Durchmesser als die Kugel und ein von
der entgegengesetzten Kugelseite in diesen Ring 45 eingeschraubter kragenartiger
Gewindering 46 von e tv as kleinerem Durchmesser als die Kugel ermöglichen das Festspannen
der Kappe 25.
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In dem zweiteiligen Gehäuse 26 (Abb. i) ist einerseits die Antriebswelle
12 drehbar, andererseits der zylindrischeAnsatz 3 der Hohlkugel 2 undrehbar gelagert.
Das Verstellen des Steines 14 (Abb. i, i i) im Schlitz i i der Hohlkugel io geschieht
in der Weise, daß die Nase 13 des Steines 14 auf einem die treibende Hohlkugel io
umschließenden Hohlkugelsegment28 (Abb. i) gleitet. Die Gleitbahn ist eine halbgängige,
innerhalb eines halben Umlaufweges ansteigendeSpiralkurve. Sie trägt zur Vermeidung
der Überschreitung ihres höchsten Punktes an dieser Stelle einen Begrenzungsstift
38. Durch diese Einrichtung ist es möglich, den Halbmesser des Umlaufweges des Bolzens
15 während des Ganges wahlweise von Null bis zu einem Höchstwerte so zu verstellen,
daß jede beliebige zwischen Stillstand und Höchstumlaufzahl liegende Drehgeschwindigkeit
der getriebenen Welle 2o erzielt werden kann. Das Hohlkugelsegment 28 ist auf einer
zylindrischen Fortsetzung der treibenden Hohlkugel-io drehbar gelagert und trägt
an seinem Stirnende Kupplungszähne 29 (Abb. 1, 6). Eine auf der Antriebswelle 12
gleitende, aber durch Keil 30 gegen Verdrehung gesicherte Kupplung 31 wird durch
eine Feder 32 dauernd im Eingriff mit den Kupplungszähnen 29 gehalten. Das Regulieren
der Geschwindigkeit erfolgt durch einen Handhebel 33, welcher am Gehäuse
26 im Punkte 34 drehbar gelagert ist und mit Hilfe dessen rüittels einer Gabel am
unteren Ende die Kupplung 31 (Abb. 1, 6) und mittels eines Hebel 35 (Abb. i, io)
ein Bremsband 36, welches sich um -die zylindrische Fortsetzung des Kugelsegmentes
28 legt, bedient werden können.
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Abb. i zeigt den Hebel 33 und die mit ihm verbundenen Teile in Ausrückstellung.
Dabei kann sich der Stein 14 frei um den Bolzen 15 drehen. Der Radius r (Abb. 14)
ist gleich Null, d. h. die getriebene Welle 2o steht still. Soll diese Welle 2o
in Umdrehung versetzt werden, so ist der Handhebel 33 zunächst auf Stellung »Drehzahlerhöhung«
zu bringen, i und zwar so weit nach links zu schieben, bis durch das jetzt angezogene
Bremsband 36 (Abb. i, i o) das Hohlkugslsegment 2 8 stehenbleibt und der
Stein 14 infolge Mitnahme durch die treibende Hohlkugel 2 auf diesem entlang gleitet
und somit den Bolzen 15 in einen größeren Umlaufhalbmesser der umlaufenden Hohlkugel
i o (Abb. i) in bezug auf die Achse der treibenden Welle 12 verstellt. Gleichzeitig
drückt die Feder 32 die sägeartig geformten Zähne der Kupplung 31 und 29 ineinander,
wobei die Feder 32 zuläßt, daß
der sich drehende Teil der Kupplung
31 (Abb. 6) so lange die Zähne des feststehenden Teiles 2() (Abb.6) überholt und
der wirksame Umlaufhalbmesser des Bolzens 15 -um die Achse der Hohlkugel io sich
so lange vergrößert, bis der Handhebel 33 auf Stellung »konstant« (Mittelstellung)
gebracht wird. Hierbei wird die Bandbremse 36 (Abb. i, io) gelöst und das Kugelsegment
28 nunmehr auf der eingenommenen Stellung von der Kupplung 31 (Abb. 1, 6) in Drehrichtung
der -Treibwelle 12 mitgenommen. Der eingestellte Umlaufhalbmesser des Bolzens 15
bleibt in seiner Lage erhalten.
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Soll das Getriebe ausgerückt «-erden. so wird der Handhebel 33 auf
»Ausrückstellung« gebracht. Hierbei wird die Kupplung 31 ausgelöst. und das Kurvensegment
.:S wird durch den Gegendruck des Getriebes in die Leerlaufstellung zurückgedreht.
Diese Bewegung wird durch eine Rückzugfeder 37 unterstützt. Der Handhebel33 wird
in seinen drei Stellungen in geeigneter bekannter Weise festgehalten. .
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Durch spiegelbildlichen Einbau der Rollenkäfige -21 (Abb. 3, q., 7,
8) wird eine andere Drehrichtung der angetriebenen Welle 2o erreicht.
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Die Kugelschale 28 (Abb. i) kann auch mit einer eingängigen Schraubenkurve
versehen werden, das Getriebe kann dann so viele verschiedene, zwischen Null und
der Höchstdrehzahl der treibenden Welle 12 liegende Umlaufzahlen auf die getriebene
Welle 2o übertragen, als Kupplungszähne 29, 31 (Abb. 1, 6`) vorhanden sind.
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Die Schrauben 39 und 40 sind ölfüll- bz«-. Ablaßschrauben, um das
ganze Getriebe in Öl laufen lassen zu können.
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Da das Getriebe auch als Kupplung zweier Wellen wirkt, ist eine besondere,
wie heute übliche Kupplung vor dem Getriebe eines Kraftfahrzeuges nicht mehr erforderlich.
In ein Kraftfahrzeug eingebaut, zeichnet es sich durch besonders einfache Bedienung
aus. Bei Werkzeugmaschinen ermöglicht es die Einstellung jeder beliebigen Geschwindigkeit
und das sichere Kuppeln zweier Wellenstränge.