DE505650C

DE505650C - Selbsttaetiges Schalt- und Geschwindigkeitswechselgetriebe

Info

Publication number: DE505650C
Application number: DES84091D
Authority: DE
Original assignee: EMBRAYAGE AUTOMATIQUE BLOCH SE
Current assignee: EMBRAYAGE AUTOMATIQUE BLOCH SE
Priority date: 1927-03-25
Filing date: 1928-02-14
Publication date: 1930-08-22

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Geschwindigkeitswechselgetriebe, die in Abhängigkeit von der Belastung die Geschwindigkeit selbsttätig schalten. Bei einer Art dieser Getriebe werden die einzelnen Geschwindigkeitsstufen von parallel angeordneten Planetengetrieben gebildet, deren eines Sonnenrad beim Einrücken des betreffenden Getriebes gebremst wird. Erfindungsgemäß wird die Umschaltvorrichtung solcher Getriebe verbessert. Hierzu wird die getriebene Welle mit einem Gewindeteil versehen, der eine Mutter entgegen der Wirkung eines Fliehkraftgewichtes verschiebt, wenn der Widerstand der getriebenen Welle überwiegt. Durch diese Bewegung wird die Umschaltung betätigt.

Wenn der Gewichtshebel den Widerstand der Mutter vollständig überwunden hat, wirkt er auf einen Bremsklotz, welcher den Motor to unmittelbar mit der getriebenen Welle kuppelt.

Die Änderungen des Widerstandes der getriebenen Welle werden durch die Mutter auf ein Hebelsystem übertragen, wovon ein Hebel einen schwingbaren Doppelnocken beeinflußt. Letzterer arbeitet auf Bremsen, die der Feststellung von Sonnenrädern des selbsttätigen Geschwindigkeitswechselgetriebes dienen.

Dieser schwenkbare Doppelnocken kann auch von Hand bedient werden, so daß ein Vorwärts- oder Rückwärtsgang erreicrft werden kann, ohne daß der Eingriff der Umlaufräder geändert werden muß.

Die beiliegenden Abbildungen zeigen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Wechselgetrieben, und zwar

Abb. ι eine Ausführungsform des Wechselgetriebes in teilweisem Axialschnitt,

Abb. 2 eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform.

Die Vorrichtung nach Abb. 1 enthält ein Motorschwungrad 1, eine mit diesem die gleiche Achse x, .v' besitzende getriebene Welle 2, eine Einrichtung zum selbsttätigen Ändern der Geschwindigkeit und eine Einrichtung zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten bzw. Umschalten des Getriebes.

Das vom Motor getriebene Schwungrad 1 besitzt in seinen Seitenwänden 5¹, 5² Rollenoder Kugellager 6¹, 6², auf welchen eine Planetenräder 8 und 9 starr verkeilt tragende Welle 7 gelagert ist. Planetenräder 8, 9 sind in zwei Gruppen eingeteilt, von denen Planetenräder 8¹ und 8² in Eingriff mit zwei Planetenrädern ι o¹ und ι o² stehen, welche lose auf der Motorwelle drehbar sind und durch Bremsen 11¹ und 11² festgehalten werden können.

Planetenräder 9¹, 9² lassen sich abwechselnd mit den Sonnenrädern 12¹ und 12² in

Eingriff bringen. Letztere sind mit der getriebenen Welle 2 in nachstehend beschriebener Weise verbunden.

Die durch Kugellager 17 getragene, getriebene Welle 2 ist über einem Teil ihrer Länge bei 15 gerieft.

Eine Hohlschraube 18 mit steilgängigem Gewinde ist an der Innenseite ebenfalls gerieft und mit leichter Reibung auf den gerieften Teil der Welle 2 aufgeschoben. Schraube 18 besitzt ferner einen glatten Teil 19, auf welchem die Zahnräder 12¹ und 12² drehbar gelagert und durch zwei auf die Schraube 18 aufgeschraubte Anschläge 20 und 21 gegen axiale Verschiebung gesichert sind.

Mit der Schraube 18 ist ein Schaltstück 22

verbunden, mit Hilfe dessen die Schraube auf der Welle 2 axial verschoben werden kann.

Auf die Schraube 18 ist eine Mutter 23 aufgesetzt. Diese ist über einem Teil ihrer Länge mit Längsnuten 25 versehen, in welchen sich der Körper der Zahnräder 12¹, 12² axial verschieben kann.

Die Mutter 23 trägt an ihrem einen Ende einen Kugellageranschlag 26 und an ihrem anderen Ende ein Schaltstück 27. Zwischen dem Schaltstück 27 und dem Schaltstück 22 ist eine Feder 70 vorgesehen, welche die beiden Teile voneinander wegzudrücken sucht.

Auf einer durch den Körper der Zahnräder 12¹, 12? getragenen Achse 31 ist ein Gewichtshebel 30 schwenkbar gelagert. Derselbe besitzt einen Ansatz 32, welcher mit dem Kugellageranschlag 26 in Wechselwirkung steht.

Gewichtshebel 30 wirkt außerdem auf einen Bremsklotz 33, der bei 34 an einem Ansatz des Körpers der Zahnräder 12¹, 12² derart gelagert ist, daß der Hemmschuh 33 zwischen der äußeren Oberfläche des Gewichtshebels 30 und der inneren Oberfläche der Trommel 1 gehalten wird, wenn der Hebel unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft die in Abb. 1 mit vollen Linien gezeichnete Stellung einnimmt. Die Einrichtungen zum selbsttätigen Ein- und Ausschalten und zum Ändern der Geschwindigkeit bestehen aus folgenden Teilen: Ein mit zwei Vorsprüngen 36¹ und 36^s versehener Nocken 35 ist auf einer durch den Rahmen getragenen Achse 37 drehbar gelagert, derart, daß er bei seiner Drehung abwechselnd durch seine Vorsprünge 36¹ und 36^s Bremsen 11¹ und 11² beeinflußt und dadurch abwechselnd die Zahnräder io¹, io² hemmt.

Der Nocken 35 kann von Hand mit Hilfe eines Griffhebels 66 bedient werden und besitzt ein Kugeigesperre 67, dessen Kugel 68, entsprechend der Stellung des Nockens 35, in eine von drei Vertiefungen 69¹, 69Λ 60,³ des Rahmens eingreift. Die Bewegung des Nokkens 35 erfolgt selbsttätig durch eine Gleitstange 38, welche mit zwei Ansätzen 39¹, 39^s ausgestattet ist. Die Stange 38 besteht aus den beiden Teilen 38¹, 3s², zwischen welchen zwei Federn 40¹, 40² eingeschaltet sind. In ihren verschiedenen Stellungen wird die Stange 38 durch ein Federgesperre 41 gesichert, deren Sperrkugel 42 in eine der Vertiefungen 43¹, 43² oder 43^s des Rahmens eingreift.

Teil 38¹ der Stange 38 ist bei 45 an einen Antriebshebel 46 angelenkt, tier seinerseits bei 47 am Rahmen drehbar ist und mit seinem freien Ende in das Schaltstück 27 eingreift.

Teil 38^s der Stange 38 ist an einer Feder 48 abgestützt. Diese drückt gegen einen bei 51 am Rahmen angelenkten Hebel 50, welcher in ein durch ein Gleitlager 53 getragenes Schaltstück 52 eingreift. Lager 53 ist in Richtung der Achse x, x' gegenüber Trommel ι und Welle 2 verschiebbar und besitzt eine Schrägfläche 54, auf welcher ein Ansatz 55 eines bei 57 an einer Verlängerung 58 der Motortrommel drehbar gelagerten Gewichtshebeis 56 geführt ist. Infolge dieser Anordnung nimmt das Lager 53 stets eine der Stellung des Gewichtshebels 56 entsprechende Lage ein.

Der Hebel 50 ist ferner bei 60 an einer Schuhstange 61 angelenkt, welche mit einem um eine Achse 63 drehbaren Exzenter 62 verbunden ist. Eine Rolle 64 des Exzenters 62 drückt auf die Stange 3s².

Die beschriebene Vorrichtung wirkt auf folgende Weise:

Bei Stillstand oder bei geringer Drehgeschwindigkeit der Motortrommel 1 drückt die Feder 48 auf den Hebel 50 in dem Sinne, daß das Lager 53 nach rückwärts in die Stellung von Abb. 1 geschoben wird. Die Schrägfläche 54 hält hierbei den Gewichtshebel 56 nahe der Achse x, x'.

Gewichtshebel 30 nimmt unter dem Einfluß seines Eigengewichtes und der gegen das Schaltstück 22 abstützenden Feder 70 ebenfalls eine in Abb. 1 in gestrichelten Linien dargestellte Ruhelage ein.

Der Vorsprung 39¹ der Stange 38 Hegt gegenüber dem Vorsprung36¹ des Nockens 35.

Bei Vergrößerung der Motorgeschwindigkeit werden unter der Wirkung der Zentrifugalkraft an dem Gewichtshebel 56 die Schrägfläche 54 sowie Lager 5.3 in Richtung des Pfeiles 71 verschoben. Durch Lager 53 wird der Schaltring 52 mitgenommen, wodurch Hebel 50 in Richtung des Pfeiles 72 um seine Drehachse 51 verschwenkt und Feder 48 zusammengedrückt wird.

Die Stange 61 wird in Richtung des Pfeiles 73 verschoben und bewirkt eine Drehung des Exzenters 62 um seine Achse 63 im Sinne des

Pfeiles 74. Das Exzenter drückt hierbei über seine Rolle 64 auf die Antriebsstange 38, welche unter dieser Wirkung mit ihrem Vorsprung 39¹ auf den Nocken 35 drückt, diesen im Sinne des Pfeiles 75 um die Achse37 dreht und die Bremse 11¹ nach unten drückt und in Tätigkeit setzt.

Dadurch wird das Zahnrad io¹ festgehalten, so daß das Zahnrad 8¹ nun auf diesem abrollt. Durch das sich abrollende, drehende Zahnrad 8¹ wird die Welle 7 und damit Zahnrad 9¹ gedreht, welches, in Eingriff mit Zahnrad 12¹, über Schraubenmutter. 23 und Schraube 18 die Welle 2 antreibt. Steht der Drehung der Welle 2 Widerstand entgegen, so wird zunächst ohne Drehung derselben durch den Körper der Zahnräder 12¹ und 12² die Schraubenmutter 23 bis zum Ende des Gewindes in die Schraube 18 hineingedreht, wobei sich die Ansätze des Zahnradkörpers 12¹, 12² in den Längsnuten der Schraubenmutter 2T, verschieben. Erst wenn die Mutter 23 am Ende des Gewindes der Schraube 18 angelangt ist, werden diese und die Welle 2 durch die Mutter mitgenommen.

Solange die Welle 2 genügend Widerstand bietet, wird die Mutter 23 in dieser Lage an der Schraube 18 festgehalten, so daß der Gewichtshebel 30, da er mit seinem Arm 32 am Anschlag26 anliegt, nicht ausschwingen kann. Wenn der Widerstand der Welle 2 bei gleicher Geschwindigkeit abnimmt, so wird die Mutter 23 nicht mehr so stark am Ende des Schraubengewindes festgehalten, so daß der Gewichtshebel 30 ausschwingen kann. Nimmt die Geschwindigkeit der Welle 2 bei gleichem Widerstand zu, so wächst infolge der Zentrifugalkraft der Druck des Gewichtshebels 30 gegen den Anschlag 26, wodurch die Mutter 23 in Richtung des Pfeiles 76 verschoben wird. Die Mutter 2^ wirkt dabei über Hebel 46 und Stange 38¹ unter Spannen derselben auf die Feder 40¹.

Wenn diese am Ende ihres Hubes angelangt ist, wird die Stange 3s² in der Pfeilrichtung 78 bewegt und das Gesperre 41 von einer Vertiefung 43¹ oder 43² in eine andere geschoben. Hierbei tritt der Vorsprung 39¹ der Stange außer Eingriff mit dem Vorsprung 36¹ des Nockens 35, während der Vorsprung 39² der Stange sich an den Vorsprung 3ε² des Nockens 35 legt. Die Bremsen¹ wird also gelöst und das Zahnrad io¹ freigegeben. Gleichzeitig wird die Bremsen² durch den Vorsprung 3ο² angelegt und das Zahnrad io² festgehalten. Dieser Umschaltung entspricht eine größere Geschwindigkeit der Welle 2.

Wenn sich der Widerstand der Welle 2 bei

gleicher Geschwindigkeit weiter vermindert oder die Geschwindigkeit sich bei gleichem Widerstand vergrößert, so entfernt sich der Gewichtshebel 30 mehr von der Achse χ, χ', drückt gegen den Anschlag 26 und sucht die Schraubenmutter 23 weiter in Richtung des Pfeiles 76 zu verschieben. Wenn dadurch die Feder 40¹ von neuem am Ende ihres Hubes angelangt ist, wird die Stange 38^s abermals kräftig im Sinne des Pfeiles 78 verschoben, so daß das Gesperre 41 aus der Vertiefung 43² herausspringt und in die nächste 43^ einschnappt.

Der Vorsprung 39= der Stange 38 löst sich hierbei vom Vorsprung 3ο² des Nockens 35: die Bremse 11² wird, wie oben die Bremse 11¹, geöffnet und das Zahnrad io² freigegeben. Gleichzeitig entfernt sich der Gewichtshebel 30 von der Achse x, x' und drückt den Bremsklotz 33 gegen die Trommel 1, wobei der Bremsklotz um die Achse 34 verschwenkt wird. Er wird an der Trommel 1 festgehalten «<> und kuppelt die Motortrommel bzw. Schwungrad o. dgl. ι unmittelbar mit der Welle 2. Hierbei wird die ganze übrige Einrichtung ausgeschaltet, so daß sie keine Arbeit überträgt. S₅

Durch die Drehgeschwindigkeit des Motors werden die Bewegungen der Stange 38 und des Gesperres 41 vermittels des Gewichtshebels 56, der Schrägfläche 54, des Hebels 50 und der Feder 48 unterstützt.

Wenn bei gleichem, der Drehung der Welle 2 entgegenwirkendem Widerstand die Motorgeschwindigkeit sich verringert, so entspannt sich infolge der geringen Wirkung der Zentrifugalkraft auf Hebel 56 die Feder 48 und übt einen geringeren Druck auf die Stange 38 aus. Der Gewichtshebel 30 widersteht infolge der geringen Drehzahl des Motors dem Druck der Mutter 23 nicht mehr, so daß diese ihn entgegen der Pfeilrichtung 76 verschwenkt und gegen die Achse x, x' zurückführt.

Der Hebel 46 drückt unter der zusätzlichen Wirkung der Feder 70 auf die Feder 40²; wenn diese, zusammengedrückt ist, wird das Gesperre aus der Vertiefung 43, in welche es eingreift, herausgedrückt und die Stange 38 kräftig entgegen der Pfeilrichtung 78 unter Entspannung der Feder 40² verschoben, bis das Gesperre in die nächste Vertiefung einschnappt. Der Vorsprung 39^s der Stange 38 stützt sich hierbei gegen den Vorsprung 3G² des Nockens 35, so daß die Bremsen² das Zahnrad io², welches der mittleren Geschwindigkeit der Welle 2 entspricht, festhält. Gleichzeitig gibt der Gewichtshebel 30 den Bremsklotz 33 der Trommel 1 frei, so^! daß die unmittelbare Kupplung zwischen Motor und getriebenen Welle 2 unterbrochen wird.

Wenn der Widerstand gleich ist und die Geschwindigkeit der getriebenen Welle 2 weiter abnimmt, so nimmt zwangläufig auch

die Motorgeschwindigkeit ab; die Feder 48 entspannt sich, der Gewichtshebel 30 widersteht dem Druck der Mutter 23 wiederum nicht mehr und wird weiter gegen die Achse x, A-' zurückgeschwenkt, während die Mutter 23 sich entgegen der Pfeilrichtung 76 verschiebt. Infolgedessen wirkt der Hebel 46 auf die Feder40². Wenn diese zusammengedrückt ist, wird das Gesperre 41 mit der Stange 38 kräftig entgegen der Pfeilrichtung 78 verschoben, so daß der Vorsprung, 39^s der Stange 38 den Vorsprung 3ο² des Nockens 35 frei gibt. Gleichzeitig stützt sich der Vorsprung 39¹ der Stange 38 gegen den Voγι 5 sprung 36¹ des Nockens 35, so daß die Bremse ii¹ das Zahnradio¹ sperrt, welches geringerer Geschwindigkeit der getriebenen Welle2 entspricht.

Wenn sich die Motorgeschwindigkeit noch weiter verringert, so besitzt der Gewichtshebel 56 nicht mehr genügend Fliehkraft, um die Schrägfläche 54 festzuhalten, so daß dieselbe ihre Ruhelage einnimmt und dabei den Hebel 50, die Schubstange 61 und das Exzenter 62 entgegen der Richtung der Pfeile y2, 73 und 74 mitnimmt. Das Exzenter 62 drückt dann nicht mehr auf die Stange 38, so daß die Bremsen ii¹ und ii² freigegeben werden. Die Zahnräder io¹ und io² sind sodann, wie vorher, frei drehbar, so daß der Motor niemals unter eine bestimmte Tourenzahl sinken kann, ohne daß er vollständig vom Getriebe abgeschaltet ist.

Daraus geht hervor, daß bei der erfinduogsgemäßen Vorrichtung die selbsttätige Steuerung der Ein- und Ausschaltung und der Wechsel der Geschwindigkeit durch Verbindung der Wirkungen der Drehgeschwindigkeit des Motors, der Drehgeschwindigkeit der getriebenen Welle und des Widerstandes dieser Welle erreicht wird. Ein Teil dieser Vorrichtung ist für jeden Regler anwendbar, welcher dann in Abhängigkeit von dem Widerstand augenblicklich wirken würde. Bei jedem Motor, z. B. Wassermotor, Dampfmaschine, Verbrennungsmotor, Elektromotor, bei dem beispielsweise die Stange 3S² unmittelbar die Zufuhr von Flüssigkeit, von Dampf, von Brennstoff oder elektrischer Energie steuert, tritt somit die Zufuhrregelung in Abhängigkeit von dem Widerstände sofort ein, während bei den bisherigen Motoren die Zufuhr nur nach einer Änderung der Drehgeschwindigkeit des Motors geregelt wird.

Der Rückwärtsgang wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht, wenn durch das Schaltstück 22 die Schraube iS, die Mutter 23, die Zahnradgruppe 12¹, 12², das Lager des Gewichtshebels 30 und des Bremsklotzes 33 in der Pfeilrichtung 76 nach rückwärts bewegt wird, derart, daß das Zahnrad 12² mit dem Planetenrad g² in Eingriff gerät. Das Verhältnis der Geschwindigkeiten ist hierbei so, daß beim Festhalten des Zahnrades io¹ der Rückwärtsgang eingeschaltet wird, während bei Sperrung des Rades io² ein sehr langsamer Vorwärtsgang erreicht wird (der als Gang mit Handschaltung bezeichnet werden kann).

Die beschriebene Vorrichtung kann auf verschiedenartige Weise ausgebildet sein.

So zeigt z. B. die Abb. 2 eine Ausführungsfonn des Erfindungsgegenstandes mit hydraulischem Antrieb. Hierbei ist das mit seiner Rolle 64 auf die Stange 38 drückende Exzenter 62 durch die Stangeoi eines hydraulischen Kolbens 80 angetrieben, der durch die Flüssigkeit einer durch einen Motor angetriebenen Rotationspumpe 81 verschoben wird.

Ferner ist die Stange 38 zur Bedienung der Bremsen mit einem Kolben 82 verbunden, der sich in einem mit einer Steuerung 84 versehenen Zylinder 83 verschiebt. Die Steuerung 84 wird durch den um Achse 47 drehbaren Hebel46 bedient. Eine Leitung85 stellt die Verbindung zwischen dem Zylinder 80 und der Steuerung 84 her.

Die Ausführungsform nach Abb. 2 wirkt in gleicher Weise wie die nach Abb. 1. go

Der hydraulische Antrieb kann auch durch einen Überdruckantrieb wie bei Servobremsen oder durch elektrischen oder magnetischen Antrieb, z. B. mit Hilfe eines Generators, ersetzt sein.

Claims

Patentansprüche :■

i. Zahnräderwechselgetriebe mit selbsttätiger Regelung der Drehgeschwindigkeit der getriebenen Welle, bei dem die einzelnen Stufen durch Planetenrädergetriebe gebildet werden, von denen je ein Sonnenrad in Abhängigkeit von der Belastung der getriebenen Welle gebremst wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Gewindeteil der getriebenen Welle eine Mutter entgegen der Wirkung eines Fliehkraftgewichtes die L^Tmschaltung hervorruft.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Planetenwelle(7) zwei Plantenräder (9¹ und 9-) befestigt sind, von denen eines stets mit einem von zwei auf einem auf der getriebenen Welle verschiebbaren Teil angeordneten Sonnenrädern in Eingriff ist, so daß durch Umschaltung ein Rückwärtsgang erreicht werden kann.
3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenräder (12¹, 12²) axial verschieblich mit der Verstellmutter gekuppelt sind und lose

drehbar auf dem Gewindeteil lagern, das längsverschieblich auf der getriebenen Welle angeordnet ist.
4. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Lager des Gewichtshebels (30) ein Bremsklotz (33) getragen wird, auf welchen der Gewichtshebel in ausgeschwenkter Stellung wirkt und den Motor Ci) unmittelbar mit der getriebenen Welle (2) kuppelt.
5. Getriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch von der Motorwelle axis durch den Einfluß von der Zentrifugalkraft ausgesetzten Schleudergewichten (56) über ein Gleitlager (53) und einen federbelasteten Hebel (50) der Geschwindigkeitswechsel beeinflußt wird.
6. Getriebe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der federbelastete Hebel (50) über ein Exzenter (62) auf eine auf die'Bremsen (ii\, 11²) drükkende Stange (38) arbeitet.
7. Getriebe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Bremsen (ii¹, 11²) drückende Stange (38) zwischen den Hebeln (50 und 46) angeordnet ist und aus zwei durch Federn (40¹, 40²) getrennten Teilen (38¹, 38²J besteht.
S. Getriebe nach Anspruch 1 bis 7, dadtirch gekennzeichnet, daß die Stange (38) zwei Vorsprünge (39Λ 39²) besitzt, welche abwechselnd auf einen schwenkbar gelagerten Nocken (35) wirken, derart, daß die eine oder andere der Bremsen (ii¹, ii²) angezogen wird.
9. Getriebe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (38) durch ein Gesperre (41) in ihren verschiedenen Stellungen gehalten wird.
10. Getriebe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Bremsen (ii¹, ii²) wirkenden Nocken (35) auch von Hand verstellbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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