DE606414C - Selbsttaetig gesteuertes Reibraederwechselgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätig gesteuertes Reibräderwechselgetriebe. Es sind derartige Getriebe bekannt, in demon die Achse der Reibrolle im normalen Betriefoszustande die Achse der Reibscheibe senkrecht schneidet und zum Zwecke des. Geschwindigkeitswechsels verschwenkt wird, wodurch sich die Reibrolle auf ihrer Welle axial verschiebt und diese Welle schließlich wieder zur Normallage gegenüber der Reibscheibenachse zurückführt. Bei den bekannten selbsttätigen Getrieben dieser Art geschieht jedoch die Verschwenkung der Reibrollenachse um die Achse der Reibscheibe, so daß sie stets radial zur Reibscheibe steht und ein Gleiten der Reibrolle auf der Reibscheibe unvermeidlich ist. Andererseits ist es bei nichtselbsttätigen Reibräderwechselgetrieben bekannt, die Verschwenkung der Reibrollenachse um eine zur Reibscheibenachse parallele, außerhalb der Reibscheibe liegende Achse vorzunehmen.

Erfindungsgemäß soll nun ein' selbsttätig gesteuertes Reibräderwechselgetriebe, bei dem, wie bekannt, die Achse der Reibrolle im normalen Betriebszustande die Reibscheibenachse senkrecht schneidet und zum. Zwecke des Geschwindigkeitswechsels unter Vermittlung eines Kardangelenkes um eine zur Reibscheibenachse parallele, außerhalb der Reibscheibe liegende Achsie verschwenkt wird, derart ausgebildet werden, daß die Reibrolle von einer Gabel geführt wird, die allseitig gelenkig und verschiebbar mit eimer Stange verbunden ist, welche im normalen Betriebszustande parallel zur Reibrollenachse liegt und gegen die Kraft <einer Feder, eines Druckkolbens o. dgl. um eine Achse geschwenkt werden kann, welche parallel zur Reibscheibenachse ungefähr an der dieser Achse nächsten Stelle der die Gabel führenden Stange liegt, so daß bei einer Bielastungsänderung die Reibrollenachse 'und die genannte Stange eine zueinander geneigte Lage einnehmen, die so lange andauert, bis infolge Axialverschiebung der Reibrolle <ein der neuen Belastung 'entsprechendes anderes Übersetzungsverhältnis eingeschaltet ist 'und darauf die Wellen in die einander parallele normale Gleichgewichtslage zurückkehren.

Verwendet man in an sich bekannter Weise zwei Reibrollen, so ist es zweckmäßig·, daß die beiden Schwenkpunkte der beiden Reibrollenwellen diametral zur Reibscheibe ,angeordnet sind, während die Schwerikachsen der beiden Führungsstangen für die Rollengabeln in einer Achse zusammengelegt sind·

Es ist ferner möglich, das Getriebe mit einer Kupplungsvorrichtung zu verseben, die

erfmdungsgemäß zweckmäßig derart ausgeführt ist, daß die Reibrollengabeln außer an den Führungsstangen noch an Kupplungsstangen verschiebbar angelenkt sind, die auf der der Reibscheibe entgegengesetzten Seite der Reibrollen liegen, und um die Reibscheibenachse schwenkbar und zur Ausführung der Kupplungs- und Entkupplungsbewegung senkrecht zur Reibscheibenebene durch ίο einen Druckkolben o. dgl. hin und her beweglich sind.

Schließlich kann erfindungsgemaß das Getriebe derart abigeändert werden, daß 'eine Reibrolle mit zwei Reibscheiben in Eingriff steht, wobei die Reibrolle auf einer unschwenkbaTen Welle verschiebbar ist, während die Reibscheiben auf kardanisch angelenkten, bei Belastungsänderung gegen Federzug o. dgl. verschwenkbaren Wellen verschiebbar befestigt sind und durch eine Feder an die Reibrolle angedrückt werden. Die Zeichnung stellt mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dai-, und zwar veranschaulicht

Abb. ι >eine Ausführungsform, eines selbsttätig gesteuerten Geschwindigkeits Wechselgetriebes. _t

Abb. 2 zeigt schematisch ein Geschwindigkeitswechselgetriebe mit zwei Reibrollen, beispielsweise für Kraftfahrzeuge.

Abb. 3 veranschaulicht eine Ausfühfungsform mit Kupplungsvorrichtung,

Abb. 4 eine dieser Ausführungsform dienende Rollengabel.

Abb. S und 6 zeigen in Aufriß und Grundriß eine weitere Ausführungsform eines Geschwindigkeitswechselgetriebes für Kraftfahrzeuge, die auf demselben Prinzip beruht und eine Reibrolle und zwei Reibscheiben aufweist,

Abb. 7 veranschaulicht im Grundriß schematisch' die unsymmetrische Lage der Reibscheiben mit Bezug auf die Antriebswelle.

In Abb. ι ist 1 die Antriebswelle, welche senkrecht zur Zeichnungsebene steht und die Reibscheibe 3 trägt, während die angetriebene Welle 2 sich, in der Zeichnungsebene verschieben kann und die Reibrolle 4 trägt, welche beständig mit der Fläche der Reibscheibe 3 in Berührung gehalten wird und sich infolge der Anordnung einer Nut 5 auf der Welle 2 verschieben kann. Das Vierschwenken der Achse 2 in der Ebene der Reibscheibe geschieht um einen außerhalb der Reibscheibe liegenden Kardanpunkt 6.

Würde man bei einer solchen Vorrichtung die Scheibe 3 antreiben, so würde sich am Berührungspunkt der Reibrolle 4 mit der Reibscheibe 3 eine Kraft Q entwickeln, die in Richtung der Drehung der Scheibe gerichtet und so stark ist, daß sie die Wirkung des Lastmomentes 'S überwinden kann. Ist r der Radius der Reibrolle, so ist dann QXr=S. Die Kraft Q ist jedoch außerdem bestrebt, ein Schwenken der Achse 2 um den Kardanpunfct 6 und infolgedessen ein Verschieben der Rolle 4 auf der Achse 2 zu veranlassen, ohne daß jedoch eine Gleichgewichtslage eintritt. Läßt man jedoch auf das Rad 4 oder die Achse 2 eine Kraft R einwirken, die diese Achse senkrecht schneidet, so wird für alle Stellungen Gleichgewicht

herrschen, für die R = Q = — ist.

Bei der in Abb. 1 dargestellten Ausführungsf orm wird diese Kraft R auf die. Rolle 4 und deren- Achse: 2 durch eine Gabel 9 ausgeübt, die allseitig gelenkig und verschiebbar mit einer Stange 7 verbunden ist, welche im Normalfall parallel zur Achse 2 verläuft und entgegen der Kraft einer Feder 11 um eine senkrecht zur Zeichnungsebene liegende Achse 8, die sich etwa an der der Reibschieibenaeh.se 1 nächsten Stelle der Stange 7 befindet, verschwenkt werden kann. In der Gabel 9 sind Lager angeordnet, in denen sich die Nabe 10 !der Rolle 4 'dreht.

Die Arbeitsweise dieses Getriebes ist folgende: Ändert sich das Lastmoment S, so ändert sich entsprechend die im Berührungspunkt von 3 'und 4 entwickelte Kraft Q, so daß sie nicht mehr durch, die von der Feder 11 hierrührende Kraft R ausgeglichen ist. Bei Erhöhung des. Lastmomentes wird die Kraft Q größer, und es verschiebt sich das' Rad 4 in Richtung nach der Stange 7 hin, während es sich gleichzeitig in Richtung auf die Führung 12 hin auf seiner Achse 2 ver-" schiebt. Im Laufe dieser Vierschiebung verstärkt sich die Kraft R, und die Rolle 4 gelangt auf einen Punkt, in dem wiederum Gleichgewicht herrscht. In diesem Punkt nimmt die übertragene Leistung wieder ihren konstanten Wert an und bleibt somit trotz der Änderung des Lastmomentes durch. Vierminderung der Geschwindigkeit der Welle 2 konstant.

Verringert sich dagegen das Lastmoment, so verringert sich, auch die Kraft Q, und die überwiegende Kraft R läßt die Achse 2 sich in entgegengesetzter Richtung verschwenken, während das Rad 4 sich außerdem auf der Achse 2, und zwar von der Führung 12 fort, verschiebt. Diese Verschiebung hat eine Erhöhung der Geschwindigkeit der Achse 2 zur Folge, so daß die übertragene Leistung konstant bleibt.

An Stelle der Führung 12, welche die Welle 2 bei ihren Schwenkungen führt und das Rad mit hinreichender Kraft gegen die Scheibe 3 hält, können natürlich auch andere Anordnungen vorgesehen werden. So

könnte beispielsweise die Welle 2, statt um einen Punkt zu schwingen, verschoben werden; auch könnte an Stelle der Welle 2 die Welle ι schwenkbar oder verschiebbar gemacht werden.

Diese Vorrichtung kann auch für Maschinen Verwendung finden, deren Gang schnell umgekehrt werden kann. In diesem Falle wird die Achse 2 über dien Mittelpunkt ο

to hinaus verlängert, und die Rolle 4 kann sich auf dem linken Teil der Scheibe bewegen, wobei sie in umgekehrter Drehrichtung mitgenommen wird. Bei dieser Anordnung muß die Gabel 9 in der Nähe der Achse 8 durch einen Daumen geführt werden, um die Bewegung der Rolle über den Mittelpunkt ο hinaus zu gewährleisten.

Für die Anwendung des neuen Getriebes für Kraftfahrzeuge kann es vorteilhaft sein, von einer Antriebswelle zwei Wellen ,anzutreiben, von denen jede eine Reibrolle aufweist, die auf der fest mit der Antriebswelle verbundenen Reibscheibe abrollen. Hierdurch ist es möglich, die übertragene Kraft für ein und dieselbe Beanspruchung zu !erhöhen, die im Berührungspunkt einer der Reibrollen mit der Reibscheibe auftritt. Ein weiterer Vorteil ist, daß man beispielsweise die Antriebsräder unabhängig voneinander antreiben kann, so daß die Vorrichtung in diesem Falle gleichzeitig als Ausgleichsgietriebe dient. Bei Verwendung des Getriebes für Kraftfahrzeuge muß ferner die übertragene Kraft entsprechend der Motorkraft verändert werden können. Es kann dies einfach dadurch geschehen, daß man die obengenannte Kraft /? nicht durch eine Feder, sondern durch ein vom Motor geliefertes Druckmittel ausüben läßt, dessen Druck proportional der vom Motor gelieferten Kraft sein muß. Man kann hierzu das Öl der Druckschmierleitung oder auch die Auspuffgase verwenden. Wird jedoch die übertragene Kraft negativ, beispielsweise beim Bremsen mittels des Motors, so muß die Kraft/?¹ umgekehrt und verringert werden, denn die zum Mitnehmen des Motors erforderliche übertragene Kraft bleibt stets gering.

Abb. 2 zeigt eine derartige Ausführungsform. Die Welle 1 trägt die Reibscheibe 3, auf der die Reibrollen 15, 16 abrollen, die auf den angetriebenen Wellen 13, 14 verschiebbar angebracht sind, welche wiederum durch Kardangelenke um die Punkte^ und T schwingen können. Die Rollen 15, 16 drehen sich in den Gabeln 17, 18, die sich auf voneinander unabhängigen Stangen 19, 20 verschieben können, welche eine gemeinsame Drehachse 29 aufweisen. Kolben 21, 22 sind durch ihre Stangen 23, 24 mit den Enden der Stangen 19, 20 verbunden und übertragen die Kräfte R, S " unter Vermittlung der Gabeln 17, 18 auf die Rollen 15, 16. Die Kolben 21,22 verschieben sich in Zylindern 25, 26, in denen ein Druckmittel wirkt, welches durch den Motor geliefert wird. Auf diese Weise lassen sich die Kräfte/? und S, welche, wie veranschaulicht, in verschiedener Richtung wirken, der Motorleistung on. Soll die Richtung der. Kräfte /? und 5, wie oben erwähnt, umgekehrt werden, so kann dies durch Federn 27, 28 geschehen, die 'entgegen der Wirkung des Druckmittels wirken. Tritt dies also nicht mehr in die Zylinder 25,26 ein, so werden die Kräfte JR. und \S umgekehrt.

Abb. 3 zeigt eine Vorrichtung zum Kuppeln und Entkuppeln. Der erforderliche Druck der Rollen 15,16 gegen die Scheibe 3 wird durch einen Kolben 52 erzeugt, der über ein Gestänge 53 auf die Enden der bei V angelenkten Stangen 54, 55 einwirkt. Diese Stangen gehen durch den unteren Schenkel der Gabeln 17 und 18 hindurch, welche vom der Seite gesehen die in Abb. 4 dargestellte} Wiiikelform aufweisen. Da dieser Schenkel der Gabeln senkrecht zu dem von den Stangen 19 und 20 betätigten Schenkel liegt, so sucht die durch den Kolben ausgeübte Wirkung die Rollen 15, 16 gegen die Scheibe 3 zu drücken, und zwar um so stärker, je näher sich die Rollen 15, 16 dem Mittelpunkt der Scheibe 3 befinden, d. h. die Andrückkraft wird für jede Stellung proportional der Stärke des zu übertragenden Momentes, so daß jedes Gleiten der Rollen auf der Scheibe vermieden wird. Der Kolben 52 bewegt sich in einem ZyHnder 56, in dem dasselbe Druckmittel wirkt wie in den Zylindern 25, 26. In der Zuführungsleitung 57 für dieses Druckmittel ist ein Ventil 58 vorgesehen, welches durch den Kupplungsfußhebel betätigt wird und welches, wenn es offen ist, für das Entkupp ein sorgt, indem es das Andrücken der Rollen ϊ 5, 16 gegen die Scheibe 3 aufhören läßt.

Bei der abgeänderten Ausführungsform gemäß Abb. 5 und 6 werden die Scheiben 60, 61 von der Rolle 59 angetrieben. Die Rolle 59 kann sich hierbei auf einer unschwenkbaren Achse 69 verschieben, während die Reibscheiben 60, 61 auf kardanisch angelenkten Wellen 70, 71 verschiebbar befestigt sind, welche bei Belastungsanderung lentgegien der Wirkung von Federn 63, 64 verschwenkt werden können. Die Reibscheiben 60, 61 werden durch eine Feder 66 gegen die Reibrolle 58 gedruckt, während eine Feder 62 dazu dient, das Gewicht der Scheiben und der beweglichen Teile der angetriebenen Wellen bis zu den Kardangelenken auszugleichen. An Stelle der Federn können natürlich auch Kolben Verwendung finden.

Nimmt das Lastmoment ab, so verschieben, sich die Scheiben 60,61 parallel zur Ebene der Rolle 59, und zwar die eine nach oben. und die andere nach unten. Auf diese Weisie verursachen sie die Verschiebung· der Scheibe 59 längs ihrer Welle zum Mittelpunkt der Scheiben 6o, 61 hin. Die Rolle 59 nimmt dann die Stellung 67 ein, für welche di|ö Umdrehungsgeschwindigkeit der Scheiben to 60,61 .erhöht ist. Das Umgekehrte findet statt, wenn sich das Lastmoment erhöht.

Unabhängig von dieser Bewegung in leinier Ebene parallel zur Ebene der Scheibie 59 können die beiden Scheiben auch dbne Verschiebung parallel zur Antriebswelle ausführen. Wenn also bei Wendungen die Lastmjomente der beiden Antriebsräder des Kraftfahrzeuges ungleich werden, so werden die Scheiben 60, 61 unsymmetrische Gleichgewichts-Stellungen mit Bezug auf die Rolle 59 .einnehmen, wie in Abb. 7 dargestellt ist.

Der Rückwärtsgang wird dadurch .erzielt,

daß durch irgendein mechanisches Mittel die Rolle 59 über die Mittelpunkte der Scheiben 60,61 hinaus in die in Abb. 6 dargestellte Lage 68 gebracht wird.

Um ein Entkuppeln zu bewirken, kann man mittels irgendeiner Vorrichtung die Stangen EI und JK; welche normalerweise unter' Einwirkung· der Feder 66 die Scheiben 60, 61 gegen die Rolle 59 drücken, voneinander entfernen. Es kann dies beispielsweise durch einen Differentialzylinder, der entgegen der Feder 66 wirkt, geschehen.

Man kann an Stelle eines Druckmittels auf die Kolben 21, 22, 43, 49, 52 auch den Unterdruck einwirken lassen, der' durch das Ansaugen des Motors erzeugt wird. Man könnte diesen Unterdruck beispielsweise auf die gegenüberliegenden Flächen der Kolben einwirken lassen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Selbsttätig gesteuertes Reibräderwechselgetriebe, bei welchem die Achse der Reibrolle im normalen Betrieibiszustande die Achse der Reibscheibe senkrecht schneidet und zum Zwecke des Gesichwindigkeitswechsels unter Vermittlung eines Kardangelenkes um. eine zur Reibscheibenachse parallele, außerhalb der Reibscheibe liegende Achse verschwenkt wird, wodurch die Reibrolle sich auf ihrer Welle axial verschiebt und diese WeUe schließlich wieder zur NormaUage gegenüber der Reibscheibenachse zurückführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibrolle (4) von einer Gabel (9) geführt wird, die allseitig gelenkig und verschiebbar mit einer Stange (7) verbunden ist, welche im normalen Betriebszustand parallel zur Reibrollenachse (2) liegt und gegen die Kraft einer Feder (11), 'eines Druckkolbens o. dgl. um eine Achse (8) geschwenkt werden kann, welche parallel zur Reibscheibenachse (1) ungefähr an der dieser Achse (1) nächsten Stelle der Stange (7) liegt, so daß bei einer Bielastungsänderung die beiden Stangen (2 und 7) eine zueinander geneigte Lage einnehmen, die so lange andauert, bis infolge Axialverschiebung der Reibrolle (4) ein der neuen Belastung .entsprechendes anderes Übersetzungsverhältnis eingeschaltet ist und darauf die Wellen (2 und 7) in die einander parallele normale Gleichgewichtslage zurückkehren.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei an sich bekannter Doppelanordnung der Reibrollen (15, 16) die beiden Schwenkpunkte (A, T) der bei- -den Reibrollenwellen diametral zur Reibscheibe (3) angeordnet sind, während die Schwenkachsen der beiden Führungsstangen (19, 20) für die Rollengabeln (17, 18) in einer Achse zusammengelegt sind.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2 mit einer Kupplungsvorrichtung, dadurch gekennzeichneit, daß die Reibrollengabeln (17, 18) außer an den Führungsstangen (19,20) noch an Kupplungsstangen (54, 55) verschiebbar angelenkt sind, die auf der der Reibscheibe (3) entgegiengesetzten Seite der Reibrollen (15,16) liegen, und um die Reibsicheibenachse (1) schwenkbar und zur Ausführung der Kupplungs- lund Entkupplungsbewegung senkrecht zur Reibscheibeniebiene durch einen Druckkolben (52,56) o. dgl. hin und her beweglich sind.
4. 4. Abgeänderte Ausführungsform des Getriebes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reibrolle (59) mit zwei Reibscheiben (60, 61) in Eingriff steht, wobei die Reibrolle auf leiner unschwenkbaren Welle (69) verschiebbar ist, während die Reibscheiben (60,61) auf kardanisch angelenkten, bei Bielastungsänderung gegen» Federzug (63,64) o. dgl. ver schwenkbaren Wellen (70,71) verschiebbar befestigt sind und durch eine Feder (66) an die Reibrolle (59) angedrückt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen