DE635208C

DE635208C - Selbsttaetig veraenderliches UEbersetzungsgetriebe mit Schleudergewichten, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE635208C
Application number: DEB163667D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-04-29
Filing date: 1933-12-24
Publication date: 1936-09-12
Also published as: DE635433C; US1939100A; GB422368A; US2012652A; BE401069A; US1939099A

Description

Die Erfindung betrifft ein selbsttätig veränderliches Übersetzungsgetriebe mit Schleudergewichten, insbesondere für Kraftfahrzeuge derjenigen bekannten Gattung, bei der sowohl die positiven als auch die negativen Drehmomente der Schleudergewichte einzeln die getriebene Welle in deren Umlaufrichtung antreiben und bezweckt eine Vereinfachung und Verbesserung derartiger Getriebe sowohl hinsichtlich ihrer Bauart als auch ihrer Wirkungsweise und ihres Wirkungsgrades.

Der Erfindungszweck wird dadurch erreicht, daß bei derartigen Getrieben eine Freilaufkupplung zum unmittelbaren Übertragen der positiven Drehmomente auf die getriebene Welle und weitere hintereinander geordnete, durch ein Wendegetriebe miteinander in Verbindung stehende Freilaufkupplungen zum Übertragen der negativen Drehmomente auf dieselbe Welle vorgesehen sind, wobei die Freilaufkupplungen derart angeordnet sind, daß bei direktem Gang das Kraftmoment von der treibenden Welle auf die getriebene Welle durch die Freilaufkupplung für die positiven Drehmomente übertragen wird und beide Freilaufkupplungen für die negativen Drehmomente in Ruhe sind. Zweckmäßig ist zwischen der ersten und der zweiten Freilaufkupplung für die negativen Drehmomente der Schleudergewichte ein Wendegetriebe angeordnet, welches bei direktem Gang stillsteht und welches den negativen Drehmomenten positive Richtung gibt, d. h. solche Richtung, daß dieses Drehmoment auf die getriebene Welle in deren Umlauf richtung treibend wirkt. Zwischen der treibenden und der getriebenen Welle kann ferner eine Freilaufkupplung angeordnet sein, die beide Wellen kuppelt, wenn die getriebene Welle größere Drehzahl als die treibende Welle anzunehmen sucht, um die getriebene Welle durch den Kompressionswiderstand des Motors zu bremsen. Vorzugsweise sind die Freilaufkupplungen doppelt wirkend und umsteuerbar, so daß in an sich bekannter Weise eine Umsteuerung der Sperrollen der Freilauf getriebe zu entgegengesetzter Eingriffslage führt und die getriebene Welle entgegengesetzte Bewegungsrichtung erhält. Statt dessen können die Freilaufkupplungen auch nur in einer Richtung wirkend und dauernd federbelastet sein und die getriebene Welle über ein Umkehrgetriebe mit der Lastwelle kuppelbar sein, um die Bewegungsrichtung der Maschine, auf welche die Antriebskraft übertragen wird, umzusteuern.

Das Getriebe gemäß der Erfindung ge nügt allen Anforderungen,-.die an ein. selbsttätig veränderliches Kraftwagengetriebe gestellt werden; ■ es- übersetzt- die Motorkraf;|- selbsttätig bei direktem Gang, was zur Überwindung eines wachsenden Widerstandes, z.'s£| beim Anfahren oder in einer Steigung, erforderlich ist; es geht selbsttätig von-Übersetzung zum direkten Gang zurück, wenn der ίο Widerstand abnimmt oder aufhört; der Motor kann mit dem Getriebe von jeder"Drehzahl auf seine höchste Drehzahl beschleunigt werden, das Kraftfahrzeug kann jederzeit, bei Vorwärtsgang durch den Kompressionswider stand des Motors gebremst werden, Ίρήά das Kraftfahrzeug kann mit dem Getriebe, unter vollständig selbsttätiger Übersetzung sowohl vorwärts als auch- rückwärts gefahren werden. 'Durch "das;'"Getriebe" gemäß der Erfindung ao wird ferner der Vorteil erreicht, daß die Schleudergewichte und "die ■ Schwungmassen bei niedrigstem. Gewicht den höchsten Wirkungsgrad haben; wodurch; eine Überlastung des Materials vermieden wird. Ferner "kanridas Gewicht verringert werden, wodurch eine Beschleunigung des Motors bei Verstellung der Schleudergewichte herbeigeführt wird.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt, und "zwar zeigen

Fig. ι den Axialschnitt einer Ausführungsform,

Fig. 2 den Axialschnitt einer anderen Ausführungsform, . ■-Kg. 3 einen. Schnitt nach Linie-HI-III von Fig. i, .■_.-.

Fig. 4 einen- Schnitt nach Linie; IV-IV von Fig. i, .

Fig. 5 einen Schnitt, nach -Linie V-V von Fig. i,

Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI von Fig. 2,

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII von Fig. 2,

'Fig. 8 einen Schnitt nach Linie VHI-VIII von Fig. ι und .

Fig. 9 einen Axialschnitt, eines Teiles des Getriebes "in .größerem Maßstabe.

Gemäß den Zeichnungen hat das Getriebe eine treibende Welle 1, eine getriebene Welle 7, eine-Hülse 5 (Zwischenteil), die die Welle 7 umgibt und Schleudergewichte 3, die durch Gelenke 4 mit einem gegebenenfalls als Schwungmasse ausgebildeten Mitnehmer vereinigt sind, durch welchen die Schleuder-· gewichte ihre Umlaufbewegung von der treibenden Welle ι erhalten. Die Schleudergewichte sind auf Exzentern 6.; der Hülse 5 gelagert. Bei; Übersetzung wird die Welle 7 6q während des positiven Hjibes der .SchleUder.-gewichte von der Hülse 5 mittels.,der .Sperrkupplung 8 in der Umlaufrichtung gedreht. Während des negativen Hubes der Schleudergewichte (entgegen der Umlauf richtung) wird ääie Welle 7 in der Umlaufrichtung dadurch j, daß die Hülse 5 während des nega-Hubes der Schleudergewichte durch Freilaufkupplung 10 mit einem zentralen Kegelrad 9 0. dgl. eines Wendegetriebes 9, 11, 12 verbunden wird, deren Glied 12 durch eine Freilaufkupplung 13 die Welle 7 in der Umlaufrichtung antreibt. Das Wendegetriebe 9, 11 und 1*2, das bei Übersatzung die negativen Drehmomente der Schleuder gewich te 3 durch die Hülse 5 überträgt, ist bei Direktkupplung unbelastet und nimmt dann nicht . an der Umlaufbewegung teil.

Sämtliche Freilaufkupplungen 8, 10 und 13 sind bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 einfach wirkend; ihre Sperrollen sind zwischen Schrägflächen 8^a, io^a, 13° eingelassen und federbelastet (Fig. 4 und 5), d.h. die Kupplungen können nicht derart verstellt werden, -daß sie entgegengesetzt zu ihrer wirksamen Sperrichtung wirken. Das primäre, zentrale Kegelrad 9 ist mit einer Schwungmasse 14 versehen. Die Zahnräder 11 können (Fig. 1 und 2) durch auf ihre Achszapfen 1 i^a wirkende Federn 16 belastet sein. Bei der praktischen Ausführung des Getriebes können die Wellen nötigenfalls in Lagern angebracht werden, die in der Längsrichtung der Welle. 7 gleitbar sind, um sie im Verhältnis zu den Zahneingriffen einzustellen. Die getriebene Welle 7 ist mit einer Schwungmasse 15 versehen, die außer der Aufspeicherung von Energie zum Ausgleich der Bewegung noch den Zweck hat, die Federung der Welle 7 und der Welle 17 beim Wechsel der Drehmomente der Schleudergewichte auszugleichen. Die Welle 7 wird mit der Welle 17 durch eine verriegelbare Zahnkupplung verbunden. Das innere Ende der Welle 17 ist rohrförmig und trägt eine Anzahl von Zähnen 18, die mit Zähnen 19 auf einer Hülse 20 zusammenwirken (Fig. 1 und 8). Die Hülse 20 ist auf der Welle 7 verschiebbar, aber nicht drehbar, und ihre Zähne können mit den Zähnen 18 in und außer Eingriff dadurch gebracht werden, daß die Hülse 20 durch eine Gabel mit den Sehenkein 21 (Fig. 1) längs der Welle 7 verschoben wird. Ferner hat das Getriebe eine Rückwärtsschaltung, bestehend aus einem mit der Hülse 20 fest verbundenen Zahnrad 22, einem Zahnritzel 23 und einem Zahnkranz 24 ng in einer trommelähnlichen Erweiterung des inneren Endes der Welle 17 (Fig. 1). Das Ritzel 23 ist auf einer im. Gehäuse 20 fest angeordneten Achse 25 gelagert. Zum Umschalten der Bewegungsrichtung der Welle 17 auf Rückwärtsgang wird an Stelle der Kupplung 18, 19. die Rückwärtsschaltung 22 bis 24 ein-

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gerückt, wobei sämtliche Übersetzungsmöglichkeiteii des selbsttätigen Getriebes atich bei Rückwärtsgang erhalten bleiben.

Sind die Freilaufkupplungen doppelt wir-S kend, wie bei der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform, so fällt die Welle 17 weg, und die Bewegungsrichtung wird mit den Freilaufkupplungen umgesteuert, wodurch die Rückwärtsschaltung ebenfalls überflüssig wird.

Es ist jedoch aus praktischen Gründen in gewissen Fällen vorteilhaft, die Anordnung einfach wirkender Sperrkupplungen und einer Rückwärtsschalitmg wegen ihrer Einfachheit und Zuverlässigkeit vorzuziehen.

Das selbsttätig veränderliche Getriebe arbeitet folgendermaßen: Die treibende Welle 1 und der gegebenenfalls als Schwungmasse ausgebildete Mitnehmer 2 werden von der Kraftquelle in Umlauf gesetzt. Die Schleuderge wichte 3, die an dem Mitnehmer 2 durch die Gelenke 4 befestigt und auf den Exzen-• tern 6 der Hülse S gelagert sind, beginnen um die Exzenter 6 zu laufen, bis die Fliehkraft der Schleudergewichte so groß wird, daß die Exzenter und die Hülse 5 in der Umlaufrichtung mitgenommen werden. Wird dann das Widerstandsmoment der getriebenen Welle 7- kleiner als die Fliehmomente der Exzenter 6, dann werden die Schleudergewichte 3 von der Fliehkraft in einer äußeren Lage festgehalten, und die Hülse 5 läuft mit derselben Drehzahl um wie der Mitnehmer 2. Hierbei wird die Hülse 5 mittels der Freilaufkupplung 8 mit der getriebenen Welle 7 gekuppelt, die dann mit derselben Drehzahl umläuft wie der Mitnehmer 2. Die treibende und die getriebene Welle sind also selbsttätig unmittelbar gekuppelt. Wächst nun das Widerstandsmoment der getriebenen Welle 7, und wird er größer als die Fliehmomente der Exzenter 6, so beginnen die Schleudergewichte 3 sich über die Mitte der Exzenter 6 zu drehen, und die Drehzahl der Hülse 5 und der getriebenen Welle 7 sinkt im Verhältnis zur Drehzahl der treibenden Welle 1. Die Schleudergewichte sind nun bestrebt, auf ihrem Wege gegen den höchsten Punkt der Exzenter die Hülse S und die Welle 7 während eines gewissen Teiles des Halbhubes in der Umlaufrichtung mitzunehmen. Während des entgegengesetzten Teiles des Hubes, wenn die Schleudergewichte von dem höchsten Punkt der Exzenter heruntergleiten, suchen die Schleudergewichte die Exzenter in entgegengesetzter Richtung zu drehen, so daß die Plülse 5 sich entgegen der Umlaufrichtung dreht und mit dem zentralen Kegelrad 9 durch die Freilaufkupplung 10 gekuppelt wird. Das Zahnrad 9 dreht dann die Zwischenzahnräder 11, die das sekundäre zentrale Zahnrad 12 in derselben Richtung drehen wie die treibende Welle. Hierbei wird das Zahnrad 12 durch die Freilaufkupplung 13 mit der getriebenen Welle 7 gekuppelt, die sich während des negativen Hubes dar Schleudergewichte 3 in der Umlaufrichtung dreht. Die hin und her gehende Bewegung, welche die Schleudergewichte der Hülse 5 erteilen, nimmt zu oder ab, je nachdem das Widerstandsmoment der getriebenen Welle ab- oder zunimmt. Auf diese Weise wird die selbsttätige Übersetzung bewirkt. Wenn das Widerstandsmoment der getriebenen Welle wieder um einen gewissen Wert abnimmt, so beginnt die Hülse 5 sich mit den Schleudergewichten zu drehen und nimmt die Welle 7 durch die Freilaufkupplung 8 mit, d. h. die Welle 1 und 7 sind unmittelbar gekuppelt. Dann sind die Freilaufkupplungen 10 und 13 unbelastet, so daß sowohl die zentralen Zahnräder 9 und 12 als auch die Zwischenräder 11 nicht an der Drehung teilnehmen, sondern in Ruhe sind. Um während der Übersetzung die Zahnräder 9, 11 und 12, die den negativen Hub als positives Moment auf die getriebene Welle übertragen, in gleichmäßiger Bewegung und gleichartigem Zahneingriff zu halten, ist das Zahnrad 9, wie oben angegeben, mit der Schwungmasse 14 versehen. Durch die Federn 16 werden Spiel und Stöße zwischen den Zähnen verhindert. Die Zwischenräder 11 sind unmittelbar in dem Gehäuse 20 gelagert. Da, wie bereits erwähni, die Räder 11 axial gleitbar gelagert sind, können sie sich im Verhältnis zu der Mittellage zwischen den Zahnrädern 9 und 12 selbsttätig einstellen.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der beschriebenen Ausführungsform u.a. durch die Anordnung einer Bremse oder eines Gesperres, durch welches eines der Räder 9, 11 oder 12 des Wendegetriebes, z. B-. das Rad 9, durch ein Bremsband 28 verriegelt wird, so daß das negative Drehmoment nicht die getriebene Welle, sondern die treibende Welle dreht, um deren Umlaufgeschwindigkeit zu beschleunigen. Die Bremsfläche des Rades 9 kann auf die Schwungmasse 14 verlegt werden. Das Bremsband 28 ist mit dem einen Ende an festen Vorsprüngen 28" der Innenseite des Gehäuses 20 befestigt. Das andere Ende ist in einer Spake 28'^J im Abstande von dem Drehbolzen 28*" der Spake befestigt (Fig. 7). Für die Spake 28^Ä ist ein Schlitz 28^ in einer Ausbuchtung der Gehäusewand dargestellt, welche bei der praktischen Ausführung' unnötig wird. Beim Bremsen wird die Spake im Uhrzeigersinn (Fig. 7) geschwenkt.

Ferner ist bei dieser Ausführungsform eine einfach wirkende Freilaufkupplung angeordnet, die z. B. Sperrollen 29 zwischen der treibenden Welle ι und der getriebenen Welle 7

hat (s. auch Fig. 6), um die Wellen miteinander zu kuppeln, wenn die getriebene Welle eine größere Drehzahl als die treibende anzunehmen sucht. Hierdurch wird es möglich, die getriebene Welle mit dem Motor auf bekannte Weise zu bremsen. Schließlich ist bei dieser Aiisführungsform ein Isolierstoff vorgesehen, der die Geräusche erzeugenden Glieder gegen die umgebenden Teile isoliert ίο Der Isolierstoff 33, der eine organische Masse oder ein Metall, z.B. Blei, sein kann, ist zwischen dem Gehäuse 20 und den Achslagern 3°> 3¹J 3² angebracht.

Die Freilaufkupplungen 8, 10 und 13 mit Rollsperren können einfach oder doppelt wirkend sein. Eine Ausführung- mit doppelt wirkenden Gesperren8, 10 und 13 zeigt Fig. 2. "" Durch Umsteuern der Rollen durch ihre Halter 34, 35 aus der Außenlage in die entgegengesetzte Lage wird die Umlaufrichtung der getriebenen Welle umgesteuert. Derselbe Zweck kann dadurch erzielt werden, daß die Gesperre 8 -und 13 doppelt und das Gesperre 10 einfach wirken. Im letzteren Falle werden nur die positiven Drehmomente der Schleudergewichte auf die getriebene Welle übertragen, d.h. das Gesperre 10 wird beim Rückwärtsgang unwirksam, weil die Scheibe 14 dann festgebremst wird. Zum Drehen der Rollenhalter aus der einen Außenlage in die andere bei doppelt wirkenden Gesperren8, 13 kann die in Fig. 9 gezeigte Vorrichtung zur Verwendung kommen. Die Rollen der beiden Kupplungen sind in derselben radialen Entfernung von der Welle 7 angeordnet. Die beiden Rollenhalter 34, 36 sind durch Teile 37 miteinander und mit einer Nockennuthülse 38 der Welle 7 verbunden. In die schrägen oder schraubenförmigen Nuten 39 der Hülse greifen Zapfen 40 eines Ringes

42 ein. Dieser ist mittels durch die Schwungmasse 15 geführter Stäbe 43 mit einem Glied 44 verbunden, das auf der Welle mittels einer das Glied 44 mit einer Gabel 46 umfassenden Spake 45 verschiebbar ist. Die Rollenhalter 34, 36, die Hülse 38, die Stäbe

43 und das Glied 44 laufen synchron mit der Welle 7 um. Beim Verschieben des Gliedes 44 durch die um einen Achszapfen 47 drehbare Spake 45 wird die Hülse 38 mittels der Zapfen 40 gedreht, und die Rollenhalter werden umgesteuert. Um dem Zapfen und dem Ring die nötige geradlinige Führung -zu geben, sind an der Welle 7 axiale Nuten 50 vorgesehen.

Das Wendegetriebe kann beliebig ausgebildet sein. So können z. B. statt der Zahnräder 9, 11 und 12 Reibscheiben oder Schei

ben mit entsprechend der Übertragung der Bewegung geformten Kugelbahnen verwendet 60 werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Selbsttätig veränderliches Übersetzungsgetriebe mit Schleudergewichten, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bei dem sowohl die positiven als auch die negativen Drehmomente der Schleudergewichte einzeln die getriebene Welle in deren Umlaufrichtung antreiben, gekennzeichnet durch eine Freilaufkupplung (8) zum unmittelbaren Übertragen der positiven Drehmomente auf die getriebene Welle (7) und weitere hintereinander angeordnete, durch ein Wendegetriebe miteinander in Verbindung stehende Freilaufkupplungen (10, 13) zum Übertragen der negativen Drehmomente auf dieselbe Welle (7), wobei die Fneilaufkupplungen derart angeordnet sind, ■ daß bei direktem Gang das Kraftmoment von der treibenden Welle (1) auf die getriebene Welle (7) durch die Freilaufkupplung (8) für die positiven Drehmomente übertragen wird und beide Freilaufkupplungen (10, 13) für die negativen Drehmomente in Ruhe sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein zwischen der ersten und der zweiten Freilaufkupplung (10, 13) für die negativen Drehmomente der Schleudergewichte (3) angeordnetes Wendegetriebe (9, 11, 12), welches bei direktem Gang stillsteht.
3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der treibenden und der getriebenen Welle (1, 7) eine Freilaufkupplung (29) angeordnet ist, die beide Wellen kuppelt, wenn die getriebene Welle (7) größere Drehzahl als die treibende (1) anzunehmen sucht.
4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplungen (8, 9, 13) doppelt wirkend und" umsteuerbar sind, so daß in. an sich bekannter Weise eine Umsteuerung der Sperrrollen der Freilauf getriebe zu entgegengesetzter Eingriffslage führt und die getriebene Welle (7) entgegengesetzte Bewegungsrichtung erhält.
5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplungen (8, 9, 13) nur in einer Richtung wirkend und. dauernd federbelastet sind und daß die getriebene Welle (7) über ein Umkehrgetriebe mit der Lastwelle kuppelbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen