DE643433C - Schaltwerksgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Bei dem Schaltwerksgetriebe nach dem Hauptpatent 481 835 'und dem Zusätzpatent 539 435 zu diesem wird das letzte Glied des schwingenden Hebelsystems, welches die Bewegung mit veränderlicher Geschwindigkeit von der treibenden Welle auf die getriebene Welle überträgt, von dem auf der getriebenen Welle sitzenden Schaltrad durch besondere Mittel am Schluß seines wirksamen Hubes abgekuppelt und später entsprechend wieder mit dem Schaltrad gekuppelt. Es geschieht dies beispielsweise dadurch, daß Anschläge, die abhängig von der die Übersetzungsänderung herbeiführenden Verschiebung selbsttätig eingestellt werden, die in das Schaltrad eingreifenden Schaltdaumen vom Schaltrad ablösen und wieder einspringen lassen. Es ist indessen vorteilhaft, die Einstellung der Mittel für das Entkuppeln und Kuppeln zwischen dem letzten Glied des Hebelsystems und dem Schaltrad direkt proportional abhängig von der die Übersetzungsänderung herbeiführen-'den Verschiebung zu machen, da sonst entweder Bruch entsteht oder die Schaltwege nicht restlos ausgenutzt werden können.

Wie sich eine solche Maßnahme auswirkt und wie erfindungsgemäß ihre Nachteile vermieden werden, sei an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Abb. ι eine Ansicht des Gesamtgetriebes, Abb. 2 die zugehörige Draufsicht,

Abb. 3 eine Einzelheit,

Abb. 4 die Verwendung der Einzelheit nach Abb. 3 an anderer Stelle,

Abb. 5 eine andere Ausführungsform des Getriebes in Ansicht,

Abb. 6 die zugehörige Draufsicht,

Abb. 7 das Getriebe in Verbindung mit einer Antriebsmaschine mit kurbellosem Motor in Ansicht bei aufgeschnittenem Gehäuse und

Abb. 8 die zugehörige Seitenansicht im Schnitt.

ι ist die Achse der treibenden Welle 2. 3 ist die Antriebskurve zum Erzeugen einer gleicMörmigen Winkelgeschwindigkeit auf der getriebenen Seite bei 19. 4 ist die Schwungscheibe zur Kurve3. In dem festen Punkts ist der Hebel 6 gelagert, an dessen freies Ende 7 die Stange 7, 8 angelenkt ist, welche den um den waagerecht verschiebbaren Punkt 11 schwingenden Hebel 12 trägt, wobei sich dieser in dem Punkt 11 während des Schwingens gleichzeitig ein wenig hin und her be-

*) Früheres Zusatzpatent 539 435

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wegen kann. An dem freien Ende 9 des Hebels 12 ist der um den festen Punkt 14 schwingende Hebel 13 und der um die Achse der getriebenen Welle 19 schwingende Hebel 10, 19 angelenkt. An diesem sitzt gelenkig der Hebel 15, der den Schaltring 16 und durch diesen mittels Kupplungsglieder das Schaltrad 17 bewegt. Wenn man den Punkt 11 nach dem Punkt 9 hin verschiebt, so nimmt der Ausschlag ι o, 10" nicht direkt proportional mit den Wegen des Punktes 11 ab, d. h. er ändert sich nicht nach einer geraden Linie.

Sieht man gemäß den Ausführungsformen, die in dem Hauptpatent und in dem obengenannten Patent 539435 dargestellt sind, zwischen der Verschiebevorrichtung des Punktes 11 und der Einstellvorrichtung für die Schaltdaumen eine Verbindung vor, welche diese Einstellung direkt proportional abhängig von dem Weg der Verschiebung des Punktes 11 macht, so weicht die Einstellung von den Ausschlägen des Punktes 10 ab. Das muß zu einer gegenseitigen Behinderung und zu Bruch führen, wenn man sich in der Ausnutzung der Schaltwege keine Beschränkung auferlegen will.

Der Erfindung gemäß werden, um diese Nachteile zu verhindern, die Zeitpunkte für das Entkuppeln und Wiederkuppeln zwischen dem letzten Glied des die Bewegung veränderlich übertragenden Hebelsystems und dem Schaltrad den Ungleichheiten im Ausschlag de» genannten letzten Gliedes angeglichen, die durch die zur Veränderung der Übersetzung dienende Verschiebung entstehen. Das geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß unter Umgehung des die Geschwindigkeit veränderlich übertragenden Hebelsystems das Entkuppeln und Wiederkuppeln zwischen dem letzten Hebelsystemgiied und dem Schaltrad von der treibenden Welle aus bewirkt wird, so daß die Zeitpunkte für das Entkuppeln und Wiederkuppeln von der Verschiebung des I Punktes 11 unabhängig werden und den Aus- | schlagen des letzten Hebelsystemgliedes, also des Punktes 10, ohne weiteres genau entsprechen. Dadurch, daß die störende Wirkung der Unproportionalität aufgehoben wird, entsteht auch noch der weitere Vorteil, daß zum Teil unter Benutzung der Mittel, die zum Aufheben dieser störenden Wirkung benutzt werden, die Schalteinrichtung so getroffen werden kann, daß von einem einzigen Handhebel aus die verschiedensten Schaltungen, einschließlich Schaltungen für den Vorwärts- und Rückwärtsgang, vorgenommen werden, ohne bei an sich fehlerhafter Schaltung, die von Hand oder Fuß bewirkt werden kann, Schaden herbeizuführen. Ferner ist es mög-So Hch, daß zum Verstellen des Punktes 11 j (Abb. 1) zwischen der Verstelleinrichtung für j diesen Punkt und die treibende und getriebene Welle irgendwelche bekannten Regelvorrichtungen eingeschaltet werden können, die entsprechend der Leistung der treibenden Welle und dem Widerstand an der getriebenen Welle selbsttätig die beste Übersetzungseinstellung für den Punkt 11 vornehmen. Die einzelnen Schaltmöglichkeiten sollen bei der Besprechung der Ausführungsformen noch näher dargetan werden.

Das in Abb. 1 und 2 dargestellte Getriebe arbeitet nach dem Prinzip einer Reibungsoder Klemmkupplung. Als Beispiel sind innere Klemmbacken gewählt worden. Es könnten aber auch äußere Klemmbacken, ein äußeres Klemmband, Klemmschuhe o.dgl., die z.B. durch Kniehebel, Preßflüssigkeit oder ein anderes Spreizmittel angepreßt werden, zur Anwendung kommen. Derartige Reib- oder Klemmkörper als Mittel zum Bedienen des Schaltwerkes für die getriebene Welle sollen also in jeder beliebigen Form vorbehalten bleiben, ebenso wie ihre Bewegungsglieder.

Der Antrieb des Hebelpunktes 10 erfolgt in der aus dem Hauptpatent bekannten Weise. Die Steuerung der Kupplung zwischen dem letzten Glied des Hebelsystems und dem Schaltwerk für die getriebene Welle wird unmittelbar von der treibenden Welle aus vorgenommen.

Zu diesem Zweck sitzt auf der treibenden Welle 2 eine Kurvenscheibe 70, welche eine Kurve 71 trägt. Diese Kurve 71 ist so ausgebildet, daß sie während des eigentlichen Arbeitswinkels α vermittels der Stange 98, 94 und des Bügels 92 den Keil 82 zwischen die Klemmbacken 16 und 16« drückt. Während des leeren Rücklaufes sowie während des Beschleunigungs- und Verzögerungsteiles des Hubes drückt die Kurve 71 nicht. Dem Winkel α auf der treibenden Seite entspricht stets der Winkel ß, welcher durch Verschieben des Punktes 11 innerhalb der Geschwindigkeitsgrenzen ν und ο und — V regelbar ist. Der Stift 97, der in der Kurvennut 71 läuft, könnte auch unter Verzicht auf die Nut kraftschlüssig mit der Umfangsflächc einer der Nut entsprechend ausgebildeten Kurvenscheibe in Berührung gehalten werden. uo

In der bisher beschriebenen Weise ist bei der jetzt besprochenen Ausführungsform irgendeine getriebene Welle auch bei der Geschwindigkeit ο dauernd mit der treibenden Welle ι verbunden. Da dies oft aber nicht erwünscht ist, ist eine Anordnung vorgesehen, welche es ermöglicht, bei der Geschwindigkeit ο die getriebene Welle 19 entweder mit der treibenden Welle 1 zu kuppeln oder sie von dieser frei zu machen. Zu diesem Zweck ist die Stange 94 zweiteilig ausgebildet und an ihren beiden Teilen mit steilgängigem, entgegen-

gesetzt gerichtetem Gewinde versehen. Auf diesen Gewindeenden läuft eine Mutter 91 mit dem entsprechenden Gewinde. Die Mutter 91 trägt einen Längskeil 90, welcher in der Nut 89 der Buchse 86 gleitet. Diese ist an einem fest mit dem Gehäuse verbundenen Teil 85 drehbar gelagert und gegen Verschieben durch eine Mutter 87 und die Nabe des Hebels 88 gesichert. Da nun- die ganze An-Ordnung 92 bis 97 sich nicht drehen kann, muß sich die Stange 94 beim Drehen des Hebels 88 verlängern oder verkürzen. Bei der Verkürzung wird der Bolzen 83, welcher in dem um 19 kreisförmig gekrümmten Schlitz 93 des Bügels 92 läuft, den Keil 82 so weit nach außen ziehen, daß die Klemmbacken gelockert sind und unter keinen Umständen das Schaltrad 17 mitnehmen können, selbst wenn der Stift 97 nach wie vor durch die Kurve 71 weiterbewegt wird. Ein Spannschloß 95, 96 dient zur feinen Einstellung der geschilderten Einrichtung.

Man könnte nun auch, um bei Einstellfehlern die Steuerkräfte abzufangen, elastische Glieder einfügen. Man könnte die Verbindungsstange, welche den Führungsstift 97 mit dem Schlitzbügel 92 verbindet, federnd ausgestalten, beispielsweise gemäß Abb. 3 dadurch, daß die Stange getrennt wird und daß zwischen den einzelnen Stangenhälften 80 und 81 beispielsweise Tellerfedem 78 geschaltet werden, welche mittels der Schrauben 79 von vornherein unter eine gewisse Vorspannung gesetzt werden. Gemäß Abb. 4 kann man aber auch den Drehpunkt der beiden Klemmbakken 75 beispielsweise durch Tellerfedern 76, welche durch die Schrauben 77 unter eine gewisse Vorspannung gesetzt werden, abfedern. Im allgemeinen wird eine derartige Federung kaum nötig sein, da durch die Nachgiebigkeit des Belages 74 der Klemmbacken eine übermäßig hohe Beanspruchung der Steuerung und der Steuerungsteile nicht eintreten wird. Die Arbeitsweise des Getriebes nach Abb. 1 und 2 ist nun folgende:

Die Steuerungskurve 71 besteht in der Hauptsache aus zwei zu der Achse 1 konzentrischen Teilen, welche jeweils dem geeigneten Arbeits dreh winkel α bzw. β entsprechen und infolge ihrer verschieden großen Krümmungshalbmesser den am Keil 82 sitzenden Zapfen 83 hin und her schieben. Da nun zwischen den Winkeln α und β !dauernd und unter allen Umständen Zeitgleichheit vorhanden ist, so ist es klar, daß der Keil 82 gegen die Flächen 72 und "J2> ^nur dann gedrückt wird, wenn, wie verlangt, im Winkel α als auch β gleiche Winkelgeschwindigkeiten herrschen, denen jede einen anderen Wert haben kann. Es ist daher bei dieser Steuerungsanordnung unnötig, die Ausschläge für die Steuerung der eigentlichen Abschaltung der Mitnehmerglieder irgendwie von dem Verschieben des Punktes 11 abhängig zu machen. Bei Verschieben des Punktes 11 wird lediglich der Zapfen 83 in dem Kurvenschlitz 93 sich mit einem mehr oder minder großen Ausschlag bewegen. Wird der Drehpunkt 11 über den Punkt 9 hinaus bis 69 geführt, so wird von 9 bis 69 die Geschwindigkeit von ο in rückwärtiger Drehrichtung sich steigern.

Das Getriebe hat außerdem dieselben Eigenschaften wie etwa eine Rutschkupplung, d. h. es läßt bei Überlastungen ein gewisses Rutschen zwischen den Klemmbacken 16 und 16^a einerseits und der Schaltscheibe 17 zu. Als besonderer Vorteil gegenüber heutigen Automobilgetrieben kann je nach der Einstellung des Hebels 88 bei der Geschwindigkeit ο der Zustand bewirkt werden, daß der Wagen bei laufendem Motor völlig stillsteht; es kann aber auch durch den Hebel 8 8 in der vorher beschriebenen Weise zu jeder Zeit ein Abkuppeln von der Schaltscheibe 17 und damit von der getriebenen Welle bewirkt werden. Die Geschwindigkeit läßt sich allerdings in rückwärtiger Drehrichtung praktisch brauchbar nur schlecht bis auf die gleiche absolute Geschwindigkeit steigern wie in der Vorwärtsrichtung. Für die häufigeren Fälle, wo die Rückwärtsgeschwindigkeit nicht so groß zu sein braucht wie die Vorwärtsgeschwindigkeit bzw. umgekehrt, ist indessen eine Anordnung nach Abb. 1 und 2 durchaus am Platze.

In Abb. S und 6 ist ein Getriebe gemäß Abb. ι und 2 dargestellt, dessen Rückwärtsgeschwindigkeit aber ebenso groß gehalten werden kann wie die Vorwärtsgeschwindigkeit. Für beide Drehrichtungen wird lediglich der Hebel 12 benötigt. Um den gedachten Zweck zu erreichen, sind für jede Schaltscheibe 17 zwei Kurvenscheiben 70 und 70« mit den Steuernuten 71 und 71" vorgesehen, welche um i8o° gegeneinander versetzt sind. Die Kurven sind im einzelnen genau so konstruiert wie nach der Beschreibung zu den Abb. ι und 2. Da nun in jeder dieser beiden Steuernuten 71 und 71^s eine Stoßstange arbeitet, ist es klar, daß bei gleichem Schwingiingssinne des Hebels 12 das Mitnehmen der Schaltscheibe 17 dann in einer Richtung erfolgen kann, wenn nur eine der Antriebsstangen arbeitet. Die auf der Zeichnung hintenliegenden Klemmbacken 16 und i6^a sollen in der gezeichneten Stellung nicht arbeiten, der Punkt 83« soll also von dem Schlitzbügel 92« keinen Druck während des Arbeitsganges erhalten. Erreicht wird das dadurch, daß die Stoßstange in ihrer Arbeitstätigkeit abgeschaltet wird, wie es bei der Beschreibung der Abb. ι und 2 für das Abkuppeln in der Nullstellung geschildert ist. Der in dem Bilde

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hintenliegenden Abkupplungsvorrichtung 91" ist Gewinde gegeben, das zu demjenigen der vornliegenden Abkupplungsvorrichtung 91 entgegengesetzt ist. Die beiden Schlitzbügel 92^s ,und 92 werden sich also bei gleichem Drehsinn der Hebel 88 und 88« nach verschiedenen Richtungen bewegen. Wenn beispielsweise die beiden Schlitzbügel 92 und 92" in der Projektion der Abb. 1 genau aufeinanderfallen, ist für diese Stellung das Getriebe entblockt. Geht der Schlitzbügel 92 noch weiter nach rechts bzw. der Schlitzbügel 92⁰ noch weiter nach links, so ändert sich die Drehrichtung des Getriebes. Mit anderen '5 Worten, das Getriebe nach dieser Bauart läßt gleich große Geschwindigkeiten in beiden Drehrichtungen zu, geht von einer irgendwie gerichteten Größe zunächst auf o, wobei das Getriebe blockiert, d. h. mit der Schaltscheibe gekuppelt ist, wird dann entblockt, d. h. das Getriebe von der Schaltscheibe abgekuppelt, hierauf wieder blockiert, gleichgültig, in welcher Richtung man weiterschaltet, und ergibt wieder irgendwelche Geschwindigkeit.

Wenn man auf die Entblockung verzichten will, ist es möglich, die Baulänge der Maschine ganz wesentlich dadurch zu verkürzen, daß man den Bolzen 83 direkt auf der Kurve 71 laufen läßt.

Die Gruppierung der einzelnen Teile des Getriebes richtet sich nach den jeweiligen Verhältnissen. So kann z. B. abweichend von der zeichnerischen Darstellung auch eine .45 gleichachsige Anordnung der treibenden und getriebenen Welle vorgesehen sein. Auch für die Gestaltung der übrigen Teile ergeben sich im Rahmen des fachmännischen Könnens liegende Änderungsmöglichkeiten. Ein besonderer Vorteil liegt noch darin, daß die Entkupplungsbewegung unter Benutzung eines in an sich bekannter Weise in zwei Ebenen verstellbaren Schalthebels von dem gleichen Bedienungshebel aus ausgelöst werden kann, mit dem auch das Verschieben des Drehpunktes im Gestänge zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses bewirkt wird. Zu diesem Zweck wird der Schalthebel axial beweglich gemacht und diese Axialbewegung als Schalthub auf die Entkupplungsvorrichtung 86 übertragen.

Es sei noch bemerkt, daß einzelne Konstruktionsteile, wie z. B. die Klemmkupplung, an sich bereits bekannt sind. Die besondere Anordnung derselben ergibt jedoch die im vorstehenden beschriebene Wirkung, die als neu und fortschrittlich angesehen werden muß. Auch spannschloßartige Nachstellvorrichtungen sind an sich bekannt und auch bei Getrieben benutzt. Im vorliegenden Falle handelt es sich nur um ihre besondere Anordnung im Getriebe, nämlich auf die Steuerteile des Schaltwerksgetriebes gemäß der Erfindung.

Ein weiterer Vorteil besteht erfindungsgemäß darin, daß das Schaltwerksgetriebe durch Verbindung mit einer Antriebsmaschine zu einem kurbellosen Motor gemacht werden kann, wie in den Abb. 7 und 8 dargestellt ist. Hierbei greifen dann in an sich bekannter Weise die Kolbenstangen unmittelbar an einem Getriebeteil des Schaltwerksgetriebes an. Die die Führungskurven 3 für den ersten Hebel der Schwinghebelanordnung tragenden Scheiben 4 werden für diesen Fall als Schwungräder ausgebildet. Erfindungsgemäß regelt der Motor seinen Lauf dadurch, daß der zur Geschwindigkeitsänderung den Drehpunkt 11 eines der Getriebehebel bewegende Schieber von einem Regelglied an sich bekannter Bauart, z. B. einem Fliehkraftregler, bewegt wird, der in Abhängigkeit von einem der drehenden Teile des Getriebes steht.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltwerksgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit schwingenden Hebelanordnungen, deren Ausschläge durch Drehpunktsverschiebung veränderlich sind, nach Patent 481 835, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs- und Entkupplungsvorgänge zwischen den zum Schaltwerk gehörigen Kupplungsgliedern durch eine unmittelbar auf der treibenden Welle angeordnete Verstelleinrichtung beeinflußt werden. '
2. 2. Schaltwerksgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkuppeln und Wiederkuppeln zwischen dem am Schaltwerk angreifenden Glied und dem Schaltrad von der treibenden Welle aus durch eine mit dieser umlaufende Kurve (71) erfolgt, die mittels eines Übertragungsgliedes, z. B. einer Verstellstange (94), die Kupplung herstellt oder löst.
3. 3. Schaltwerksgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Übertragungsglied, z. B. der Verstellstange (94), ein Schlitzbügel (92) sitzt, in dem ein auf die Kupplungsvorrichtung am Schaltrad no einwirkender Bolzen (83) schwingt.
4. 4. Schaltwerksgetriebe nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in das Übertragungsglied zwischen der treibenden Welle und der Kupplung für das Schalt- "5 rad der getriebenen Welle, die beispielsweise als Klemmkupplung ausgebildet sein kann, eine Entkupplungsvorrichtung (86) eingeschaltet ist, die z. B. spannschloßartig ausgebildet ist und durch Drehen >²° verstellt werden kann.
5. 5. Schaltwerksgetriebe nach Anspruch 1

   bis 4 in Verbindung mit einer Antriebsmaschine, bei der die Kolbenstange unmittelbar unter Vermeidung einer Kurbelwelle auf einen Getriebeteil einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die die Führungskurven (3) für den ersten Schwinghebel tragenden Scheiben (4) als Schwungräder ausgebildet sind und ein zum Zwecke der Geschwindigkeitsänderung den Drehpunkt (11) eines der Getriebehebel bewegender Schieber von einem Regelglied, z. B. einem Fliehkraftregler, bewegt wird, der in Abhängigkeit von einem der drehenden Teile des Getriebes steht.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   BERLIN. GEDRUCKT IN DEII