DE647083C - Stufenlos sich einstellendes Wechselgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge, mit schwingbaren Hilfsmassen, durch welche positive und negative Drehmomente hervorgerufen werden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf stufenlos sich einstellende Wechselgetriebe und betrifft insbesondere für Kraftfahrzeuge sich eignende Wechselgetriebe mit schwingbaren Hilfsmassen, S durch welche positive und negative Drehmomente hervorgerufen werden, von denen letztere von einem abgefederten Teil aufgenommen werden.

Bekannte ähnliche Getriebe sind in ihrer Bauart umständlich und bedingen doppelte Schwungmassen,-große Schwunggewichte, großen Raum für die Schwingbewegungen und für gewöhnlich die Verwendung von Zahnrädern, die ein einwandfreies Arbeiten des Getriebes nicht zulassen.

Sollen durch diese bekannten Getriebe bei gleichbleibender Drehzahl größere Leistungen, d. h. größere Drehmomente, übertragen werden, so müssen größere Massen bei vergrößerten Abmessungen verwendet werden, wodurch eine wesentliche Verteuerung herbeigeführt wird.

Eine Herabminderung der Ausgangsdrehzahl bei gleichbleibendem Ausgangsdrehmoment ist bei diesen Getrieben, wenn sie in Verbindung mit Motoren mit gleichbleibender Drehzahl Verwendung finden, überhaupt nicht möglich, während, wenn sie im Verein mit Motoren, deren Drehzahl geändert werden kann, z. B. Brennkraftmaschinen, verwendet werden, die Gefahr besteht, die untere Drehzahlgrenze zu unterschreiten, d.h. den Motor abzuwürgen.

Schließlich sind bei diesen bekannten Getrieben zur Gleichrichtung der negativen Impulse Zahnräderwendegetriebe erforderlich, die die Verwendung eines doppelten Gesperres und dadurch eine umständliche Bauart bedingen.

Alle diese Übelstände werden erfindungsgemäß durch ein im Aufbau einfaches und mithin störungsfrei arbeitendes, billig herzustellendes Wechselgetriebe-mit. hohem Wirkungsgrad beseitigt, welches infolge seiner gedrängten Bauart nur sehr geringen Raum beansprucht.

Zur Erreichung des angestrebten Zweckes ist erfindungsgemäß die schwingbare Hilfsmasse als Ring -exzentrisch in einer mit der treibenden Welle verbundenen Scheibe angeordnet und durch eine Kurbel, deren Länge etwas größer gehalten ist als die Exzentrizität des schwingbaren Ringes, mit einer Zwischenwelle verbunden, die über Sperrwerke mit einem feststehe.nden Teil der getriebenen Welle in. Verbindung steht.

Bei dem Wechselgetriebe nach der Erfindung ergeben sich bisher nicht erreichte Vorteile

dadurch, daß der Massering, ohne irgendwelche Änderungen des Getriebegliedes selbst, durch eine Verkürzung der Kurbel — oder Vergrößerung der Exzentrizität — beliebig zur Wirkung gebracht werden kann, da durch die Wahl der Exzentrizität beliebig große Beschleunigungen des Masseringes erzielt, also beispielsweise bei geringer Drehzahl sehr starke Drehmomente übertragen werden können. Weiter wird, abgesehen davon, daß keine Zahnrädergetriebe benötigt werden und mithin die großen, auf Zahnrädergetriebe zurückzuführenden Nachteile ausgeschaltet werden, der wesentliche Vorteil erreicht, daß die negativen Impulse in sehr einfacher Weise gleichgerichtet und für das Getriebe nutzbar gemacht werden.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Wechselgetriebes gemäß der Erfindung dargestellt, und es ist: Abb. ι eine teilweise nach der Linie A-B der Abb. 2 geschnittene Seitenansicht und

Abb. 2 eine teils nach der Linie C-D, teils nach der Linie C-E der Abb. ι geschnittene Vorderansicht.

^a5 Auf einer Grundplatte ι mit Lagerböcken 2,3,4, die als Stirnwandungen oder Querversteifungen ausgebildet sind, ist das Getriebe nach der Erfindung aufgebaut. In dem Bock 2 ist ein mit der nicht dargestellten Antriebsmaschine, z. B. einem Motor, verbundener Wellenstumpf 5 drehbar gelagert, auf dem ein Flansch 6 aufgekeilt ist. Letzterer ist mit einer Scheibe j verbunden, gegenüber welcher eine ähnliche Scheibe 8 liegt. Beide Scheiben y und 8 sind gehäuseartig durch einen als Schwungmasse dienenden Ring 9 fest miteinander verbunden, der in beliebiger Weise, z. B. durch Aufschrumpfen, befestigt werden kann. Exzentrisch zu dem Wellenstumpf 5 und dem Mittelpunkt der Scheiben 7 und 8 sind in den einander zugekehrten Flächen letzterer ringförmige Aussparungen vorgesehen, derart, daß kreisrunde Mittelstücke j^a und 8^a stehenbleiben. Die ringförmigen Aussparungen in den Scheiben 7, 8 dienen zur Aufnahme von Ringen 10 und ii, die als Hilfsmasse zur Wirkung kommen und auf Kugel- oder Rollenlagern 12 und 13 laufen. Die inneren Laufringe der Rollenlager 12, 13 können beispielsweise auf die Mittelstücke 7" und 8" aufgeschrumpft werden, und in gleicher Weise können die äußeren Kugellaufringe auf den als Hilfsmasse dienenden Ringen 10 und 11 befestigt werden. Die beiden Ringe 10 und 11 drehen sich daher leicht in den in den Scheiben 7 und 8 vorgesehenen Aussparungen. Durch einen Bolzen 14 sind die beiden Ringe 10 und 11 starr miteinander verbunden, derart, daß sie sich stets gemeinsam drehen.

In den Lagerböcken 3 und 4 ist eine Welle 15 drehbar angeordnet, auf welcher zwischen den Scheiben 7 und 8 eine doppelt gekröpfte Kurbel 16 befestigt ist. Die Länge der Kurbel ifi ist etwas größer als die Exzentrizität der schwingbaren Ringe 10,11. Der Zapfen 17 der Kurbel 16 ist in der Scheibe 7 gelagert. Die Kurbel 16 ist durch einen Lenker 18 mit dem Bolzen 14 drehbar verbunden, derart, daß die Schwenkbewegungen der Ringe 10 und 11 auf die Kurbel 16 und dadurch auf die Welle 15 übertragen werden. Auf der Welle 15 sitzt ein Sperrwerk 19,20, dessen umlaufender Teil 19 mit der Welle 15, beispielsweise durch einen Keil 21, fest verbunden ist. Dieser bewegliche Teil 19 ist mit Hilfe einer Feder 22 gegen den getriebenen Teil 23 abgefedert. Gegebenenfalls kann die Abfederung auch durch zwei gegeneinander vorgespannte Federn erfolgen. Der getriebene Teil, beim dargestellten Ausführungsbeispiel das Schwungrad 23, kann beispielsweise mit einer Riemenscheibe 24 verbunden sein, an deren Stelle aber auch an sich bekannte Kupplungsglieder vorgesehen werden können, durch welche der Antrieb auf den getriebenen Teil weiter-, geleitet wird. Der andere Teil 20 des Sperrwerkes 19, 20 ist nicht drehbar und kann bei- S5 spielsweise zwischen gegeneinander vorgespannten Federn 25 und 26 gelagert sein, um den ruhigen Gang auf der getriebenen Seite zu begünstigen und eine Gleichrichtung der negativen Impulse zu ermöglichen. Der Teil 20 des Sperr-Werkes 19, 20 kann aber auch mit einer Platte 28 verbunden sein, die ihrerseits zwischen den Federn 25 und 26 liegt. Das Sperrwerk 19, 20 sitzt auf einer zweckmäßig an dem Lagerbock 3 angegossenen Konsole 27 und wird in dieser Weise gegen das Gestell und den getriebenen Teil abgefedert, wodurch wiederum die Gleichrichtung der negativen Impulse sowie die gleichzeitige Summierung der Impulse allgemein gewährleistet wird.

Bei der Benutzung des Getriebes lassen sich drei Betriebsarten unterscheiden. Der getriebene Teil kann:

1. blockiert sein,

2. mit einer gewissen, der Drehzahl des treibenden Teils gegenüber verringerten Drehzahl sich bewegen,

3. mit der gleichen Drehzahl wie der treibende Teil umlaufen.

Im Gegensatz zu Zahnrädergetrieben, bei welchen eine Änderung der Drehzahl ruckweise in Einzelstufen erfolgt, wird bei dem Getriebe gemäß der Erfindung die Änderung der Drehzahl stufenlos bis zum Gleichlauf zwischen treibendem und getriebenem Teil, also beispielsweise beim direkten Gang eines Kraftfahrzeuges, erreicht. Auch der Rückwärtsgang des getriebenen Teiles kann wie der Vorwärtsgang bis zum Gleichlauf von treibendem und getriebenem Teil stufenlos gesteigert werden, wobei alsdann an Stelle der iao positiven, den Vorwärtsgang herbeiführenden Impulse, die negativen Impulse gesammelt und

in gleicher Weise wie die positiven nutzbar gemacht werden.

Weiterhin kann das ganze Getriebe, d. h. die die Impulse liefernde Vorrichtung, hinsichtlich treibender und getriebener Seite umgekehrt werden.

Wird für die erste der oben angegebenen Betriebsart angenommen, daß der getriebene Teil 23, 24 feststeht und die treibende Welle 5 sich dreht, so werden die Exzenter η^α, 8^a um einen beweglichen Drehpunkt in bestimmter Bahn geschwungen, und durch das Vorbeieilen der Exzentermittelpunkte an dem Endpunkt der Kurbel, deren Länge, wie bereits erwähnt, etwas größer als die Exzentrizität der der Ringe 10, 11 ist, werden die als Hilfsmassen dienenden Ringe 10 und 11 in schwingende Bewegung versetzt.
Wenn jedoch, wie dies für die zweite Betriebs-

ao art zutrifft, der getriebene Teil frei beweglich ist, wird die für die erste Betriebsart zuletzt erwähnte Schwingbewegung beim Drehen der Kurbel 16 in eine Drehbewegung mit veränderlicher Winkelgeschwindigkeit umgewandelt. Durch die den Ringen 10 und 11 erteilte Beschleunigung wirkt auf die schwingende Welle 15 und mithin auch auf das eine gegenläufige Drehung verhindernde Sperrwerk 19,20 ein positiver Drehimpuls. Durch diesen positiven Impuls wird die Feder 22 gespannt, die dann das Schwungrad 23 mitnimmt und so die Drehung des getriebenen Teiles bewirkt. Der negative Impuls dagegen wird unter dem Einfluß des Sperrwerkes 19, 20 in der Abfederung 25, 26 aufgespeichert und sofort nach dem Abklingen von der Abfederung 25, 26 an die Feder 22 abgegeben. Hierdurch ergibt sich die angestrebte Gleichrichtung der negativen Impulse, die deren Nutzbarmachung im Getriebe ermöglicht. Durch die rasche Folge der verschiedenen Impulse, d. h. der positiven Impulse und der durch die Gleichrichtung im gleichen Sinne wirkenden negativen Impulse, wird auf der getriebenen Seite eine annähernd gleichförmige Drehbewegung gewährleistet.

Für die dritte Betriebsart kann durch auf die Ringe 10,11 wirkende Zusatzmassen und die

■ dadurch bedingte Fliehkraftwirkung eine starre Maximalverbindung zwischen der treibenden und der getriebenen Seite erhalten werden, die einer unmittelbaren Übertragung der Dreh-

• bewegung des treibenden Teiles auf den getriebenen Teil bis zu einem gewissen Grade gleichkommt.
Durch Änderung der Exzentrizität der Ringe

10,11 oder durch eine Änderung der Länge der Kurbel 16 kann das Getriebe den jeweils gewünschten Arbeitsbedingungen leicht angepaßt werden.
Das Sperrwerk 19, 20 kann erfindungsgemäß für Vorwärts- und Rückwärtsgang des getriebenen Teiles umschaltbar sein. Es können aber auch zwei abgefederte Sperrwerke nebeneinander Verwendung finden, um denÜichtungswechsel zu gewährleisten.

Ferner können bei dem neuen Getriebe zwei oder mehrere Impulse liefernde Einrichtungen gleicher Art vorgesehen werden, die auf die gleiche getriebene Welle wirken, wodurch der Gleichförmigkeitsgrad der Drehbewegung- noch erhöht wird. Letzteres kann in mehrfacher Weise, und zwar z. B. auch dadurch erreicht werden, daß eine Hilfsmasse mit einer oder mehreren schwingenden, je mit Kurbel und Lenker versehenen Wellen zusammengefügt wird, wobei für jede Welle ein Sperrwerk mit zugehöriger Abfederung vorgesehen ist, und die Federn gemeinsam auf den getriebenen Teil zur Einwirkung kommen.

Gemäß einer anderen Ausführungsmöglichkeit kann eine schwingende Welle mit einer oder mehreren, als Hilfsmasse dienenden, schwingenden, auf Exzentern oder einer Kurbelwelle laufenden Ringen Verwendung finden, wobei lediglich ein doppelt abgefedertes Sperrwerk Verwendung finden muß.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Stufenlos sich einstellendes Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit schwingbaren Hilfsmassen, durch welche positive und negative Drehmomente hervorgerufen werden, von denen die negativen von einem abgefederten Teil aufgenommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die· schwingbare Hilfsmasse (10,11) als Ring exzentrisch in einer mit der treibenden Welle verbundenen Scheibe (7, 8) angeordnet und ■ durch eine Kurbel (16), deren Länge etwas größer gehalten ist als die Exzentrizität des schwingbaren Ringes, mit einer Zwischenwelle (15) verbunden ist, die über Sperrwerke (19, 20) mit einem feststehenden Teil (27) und der getriebenen Welle (24) in Verbindung steht.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenwelle (15) jeweils nur ein nur in einer Drehrichtung wirkendes Sperrwerk (19,20) trägt, von welchem der nicht drehbare Teil (20) durch gegeneinander vorgespannte Federn (25, 26) gegen den feststehenden Teil (27) und der drehbare Teil (19) z. B. durch eine zylindrische Torsionsfeder (22) gegen die getriebene Welle (24) abgefedert sind, während die beiden schwingbaren Systeme (19, 22 und 20, 25, 26) verschiedene Eigenfrequenzen zum Zwecke der Gleichrichtung der negativen Impulse besitzen.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsvorrichtung (5, j^a, 8^a, 10, 11,14,16, 18) von

jeder der beiden Seiten angetrieben werden kann, wobei sich in einem Falle die Hilfsmasse (io, ii) mit der Drehzahl der getriebenen Welle und im anderen mit der Drehzahl der treibenden Welle dreht.

4. Getriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsvorrichtungen (5, y^a, &^a, 10,11,14,16,18) derart parallel geschaltet werden können, daß die Hilfsmassen auf einer gemeinsamen Kurbel- oder Exzenterwelle laufen, wobei dieselbe über ein Sperrwerk auf die getriebene Welle wirkt.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität der Exzenter bis zum vollständigen Stillstand der getriebenen Welle verstellbar und feststellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen