DE667666C - Getriebe zur AEnderung der UEbersetzung in Abhaengigkeit von der Belastung mit einemUmlaufraederwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses Getriebe, bei dem die Änderung der Übersetzung in Abhängigkeit von der Belastung erfolgt.

Es sind bereits Getriebe dieser Art bekannt, die ein Umlaufräderwerk besitzen, dessen treibender Träger über mit exzentrischen Massen versehene Planetenräder ein Sonnenrad antreiben. Das Sonnenrad befindet sich auf einem Wellenstück, das seinerseits mit einem in einer Richtung wirkenden Gesperre versehen ist, und die Übertragung der Bewegung auf die angetriebene Welle erfolgt dann weiter durch eine Federanordnung.

Es hat sich herausgestellt, daß die Massen des aus Sonnenrad, Gesperre und Federanordnung bestehenden schwingungsfähigen Systems möglichst klein gemacht werden müssen, um den bei Automobilmotoren normalerweise vorliegenden Drehzahlen hinsichtlich der Frequenz zu genügen. Bei einer bekannten Ausführung sind allerdings schon die Massen des Sonnenrades und der Sperrscheibe ziemlich klein, aber es ist dann eine Schraubenfeder für die Federanordnung verwendet, deren Masse sehr beträchtlich ist.

Erfindungsgemäß ist als Feder eine unterteilte stabförmige Verdrehungsfeder verwendet. Untersuchungen haben gezeigt, daß bei der oben angegebenen Hintereinanderschaltung mit Verwendung einer solchen Feder sehr günstige Ergebnisse, insbesondere ein außerordentlich weiches Arbeiten des Getriebes, erreicht werden. Die Verwendung einer Stabfeder ist an sich auch schon bekannt, jedoch waren hier die anderen Massen nicht im Sinne der obenerwähnten Erkenntnisse angeordnet.

Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt Abb. ι einen Längsschnitt eines Getriebes, Abb. 2 die exzentrischen Masse.n,

Abb. 3 eine Seitenansicht einer Masse auf ihrer Welle,

Abb. 4 Querschnitte verschiedener stabförmiger Verdrehungsfedern,

Abb. 5 einen Längsschnitt eines Getriebes mit zwei Gewichtssätzen, die phasenver- ■ schoben arbeiten,

Abb. 6 die exzentrischen Massen dazu,

Abb. 7 eine Abänderung der Ausführung nach Abb. 5.

Das Getriebe nach Abb. 1 bis 4 ist in einem Gehäuse 1 untergebracht. An einem Ende der Antriebswelle 2 ist ein Gehäuseteil 3 befestigt, der die exzentrischen Massen aufnimmt und auch als Schwungrad für den Motor dient.

Der Gehäuseteil 3 besteht aus zwei Platten 4 und 5 und einem daran befestigten

Ring 6. Die Platten 4 und 5 nehmen die beiden Lager 7 für die exzentrischen Massen 9 auf. In der Platte 5 ist ferner das·; Lager 8 für eine Zwischenwelle vorgesehen^ Jede Masse 9 besteht gemäß Abb. 3Ä;'" einer Welle 10, einem Zahnrad 11 und ew eigentlichen exzentrischen Teil 12. Die Zahnräder 11 stehen mit einem Zahnrad 13m Eingriff, das auf der Zwischenwelle 14 mit Keil und Mutter 16 befestigt ist, die mit der Antriebswelle 2 gleichachsig liegt und außer im Lager 8 noch im Gehäuse 1 gelagert ist.

Ein Gesperre 20 besteht aus einem äußeren, fest angeordneten Ring 21, den Rollen 26 und einem inneren, drehbaren Glied 40. Es kann nach jeder Drehrichtung wirkend eingestellt werden, wozu der feste Ring mit doppelten Kurvenflächen ausgerüstet ist. Die Einstellung des Gesperres für jede Richtung sowie auch für den Leerlauf erfolgt durch Drehen des Käfigs 31 für die Rollen 26. Der Käfig 31 besitzt zu diesem Zweck einen aufwärts gerichteten Arm 32 mit einem Zahnsegment 33, das mit einem Zahnrad 34 einer Steuerwelle 35 in Eingriff steht.

Das Zahnrad 34 sitzt lose auf der Welle 35, besitzt aber eine Keilnut, in die ein Keil 36 auf der Welle 35 eingreift. Die Keilnut ist breiter als der Keil, und das Zahnrad kann sich somit auf der Welle verdrehen, wird aber für gewöhnlich in seiner Lage durch eine Feder 37 gehalten, deren eines Ende mit dem Zahnrad 34 und deren anderes Ende mit der Steuerwelle verbunden ist. Hierdurch wird eine geringe Beweglichkeit möglich, die dem Käfig 31 gestattet, seine beste Betriebsstellung einzunehmen. _v Die Welle 35 ist in ihrer Läge durch einen Stift 38 gehalten, der mit einer Bohrung in einen Ring 39 eingreift, der an dem Gehäuse 1 befestigt ist. Das Hand-^ς-rad 4i ist auf der Welle" 35 verschiebbar und gegen Drehung durch einen Federkeil gehindert. Der Stift 38 ist mit dem Handrad 41 verbunden, so daß er mit dem Rad zusammen axial verschoben wird.

Hinter dem Gesperre liegt eine Federanordnung 45, die die Zwischenwelle 14 und die angetriebene Welle 46 miteinander verbindet. Als Feder dient erfindungsgemäß eine Stabfeder 47, die hier aus einer Anzahl von übereinandergelegten Blättern gebildet wird.

Mit der Feder 47 ist ein Hauptschwungrad

48 verbunden, das in einem Lager 49 auf der Zwischenwelle 14 gelagert ist und an das • Ende des Gehäuses angrenzt. Dieses Schwungrad ist durch ein konzentrisches Rohr 50 mit dem freien Ende der Feder 47 verbunden. In diesem Rohr 50 können Hilfs-Schwungräder 51 angeordnet sein, die in '"' Lagern. 52 drehbar gelagert Und fest mit der Feder 47 verbunden sind. Das Ende des Rohres 50 ist in der Nähe seiner Verbindung _i;mit der Feder in dem Getriebegestell durch «ein Lager 53 gehalten.

,?' - Die Befestigung der Feder 47 an den !!-,Enden der Zwischenwelle 14 und der getriebenen Welle 46 sowie die Befestigung des Rohres und der Schwungräder 51 an der Feder besteht vorzugsweise aus ein paar auf der Welle oder dem Rohr angebrachten Klauen 54, die die Feder 47 ergreifen. Ein Bolzen 55 geht durch eine Bohrung der Klauen 54 und der Feder hindurch und hält die Feder zwischen den Klauen fest. Die Enden der Klauen sind, wie bei 56 gezeigt, abgeschrägt, um einen Bruch der Feder zu verhindern.

Anstatt einen quadratischen Querschnitt für die Feder 47 zu wählen und sie aus flächen Streifen herzustellen, wie es beispielsweise in den Abb. i, 4, 5 und 7 dargestellt ist, kann sie auch aus Streifen anderen Querschnittes zusammengesetzt sein (vgl. die Querschnitte 58 und 59 der Abb. 4). Die Feder kann gegebenenfalls auch aus einem Stück Federstahl bestehen. Sie kann auch aus einzelnen kurzen Enden bestehen, die durch geeignete Kupplungen zusammengehalten werden.

Wo ein besonders gleichmäßiger Antrieb erforderlich ist, können auch zwei oder mehrere Paare exzentrisch umlaufender Massen angeordnet werden. ' In Abb. 5 und 6 sind zwei Paare 9 und 65 vorgesehen. Die Wellen 10 dieser Paare sind gleichmäßig auf der Platte des Gehäuses verteilt; sie sind so angeordnet, daß sie gleichmäßig verteilte Impulse geben, und die Massen 12 jedes Paares sind so angebracht, daß ihre Innen- oder Außenbewegung zu¹ gleicher Zeit erfolgt.

Die Zahnräder 11 der Paare 9 und 65 greifen in die Zahnräder 13 und 66, die auf zwei ineinanderliegen den Zwischen wellen 14 und 67 befestigt sind. Diese Wellen liegen <°5 gleichachsig mit der treibenden Welle und sind mit ihren Enden in Lagern 8 und 68 gelagert, von denen das Lager 8 in der Platte 5 und das Lager 68 in der Platte 4 befestigt ist. Die Welle 14 trägt das Zahnrad 13, während die innere Welle das Rad 66 trägt, das einen ringförmigen Flansch 69 (Abb. 5) hat, der über das Lager 68 greift, das in der Platte 4 angeordnet ist. Die äußere Zwischenwelle 14 ist hohl und paßt über die innere Zwischenwelle 67. Die beiden Zahnräder 13 und 66 sind durch Gegenmuttern 16 und 70 auf den Wellen 14 und 67 gehalten.

Jede Zwischenwelle 14 und 67 ist mit einem Gesperre 20 versehen, die einen gemeinsamen äußeren Ring 21 und einen gemeinsamen Käfig 31, aber besondere Rollen 26 und 79

sowie zwei besondere innere Glieder 40 und 72 haben, von denen das eine Glied 40 unmittelbar auf der äußeren Zwischenwelle 14 und das andere, 72, auf einer die Zwischenwelle 14 umgebenden Hohlwelle 73 befestigt ist. Auf dem Hinterende dieser Hohlwelle 73 sitzt ein Zahnrad 75, das mit dem Kranz 76 eines mit zwei Kränzen j6 und ¹JJ versehenen Zahnrades in Eingriff steht, während der andere Kranz jy dieses doppelkränzigen Zahnrades mit einem Zahnrad 78 auf der inneren Zwischenwelle 67 zusammenarbeitet.

Die Federanordnung besteht in diesem Falle aus zwei Stabfedern 83 und 84, die in einem Rohr von entsprechend großem Durchmesser angeordnet sind. Diese Federn 83 und 84 sind an ihren vorderen Enden an Kurzen Wellen 86 und 87 befestigt, die in Lagern 88 gelagert sind, die in den Platten 89 und 90 nahe an dem vorderen Ende des Rohres 85 angeordnet sind. Diese Wellen bestehen mit ihren Zahnrädern 91 und J¹J aus einem Stück.

Die Zahnräder 91 und T] stehen mit zwei Zahnrädern 93 und 78, die auf den Enden der Wellen 14 und 67 befestigt sind, in Eingriff. Das doppelkränzige Zahnrad 76, jy dient zur Verbindung der inneren Zwischenwelle 6 mit der Hohlwelle 73 des dazugehörigen Gesperres 72 und faßt gleichzeitig die Feder 84. Das eine Ende jeder Feder 83 und 84 ist an einer Platte 94 an dem hinteren Ende des Rohres 85 befestigt. Das Rohr 85 wirkt als Schwungrad. Die Platte 90 innerhalb des Rohres ist an der Feder 95 befestigt. Das Rohr 85 wirkt als Schwungrad. Die Platte 90 innerhalb des Rohres ist an der Feder 95 befestigt. Diese Feder ist in der Mitte durch Bolzen 55 mit einem Rohr 96 verbunden, das durch Lager 97 im Gehäuse gelagert ist, während das Ende der Feder mit der getriebenen Welle 46 verbunden ist. Auf dem Rohr 96 ist ein Schwungrad 98 angeordnet. Das Rohr 85 ist an seinem vorderen Ende in einem Lager 81 gelagert, das auf der Hohlwelle 73 angeordnet ist, und an seinem hinteren Ende in einem Lager 82 auf dem Rohr 96.

Bei einer anderen Ausführungsform gemäß der Abb. 7 werden die Zahnräder 77, 91, 76 der Abb. 5, die in die Zahnräder 78, 93 und 75 greifen, durch Zahnrädersegmente ersetzt, die Innenverzahnung tragen. Hierdurch wird eine größere Übersetzung zwischen der Bewegung der Zwischenwellen 14 und 67 und den Federn 83 und 84 erzielt, was die Verwendung von kürzeren und kräftigeren Federn gestattet.

Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende: Bei Drehung der Antriebswelle 2 läuft das Gehäuse 3 mit um. Da beim Anlaufen die Abtriebswelle 46 und mit ihr das Zahnrad 13 stillsteht, bewegen sich die exzentrischen Massen um ihre Zwischenwelle 14 und werden gleichzeitig durch die Zahnräder 11, die auf den Wellen 10 angeordnet sind und mit dem Zahnrad 13, das auf der Zwischenwelle 14 sitzt, in Eingriff stehen, um ihre Wellen 10 gedreht. Die Welle 14 steht noch still. Die Schwerpunkte der Massen 12 der Gewichte laufen dann exzentrisch um.

Wenn die Geschwindigkeit der Antriebswelle 2 wächst, wächst ebenfalls die Zentrifugalkraft der Massen 12, wodurch die Massen immer mehr das Bestreben haben, ihre äußerste Lage einzunehmen.

Wenn die Massen 12 entgegen der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft nach innen gedreht werden, verzögern sie den Umlauf der Räder 11 und verdrehen über die Zahnräder 13 die Zwischenwelle in voreilendem und bei ihrer Bewegung nach außen in zurückbleibendem Drehsinne.

Die Zwischenwelle wird daher zuerst in einer abwechselnden Vor- und Rückwärtsbewegung gehalten, aber durch das Gesperre 20 wird jede Bewegung in der einen Richtung verhindert. Die Zwischenwelle dreht sich daher nur in einer Richtung, aber durch eine Reihe von kurzen Impulsen. Die Feder 45, die zwischen der Zwischenwelle und der getriebenen. Welle angeordnet ist, wandelt diese Impulse, unterstützt von dem Schwungrad 48, in eine gleichmäßige Drehung um und bewirkt einen beständigen Antrieb in einer Richtung, die nur von der Lage des Käfigs 31 abhängig ist, der die Rollen 26 des Gesperres 20 einstellt.

Wenn das Gesperre 20 so eingestellt ist, daß die Antriebswelle 2 und die getriebene Welle 46 in derselben Richtung umlaufen, wird die allmählich ansteigende Geschwindigkeit allmählich die der treibenden Welle erreichen, womit der direkte Gang eintritt.

Wenn der Widerstand der getriebenen Welle gleich ist oder weniger beträgt, als die Antriebswelle hergibt, hören die Massen auf, umzulaufen. Durch die Fliehkraft tritt direkte Kupplung ein.

Die Ausführung nach der Abb. 5 und 6 hat den Vorteil, daß durch ein weiteres Massenpaar und dessen Versetzung zum ersten zwischen die Antriebsimpulse des ersten Massenpaares weitere Antriebsimpulse gelegt werden, so daß in gleichem Maße die Gleichförmigkeit des Abtriebes erhöht wird.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Getriebe zur Änderung der Übersetzung in Abhängigkeit von der Belastung mit einem Umlaufräderwerk, dessen treibender Träger über mit exzen-

   irischen Massen versehene Planeten, ein Sonnenrad, ein mit einem Gesperre verbundenes Wellenstück und eine Feder auf den Abtrieb wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß als Feder eine unterteilte stabförmige Verdrehungsfeder verwendet wird.
2. 2. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder von einem Rohr (50) umgeben ist, innerhalb dessen die Feder durch Kugellager (52) o. dgl. abgestützt ist.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (50) an dem hinteren Ende der Feder befestigt ist und entweder selbst als Schwungmasse ausgebildet ist oder ein Schwungrad trägt.
4. 4. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei exzentrische Massenpaare (12) vorgesehen sind, die in an sich bekannter Weise gegeneinander versetzt sind und auf ein gemeinsames Doppeigesperre (20, 26, 40 und 20, 79, 72) sowie zwei Zwischenwellen (14, 67) und zwei Stabfedern (83, 84) arbeiten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen