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Stufenloses Schaltgetriebe Die Erfindung betrifft Schaltgetriebe für
leistungsfähige Kraftübertragung und stufenlose Schaltung. Die gleichzeitige Erfüllung
beider Bedingungen war bisher, wenn überhaupt, nur in sehr begrenztem Umfange möglich,
da nur Zahnradübertragungen erhöhte Leistungsfähigkeit, nicht aber stufenlose Schaltung
schlechthin zulassen, im Gegensatz zu den bekannten Reibungsgetrieben für stufenlose
Schaltung, die indes ihrerseits den Mangel haben, daß sie für leistungsfähige Kraftübertragung
nicht geeignet sind. Das Schaltgetriebe gemäß der Erfindung wird beiden Forderungen
gerecht, indem es unter Verzicht auf die bekannte Reibungsübertragung als Zahnradgetriebe
ausgebildet ist und seine unbedingte stufenlose Schaltung durch die .Anordnung einer
Taumelscheibe mit Freilaufkupplung als Verbindungsorgane zwischen dem An- und Abtrieb
herbeigeführt wird. Trotz der Verwendung eines Zahnradgetriebes als Mittel zur Kraftübertragung
zwischen dem An- und Abtrieb wird gemäß der Erfindung ein stufenloses Schaltgetriebe
ermöglicht, das auch in größeren Schaltstufen eine äußerst einfache Bauart besitzt
und nicht mehr wie bisher auf viele kleine Schaltstufen angewiesen ist, durch die
bei bekannten Schaltgetrieben mit der kraftschlüssigen Zahnradübertragung eine Annäherung
an stufenloses Schalten erstrebt wurde.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt, wobei die in den Abb. i und 2 gezeigte Ausführung die einfachste
Lösung der Erfindungsaufgabe darstellt, während die Ausführung nach den Abb.3 und
q eine erweiterte Konstruktion des Schaltgetriebes darstellt. Die Abb. i und 3 zeigen
die Schaltgetriebe im Längsschnitt, die Abb. 2 und ¢ im Querschnitt nach der Linie
1-I bzw. III-III der Abb. i bzw. 3.
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Beim Erfindungsgegenstand gemäß den Abb. i
und 2 ist
zwischen der Antriebswelle i und der Abtriebswelle 2 eine Freilaufkupplung 3 angeordnet,
deren treibendes Glied mit einer Schwinge 4 fest verbunden ist. Diese Schwinge ist
mittels zweier Zapfen 4" im Getriebegehäuse gelagert und wird z. B. mittels Gleitsteine
6 in einer Randnut der Taumelscheibe 7 geführt, so daß sie bei den Umläufen der
Taumelscheibe ihre Schwingbewegungen in Achsrichtung der Wellen i und 2 ausführen
kann. Die Taumelscheibe 7 ist auf einem die Welle i quer durchsetzenden Zapfen 5
gelagert und auf diese Weise mit der Antriebswelle i verbunden. Zweckmäßig ist die
Antriebswelle im Bereich der Taumelscheibe im Querschnitt vierkantig geformt, um
der Taumelscheilie eine Führung zu bieten, zu welchem Zwecke an der Taumelscheibe
ein entsprechend geformter Flansch 8 mit einer am Vierkant der Welle geführten Aussparung
8° befestigt ist. Die maximale Schräglage der Taumelscheibe ist in der Zeichnung
mit strichpunktierten Linien angedeutet.
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Das getriebene Glied der Freilaufkupplung 3 ist ein parallel zur Antriebsachse
i angeordnetes Kegelzahnrad g, das entsprechend der Schwingbewegung der Schwinge
4 im Sinne der Triebwirkung der Freilaufkupplung in Richtung des am Zahnrad angegebenen
Pfeiles io in Umdrehung versetzt wird. Das Zahnrad g wird in einem in der Wand des
Getriebegehäuses i i befestigten Kugellager geführt und überträgt seine Drehbewegung
auf ein mit der Abtriebswelle 2 fest verbundenes Kegelzahnrad 12. Diese Bewegungsübertragung
erfolgt sobald und solange, als die Taumelscheibe ihre Taumelbewegungen ausführt,
die Taumelscheibe bei ihrer Umdrehung sich also nicht mehr in der gezeichneten Grundstellung
befindet. ; Der Übergang der Taumelscheibe aus der Grundstellung in eine Schräglage
wird mittels einer auf der Antriebswelle i verschiebbar gelagerten und mit der Welle
durch einen Keil 13 verbundenen Muffe 14 herbeigeführt, die mit der Taumelscheibe
durch einen Lenker 15 verbunden ist und an ihrem aus dem Gehäuse i i herausragenden
Ende eine Führungsbuchse 16 für einen nicht dargestellten Handhebel trägt, der eine
beliebige Einstellung der Taumelscheibe gestattet.
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Aus Gründen der symmetrischen Belastung sowie Lagerung und Führung
des ganzen Getriebes befindet sich auf der dem Kegelzahnrad 12 gegenüberliegenden
Seite der Taumelscheibe ein gleichartiges Kegelrad 12a, das ebenfalls mit dem Kegelrad
g kämmt. Das eingezeichnete Kegelrad 12a hat an sich keine Funktionsaufgabe. Seine
Verwendung ist jedoch aus den angegebenen Gründen vorteilhaft. Würde es fehlen,
so bestände durch die einseitige Belastung die Gefahr einer Verkantung der Räder
g und ga. Diese wird durch ein gegenüberliegendes zweites Kegelrad in einfacher
Weise kompensiert. Die Kegelräder g und oa sind mit ihrer zugehörigen Lagerung in
Abb. 2 Schnitt 1-I ersichtlich, während der mittlere Teil in Ansicht gezeigt ist,
so daß in Abb. 2 der Zapfen 5 nicht sichtbar ist. Damit die während der Taumelbewegungen
der Scheibe 7 stattfindenden Leerläufe der Freilaufkupplung 3 überbrückt werden
können, ist eine zweite, in entgegengesetzter Richtung wirkende Freilaufkupplung
3a (Abb. 2) sowie ein zugehöriges Kegelzahnrad ga vorgesehen. das ebenfalls mit
den Zahnrädern 12 und 12a in, Eingriff steht. Die beiden Freilaufkupplung
en lösen sich in ihrer Triebwirkung auf das Zahnrad 12 und damit auf den Abtrieb
2 gegenseitig ab, wodurch eine vollständig stoßfreie Kraftübertragung auf den Abtrieb
erzielt wird.
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Das in den Abb. 3 und 4 veranschaulichte Ausführungsbeispiel des Gegenstandes
der Erfindung, das nunmehr beschrieben werden soll, unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel
des Schaltgetriebes nach den Abb. i und 2 im wesentlichen durch eine doppelseitige
Ausbildung und Wirkung der Freilaufkupplungen 3 und 3a und durch eine besondere
Anordnung der Einstellvorrichtung für die Taumelscheibe. Im übrigen sind gleiche
Teile der beiden Ausführungsformen mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Es mag bemerkt werden, claß bei dieser Ausführungsform die Taumelscheibe7
nicht mittels des Flansches 8 (Abb. i und 2) unmittelbar auf der Antriebswelle i
gelagert ist, sondern daß die Welle i im Bereich der Taumelscheibe ein Kreuzstück
17 trägt, das mittels des Bolzens 5 (Abb. 3) mit der Welle i fest verbunden ist.
Das KreuzstAck 17 besitzt zwei Zapfen 18 zur Lagerung der Taumelscheibe 7.
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Die doppelseitige Ausbildung der Freilaufkupplungen hat den Zweck,
daß sie nicht nur bei der Vorwärts- sondern auch bei der Rückwärtsschaltung des
Getriebes wirksam sein können, so daß die Taumelscheibe 7 in beiden Schaltrichtungen
zwangsläufig die stufenlosen Schaltbewegungsübertragungen vermittelt. Zur Erlangung
dieses Zweckes sind in jedem Rollenkäfig der Freilaufkupplung je zwei Rollen ig
vorgesehen, zwischen denen eine Druckfeder 2o angeordnet ist, die bewirkt, daß in
der einen Bewegungsrichtung der Freilaufkupplungen die jeweils kuppelnden Rollen
ig die Keilwirkung übernehmen, während die andere Rolle der Rollenpaare an der entsprechenden
Käfigwand 21 anliegt und infolgedessen keine Keilwirkung erzeugen kann.
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Zur Einstellung der Taumelscheibe 7 in wechselnde Betriebslagen ist
bei dein gezeichneten Ausführungsbeispiel der Abb. 3 und .I ein besonderes Hebelgestänge,
das aus den beiden einarmigen Hebeln 22 und 22a und einem Lenker 23 besteht, vorgesehen.
Die Hebel 22 und 22a schwingen um Zapfen 24 bzw. 24a und sind all ihrem äußeren
Ende durch kräftige Zugfedern 25 miteinander nachgiebig verbunden, zu welchem Zwecke
der Lenker 23 an seinem mit dem Hebel 22a verbundenen Ende eine Schlitzführulig
26 trägt, in der der Verbindungsbolzen 27 geführt ist. Während der Hebel 22 an der
Führungsbuchse 16 mittels Gleitsteine 28 angreift, um bei seiner Drehung um den
Zapfen 24 die Muffe 14 auf der Antriebswelle i zu
verschieben, ist
der Hebel 22a mit einem Zahnsektor 29 starr verbunden, dessen Zahnkranz in ein Ritzel
3o eingreift, auf dessen Lagerzapfen 31 außerhalb des Getriebegehäuses i i ein Handrad
aufgesetzt ist, mittels dessen das Hebelgestänge bewegt werden kann. Wird der Hebel
22a nach links bewegt, dann folgt dieser Bewegung infolge der Zugspannung der Feder
25 auch der Hebel 22, wodurch die stufenlose Schaltung des Getriebes herbeigeführt
wird. Aus der nachgiebigen Verbindung der Hebel 22 und 22a durch die Federn 25 ergibt
sich bei diesem Bewegungsvorgang eine äußerst geschmeidige Durchschaltung des Getriebes.
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Auf der Antriebswelle i ist eine Klauenkupplung vorgesehen, die bei
Erreichen des Übersetzungsverhältnisses von i : i von der Antriebswelle zur Abtriebswelle
selbsttätig eingerückt und beim Beginn der Zurückschaltung des Getriebes selbsttätig
wieder ausgerückt wird. Diese Klauenkupplung besteht aus dem auf die Antriebswelle
i verschiebbar aufgesetzten Kupplungsring 32, der mit den Klauen 33 in entsprechende
Aussparungen 34 des Kegelzahnrades 12 zum Eingriff gelangt. Der Kupplungsring 32
steht unter Steuerwirkung durch einen um den Zapfen 35 schwingbar gelagerten Hebel
36, der mittels Gleitsteine 37 den Ring 32 erfaßt. Im ausgerückten Zustande der
Klauenkupplung wird der Hebel 36 an seinem freien Ende durch einen Winkelhebel 38
abgestützt, der an einem Lagerwinkel 39 schwingbar befestigt ist und unter Zugspannung
einer Feder 4o steht, die den Winkelhebel in zwei Endlagen festzuhalten bestrebt
ist. In der einen Endlage ruht der Winkelhebel mit einem seiner Schenkel auf einem
Anschlagbolzen 41, wobei er zugleich den Klauenkupplungshebel 36 abstützt, so daß
die Kupplung ausgerückt ist. Die andere Endlage des Winkelhebels 38 wird durch den
Lenker 23 herbeigeführt, indem dieser Lenker bei seiner Bewegung nach links mit
einem Anschlag 42 den anderen Schenkel des Winkelhebels erfaßt und ihn so einstellt,
daß dieser Schenkel an einem Anschlag 43 zur Anlage kommt, in der er durch die Feder
40 gehalten wird. Bei der Bewegung des Winkelhebels 38 in die zweite Endlage gibt
der letztere den Kupplungshebel 36 allmählich frei, wodurch die Klauenkupplung 32
bis 34 eingerückt wird. Zwecks Begünstigung dieser Bewegungsvorgänge ist der Kupplungshebel
36 an seinem freien dem Winkelhebel 38 zugekehrten Ende mit einer Kurve versehen,
an der eine Gleitrolle 44 des Winkelhebels 38 abläuft.