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Planetenreibgetriebe mit kontinuierlich veränderlichem Übersetzungsverhältnis
Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetenreibgetriebe mit kontinuierlich veränderlichem
Übersetzungsverhältnis, bei dem unter anderem auch das Verhältnis i : i einstellbar
ist und bei dem die Bewegungsübertragung von der antreibenden auf die getriebene
Welle mit als Wälzorgane ausgebildeten Planeten stattfindet, deren jeder sich zwischen
einer Fläche der Antriebswelle, einer Fläche der getriebenen Welle und einer Fläche
eines Reaktionsgliedes befindet.
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Ein solches Getriebe ist aus der österreichischen Patentschrift i'28
151 bekannt.
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Viele Reibgetriebe mit regelbarem übersetzungsverhältnis haben in
bezug auf Zahnradgetriebe den Nachteil, daß sie keine ,direkte Übertragung, d. h.
kein Übersetzungsverhältnis i : i, ermöglichen, also immer mit Verschleiß, Energieverlust
und Wärmeentwicklung arbeiten. Mit Rücksicht hierauf müssen diese Reibgetriebe nicht
nur besonders schwer und kostspielig ausgebildet werden, sondern sie verursachen
auch höhere Betriebskosten. Dies sind, namentlich bei der Anwendung in M'otorkraftfahr=
zeugen, Bedenken, die durch den Vorteil der kontinuierlichen Regelbarkeit des Übersetzungsverhältnisses
kaum oder gar nicht ausgeglichen werden.
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In der obenerwähnten österreichischen Patentschrift 128 151 ist ein
Planetengetriebe beschrieben, bei .dem eine direkte ilbertragung mittels der Planeten,
also ohne besondere Kupplung, erzielt
wird. Die Teile können dabei
allmählich in eine derartige gegenseitige Lage gebracht werden, daß die Halbmesser
der -Kreise, gemäß welchen die Planeten sich auf einer der Laufflächen abwälzen,
sich dem Nullwert nähern und die Planeten außer Berührung mit dem Reaktionsglied
geraten und darauf als Klemmorgane zwischen .der Antriebs- und der getriebenen Welle
wirken. Diese Ausbildung ist aber aus verschiedenen Gründen nicht ohne weiteres
geeignet, um für die wichtigste angestrebte Anwendung, nämlich die Anwendung als
selbsttätiges Wechselgetriebe eines Kraftfahrzeugs, verwendet zu werden. Wenn das
betreffende Getriebe bei mäßiger oder hoher Geschwindigkeit aus dem direkten Antriebszustand
in einen Untersetzungszustand gebracht wird, fangen die Planeten, bevor sie sich
ordentlich über das Reaktionsglied abwälzen, an, über dieseFläche zu schlüpfen,
wodurch nicht nur sie selbst, sondern auch diese Fläche beschädigt wird. Eine ähnliche
Schlupferscheinung, die mit Beschädigung der Planeten und des Reaktionsgliedes verbunden
ist, tritt auf, wenn während der direkten Übertragung das Antriebsmoment plötzlich
herabgesetzt oder durch ein in entgegengesetztem Sinne arbeitendes Moment (das sogenannte
Bremsen mit dem Motor) ersetzt wird.
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Das erfindungsgemäße Getriebe hat nun demgegenüber folgende neue Merkmale:
Das Reaktionsglied ist drehbar .angeordnet und kann mit einer Bremsvorrichtung zusammenarbeiten;
die Planeten bleiben bei jedem Übersetzungsverhältnis mit dem Reaktionsglied in
Berührung, und idieses Glied läuft beim Übersetzungsverhältnis i : i mit .der gleichen
Geschwindigkeit wie die Planeten mit herum.
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Durch diese Merkmale werden die Bedenken behoben.
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Es wird hier der Vollständigkeit halber bemerkt; daß es bei Turbowandlern
bekannt ist, das Reaktionsglied mitdrehbar auszubilden. Diese Maßnahme hat hier
aber nicht den gleichen technischen Fortschritt wie beim erfindungsgemäßen Gegenstand,
weil dort Schlupf und damit Wärmeentwicklung unvermeidlich sind.
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Damit beim Übersetzungsverhältnis i : i, bei dem also gemäß einem
der Merkmale des Erfindungsgegen@standes die Planeten mit sämtlichen Flächen, also
auch mit dem Reaktionsglied, in Berührung bleiben müssen, erreicht wird, daß die
Drehung der Planeten um ihre eigene Achse keine oder praktisch keine Drehung der
Antriebs- und der getriebenen Welle in bezug aufeinander verursacht, wird bei erfindungsgemäßen
Ausführungsformen das Übersetzungsverhältnis i : i dadurch erzielt, daß entweder
die Halbmesser der Kreise, gemäß welchen die Planeten sich auf einer der Flächen
abwälzen, sich dem Nullwert nähern, oder die Abstände von der gemeinsamen Achse
zweier Laufbahnen der Planeten bis zu den Berührungspunkten dieser Bahnen mit einem
Planeten sich verhalten wie die Abstände von diesen Berührungspunkten bis zu der
Drehachse eines Planeten. An Hand der Zeichnung werden diese Ausbildungen noch erörtert.
Es wird hierbei bemerkt, daß die beschriebene Wirkung auch bei Ausbildungen gemäß-der
ÖsterreiehischenPatent-Schrift 128 ist erzielt wird, dort aber nur gemäß der ersterwähnten
Möglichkeit, nämlich dadurch, daß die Halbmesser .der Kreise, gemäß welchen die
Planeten sich auf einer der Flächen abwälzen, sich dem Nullwert nähern oder gleich
Null werden und dann, während die Planeten dabei nicht in Berührung- mit dem Reaktionsglied
sind. Im Zusammenhang- mit der Erfinidung ist nun gefunden, daß, auch wenn die Planeten
erfindungsgemäß beim Übersetzungsverhältnis i : i ihre Berührung mit den Flächen
bzw. mit einer der Flächen nicht verlieren, es vorteilhaft ist, daß einer der erwähnten
Halbmesser Null wird, wie an sich aus der österreichischen Patentschrift 128 151
bekannt ist. Die angestrebte Wirkung kann aber auch gemäß der zweiten obenerwähnten
Möglichkeit erzielt werden. Diese Möglichkeit ist aus der österreichischen Patentschrift
1-,8 151 nicht bekannt.
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Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Fälle beschränkt, in denen
das bei anderen Übersetzungsverhältnissen als i : i auftretende Reaktionsmoment
auf das Gestell der Vorrichtung übertragen wird. Die Bezeichnung Bremsvorrichtung
soll nämlich so aufgefaßt werden, daß das von dieser Vorrichtung aufgenommene Reaktionsmoment
gegebenenfalls auch Nutzarbeit leisten kann. Anwendungen, bei denen das Reaktionsmoment
wohl auf das Gestell der Vorrichtung übertragen wird, stellen an die Bremsvorrichtung
besondere Anforderungen. Der Grundgedanke der Erfindung hängt nämlich mit der Tatsache
zusammen, daß das Reaktionsmoment bei einem Wechselgetriebe mit kontinuierlich veränderlichem
Chersetzungsverhältnis sein Vorzeichen (seine Richtung) ändert, wenn dieses Verhältnis-durch
den reziproken Wert des momentanen Nutzeffekts des Getriebes geht. Damit die Bremsvorrichtung
immer im richtigen Augenblick gelöst bzw. eingerückt werden kann, kann sie servomotorisch
gesteuert werden, z. B. elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch und/oder vom primären,
sekundären Reaktionsmoment und/oder mittels eines Zeitrelais oder einer hydraulischen
Druckmindervorrichtung.
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Die Bremsvorrichtung wird erfindungsgemäß vorzugsweise derart ausgebildet,
daß sie selbstbekräftigend wirkt, sobald sie in Betrieb kommt. Sie kann erfindungsgemäß
als Freilaufkupplung ausgebildet sein. Unter diesem Begriff ist nicht nur eine Kupplung
mit Klinkenwirkung, sondern jede Kupplung, die in der einen Richtung kuppelt und
in der anderen Richtung eine Bewegung zuläßt, zu verstehen. Sie löst und kuppelt
dann selbsttätig und ohne Schlupfverluste im richtigen Augenblick, nämlich sobald
das Reaktionsmoment positiv, d. h. gemäß der Drehrichtung .der antreibenden Welle
gerichtet wird bzw. sobald das Reaktions- i organ zum Stillstand gekommen ist.
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Wenn bei einem Planetengetriebe die Bewegungsrichtung der angetriebenen
Welle umkehrt oder diese unter Aufrechterhaltung der Drehrichtung als Antriebswelle
zu arbeiten anfängt oder das Getriebe aus einer Übersetzungslage in eine Untersetzungslage
übergeht,
ändert sich das Vorzeichen des Reaktionsmoments gleichfalls.
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Mit Rücksicht hierauf und um gegebenenfalls einen Freilauf der Antriebs-
oder getriebenen Welle zu ermöglichen, kann erfindungsgemäß die, Richtung, in welcher
die Freilaufkupplung Freilauf zuläßt, und die Richtung, in welcher die Kupplung
ein Moment übertragen kann, umtauschbar sein derart, daß, wenn das Reaktionsmoment
sein Vorzeichen ändert und gemäß bzw. entgegengesetzt der Drehrichtung .der Wellen
gerichtet wird, unter Einfluß dieses Umstandes das Reaktionsglied mit dem Gestell
gekuppelt oder davon gelöst wird.
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Zur Vermeidung einer zu plötzlichen Wirkung einerseits oder einer
zu lange dauernden Schlupfperiode andererseits beim Betätigen der Bremse oder beim
Umkehren ihrer Freilaufrichtung und auch zur Vermeidung einer Überbelastung des
Getriebes wird die Bremse vorzugsweise als Maximalbremse ausgebildet. Bei dieser
Ausführungsform wird der Höchstwert des Moments, das die Bremse übertragen kann,
für die eine oder beide Drehrichtungen entsprechend einer bestimmten Zeitfunktion
und/oder der Spannung des elastischen Mediums oder Organs und/oder der Einstellung
eines Anschlages und/oder der Belastung und/oder der Drehzahl, mit der eine der
Getriebewellen angetrieben wird, gesteuert.
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Das Maximum des Reaktionsdrehmoments, das erfindungsgemäß auf das
Gestell übertragen wird, kann auch von der Stellung eines Organs, das die von dem
Getriebe zu übertragende Leistung steuert oder davon abhängig ist, beherrscht werden.
In einem Kraftwagen kann z. B. der Stand des Gashebels, das Vakuum in der Saugleitung
oder das Maß des Reaktionsmoments, das der Motor, falls dieser z. B.. nachgiebig
aufgehängt ist, auf das Gestell ausübt, als Maßstab für die von der Bremse zu übertragende
Höchstbelastung dienen, solches, um bei einem Kraftwagen ein Stoßen oder Durchgehen
des Motors zu vermeiden und immer die bei den gegebenen Straßenverhältnissen, dem
Wagengewicht und der verlangten Beschleunigung richtige Motordrehzahl zu erhalten.
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In dieser Weise wird mittels der Erfindung eine automatische Kupplung
erzielt, die sowohl von theoretischem als auch praktischem Gesichtspunkt aus viel
besser ist als die bekannten, pneumatisch, hydraulisch, elektrisch oder mechanisch
gesteuerten Vorrichtungen, bei denen manchmal eine ziemlich verwickelte Einrichtung
verwendet wird, um die. Wirkung von dem augenblicklichen Übersetzungsverhältnis
abhängig zu machen. Weil erfindungsgemäß der Höchstwert des Reaktionsdrehmoments
geregelt wird, wird das effektive Drehmoment in sehr einfacher und zweckmäßiger
Weise von dem augenblicklichen Übersetzungsverhältnis abhängig gemacht.
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Eine sehr praktische Ausbildung der Bremsvorrichtung wird erzielt,
wenn ein Steuerglied in der einen Richtung des Reaktionsdrehmoments als Entkupplungsfußhebel
und in der anderen Richtung des Reaktionsdrehmoments verwendet werden kann, um mit
dem Motor zu bremsen. Wenn man den En.tkupplungsfußhebel niederdrückt, wird die
Vorrichtung zum Aufnehmen des Reaktionsdrehmoments gelöst, wenn es sich um ein negatives
Moment handelt, dagegen gerade in Wirkung gebracht, wenn es sich um ein positives
Reaktionsdrehmoment handelt. In dieser Weise wird der Motor gezwungen, eine höhere
Drehzahl anzunehmen als die jetzt als treibende Welle wirksame Kardanwelle, und
zwar wird die Drehzahl bei einer zweckmäßigen Ausbildung des Getriebes um so höher,
]'e niedriger die Drehzahl der Kardanwelle und je mehr die Brennstoffzufuhr zum
Motor gedrosselt ist. Man kann die Bremswirkung mit beschleunigter Drehzahl des
Motors in dieser Weise mit dem Entkupplungsb@remsfußhebel einleiten und darauf eventuell
mittels-des Gashebels oder einer anderen, das Bremsmoment des Motors beherrschenden
Vorrichtung steuern. Hierbei wird ein Teil der kinetischen Energie des Fahrzeugs
in dem Schwungrad aufgespeichert und wieder nützlich verwendet, sobald man den Entkupplungsbremshebel
hochkommen läßt. In dieser Weise wird nicht nur an Brennstoff gespart, sonldern
der Verschleiß der Bremsbeläge wird in bezug auf bekannte Bremsvorrichtungen herabgesetzt.
Die Wirkung wird zuverlässiger, die, Schlupfgefahr wird herabgesetzt, weil das Differentialgetriebe
für einen Ausgleich der auf die Straßendecken ausgeübten Reibungskräfte besorgt
ist, während die näher zu beschreibende Maximalwirkung mit selbsttätigem Verschleißausgleich
der Bremsvorrichtung -diese Vorrichtung, im Gegensatz zu bekannten Bremsvorrichtungen,
überdies praktisch unabhängig vom Reibungsbeiwert und vom Verschleiß der Bremsflächen
macht.
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Weitere Merkmale -des Erfindungsgegenstandes werden nachstehend beschrieben
und beansprucht. In der Zeichnung zeigt Abb. z einen Längsquerschnitt eines Getriebes,
bei dem die Erfindung auf eine Konstruktion gemäß der USA.-Patentschrift r 897 436
angewendet worden ist, Abb. z a eine Detailansicht, welche die Stellung eines Umdrehungskörpers
in bezug auf die diesen berührenden Flächen beim Übersetzungsverhältnis z : r veranschaulicht,
Abb. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeils P in Abb. z, Abb.3 eine Ausführungsform
einer Treilaufkupplung, die mit dem Reaktionsorgan zusammenarbeiten kann, Abb. 4
eine schematische Ansicht, welche das Zusammenarbeiten der Planetkörper mit den
diesen berührenden Flächen bei besonderen Ausführungsformen veranschaulicht, Abb.
5 eine Darstellung einer Möglichkeit, um die Richtung,- in die die Planetkörper
getrieben werden, umzukehren; bei dieser Ausführungsform ist Bremsen des Kraftwagens
mittels des Motors möglich; Abb. 6 ist eine schematische Darstellung der Lage eines
Planetkörpers in bezug auf die damit zusammenarbeitenden Flächen gemäß Abb. 5,
Abb.
7 eine Vorderansicht. einer anderen Ausführungsform einer Kupplung, die unter bestimmten
Verhältnissen in eine oder in beiden -möglichen Drehrichtungen Freilauf gewähren
kann, Äbb. 7 a eine Seitenansicht der Abb: 7, Abb. 7b eine Teilansicht in
vergrößertem Maßstab der Abb. 7, Abb. 8 eine Vorderansicht -einer dritten @ Ausführungsform
einer Freilaufküpplung, die unter Umständen in einer oder beiden Richtungen Freilauf
ermöglicht, Abb. 9 einen Querschnitt - in vergrößertem Malgstab gemäß der Linie
IX-IX in Abb. 7 und Abb. 9.a eine Draufsicht der Abb. 9, Abb. io eine Vorderansicht-
einer sich selbsterregenden Kupplung oder Bremsvorrichtung, bei der scheibenförmige
Reibungselemente'-verwendet sind, Abb. i i eine- Teilseitenansicht einer Vorrichtung
gemäß Abb. i, - _ Abb. 12 eine Teildraufsicht einer Vorrichtung gemäß Abb. i o.
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In der Abb. i ist die treibende (primäre) Welle mit i und: die getriebene
(sekundäre) Welle mit bezeichnet. Die Welle ist in Büchsen 3 und 4 sowie in -dem
Kugellager 6 gelagert. An dem einen Ende der Welle z ist mit dieser Welle ein Körper
8 fest verbunden. Dieser Körper 8 besitzt eine Fläche 9 (eine Umdrehungsfläche),
die mit den Kugeln io zusammenarbeitet. Außerdem befindet sich an dem Ende der Welle
2 ein Körper i i.- In Aussparungen dieses Körpers ii sind konische Rolleu 12 angebracht
(s. auch Abb. 2). Die Ansicht der Rollen 12 in Abb. i ist gemäß der Linie I-I in
Abb. 2 zu denken. Diese Rollen 12 können entgegen der Wirkung von Federn 13 (Abb.
2) auf den Spindeln 14 verschoben werden. Die Spindeln 14 sind in den Körpern i
i befestigt.
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Die Kugeln ro sind des weiteren mit einer Laufbahn 25 am Körper 2'6
in Berührung. Dieser Körper 26 wird hier das Reaktionsorgan genannt, weil dieses
Organ unter Umständen das dem Antriebsmoment entgegenwirkende Moment (Kräftepaar)
aufnehmen kann. Dies wird weiter unten ausführlich beschrieben.
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Es wird zunächst betont, daß jeder Planetkörper (Kugel io) in jeder
Stellung des Getriebes, also auch wenn das Übersetzungsverhältnis i : i ist, d.
h. wenn die getriebene Welle mit der gleichen Drehzahl wie die treibende Welle läuft,
mit sämtlichen berührenden Flächen 9, 12 und 25 in Berührung bleibt.
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Die Spindeln 14,der Rollen 12 stehen unter einem Winkel mit der Hauptachse
I-I des Getriebes, so daß zwischen der Laufbahn 25, der Torusfläche 9 und der Oberfläche
der Rolle 12 ein keilförmiger Raum gebildet ist. In diesem keilförmigen Raum befinden
sich die Kugeln io, und der Winkel der Rollenfläche 12 ist derart in bezug auf die
Flächen 9 und 25 gewählt, daß jede Kugel io zwischen den Flächen 9, 12 und 25 festgeklemmt
werden und trotzdem um eine durch den Kugelmittelpunkt gehende Achse und um die
Hauptgetriebeachse I-1 rotieren kann. Eirie derartige Wirkung ist auch in der USA.-Patentschriift
i 897 ¢36 beschrieben. In der Stellung beim Übersetzungsverhältnis i : i
(s. Abb. i a) ist jede Kugel io zwischen einer Rolle ia und der treibenden Fläche
9 festgeklemmt, und dann geht die Drehachse der Kugel ro im wesentlichen-durch den
Berührungspunkt der Kugel mit der Fläche 9, den Kugelmittelpunkt und den
Punkt, in dem -die Achse der Rolle 12 die Zeichenebene schneidet. Auch in dieser
Stellung bleibt die Kugel mit der Laufbahn 25 am Reaktionsorgan 26 in Berührung..
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Die Wirkung der Kugeln io ist folgende: Wenn die Welle i z. B., von
links in der .Abbildung gesehen,- im Uhrzeigersinn gedreht wird und in der Annahme,
daß -das Organ 26 mit der Laufbahn 25 an der Drehung verhindert wird und die Welle
2 stillsteht, dann wird jede Kugel durch die treibende Fläche 9 in den keilförmigen
Raum hineingetrieben und fängt an, sich um eine Achse a-a zu drehen, die im wesentlichen
durch den Kugelmittelpunkt und durch die Getriebehauptachse I-I hindurchgeht. Während
dieser Bewegung der Kugeln io wird die Fläche 9infolge der Keilwirkung der Kugeln
gegen die Wirkung einer Feder i9 in Abb. i nach links gedrückt, so daß die Kugeln
ihre Stellung in bezug auf die Rollen 12 ändern können und mehr oder weniger kräftig
in dem keilförmigen Raum festgeklemmt werden. Das Maß dieser Klemmwirkung hängt
von dem auf die anzutreibende Welle 2 auszuübenden Kräftepaar, d. h. von der Belastung
des Getriebes, ab. Die Kugeln io wälzen sich auf dem Organ 26 ab und üben auf dasselbe
ein Moment aus. Dieses entgegenwirkende (Reaktions-) Moment wird vom Organ 26 aufgenommen.
Während dieses Abwälzens der Kugeln auf dem Organ -6 treiben dieselben die Rollen
12 mit dem Körper i i und der Welle 2 an.
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IDas Übersetzungsverhältnis wird nun durch die Abstände a-c von den
Berührungspunkten der Kugeln mit den Flächen 9 und 25 bis zu der Drehachse a-a der
Kugeln -bestimmt. Diese Abstände ändern sich mit deh verschiedenen Einstellungen
der Kugeln io in dem keilförmigen Raum, dessen Form sich bei diesen- Einstellungen
infolge des Zurückweichens der Fläche g etwas ändert. Wenn der Abstand a ungefähr
0 geworden ist, sind die Kugeln ausschließlich zwischen den Flächen 9 und -den Rollen
r2 eingeklemmt, und dies ist die Lage, ,in der :das Übersetzungsverhältnis i : i
ist, d. h. in der,die Welle i die Welle direkt antreibt (Fig. i a).
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Für das allgemeine Verständnis der Erfindung ist es vorteilhaft, die
auf die Kugeln io ausgeübten Momente des näheren zu betrachten. Der ganze Kugelsatz
io kann als ein einziger Körper, der sich um die Achse I : I der Vorrichtung dreht,
betrachtet werden. Dieser Körper von Kugeln io wird dann zuerst durch die in den
Berührungspunkten zwischen den Kugeln io und der Fläche 9 wirkenden Kräfte, die
von den treibenden Wellen herrühren, belastet. Diese Kräfte bilden ein treibendes
Kräftepaar, das mit K bezeichnet werden kann. Des weiteren sind die Kugeln io mit
den
entgegenwirkenden Kräften, die von den Rollen 12 ausgeübt werden,
belastet. Die Kugeln io üben natürlich selbst wirksame Kräfte auf diese Rollen aus,
welche selbstverständlich den entgegenwirkenden Kräften gleich sind. Diese entgegenwirkenden
Kräfte bilden ein Kräftepaar KI, das entgegengesetzt der Richtung ödes Kräftepaares
K auf die Kugeln io wirkt, und wenn das Übersetzungsverhältnis gleich n, d. h. die
Drehzahl der getriebenen Welle i : it der Drehzahl der treibenden Welle ist, so
ergibt sich K1 = - n - K. Wenn man dann noch den Nutzwirkungsgrad
c des Getriebes berücksichtigt, so ist K1 genau -e-n-K. Das Minuszeichen wird verwendet,
um die Richtung des Kräftepaares KI genau anzudeuten. Der Kugelsatz, auf den diese
zwei verschiedenen, in parallelen Ebenen wirksamen Kräftepaare K und K1 arbeiten,
ist aber nur in stationärem Gleichgewicht, wenn es ein drittes Kräftepaar (das entgegenwirkende
Drehmoment Rh) gibt, das den Unterschied zwischen den Kräftepaaren K und KI ausgleicht.
Also Rk -I- KI -f- K = o oder Rh = e (n- i) K. Dies beweist, daß Rk
positiv oder negativ sein kann. Rk wird negativ, sobald e - ia
= i oder
Die Erfindung benutzt nun diese.Erscheinung der Umkehr der Richtung des Reaktionsmoments
Rk. Sobald die Richtung des entgegenwirkenden Kräftepaares Rk, dessen Richtung,
wenn das übersetzungsverhältnis n kleiner als i : i ist (Untersetzung von der Triebwelle
zur getriebenen Welle), entgegengesetzt der Richtung des antreibenden Kräftepaares
ist, umkehrt, d. h. wenn wird das Reaktionsorgan nicht länger an der
Drehung verhindert, aber es kann frei mit den Kugeln io rotieren, so daß zwischen
den Kugeln und dem Reaktionsorgan kein iSchlupf auftritt.
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Der während der Klemmwirkung von den Kugeln io auf die Rollen 12 ausgeübte
Axialdruck wird von einem Axialdrucklager 15 aufgenommen. Das Lager 15 ruht am Gestell
16, in dem auch das Kugellager 6 angeordnet ist.
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Wenn nun zwei Sätze von konischen Rollen 12 und 12a am Körper i i
gemäß der in den Abb. 5 und 6 gezeichneten Weise angeordnet sind, d. h. derart,
daß die Spitzen der Kegel einander zugekehrt sind, kann man zwei keilförmige Räume
unterscheiden, und je nach der Antriebsrichtung der Kugeln werden diese in dem einen
oder dem anderen keilförmigen Raum festgeklemmt. Bei einer Antriebsvorrichtung der
Kugeln findet Bremsen mittels des Motors statt. Sodann übt die Sekundärwelle eine
Antriebswirkung auf die Primärwelle aus.
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Ein Körper 17 ist mittels eines Stiftes i8 mit der Primärwelle i verbunden.
Eine starke Feder i9 drückt gegen diesen Körper. ,Das andere Ende der Feder stützt
sich mittels eines Körpers 21 gegen ein Axialdrucklager 2o ab. Dieses Lager liegt
an einer einstellbaren Hülse 22 an. Diese Hülse kann mittels 'Schraubgewinde in
bezug auf die Hülse 24 verstellt werden. Das Reaktionsorgan 26- liegt gegen
das Axialdrucklager 27 an, das sich gegen die Hülse 24 abstützt. Dadurch, daß die
Hülse 24 mittels eines feinen Schraubengewindes 24a in bezug auf die Hülse 23 eingestellt
wird, bringt man das Reaktionsorgan in die richtige Stellung in bezug auf den Körper
i i und die Rollen 12. Diese Feineinstellung findet vor der Inbetriebsetzung statt.
Die Hülse 24 ist im Gestell 28 in axialem Sinne einstellbar. Die Hülse kann mittels
des z. B. sechseckigen Teiles 24U gedreht werden. Das Reaktionsorgan 26 arbeitet
mit einem unverdrehbaren Organ 29 zusammen.
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Abb.3 zeigt die Ausbildung dieses Organs 29 und die Lagerung desselben.
Diese ,Abbildung ist als eine Ansicht gegen das Organ 29 gemäß dem Pfeil Q in Abb.
i zu betrachten.
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Die Kugeln io, die man sich dann vor der Zeichenebene denken muß,
sind in der Abb. 3 nicht gezeichnet worden. Mittels der Freilaufkupplung gemäß Abb.3
ist das Reaktionsorgan 26 in der Richtung, in die die Kugeln io von der Primärwelle
getrieben werden, frei drehbar.
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Die Freilaufkupplung gemäß Abb. 3 weist zwei Klemmrollen 3,o auf,
die unter Wirkung der Federn 31 und der Organe 32 stehen. Die Rollen arbeiten mit
Flächen der Organe 26 und 29 zusammen, welche in einer Richtung konvergieren, so
daß eine Drehung des Reaktionsorgans 26 in dieser Richtung (s. Pfeil p1) unmöglich
gemacht ist, da in diesem Fall die Rollen 3o eine Keilwirkung ausüben. Dies ist
nun aber auch gerade die Richtung, in der das dem iAntriebsmoment entgegengesetzte
Kräftepaar Rk wirksam ist, wenn man wie oben annimmt, daß die Welle i, von links
in Abb. i gesehen, im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Organ 2,6 kann also dieses
Kräftepaar Rk aufnehmen und auf das Gestell übertragen. Beim Übersetzungsverhältnis
i : i (direkte Kupplung der Wellen i und 2) ist das Kräftepaar Rk gleich Null, und
das Organ 26 kann in der Richtung, in der die Kugeln io ihre Planetbewegung um die
Hauptachse I: I des Getriebes ausführen, frei mitdrehen, so daß ein Schlupf zwischen
den Kugeln io und dem Organ26 vermieden wird. Dies ist sehr wichtig, denn dadurch
wird eine einseitige Abnutzung der Kugeln io und der Reaktionslaufbahn 25 vermieden.
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Das Organ 2,6 soll aber nicht einseitig von den Klemmkräften, welche
die Rollen 3o ausüben, belastet werden, weil dann das Organ 26 in einer unsymmetrischen
Lage in bezug auf die Kugeln io und die anderen damit zusammenarbeitenden Flächen
kommt, was wieder zur Folge haben würde, daß eine oder mehrere Kugeln io in den
erwähnten keilförmigen Räumen kräftiger als die anderen Kugeln festgeklemmt würden
und einen zül großen Teil der zu übertragenden Belastung zu tragen bekämen. Zur
Vermeidung dieses Nachteiles ist das Organ 29 derart mit den Gestellteilen 33 und
33a verbunden, daß es sich selbst automatisch gemäß der Linie II-II in Fig. 3 einstellen
kann. Dadurch wird die Belastung gleichmäßig über die Rollen 30 verteilt.
Das Organ 29 wird mittels eines Stiftes 43, der durch den Gestelltelil 33 um das
Organ
29 gesteckt ist, an einer axialen Verschiebung verhindert.
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Obwohl in der Abb. i eine Ausführungsform dargestellt ist, in der
auch das Konstruktionsprinzip gemäß der USA.-Patentschrift 1 897 4362 d. h. die
Wirkung der Kugeln in einem keilförmigen Raum, verkörpert ist, wird bemerkt, daß
diese Keilwirkung der Kugeln und die Art und Weise, in der hier das Übersetzungsverhältnis
i : i erzielt wird, für die Erfindung nicht wesentlich ist.
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Abb. 4 zeigt, daß das Übersetzungsverhältnis i : i grundsätzlich auch
in anderer Weise und ohne Keilwirkung der Kugeln erzielt werden kann.
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In der Abb. 4 sei angenommen, daß P ein Punkt der Primärfläche (Antriebsfläche),
S ein Punkt der Sekundärfläche - (getriebenen Fläche) und R ein Punkt der Reaktionslaufbahn
ist, a und b die Abstände von diesen Berührungspunkten P und S mit einem
Umdrehungskörper K bis zur Drehachse a-a dieses Körpers sind, d und b' die-Abstände
von diesen Punkten P und S bis zur gemeinsamen Achse I-1 der Flächen. Dann kann
man beweisen, daß, wenn a : b-a : b', die Drehzahl der Sekundärfläche
und die Drehzahl der Primärfläche einander gleich sein werden, d. h. daß das Übersetzungsverhältnis
gleich i : i ist.
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Der Beweis ist wie folgt: Wenn die Drehzahl der Primärfläche gleich
n ist, ist die Lineargeschwindigkeit des Punktes P gleich n # a', und die Drehzahl
- der Kugel und ihrer Achse ist n # ca' : a. Wenn nun die Drehzahl der Sekundärwelle
gleich @i ist, dann ist die Lineargeschwindigkeit des Punktes S = n'
b', und die Drehzahl -der Kugel um ihre Achse ist n b' : b. Hieraus
geht hervor, daß n b' : b = n - ä : a ist, und nur wenn
a : b-d : b'
ist, wird n': n = i : r sein. Nebenbei sei bemerkt,
daß in Abb.4 die Einstellung der verschiedenen Teile nicht derart gezeichnet ist,
daß das übersetzungsverhältnis gleich i : i ist.
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Abb. 7 und 7 a zeigen eine andere Vreilaufkupplung, die ermöglicht,
daß das Reaktionsorgan 26 in einer Richtung frei drehen kann, die jedoch in der
anderen Richtung zu schlüpfen anfängt, wenn das Bremsmoment eine bestimmte regelbare
Grenze überschreitet, und bei der überdies die Kupplungs-und Freilaufrichtung untereinander
verwechselbar sind.
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Diese Ausführungsform ist besonders für Kraftwagen geeignet. Die freie
Drehung des Reaktionsorgans 26 (das gleiche Organ wie in Abb. i), deren Richtung
mit einem +-Zeichen und im nachfolgenden als die positive Drehrichtung angedeutet
ist, ist erwünscht, um das Übersetzungsverhältnis i : i des Getriebes zu ermöglichen.
Diese positive Richtung ist die gleiche wie die Drehrichtung der angetriebenen Welle.
Dagegen ermöglicht die freie Drehung des Reaktionsorgans 26 in der entgegengesetzten
(mit einem --Zeichen angegebenen negativen Richtung, daß der Motor stationär drehen
kann, wenn der Wagen stillsteht, und daß der Wagen allmählich in Bewegung gesetzt
werden kann, ohne daß man zu diesem Zweck irgendwelche andere Kupplung braucht.
Des weiteren kann die freie Drehung des Reaktionsorgans in der positiven Richtung
für das sogenannte Freilaufen des Wagens benutzt werden, während ein allmähliches
Abbremsen dieser Drehung für das sogenannte Bremsen mittels des Motors verwendet
werden kann.
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Erfindungsgemäß kann das negative, entgegenwirkende Kräftepaar, mittels
dessen die negative Drehung des Reaktionsorgans abgebremst wird, von Null bis zu
einem gewissen Höchstwert, vorzugsweise mittels eines Fußhebels 65 (s. Abb. 7 und
7a), geregelt werden, und zwar derart, daß auch infolge der automatischen Einstellung
des Getriebes, von dem das Reaktionsorgan einen Teil bildet, immer eine Geschmeidigkeit
beim Fahren erzielt wird, die zur Vermeidung von 'Stößen und für hohe Drehzahlen
des Motors erwünscht ist, während der Führer den Wagen nach Wunsch allmählich oder
plötzlich beschleunigen, mit gleichmäßiger Geschwindigkeit oder mit Freilauf des
Wagens fahren oder mittels des Motors bremsen kann, dies- alles- einfach dadurch,
daß er in natürlicher Weise den Gashebel des Wagens bedient und in bezug auf das
'Bremsen mittels des Motors dadurch, daß er einen besonderen Hebel 64, dessen vielseitige,
aber immerhin einfache Wirkung im nachstehenden noch beschrieben wird; niederdrückt.
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Abb. 7 zeigt das Getriebe in einer Stellung, in der ein Bremsband,
das Streifen von Reibungsmaterial 55b und 44a und Stahlteile 6o, 53, 54, 44b, 45.
47, 46 umfaßt, mittels eines Hebels 61 eine Bremskraft auf eine Feder 62 überträgt.
Das eine Ende dieser Feder ist an einem festen Punkt des Gestells befestigt, und
das andere Ende ist an den Hebel .61 angelenkt. In. dieser Weise bremst das Band.
ein negatives Realctnon:smoment (s. --Pfeil), das durch das Getriebe auf -das Reaktionsorgan
26 ausgeübt wird, ab. Die Masse p und q zwischen den Berührungslinien des
Hebels .61 und der Organe 6o und 4.6, die an dem 'Ende des Bremsbandes befestigt
sind, -und der Verbindungspunkt zwischen der Feder 62 und dem Hebel 61 sind so gewählt,
daß die Bremse nach den jedem Bremssachverständigen bekannten Grundsätzen sich selbst
anzieht (sperrt) in einer Weise, daß sie nie schlüpft. Erfindungsgemäß ist aber
diese Selbstsperrung der Bremse, bei der das Bremskräftepaar stetig zunimmt, begrenzt.
Die Feder 62 wird entsprechend der Bremskraft gedehnt, bis der hakenförmige Teil
7o des Hebels 61 gegen den Sektor 68 anstößt. Dieser Sektor bildet einen Anschlag
für den Haken 7o. Die Stellung dieses Sektors 68 ist von der Stellung des Gashebels
65, der bei 66 an das Gestell angelenkt ist, abhängig. Sobald der Haken
70 gegen den Sektor 68 kommt; kann die Bremse sich selbst nicht weiter anziehen,
so daß eine kleine Zunahme des Reaktionsmoments genügt, um die Bremse schlüpfen
zu lassen, obwohl die Bremse dann stetig die Bremswirkung entsprechend dem Zug der
Feder 62 ausübt. Die Federspannung und auch die Bremswirkung werden größer, je nachdem
der Fußhebel 65 niedergedrückt wird, weil der Sektor 68 eine Anschlagfläche
68a aufweist, die so
gekrümmt ist, daß die Feder 62 entsprechend
weiter gedehnt werden muß, ehe der Haken 70 gegen die Fläche 68a kommt. Die
Gestalt der Fläche 68a ist des weiteren derart bestimmt, daß infolge der Reibungswirkung
der darauf von dem Haken 7o ausgeübte Druck ein Zurückdringen des Sektors 68 nicht
bewirken kann. Die Federverbindung 68b und der .Anschlag 67 zwischen dem Sektor
und dem Hebel (Abb. 7a) ermöglichen es, daß der Hebel leicht hochkommen kann, auch
wenn die Zurückbewegung des Sektors zeitlich durch den Haken 70 einigen Widerstand
erfährt. Die Form der Fläche 6811 kann so gewählt sein, daß der Haken 7o, noch ehe
die Feder 62 gespannt wird, gegen den Sektor 68 anliegt, wenn der Hebel 65 sich
in einer Höchststellung befindet. Dann wird das Bremsband nicht imstande sein, ein
Bremskräftepaar von einiger Bedeutung aufzunehmen, so daß der Motor, während der
`'Vagen stillsteht, mit kleiner Leistung drehen kann. Des weiteren kann die Form
des Sektors zweckmäßig derart bestimmt werden, daß während des Anfahrens des Wagens
eine gute Wirkung der Bremse als automatische Kupplung erzielt wird.
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In einer bestimmten Stellung des Sektors kann die ausgeübte -Bremswirkung
herabgesetzt werden dadurch, daß man den Hebel 64 niederdrückt. Dieser Hebel ist
mittels der Teile Gib und 61a an dem Hebel 61 angelenkt. Der beim Niederdrücken
des Hebels 64 auf die Feder 62 ausgeübte Druck bewirkt, daß die Bremswirkung entsprechend
verringert wird und daß der Haken 70 früher gegen den Sektor 68 anstößt.
Der Hebel 64 dreht sich um das Gelenk 63.
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Der Führer kann diese Wirkung, z. B. wenn er auch im Stillstand des
Wagens die Drehzahl des Motors steigern will, z. B. zum Vorwärmen des Motors benutzen.
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Selbstverständlich befinden sich in einem Motorkraftwagen die Hebel
64 und 65 in vernünftiger Weise innerhalb des Bereiches des Führers.
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Wenn das Übersetzungsverhältnis i : i erreicht wird, fängt das Reaktionsorgan
26 in der positiven Richtung zudrehen an. Das Bremsband wird vom Reaktionsorgan
26 in Richtung des +-Pfeiles mitgenommen, bis der Teil 46 gegen den Anschlag 72
stößt. Die Feder 62 ist derart bemessen, daß sie in dieser Stellung, und wenn der
Hebel bi waagerecht steht, gerade unbelastet ist. Die Bandbremse 44 ist bestrebt,
sich soviel wie möglich unter Einfluß ihrer eigenen inneren Spannungen zu entspannen
(Selbstausrückwirkung). Daher werden die Organe 46 und 6o, die an den Endendes Bremsbandes
befestigt sind, sich soviel wie möglich einander nähern, und dadurch wird der Hebel
61 in eine waagerechte Stellung gebracht. Das Gewicht der Bandbremse wird nun von
der Blattfeder 44c aufgenommen, und die Bremstrommel (Reaktionsorgan 26) wird in
der +-Richtung ohne jegliches Abbremsen und ohne Abnutzung rotieren. Falls. -das
erfindungsgemäße Getriebe derart ausgebildet ist, .daß es automatisch von dem Übersetzungsverhältnis
i : i zu einer kleineren Übersetzung übergeht, wenn das Antriebsmoment einen bestimmten
Wert überschreitet, wird, wie oben beschrieben, .das Reaktionsorgan 26 allmählich
zum Stillstand kommen und darauf bestrebt sein, eine Drehbewegung in .der negativen
Richtung zu beginnen, es sei denn, daß diese verhindert wird. Damit dann .die Bandbremse
automatisch betätigt wird, sobald die Trommel 26 die Neigung hat, in der negativen
Richtung zu rotieren, ist der Ring 130 verschiebbar auf der Trommel 26 (s. auch
Abb. 9 und 9 b) gelagert und mittels Sdhraubfedern 13i mit der Trommel verbunden.
Diese Federn stehen zu der Hauptachse des Getriebes in einem Winkel. Wenn sich die
Trommel 26 schnell dreht, werden die Federn infolge der Zentrifugalkraft -etwas
nach außen gebogen, so daß ihre- Achsen entsprechend der Strichellinie in Abb. 9
gebogen sind. Die Federn ziehen .den Ring 130 gemäß .dem Pfeil p in Abh. 9 nach
rechts, so daß zwischen dem Band 44, dem Ring 130 und dem Flansch 133 der Trommel
26 ein kleiner Spielraum entsteht. Wenn nun die Trommel 26 .allmählich zum
Stillstand kommt, werden dieFedern rar -sich auch allmählich strrecken und den Ring
13o in Abb. 9 etwas nach 1'inks drücken, so daß das Brernaband 44 schließlich in
zunehmendem Maße zwischen .dem Ring 13o und dem Flansch 133 eingeschlossen
wird. Solange die Tromel gemäß dem +-Pfeile rotiert, können. die Organe 130 und
133 nur kleine Kräfte auf das Band 44 ausüben, weil .der Ring 13o infolge der darauf
vom Band 44 ausgeübten Reibung kn bezug auf idie Trommel 26 etwas in Richtung des--Pfeiles
gemäß Abb. 9 verstellt werden kann, so daß infolge ,der schrägen Lage der Federn.
131 in bezug auf die Hauptachse des Getriebes eine auslösende Wirkung ausgeübt wird.
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Sobald aber die Trommel 26 zum Stillstand kommt und versucht,
sich in Richtung des --Pfeiles zu drehen, wird der Ring 130 gemäß +-Pfeil in Abb.9
bewegt, und jetzt verursacht die schräge Stellung -der Federn 131 einen zunehmenden
Druck auf den Ring 130 gegen das Bremsband 44, das dadurch gegen den Flansch
133 gedr'u'ckt wird. Demzufolge wird das Bremsband etwas von der Trommel 26, und
zwar in Richtung des --Pfeiles der Abb. 7 mitgenommen, so daß es wieder in die in
dieser Abb.7 gezeichnete Stellung kommt, in der die Selbstbetätigung der Bremse
stattfindet.
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Wenn das erfindungsgemäße Getriebe derart ausgebildet ist, z. B. wie
schematisch in Abb. 5 und 6 dargestellt, .daß, auch wenn der Motor ein negatives
Kräftepaar ausübt, d. h. den Wagen bremst, das Getriebe von der Übersetzung i :
i @zu einer kleineren Übersetzung übergehen kann, -dann wird hierbei das Reaktionsorgan
2.6 schneller zu drehen anfangen, und die Welle i wird langsamer als die Welle 2,
drehen, es sei denn, daß die Drehung des Reaktionsorgans 26 gemäß -dem +-Pfeil abgebremst
wird. Falls :dies nicht geschieht, kann man sagen, .daß der Wagen im Freilauf fährt,
weil sich iie Motorwelle langsamer als die getriebene Welle ireht.
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Fürdas Bremsen mittels des Motors und zur Er- i iöhung der Drehzahl,des
Motors bis über die Drehzahl
der getriebenen Welle 2, also zum
Erzielen der Bremswirkung, für welchen Zweck,der Führer in einem normalen Wagen
mit einem nicht automatischen Geschwindigkeitsgetriebe .in einen langsameren Gang
zurückschalten muß, braucht .der Führer, der ein erfindungsgemäßes Getriebe benutzt,
nur den Hebe164 niederzudrücken. Infolge der .dadurch ausgeübten Kraft und der Federkraft
62; die während dieser Steuerung bespannt wird, kommt ider Hebel 61 in die Stellung
gemäß Abb. 7 b. Die aufwärts gerichtete Kraft, die vom Hebel 61 auf den Stift 49a,
ausgeübt wird, wird durch die Seitenorgane 49, an denen der Stift 49d befestigt
ist, auf das Organ 5o und darauf auf .das Stahlband 53 übertragen. Das Stahlband
53 ist mittels einer Jurch eine Blattfeder 49b angedrückten Rolle in einer keilförmigen
Öffnung 49a im Teil 5o (Abb. 7 b) festgeklemmt. Andererseits wird das Bremsband
44 durch die vom Hebel 61 auf den Teil 46 ausgeübte Kraft nach unten gezogen.
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In dieser Stellung wird das Organ 6o mittels der Feder 5 z in Abstand
von dem Organ 5o gehalten, während di,e Rolle 56 in dem keilförmigen Raum des Teiles
6o mittels der Feder 49 dauernd in Berührung mit dem Stahlband 53 gehalten wird
und dieses derart festgeklemmt; daß die Feder 5 r sich nicht entspannen kann. Entsprechend
der Abnutzung des Reibungsmaterials der Bandbremse und der Trommel 26 wird
der Hebel 61 beim Zusammenziehen .des Bremsbandes eine schrägere Stellung einnehmen
können, so .daß endlich der-Haken 7o in bezug auf den Stift 49d durch den Hak,cn
70 heruntergedrückt wird. Der Hebel 61 dreht sich um den Stift 49a. Bei dieser relativen
Bewegung des Teiles 6o gleitet dieser an. dem Stahlband 53 entlang nach unten, ,so
@daß die Feder 51 mehr- zusammengedrückt wird. Wenn darauf die Bremse wieder ein,
Kräftepaar in -der Minusrichtung aufnehmen muß und der Hebel 61 wie in Abb.7 dargestellt
arbeitet, kann die Feder 51 sich dadurch entspannen, daß -sie den Teil 49, 5o an
dem Band 53 entlang nach unten schiebt. In dieser . Weise wird der wirksame- Teil
des Bremsbandes 53, 44 automatischverkürzt, um denEinfluß derAbnutzung des Bremsmaterials
und der Trommel26 auszugleichen.
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Die Ausführungsform gemäß Abb. 8 ist auch eine Kupplung oder Bremse,
die bei Übersetzungsverhältnis i : i und wenn -der Motor, .der mit der Welle i in
Abb. i gekuppelt zu denken ist, stationär drehen muß, ohne die Welle 2 anzutreiben,
ausgerückt wird, so daß sieh das Reaktionsorgan dann frei mit den Planetkörpern
drehen kann. Die Kupplung gemäß Abb. 8 kann an Stelle -der Kupplungen gemäß den
Abb. 3 und 7 treten. Dann muß man annehmen, daß die Reaktionslaufbahn 25 (s. Abb.
i) mit ,der Trommel 74 in Abb. 8 verbanden ist, welche also die Stelle des Reaktionfsorgans
a6 in Abb. i ,einnimmt und von einem. Bremsband- umgeben ist, das aus zwei einander
gegenüberliegenden Teilen 75 und 76 besteht. An beiden Enden des Teiles 57 sind
U-Ei$en 77 und 78, gegebenenfalls einstellbar, befestigt. Der Querschnitt. des Teiles
77 ist bei d angegeben. Dieses Profil ist gewählt, weil es eine große Festigkeit
hat und .sich überdies für --das Zusammenarbeiten der noch,zu beschreibenden Teile
besonders eignet. In den Stegen der Teile 77 und 78 sind Öffnungen 79 und 8o vorgesehen,
:durch welche U-Eisen 81 und 82 hindurchgehen, die, gegebenenfalls einstellbar,
mit den Enden des Bandes 76 verbunden sind und an ihren freien Enden mit Haken 83
und 84 versehen sind. Der Querschnitt des Teiles 85 ist bei e angegeben. In den-Stegen
der Teile 81 und 82 befinden sich Öffnungen 85 und 86, durch welche die Enden von
Hebeln 87 und 88 hindurchragen, die mit Messerschneiden 89 und 9o an Organen 8i
und 82 und mit Schneiden 91 und 92 an .den Organen 79 und 8o zusammenarbeiten. Abgerundete
konische Enden der Stangen 93-und 94 sind auf die Hebel 87 und 88 abgestützt. In
diesen Enden befinden sich Teile 95 und 96, die mit den Haken 83 und 84 zusammenarbeiten
können. Federn 97 greifen um die Enden des Keils 95 und, sind mit einem festen Punkt,
z. B. einem festen Punkt 98 des Gestells eines Kraftwagens, verbunden. Die Stange
93 kann in der Hülse 99 gleiten, -die mittels eines Hakens ioo an einem Hebel ioi
angelenkt ist, der um den festen Punkt io2drehbar ist. .Das andere Ende des Hebels
ioi ist mittels- der Stange io2@ an einem Hebel 103 angelenkt, der um das Gelenk
104 an der Kolbenstange io5 drehbar ist. Die Stange 105 ist mit dem Kolben 107 verbunden,
der im Zylinder 1o6 auf und ab beweglich ist. Der Hebel 1o3 ist des weiteren mit
einer Stange 94 verbunden, die am Hebel mittels eines Hakens angelenkt ist. Am Ende
des Hebels 103 ist eine Feder io8 befestigt, deren anderes Ende mit einem festen
Punkt io8 verbunden ist. Der Zylinder ist mit einer Flüssigkeitsleitung i io und
mit dem Raum i i i unterhalb eines Kolbens 112 einer Druckmindervorrichtung 113
verbunden. Die ringförmige Kammer 114 ist mit der Druckleitung, z. B. der Druckleitung
einer Ölpumpe eines Motors, verbunden. Die ringförmige Kammer i 15 ist mit
einer Auslaßleitung verbunden, die in. einem Kraftwagen, z. B. zum Ölbehälter im
Motorgehäuse, führt. Der Kolben 112 steht unter Einwirkung der Feder 116, so daß
der Öldruck unter dem Kolben von der durch die Feder ausgeübten Kraft abhängt. Der
nicht gezeichnete Motorgashebel eines Kraftwagens kann auf diwse Feder 116 einwirken.
Der Öldruck hängt also auch von der Stellung des Gashebels ab. Die Spannung der
Feder i 16 bestimmt den Öldruck.
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Diese Kupplung ',hat die besondere Eigenschaft, daß im wesentlichen
nur ein reines Kräftepaar die Trommel 74 belastet und daß die Trommel nicht nach
einer Seite gezwungen wird. Die Trommel kann daher zusammen mit der Reaktionslaufbahn
der Abb. i leicht in axialer Richtung verschoben werden: - Dies ist sehr vorteilhaft;
wenn man bedenkt, daß, wenn in Abb. i die Welle i starr mit einem Motor verbunden
wird; der starr mit der Welle i verbundene Körper 9 nicht in Richtung der Achse
I-I eingestellt werden kann. Das gleiche gilt für den Körper i i. Wenn man dann
trotzdem eine automatische Änderung des Übersetzungsverhältnisses
erzielen
will, was ja durch eine Einstellung dermitdenKugeln iozusammenarbeitenden Flächen
erreicht werden muß, bleibt nichts anderes übrig, als daß .die Reaktionslaufbahn
25 im axialen Sinne einstellbar sein muß. Dies ist mit einer nur durch ein reines
Kräftepaar belastetenTrommel 74, an der die Reaktionslaufbahn 25 vorgesehen ist,
in bevorzugter Weise möglich.
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Die Einstellung in axialerRichtung derTrommel 74 findet statt, wenn
das Getriebe aus der Stellung mit übersetzungsverhältni-s i : i in eine Stellung
mit einem anderen Übersetzungsverhältnis kommt, und diese axiale Verschiebung kann
verwendet werden, um einen nicht gezeichneten Hebel zu steuern, der ein Ventil öffnet,
'das Drucköl in. den Zylinder 118 läßt, wodurch der Kolben iig hochgeht. Dadurch
wird erreicht, daß dieBn"-#msbänder75 und 76 gegen die Trommel 74 gepreßt werden,
weil das linke Ende des Hebels ioi :die Stange 99 herunterdrückt. Die Stange
99 :drückt oben auf die Stange 93. Auch diese wird herabbewegt. Die Stange io2 wird
hochgehoben, und mittels des Hebels 103 wird die Stange 94 heruntergedrückt. Hierbei
ist zu bedenken, daß der Kolben 107 infolge 'des Odruckes gegen den Deckel des Zylinders
io6 gedrückt wird, so daß der Gelenkpunkt 104 des Hebels 103 dann als ein
fester Punkt zu betrachten ist. Dadurch, daß ,die Stangen93, 94 heruntergedrückt
werden, werden die Hebel 87 und 88, die mit dem Hehel6z in Ab:b.7 vergleichbar
sind, derart bewegt, daß die Bremsbänder angezogen werden. Dies ist eine andere
Art und Weise zum Einleiten der Bremswirkung als die an Hand der Abb. 7, 7 a und
9, 9 a beschriebene.
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Die Wirkung .der Kupplung gemäß Abb. 8 ist wie folgt: Wenn 'das normale
treibende Kräftepaar, das z. B. von einer Verbrennungskraftmaschine in feinem Motorkraftwagen
ausgeübt wird, von 'dem Sitz des Führers aus gemäß dem Pfeil Mk gerichtet ist, dann
ist das entgegenwirkende Kräftepaar gemäß dem Pfeil Rh gerichtet. Während der Beschleunigung
des Wagens muß Rk von der Bremse aufgenommen werden, damit das Reaktionsorgan 74
an der Drehung gehindert wird. Infolge der Reibung werden die Bänder 75 und 76 vom
Organ 74 mitgenommen, mit anderen Worten sie sind bestrebt, in Richtung des Pfeiles
Rk zu drehen. Während dieser Drehung findet der Haken 84 gegen den Keil 96 Beinen
Halt. Dadurch wird das Stangendreieck P-O-R starr. Die Hebelübertragung 88 ist wieder
so bemessen (vgl. den Hebel 61 in Abb. 7), daß die Bremse selbstsperrend ist. Die
Stange 93 wird aufwärts gedrückt und zwingt die Hülse 99 und das linke Ende des
Hebels ioi aufwärts. In dieser Weise wird der ganze Hebel 103, die Stange 94 und
der I-Iebel 78 gegen den unter dem Kolben 107 herrschenden Öldruck herunter
bewegt. Die mögliche Drehung der Bremsbänder gemäß dem Pfeil Rk wird dann von dem
Anschlag i2o, gegen den der Hebel 87 anstößt und der nachgiebig sein kann, begrenzt.
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Es ist klar, 'daß 'die Kräfte in den. Stangen 93 und 94 ein reines
Kräftepaar um die Hauptachse bilden und daß fast keine freiegegenwirkende Kraft
auftritt. Dies beruht darauf, daß die Kraft in d; r Stange 93 über die Balancierhebel
ioi und 103 auf die Stange 94 übertragen wird. Die Zunahme des Bremskräftepaares
kann nun durch die Druckmindervorrichtung 113 zusammen mit dem Gashebel ;gesteuert
werden. Denn wenn man .den Gashebel niederdrückt und daher den Öldruck im Zylinder
io6 erhöht, wird der beschriebenen Abwärtsbewegung .des Kolbens 107 im Zylinder
io6, welche eine Folge des Einrückens der Bremse war, entgegengewirkt. Der Druck
im Raum iii und im Zylinder io6 ist nur abhängig von der durch die Feder 116 ausgeübten
Kraft, und :diese Kraft wird mittels 'des Gashebels gesteuert. Wenn der Kolben 112
aufwärts bewegt wird, kann Öl von der Kammer 114 durch die Öffnungen 121 im Kolben
@in,die Kammer i i i und von dort in den Zylinder i o6 geleitet werden. Dies bedeutet,
daß der besagten Abwärtsbewegung des Kolbens 107 entgegengewirkt wird. Auch wenn
der Kolben 107 hochgeht, entsteht im Zylinder io6 und in der Kammer 111 kein Vakuum,
sondern es wird Öl nach dem beschriebenen Wege zugeführt. Bei der Aufwärtsbewegung
des Kolbens 107 wird der Kolben 112 entsprechend der Kraft der Feder 116 aufwärts
bewegt, und es kann aus dem Zylinder io6 durch die Öffnung 121 und die Ringkammer
115 Öl abgeführt werden. Der Kolben 112 bewegt sich zwischen den Ringkammern 114
und i 15.
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Der Zylinder io6, der Kolben 107 und die Vorrichtung 113 'haben hier
'die Funktion der Feder 62 in Abb. 7, und der Höchstwert 'des zu übertragenden Kräftepaares
ist von dieser Vorrichtung begrenzt, .denn falls .beim Niederdrücken :des Gashebels
der Kolben 112 herabgeht und sich demzufolge der Kolben 107 aufwärts bewegt, übt
die Stange 93 einen abwärts gerichteten Druck auf den Hebel 8-8 aus, und mittels
der Stange 94 wird ein gleich großer Druck auf den Hebel 87 ausgeübt. Wenn
aber das entgegenwirkende Moment Rh (die Grenze überschreitet, die von dem Öldruck
im Zylinder io6 bestimmt ist, bewegt sich der Kolben 107 abwärts, während sich der
Hebel 88 nach oben und der Hebel 87 nach unten bewegt. Wenn während dieser Wirkung
der Hebel 87 auf :den Anschlag 120 stößt, genügt der Hebel 88 den Anforderungen
für Selbstsperrung der Bremse nicht mehr, 'und die Bremse fängt an zu schlüpfen,
wob;ti dann noch immer ein Bremsmoment ausgeübt wird, dessen Wert stetig gleich
.dem Wert ist, der von 'dem Öldruck im Zylinder io6,bestimmt wird.
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Wenn das rückwirkende Moment Rk Null wird, wird die Bremse
ganz ausgerückt, und zwar unter Einfluß der Federung der Bänder oder besonderer
nicht gezeichneter Federn. Wenn sich die Richtung 'des Moments Rk umkehrt, wie oben
iim allgemeinen beschrieben, stößt der Haken 83 gegen den Keil 95, und das Stangendreieck
U-h-W wird starr. Darauf wird der Kolben 107 gegen den Deckel des Zylinders io6
gezogen. Die Stange 93 gleitet in die Hülse 99. Das Bremsmoment wird jetzt von den
Federn 97 und io8 aufgenommen und kann nicht
größer werden, als
diese Federn zulassen, denn dez Hebel 88 stößt schließlich gegen den Anschlag z22;
wodurch die Bremse zu schlüpfen anfängt. Abb. 1c zeigt noch eine- andere Ausführungsform
einer Bremse oder Kupplung, z. B. für das Organ 26 in Abb. i. Diese Ausbildung weist
ein oder mehrere ringförmige Reibungselemente i4o auf, z, B. Ringe von Reibungsmaterialen,
die an einer mit dem ,zu bremsenden Organ 26 verbundenen Scheibe 142 angebracht
sind. Zu beiden Seiten .des Ringes 14o befinden ,sich Ringe 143 und 144 mit entgegengesetzten,
aus der Ringfläche abgebogenen Ansätzen 146, 146' und 147, 147'. Zwischen den Ansätzen
46, 147 und 146', 147' befinden sich Ansätze 148, 148' von schwingbaren Hebeln 149,
149.
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Ein Ende jedes Hebels 149, 149 ist mit einer Feder i5o verbunden,
deren Enden an festen Stützen 151, 15I' befestigt sind. Die Ansätze 148, 148' werden
mittels einstellbarer Anschläge 152, 152' und mittels der Ansätze 146, 146' und
147, 147' in der richtigen Stellung gehalten.
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Wenn nun einer der Anschläge 153 oder 154, die mit einem Ansatz 16o
des Ringes 144 zusammenarbeiten, derart verstellt wird, daß die Ringe 143, 144 von.
dem Reibungselement 14o mitgenommen werden (dies ist also die Einleitung der Bremswirkung,
erhalten die Hebel 149, 149" entgegen der Wirkung der Federn 15o, 15o' eine Winkelverstellung.
Die Ansätze 148, 148' treiben die An Sätze 146, 147 und 146', 147' auseinander,
was aber bedeutet, daß die Ringe 143, 144 gegen das Reibungselement geklemmt werden,
so daß dies abgebremst wird. Diese -Bremswirkung wird von der Stellung einer der
Anschläge 153, 154 begrenzt je nach der Drehrichtung des zu bremsenden Organs 26.
DieAbnutzung derBremsflächenkanndurchVerstellen derAnschläge 152, 152! ausgeglichen
werden.
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Diese Ausbildung ist auch für andere Bremszwecke, z. B. zum Bremsen
eines Wagenrades, geeignet. Dann ist das Organ 26 mit dem zu bremsenden Teil verbunden.