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Zweistufiges Umlaufräder-Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft ein zweistufiges Umlaufräder-Wechselgetriebe, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, bei dem ein unter Federwirkung stehender und mit einem der Sonnenräder
des Getriebes verbundener Reibflächenträger durch die Ankupplung eines von außen
gesteuerten Reibkupplungskörpers axial verschoben und dadurch von einem weiteren
Reibkupplungskörper gelöst wird.
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Ein Umlaufräder-Wechselgetriebe dieser Art wird erfindungsgemäß so
ausgebildet, daß der unter Federwirkung stehende Reibflächenträger mit dem zugehörigen
Sonnenrad nur im Drehsinn gekuppelt, jedoch gegenüber diesem axial verschiebbar
ist und die auf den Reibflächenträger wirkenden Federn zwischen diesem und einem
mit dem zugehörigen Sonnenrad verbundenen Teil angeordnet sind, während der von
außen hydraulisch gesteuerte Reibkupplungskörper ein gegenüber dem Wechselgetriebegehäuse
unverdrehbarer, jedoch axial verschiebbarer Bremsring ist.
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Auf diese Weise wird erreicht, daß sich die auf den Reibflächenträger
wirkenden Federn mit ihren beiden Enden gegen Teile anlegen, die keine Verdrehung
gegeneinander erfahren, sondern entweder gemeinsam stillstehen oder gemeinsam umlaufen.
Hierdurch wird der schwere Nachteil vermieden,
der bei bekannten
Ausführungen von zweistufigen Umlaufräder-Wechselgetrieben der eingangs gekennzeichneten
Gattung dadurch entsteht, daß das eine Ende der am Reibflächenträger angreifenden
Federn an den Zwischenwänden des Getriebegehäuses anliegt, so daß die Federn beim
Umlauf des unter ihrer Einwirkung stehenden Teils stillstehen müssen, was zur Einfügung
von Kugeln zwischen Federn und Abstützwänden zwingt. Diese Kugeln widersprechen
nicht nur der Forderung nach Verbilligung und Vereinfachung der baulichen Ausbildung
des Getriebes, sondern genügen auch nicht zur Sicherstellung einer ordnungsgemäßen
Wirkungsweise der Federn, da auf diese trotz des Vorhandenseins der Kugeln während
der Drehung des Reibflächenträgers eine erhebliche, quer zur Federachse gerichtete
Kraft ausgeübt wird, die starke Klemmungen und Reibungen hervorruft und dadurch
die Wirkung der Federn in Frage stellt.
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Ein weiterer sehr erheblicher Vorteil des Wechselgetriebes nach der
Erfindung besteht darin, daß die axiale Verschiebung des Reibflächenträgers, durch
welche dieser von der Motorwelle getrennt und an das feststehende Getriebegehäuse
herangeführt wird, durch den gegenüber dem Gehäuse unverdrehbaren Bremsring selbst
hervorgerufen wird. Hierdurch wird es überhaupt erst möglich, diese Verschiebung
durch einen hydraulischen Servomotor zu bewirken und so das Getriebe nach der Erfindung
für Kraftfahrzeuge zu verwenden, während eine derartige hydraulische Steuerung,
wenn der die Verschiebebewegung veranlassende Teil wie bei dem bekannten Getriebe
umläuft, sich praktisch nicht durchführen läßt und andererseits die dort vorgesehene
Steuerung von Hand bei Kraftfahrzeugen wegen der in diesen auftretenden verhältnismäßig
großen Leistungen nicht möglich ist. Erfindungsgemäß wird somit gerade dadurch,
daß die Verwendung eines gegenüber dem Getriebegehäuse unverdrehbaren, jedoch axial
verschiebbaren Bremsringes als von außen hydraulisch gesteuerter Reibkupplungskörper
mit der Anordnung eines federbelasteten, von dem zugehörigen Sonnenrad im Drehsinn
mitgenommenen, aber für Axialverschiebung freigegebenen Reibflächenträgers und mit
der Einfügung der auf diesen im Kupplungssinn wirkenden Federn zwischen dem Reibflächenträger
und einem mit dem zugehörigen Sonnenrad verbundenen Teil kombiniert ist, eine vorteilhafte
Ausführung eines zweistufigen Umlaufräder-Wechselgetriebes erzielt, die den besonderen
Anforderungen des Kraftfahrzeugantriebes einwandfrei genügt und dabei baulich einfach
durchgebildet ist.
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Im einzelnen kann das Wechselgetriebe nach der Erfindung so ausgestaltet
sein, daß der axial verschiebbare, aber nicht drehbare Bremskörper den unter Federwirkung
stehenden Getriebeteil am Ende seiner axialen Verschiebebewegung gegen eine auf
der Rückseite des Getriebeteils vorgesehene feststehende Bremsfläche legt, so daß
der Getriebeteil zangenartig zwischen dem axial verschiebbaren Bremskörper und der
feststehenden Bremsfläche eingeklemmt wird. Auch kann eine der Reibflächen, mit
denen der axial verschiebbare unverdrehbare Bremskörper und der zu bremsende Getriebeteil
aufeinander wirken, aus mindestens zwei gegeneinander beweglichen Teilen zusammengesetzt
sein, von denen der eine unter Einwirkung einer Feder steht, die ihn etwas über
den anderen vorstehen läßt, so daß beim Anlegen der Reibfläche an die Gegenfläche
mit dieser zuerst der vorstehende Reibflächenteil in Berührung kommt und erst nach
Überwindung der an ihm angreifenden Federkraft die gesamte Reibfläche zum Anliegen
an der Gegenfläche gebracht wird. Ferner kann bei Verwendung von entgegengesetzt
geneigten konischen Kupplungs- oder Bremsflächen die Anordnung erfindungsgemäß so
getroffen sein, daß der zu bremsende oder an die Motorwelle anzukuppelnde Getriebeteil
mit zwei in entgegengesetzten Richtungen axial verschiebbaren, innen und außen konischen
Ringkörpern versehen ist, die mit den gegensinnig konischen Flächen auf ihrer einen
Seite mit einem doppelkonischen Kupplungskörper zusammenarbeiten, der an die Motorwelle
angeschlossen ist, während auf die entgegengesetzt konischen Flächen ihrer anderen
Seite zwei axial auseinanderspreizbare unverdrehbare Bremskörper einwirken.
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Die Zeichnung veranschaulicht das Umlaufräder-Wechselgetriebe nach
der Erfindung beispielsweise in mehreren Ausführungsformen.
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Fig. I zeigt im Längsschnitt ein erfindungsgemäß ausgebildetes zweistufiges
Wechselgetriebe, das einen Öldruckservomotor aufweist, der mit mehreren Kolben versehen
ist; Fig. 2 gibt eine der Fig. I ähnliche Bauart eines Wechselgetriebes wieder,
bei welcher aber der Servomotor Ringform hat; in Fig. 3 ist eine dritte abgeänderte,
jedoch im Wesen mit der Anordnung nach Fig. I übereinstimmende Ausführungsform der
Erfindung dargestellt; Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform, deren Arbeitsweise
etwas von den vorher beschriebenen Ausführungsformen abweicht; Fig.5 stellt eine
Ausführungsform der Reibkörper dar, mit deren Hilfe sich eine stufenweise Erhöhung
der Reibwirkung erzielen läßt; Fig. 6 veranschaulicht die Reibkörper eines Wechselgetriebes,
die derart ausgebildet und angeordnet sind, daß sich die axialen Drückeaufheben;
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Teil der konischen Reibflächen durch
Reibscheiben ersetzt ist; Fig. 8, g und zo stellen in Seitenansicht und teils im
Schnitt die Steuerung eines Wechselgetriebes dar, das aus mehreren zweistufigen
Getrieben zusammengesetzt ist; Fig. z i zeigt schematisch und teilweise im Schnitt
ein völlig selbsttätiges Getriebe gemäß der Erfindung; Fig. 1a und 13 schließlich
zeigen einige Abänderungen des Getriebes nach Fig. i i.
Fig. I zeigt
schematisch ein Umlaufräder-Wechselgetriebe mit zwei Geschwindigkeitsstufen, deren
Schaltung durch einen Servomotor bewirkt wird. Die Umlaufräder sind in bekannter
Weise ausgebildet und angeordnet. Die Motorgruppe, von der oben die Rede gewesen
ist, wird bei dem Wechselgetriebe nach Fig. I durch die Eintrittswelle I, welche
an den Motor angeschlossen ist, und durch das große Sonnenrad 2 gebildet, welch
letzteres beispielsweise Innenverzahnung hat.
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Die Widerstandsgruppe besteht aus der Austrittswelle 3, auf die die
Leistung des Motors gegebenenfalls in durch das Wechselgetriebe abgeänderter Form
übertragen wird, und aus der Platte 4, welche eine gewisse Anzahl von Achsen 5 für
die Umlaufräder 6 trägt. Die Umlaufräder 6 greifen in die Innenverzahnung des großen
Sonnenrades 2 hinein.
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Die Verbindungsgruppe besteht einerseits aus dem mittleren Sonnenrad
7, das lose, beispielsweise auf der Austrittswelle 3, gelagert ist und mit sämtlichen
Umlaufrädern 6 im Eingriff steht. Ferner gehören die nachstehend beschriebenen Kupplungsmittel
zu der Verbindungsgruppe.
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Auf dem mittleren Sonnenrad 7 ist eine Platte 8 angeordnet, die auf
dem genannten Sonnenrad gleiten kann, jedoch mit letzterem im Drehsinn gekuppelt
ist. Zu dem genannten Zweck sind beispielsweise die Zähne des Sonnenrades 7 hinreichend
verlängert, um als Gleitkeile für die Platte 8 zu dienen. Die Platte 8 weist eine
Felge auf, die außen und innen konisch ist (Fig. I). Der innere Konus 9 kann mit
einem entsprechenden Konus IO des großen Sonnenrades 2 in Berührung kommen. Der
äußere Konus II der Felge der Platte 8 kann mit einem Konus I2 in Berührung gebracht
werden, der gegenüber dem Gehäuse des Wechselgetriebes gleitbar gelagert ist. Zur
Herbeiführung der Gleitbewegung ist der Konus I2 mit einem Rand 43 versehen, der
axial auf festen Fingern 34a, die von dem Gehäuse getragen werden, verschiebbar
ist. Die Finger 34a hindern eine Drehung des Konus I2 und des mit ihm verbundenen
Randes 43.
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Ferner sind Federn I6 vorgesehen, die sich mit ihrem einen Ende gegen
die Nabe des inneren Sonnenrades 7 stützen und mit ihrem anderen Ende eine Kraft
von genügender Größe auf die Platte 8 ausüben, um die Mitnahme des widerstehenden
Teils, beispielsweise eines Kraftwagens, durch die Reibung und Haftung der Konen
9 und IO aneinander zu sichern.
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Wenn ein solches Wechselgetriebe sich selbst überlassen ist, so ist
der direkte Gang eingeschaltet, da die Haftung der Konen 9 und IO aneinander alle
inneren Organe unwirksam macht und bewirkt, daß das Ganze als ein einziger Block,
d.h. also mit der gleichen Geschwindigkeit, umläuft.
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Um die zweite Geschwindigkeit der angetriebenen Welle, die kleiner
ist als die Geschwindigkeit des direkten Ganges, zu erhalten, wird der Konus I2
nicht nur so weit verschoben, daß er mit dem Konus II in Berührung kommt, sondern
noch etwas weiter, so daß er die Platte 8 vor sich her schiebt und den Konus 9 von
dem Konus IO löst. Die genannte Bewegung des Konus 12 geschieht mittels eines Öldruckservomotors,
der beispielsweise eine Ölzahnradpumpe 13 aufweist, die das Öl mittels eines Rohres
39 aus einem Behälter 94 ansaugt, während zur Rückführung des öls ein Rohr 4O dient.
Die Zahnradpumpe wird durch den Fahrzeugmotor oder die Antriebswelle I des Wechselgetriebes
in Drehung versetzt.
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Die Ölzufuhr zu den Zylindern 37 des Servomotors geschieht durch eine
Leitung 2O. Zur Steuerung der Druckölzufuhr dient ein Schieber 38 in einem Schiebergehäuse
4I. Der Schieber 38 wird von Hand oder durch selbsttätige Mittel, die auf den Teil
42 einwirken, betätigt. Die Achsen der Zylinder 37 liegen zu den Hauptwellen I und
3 parallel und sind in regelmäßigen Abständen über den ganzen Umfang des Wechselgetriebes
verteilt. Die Zahl der Zylinder ist mindestens gleich drei. In jedem Zylinder ist
ein Kolben 36 gleitbar, der mit einem Vorsprung i9 auf den Rand 43 des Bremskonus
I2 einwirkt. Auf die Rückseite des Randes 43 wirken Rückführfedern 2I.
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Wenn die Kolben 36 durch das Drucköl in Fig. I nach rechts bewegt
werden, so legt sich der Konus I2 gegen die konische Fläche II der Platte 8 und
löst hierbei gleichzeitig die Konen 9 und Io voneinander. Auf diese Weise wird die
kleine Geschwindigkeit eingeschaltet. Wenn der Schieber 38 das Drucköl wieder austreten
läßt, indem er die Zylinder 37 und die Leitung 2o einerseits mit der Rückführleitung
4o andererseits in Verbindung setzt, führen die Federn I6 und 2I den Teil I2 in
die Stellung der großen Geschwindigkeit zurück.
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Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß die Steuerung
des Wechselgetriebes gemäß der Erfindung dadurch wesentlich vereinfacht wird, daß
der axial verschiebbare Konus I2 keine Drehung macht. Ferner wird die Steuerung
des Wechselgetriebes dadurch erleichtert, daß die Reibflächen 9 und io, die aneinander
anliegen, wenn das Wechselgetriebe sich selbst überlassen ist, infolge ihrer Berührung
die große Geschwindigkeitsstufe und somit ein kleines Drehmoment übertragen. Infolgedessen
ist der Andruck der konischen Flächen 9 und io aneinander nicht sehr groß, und die
Kraft, die bei der Steuerung des Wechselgetriebes zur Lösung der Flächen 9 und io
voneinander aufgewendet werden muß, nicht so sehr erheblich.
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Fig.2 zeigt eine Abänderung des Gegenstandes der Fig. i, und zwar
kommt diese Abänderung vor allem dann in Frage, wenn die zu übertragenden Kräfte
erheblich sind. Gemäß Fig. 2 ist das Gehäuse 26 innen derart ausgedreht, daß. es
eine Kammer 37b mit flachem Boden und konzentrischen, zylindrischen Wänden aufweist.
Der mit der Bremse i2 verbundene Teil 36b ist derart abgedreht, daß, er die genannte
Kammer genau ausfüllt, wenn er auch gleichzeitig in der Kammer axial gleitbar ist.
Gegebenenfalls kann auch eine Dichtungsmanschette 61 zwischen den Teilen, die die
Kammer 37b begrenzen, vorgesehen sein. Das durch den
Kanal 2o zugeleitete
Drucköl kann daher längs einer großen Oberfläche, und zwar längs der gesamten Stirnfläche
des Teils 36b, der mit der Bremse I2 verbunden ist, auf letztere wirken. Man erhält
so eine einfache und gleichzeitig zur Übertragung großer Kräfte geeignete Bauart.
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Fig. 2 und 3 zeigen schematisch auch eine abgeänderte Ausführungsform
des Konus Io, der mit dem großen Sonnenrad 2 verbunden ist, der Konen 9 und II,
die zu der Kupplungsplatte 8 gehören, und des Konus I2, der die Bremse bildet. Wie
ohne weiteres aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, wird durch die Bewegung des Bremskonus
I2 nach rechts die Trennung der Kupplungskonen 9 und Io und gleichzeitig die Verstärkung
der Berührung der Konen II und 12 hervorgerufen. Man erhält somit die gleiche Betriebsweise
wie bei dem Gegenstand nach Fig. I, ohne jedoch entgegengesetzt gerichtete Konen
anwenden zu müssen.
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Die Ausführungsform nach Fig. 2 zeigt fernerhin einen ringförmigen
Rand 22, der in der Nähe der Platte 8, aber auf der der Bremse I2 entgegengesetzten
Seite angeordnet ist. Hierdurch wird eine allmählich stärker und schließlich sehr
erheblich werdende Kraft zum Stillsetzen der Platte 8 während der Bremsperiode erzeugt.
Denn wenn der Bremskörper I2 durch den Flüssigkeitsdruck verschoben wird, so ergibt
sich zuerst ein allmählich stärker werdender Kontakt zwischen den Reibflächen II
und I2. Der Kontakt zwischen den genannten Reibflächen hat gleichzeitig eine Verschiebung
der Platte 8 zur Folge, und zwar wird die Platte 8 so weit nach rechts verschoben,
bis der Rand der Platte 8 und der Rand 22 miteinander in Berührung kommen. In diesem
Augenblick wird die Platte 8 kräftig zwischen den Teilen I2 und 22 zangenartig eingeklemmt.
Wenn der Druck in den Zylindern 37 der Fig. I oder in der Ringkammer 37b der Fig.2
aufhört, bewegen zuerst die Federn I6 und 2I gemeinsam das von der Platte 8 und
der Bremse I2 gebildete Ganze zurück. Wenn die Platte 8 in ihre Endstellung gelangt
ist, werden die Federn I6 für die genannte Bewegung unwirksam. Die Federn 2I bewegen
jedoch die Bremse I2 bis in ihre Lösungsstellung weiter zurück.
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In manchen Fällen kann es empfehlenswert sein, dafür zu sorgen, daß
die geringere Geschwindigkeitsstufe wirksam ist, wenn das Wechselgetriebe sich selbst
überlassen ist. Das Anhalten des Fahrzeuges geht dann in kräftigerer Weise vor sich.
Ein Beispiel für den letztgenannten Fall ist in Fig.4 dargestellt. Hier sind die
Kolben 36a umgekehrt angeordnet, und auch die Federn 2I liegen auf der entgegengesetzten
Seite. Infolgedessen wirken die Kolben entgegen den Federn 2I im Sinn einer Lösung
der durch die Bremse I2 eingeschaltet gewesenen kleinen Geschwindigkeitsstufe.
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Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist zwischen dem
Übergang von einer Geschwindigkeitsstufe zu einer anderen keine Übergangszeit vorhanden,
da sich die Reibflächen gegenseitig ersetzen, indem die eine die andere infolge
der Bewegung der Bremsen I2 vor sich her schiebt. Nichtsdestoweniger erfolgt die
Einschaltung jeder Geschwindigkeitsstufe allmählich mittels eines gewissen Gleitens,
das zwischen den Reibungsflächen infolge der anfänglich vorhandenen Geschwindigkeitsunterschiede
auftritt, ehe die Reibflächen vollständig aneinander haften.
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Das Gleiten zwischen den Reibflächen läßt sich mit Hilfe geeigneter
Mittel, durch die die Allmählichkeit des Eingriffs noch verstärkt wird, regeln.
Beispielsweise können die konischen Reibflächen aus mehreren Teilen bestehen. Eine
derartige Ausführungsform ist in Fig. 5 für den Doppelkonus 9 und II der Kupplungsplatte
8 dargestellt. Gemäß Fig. 5 ist am Fuß der beiden konischen Flächen des Doppelkonus
eine Rinne ausgearbeitet, in der zwei Hilfskränze 9a und IIa untergebracht sind.
Diese Hilfskränze nehmen nicht die ganze Länge der zugehörigen Rinne ein und stehen
unter der Wirkung von Federn 45 und 46, die einen nach der Spitze des Konus zu gerichteten
Druck ausüben und die Hilfskränze etwas über die konischen Flächen 9 und II hinausragen
lassen. Auf diese Weise kommen die Hilfskonen 9a und IIa zuerst mit dem Bremskonus
I2 bzw. dem motorischen Antriebskonus Io in Berührung. Die Haftung ist dann auf
einen geeigneten Wert begrenzt, der seinerseits von den Federn 45 und 46 abhängt.
Erst nachdem infolge der Fortsetzung der Bewegung die Federn 45 oder 46 zusammengedrückt
sind, kommen auch die Konen 9 und II ihrerseits mit dem Bremskonus I2 bzw. mit dem
Motorkonus Io in B-rührung. Das Haftvermögen der Konen aneinander geht also durch
ein progressives Zwischenstadium hindurch, auf welches dann die vollkommene Haftung
im Verlauf der weiteren axialen Verstellung der Bremse I2 folgt. Die Konen können
mit allmählich fortschreitendem Haftvermögen auch zur Bildung der Konen Io und I2
statt zur Bildung der Konen 9 und II dienen. Auch kann irgendeine andere zur Erzielung
des allmählichen Fortschreitens des Haftvermögens geeignete Vorrichtung, mag diese
an sich bekannt sein oder nicht, Verwendung finden.
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Die bisher beschriebenen Einrichtungen sind nicht in der Lage, die
axialen Drücke auszugleichen, die mit der Verwendung konischer Reibflächen verbunden
sind, Ein solcher Ausgleich ist in den meisten Fällen auch nicht nötig, da die heutzutage
üblichen Rollen- oder Kugellager zur Aufnahme dieser Drücke ohne weiteres ausreichen,
wenn diese Drücke keine allzu starken Werte annehmen, wie dies im allgemeinen der
Fall ist.
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Es bereitet jedoch auch keine Schwierigkeiten, die axialen Drücke
auszugleichen. Eine Ausführungsform hierfür ist in Fig. 6 dargestellt. Zum Ausgleich
der axialen Drücke brauchen nur die einzelnen konischen Flächen verdoppelt zu werden,
so daß, jeder Teil zwei entgegengesetzt geneigte Konen aufweist. Bei der Ausführungsform
nach Fig. 6 ist die Platte 8 mit Stangen 58 versehen. Auf jeder Stange 58 sind zwei
Ringe mit entgegengesetzt geneigten konischen Flächen gt, m1 bzw. g2, 1,2 gelagert.
Diese Ringe stehen unter der
Wirkung von Federn 59 und 6o, die das
Bestreben haben, die Ringe einander zu nähern, und daher die Rolle der Federn I6
der Fig. I spielen. Die Bremse besteht ebenfalls aus zwei Ringkörpern, die auf ihren
Innenflächen die Konen I21 und I22 bilden. während die Außenfläche der Ringe zylindrisch
ist und in dem Gehäuse 26 längs Keilen 341 und 342 gleitbar ist.
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Wenn die Vorrichtung nach Fig.6 sich selbst überlassen ist, nähern
Federn 62, 63 die Bremsringe I21 und I22 einander soweit, wie dies möglich ist,
und hindern so die Bremsen, mit den Konen II1 und 112 in Berührung zu kommen. Dagegen
sind die konischen Flächen 91 und 92 unter der Wirkung der Federn 59 und 6o an die
konischen Flächen Io1 und Io2 des Motorsonnenrades 2 angelegt. Es ist also die große
Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet, und die auf das Sonnenrad 2 wirkenden axialen
Drücke gleichen sich gegenseitig aus.
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Die Bremsen I21 und I22 sind zwecks ihrer Betätigung hohl ausgebildet,
so daß sie zwei Kammern 371 und 372 bilden, die der Kammer 37b der Fig. 2 entsprechen.
In die Kammern 371, 372 ragen die seitlichen Arme eines Umdrehungskörpers hinein,
dessen Form beispielsweise durch die Drehung eines auf dem Kopf stehendenT-Stückes
um die Achse des Wechselgetriebes bestimmt ist. Die seitlichen Arme 361, 362 dieses
Umdrehungskörpers schließen die Hohlräume 371 und 372 ab. Wenn durch die Leitung
44 Drucköl eingelassen wird, werden die beiden Bremsbacken voneinander entfernt,
wobei gleichzeitig die Federn 62,63 gespannt werden, und die kleine Geschwindigkeitsstufe
wird eingeschaltet. Wenn das Drucköl wieder ausgelassen wird, nähern sich die Bremsbacken
einander, so daß wieder die große Geschwindigkeitsstufe eingeschaltet wird. Bei
der kleinen Geschwindigkeitsstufe gleichen sich die axialen, auf die Platte 8 wirkenden
Drücke gegenseitig aus.
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Im vorstehenden ist immer von Reibkonen gesprochen worden. Hieraus
darf jedoch nicht geschlossen werden, daß nur diese Art von Reibflächen bei der
Erfindung verwendet werden kann. Vielmehr kann auch irgendeine andere Reibverbindung
benutzt werden, vorausgesetzt, daß man sie durch eine axiale Bewegung zur Wirksamkeit
bringen kann.
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In Fig.7 ist ein Beispiel für die Verwendung andersartiger Reibflächen
gegeben. Gemäß dieser Figur befindet sich zwischen der Kupplungsplatte 8 und dem
Motorsonnenrad 2 eine Kupplung mit mehreren Scheiben. Die Scheiben mit gerader Ordnungsziffer
sind beispielsweise mit dem Motorsonnenrad 2 im Drehsinn verbunden und gegenüber
ihm dank der Federführung 64 gleitbar, die Scheiben mit ungerader Ordnungsziffer
dagegen sind mittels der Gleitführung 65 mit der Platte 8 im Drehsinn verbunden.
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Auf der anderen Seite der Platte 8 ist eine ähnliche Vorrichtung vorgesehen.
Hier sind die ungeraden Scheiben beispielsweise durch die Gleitführung 66 mit der
Platte 8 im Drehsinn verbunden, während die geraden Scheiben durch die Gleitführung
67 an einen festen Teil 68, der Kreisform hat und an dem Gehäuse befestigt ist,
angeschlossen sind. Ferner sind alle Scheiben ziemlich frei montiert, so daß keine
Mitnahme stattfindet. Die Federn 16 jedoch, die in der schon oben angedeuteten Weise
angeordnet sind, stellen die Mehrfachreibverbindung zwischen dem Sonnenrad 2 und
der Platte her, welche auf diese Weise in üblicher Art eingeschaltet ist, wodurch
die große Geschwindigkeitsstufe in Wirksamkeit gesetzt wird.
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Um die Bremse anzuziehen, kann die oben an Hand der Fig. 2 beschriebene
Einrichtung benutzt werden. Wenn kein Drucköl in der ringförmigen Kammer 37b vorhanden
ist, schieben die Federn 63 den Ringkörper 36b zurück, und die große Geschwindigkeitsstufe
bleibt eingeschaltet. Wenn jedoch Drucköl in die Kammer 37b hineingeschickt wird,
so wird die Kraft der Federn I6 und I3 überwunden, und der Öldruck zieht die aus
mehreren Scheiben bestehende Bremse an, so daß die Platte 8 angehalten und die kleine
Geschwindigkeit eingeschaltet wird.
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Die Tatsache, daß der Vorsprung I2u des sich nicht drehenden Teils
36b bei 7o einen umlaufenden Vorsprung der Platte 8 trifft, hat keine nachteilige
Wirkung, da die Platte 8 unter der Wirkung der Bremse gleich nach dem Auftreffen
der genannten Vorsprünge aufeinander angehalten wird. Die in Rede stehenden Teile
I2u, 7o, die miteinander in Berührung kommen, sind zweckmäßigerweise konisch, um
an der Bremsung schon vom ersten Augenblick ihres Kontaktes an teilzunehmen, woraus
sich eine bessere Progressivität der Bremsung ergibt. In diesem Fall nähert sich
die in Rede stehende Ausführungsform der in Fig.5 dargestellten Ausführungsform.
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Bisher ist nur von Wechselgetrieben mit zwei Geschwindigkeitsstufen
und von den Einzelteilen dieser Getriebe die Rede gewesen. Die in Rede stehenden
Einrichtungen können aber auch dann angewendet werden, wenn es sich darum handelt,
mehr als zwei Geschwindigkeitsstufen zu erhalten. Zu diesem Zweck können zwei Wechselgetriebe
mit je zwei Geschwindigkeiten zur Erhaltung eines Wechselgetriebes mit vier Stufen,
drei Wechselgetriebe mit zwei Stufen zur Erhaltung eines Wechselgetriebes mit sechs
oder acht Stufen usw. miteinander verbunden werden. Die übersetzungsverhältnisse
dieser Wechselgetriebe sind voneinander verschieden, wenn nicht die Zahl der am
Ende erhältlichen Übersetzungsverhältnisse verringert werden soll.
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Es bereitet keine wesentliche Schwierigkeit, die zweistufigen Wechselgetriebe
gemäß der Erfindung hintereinanrder anzuordnen. Es genügt dann, wenn dafür gesorgt
wird, daß die Austrittswelle des vorhergehenden Wechselgetriebes mit der Eintrittswelle
des nächstfolgenden Wechselgetriebes verbunden wird. Besser noch ist es, die beiden
Wellen aus einem einzigen Stück herzustellen. Die Steuerung des Wechselgetriebes
wird derart ausgebildet, daß sie beispielsweise mittels eines einzigen Steuerhandgriffs
die Regelung der verschiedenen
Einzelwechselgetriebe bewirkt. Es
würde nicht möglich sein, die Steuerung von zusammengesetzten Wechselgetrieben von
Hand vorzunehmen, eine Steuerungsart, die schon bei zweistufigen Wechselgetrieben
schwierig durchzuführen ist. Im vorliegenden Fall wird daher immer ein Servomotor
angewendet. In diesem Fall besteht das zu betätigende Glied, wie dies schon an Hand
der Fig. I dargelegt worden ist, aus einem einfachen Steuerschieber 38, dessen Aufgabe
darin besteht, das Drucköl ein- und auszulassen. Da der Schieber oder ein sonstiges
Steuerglied derart ausgebildet werden kann, daß er sich im Gleichgewicht befindet,
ist für die Betätigung des Schiebers od. dgl. nur eine sehr kleine Kraft notwendig.
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Wenn es sich darum handelt, zwei Wechselgetriebe zu steuern, so kann
zweckmäßigerweise die Einrichtung nach Fig.8 angewendet werden, bei der ein einziges
Steuerglied die beiden Schiebersteuerungen 381 und 382 ad. dgl. betätigt. Diese
beiden Steuerungen gehören zu zwei Wechselgetrieben A und B, die nebeneinander angeordnet
sind, zwei Schaltstufen haben und entsprechend einer der oben beschriebenen Ausführungsformen
ausgebildet sind.
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Zur Verbindung zwischen dem gemeinsamen Steuerglied und den Steuerschiebern
dienen biegsame Wellen 8I, 82 od. dgl., die ähnlich dem in Fig. I dargestellten
Teil 42 sind. Die biegsamen Wellen enden an zwei starren Stangen 7I, 72, deren oberer
Teil umgebogen ist und in geeignet geformte Rinnen 73, 74 eingreift, die in die
Wand eines Zylinders 75 eingeschnitten sind. Der Zylinder 75 ist mit dem Handgriff
76 in Drehrichtung verbunden und kann von dem Fahrer zum Übergang von einer Geschwindigkeitsstufe
zu der benachbarten um einen gewissen Winkel gedreht werden. Die Art und Weise,
in der die Schieber 381 und 382 zur Einschaltung der verschiedenen Übersetzungsverhältnisse
verstellt werden, wird durch das Profil der Rinnen 73, 74 bestimmt.
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Fig. 9 zeigt eine Einrichtung, mit deren Hilfe beispielsweise drei
hintereinanderliegende Getriebekästen A, B und C gesteuert werden. In diesem Fall
sind die Steuervorrichtungen beispielsweise senkrecht angeordnet und mit Rückführfedern
versehen, welche bestrebt sind, sie nach oben zu bewegen. Die drei Steuervorrichtungen
sind in Fig. 9 mit a, b und c bezeichnet. Oberhalb der Steuervorrichtungen und in
Berührung mit ihrem oberen Ende ist eine Nockenwelle 77 angebracht, die mit Nocken
78, 79 und 8o versehen ist. Jeder dieser Nocken ist derart angeordnet und hat ein
solches Profil, daß sich bei der Drehung der Welle die Übersetzungsverhältnisse
der miteinander vereinigten Getriebekästen in ihrer natürlichen Reihenfolge ergeben.
Eine biegsame Welle (Draht, Kabel od. dgl.), die durch eine von einem biegsamen
Rohr oder einer biegsamen Hülle 83 gebildete Führung hindurchgeht, rollt sich mit
ihrem unteren Ende auf eine Riemenscheibe 84 auf, die mit der Welle 77 fest verbunden
ist. Das andere Ende der biegsamen Welle, z. B. desDrahtes, rollt sich auf eine
Scheibe 85 auf, die mit dem Handgriff 86 verbunden ist. Auf diese Weise bewirkt
die Drehung des Handgriffs in der einen Richtung auch die Drehung der Nockenwelle
77. Für die Drehung der Nockenwelle in dem entgegengesetzten Richtungssinn ist eine
Feder vorgesehen, die beispielsweise aus einer nicht dargestellten und auf der Nockenwelle
77 angeordneten Spiralfeder besteht und die die Spannung des in der Führung 83 angeordneten
Kabels oder Drahtes derart sichert, daß die beschriebene Betätigungsvorrichtung
die gleichen Ergebnisse zeitigt wie eine positiv arbeitende Betätigungsvorrichtung.
Durch Kerben kann der Hebel 86 gegebenenfalls in seinen verschiedenen Arbeitsstellungen
festgehalten werden.
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Gemäß Fig. Io wird eine beliebige Anzahl von Steuervorrichtungen und
somit von einzelnen Getriebekästen elektrisch gesteuert. Zu diesem Zweck ist jeder
Verteiler (Schieber 38) mit einer Rückführfeder 87 versehen, die beispielsweise
an seinem unteren Ende angreift. Ferner wirkt auf den oberen Teil des Schiebers
38 ein elektrischer Tauchmagnet ein. Wenn die Spule 88 des Tauchmagneten nicht erregt
ist, bringt die Feder 87 den Schieber in die Stellung, bei der das Öl entleert wird.
Wenn jedoch die Spule 88 unter Strom gesetzt wird, zieht sie den Kern 89 an, welch
letzterer den Schieber vor sich her stößt und die Feder 87 zusammendrückt. Der Schieber
wird hierdurch in die Stellung, bei der das Öl dem Servomotor zugeführt wird, gebracht.
Man kann auf diese Weise alle Steuerungen der verschiedenen Einzelgetriebe eines
Wechselgetriebes steuern, das soviel verschieldene Übersetzungsverhältnisse als
möglich hat und in einem Gehäuse 9 eingeschlossen ist. Zur Steuerung dient nur ein
einziger elektrischer Umschalter 9I, der in den Stromkreis der Wagenbatterie eingeschaltet
ist. Durch entsprechende Schaltung der einzelnen Kontakte, die bei den verschiedenen
Stellungen des Umschalters 9I in den Stromkreis eingeschaltet werden, läßt sich
erreichen, daß sich die verschiedenen Geschwindigkeitsstufen in ihrer üblichen Reihenfolge
ergeben.
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Die obengenannte Eigenschaft der Umlaufräder-Wechselgetriebe gemäß
der Erfindung, daß nämlich bei ihnen die Leistungsübertragung selbst während der
:Schaltung des Wechselgetriebes niemals unterbrochen wird, macht die Wechselgetriebe
gemäß der Erfindung besonders für eine selbsttätige Getriebevorrichtung geeignet.
Hierbei muß aber darauf geachtet -werden, daß die Zusatzeinrichtungen nicht im Gegensatz
zu den Vorteilen der Wechselgetriebe gemäß der Erfindung stehen und diese Vorteile
nicht aufheben.
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Die in einem Kraftfahrzeug od. dgl. verwendeten Brennkraftmaschinen
können nicht immer jedesmal angehalten werden, wenn das Fahrzeug od. dgl. anhält.
Es muß daher notwendigerweise mit dem beschriebenen Wechselgetriebe eine Kupplung
verbunden werden, da das Wechselgetriebe gemäß der Erfindung im Gegensatz zu den
üblichen Wechselgetrieben in sich keine Möglichkeit besitzt, den Motor von dem übrigen
Wagen zu isolieren. Es
wäre jedoch völlig unlogisch und würlde dem
Ganzen die wertvollen Eigenschaften des Wechselgetriebes gemäß der Erfindung nehmen,
wenn man mit dem Wechselgetriebe, dessen Betätigung von dem Fahrer keine Kraftanstrengung
fordert, da es durch einen Druckölservomotor betätigt wird, eine Kupplung verbinden
würde, deren Steuerung nicht von der gleichen Art wie die des Wechselgetriebes sein
würde.
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An sich sind Kupplungen, deren Betätigung nur eine sehr geringe oder
gar keine Kraft erfordert, bekannt. Die Kupplungen der ersten Art sind elektromagnetische
Kupplungen, welche durch einen einfachen Schalter od. dgl. gesteuert werden. Die
Schließung dieses Schalters hat die Erregung der Wicklung der Kupplung und ihre
Einschaltung und die Öffnung des Schalters die Lösung der Kupplung zur Folge. Kupplungen
der zweiten Art sind die durch die Zentrifugalkraft eines festen oder flüssigen
Körpers betätigten Kupplungen, bei denen die Zentrifugalkraft die Mitnahme des anzutreibenden
Teils bewirkt, sobald die Geschwindigkeit einen gewissen Wert überschreitet, und
die Mitnahme unterbricht, wenn der genannte Wert unterschritten wird. Wenn die der
Zentrifugalkraft unterworfenen Körper feste Körper sind, so bewirken diese beispielsweise
die Zusammenspannung oder Entfernung von Reibflächen.
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Wenn man jedoch ohne nähere Überlegung die eine oder die andere Kupplung
abwenden würde, so wäre damit verbunden, daß eine wesentliche Eigenschaft des Wechselgetriebes,
nämlich die Bremsung des Wagens durch den Motor beim Halten, zerstört werden wird.
Eine solche Bremsung des Wagens ist bei einer Zentrifugalkupplung unmöglich, da
diese Kupplung jedesmal, wenn der Motor angehalten wird, gelöst wird. Ferner ist
es auch praktisch nicht möglich, bei einem haltenden Wagen lange Zeit die elektromagnetische
Kupplung unter Strom zu halten, um die genannte Bremswirkung herbeizuführen. Man
würde dann sehr rasch die Wagenbatterie völlig erschöpfen. Die in Rede stehenden
Kupplungseinrichtungen sind also noch ergänzungsbedürftig.
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Es sind unter dem Namen Freilaufräder Einrichtungen bekannt, die eine
Verbindung zwischen zwei Wellen nur in einem Richtungssinn herstellen und siedagegen
im anderen Richtungssinn unwirksam machen. Wenn man ein solches Freilaufrad zwischen
den beiden Teilen der gewählten Kupplung anordnet und wenn man dieses Freilaufrad
derart ausbildet, daß die Antriebswirkung des Motors aufgehoben wird, wenn der Motor
schneller umläuft als der hinter dem Freilaufrad liegende getriebene Teil, dagegen
im umgekehrten Fall wiederhergestellt wird, so findet kein Antrieb des Wagens statt,
wenn die Kupplung gelöst ist, da der Motor in diesem Fall schneller laufen kann
als der hinter dem Freilaufrad liegende Getriebeteil. Andererseits wird jedoch der
Wagen durch den Motor gebremst, wenn man den Wagen anhalten will oder wenn sich
der Wagen im Haltezustand befindet. Zwar ist dann die Kupplung gelöst, jedoch hat
das Freilaufrad die Wirkung, daß der Widerstand des Motors auf den Wagen zur Wirkung
kommt, wenn sich der Wagen in Gang setzen will, da das Wechselgetriebe immer im
Eingriff ist. Auf diese Weise wird also die wichtige Eigenschaft, den Wagen durch
den Motor bremsen zu können, bewahrt.
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Es erscheint nicht nötig, eine besondere Zeichnung für das halbautomatische
Getriebe beizufügen. Denn die Elemente, welche zur Bildung des genannten Getriebes
zu den schon oben behandelten Figuren hinzugefügt werden müßten, sind an sich bekannt,
und die räumliche Anordnung dieser Elemente ist die bei Kraftfahrzeugen übliche.
Außerdem weisen die im nachstehenden beschriebenen Figuren, welche vollautomatische
Getriebe darstellen, auch alle diejenigen Elemente auf, die für die halbautomatischen
Getriebe notwendig sind.
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Fig. II zeigt ein vollautomatisches Getriebe mit einer elektrischen
Getriebesteuerung, die der in Fig. Io dargestellten entspricht. Das gesamte Wechselgetriebe
nach Fig. II besteht aus drei zweistufigen Einzelgetrieben, die erfindungsgemäß
ausgebildet sind. Das erste Einzelgetriebe A dient beispielsweise für den Vorwärts-
oder Rückwärtsgang. Die direkte Eingriffstufe führt den Vorwärtsgang des Wagens
herbei, während die Umlaufräder derart ausgebildet sind, daß sie bei verminderter
Geschwindigkeit des Wagens die Fahrtrichtung desselben umkehren. Die beiden anderen
Einzelgetriebe B und C erzeugen vier Geschwindigkeitsstufen für die Vorwärtsfahrt.
Sie sind mit Verzahnungen und einem Servomotor entsprechend der Darstellung der
Fig. I ausgerüstet. Es sind aber auch andere Kombinationen und Ausführungsformen
ohne weiteres möglich. Das Einzelgetriebe B ist das einzige, das in Fig. II im Schnitt
dargestellt ist.
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Die Steuerungen a, b (letztere ist wegen des Schnitts durch das Einzelgetriebe
B nicht dargestellt) und c, welche die verschiedenen Einzelgetriebe steuern, sind
mit Elektromagneten entsprechend Fig. Io ausgerüstet. Das Drucköl wird den Steuerungen
durch eine Pumpe, beispielsweise mit Tauchkolben 92, zugeführt. Die Pumpe wird durch
die schematisch dargestellte Nockenwelle 93 der Brennkraftmaschine angetrieben und
saugt das Öl aus einem Behälter 94 an, um es in die Druckleitung 39 hineinzufördern.
Die Druckleitung 39 ist mit Abzweigungen versehen, .die das Öl den einzelnen Steuerungen
a, b und c zuführen. Die Abfüh-
rung des Öls geschieht mittels der
Leitung q.o, welche das beim Austritt aus den Steuerungen entspannte Öl aufnimmt
und es dem Behälter 94 wieder zuführt.
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Die Rückführleitung q.o ist mit einem nach oben g U
erichteten
Knie 95 versehen, welches das Öl hindert, im Augenblick des Ölauslasses völlig aus
dem Servomotor auszulaufen. Denn der eigentliche Zweck des Ölauslassens besteht
nur darin, dem Öl seinen Druck zu nehmen, ohne daß es jedoch die von ihm gefüllten
Räume verläßt. Wenn das Öl in den von ihm angefüllten Räumen verbleibt, so wird
dadurch einerseits das Eindringen von Luft in diese
Räume verhindert
und andererseits der Zeitverlust vermieden, der sonst beim nächsten Arbeitsgang
mit der Neufüllung dieser Räume verbunden sein würde.
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Die Zentrifugalkupplung hat eine bekannte Bauart und ist nur ganz
schematisch dargestellt. Das Schwungrad 96 des Motors treibt eine Scheibe 97 an,
die sich mit dem Schwungrad dreht, jedoch axial gleitbar ist. Diese Scheibe wird
normalerweise durch nicht dargestellte Federn von dem Schwungrad96 entfernt gehalten.
Zwischen dem Schwungrad 96 und der Scheibe 97 befindet sich eine weitere Scheibe
98, welche mit Reibbelägen versehen ist und mit der Eintrittswelle I des ersten
Einzelgetriebes, z. B. des Umkehrgetriebes A, verbunden ist. Ferner sind auf einer
Wand Ioo, die mit dem Schwungrad fest verbunden ist, exzentrische Massen 99 gelagert.
Die Zentrifugalkraft, welche auf diese Massen während der Drehung des Schwungrades
wirkt, wird auf die Scheibe 97 übertragen, die die Scheibe 98 zwischen sich und
dem Schwungrad einklemmt, so daß auf diese Weise der Antrieb des Fahrzeuges herbeigeführt
wird.
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Das Freilaufrad ist zwischen der Wand Ioo, die mit dem Schwungrad
und infolgedessen mit dem Motor fest verbunden ist, und der Welle I angeordnet.
Das Freilaufrad ist schematisch durch zwei Scheiben dargestellt, die auf ihren einander
zugewandten Stirnseiten mit Sperrzähnen versehen sind und durch eine Blattfeder
IoI gegeneinandergepreßt werden. Die eine Sperrscheibe Io2 ist mit dem Schwungrad
96 durch die Platte Ioo und die andere Sperrscheibe Io3 mit der Welle I fest verbunden.
In Wirklichkeit wird für das Freilaufrad ein weniger unvollkommener Mechanismus
benutzt, beispielsweise kann eine der zahlreichen Ausführungsformen mit Kugeln,
Walzen, Spiralfedern od. dgl. angewendet werden. Das Freilaufrad ist derart angeordnet,
daß der Motor die Welle I nicht über das Freilaufrad antreiben kann, während jedoch
die Welle I, wenn sie sich in dem gleichen Sinn wie der Motor dreht, letzteren antreiben
kann, wie dies schon oben dargelegt ist.
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Wenn die bisher beschriebenen Einrichtungen noch durch einen elektrischen
Umschalter 9I, der von der Fahrzeugbatterie Io4 gespeist wird, vervollständigt werden,
so erhält man ein halbautomatisches Getriebe, von dem oben die Rede gewesen ist.
Um dieses Getriebe zu einem vollautomatischen zu machen, muß es durch irgendeines
der zahlreichen selbsttätigen Steuermittel, die von dem Erfinder schon in seinen
früheren Patenten beschrieben sind, vervollständigt werden.
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Im folgenden ist eine dieser selbsttätigen Steuervorrichtungen beschrieben.
Auf einer beliebigen Welle, die an der Bewegung des Motors Io5 teilnimmt, beispielsweise
auf der Nockenwelle 93, ist ein Zentrifugalregler befestigt, der beispielsweise
aus einem Käfig Io6 für Kugeln Io7 besteht, deren Lagerstellen gegenüber der Drehachse
des Reglers geneigt sind. Der Druck der Kugeln wirkt auf einem gleitbaren Konus
Io8 und wird durch einen Schwinghebel Io9 und einen Lenker IIo auf einen Hebel III
übertragen, der gegen die Masse isoliert ist und in einen elektrischen Stromkreis,
beispielsweise in den der Batterie Io4, eingeschaltet ist.
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Der Hebel wird im Ruhezustand durch eine Feder II2 gegen einen Kontakt
II3 gelegt. Wenn der Motor auf Touren kommt und eine gewisse Tourenzahl v erreicht,
zwingt der Regler den Hebel III, den Kontakt II3 zu veranlassen. Wenn sich der Hebel
in Richtung auf den anderen Kontakt II4 zu bewegt, trifft er auf halbem Wege auf
einen gefederten Anschlag 115. Wenn der Hebel seinen Weg fortsetzen soll, muß die
Zentrifugalkraft erheblich zunehmen. Infolgedessen erreicht der Motor eine höhere
Gangart v, ehe der Hebel III den Stromkreis über den Kontakt II4 schließen kann.
Die Werte v und V werden derart gewählt, daß sie den Gangarten entsprechen, bei
denen die Übersetzungsverhältnisse selbsttätig geändert werden sollen, und zwar
je nachdem, ob es sich um eine Schaltung im fallenden oder im steigenden Sinn handelt.
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Zur Vermeidung unnötiger Längen der Beschreibung sei nicht näher auf
die Mittel eingegangen, mit deren Hilfe die Gangarten v und V abgeändert werden
können, zumal diese Mittel in früheren Patenten beschrieben sind.
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Wenn der Hebel III mit einem der Kontakte II3 und II4 Kontakt macht,
wird der Batteriestrom einem kleinen elektrischen Servomotor II6 zugeleitet. Dieser
Servomotor betätigt den Umschalter 9I an der Stelle des Fahrers. Der Servomotor
weist zwei unabhängige Induktionssysteme II7 und II8 auf, von denen das eine den
Motor und den Umschalter im Sinn der Schaltung fallender Geschwindigkeiten und das
andere den Motor und den Umschalter im Sinn der Schaltung steigender Geschwindigkeiten
antreiben. Die näheren Einzelheiten sind ebenfalls in früheren Patenten beschrieben.
Eine Schaltung im Sinn fallender Geschwindigkeiten ergibt sich, wenn der Kontakt
II3 geschlossen wird, während die Schließung des Kontaktes II4 eine Schaltung im
Sinn steigender Geschwindigkeiten bewirkt.
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Das Umkehrgetriebe A wird nicht selbsttätig gesteuert, denn allein
der Fahrer kann den Fahrtrichtungssinn des Fahrzeuges bestimmen. In der Reichweite
der Hand des Fahrers ist ein Schalter II9 vorgesehen. Dieser Schalter läßt den Elektromagneten
des Umkehrgetriebes A stromlos, wenn er die der Vorwärtsfahrt entsprechende Stellung
A V hat. Infolgedessen steht die Steuerung a unter der Wirkung ihrer Feder und bewirkt
den direkten Eingriff, d.h. also die Vorwärtsfahrt. Wenn der Fahrer dagegen den
Schalter II9 in die Stellung AR der Rückwärtsfahrt bringt, wird derElektromagnet
der Steuerung a erregt, so daß der Servomotor des Getriebes A mit Drucköl versorgt
wird und die Rückwärtsfahrt einschaltet.
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Ein anderes vollautomatisches Getriebe mit einer Nockensteuerung gemäß
Fig.9 und mit einer elektromagnetischen Kupplung ist in Fig. 12 dargestellt. Auch
hier ist angenommen, daß das Wechselgetriebe .aus drei Einzelgetrieben A, B und
C
zusammengesetzt ist. A dient zur Bewegungsumkehr, während die
beiden anderen Getriebe B und C vier verschiedene Geschwindigkeitsstufen ergeben.
Die drei Einzelgetriebe werden durch drei Steuerungen a, b und c gesteuert, die
ihrerseits durch die Welle 77 mit Hilfe der Nocken 78, 79 und 8o betätigt werden.
Die Nockenwelle wird durch einen Elektromotor II6 angetrieben, der wie in dem vorstehend
beschriebenen Fall zwei Induktionswicklungen II7 und II8 aufweist. Je nachdem, welche
der beiden Induktionswicklungen durch den Kontakthebel III und die Kontakte II3
bzw. II4 unter Strom gesetzt wird, dreht sich der Servomotor II6 im Sinn steigender
oder fallender Geschwindigkeiten. Der Hebel III steht wie in dem vorhergehenden
Ausführungsbeispiel unter der Wirkung einer Feder II2 und eines gefederten Anschlages
II5 und wird durch die Zentrifugalkraft betätigt, die von dein Zentrifugalregler
entwickelt wird, dessen Kugeln Io7 in Ausnehmungen des Konus Io6 gelagert sind und
auf den beweglichen Konus Io8 wirken.
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Mit der Nockenwelle 77 ist ein elektrischer Stromverteiler I2I verbunden.
Dieser läßt die selbsttätigen Steuermittel auf den Servomotor II6 nur dann einwirken,
wenn es sich um den Übergang von einer der Schaltstufen I, II, III oder IV zu einer
anderen dieser Schaltstufen handelt. Wenn es sich dagegen darum handelt, von dem
neutralen Punkt (Totpunkt) zum Rückwärtsgang oder zum Vorwärtsgang (I. Geschwindigkeitsstufe)
überzugehen, so erregt der Stromverteiler I2I dafür, daß der Servomotor ausschließlich
unter der Kontrolle des Handgriffs II9 steht, so daß der Fahrer allein die Möglichkeit
hat, über die Zulässigkeit einer Änderung des Betriebszustandes zu entscheiden.
Erst nachher können die selbsttätigen Steuermittel wirksam werden und auch dann
nur für die vier verschiedenen Schaltstufen der Einzelgetriebe B und C.
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Der Druckölkreislauf ist derselbe wie bei dem Gegenstand der Fig.II.
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Die Kupplung ist bei dem Gegenstand der Fig. I2 elektromagnetisch.
Sie weist einen Kranz II2 aus magnetischem Stahl auf, der beispielsweise in dem
Schwungrad des Motors gelagert ist und in dessen Innerem eine Spule I23 angeordnet
ist. Diese Spule kann unter gewissen Umständen durch einen umlaufenden Kollektor
I24, gegen den sich eine Bürste I25 legt, unter Strom gesetzt werden. Wenn die Spule
I23 erregt wird, zieht der Kranz I22 einen Anker I26 an, der mit der Welle I des
Wechselgetriebes im Drehsinn verbunden ist. Infolgedessen wird die Eintrittswelle
I angetrieben. Die genannte Kupplung kann durch einen vom Fahrer betätigten Schalter
gesteuert werden, während die Schaltung des Wechselgetriebes vollkommen automatisch
ist.
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Es bereitet aber keinerlei Schwierigkeiten, auch die Wirkungsweise
der elektromagnetischen Kupplung vollkommen automatisch zu machen. Zu diesem Zweck
wird zwischen dem Zentrifugalregler und der selbsttätigen Steuervorrichtung III
des Wechselgetriebes ein weiterer Schalthebel I3o eingeschaltet, der gegen die Masse
isoliert ist und durch den Regler mittels der Stange IIo betätigt wird, während
gleichzeitig eine Gegenfeder I3I auf den Schalthebel I3o wirkt. Die Anordnung ist
derart getroffen, daß der Schalthebel I3o den zu ihm gehörigen Kontakt 132 nicht
erreichen kann, solange die Motordrehzahl nicht eine bestimmte Ziffer erreicht hat,
und zwar ist dies diejenige Ziffer, die für die Kupplung die günstigste ist. Nach
Überschreitung dieser Drehzahl überwindet der Schalthebel I3o den Widerstand der
Feder I3I und berührt den Kontakt I32, so daß der Batteriestrom die Spule I22 erreichen
kann, um die Kupplung zum Antrieb des Wagens einzuschalten. Auf diese Weise wird
mit verschiedenen Mitteln ebenfalls ein vollautomatischer Betrieb wie bei dem Gegenstand
der Fig. II erreicht.
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Fig. I3 zeigt eine Abänderung der in Fig. I2 dargestellten Nockenvorrichtung.
Gemäß Fig. I3 sind die Nocken 78a, 79a und 8oa am Umfang einer Scheibe 77a angebracht.
Die Scheibe 77a ist am Ende der Welle des Servomotors II6 angebracht, der zwei elektrische
Induktionssysteme II7 und II8 aufweist, wie dies oben dargelegt ist. Die Nockenscheibe
77a spielt gegenüber den Steuerungen b und c der Getriebe B und C der Fig. I2 die
gleiche Rolle wie die Nockenwelle 77. Die Steuerungen b und c sind beispielsweise
in einer geraden Linie, jedoch diametral gegenüber angeordnet. Auf der Nockenscheibe
77a sind Ziffern I, II, III und IV angegeben. Diejenige Ziffer, die sich vor der
Steuerung c befindet, zeigt die Geschwindigkeitsstufe an, die bei der jeweiligen
Lage der Nockenscheibe und der dadurch bewirkten Betätigung der Steuerung b und
c eingeschaltet ist. Das Umkehrgetriebe A, dessen Betätigung weniger häufig ist,
wird bei der in Rede stehenden Ausführungsform ebenfalls durch Öldruck gesteuert.
Die Steuerung a des Umkehrgetriebes wird durch ein Kabel oder ein sonstiges biegsames
Glied durch den Fahrer betätigt.
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Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß im vorstehenden nur Ausführungsbeispiele
der Erfindung beschrieben sind, auf welche die Erfindung weder hinsichtlich ihrer
Ausführungsformen noch Anwendungsmöglichkeiten beschränkt ist.