DE971892C

DE971892C - Elektromagnetisches Geschwindigkeitswechselgetriebe

Info

Publication number: DE971892C
Application number: DES30511A
Authority: DE
Original assignee: Automobiles Citroen SA
Current assignee: Automobiles Citroen SA
Priority date: 1951-10-05
Filing date: 1952-10-02
Publication date: 1959-04-09
Also published as: NL93291C; LU31712A1; GB729831A; FR1043492A

Description

Elektromagnetisches Geschwindigkeitswechselgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Geschwindigkeitswechselgetriebe mit an sich bekannten Lamellenkupplungen aus je zwei Reihen paralleler, flacher Ringscheiben, die einesteils gleitend auf der Innenfläche einer mit der Antriebsseite für alle Kupplungsteile verbundenen Trommel gelagert sind, während die anderen, zwischen den ersteren Scheiben liegenden, gleichachsigen Ringscheiben auf dem äußeren Umfang konzentrischer Innenkränze liegen, wobei die Innenkränze je mit einem Ende von abgestuften konzentrischen Buchsen verbunden sind, deren andere Enden Zahnräder tragen, die in dauerndem Eingriff mit Zahnrädern verschiedenen Durchmessers auf der getriebenen Welle stehen. Außer diesem Geschwindigkeitswechselgetriebe ist eine elektromagnetisch betätigte Lamellenreibungskupplung bekannt, bei der ein zylindrischer Mantel mit U-förmigem Querschnitt die Kupplungslamellen umschließt, an seinem Bodenteil eine Elektromagnetspule enthält und dessen innerer zentraler Teil durch den Innenkranz der Kupplung magnetisch verlängert ist.
Nach der Erfindung ist bei einem elektromagnetischen Geschwindigkeitswechselgetriebe der eingangs, erwähnten Art ein feststehender Zylindermantel vorgesehen, der alle Kupplungen umschließt und dessen zentraler Teil durch aufeinander folgende Innenkränze aus Material mit ferromagnetischen Eigenschaften zur Weiterleitung des magnetischen Flusses magnetisch verlängert ist. Ferner sind Schaltmittel vorgesehen, welche den radialen Durchfluß des durch die gemeinsame Magnetspule in dem Mantel erzeugten Kraftflusses beeinflussen, und zwar vorzugsweise durch den Teil des Außen-und Innenkranzes, der im geraden radialen Wege einer Lamellenkupplungsgruppe liegt, die unter Ausschluß der anderen Gruppen in Wirkung treten soll.
In einem älteren, nicht vorveröffentlichten Patent ist zur Herabsetzung der rotierenden Massen einer Elektromagnetkupplung vorgeschlagen worden, die die Lamellen tragenden Kupplungskränze dünn auszuführen und einen hinreichenden Querschnitt für den Fluß der magnetischen Kraftlinien in der Weise zu schaffen, daß der Topf des Magneten U-förmig ausgebildet ist und die Kupplungsteile umfaßt. Während sich dieser Vorschlag aber auf die Verminderung der umlaufenden Massen richtet, erreicht die Erfindung durch die Mitverwendung dieses Merkmales im wesentlichen den Vorteil, daß mit einem einzigen Elektromagneten die verschiedenen Kupplunger eines Geschwindigkeitswechselgetriebes geschaltet werden können.
Der Außenkranz der Kupplungen bei dem Geschwindigkeitswechselgetriebe nach der Erfindung ist abwechselnd aus Ringen aus Material mit ferromagnetischen Eigenschaften und aus Ringen aus unmagnetischem Material gebildet, wobei die magnetischen Ringe je einer Gruppe der Lamellenkupplung gegenüberliegen.
Die Schaltmittel bestehen aus einem axial verschiebbaren Ring aus Material mit ferromagnetischen Eigenschaften, der den magnetischen Kraftfluß beim Verschieben zwischen dem festen Außenmantel und dem jeweiligen magnetischen Außenkranzring einer Lamellengruppe schließt.
Dieses Wechselgetriebe gestattet eine ganz sanfte und stoßfreie Getriebeschaltung durch einfache Verlegung des magnetischen Kraftfelddurchflusses, ohne Stromschaltungen mit Kontaktanordnungen zu benötigen. Es bietet daher einen großen Anwendungsbereich mit verhältnismäßig einfachen Mitteln.
Es werden nachfolgend zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes einzeln an Hand der Zeichnung beschrieben.
Fig. I ist ein schematischer Schnitt durch ein viergängiges Getriebe; Fig. 2 und 3 zeigen Einzelanordnungen; Fig.4 ist ein Schnitt durch ein Getriebe mit sechzehn Gängen; Fig. 5 ist eine Schnittansicht nach der Linie V-V von Fig: I.
Das erfindungsgemäße viergängige Getriebe (Fig. I) enthält mehrere Einzelkupplungen, von denen jede aus zwei Gruppen paralleler Scheiben I und 2 besteht, die jeweils gleitend auf dem Innenumfang eines- an der treibenden Welle 5 befestigten Außenkranzes 3 und auf dem Außenumfang eines der getrennten Innenkränze 6, 7, 8, 9 gelagert sind, die zentrisch im Kranz 3 liegen und an den gegeneinander versetzten Enden koüzentrischer Buchsen II, I2, I3 befestigt sind. Diese Teile befinden sich in einem feststehenden Magnettopf I4, in dessen Boden die Spule 15 angeordnet ist. Der Kern des Magnettopfes ist durch die Metallkränze 6, 7, 8, g gebildet. Der Kranz 3 besteht aus 'Ringen 16 aus magnetischem Metall, die mit Ringen 17 aus nichtmagnetischem Metall abwechseln. Im Luftspalt zwischen diesem Kranz 3 und dem Mantel des Magnettopfes 14 ist längs verschiebbar ein Ring I8 aus magnetischem Metall gelagert. Die äußeren Enden der Buchsen Io; II, I2,I3 sind drehfest mit Zahnritzeln 2o, 2I, 22, 23 verbunden, die mit Zahnrädern 24, 25, 26, 27 im Eingriff stehen. Letztere sitzen fest auf einer gemeinsamen angetriebenen Welle I9.
Der Zweck dieser Anordnung besteht darin, die treibende Welle 5 mit der getriebenen Welle I9 durch eine der Kupplungen 1,2 zu verbinden. Dies erfolgt durch Verschiebung des Ringes 18 zwischen dem Magnettopf I4 und dem Kranz 3. Befindet sich der Ring beispielsweise gegenüber dem Innenkranz 6 (in der Zeichnung dargestellte Lage), so werden die Scheiben I, 2 infolge des Schließens des magnetischen Flusses 43 durch die Teile 14, 18, 16, I, 2, 6, 7, 8, g drehfest gegeneinandergedrückt. Diese Ringe kleben übrigens zu zweien zusammen, wie man sich überzeugen kann, wenn man sie auf den Kehlungen 4o und 4I der inneren Zahnkränze 6, 7, 8 oder g (Fig. 5) und des äußeren Zahnkranzes 16 verschiebt. Die Scheiben der anderen Kupplungen laufen demgegenüber lose um. Die Buchse Io läuft somit mit der Drehzahl des Kranzes 3 (oder der treibenden Welle 5) um. An ihrem äußeren Ende wird die Welle I9 gemäß dem Übersetzungsverhältnis der Zahnräder 2o, 24 angetrieben. Durch Verschieben des Ringes 18 kann man auf diese Weise jede beliebige Kupplung einrücken und dadurch die Drehbewegung durch das entsprechende Zahnräderpaar übertragen.
Die Verschiebung des Ringes 18 kann von Hand erfolgen, beispielsweise (Fig. 2 und 3) mit Hilfe von Gelenkzapfen 28, die durch einen Schlitz 25 des Magnettopfes 14 hindurchgreifen und fest an einem Schwenkhebel 30 oder einem sonstigen Getriebeteil sitzen. Der Ring kann auch durch ein selbsttätig arbeitendes Getriebe verschoben werden.
Die Scheibe 4 kann als Schwungrad dienen oder einen Teil eines Stromerzeugers bilden, der den Strom für die beiden Polklemmen 34 32 des Elektromagneten und für die übrigen Vorrichtungen eines Fahrzeuges liefert.
Zum Schalten der Gänge kann man den Strom des Elektromagneten 15 ausschalten oder nicht, wobei das Getriebe selbst seinen Strom von dem vorgenannten Stromerzeuger erhält.
Es entsteht dadurch ein elektrisches Getriebe mit mechanischer Steuerung ohne Schleifkontakt od. dgl. Zum Schalten ist das Ausrücken der Kraftmaschine nicht erforderlich, weil ja alle Buchsen io, ii, r2, 13 beständig z. B. durch Kegellager 33 autfeinander umlaufen und nur r' i Verschieben des Ringes 18 gegebenenfalls aurch diese Verschiebung bewirktem Ausschü a des Stromes jeweils die Drehbewegung durch die Zahnräder übertragen.
Es können zahlreiche Gänge erzielt werden, entweder durch ein Getriebe mit der entsprechenden Zahl von Einzelkupplungen oder durch die gegenseitige Verbindung zweier oder mehr Getriebe dieser Art.
Fig. 4 zeigt beispielsweise eine Anordnung mit zwei viergängigen Getrieben 34,.35. Die Drehbewegung wird von der Welle 5 auf die Welle I9 durch die Zahnräderpaare 2o, 21, 22, 23, die Buchsen Io . . , die Ringe 6 ... durch die Scheiben I, 2, den Außenkranz 3 und von diesem aus durch symmetrische Teile übertragen. Die Zahnräder 23, 22, 21, 2o und 24, 25 ... haben natürlich nicht die gleiche Zähnezahl.
Bei dieser Anordnung können mit n Einzelkupplungen Gänge erreicht werden. Für n = 6 entstehen neun Gänge. Für n = 8 erzielt man sechzehn Gänge.
Befindet sich der Ring 18 zwischen zwei Einzelkupplungen, so erzeugt er eine Bremswirkung. Das Getriebe dient dann als Bremse.
Das Schwungrad ist getrennt auf der Welle 5 befestigt.
Die Anordnung gestattet die Vermehrung der Gänge im Getriebe selbst, wodurch der Raumbedarf vermindert wird, weil die Drehzahlen auf der Abtriebsseite durch Zahnräderpaare untersetzt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: G auf auf e z Querschnitt, Innenkränze Wirkung I. Elektromagnetisches Geschwindigkeitswechselgetriebe mit einer Mehrzahl Einzelkupplungen je aus zwei Reihen paralleler, flacher Ringscheiben, die einesteils gleitend der Innenfläche einer mit der Antriebsseite für alle Kupplungsteile verbundenen Trommel gelagert sind, während die anderen, zwischen den ersteren Scheiben liegenden gleichachsigen Ringscheiben dem äußeren Umfang konzentrischer Innenkränze verschiebbar gelagert sind, um eine Lamellenkupplung zu bilden, wobei die Innenkränze je mit einem Ende von abgestuften konzentrischen Buchsen verbunden sind, deren andere Enden Zahnräder tragen, die dauernd in Eingriff mit Zahnrädern verschiedenen Durchmessers auf der getriebenen Welle stehen, mit einem zylindrischen Mantel mit der die Kupplungs-U-förmigem lamellen umschließt, an seinem Bodenteil eine Elektromagnetspule enthält und dessen innerer zentraler Teil durch die Innenkränze der Kupplungen magnetisch verlängert ist, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein feststehender magnetischer Zylindermantel (I4) vorgesehen ist, der alle Kupplungen umschließt und dessen zentraler Teil durch aufeinander folgende (6 bis 9) aus Material mit ferromagnetischen Eigenschaften zur Weiterleitung des magnetischen Flusses magnetisch verlängert ist, und daß Schaltmittel vorgesehen sind, welche den radialen Durchfluß des durch die gemeinsame Magnetspule (I5) in dem Mantel (I4) erzeugten magnetischen Kraftflusses beeinflussen, und zwar vorzugsweise durch den Teil des Außen-und Innenkranzes, der im geraden radialen Wege einer Lamellenkupplungsgruppe liegt, die unter Ausschluß der anderen Gruppen in treten soll.
2. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kranz (3) aus Ringen (I6) aus Material mit ferromagnetischen Eigenschaften abwechselnd mit urmagnetischen Ringen besteht, wobei die Ringe (i6) je einer Lamellengruppe der Kupplung gegenüberliegen.
3. Geschwindigkeitswechselgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltmittel aus einem Ring (r8) aus Material mit ferromagnetischen Eigenschaften besteht, welcher Ring als Läufer für Herstellung des magnetischen Kontaktes dient, indem derselbe zwischen dem festen Außenmantel und den Ringen (i6) des Außenkranzes verschoben wird. 810- In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 267 484; deutsche Patentschriften Nr. 425 383. 725 In 909 Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 876.