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Selbsttätig schaltbares Wechselgetriebe für Motorfahrzeuge. Die Erfindung
bezieht sich auf selbsttätig schaltbare Wechselgetriebe für Motorfahrzeuge. Man
hat zu diesem Zweck bereits eine mit Muttergewinde auf entsprechendem Schraubengewinde
einer unverschiebbaren Welle sitzende, unter Federwirkung stehende verschiebbare
Hülse in Anwendung gebracht, doch hat sich die bekannte Einrichtung in der Praxis
nicht bewährt, weil man die verschiedenen Geschwindigkeiten nur auf Kosten der Leistungsfähigkeit
der Vorrichtung und unter Abnutzung der miteinander in Eingriff stehenden Teile
erzielen kann.
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Diesem Mangel wird durch die Erfindung abgeholfen, gemäß welcher die
Wirkung der beiden Geschwindigkeiten, große und kleine, eine absolute ist. Zu diesem
Zwecke werden an dem treibenden Teil des Getriebes verschieden große, starr miteinander
verbundene Umlaufräder gelagert, die in Eingriff stehen mit entsprechenden zentralen
Zahnrädern zweier gleichachsiger, zueinanderunverschiebbarer, aber drehbarer Hülsen,
von denen die innere mittels Muttergewinde auf einem Schraubengewinde der getriebenen
Welle verschiebbär angeordnet ist und die äußere Hülse eine zur Einwirkung auf die
Ausrückhebel zweier Kupplungen bestimmte Muffe trägt.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine Ausführungsform
eines selbsttätigeil Geschwindigkeitswechselgetriebes, und zwar zeigt Abb. i dasselbe
im Querschnitt. Abb. 2, 3 und b zeigen schematisch Einzelteile der Vorrichtung.
Abb. q. zeigt in Einzelansicht eine der Massen, die durch Fliehkraft auf gewisse
Teile der Vorrichtung einwirken, und Abb. 5 veranschaulicht eineAusführungsform
von Schlagbolzen.
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Abb. i zeigt das Getriebe nur zur Hälfte, was ausreichend ist, um
die wesentlichen Teile der Vorrichtung zu veranschaulichen. i ist die Antriebswelle,
und i i ist die angetriebene Welle.
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Bevor in die genaue Beschreibung der Teile eingetreten wird, ist zu
bemerken, daß die Antriebswelle eine selbsttätige Fliehkraftkupplung 2 besitzt,
die in Außenansicht veranschaulicht ist, von beliebigem, bekanntem Typ ist und dazu
dient, selbsttätig ein allmähliches Einrücken zu bewirken. Infolge der Anordnung
dieser Kupplung kann das Entkupplungspedal vollkommen in Fortfall kommen, denn es
genügt, den Motor auf seine Minimalleistung einzustellen, um das selbsttätige Entkuppehi
zu erzielen. Diese Kupplung ist, obgleich sie einen Teil der Gesamteinrichtung bildet,
nicht. unter den Teilen, die die Erfindung kennzeichnen und wird deshalb auch an
und für sich nicht beansprucht.
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Das Geschwindigkeitswechselgetriebe umfaßt
ein opizykloidisclies
Getriebe bekannten Systems, welches zwei Kombinationen zuläßt; es umfaßt die Trabantenräder
9 und 4., die fest miteinander verbunden sind und lose auf einer Achse 5' sitzen,
welche auf den Teil 2' aufgenietet ist, der fest finit dem Teil 5 verbunden ist,
welcher von der Antriebswelle i mitgenommen wird, wenn die Kupplung 2 eingerückt
ist.
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Das Zahnrad g' ist fest mit einer zylindrischen Hülse i o verbunden,
deren innerer Teil auf eine gewisse Länge hin mit Gewinde versehen ist, und die
somit die Mutter einer entsprechenden Schraube bildet, welche auf geeignete Weise
fest mit der angetriebenen Welle i i verbunden ist; der Gang der Schraube ist natürlich
der Rolle, die die Mutter spielen soll, angepaßt.
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Am entgegengesetzten Ende trägt die Hülse io ein Stück 15 von besonderer
Form, welches auf Kugeln läuft, und dessen Rolle noch erläutert werden wird. Eine
auf die Welle i i aufgewickelte Feder 13 sucht die 1-Iiilse io beständig nach rechts
zu verschieben. Konzentrisch über der Hülse io und an den Bewegungen derselben teilnehmend
ist eine zweite Hülse io' angeordnet, die eine Verlängerung des Zahnrades .4' bildet.
Auf dieser Hülse io' sitzen die Scheiben 7 und 8 zweier Scheibenkupplungen, die,
ohne sich zu drehen, auf der Hülse io' gleiten können. Zwischen den beiden Kupplungen
ist auf die Hülse io' die Schaltmuffe 32 der Kupplungen aufgekeilt. Mit dieser Muffe
stehen zwei Antriebshebel 17, 17' der Kupplungen in Eingriff.
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Die Scheibe? gehört zur rechten Isupplung, deren andere Teile fest
mit dein beweglichen Tei15 verbunden sind, der von dem Motor mitgenommen wird. Der
Teil 21 dieser Kupplung kann, ohne sich zu drehen, derart achsial verschoben werden,
daß er gegen die Scheibe 7 drückt, wobei Federn 23, die in festen Lagern des beweglichen
Teils 5 ruhen, den Tei12i nach rechts zu drücken suchen. Der Antriebshebel 17 ist
bei ig an ein am Teil 21 befestigtes Stück angelenkt, und ein Daumen 2o, der am
Hebel befestigt ist, stützt sich auf einen entsprechenden Anschlag 22, der an dem
Stück 18 befestigt ist, welches seinerseits an dem beweglichen Teil 5 befestigt
ist. Hieraus ergibt sich, daß jede Bewegung des Hebels 17 nach links infolge des
Stützpunktes auf dem Stück 18 bewirkt, daß der Teil 21 der Kupplung entgegen der
Spannung der Feder 23 nach links gezogen wird, ,wodurch die Entkupplung bewirkt
wird. Diese Wirkung kann durch eine unter der Einwirkung der Fliehkraft stehende
Vorrichtung, die noch beschrieben werden wird, imch verstärkt «-erden. Der Hebel
17' sitzt in ähnlicher Weise auf dem Teil 21' der linken Kupplung; sein Gelenk befindet
sich bei ig', der Daumen bei 2o' und der Anschlag bei 22'. Letzterer ist an dem
Stück 18' befestigt, das starr mit dem festen Teil 6 der Vorrichtung verbunden ist.
Auch hier sind Federn 23' in geeigneten Lagern untergebracht, die fest mit i8' verbunden
sind. Bezüglich dieser Kupplung wird also jede Verschiebung des Hebels 17' nach
rechts zur Folge haben, daß er das Stück 21' dei- Kupplung nach rechts zieht und
dadurch die Entkupplung desselben, entgegen der Spannung der Feder 23', bewirkt.
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Die Anzahl der Hebelpaare kann je nachdem drei oder sechs sein.
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Aus obigem geht hervor, daß jede Verschiebung der Muffe 32 in dem
einen oder andern Sinne das Einrücken der einen Kupplung und das Ausrücken der anderen
Kupplung bewirken wird und umgekehrt.
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Oberhalb des Stückes 15 ist eine gewisse Anzahl von Schlagbolzen i-.
(höchstens drei his sechs) mit Rollen 4' angeordnet, die in dein kleinen Führungszylinder
30 untergebracht sind, in dessen Innerem sich eine 1#eder 31 befindet, die
den Bolzen 14 beständig gegen das Stück 15 preßt. Letzteres besitzt zwei besonders
geformte Kurvenflächen, deren Rolle noch erläutert werden wird. Zu bemerken ist,
daß die erwähnten Scheibenbremsen von beliebigem anderen System sein können, ohne
daß in dein Wesen der Erfindung etwas geändert wird.
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Bekanntlich erhält man bei einem Geschwindigkeitswechselgetriebe mit
Trabantenrädern, wenn nian die zentralen Räder entweder mit dein beweglichen Teil
s oder mit dem feststehenden Teil 6 kuppelt, entweder den direk- i lern Eingriff
oder die kleine Geschwindigkeit. Die ZVirkungsweise ist folgende.
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Da der Antrieb der Bremsen durch Verschiebung der Muffe 32 erfolgt,
so folgt hieraus, daß man nur dieMutter io zu verschieben braucht, um das gewünschte
Resultat zu erzielen, da die Mutter mit der Hülse io' unverschiebbar verbunden ist.
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Für einen gegebenen Wert der Antriebskraft und demzufolge der Widerstandskraft
wird die Mutter io in der Gleichgewichtslage gehalten infolge der Wirkungen, die
gleichzeitig auf sie ausgeübt werden erstens durch die Feder 13, die direkt auf
die Mutter io einwirkt, und zweitens durch die federnden Bolzen id., die auf die
linke Kurvenfläche des ringförmigen Wulstes 15 einwirken, wie aus Abb. 2 ersichtlich,
wo die horizontale Komponente c angegeben ist.
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Diese entgegengesetzt gerichteten Widerstände haben außerdem zur Wirkung,
daß sie eine der beiden Bremsen gelöst halten,
während die andere
natürlich in Eingriff ist. Das Profil der Kurvenfläche ist so gewählt, daß der neutrale
Punkt, wo jedeKraftübertragung aufhört, überschritten und die Unbeweglichkeit durch
Bremsen des zentralen Zahnrades 4.' gesichert werden kann.
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Es ist oben gesagt worden, daß die Kupplungswirkung nach rechts bei
direktem Eingriff durch eine Fliehlcraftvorrichtung verstärkt werden kann. Diese
Vorrichtung ist in Abb. 4 veranschaulicht. An dem sich drehenden Teil 5 sind Massen
25 befestigt, die um eine Achse 26 schwingen können, welche entweder, wie veranschaulicht,
an der Scheibe 21 oder an dem Stück 18 befestigt ist, das starr mit dem Teil 5 verbunden
ist. Auf den Hebeln 17 der Kupplung ist ein kleiner Arm 24 vorgesehen, auf welchen
die Masse 25 einwirken wird, wenn die Geschwindigkeit einen bestimmten Maximalwert
überschreiten wird.
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Wenn der Widerstand des Fahrzeugs gegen das Vorrücken sich verringert,
macht sich die Wirkung der Massen 25 bemerkbar, infolgedessen dann natürlich die
Umlaufgeschwindigkeit des Motors zunimmt; diese Wirkung kommt gleichzeitig den Wirkungen
der Gleichgewichtsfeder 13 und der Bremsfeder 23 zu Hilfe, und das Gleichgewicht
zwischen den entgegengesetzt gerichteten Kräften wird unterbrochen.
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Das Profil der Kurvenfläche des Stückes 15 (Abb.2), wo die Vorrichtung
in direktem Eingriff steht, ist so gewählt, daß der Bolzen alsdann den Gipfel des
Stückes 15 überschritten hat und sich in der in Abb. 3 veranschaulichten- neutralen
Stellung befindet. Die Bolzen widersetzen sich in dieser Stellung nicht mehr der
Vorschiebung der Mutter io, doch tritt andererseits ihre Wirkung zu derjenigen der
Mutter hinzu, um die Kupplung der Bremse 8 von geringer Geschwindigkeit zu bewirken.
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Zu bemerken ist noch, daß die Wirkung der Massen 25 infolge der Fliehkraft
zum Heben der Bolzen 14 durch den Teil 16 der Kurvenfläche des Stückes 15 (Abb.
2) beiträgt und claß man außerdem ihre Wirkung mittels Federn von variabler Spannung
regulieren könnte.
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Als Variante könnte die sich aus der Fliehkraft ergebende Wirkung
der Massen durch eine elektromagnetische Vorrichtung ersetzt werden, deren Schema
Abb.5 veranschaulicht.
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In diesem Falle wird eine Dynamo von variabler Voltzahl durch den
Motor des Fahrzeugs angetrieben. Wenn die Geschwindigheit des Motors die gewählte
Geschwindigheit überschreitet, erhöht sich die Voltzahl in demselben Verhältnis,
und der in die Elektromagnete gehende, erzeugte Strom zieht \l% eicbeisenkerne an,
deren Wirkung sich derjenigen der Feder 13 für das Liberscbreiten der Kurvenfläche
hinzufügt.
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Man könnte diese Elektromagnete 30' um die Führungsstangen
30 der Bolzen 14 herumlegen, und ihre Wirkung wird sich alsdann derjenigen
der Feder 31 entgegensetzen, so claß keinerlei Einwirkung auf die Kurvenfläche des
Stückes 15 im Augenblick der Schaltung für direkten Eingriff zu fühlen in
s ,-e
wird.