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Steueranordnung für Reibräderwechsel- und -wendegetriebe Die Erfindung
betrifft eine Steueranordnung für Reibräderwechsel- und -wendegetriebe mit in kreissegmentförmigen
Ringnuten gleichachsig gelagerter Reibscheiben verstellbar angeordneten Reibrollen,
deren Verschwenken in eine Übersetzungsstellung nach ihrem Kippen um die durch die
Berührungspunkte der Rollen mit den Rebscheiben erlaufende Achse selbsttätig erfolgt.
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Bei derartigen- an sich bekannten Steueranordnungen wird das Verschwenken
der Rollen selbsttätig veranlaßt durch eine rechtwinklig zur Rollenebene wirkende
Komponente der Reibung zwischen Rolle und Scheibe. Es ist auch bekannt, das Kippen
der Rollen um eine schräge Achse derart erfolgen zu lassen, daß die Kraftkomponente
schließlich zu Null wird und damit die Rolle eine neue Gleichlaufstellung erreicht.
Dabei ergibt sich aber der Übelstand, daß bei Umkehrung der Laufrichtung der Scheiben
die Komponente der Reibung in bezug auf die schräge Kippachse ebenfalls umgekehrt
wird mit dem Ergebnis, daß die Komponente nicht zu Null wird, sondern sich vergrößert
und die Rolle schließlich von der Scheibe abläuft.
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Um dies zu vermeiden, ist bereits der Vorschlag gemacht worden, die
Rollen durch Anschläge festzuhalten. Das hat aber zur Folge, daß bei Wiederherstellung
des Vorwärtslaufes die Rollen sich in der Stellung der größten Übersetzung befinden
und die Beanspruchung der Masch'-ne zu groß ist; um ein Anlaufen zu ermöglichen.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Übelstand dadurch vermieden, daß für
die Rollen zwei Steuervorrichtungen vorgesehen sind, von denen die eine für den
Vorwärtslauf und die. andere für den Rückwärtslauf dient, und eine Kupplung, die
eine oder die andere Steuervorrichtung zur Wirkung bringt.
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Die Erfindung zeichnet sich weiter dadurch aus, daß zwei schräge Kippachsen
vorgesehen sind, von denen ebenfalls die eine für die eine Laufrichtung und die
andere für die andere Laufrichtung benutzt wird Die für die Auswahl der der gewünschten
Laufrichtung entsprechenden schrägen Kippachse erforderliche
Kupplung
wird von einem Getriebe je nach der Laufrichtung gesteuert.
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Eine Steueranordnung nach der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise
dargestellt.
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Abb. i ist ein Längsschnitt durch eine Übertragungsanordnung gemäß
der Erfindung für Kraftwagen.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 in Abb. i.
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Abb.3 zeigt im Aufriß einen sich selbsttätg einstellenden Kupplungs-
und Steuerring von hinten gesehen.
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Abb. q. zeigt einen Teil eines sich selbsttätig unisteuernden Steuerrohres,
welches die Kupplungs- und Steuerringe einstellt. Ein Kupplungsring ist in dieser
Abbildung mittels gestrichelter Linien angedeutet.
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Abb. 5 zeigt die entfaltete Innenfläche eines Kupplungs- und Steuerringes.
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Abb.6 zeigt, zum Teil im Schnitt, einen Teil des Übertragungsmechanismus.
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Abb. 7 ist ein Schnitt nach der Linie 7-7 in Abb. i.
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:ebb. 8 zeigt das eine Ende einer unisteuerbaren Kupplungsfader, mittels
der die Steuerhülse zeitweilig mit den antreibenden Laufscheiben gekuppelt werden
kann.
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Die abgebildete Ausführungsform der Erfindung stellt ein Doppelreibungsgetriebe
dar, das hinter der Hinterachse eines Kraftwagens angeordnet werden soll und von
einem vor der Hinterachse montierten Motor in Tätigkeit gesetzt wird. Das Getriebe
wird mittels einer Eingangswelle betätigt, die mittels Zahnräder mit den treibenden
Laufbcheiben verbunden und zur Ausgangswelle versetzt angeordnet ist. Die Ausgangswelle
ist koaxial zu den Laufscheiben angeordnet und treibt von seinem vorderen Ende aus
die Welle der Hinterachse an. Das Gehäuse enthält ein Doppelreibungsgetriebe mit
zwei Sätzen von Laufscheiben, die einander gegenüberliegende toroidale Laufflächen
aufweisen, und finit Zwischenscheiben, die die Drehbewegung der einen Laufscheibe
eines Scheibensatzes an die andere Laufscheibe desselben Scheibensatzes übertragen.
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Im Innern des Gehäuses Io ist ein Trag-und Verstärkungsrahmen angeordnet,
der aus zwei parallelen Querteilen 12, I2a besteht, welche mittels eines dritten
Gliedes 14. starr verbunden sind, das die Form eines Zylinderteiles hat. In die
Teile 12 und I2a sind röh- , genförmige Lagerhülsen 16 und 1()a genau eingepaßt,
die axial auf derselben Linie liegen und mit Flanschen versehen sind. Diese Lagerhülsen
sind mit den Teilen 12, i 2t7 mittels Bolzen i8, 18,2 verbunden, die durch die Flanschen
der Hülsen eingeschraubt sind. Die inneren Enden der Lagerhülsen 16. 16a sind in
axialer Richtung so weit voneinander entfernt, daß der Zwischenraum zwischen ihnen
eine Reibungskupplung aufnehmen kann. Die Lagerhülsen sind mit Zapfen 17, 17a geformt.
die mit der Kupplung zusammenwirken. jeder der Teile 12 und I2a besitzt mehrere
Öffnungen 72, die zur Aufnahme von Übertragungsscheiben 70, 7oa dienen, welche zwischen
den Laufscheiben 52, 64 bzw. 52a, 64a liegen. Die Rollen 70, 7oa sind in Trägern
gelagert, die einstellbar mit den Tragteilen i2 und 12 ver-
bunden
sind.
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Der Abschnitt 2o der Eingangswelle, die ,Kraft von einem Motor (nicht
dargestellt) an das Getriebe übertragen soll, tritt am vorderen Ende des Gehäuses
Io in dasselbe hinein. Es soll angenommen «-erden, daß diese Welle. wenn von der
linken Seite der Abb. i und 6 gesehen, sich im Uhrzeigersinn dreht. Da> rückwärtige
Ende des Wellenabschnittes 20 ist verjüngt und wird von dein vorderen Ende eines
Wellenabschnittes 2oa (Abb. 6) aufgenommen, der drehbar in den Tragteilen 12 und
I2a gelagert ist und zwischen den Lagern ein Triebrad 22 trägt. Auf dem Wellenteil
2011 ist ein hohles, zylindrisches Kupplungsglied 24 befestigt, das das rückwärtige
Ende des Wellenteiles 2o umgibt und finit inneren Kupplungszähnen 26 versehen ist.
<auf dein Wellenteil 2o ist ein Triebrad 28 für Rückwärtsfahrt mittels eines
Keiles derart befestit, daß e> auf der Welle verschoben werden,' aber sich ihr gegenüber
nicht drehen :kann. Diese.: Triebrad 28 besitzt eine nabenförmige Hülse 3o, die
mit dein Triebrad einen zusammenhängenden Körper bildet und auf der Außenseite finit
Kupplungszähnen 32 versehen ist. die beim Vorwärtsgang mit den Kupplungszähnen 26
des Teiles 24. in Eingriff gebracht werden.
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Das v ordere Ende der Ausgangswelle 4o wird von einem Lager .12 in
der vorderen Wand 44. des Gehäuses io aufgenommen. Vor dem Lager :I-2 ist auf der
Welle .4o ein konisches Triebrad :a.6 -befestigt, das mit dein Ringrad eines Hinterachsendifterentialgetriebes
(nicht dargestellt) in Eingriff steht. 48 ist ein auf der Welle 4.o befestigtes
Zahnrad für den Rückwärtsgang, das mit dein auf dem Wellenabschnitt 30 verschiebbar
angeordneten Zahnrad 28 in Eingriff gebracht werden kann. Die Welle 40 erstreckt
sich durch die Lagerhülsen 16, 16a und durch eine Steuerröhre, die eine begrenzte
Drehbewegung ausführen kann. Diese Steuerröhre ist zwischen der Welle und den Lagerhülsen
angeordnet, und die Enden der Röhre stehen finit der Welle in Berührung.
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Beim Vorwärtsgang erfolgt die Kraftübertragung von den Wellenabschnitten
20. 2oa an die Welle d.o über das Zahnrad 22 und die beiden Hälften des Doppelreibungsgetriebe:
durch
Mittel, die in der Folge beschrieben werden sollen.
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Die vordere und die hintere Laufscheibe 5 2 bzw. 527, die beide toroidale
Laufflächen haben, sind derart mit der Welle 4o verbunden, daß Welle und Laufscheiben
gezwungen sind, sich zusammen zu drehen. Das Zahnrad 22 auf dem Wellenabschnitt
2o11 kämmt mit einem Zahnrad 6o, das auf einem röhrenförmigen Teil 62 befestigt
ist, dessen Bohrung in der Mitte eine kleine Erweiterung besitzt. Die Enden des
Teiles 62 ragen auf beiden Seiten des Rades 6o über dessen Seitenflächen hinaus.
Die Innenflächen der hervorstehenden Enden des Teiles 62 umschließen die äußeren
Endflächen der Lagerhülsen 16, z611, und die Außenflächen der hervorstehenden Enden
des Teiles 62 dienen als Lager für die toroidalen antreibenden Laufschienen 6q.,
6q.11. Diese Laufscheiben werden vorzugsweise mittels des Zahnrades 6o gedreht,
und zwar unter Verwendung ausgeglichener Verbindungskörper oder Differentialverbindungen,
beispielsweise Rollen, die in Schlitzen in dem Zahnrad 6o sitzen und sich um radiale
Arme drehen können. Eine derartige Rolle ist in Abb. 1 bei 66 dargestellt. Die Laufscheiben
6:I, 64.9 können aber auch durch andere Mittel derart miteinander verbunden sein,
daß eine Kraftübertragung- stattfinden kann.
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Zwischen den treibenden und den angetriebenen Laufscheiben jeder Getriebehälfte
sind Kraftübertragungsscheiben ;7o angeordnet. Vorzugsweise wird ein Satz von drei
Scheiben 7o zwischen der treibenden Scheibe 6q. und der getriebenen Scheibe 52 und
ein Satz von drei Scheiben 7011 zwischen der treibenden Scheibe 64a und der getriebenen
Scheibe 52a verwendet. Die Scheibenträger können sich nicht um die Achse der Ausgangswelle
drehen, sind aber derart im Rahmengestell angeordnet, daß die Scheiben um Achsen
schwingen können, die die Berührungspunkte zwischen den Scheiben und ihren Laufflächen
verbinden und auch gekippt werden können, um ihre Bahnen auf den Laufflächen zu
ändern.
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Wie es bei Getrieben der hier beschriebenen Art üblich ist, können
die Laufscheiben in axialer Richtung eingestellt und gegen die Zwischenscheiben
gepreßt werden, um den Reibungsgrad zu erzeugen, der erforderlich ist, um die Belastung
zu überwinden- Der erforderliche Druck kann mittels federnder Vorrichtungen hergestellt
werden, die ein Drehinomenterzeugen. Diese Vorrichtungen, die .ich im Innern des
sich mit der Scheibe 57a drehenden Flansches 50 und des Deckels 56 befinden,
sind nicht besonders dargestellt, da sie keinen Teil der Erfindung bilden.
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Die Träger 8o, die die Scheiben 70 und 7o11 tragen und in der
richtigen Lage halten, , unterscheiden sich nur dadurch voneinander, daß der eine
Trägersatz links und der andere rechts gerichtet ist. Es dürfte deshalb genügen,
einen der Träger zu beschreiben.
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Jeder Träger 8o ist gabelförmig oder U-förmig, hat parallele Schenkel
mit freien Enden und ist finit dem Tragteil 12 oder 12a durch ein Universalgelenk
verbunden, das an dem Rahmenteil 12 oder z211 in der Nähe dessen Randes und in der
Biegung des Trägers befestigt ist. Jeder Rahmenteil 12 oder i211 sitzt zwischen
einer antreibenden und einer angetriebenen Laufscheibe; und jeder Träger ist derart
mit dein Rahmenteil verbunden, daß die im Träger sitzende Scheibe 70 oder
7o11
in einer der Öffnungen 72 gedreht, geneigt und gekippt werden kann.
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Das Universalgelenk, (las jeden Träger 8o mit dem Rahmenteil 12 oder
12a verbindet, bestellt aus einem kugelförmigen Hohlraum 82, der auf der Vorderseite
bz«-. auf der dem Rahmenteil zugewandten Seite der Biegung des Trägers angeordnet
und gelenkig mit dem kugelförmigen Kopf 84 eines Tragzapfens 86 verbunden ist. Der
Tragzapfen ist auf der benachbarten Seite des Rahmenteiles befestigt. Der Aufbau
des Universalgelenkes ist für die vorliegende Erfindung ohne wesentliche Bedeutung.
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Die parallelen Schenkel eines jeden Trägers 88 haben an ihren freien
Enden axial übereinstimmende Lageröffnungen ioo für die Scheibenwelle 10q. (Abb.
i und 6). Seitliche Öffnungen zog ermöglichen das Einsetzen der @N ellen lo.I. Mit
Kappen versehene Lagerbüchsen 1o6, die den Öffnungen ioo genau angepaßt sind, sind
in axialer Richtung in die Öffnungen eingesetzt, um die Enden der Wellen io.4 zu
decken, und werden mittels Keile 1o8 festgehalten. Der Abstand zwischen den inneren
Enden der axial übereinstimmenden Lagerbüchsen ist etwas größer als die Stärke der
Scheiben 70, 70' (Abb. i), so daß der Träger eine gewisse Beweglichkeit im
Verhältnis zur Welle und zur Scheibe hat.
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Die Trägerschenkel sind derart angeordnet, daß die Öffnungen log der
antreibenden Laufscheibe zugewandt sind. Der Scheibenmittelpunkt und der Mittelpunkt'
des Universalgelenkes liegen in einer senkrecht zur Achse der Welle 40 gerichteten
Ebene. In der Folge wsrid die der antreibenden Scheibe 64 oder 6,.11 zugewandte
Seite die Vorderseite und die einer angetriebenen Scheibe zugewandte Seite die Rückseite
genannt. Jeder Träger kann um den Mittelpunkt des Universalgelenkes nach allen Seiten
schwingen.
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Beim Vorwärtsgang wirken dib tangentiale :=Antriebskraft einer antreibenden
Laufscheibe 64 oder 6.I11 auf eine Scheibe 70 oder 70'
und die tangentiale
Reaktionskraft zwischen
einer Rolle 70 oder 70' und einer
angetriebenen Laufscheibe 5-, oder 52" in der Richtung von dem Zapfen
86 durch den Mittelpunkt der Scheibe, und dies hat zur Folge, daß der Träger 8o
schleift. Dies ergibt sich auch, weitet man sich vergegenwärtigt, daß der Wellenabschnitt
2oa beim 'Vorwärts-,gang sich im Uhrzeigersinn dreht, wenn von einem Punkt aus gesehen,
der links zur Abb.6 liegt, und daß deshalb die angetriebenen Laufscheiben 64, 64a
sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehen, wenn sie von deinselben Punkt aus betrachtet
werden.
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Die Umsteuerung des Getriebes auf Rückwärtsgang erfolgt dadurch, daß
die Kupplung 26, 32 gelöst wird und die Zahnräder 28 und 48 miteinander in Eingriff
gebracht werden. Hierdurch wird der aus Laufscheiben und Zwischenscheiben bestehende
Mechanismus ausgeschaltet, und die Welle 40 wird durch ein reines Zahnradgetriebe
von der Welle 2o angetrieben. Beim Rückwärtsgang werden selbstverständlich die Laufscheiben
5.2
und 52a, die sich im Uhrzeigersinn drehen, beim Vorwärtsgang, wenn sie
die Motorenergie an die Welle 4o übertragen, -sich entgegengesetzt dem Uhrzeiger
drehen und nur (las Drehmoment erzeugen, das erforderlich ist, uni die Zwischenscheiben
7o, 7o'1, die Laufscheiben 64, 64a und die Zahnräder 6-, und 22 frei zu drehen.
Beim Rückwärtsgang ist keine wesentliche Belastung vorhanden, die der Umdrehung
der Zwischenscheiben, der Laufscheiben und der Zahnräder 6c, und 2.2 entgegenwirkt.
Die tangentialen Kräfte, die die Laufscheiben auf die Zwischenscheiben übertragen,
sind aber derart gerichtet, daß die Träger 8o wie beim Vorwärtsgang schleppen.
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Die Mittel zur Steuerung der Übersetzungslage der Zwischenscheiben
sowohl beim Vor-«-<irts- wie beim Rückwärtsgang sollen nun- ' mehr beschrieben
«-erden.
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Die Abb. i und 2 zeigen eine Steuerwelle t Io, die auf der Außenseite
der Reibungs-oder Zwischenscheiben und der Laufscheiben angeordnet ist und parallel
zur Achse der Welle 4o liegt. Diese Welle iIo wird von Lagerarmen 112, 112a getragen,
die am Rahmenteil I2 bzw. I2a befestigt sind. Die Enden der Steuerwelle ragen über
die Lager hinaus, und auf dem vorderen Ende ist ein C Arm 114 befestigt, während
das rückwärtige ' Ende einen Winkelhebel iI4a trägt, der aus einem dein Arm 114
ahn vorderen Ende entsprechenden Arm 114 und einem Arm II6 besteht. Hauptsteuergelenke
118 sind mit jedem der Arme 114 verbunden, um Drehbe wegungen der Welle 1Io an Vorrichtungen
zu übertragen, die sich zwischen den er- ' wähnten Gelenken und den Scheiben befinden.
Durch diese Schwenkbewegungen der Welle ; IIo ändert sich die Übersetzungslage der
Zwischenscheiben. Die Steuerwelle IIo kann mittels eines Reglers, eines Handgriffes,
eines Fußhebels o, dgl. oder auf indirektem Wege mittel: eines Hilfsmechanismus
geschwenkt «erden. Nach den Zeichnungen ist der Arm 116 beispielsweise mit dem
Teil 122 eines j Hilfsmechanismus I2o beliebiger Art verbunden. Durch
Vornahme eines Handgriffes oder ! durch den Einfluß eines Reglers teilt der Hilfsmechanismus
dein Teil 122 eine Axial-' bewegung mit, wodurch der -lrin @ fit-) bewegt und die
Welle Ito und die Arme II4 gedreht werden. Die Drehrichtung ändert sich je nachdem,
ob die Vorrichtung für ein höheres ''Lider ein niedrigeres >abersetzungsverhältnis
eingestellt wird. 130 ist eine Steuerröhre, die j die Welle 4o umgibt und
im Innern der Lager-' hülsen 16. 1611 gelagert ist. Längsverschiebungen dieser Röhre
«-erden durch geschlitzte i Halteringe 131 verhindert, die in Vertiefungen in der
Röhre 130 in der ,bähe der geflanschten Enden der Lagerhülsen 16, 1611 liegen. Die
Enden der Röhre I3o -sind finit Lagerbüchsen 1,3.2 ausgekleidet. die mit der Welle
4o in Berührung stehen. Zwischen den Lagerbüchsen ist der Durchmesser der Welle
4o etwas kleiner als der Durchmesser der übrigen Teile der Welle. damit öl einwirken
kann. In der Röhre 130 und den Lagerhülsen i6, I6a sind Löcher 13.L vorgesehen,
durch die Öl aus ringförmigen Nuten in die Rahmen teile 12 und i a« hineingepreßt
wird. Das (?I wird von einer Druckschmiervorrichtung geliefert.
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An jedem Ende der Steuerröhren 130 sind einander gegenüber zwei Ringe
136 und 136"
für die Steuerung des Übersetzungsverhältnisses -angeordnet.
Diese Ringe sind topfförmig und besitzen angenähert zylindrische Innenflächen, die
in konische Flächen i4o übergehen. Die Enden dieser Ringe stehen miteinander
in Berührung, und beide Ring(: können sich auf der Steuerröhre I3o drehen, mit der
ihre Lagerflanschen 142 in loser Berührung stehen, 5o daß sie eine begrenzte Querverbindung
ausführen können. Das finit einem Flansch versebene Ende eines jeden Ringes 136
und 136a ist finit drei nach außen ragenden Zungen 144 und i441 versehen, denen
Gelenke verbunden werden können. deren -lindere Enden durch noch zu beschreibende
Mittel mit den Rollenträgern verbunden sind. Die Ringe 136 ünd 136a besitzen einander
gegenüberliegende Vertiefungen i-['. und 146a mit erweiterten Eingangsöf#'iiuiigen.
jeder Ring besitzt zwei derartige Vertiefungen, die einander diametral e_it
21 egengesetzt angeordnet sind. Die Vertiefungen 14E3 und i46-" sind in Abb.
i angedeutet. Eine Vertiefun_- auf der dem Beschauer zugewandtes
Seite
der Ringe ist auf der linken Seite der Abb. i in voll ausgezogenen Linien dargestellt,
während auf der rechten Seite der Abb. i eine Vertiefung gestrichelt angedeutet
ist, die sich auf der entgegengesetzten Seite der Ringe befindet. Diese Vertiefungen
oder Aussparungen wirken als Kupplungsglieder, die mit Zähnen 148 und 148a zusammenwirken,
die den Vertiefungen diametral gegenüber auf einem automatisch gesteuerten Kupplungsring
150 geformt sind. Verschiebungen der Ringe 136 und 136a in axialer Richtung
werden durch Klemmringe 152 verhindert.
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Die Glieder i56 verbinden den Ring 136 finit den Trägern 8o. Diese
Glieder sind am einen Ende durch Universalgelenke mit den Zungen 144 des Ringes
136 und am anderen Ende durch Universalgelenke mit Armen 158 verbunden. Diese Arme
ragen von den Rückseiten der Träger nach außen. Die Ringe 136 und die Glieder 156
können somit die Übersetzungslagen der Scheiben 70 oder 7oa beim Vorwärtsgang regeln.
In ähnlicher -Weise sind die Glieder 156a am einen Ende durch Universalgelenke mit
den Zungen 144a am Ring 136a und am anderen Ende durch Universalgelenke mit Armen
158a verbunden. Die Arme 158a ragen von den Vorderseiten der Träger nach außen.
Mittels der Glieder 15611 können die Übersetzungslagen der Scheiben 7o oder 7oa
beim Rückwärtsgang geregelt werden.
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Die Hauptsteuerglieder 118, von denen jedes an einem Ende mit einem
der Arme 114 an den Enden der Welle IIo verbunden ist, stehen an ihren entgegengesetzten
-Enden drehbar mit den Zähnen 14811 an Steuerkupplungsringen I5o in Verbindung.
Dies ist in Abb. i rechts mit gestrichelten Linien angedeutet. Jedes Glied 118 besitzt
einen Stift, der senkrecht zum Glied in eine Öffnung 149 (Abb. 3) im Zahn 148a hineinragt.
Es dürfte einleuchten, daß, wenn der Steuerwelle IIo eine Schwenkbewegung mitgeteilt
wird; die Steuerkupplungsringe i So ebenfalls eine Teilumdrehung ausführen, und
diese Bewegung wird darauf auf die Steuerringe 136 oder die Steuerringe 136a übertragen.
Ob die Ringe 136 oder die Ringe 136a betätigt werden, ist davon abhängig, ob die
Zähne 148, 148a des Steuerkupplungsringes I5o mit den Aussparungen 146 oder 146a
der Steuerringe 136 oder 136a in Eingriff gelangen. Die Steuerkupplungsringe i50
werden beim Vorwärtsgang selbsttätig finit den Steuerringen oder Steuerhülsen 136
gekuppelt, während sie heim Rückwärtsgang selbsttätig mit den Ringen oder Hülsen
13611 gekuppelt werden. Die Mittel, die hierzu verwendet werden, sind weiter unten
beschrieben.
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Die Steuerröhre 130 (Abb.4) kann in beiden Richtungen eine Teilumdrehung
um ihre ; Achse ausführen. Die Steuerkupplungen 15o besitzen eine oder mehrere innere
Nuten, von denen jede schraubenförmige bzw. spiralförmige Teile I6o aufweist, die
in kreisförmige Teile 162 übergehen. In Vertiefungen in der Steuerröhre 15o sind
Verbindungskörper gelagert, die beispielsweise aus Stahlkugeln 164 bestehen und
in die Nuten in den Steuerkupplungen 15o hineinragen. Diese Kugeln sind derart im
Verhältnis zu den kreisförmigen und den spiralförmigen Teilen der Nuten gelagert,
daß jede einzelne Kugel dieselbe Beziehung zu dem kreisförmigen und dem spiralförmigen
Teil der ihm zugeordneten Nut hat wie jede übrige Kugel. Befindet sich z. B. eine
Kugel in der Mitte eines kreisförmigen Nutenteils, so befinden sich die übrigen
Kugeln ebenfalls in der Mitte der kreisförmigen Nutenteile, und sitzt eine Kugel
am einen Ende eines spiralförmigen Teiles, so sitzen sämtliche anderen Kugeln an
demselben Ende des spiralförmigen Teiles der sie aufnehmenden Nuten. Es dürfte einleuchten,
daß, wenn ein Kupplungsring eine derartige Lage einnimmt, daß die kreisförmigen
Nutenteile mit den Kugeln in Berührung sehen, die Kupplung oder die Röhre eine begrenzte
Drehbewegung ausführen kann, ohne daß die Kupplung hierdurch auch eine Axialbewegung
erhält. Stehen aber die spiralförmigen Teile der Nuten mit den Kugeln in Berührung,
so wird bei Drehen der Röhre oder der Kupplung die Kupplung in axialer Richtung
verschoben. Wenn die Kugeln 164 sich in der Mitte der kreisförmigen Teile 162 der
Nut bzw. der Nuten befinden, so steht die Kupplung 150 isi Volleingriff mit dem
Ring 136 oder dem Ring 136a. Abb. i zeigt die Kupplung i5o in Volleingriff mit dem
Ring 136. Die Kupplung legt sich hierbei gegen die konische Fläche i4o an und zentriert.den
Ring. Wenn unter diesen Verhältnissen die Steuerwelle iio geschwenkt wird, werden
die Kupplungen i 5o und die Ringe 136 eine Teilumdrehung ausführen und die Übersetzungslage
der Scheiben 170, 17oa ändern.
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Wenn der Steuerröhre 13o eine Teilumdrehung mitgeteilt wird, werden
die Kupplungen i5o sich in den in Abb. i gezeigten Lagen befinden. So erhalten die
Kupplungen keine Bewegung, bevor die Röhre so weit gedreht ist, daß die spiralförmigen
Teile der Nuten finit der. Kugeln in Berührung kommen. 1.2i weiterer Drehung der
Röhre 130 werden dann ;lie Kupplungen in axialer Richtung verschöben. Die
spiralförmigen Nuten in der rückwärtigen Kupplung i 5o stellen gewissermaßen ein
Rechtsgewinde und die spiralförmigen Nuten in der vorderen Kupplung ge- 1 wissermaßen
ein Linksgewind° dar. Wenn die Röhre i3o .entgegen dem Uhrzeiger, vom
linken
Ende der Abb. i gesehen, gedreht wird, wird deshalb die -rückwärtige Kupplung i
5o rückwärts in die in Abb. t angedeutete Lage bewegt, in der ihre Zähne mit dem
rückwärtigen Ring 136 in Eingriff stehen. Gleichzeitig wird die vordere Kupplung
I5o vorwärts bewegt, so daß sie mit dem vorderen Ring 136 in Eingriff gelangt. Wird
die Steuerröhre im Uhrzeigersinn gedreht, so gelangen die Kupplungen 150
in ähnlicher Weise in Eingriff mit den Ringen 136a. Sind die Kupplungen
150 mit den Ringen 136 gekuppelt, so bewirkt eine Bewegung der Steuerwelle
eine Veränderung der Übersetzungslage der Scheiben 70, 7oa, wenn das Getriebe für
Vorwärtsgang eingestellt ist, und stehen die Kupplungen 15o mit den Ringen 13611
in Eingriff, so bewirkt eine Drehung der Welle iIo eine Veränderung der Übersetzungslage
der Scheiben 70, 7oa, wenn das Getriebe für Rückwärtsgang eingestellt ist. Die Übersetzungsverhältnissteuerringe
136a für Rückwärtsgang haben keine Verbindung mehr mit der Steuerwelle iIo und können
sich ungehindert drehen, wenn die Übersetzungsverhältnissteuerringe für Vorwärtsgang
mit den Kupplungen I5o in Eingriff stehen und deshalb auf jede Bewegung der Steuerwelle
ansprechen müssen. Wenn die Steuerringe 136a für den Rückwärtsgang finit der Steuerkupplung
I5o in Eingriff stehen, sind in ähnlicher Weise die Übersetzungsverhältnissteuerringe
136 für Vorwärtsgang frei.
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Beim Vorwärtsgang wird die Steuerröhre 139 selbsttätig entgegen
dem Uhrzeiger, vom linken Ende der Abb. i gesellen, gedreht, bis die Kupplungen
150 in axialer Richtung in Eingriff mit den Steuerringen 136 gebracht werden. Beim
Rückwärtsgang wird die Steuerröhre 130 selbsttätig im Uhrzeigersinn :gedreht,
bis die Kupplungen I5o in der entgegengesetzten Richtung in Eingriff mit den Steuerringen
136a gebracht werden. Die Mittel, die diese selbsttätige Drehung herbeiführen, sollen
nunmehr beschrieben werden.
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Wie aus Abb. 1 zu ersehen ist, ist der mittlere Teil der Steuerröhre
in dem ringförmigen Hohlraum zwischen der Röhre und der Innenwand der erweiterten
Bohrung in dem nahen ähnlichen Teil 62 von einer Kupplungsfeder 170 umgeben.
Die Enden der Lagerhülsen 16, l 169 begrenzen diesen Hohlraum in axialer Richtung.
Die Kupplungsfeder 170 ist derart gespannt oder unter Vorspannung gesetzt,
daß sie sich leicht gegen die Innenwand des nabenförmigen Teiles 62 legt, wenn sie
rächt durch irgendeine Kraft zusammengepreßt wird. Jedes Ende der Feder besitzt
einen verstärkten Endteil 172 (Abb. i und 8). Mit der Steuerröhre 130 sind
zwei Federanschläge 174 und 174a starr verbunden, die gegenüber den Enden der Feder
170 liegen. Normalerweise drücken die Federenden gegen die Anschläge 174 und 174a,
die beispielsweise in der Weise hergestellt werden können, daß ein viereckiger Metallblock
an diagonal entgegen-' gesetzten Ecken mit Einschnitten versehen und derart auf
der Röhre 13o befestigt wird. daß die Anschläge geeignete Lagen im Verhältnis zu
den Federenden einnehmen. Die Länge der Anschläge 174 und 174a ist annähernd gleich
der Breite eines Federende 172.
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Die Finger 17, 17a der Lagerhülsen 1t>. 16,1 sind derart angeordnet,
daß sie mit den Ansätzen 178 an den Federenden 172 in Berührung gebracht werden
können. Der Winkelabstand zwischen den Fingern ist so groß. daß die Röhre sich so
weit drehen kann t im vorliegender. Fall. etwa 270 ), daß die Kupp lungen I5o von
den Ringen 136 rollständig getrennt und mit den Ringen 136a in Verbindung ;gelangen,
oder umgekehrt. Die Kupplungsfeder 170 wirkt deshalb -wie eine sich selbsttätig
auslösende Doppelkupplung.
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In Abb. i ist das Getriebe in normaler Lage bezeigt, und die Steuerorgane
für Vorwärts gang sind mit der Steuerwelle i io gekuppelt. Wenn das Zahnrad 28 in
eine neutrale Lage gebracht wird, so kann angenommen ;werden, daß das Übersetzungsverhältnis
niedrig ist. Der Einfachheit halber ist aber hier das Übersetzungsverhältnis i :
i gezeigt. Wird da verschiebbare Zahnrad 28 auf der Eingangswelle für Rückwärtsgang
bei dieser Lage der Teile mit dein Zahnrad 48 für Rückwärtsgang rauf der Ausgangswelle
in Eingriff gebracht und die Motorkupplung eingeschaltet, so finden gleichzeitig
folgende Vorgänge statt: Das Fahrzeug wird in Gang gesetzt und fährt rückwärts.
Die Welle 4.o und die Laufscheiben 52, 52a fangen an, sich entgegen dem Uhrzeiger,
vom linken Ende der ebb. 1 g(= sehen, zu drehen, die Laufscheiben 64, 64a. das Zahnrad
6o und der nabenförmige Teil 62 drehen sich im Uhrzeigersinn, und das Zahnrad 2a
mnit dem Wellenabschnitt 2o wird sich ent gegen dem Uhrzeiger drehen. Sämtliche
Teile des Getriebes mit Ausnahme des Wellenabschnittes 2o drehen sich jetzt in einem
anderen Sinn als beim Vorwärtsgang. D:i der nabenähnliche Teil 52 jetzt anfängt,
sich im Uhrzeigersinn zu drehen, und bestrebt i@t_ das linke Ende 172 der Feder
170 von dem Anschlag 174 zu entfernen, und da das rechte Ende 172 der Feder
170 gegen den :Lnschlar 174" preßt, wird die Feder gezwungen, sielt im Innern
des nabenähnlichen Teiles 62 auszudehnen, worauf sie sich so fest gegen den Teil
62 legt, daß sie sich mit diesem dreht. Das rechte Ende der Feder, das gegen den
Anschlag 174.a drückt, dreht die Steuerröhre
13o im Uhrzeigersinn,
wodurch die Kupplungen 15o von den Ringen i36 gelöst und die Übersetzungsverhältnissteuereinrichtungen
für Vorwärtsgang freigegeben werden, die Sperringe 136a im Verhältnis zu den Kupplungen
15o zentriert werden und der Steuermechanismus: für Rückwärtsgang mit der Steuerwelle
IIo verbunden wird. Wenn die. Steuerröhre 13o sich so weit gedreht hat, daß die
Steuerverbindungen sich in der beschriebenen Vereise geändert haben, legt sich der
Ansatz 176 ,am linken Ende, wie in Abb. i gesehen, der Kupplungsfeder 170 gegen
den Finger 17. Dies hat zur Folge, daß die Feder 170 sich zusammenzieht und die
Reibungsder I7o sich zusammenzieht und die Reibungsverbindung mit dem nabenähnlichen
Teil 62 unterbrochen wird. Der, nabenähnliche Teil dreht sich dann weiter, bis das
Fahrzeug zum Haltere kommt oder eine neue Umsteuerung vorgenommen wird.
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Wenn jetzt die Zahnräder für den Rückwärtsgang voneinander getrennt
und die Kupplungsteile 32 und 26 miteinander in Eingriff gebracht werden und wenn
das Getriebe wieder für Vorwärtsgang eingestellt wird, so dreht sich der nabenähnliche
Teil 62 entgegen dem Uhrzeigersinn, wodurch die Feder 170 wieder gezwungen wird,
sich auszudehnen, da das linke Ende derselben gegen den Anschlag 174 drückt und
die Steuerwelle 13o entgegen dem Uhrzeiger dreht, bis der Ansatz 78 am rechten Ende
der Feder 170
sich gegen den Finger 17a legt, so daß die Feder 170 sich wieder
zusammenzieht und von dem nabenähnlichen Teil 62 löst. Der Teil 6 dreht sich jetzt
weiter, während die Steuerröhre stehenbleibt. Während, der Drehung der Steuerröhre
entgegen dem Uhrzeiger haben sich die Kupplungen 150 so weit in axialer Richtung
bewegt, daß sie sich von den Steuerringen 136a getrennt haben und mit den Steuerringen
136 in Eingriff gelangt sind, die von den Kupplungen zentriert werden. Die Steuerorgane
sind somit jetzt für Vorwärtsrang eingestellt. Wirkungsweise Die Abb. 1, -a und
6 zeigen das Getriebe in neutralem Zustande, da die Kupplungsteile 32 und 26 sowie
die Zahnräder 28 und 48 nicht in Eingriff miteinander stehen.
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Die Kupplungen 150 stehen aber finit den Steuerringen 136 in Eingriff,
als ob das Getriebe während oder kurz nach einer Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges
in neutrale Lage gebracht worden wäre. In Abb. i sind deshalb die Elemente, die
die Steuerung ausüben, in der Lage zueinander dargestellt, die sie beim Vorwärtsgang
einnehmen.
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Bewegt sich jetzt das Fahrzeug vorwärts und wird die Steuerwelle IIo
im Uhrzeigersinn (Abb.2) gedreht, so werden die Arme 114 und die Hauptglieder i
18 die Steuerkupplungen 15o und die Ringe 136 im Uhrzeigersinn drehen. Die
Glieder 156 werden deshalb die Träger 8o um die Mitte der Gelenkverbindung schwingen,
his die Büchsen fob in den äußeren Schenkel der Träger sich gegen die Außenflächen
der Zwischenscheiben legen. Bei dieser Bewegung neigen sich die Achsen der Scheiben
um einen geringen Betrag, so daß sie auf der einen Seite der Achse der Welle 40
verlaufen, während sie unter normalen Arbeitsverhältnissen die Achse dieser Welle
schneiden. Da die Laufscheiben jetzt im Uhrzeigersinn (Abb. 2) umlaufen, werden
die Zwischenscheiben auf den antreibenden Laufscheiben 64 und 64a in immer größer
werdenden Spiralen nach außen gesteuert und auf den angetriebenen Laufrollen 52
und 52a in immer kleiner werdenden Spiralen nach innen gelenkt, so daß sie in eine
Übersetzungslage gebracht werden, die eine höhere Geschwindigkeit ergibt. Die Ausdehnung
der Bewegung bei der Neigung der Träger und :der Scheibenachsen ist nur gering.
Wenn die Einstellbewegungen der Welle iIo aufgehört haben, werden die Drehpunkte
der Glieder 156 an den Armen 158 der Träger 8o im Raum annähernd feststehend. Wenn
die Scheiben sich nach einer spiralförmigen Bahn auf den antreibenden Laufrollen
nach außen und auf den angetriebenen Laufrollen nach innen bewegen, kippt jeder
Träger um eine Rückstellachse, die schräg zu den Ebenen der Rollen gerichtet ist,
die durch den festen Mittelpunkt des Trägergelenkes und den jetzt festen Verbindungspunkt
zwischen dem Glied 156 und dem Arm 158 festgelegt sind. Der Arm 158 ist auf der
Rückseite des Trägers angeordnet und ragt von dieser heraus, wie in Abb. i angedeutet.
Eine Kippbewegung um diese schräge Rückstellachse bringt rasch jede Scheibenachse
in ihre 1 oriifallage zurück, in der die Verlängerung jeder Scheibenachse die Hauptachse,
d. h. die Achse der Welle 4(? schneidet.
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Wird die Steuerwelle ifo entgegen dem Uhrzeiger (Abb.2) gedreht, so
werden die Arme i i und die Hauptglieder 118 die Kupplungen 15o und die Steuerringe
136 entgegen dein Uhrzeiger bewegen, wobei die Träger 8o so ,gedreht werden, daß
die Achsen der Scheiben nach der anderen Seite der Achse der Welle 40 zeigen. Die
Scheiben bewegen sich nun auf der antreibenden Scheibe nach einer immer kleiner
werdenden und auf der angetriebenen Scheibe nach einer immer größer werdenden Spirale,
wodurch sie derart gel:ippt «-erden, daß ein Übersetzungsverhältnis entsteht, welches
eine geringere Geschwindigkeit ergibt. Jeder Träger -wird wieder um
eine
Rückstellachse schwingen, die im Verhältnis zu den Ebenen der Laufscheiben, die
durch den Mittelpunkt des Verbindungsgelenkes des Trägers und den Drehpunkt in der
Verbindung zwischen dein Glied 156 und dem Arm 158 bestimmt sind, schräg gerichtet
ist. Wenn die Scheibe und der Träger um diese Achse gekippt <<-erden, gelangt
die Achse der Scheibe. wieder in eine Lage, in der sie gegen die Achse der Welle
4(-) gerichtet ist. Wenn die Scheibenachsen verlängert werden und hierbei die Achse
der Welle 4o schneiden, so befindet sich die Welle in normaler Antriebslage, und
die Scheiben bewegen sich in Kreisen auf den Laufflächen.
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Beim Vorwärtsgang Haben sich die Kupplungen I5o vollständig von den
Ringen 136" gelöst. Diese Ringe sitzen jetzt lose auf der Steuerröhre 13() und können
frei die geringe Drehbewegung ausführen, die durch die Kippbewegungen der Scheiben
mit ihren Haltern erforderlich wird. Die Träger sind. wie schon erwähnt, durch die
Glieder 156' mit den Ringen 13611 verbunden. Die Ringe 136 und 136« können
nur verhältnismäßig geringe relative Drehbewegungen ausführen. Diese Bewegungen
sind niemals so groß, ball die axiale Übereinstimmung zwischen den Kupplungsnuten
1.36 und 14611 so weit gestört wird, daß die Zähne oder Vorsprünge 148 und 1.1811
nicht von einer Aussparung in die andere hinübergleiten können. Die erweiterten
Seiten der Aussparungen steuern die Zähne i48, 1.18(1 von einer Aussparung zur andern,
selbst ob hierbei den Scheibenträgern etwas Bewegung mitgeteilt wird. In den Zeichnungen
sind die Aussparungen genau in axialer Übereinstimmung bei einem Übertragungsverhältnis
1: 1 bezeigt. Die Einrichtung kann derart angeordnet sein, daß die Aussparungen
bei einem Übersetzungsverhältnis für niedrige Geschwindigkeit oder bei jedem Übersetzungsverhältnis
genau axial übereinstimmend liegen.
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Werden jetzt die Zahnräder -,8 und 48 miteinander in Einbrut gebracht
und die Eingangswelle an den Motor angeschlossen, so wird sich die Ausgangswelle
4o in der entgegengesetzten Richtung drehen, und der Wagen fährt rückwärts, wie
vorher beschrieben. Die Welle 4o dreht sich jetzt entgegen dem Uhrzeiger, nenn sie
vorn linken Ende ' vier Abb. i betrachtet ;wird, und im -Uhrzeiger-41111, wenn sie
in .-11)11.2 von hinten betrachtet wird. Die Steuerröhre I3o wird jetzt mit dein
nabenähnlichen Teil 62 gekuppelt, der sich entgegen dem Uhrzeiger (Abb.2) bewegt,
und die Steuerkupplungen i 5o lösen sich von den Ringen 136 und gelangen mit den
Ringen 13611 in Eingriff. wodurch der Steuermechanismus für Vorwärtsgang vollständig
ausgeschaltet und der Steuermechanismus für Rückwärtsgang mit der Steuerwelle 110
gekuppelt wärtsgang mit der Steuerwelle IIo gekuppelt wird. Wird die Welle IIo jetzt
ein Uhrzeigersinn (Abb.2) gedreht, so werden die Kupplungen I5o und die Ringe 136
für Uhrzeigersinn gedreht, und die Glieder i56!, die die Ringe 136a mit den Armen
158a der- Träger 8o verbinden, werden die Träger- und die Scheibenachsen in eine
Richtung neigen. die bewirkt, daß die Scheiben sich auf den Laufringen 64, 6411
nach einer spiralförmigen Bahn nach außen bewegen, da diese jetzt entgegen dein
Uhrzeiger bewegt werden. Auf den Laufscheiben j?. 5211 ;werden sich die Seheiben
dagegen jetzt nach innen bewegen, da diese Scheiben jetzt von der Welle 4o im Uhrzeigersinn
bewegt werden. Nach dein Aufhören der Einstellbewegung der Steuerwelle nehmen di
Enden der mit den -armen I58a verbundenen Glieder 15 6a eine feste Labe im
Raum ein,- und ;wenn die Scheiben in Stellungen für nette Übersetzungsverhältnisse
kippen, wird jeder Träger um eine Rückstellachse kippen, dis festgelegt ist durch
den Mittelpunkt des den Träger haltenden Gelenkes und die Verbindung zwischen .dem
Glied 1561' und dem Arm 58a. Die Scheibenachse. die vorher auf der einen Seite bfr
Achse der Welle 4o eine schräge Lage einnahm, gelangt deshalb wieder in eine Lage,
in der ihre Verlängerung die Achse der Welle -to schneiden =würde.
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Wenn die Steuerwelle iIo entgegen dem Uhrzeiger gedreht wird (Abb.
2). so drehen sich die Ringe 13(-,11 im Uhrzeigersinn. Die Gelenkverbindungen i5611
mit den Armen 15`a werden dann bewirken, daß die Scheiben und die Träger sich derart
schräg stellen, daß die Scheiben sich auf den Laufscheiben 6.1 und 6411 nach einer
Spirale nach innen bewegen und auf den Laufscheiben 52 und 52a dieselbe Spirale
nach außen beschreiben. Wenn die Scheiben und die Träger in eine Lage kippen. die
ein neues Übersetzungsverhältnis ergibt. so ;;-:rd jeder Träger wie vorher tim eine
Achse kippen, die festgelegt ist durch 11n Mittelpunkt des Trägerhalters und den
Verbindungspunkt zwischen dem Gelenk 136,1 und derer Arm i j811. Die Scheibenachsen,
die nach einer Seite der Achse der Welle To gerichtet bind und schräg stehen, gelangen
wieder- fit die normale Lage, in der ihre Verlängerungen die Achse der Welle 4o
schneiden.
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Die Rückstellachsen, die. wenn glas Getriebe für Vorwärtsgang einserteilt
ist, durch den Mittelpunkt des Trägerhalters und das Ende der mit dein Träger verbundenen
Gliedern 171i testgelegt sind, und die Ruckstellachse. d1:e für t@instellung füriici"-,-frtsang
durch den Mittelpunkt de: Trägerhalten: und llie Enden der Glieder i5611 festgelegt
ist. sind in, Verhältnis zu den Ebenen der Laufflächen nach entgegengesetzten Seiten
@@1@-neigt, daniii
die schrägen Rollen bei jeder Drehrichtung der
Laufscheiben wieder in normale Lage gebracht werden können.
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Beim Rückwärtsgang wird die Steuerwell _ iIo genau in derselben Weise
betätigt wie beim Vorwärtsgang. Da die Röhre 130 sich selbsttätig nach der Drehrichtung
des Getriebes einstellt und die Steuerorgane für Vorwärts- oder Rückwärtsgang auswählt,
verlangt eine Veränderung der Antriebsrichtung keine Veränderung in der Behandlung
der Steuerwelle. Die doppelten, selbsttätig wählenden Gelenkverbindungen gemäß der
Erfindung bewirken, daß die Scheiben 70, 7oa bei beiden Fahrtrichtungen mit den
Laufscheiben in Eingriff gehalten werden und keine Neigung zeigen. sich von den
Laufscheiben zu lösen oder ungleiche Teile der Belastung zu übernehmen.