DE880424C - Sich selbsttaetig stufenlos regelndes Getriebe, insbesondere fuer den Kraftfahrzeugantrieb - Google Patents

Description

• Sich selbsttätig stufenlos regelndes Getriebe, insbesondere für den Kraftfahrzeugantrieb Gegenstand der Erfindung ist ein sich selbsttätig stufenlos regelndes Getriebe, insbesondere für den Kraftfahrzeugantrieb, bei dem die Antriebs- und die Arbeitswelle durch mittels eines zwischengeschalteten Differentialgetriebes gekuppelte Zahnräder miteinander verbunden sind, wobei die Räder dieses Getriebes einen eigenen Hilfsantrieb besitzen, der sie zusätzlich zu ihrer die Kupplung bewirkenden Drehung so in Umlauf setzt, daß sich dadurch das Drehzahlverhältnis zwischen Antriebs- und Arbeitswelle zweckgemäß verändert.
• Ein Getriebe der angegebenen Art ist an sich schon bekannt. Es eignet sich jedoch in der bisherigen Ausführung nicht zur selbsttätigen Geschwindigkeitsregelung für Fahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge, weil ihm die erforderliche automatische Steuerung des Hilfsantriebs fehlt. Diese zu schaffen, bezweckt die Erfindung, und zwar in einer Weise, welche die Verhältnisse berücksichtigt, sowohl wie sie dem üblichen Gashebelbedienen entsprechen als auch wie sie die Besonderheiten des Anfahrens und des Fahrens in der Steigung, im Gebirge od. dgl. verlangen. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der zusätzliche Antrieb des Differentials automatisch in Abhängigkeit von einem beschleunigungs- und bzw. oder steigungsempfindlichen Organ gesteuert ist, indem als Antrieb für das Differential z. B. ein bevorzugt von der Lichtmaschine gespeister Elektrohilfsmotor dient, versehen mit einem sich durch ein Pendelglied selbsttätig drehzahlregelnd einstellenden Vorschaltwiderstand. Hierdurch wird eine weitgehende vollautomatische Steuerung des angegebenen Getriebes gesichert,. das zwar in der üblichen Weise analog einer Gashebelbetätigung bedienbar bleibt, im übrigen aber die Momente des Anfahrens, des Fahrens in der Steigung u_ dgl., also die Momente der Beschleunigung und der erhöhten Kraftbeanspruchung selbsttätig mitberücksichtigt.
• Hierdurch läßt sich eine beachtliche Fortschrittlichkeit erzielen.
• Zur weiteren Erläuterung der Erfindung mit ihren näheren Einzelheiten dient das nachfolgend an Hand von Zeichnungen beschriebene Ausführungsbeispiel. Es zeigt in Fig: z in schematischer Darstellungsweise o im Schnitt ein sich selbsttätig stufenlos regelndes Getriebe ,der vorliegenden Art mit seiner der Erfindung entsprechenden automatischen Steuerung der Geschwindigkeitsverhältnisse; Fig.2 ist eine Seitenansicht zum Getriebeteil.
• Das in den Figuren dargestellte Getriebe besteht aus einem Planetenausgleichsgetriebe a bis f und einem sogenannten Pendelausgleich g bis o. Durch das Planetenausgleichsgetriebe wird die Drehzahl der Motorwelle, die gegen die Drehzahl des Motors bereits ins Langsame übersetzt ist, mit dem auf ihr befestigten, innenverzahnten Zahnrad a auf die Übertragungszahnräder b übertragen. Wenn das Schneckenrad c im Stillstand ist, d. h. wenn die mit einem Elektromotor verbundene Schnecke d steht, so muß die gesamte- . Drehbewegung von a auf das mit dem Kardan . verbundene Kardanzahnrad e übertragen werden.
• Steht der Kardan bei laufender Motorwelle, so muß die Schnecke d das -Schneckenrad c mit den auf ihren Aufsteckachsen f laufendenÜbertragungszahnrädern b so schnell drehen, caß die. Übertragungszahnräder b auf dem Kardänzahnrad e umlaufen.
• Die Drehgeschwindigkeit der Schnecke d bestimmt somit das jeweilige -Übersetzungsverhältnis. Dreht sich die Schnecke d bei konstanter Motordrehzahl schnell, so wird sich der Kardan langsam drehen, und umgekehrt. _ Die Drehzahl der Schnecke d ist abhängig von der jeweiligen Leistung der Lichtmaschine, die den Schneckenmotor mit Strom versorgt, von der Gaspedaleinstellung und von der Stellung des Schwere-. pendels.
• Wird aus dem Leerlauf das Gaspedal g nach unten getreten, d. h. wird Gas gegeben, so überträgt die am Gaspedal befindliche Zahnstange h die Bewegung auf das Widerstandszahnrad i.
• Der Schleifwiderstand k wandert infolge der Drehung des Widerstandszahnrads i nach links, d. h. die Widerstandsstrecke wird länger, und der Schneckenmotor erhält weniger Strom. Bei Vollgas wird sich dadurch die Schnecke d langsam; bei Leerlauf schnell drehen.
• Der Schwerependel l dient zwei Aufgaben: Wenn er infolge einer Beschleunigung des Fahrzeuges nach rechts (= hinten) auswandert, so überträgt sich diese Bewegung über das mit ihm verbundene Pendelzahnrad m auf das Stromabnehmerzalinrad n. Dadurch wird der Stromabnehmer o nach' links bewegt und die Widerstandsstrecke verkürzt, d. h. die Schnecke d wird nicht zu schnell abgebremst, sondern nur in dem Maße, wie die Beschleunigung des Fahrzeugs geringer wird. Der Pendelausschlag ist durch die Zahnräder m und n übersetzt, damit bei geringem Pendelausschlag schon -eine größere Bewegung des Stromabnehmers o erreicht wird. Der Schwerependel L wird mittels eines Anschlages daran gehindert, über die Senkrechte hinaus nach vorn auszuwandern (beim Bergfahren und beim Bremsen).
• Bei Bergfahrt dreht der Schwerependel l um so viel nach hinten, wie die Steigung der Strecke ausmacht. Dadurch wird die Widerstandsstrecke verkürzt.
• ' Diese "drei verschiedenen Steuerungen der Drehgeschwindigkeit der Schnecke d, die oben für sich allein dargestellt wurden, wirken während der Fahrt ineinander und haben zur Folge, daß sich stets das beste Übersetzungsverhältnis selbständig einstellt, unier, der Voraussetzung, daß die Länge der Zahnstange h zum Radius des Widerstandszahnrads i und die Radien der Zahnräder m und ia zueinander in einem Verhältnis stehen, daß die gegebene Länge des Schleifwiderstandes k, über welche ein Spannungsabfall bis zu Null zu erfolgen hat, durch den Stromabnehmer o voll abgegriffen wird, sowohl beim Betätigen des Gaspedals g von Leerlauf bis zu Vollgas als auch beim Bergfahren bis zu einer bestimmten Steigung, die als maximal befahrbare Steigung bei Vollgas anzunehmen ist. Beispiel für -eine Berechnung Die Drehzahl eines Motors sei 45oo U/m, die Übersetzung bis zum Planetenausgleichsgetriebe z : 9 ins Langsame und die Drehzahl des innenverzahnten Zahnrads a 5oo U/m. Wenn der Kardan steht, so dreht sich das Schneckenrad c mit 25o U/m. Die Drehzahl der Schnecke d ist ro ooo U/m, die Übersetzung bei dreigängiger Schnecke d _ : 40, die benötigte PS-Zahl des Schneckenmotors 1/40 der Motorleistung. Wenn die Schnecke d steht, überträgt sich die Drehzahl des innenverzahnten Zahnrads a auf Kardanzahnrad e im Verhältnis ihrer Größe.
• Die Motorwelle und der Kardan laufen ineinander. Schneckenrad c läuft auf dem Lager des Kardanzahnrads e.
• Das automatische, stufenlose Zahnradgetriebe für Motorfahrzeuge ist gegenüber den bisher bekannten Konstruktionen dadurch gekennzeichnet, daß eine zum Antrieb dienende Drehbewegung mittels eines Planetenausgleichsgetriebes in zwei Drehbewegungen zerlegt wird, die voneinander in einer solchen Abhängigkeit stehen, daß eine willkürliche Beschleunigung der einen die entgegengesetzte Beschleunigung der anderen verursacht. Ferner ist es gekennzeichnet durch die automatische Steuerung einer der beiden voneinander abhängigen Drehbewegungen durch eine Schnecke, deren Drehgeschwindigkeit von der Lichtmaschine, der Gaspedaleinstellung und dem Schwerependel abhängig ist.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Sich selbsttätig stufenlos regelndes Getriebe, insbesondere für den Kraftfahrzeugantrieb; bei dem die Antriebs- und die Arbeitswelle durch mittels eines zwischengeschalteten Differentialgetriebes gekuppelte Zahnräder miteinander verbunden sind, wobei die Räder dieses Getriebes einen eigenen Hilfsantrieb besitzen, der sie zusätzlich zu ihrer die Kupplung bewirkenden Drehung so in Umlauf setzt, daß sich dadurch das Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebs-und Arbeitswelle zweckgemäß verändert, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Antrieb des Differentials (b, c, d) automatisch in Abhängigkeit von einem beschleunigungs- und bzw. oder steigungsempfindlichen Organ (l) gesteuert ist, indem als Antrieb für das Differential z. B. ein bevorzugt von der Lichtmaschine gespeister Elektrohilfsmotor dient, versehen mit einem sich durch ein Pendelglied (l) selbsttätig drehzahlregelnd einstellenden Vorschaltwiderstand (k).
2. 2. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Vorschaltwiderstand (k) des Hilfsmotors für das Differentialgetriebe durch eine dem Gashebel entsprechende Betätigung regeln läßt, und zwar so, daß die Arbeitswelle z. B. durch Drücken des fraglichen Hebels (g) eine höhere Tourenzabl erhält, indem dabei z. B. eine Vergrößerung des dem Motor vorgeschalteten Widerstandes (k) herbeigeführt wird, so daß dieser Motor langsamer umläuft und die Geschwindigkeit der zusätzlichen Umlaufbewegung des Differentialgetriebes (b, c, d) zur Erhöhung der Tourenzahl der Arbeitswelle verringert.
3. 3. Getriebe nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstellen des Gashebels(g) bzw. eines ihm entsprechenden Hebels den Vorschaltwiderstand (k) des Hilfsmotors einem Schleifkontakt (o) gegenüber mit-verschiebt, indem der genannte Hebel z. B. eine Zahnstange (1a) in ihrer Längsrichtung mitverstellt, die mit einem Zahnrad (i) kämmt, auf dem der Vorschaltwiderstand (k) kreisbogenförmig angeordnet ist, so daß er sich dabei an einem radial dazu stehend vorgesehenen Schleifkontakt (o) vorbeibewegt. q..
4. Getriebe nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sich der radial zum Vorschaltwiderstand stehende Schleifkontakt (o) diesem Widerstand gegenüber automatisch in Abhängigkeit von der Stellung eines pendelnd angeordneten Schwergewichts (l) verstellen läßt, welches zufolge seiner Trägheit entsprechend der Beschleunigung und Verzögerung der Fahrzeuggeschwindigkeit ausschwingen kann.
5. 5. Getriebe nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der radial stehende Schleifkontakt (o) von einem Zahnrad (n) getragen ist, welches mit einem Übersetzungsrad (m) kämmt, an dem das Pendelgewicht (l) starr befestigt ist, so daß die Pendelausschwingung übersetzt auf den Schleifkontakt (o) übertragen wird, wobei die Verstellung dieses Schleifkontaktes (o) dem Regulierwiderstand (k) gegenüber so gewählt ist, daß sich der Vorschaltwiderstand beim Anfahren des Fahrzeugs selbsttätig verringert.
6. 6. Getriebe nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Vorschaltwiderstandes des Hilfsmotors für das Differentialgetriebe gegenseitig zugleich in Abhängigkeit vom Gashebel und vom ausschwingenden Pendelgewicht stattfindet.
7. 7. Getriebe nach Anspruch i und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe aus einem von einer Schneckenspindel (d) angetriebenen Schneckenrad (c) besteht, das koaxial zum Zahnrad (a bzw. e) der Antriebs- bzw. der Arbeitswelle gelagert ist, von denen das erstere (a) bevorzugt als Rad mit Innenverzahnung ausgebildet ist, wobei das Schneckenrad (c) selbst als Lager für Zwischenräder dient, die sowohl mit dem Zahnrad (a) der Antriebs- als auch dem Zahnrad (e) der Arbeitswelle kämmen. Ange-zogene Druckschriften Deutsche Patentschrift Nr. 458 i55.