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Wechsel-und Wendegetriebe.
Vorliegende Erfindung hat ein Wechsel-und Wendegetriebe zum Gegenstande, das sich insbesondere für Automobile, für Aeroplane und andere motorisch angetriebene Fahrzeuge eignet. Durch Herabsetzung der Zahl der bisher bei solchen Getrieben benötigten treibenden Zahnräder auf etwa die Hälfte und darunter und die Möglichkeit, die verwendeten Zahnräder auf Schmiedepresse in Gesenken herzustellen, sind die Erzeugungskosten des Getriebes verhältnismässig gering. Infolge Anordnung der treibenden Zahnräder auf der hinteren Wagenradachse kann auch die Kupplung mit Gestänge, der Räderkasten und allenfalls das Differential entfallen, wenn man auf seine Wirkung verzichten will. Noch einfacher wird das Ganze, wenn der Antrieb auf die vorderen Wagenräder verlegt wird, wobei dann auch die Kardanwelle wegfällt.
Es können somit viele der bisher erforderlichen Getriebeteile erspart werden, wodurch auch die Bruchgefahr des Zusammenbaues sich verringert.
Das Hauptmerkmal des vorliegenden Getriebes ist in der gedrängten, wenig Raum beanspruchenden Bauart gelegen, wobei durch die vollen Aussenflächen der Radkörper eine schützende Einkapselung des Getriebes erzielt wird.
Bei dem vorliegenden Getriebe werden die verschiedenen Geschwindigkeiten der anzutreibenden Welle durch ein auf dieser verschiebbar sitzendes Schaltrad abgenommen, das mit einer an sich bekannten, mit gleichbleibender Geschwindigkeit umlaufenden, an der Stirnfläche mehrere konzentrische Zahnkränze gleicher Zahnteilung tragenden Planscheibe zusammenwirkt ; der Antrieb der letzteren erfolgt erfindungsgemäss durch ein in einen der Zahnkränze der Planscheibe eingreifendes Stirnrad, das mit einem zweckmässig einen halbkugeligen Radkörper aufweisenden Kegelrad fest verbunden ist, welches lose auf der anzutreibenden Welle sitzt und von einem auf der treibenden Welle festsitzenden Kegelrad entweder durch unmittelbaren Eingriff mit diesem oder unter Zwischenschaltung von Kegelrädervorgelegen in Drehung versetzt wird.
Die Zeichnungen zeigen drei verschiedene Ausführungsbeispiele des Getriebes im Schnitt, Fig. 4 die Einrichtung zur Verschiebung des Schaltrades.
Die Kraftzuführung kann wie immer erfolgen, jedoch empfängt hier das Getriebe in beiden Fallen seinen Impuls ohne Zuhilfenahme einer Kupplung direkt von der Zuleitungswelle a mittels des auf ihrem Ende festsitzenden kleinen Kegelrades b, welches dann die Bewegung auf das mit ihm eingreifende grössere, verzahnte Kegelrad c weiterleitet (Fig. 1). Dieses weist einen halbkugeligen, schalenartigen Radkdrpet auf, sitzt lose auf der zur Antriebswelle querstehenden, innen freigelagerten Spindel cl der verzahnten Planscheibe e (Fig. 1) und bewegt mittels eines inneren kegelförmigen Zahnkranzes das mit letzterem
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setzenden Abschlusswelle h, die mit einem Ende i in der Zuleitungswelle a hohlwellenartig gelagert ist, und zeigt gleichfalls halbkugeligen Radkörper. Es trägt auf seiner Nabe das mit ihm z.
B. durch Verschraubung fest verbundene Stirnrad k, dessen Zähne die gleiche Teilung wie die der Planscheibe e haben und nur in einen Zahnkranz 1 derselben eingreifen, so dass die Planscheibe stets mit unveränderlicher Geschwindigkeit umläuft. Auf der Anschlusswelle h, deren veränderliche Tourenzahl erzielt werden soll, sitzt unverdrehbar, aber längsversehiebbar ein Ritzel oder Schaltrad m, dessen Abmessungen, Zähnezahl und deren Teilung mit dem Stirnrad k übereinstimmt.
Es trägt eine Schelle n (Fig. 3), mit welcher die Schaltvorrichtung verbunden ist, welche die Verschiebung des Schaltrades entlang die Planscheibe hin und her regelt, u. zw. sowohl für den Vor-als Rückwärts] auf, je nachdem das Schaltrad von dem Scheibenzentrum nach links oder rechts gerückt wird.
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in seiner geometrischen Achse dem Radkranz-f gegenüber befindet und die zweite Planscheibe p trägt und samt dieser auf dem gemeinschaftlichen Achsstummel q sitzt, der ausserhalb gelagert sein Kann.
Das Ritzel oder Schaltrad m, welches in beide Planscheiben abc. wechselnd eingreift, überträgt dann ganz nach Art eines Reibungsgetriebes die sich ergebenden Geschwindigkeiten an die ihm zugehörige Welle 7t. Ist nur eine Planscheibe vorhanden und befindet sich das Ritzel zwischen den Triebstockkreisen, so erfolgt ein Leerlauf, ebenso wenn es im Mittelpunkt der Scheibe steht, wo es unmittelbar wieder eingeschaltet werden kann, so dass jede Kupplung von aussen entfällt. Sind zwei Planscheiben vorhanden, so kann die Touren- änderung mit nahezu konstantem Eingriff abwechselnd von einer'zur anderen Planscheibe erfolgen.
Dort, wo die Geschwindigkeit über die Leistung der Planscheibe gesteigert werden soll, ist in das Innere des Getrieberades c ein gezahnter Einsatzring r eingebaut, dessen Zähne mit jenen des Ritzels m Überein- stimmen und mit dem das Ritzel im Bedarfsfalle in Eingriff gebracht werden kann, wie es die punktierte Stellung in Fig. 1 veranschaulicht, wobei die Planscheiben leer laufen und die Welle h mit der höchsten Geschwindigkeit angetrieben wird.
Die vorbeschriebene Bauart lässt sich unter, andern auch zum Ersatz des bisherigen Getriebekastens der Automobile, der hinter der üblichen Anlaufkupplung angebracht ist, unterbringen. Für diesen Zweck kotnnt die in Fig. 2 abgeänderte Konstruktion in Betracht. Es ist die treibende Welle a bis zur Wagenhinterachse t fortgeführt und auf letzterer das verschiebbare Ritzel in aufgesetzt. Sein Antrieb'erfolgt wie in Fig. 1 jedoch mit dem Unterschied, dass an Stelle der beiden Getriebestummeln d, q die Hinterradachse t durchgeleitet wird.
Da bei Automobilen meistens die Tourenveränderung nur in einigen Stufen erfolgt, genügt hiefür nur eine einzige Planscheibe ; will man aber die Wagenfahrt mittels der sogenannten ,,direkten Kupplung" mit dem Motor auf die höchste Geschwindigkeit steigern, so wird das Ritzel m'mit Klauen M versehen und mit den ihnen entsprechenden Mitnehmern v, die in der Nabe des ersten,-am schnellsten laufenden'Getrieberades c angebracht sind, durch Ritzelverschiebung in Ein- griff'gebrächt.
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paar g1, g2, das auf der Triebwelle alose lauft.
Zur Erzielung einer exakten Abwicklung aller Zahnradrollkreise, treffen, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, die Spitzen der erzeugenden Kegel sämtlicher Zahnräder in einem gemeinsamen Mittelpunkt zusammen. Da die sämtlichen Räder gleiche Zahnteilung erhalten und zudem paarweise mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit lose auf den Achsen laufen, so haben sie einen stossfreien Gang, der sowohl bei Voll- Leerlauf absolut ruhig ist, und es entstehen nur geringste Reibungsverluste sowohl zwischen den Zahnflahken als auch in den Lagcrstellen. Die Zahnräder sind vermöge ihrer Bauart, wie bereits erwähnt, aus ah'stem Stahl durch Pressen hergestellt, so dass jede Nachbearbeitung der Zähne entfällt.
Da das Schaltrad m bezüglich Durchmesser, Zähnezahl und Zahnteilung mit dem Rad k voll- kommen übereinstimmt, so verteilt sich während des Vorwärtsfahrens mit steigender Geschwindigkeit
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Fahrt, von der getriebenen Achse empfangenen Aussenstösse auf das gesamte Getriebe wirkungslos.
Beim Verstellen des Schaltrades m auf die Seite des die Planscheibe e antreibenden Stirnrades k vollführt die anzutreibende Welle, deren Geschwindigkeit sich dann zum Teil sehr vermindert, einen Rückwärtslauf beim geringsten Kraftkonsum, der kaum in Betracht kommen kann.
:..... Die einfachste der im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglichen Bauart des Getriebes zeigt die Fig ; 3 ; das in eine Zahnreihe 1 der Planscheibe e eingreifende Stirnrad 7c ist wieder mit dem Kegelrad. g fest verbunden, welches auf der anzutreibenden Welle t lose sitzt ; hier entfallen die Vorgelege-
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falls unmittelbar von der Planscheibe e abnehmen. Dadurch verringert sich die Zahl der im Getriebe ver- wendeten Zahnräder auf zwei gleich grosse Stirnräder und zwei Kegelräder, was wohl bisher bei keinem . Wechsel-. und Wendegetriebe erreicht worden ist.
: Auch. hier wäre ohne weiteres die Anordnung einer zweiten, der Scheibe e gegenüberliegenden . Plaaseheibe möglich, die von dem Rad k gleichfalls angetrieben wird und von der mittels des Schalt- rades Zwischengeschwindigkeiten abgenommen werden könnten.
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hier. vorgeführten Konstruktionen einheitlich dieselbe. Die Verschiebung erfolgt zweckmässig durch eine oberhalb der Planscheibe e (Fig. 4) angeordnete und von aussen zu verriegelnde Spindel x, die mittels
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doppelt vorgesehener Schwingarme y an Lenkerii z angreift, welche mit der auf dem Schaltrad m auf- gesetzten Schelle n gelenkig verbunden sind.
Die Vorteile der vorgeführten Getriebe sind : der Wegfall einer Aussenkupplung mit separatem Antrieb, Vermehrung der Geschwindigkeitsabstufung, die durchwegs nur mit einem einzigen Hebel und Spindel zu bewirken ist ; ein mit solchem Getriebe ausgestattetes Auto kann, ohne erst seine Transmissionsmassen beschleunigen zu müssen, bei laufendem Motor alsogleich stossfrei in Gang gesetzt oder zum Stillstehen gebracht werden. Durch Ersparnis vieler Räder mit den zugehörigen Ausrückungen wird Gewichtsverminderung und billige Herstellung erzielt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wechsel-und Wendegetriebe, mit einer Planseheibe, deren Stirnfläche mit mehreren konzentrischen Zahnreihen gleicher Teilung versehen ist und von der mittels eines auf der anzutreibenden Welle verschiebbaren Schaltrades die verschiedenen Geschwindigkeiten abgenommen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das die Planscheibe antreibende Stirnrad (k) mit einem Kegelrad (g) mit halbkugeligem Radkörper fest verbunden ist, welches Kegelrad (g) lose auf der anzutreibenden Welle (h, t) sitzt und von einem auf der getriebenen Welle (a) festsitzenden Kegelrad (b) entweder durch unmittelbaren Eingriff oder unter Zwischenschaltung von Vorgelegekegelräderpaaren (e, f bzw. e, fund g1, g2) in Drehung versetzt wird.