Vorrichtung zum Anzeigen oder Regeln bezw. zum Anzeigen und Regeln des Übersetzungsverhältnisses zwischen zwei oder mehr sich drehenden Wellen. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen oder Regeln bezw. Anzeigen und Regeln des Über setzungsverhältnisses zwischen zwei oder mehr sich drehenden Wellen.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für Getriebe derjenigen Art, bei denen ver schiedene Übersetzungsverhältnisse zwischen der treibenden und der getriebenen Welle ein geschaltet werden können.
Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn zwei über ein Reibungsglied miteinander ver bundene Wellen auf synchronem Gang ge halten werden sollen, oder wenn der Betrag des auftretenden Schlupfes eines Triebes ge messen oder der Schlupf geregelt oder ver hindert werden soll.
Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist gekennzeichnet durch wenigstens eine Steuer vorrichtung mit zwei sich drehenden, von zwei Treibwellen angetriebenen Drehkörpern und einem Steuerorgan, das von den beiden Drehkörpern angetrieben und gesteuert wird und dazu dient, das Übersetzungsverhältnis zwischen den zwei Treibwellen anzuzeigen bezw. steuernd auf die Sinrichtung zum Regeln des Übersetzungsverhältnisses zwi schen den zwei Treibwellen einzuwirken.
In der Zeichnung sind verschiedene Aus- . führungsbeispiele der Erfindung zum Teil schematisch dargestellt.
Fig. 1 bis 4 betreffen Beispiele einer Regelungsvorrichtung für synchronen Gang zweier Wellen; Fig. 5 und 6 veranschaulichen eine abge änderte Ausführungsform, bei der die beiden Drehkörper in Form von konischen Scheiben ausgebildet sind; Fig. 7 ist eine Anordnung, die durch Ver bindung mehrerer Vorrichtungen nach Fig. 5 und 6 entstanden ist; Fig. 8 bis 10 betreffen eine erfindungs gemässe Vorrichtung, bei der die Steuervor richtung durch ein Kugellager gebildet wird;
Fig. 11 betrifft eine weitere erfindungs gemässe Ausführungsform; Fig. 12 und 13 veranschaulichen ein prak tisches Beispiel einer Steuervorrichtung; Fig. 14 bis 16 betreffen eine Ausfüh- rungsform mit intermittierendem Antrieb; Fig. 17 zeigt einen Teil einer erfindungs gemässen Vorrichtung, die in Verbindung mit jeder Vorrichtung verwendet werden kann, bei der ein Getriebe benötigt wird.
Fig. 18 und 19 veranschaulichen eine weitere Ausbildung der Erfindung in An wendung auf die Schaltvorrichtung einer Motorgetriebeeinheit, wobei Mittel zur so langen Verhinderung einer Gangschaltung vorgesehen sind, bis die Synchronisierung im einzuschaltenden Gang vollendet isst; Fig. 20 zeigt eine Vorrichtung zur auto matischen Synchronisierung und Gangschal tung, in Verbindung mit der in Fig. 17 ge zeigten Einzelheit zu denken.
Bei der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Aus führungsform der Erfindung sind zwei Dreh körper vorgesehen, nämlich der Körper 1, der beispielsweise durch die Treibwelle eines Getriebes entweder mit der gleichen Ge schwindigkeit wie diese oder in einem be stimmten Geschwindigkeitsverhältnis zu die ser Treibwelle angetrieben wird, sowie der Drehkörper 2, der in ähnlicher Weise durch die getriebene Welle des Getriebes in Dre hung versetzt wird.
Die beiden Drehkörper werden aus zwei in gleichem Sinne sich drehenden Voll scheiben mit parallelen Achsen gebildet. Diese Körper 1 und 2 könnten auch durch Ringe gebildet sein. Sie sind in gewisser Entfernung voneinander angeordnet, und zwischen ihnen ist ein von den Drehkörpern gesteuertes Steuerorgan in Form eines Rin ges 3 (oder einer Scheibe) eingesetzt. Dieses Steuerorgan ist zweckmässig hohl, so dass es eine gewisse Elastizität aufweist.
Es liegt normalerweise derart parallel zu den Dreh körpern 1 und 2, zwischen denen es einge klemmt ist, dass die drei Achsen der Dreh körper und des Steuerorganes in derselben Ebene liegen. Das Steuerorgan 3 kann sich frei drehen und in Querrichtung um einen gewissen Be trag nach jeder Seite der Ebene, in der die Drehkörperachsen liegen, bewegen. Die Grösse der Bewegung hängt von der Elasti zität des Steuerorganes ab und wird durch zwei Anschläge 4 auf jeder Seite begrenzt.
Diese Anschläge können beispielsweise aus zwei Kohlebürsten oder aus andern elektri schen Kontakten bestehen, die durch ge eignete Federn 5 getragen werden (Fig. 2). In seiner normalen Lage berührt das Steuer organ 3 diese Anschläge 4 nicht, und es be hält diese Lage bei, solange die Drehkörper 1, 2 sich in einem bestimmten Geschwindig keitsverhältnis drehen, das von dem Durch messer der Drehkörper und der Art und Weise ihres Antriebes abhängt.
Angenom men, die Drehkörper haben den gleichen Durchmesser, dann wird das Steuerorgan von ihnen durch Reibungseingriff so lange ange trieben, aber nicht in Querrichtung verscho ben werden, als sich die Drehkörper mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit drehen. So bald aber einer der Drehkörper relativ zu dem andern seine Geschwindigkeit ändert, wird sich das Steuerorgan gegen den einen oder den andern der Anschläge bewegen und sich gegen ihn drücken, solange die Dreh körper nicht synchron laufen.
Wenn die Drehkörper und das Steuer organ 3 beispielsweise aus Metall bestehen und -mit dem einen Pol einer Batterie 6 ver bunden sind, während die Kohlebürsten an dem andern Pol liegen, wird ein elektrischer Stromkreis geschlossen, sobald die Dreh körper sich nicht mit der gleichen Geschwin digkeit drehen, vorausgesetzt, dass sie einen gleichen Durchmesser haben, oder, sofern ihre Durchmesser voneinander abweichen, in einem festliegenden Übersetzungsverhältnis aufeinander zur Einwirkung kommen.
In diesem elektrischen Stromkreis kann eine Lampe eingeschaltet sein, die ein Warnsignal gibt, oder ein Elektromotor oder Servomotor kann in Tätigkeit gesetzt werden, der seiner seits so auf den treibenden Teil, beispielsweise eines Getriebes, einwirkt, dass entweder ein Einschalten des Getriebes verhindert oder Synchronismus in den miteinander zu kup pelnden Getriebeteilen, beispielsweise durch Einwirkung auf den Drehkörper 1, wieder hergestellt wird, der dadurch entweder seine Geschwindigkeit vergrössert oder verkleinert, bis das gewünschte Synchronlaufen wieder erreicht. ist.
Sobald letzteres wieder der Fall ist, kehrt das Steuerorgan in seine Normal lage zurück und steht dann mit den Anschlä gen nicht mehr in Berührung.
In der Fig. 4 ist eine gegenüber der vor beschriebenen Vorrichtung abgeänderte Aus führungsform veranschaulicht, bei der das Steuerorgan 3 in Form eines Ringes ausge bildet ist, welcher die Drehkörper 1, 2 um fasst. Wenn die beiden Drehkörper mit glei cher Geschwindigkeit rotieren, wird das Steuerorgan 3 in seiner Lage verbleiben, aber sobald der Synchronlauf dieser Teile gestört wird, bewegt sich das Steuerorgan in die eine oder die andere Richtung und kommt so mit dem einen oder dem andern Anschlag 4 in Berührung.
Bei der weiteren Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 weisen die beiden Drehkörper die Form konischer Scheiben 7 und 8 auf, während das Steuerorgan aus zwei Ringen 9 besteht, die zwischen die Scheiben 7, 8 ein geklemmt sind, deren Berührungsflächen mit den Ringen 9 von den Scheibenwellen 7', 8' elektrisch isoliert sind. Normalerweise steht jeder Ring 9 in ständiger Berührung mit einem unter Federdruck stehenden Kontakt 10, und eine Störung des Synchronlaufes zwischen den beiden Drehkörpern hat eine Unterbrechung des Kontaktes durch einen der Ringe 9 zur Folge, wodurch die Störung angezeigt wird.
Wenn die beiden Drehkörper synchron laufen, werden auf Grund der ver schiedenen, durch die konische Form der Scheiben 7 und 8 bedingten Umfangsge schwindigkeiten die beiden Ringe 9 so be wegt, dass sie in Berührdng mit den Kon takten 10 kommen. Wenn nun der Synchron lauf gestört wird, löst sich der eine oder der' andere der Ringe 9 von seinem Kontakt und unterbricht so den Stromkreis.
Eine Vorrich- tung mit mehreren Steuerorganen 9, 9 für verschiedene Übersetzungsverhältnisse (siehe die weiter unten. beschriebene Vorrichtung nach Fig. 7) wird dann zum Beispiel an zeigen, welche bestimmte Übersetzung in einem Getriebe gerade besteht.
Wenn ein zu regelndes Getriebe mehr als ein Übersetzungsverhältnis aufweist, ist die Vorrichtung mit so vielen Sätzen von Dreh körpern und Steuerorganen zu versehen, als Übersetzungsverhältnisse (Fig. 7) vorhanden sind, wobei jeder Satz dem Synchronlauf eines der Gänge zugeordnet ist.
Beispiels weise können alle Drehkörper 7 durch eine Welle 7' angetrieben werden, während alle Drehkörper 8 von dem getriebenen Teil 8' des (nicht gezeichneten) Getriebes über (nicht gezeichnete) geeignete Räder angetrieben werden, so dass je einer der Sätze den Syn chronlauf des Getriebes beim ersten, zweiten, dritten oder weiteren Übersetzungsverhältnis anzeigt bezw. regelt.
Bei einer andern Form der Erfindung (Fig. 8 und 9) wird der eine Drehkörper durch eine Scheibe 11 eines Druckkugellagers und der andere Drehkörper durch die andere Scheibe 12 dieses Lagers und das Steuer organ durch das die Kugeln 14 enthaltende Gehäuse 13 gebildet.
Dieses Gehäuse 13 wird so .lange seine normalen Verhältnisse beibe halten, als die beiden Scheiben in entgegen gesetzter Richtung mit bestimmter Geschwin digkeit rotieren. Das Organ 13 wird durch die sich abwälzenden Kugeln 14 angetrieben, wobei die beiden Scheiben 11 und 12 durch Federn 15 gegeneinander gepresst werden. Das Kugelgehäuse trägt eine Trommel 16 und konzentrisch dazu eine zweite Trommel 17, die sich frei auf ersterer, von dieser nur durch einen Ölfilm getrennt, drehen kann, wobei beide Trommeln 16, 17 in ein Ölbad 18 eintauchen.
Diese zweite Trommel 17, die durch Federn 19 oder durch ihre unausge- wuchtete lasse in ihrer normalen Ruhelage gehalten wird, trägt einen elektrischen Schalter 20 nach Art der Quecksilber schalter, der einen elektrischen Stromkreis schliesst, wenn er aus seiner Ruhelage ge kippt wird. Um den mitgezogenen Ölfilm zu verstärken, können die Trommeln 16, 17 Platten 21 tragen, die, wie in Fig. 10 ge zeigt, in zickzackförmiger Anordnung wie bei Labyrinthstopfbüchsen angebracht sein können.
An Stelle des Quecksilberschalters 20 kann die Trommel 17 an @ ihrem Scheitel punkt mit einem Kontakt 22 (Fig. 9) ver sehen sein, der mit einem oder zwei Feder kontakten in Berührung kommen kann.
Bei dieser Ausführungsform wird der durch die Viskosität des Ölfilmes bedingte Schlupf dazu beitragen, den Quecksilber schalter 20 in einer bestimmten Normallage zu halten, auch wenn in den Geschwindig keiten der Drehkörper gegenüber den norma len Verhältnissen eine kleine Differenz ent steht. Eine solche Ausführungsform kann bei einigen Anwendungsgebieten vorteilhaft sein.
Bei einer weiteren Abart der Erfindung (Fig. 11) werden als Drehkörper zwei flache Scheiben 24, 25 benutzt, die in derselben Ebene liegen und von zwei ortsfesten Wellen 26, 27 angetrieben werden, und als Steuer organ eine Vorrichtung 28 in Form eines Differentials, dessen Zwischenteil 29 auf einer Stange 30 sitzt und mit dieser sich senkrecht zu den Drehkörperwellen in deren gemeinsamen Ebene verschieben kann. Die andern beiden Teile 31 des Differentials werden durch die Hohlwellen 32 von zwei gleichen Reibscheiben 33 angetrieben; von denen jede rechtwinklig mit einer der Schei ben 24, 25 in Berührung steht.
Die massive Stange 30 des Steuerorganes läuft an einem Ende in einem Lager 34, das ein freie achsiale Verschiebung gestattet, während das andere Ende der Welle mit Schraubengängen in eine feststehende Mutter 35 eingesetzt ist.
Wenn die Scheiben 24, 25 sich im gezeig ten Sinne drehen, wird der Teil 29 des Diffe rentials nur dann in seiner Lage verbleiben, wenn die Reibscheiben 33 in entgegengesetz ter Richtung gleich schnell drehen. Unter solchen Bedingungen verändert das Steuer organ seine Lage in bezug auf die Scheiben 24 und 25 nicht. Sobald aber die relative Winkelgeschwindigkeit der Scheiben 25, 24 geändert wird, wird die Stange 30 durch den Zwischenteil 29 des Differentials mit dem Ergebnis gedreht, dass sie in die oder aus der feststehenden Mutter 35 geschraubt wird. Hierdurch bewegt sich das Steuerorgan in Richtung der Achse der Stange 30, was auto matisch eine Änderung der Durchmesser der Berührungskreise zur Folge hat, auf denen die Reibscheiben 33 auf den Scheiben 24, 25 ablaufen.
Wenn die Stange 30 sich in der gleichen Richtung weiterdreht bezw. weiter verschiebt, wird diese Wirkung so lange an halten, bis das Steuerorgan eine Stellung einnimmt, in der seine Reibscheiben wieder mit der gleichen Geschwindigkeit aber ent gegengesetzt zueinander rotieren, wodurch das Steuerorgan wieder zum Stillstand kommt. An Stelle der feststehenden Mutter 35 und der beweglichen Stange 30 kann auch die letztere feststehen und die Mutter beweg lich sein, wie es in bezug auf die Fig. 12 und 13 weiter unten beschrieben ist.
Die neue Stellung des Steuerorganes gibt daher einen Anhaltspunkt für das neue Über setzungsverhältnis zwischen den Drehkörpern 24 und 25 und damit der Wellen 26 und 27, und die Achsialbewegung der Stange 30 kann dazu dienen, das Übersetzungsverhält nis zwischen dem Primär- und Sekundär läufer einer Vorrichtung, beispielsweise eines Getriebes, anzuzeigen und, wenn nötig, zu regeln.
Anstatt dass die Drehkörper in einer Ebene liegen, können dieselben auch in zwei parallelen Ebenen koachsial zueinander an geordnet werden, wobei das zwei Reibschei ben aufweisende Steuerorgan zwischen ihnen mit etwas geneigter Welle eingesetzt wird, so dass jeder Drehkörper nur eine der Reib scheiben antreibt. Bei dieser Form der Er findung sind nur ein Steuerorgan und ein Drehkörperpaar notwendig, um jede beliebige Anzahl von Übersetzungsverhältnissen anzu zeigen oder regelnd auf die Schaltvorrieh- tung der Übersetzungen einzuwirken.
Wenn die Drehkörper beispielsweise von dem Motor und der Kardanwelle eines Motorfahrzeuges angetrieben werden, wird das Steuerorgan automatisch so viele feste Stellungen einneh men, als Gänge in dem Getriebe vorhanden sind, wobei das Steuerorgan bei Anord nung geeigneter elektrischer, pneumatischer oder hydraulischer Relaisvorrichtungen den Gangwechsel. des Getriebes: lediglich aus-dem Leerlauf steuern kann oder sogar den Gang wechsel bewirken kann, ohne dass ausge kuppelt zu werden braucht.
Dies ist eine Folge der Tatsache, dass jedem Übersetzungs- räderpaar in dem Getriebe eine gewisse Stel lung des Steuerorganes entspricht, in welcher das betreffende Räderpaar synchron läuft. Wenn dann in solcher Stellung das Steuer organ beispielsweise einen elektrischen Strom kreis schliesst, kann der Strom direkt oder über geeignete Relaisvorrichtungen; und Servo motoren den Gangwechsel bewirken.
In den Fig. 12 und 13 ist eine Steuervor richtung veranschaulicht, bei der die Welle 36 und die Welle 37 in ein Gehäuse 38 von verschiedenen Seiten hineinragen, wobei jede Welle an ihrem Ende eine einen Drehkörper bildende Platte 36' bezw. 37' trägt.
Das Steuerorgan ist in Lagern 39 im Gehäuse 38 gelagert, so dass seine Längsachse nicht ganz rechtwinklig zu den Achsen der Wellen 36 und 37 steht, und es besitzt eine mit Ge winde versehene Stange 40, auf der gleitend ein Gehäuse 41 aufgesetzt ist, sowie zwei Scheiben 42, 43, von denen die eine, 42, mit der Platte 36' und die andere, 43, mit der Platte 37' in Berührung steht, wobei die Platten für gewöhnlich durch Druckfedern (vergl. 37" in Fig. 12 unten) in Anlage mit den genannten Scheiben 42 und 43 gehalten werden.
Die beiden Scheiben 42, 43 sind fest mit den beiden Teilen 44 eines Differentials verbunden, dessen Zwischenteil 44' durch eine Mutter 45 getragen wird, die auf der mit Schraubengängen versehenen Stange 40 aufgesetzt ist. Das Gehäuse 41 ist beispiels weise mittels Schrauben mit einem Federkon takt 46 versehen, der mit Kontakten 47 in Berührung kommen kann, wodurch ein elek trischer Stromkreis geschlossen und beispiels weise eine nicht gezeichnete elektrische Lampe zum Aufleuchten gebracht werden kann. Das Gehäuse 38 trägt Anschläge 48, durch die das Gehäuse 41 an einer Drehung verhindert wird.
Die Vorrichtung wirkt folgendermassen: Angenommen, die Platten 36', 37' drehen sich mit der gleichen Geschwindigkeit in der entgegengesetzten Richtung, dann werden bei der gezeichneten Stellung die Scheiben 42, 43 gleichfalls mit derselben Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung rotieren. Wenn indessen der Synchronlauf unterbrochen wird, drehen sich die Scheiben 42 und 43 mit verschiedenen Geschwindigkeiten und sie werden dadurch den Zwischenteil 44' des Differentials zur Drehung bringen, so dass sich die Mutter 45 entlang der mit Schrau bengängen versehenen Stange 40 schrauben wird.
Hierdurch wird das Gehäuse 41 be wegt, das den Kontakt 46 trägt, der auf diese Weise mit dem einen oder dem andern der Kontakte 47 in Berührung kommt, die zum Beispiel mit Lampen in Verbindung stehen, welche bei ihrem Aufflammen ein Warnungs signal zum Zeichen dafür geben, dass der Gang gewechselt werden muss.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die beiden Drehkörper intermittierend mit Hilfe von Freilaufkupp- lungen angetrieben, die die Drehkörper nur dann in einer Richtung bewegen, wenn eine schwingende Bewegung auf die Freilauf kupplungen zur Einwirkung kommt.
Zweck mässig ist der Hub der Schwingungen des die Freilaufkupplungen betätigenden Gliedes so, dass er konstant bleibt, entweder durch An bringung von Begrenzungsanschlägen oder durch Übertragung der Schwingungen von der Erzeugungsstelle aus durch starre Ver bindungsglieder. In solchen Fällen werden die beiden Wellen der Maschine, deren rela tive Winkelgeschwindigkeit geregelt werden soll, mit Egzenterscheiben, Nocken, Kämmen oder ähnlichen Vorrichtungen zur Erzeugung einer schwingenden Bewegung versehen.
Diese wird dann durch Hebel, Drähte oder Ketten auf den Freilauf übertragen, welcher die Schwingbewegung auf die die Drehkörper antreibenden Teile überträgt. Anderseits kann dieser Vorgang auch mittels eines Elek tromagnetes bewirkt werden, der intermit- tierend mit Hilfe geeigneter Unterbrecher er regt wird, die auf den entsprechenden Dreh wellen angebracht sind.
Bei all den Typen, bei denen die Vorrichtung zur Anzeige eines oder mehrerer konstanter Überset zungsverhältnisse bezw. zur .Steuerung des Übersetzungsverhältnisses herangezogen wird, werden Schwingungen konstanter Amplitude auf die Freiläufe übertragen.
Die Verwendung einer solchen Ausfüh rungsform ist in den Fig. 14 bis 16 veran schaulicht, nach denen die von den beiden Wellen bewegten Stangen 49 und 50 mit zwei, konstante Amplitude aufweisenden Schwinghebeln 51, 52 verbunden ist, von denen jeder mit einer Freilaufkupplung 53 bezw. 54 zusammen arbeiten kann, deren Innenteile auf der einen Seite mit einem Differential 55 verbunden sind. Die Innen teile der Freilaufkupplungen bilden die Drehkörper. Die Arme 53' und 54' der durch die Hebel 51, 52 angetriebenen Freilauf kupplungen werden durch Federn 56 in ihre Normallage gezogen.
Die Freilaufkupp- lungen 53, 54 und das Differential sind in einem Gehäuse 57 angeordnet, das durch An schläge 58 an einer Drehung in derselben Weise verhindert wird, wie es in bezug auf die in Fig. 12 und 13 dargestellten Anord nung beschrieben wurde.
Der Zwischenteil 59 des Differentials ist auf einer Stange 60 befestigt, dessen eines mit Schraubengewinde versehenes Ende in einer Mutter 61 sitzt, so dass bei Störungen im Übersetzungsverhält nis zwischen den beiden. zu regelnden Wel len der Zwischenteil des Differentials zum Drehen gebracht wird, wodurch eine relative Bewegung zwischen der Stange und der Mut ter entsteht, die, wie bei der vorher beschrie benen Vorrichtung, eine Warnvorrichtung zur Wirkung, zum Beispiel zum Leuchten,
bringen oder einen Gangwechsel direkt oder über geeignete Relais bewirken oder steuernd auf die Gangwechseleinrichtung wirken kann, wie es weiter unten in bezug auf die Fig. 18 und 19 beschrieben werden wird.
Bei allen Typen, bei denen die Steuervor richtung Schwingantrieb hat und letztere mit nur zwei Drehkörpern eine Anzahl von Geschwindigkeiten anzeigt bezw. steuernd auf deren Schaltverrichtung einwirkt, werden Schwingungen konstanter Amplitude auf Zwischenglieder übertragen, die den Dreh körpern eine veränderliche Winkeldrehung erteilen.
Bei der in Fig. 14 bis 16 gezeigten Aus führungsform wird die intermittierend auf tretende Bewegung durch Schwingarme 51, 52 übertragen, die in einem Festpunkt ge lenkig angreifen, wobei der Angriffspunkt der Schwingarme, die den Freilauf der Dreh körper antreiben, so angeordnet ist, dass er entlang der Schwingarme eingestellt werden kann.
Mit Hilfe einer solchen Anordnung füh ren die beiden Arme Schwingungen von kon stanter Winkelamplitude um ihren fest stehenden Drehpunkt aus und übertragen auf die Drehkörper intermittierende Drehbewe gungen einer veränderlichen Amplitude.
In dieser Form kann die Vorrichtung, wenn sie direkt, das heisst ohne die Zwischen schaltung von Reibflächen, angetrieben wird, beträchtliche Kraft auf das Steuerorgan über tragen, das daher im Bedarfsfalle direkt ohne Relais beispielsweise Dampf-, Luft- oder hydraulische Ventile, elektrische Rheostaten, Drosselventile von Maschinen und ähnliche Drehzahl-Regelapparate betätigen kann.
Bei einer weiteren Form der Erfindung kann die die Drehkörper aufweisende Steuer vorrichtung, wenn sie in Verbindung mit der weiter unten in bezug auf die Fig. 20 be schriebene Vorrichtung verwendet wind, mit einem Regulator zusammen arbeiten, der durch den Antrieb einer Vorrichtung, bei spielsweise der Kraftmaschine eines Motor fahrzeuges, Schienenfahrzeuges, einer Loko motive, Winde oder einer ähnlichen Vorrich- tung, angetrieben wird, bei der häufig Ände rungen in der Belastung auftreten und daher ein Getriebe benötigt wird.
Der Regulator ist so angeordnet, dass er eine Kupplung zwi schen der Kraftmaschine und dem treibenden Teil des Getriebes regelt, so dass die Kupp lung ausgekuppelt wird, wenn die Geschwin digkeit der Kraftmaschine unter eine gewisse Grenze fällt. Der Regulator kommt auch zur Wirkung, wenn die Geschwindigkeit der Kraftmaschine einen gewissen Betrag über steig:, und er schliesst dann eine Hilfsdrossel und schaltet die Kupplung aus.
Das Getriebe ist dabei zum Beispiel mit einer Flüssigkeits- oder elektromagnetischen Getriebeschaltvor- richtung versehen, die durch die Steuervor richtung gesteuert wird, und die Verhält- nises sind zweckmässig so, dass beim Aus rücken der Kupplung das Getriebe in den Leerlauf geschaltet wird und dort verbleibt.
In der Fig. 17 ist eine Vorrichtung ver anschaulicht, bei der der Regulator einen Kolben 62 aufweist, der in einem Zylinder 63 läuft und auf den ein Druck proportional der Geschwindigkeit der (nicht gezeichneten) Kraftmaschine ausgeübt wird. Das untere Ende der Kolbenstange 64 ist durch die Hebel 65, 66 mit einem feststehenden Teil 67 und mit dem Pedal 68 der Hauptkupplung verbunden. Weiterhin steht die Kolbenstange 64 durch eine Stange 69 bei 70 mit Spiel mit einer Hilfsdrossel 71 der Kraftmaschine in Verbindung.
Die in Fig. 17 dargestellten Teile sind in einer Lage gezeichnet, die sie einnehmen, wenn aus gewissen Gründen die Geschwin digkeit der Kraftmaschine zu niedrig wird. In diesem Falle wird der Kolben 62 in dem Zylinder 63 durch eine Feder 73 nach oben gedrückt, wodurch automatisch die Kraft maschine ausgekuppelt, die Hilfsdrossel 71 aber infolge des der Stange 69 bei 70 ermög lichten Spiels nicht betätigt bezw. nicht ge schlossen wird.
Angenommen, die Kraftmaschine be schleunigt nun ihren Lauf und übt einen grösseren Druck auf den Regulator aus, so dass der Kolben 62 in dem Zylinder 63 sich herunterzubewegen - beginnt, so drückt der Kolben die Kupplung in ihre Arbeitsstellung, ohne dass auch hier die Hilfsdrossel 71 wegen des vorhandenen Spiels betätigt wird. Wenn der Kolben bis unterhalb der Mittellage her untergleitet, in der die Kupplung eingerückt ist, wird die Kupplung wieder ausgerückt und diesmal die Hilfsdrossel 71 geschlossen, bis der auf den Zylinder 73 ausgeübte Druck wieder abfällt, worauf der Kolben 62 sich wieder nach oben bewegt, die Hilfsdrossel 71 wieder öffnet und die Kupplung wieder ein rückt.
Um zu verhindern, dass beispielsweise durch. eine sehr plötzliche Erhöhung des Druckes der Kolben sich zu schnell nach un ten bewegt, ist eine zweite Feder 73 vorge sehen.
Jede entsprechende Steuervorrichtung mit den beiden Drehkörpern kann, sofern sie da zu verwendet wird, dem Führer anzeigen, dass ein Gangwechsel notwendig ist, mit einer Sicherheitsverriegelungsvorrichtung versehen werden, die normalerweise eine Schaltung verhindert, wobei die Verriegelung im rich tigen Augenblick durch das von den beiden Drehkörpern gesteuerte Steuerorgan gelöst wird, und zwar nur in dem Moment, in wel chem die Räder dieses oder jenes Ganges synchron laufen. Gleichzeitig wird das Steuerorgan anzeigen, welcher Gang ge schaltet werden muss.
Der Fahrer braucht dann bloss den Getriebehebel so zu führen, dass der Gang geschaltet wird, wie es in Be zug auf die Fig. 18 und 19 beschrieben wird. Der Getriebehebel kann aus elastischem Ma terial hergestellt werden oder elastisch ge lenkig gelagert sein, so dass er zum Gang wechsel in Stellung geschoben und dort ge halten wird (Gangwählen), bis die Verriege lung durch das Steuerorgan gelöst ist, wor auf dann der Gang durch die in dem Hebel elastisch aufgespeicherte Energie von selbst eingeschaltet wird.
Natürlieh kann die das Steuerorgan auf weisende Steuervorrichtung auch leicht ohne Schwierigkeit zur Einwirkung auf die Gang wechseleinrichtung von Getrieben von Luft schrauben benutzt werden, wobei sie zwi- sehen der Kraftmaschine und der tuft- schraubenwelle angeordnet wird.
Solch eine Anordnung ist in den Fig. 18 und 19 ge zeigt, in denen der Getriebehebel 74 elastisch gelagert ist und an seinem untern Ende einen Teil 75 trägt, auf dem so viele Kon takte 76 angeordnet sind, als sich Gänge in dem Getriebe befinden. Jeder Kontakt ist mit einem Kontakt (47 in Fig. 13) in der Steuer vorrichtung 77 verbunden. In bekannter Weise wirken mit dem die Kontakte 76 tra genden Teil 75 des Getriebehebels ein Ver- riegelungsglied 78 zusammen, das unter dem Einfluss einer Feder 78' steht und in Form eines Ankers ausgeführt ist,
der durch einen Elektromagnet in der weiter unten beschrie benen Weise betätigt werden kann. Die Ver- riegelungsvorrichtung 75, 78 liegt in einem elektrischen Kreis mit einem zweiten Elek tromagneten 80, der an einer Seite der Bat terie 81 liegt, deren andere Seite mit der Steuervorrichtung 77 leitend verbunden ist. Die Verriegelungsvorrichtung ist normaler weise, das heisst wenn der Anker nicht be tätigt wird, in einer solchen Lage, dass mit dem Getriebehebel keine Gangschaltung vor genommen werden kann.
Wenn der Fahrer einen Gangwechsel vor nehmen will, bewegt er den Hebel 74 auf den gewünschten Gang zu. Diese Bewegung er zeugt Stromschluss mit dem gewählten, durch das Glied 75 getragenen Kontakt. Wenn die Steuervorrichtung 77 gemäss der Beschrei bung ihre Wirkung ausgeübt hat (Fig. 12 und 13), ist der Stromkreis zwischen der Vor richtung 77 und dem gewählten Kontakt 76 geschlossen. Es läuft ein Strom von der einen Seite der Batterie 81 durch die Vorrichtung 77 nach dem gewählten Kontakt 76, durch das Verriegelungsorgan 78, den Elektromag neten 80 und zurück zu der Batterie 81.
Die Erregung des Elektromagnetes 80 hebt des sen Anker 80' und dadurch einen Arm 82 an, wodurch ein Kontakt 83 in dem Stromkreis des, Elektromagnetes<B>79</B> geschlossen wird. Der Strom erregt nun den Elektromagneten 79, wodurch das Verriegelungsorgan 78 zu rückgezogen wird, so dass der Getriebehebel 74 die gewünschte Lage einnehmen kann. Der Arm 82 wird durch eine Feder 83' in seine Ruhelage zurückgeführt. Hieraus er sieht man, dass der Getriebehebel 74 unmög lich in die gewünschte Lage bewegt werden kann, bevor nicht die beiden Drehkörper der Vorrichtung 77 mit der gewünschten Ge schwindigkeit rotieren.
Wenn das Getriebe durch einen Servo motor geschaltet wird, beispielsweise pneu matisch, wird das Gangwechselventil (Schie ber) direkt oder durch Relais von dem Steuerorgan der Vorrichtung 77 betätigt. Wenn die Erfindung auf eine vollautoma tische Gangschaltung bei Automobilen An wendung findet, kann die Vorrichtung nach Fig. 11 oder 14 benutzt werden. Eine solche Anordnung ist in der Fig. 20 gezeigt.
Die mit Schraubengängen versehene Stange 30 (Fig. 11) oder 60 (Fig. 14) ist mit einem Kolben 84 verbunden, der eine mittlere Speiseleitung 85 aufweist, die in Verbindung mit der Speiseleitung 86 des Zylinders 87 gebracht werden kann, in dem der Teil 84 gleitet. Eine Anzahl von Öffnungen sind in dem Zylinder vorgesehen, deren Zahl zwei mal so gross ist wie die Anzahl der Gänge in dem Getriebe. Der gezeichnete Zylinder 87 hat acht Öffnungen, vier,<I>B, D, A, D,</I> auf der einen Seite und vier, <I>C, B, C, A,</I> auf der diametral gegenüberliegenden Seite.
Die Öff nungen<I>A, B, C, D</I> stehen mit vier Zylindern <I>A1,</I> Bi, Cl, Dl in Verbindung. In jedem die ser Zylinder ist ein Kolben<I>A,</I> bezw. B2, C_, D@ vorgesehen, die alle mit dem Getriebe hebel 88 in Verbindung stehen.
Wenn das Getriebe im Leerlauf steht und die Kupp lung ausgerückt ist, weil entweder die Kraft maschine überhaupt nicht läuft oder mit einer Geschwindigkeit, die zu weit unterhalb der Grenze liegt, bei der der Regulator (Fig. 17) auskuppelt, wird der niedrigste Gang (I) durch den Fahrer eingeschaltet. Läuft der Motor, so werden bald die einander gegen überliegenden Öffnungen B und C den Durchfluss des Druckmediums zu den Zy lindern C,. und B, freigeben, wobei die übrigen Öffnungen, wie in Fig. 20 gezeigt, geschlossen bleiben.
Der Motor wird durch fortschreitendes Öffnen der Drossel beschleu nigt, und wenn die Motorgeschwindigkeit die untere Grenze erreicht, bei der der Regulator (Fig. 17) die Kupplung betätigt, rückt die Kupplung ein und das Auto fährt an. Sobald das Auto und der Motor bis zur obern Grenze beschleunigt sind, wird die Kupplung durch den Regulator ausgerückt und die Drossel gegen die Kraft geschlossen, die sie offen zu halten sucht. Der Motor verlangsamt seinen Lauf, bis die mit Schraubengewinde ver sehene Stange des Steuerorganes sich in ihrer Mutter . verschiebt.
Diese Bewegung drückt den Teil 84 in den Zylinder 87, so dass die einen Öffnungen B und C geschlossen und die einander diametral gegenüberliegenden Öffnungen<I>B</I> und<I>D</I> freigegeben werden. Hierdurch wird ein Druck auf die Kolben in den Zylindern B1, D, ausgeübt, so dass der Getriebehebel automatisch aus dem ersten Gang (1) in den zweiten Gang (1I) bewegt wird. Bei weiterer Bewegung der mit Schrau bengewinde versehenen Stange wird der Teil 84 noch weiter in den Zylinder 87 hineinge schoben, so dass die einen Öffnungen A und C freigelegt und die übrigen geschlossen wer den.
Hierdurch wird ein Druck auf die Kol ben<B><U>L</U></B>, C@ in den Zylindern A" Cl ausge übt, so dass der Getriebehebel aus dem zwei ten Gang<I>(11)</I> durch die die Rasten I, II, <I>1I1</I> und IV der vier Gänge aufweisende Kulisse in den dritten Gang<I>(I11)</I> geschoben wird. Dieser Vorgang wiederholt sich, wenn die Bewegung der Stange sich fortsetzt, so dass die einander diametral gegenüberliegenden Öffnungen<I>D, A</I> freigegeben werden und nunmehr der Druck auf die Kolben D2, <I>A=</I> einwirkt, worauf der Getriebehebel vom drit ten Gang in den vierten oder höchsten Gang (Ilr) bewegt wird.
Wenn das Automobil, das sich auf dem höchsten Gang befindet, an eine verhältnis mässig steile Steigung kommt, wodurch sich der Lauf des Automobils verlangsamt, bis die untere Grenze erreicht ist, wird die Kupplung durch den Regulator (Fig. 17) ausgerückt, der Motor beschleunigt seinen Lauf (weil die Drossel offen ist), und die mit Schraubengewinde versehene Stange wird in entgegengesetzte Richtung bewegt. Hier durch gleitet der Teil 84 in dem Zylinder 87 in entgegengesetzter Richtung wie vorhin,
so dass zunächst alle Öffnungen mit Ausnahme der einander diametral gegenüberliegenden Öffnungen A und C geschlossen werden, wo durch der Getriebehebel vom höchsten Gang in den driten Gang geschoben wird.-Der Vor gang wiederholt sich entsprechend der Be wegungsrichtung der mit Schraubengewinde versehenen Stange.
Die Flüssigkeitsdruckkräftekönnen durch elektromagnetische Kräfte ersetzt werden. In diesem Fall könnte das Differential eine elek tromagnetische Einrichtung steuern, die einen Schalthebel des Getriebes betätigt und da durch einen automatischen Gangwechsel be wirkt. Die elektromagnetische Einrichtung kann ein Kontaktstück in einem Gehäuse aufweisen, durch das elektrischer Strom zu einer Mehrzahl von Elektromagneten geleitet wird, deren Anker mit dem Schalthebel in Verbindung stehen.
Die Erfindung kann in allen Fällen An wendung finden, wo zwei Teile bezw. Wellen synchron laufen sollen, beispielsweise bei Drehbänken, bei Antrieben von Lokomotiven durch Turbinen oder Elektromotoren über ein Getriebe, bei Getrieben mit mehrfacher Über setzung für Flugzeuge, bei solchen Vorrich tungen, wo der Schlupf von Treibriemen oder Seilen von Seilantrieben verhindert werden soll, bei durch Friktion angetriebenen Syn- chronisiervorrichtungen, zum Beispiel bei parallel arbeitenden Motoren von Flugzeugen, bei parallel geschalteten Wechselstromma- schinen oder ähnlichen Apparaten.
Es ist klar, dass in allen Fällen, wo aus der Ruhe lage unter Belastung im niedrigsten Gang gestartet werden kann, keine Kupplung not wendig ist.