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.
Device for displaying or rules respectively. for displaying and controlling the gear ratio between two or more rotating shafts. The present invention relates to a device for displaying or controlling BEZW. Display and control of the transmission ratio between two or more rotating shafts.
The invention is particularly suitable for transmissions of the type in which different gear ratios between the driving and the driven shaft can be switched on.
The invention is also applicable when two shafts connected to one another via a friction member are to be kept on synchronous gear, or when the amount of slip occurring in a drive is to be measured or the slip is to be regulated or prevented.
The device according to the invention is characterized by at least one control device with two rotating, driven by two drive shafts rotating bodies and a control member which is driven and controlled by the two rotating bodies and serves to display the transmission ratio between the two drive shafts or. controlling the Sinrichtung to regulate the transmission ratio between tween the two drive shafts.
In the drawing are various training. examples of management of the invention shown partially schematically.
1 to 4 relate to examples of a control device for the synchronous speed of two shafts; 5 and 6 illustrate a modified embodiment abge in which the two rotating bodies are designed in the form of conical discs; Fig. 7 is an arrangement created by connecting several devices Ver according to Figures 5 and 6; 8 to 10 relate to a device according to the invention, in which the control device is formed by a ball bearing;
11 relates to a further embodiment according to the invention; Fig. 12 and 13 illustrate a practical example of a control device; 14 to 16 relate to an embodiment with an intermittent drive; Fig. 17 shows part of a device according to the invention which can be used in connection with any device in which a transmission is required.
18 and 19 illustrate a further embodiment of the invention applied to the switching device of a motor transmission unit, wherein means are provided for preventing a gear shift until the synchronization in the gear to be engaged is complete; Fig. 20 shows a device for automatic synchronization and gear shifting device to think in connection with the ge in Fig. 17 shown detail.
In the embodiment of the invention shown in Fig. 1 to 3, two rotary bodies are provided, namely the body 1, which is driven for example by the drive shaft of a gearbox either with the same speed as this Ge or in a certain speed ratio to this drive shaft is, as well as the rotating body 2, which is similarly displaced by the driven shaft of the transmission in Dre hung.
The two rotating bodies are formed from two solid disks rotating in the same direction with parallel axes. These bodies 1 and 2 could also be formed by rings. They are arranged at a certain distance from one another, and between them a control member controlled by the rotating bodies in the form of a Rin tot 3 (or a disk) is used. This control element is expediently hollow, so that it has a certain elasticity.
It is normally in such a way parallel to the rotating bodies 1 and 2, between which it is clamped, that the three axes of the rotating body and the control element are in the same plane. The control member 3 can rotate freely and move in the transverse direction by a certain amount Be on each side of the plane in which the axes of rotation are located. The size of the movement depends on the elasticity of the control member and is limited by two stops 4 on each side.
These stops can consist, for example, of two carbon brushes or other electrical contacts that are carried by ge suitable springs 5 (Fig. 2). In its normal position, the control organ 3 does not touch these stops 4, and it holds this position at, as long as the rotating body 1, 2 rotate in a certain speed ratio, which depends on the diameter of the rotating body and the manner of its drive depends.
Assumed men, the rotating bodies have the same diameter, then the control member is driven by them through frictional engagement, but not be shifted in the transverse direction ben, as the rotating body rotate at the same angular speed. But as soon as one of the rotating body changes its speed relative to the other, the control element will move against one or the other of the stops and press against it as long as the rotating body is not running synchronously.
If the rotating body and the control organ 3 consist, for example, of metal and -with one pole of a battery 6 a related party, while the carbon brushes are on the other pole, an electrical circuit is closed as soon as the rotating body is not at the same speed speed, provided that they have the same diameter or, if their diameters differ, they act on each other in a fixed transmission ratio.
In this electrical circuit, a lamp can be switched on, which gives a warning signal, or an electric motor or servomotor can be activated, which in turn acts on the driving part, for example a gear, that either prevents the gear from being switched on or synchronism in the gear parts to be coupled with one another, for example by acting on the rotating body 1, is restored, which thereby either increases or decreases its speed until the desired synchronous running is achieved again. is.
As soon as the latter is the case again, the control element returns to its normal position and is then no longer in contact with the attacks.
In Fig. 4 a compared to the device described above from the embodiment is illustrated in which the control member 3 is in the form of a ring is formed, which the rotating body 1, 2 summarizes. If the two rotating bodies rotate at the same speed, the control element 3 will remain in its position, but as soon as the synchronous operation of these parts is disturbed, the control element moves in one direction or the other and thus comes with one or the other stop 4 in touch.
In the further embodiment according to FIGS. 5 and 6, the two rotating bodies have the shape of conical disks 7 and 8, while the control element consists of two rings 9 which are clamped between the disks 7, 8, the contact surfaces of which with the rings 9 of the disk shafts 7 ', 8' are electrically isolated. Normally, each ring 9 is in constant contact with a spring-loaded contact 10, and a malfunction of the synchronous operation between the two rotating bodies results in an interruption of the contact by one of the rings 9, whereby the malfunction is indicated.
If the two rotating bodies run synchronously, the two rings 9 are moved so that they come into contact with the contacts 10 due to the different speeds caused by the conical shape of the discs 7 and 8. If now the synchronous running is disturbed, one or the other of the rings 9 releases from his contact and thus interrupts the circuit.
A device with a plurality of control members 9, 9 for different transmission ratios (see the device according to FIG. 7 described below) will then show, for example, which specific transmission is currently in a transmission.
If a transmission to be controlled has more than one gear ratio, the device is to be provided with as many sets of rotating bodies and control elements as there are gear ratios (FIG. 7), each set being assigned to the synchronous operation of one of the gears.
For example, all rotating bodies 7 can be driven by a shaft 7 ', while all rotating bodies 8 are driven by the driven part 8' of the (not shown) gearbox via (not shown) suitable wheels, so that each of the sets synchronizes the Gear at the first, second, third or further gear ratio displays BEZW. regulates.
In another form of the invention (Fig. 8 and 9) the one rotating body is formed by a disc 11 of a thrust ball bearing and the other rotating body by the other disc 12 of this bearing and the control organ by the housing 13 containing the balls 14.
This housing 13 will keep its normal conditions as long as the two discs rotate in the opposite direction at a certain speed. The element 13 is driven by the rolling balls 14, the two disks 11 and 12 being pressed against one another by springs 15. The ball housing carries a drum 16 and concentrically therewith a second drum 17, which can rotate freely on the former, separated from it only by an oil film, both drums 16, 17 being immersed in an oil bath 18.
This second drum 17, which is held in its normal rest position by springs 19 or its unbalanced lasse, carries an electrical switch 20 in the manner of the mercury switch, which closes an electrical circuit when it is tilted from its rest position. In order to reinforce the drawn oil film, the drums 16, 17 can carry plates 21 which, as shown in FIG. 10, can be attached in a zigzag arrangement as in the case of labyrinth stuffing boxes.
Instead of the mercury switch 20, the drum 17 can be seen at @ its apex point with a contact 22 (Fig. 9) ver, which can come into contact with one or two spring contacts.
In this embodiment, the slip caused by the viscosity of the oil film will help to keep the mercury switch 20 in a certain normal position, even if there is a small difference ent in the speeds of the rotating body compared to the normal ratios. Such an embodiment can be advantageous in some areas of application.
In a further variant of the invention (Fig. 11) two flat disks 24, 25 are used as rotating body, which lie in the same plane and are driven by two stationary shafts 26, 27, and as a control organ a device 28 in the form of a differential, the intermediate part 29 of which sits on a rod 30 and can move with this perpendicular to the rotating body shafts in their common plane. The other two parts 31 of the differential are driven by the hollow shafts 32 of two identical friction disks 33; each of which is at right angles to one of the discs 24, 25 in contact.
The solid rod 30 of the control element runs at one end in a bearing 34 which allows free axial displacement, while the other end of the shaft is screwed into a fixed nut 35.
When the disks 24, 25 rotate in the direction shown th, the part 29 of the differential will only remain in its position when the friction disks 33 rotate at the same speed in the opposite direction. Under such conditions, the control organ changes its position with respect to the discs 24 and 25 not. However, as soon as the relative angular velocity of the disks 25, 24 is changed, the rod 30 is rotated by the intermediate part 29 of the differential with the result that it is screwed into or out of the fixed nut 35. As a result, the control element moves in the direction of the axis of the rod 30, which automatically changes the diameter of the contact circles on which the friction disks 33 run on the disks 24, 25.
When the rod 30 continues to rotate in the same direction. shifts further, this effect will continue until the control element assumes a position in which its friction disks rotate again at the same speed but opposite to one another, whereby the control element comes to a standstill again. Instead of the fixed nut 35 and the movable rod 30, the latter can also be fixed and the nut can be movable, as described below with reference to FIGS. 12 and 13.
The new position of the control element therefore gives an indication of the new transmission ratio between the rotating bodies 24 and 25 and thus the shafts 26 and 27, and the axial movement of the rod 30 can serve to reduce the transmission ratio between the primary and secondary runners of a device , for example a transmission, to display and, if necessary, to regulate.
Instead of the rotating bodies lying in one plane, they can also be arranged coaxially to one another in two parallel planes, with the control element having two friction discs being used between them with a slightly inclined shaft so that each rotating body drives only one of the friction discs. In this form of the invention, only one control element and one pair of rotating bodies are necessary in order to display any number of transmission ratios or to regulate the gear shifting mechanism.
If the rotating bodies are driven, for example, by the engine and the cardan shaft of a motor vehicle, the control element will automatically assume as many fixed positions as there are gears in the transmission, the control element changing gears when suitable electrical, pneumatic or hydraulic relay devices are installed. of the transmission: can only steer out of neutral or even change gear without having to disengage.
This is a consequence of the fact that each transmission gear pair in the transmission corresponds to a certain position of the control element in which the relevant gear pair runs synchronously. If then in such a position the control organ closes an electrical circuit, for example, the current can be used directly or via suitable relay devices; and servomotors change gears.
12 and 13, a Steuervor direction is illustrated in which the shaft 36 and the shaft 37 protrude into a housing 38 from different sides, each shaft at its end a rotating body forming plate 36 'BEZW. 37 'wears.
The control member is mounted in bearings 39 in the housing 38, so that its longitudinal axis is not quite perpendicular to the axes of the shafts 36 and 37, and it has a threaded rod 40 with Ge, on which a housing 41 is slidably mounted, and two Discs 42, 43, one of which, 42, is in contact with plate 36 'and the other, 43, with plate 37', the plates usually being in contact with compression springs (cf. 37 "in Fig. 12 below). are kept in contact with the said disks 42 and 43.
The two disks 42, 43 are firmly connected to the two parts 44 of a differential, the intermediate part 44 'of which is carried by a nut 45 which is placed on the rod 40 provided with screw threads. The housing 41 is provided, for example, by means of screws with a Federkon 46, which can come into contact with contacts 47, whereby an elec tric circuit closed and example, an electric lamp, not shown, can be made to light up. The housing 38 carries stops 48 by means of which the housing 41 is prevented from rotating.
The device works as follows: Assuming that the plates 36 ', 37' rotate at the same speed in the opposite direction, then in the position shown the disks 42, 43 will also rotate at the same speed in the opposite direction. If, however, synchronous operation is broken, the washers 42 and 43 will rotate at different speeds and will thereby cause the intermediate part 44 'of the differential to rotate so that the nut 45 will screw along the threaded rod 40.
As a result, the housing 41 is moved, which carries the contact 46, which comes in this way with one or the other of the contacts 47 in contact, for example, with lamps in connection, which when they flare up a warning signal to indicate this indicate that the gear needs to be changed.
In a further embodiment of the invention, the two rotating bodies are driven intermittently with the aid of overrunning clutches which only move the rotating bodies in one direction when an oscillating movement is applied to the overrunning clutches.
Appropriately, the stroke of the vibrations of the member actuating the overrunning clutches is such that it remains constant, either by attaching limit stops or by transmitting the vibrations from the generation point through rigid connecting members. In such cases, the two shafts of the machine, the rela tive angular speed of which is to be controlled, provided with Egzenterscheiben, cams, combs or similar devices for generating an oscillating movement.
This is then transmitted by levers, wires or chains to the freewheel, which transmits the oscillating movement to the parts that drive the rotating bodies. On the other hand, this process can also be effected by means of an elec tromagnet, which is stimulated intermittently with the aid of suitable interrupters that are attached to the corresponding rotary shafts.
In all the types in which the device for displaying one or more constant translation ratios BEZW. is used to control the transmission ratio, vibrations of constant amplitude are transmitted to the freewheels.
The use of such a Ausfüh approximate form is illustrated in FIGS. 14 to 16, according to which the rods 49 and 50 moved by the two shafts are connected to two rocker arms 51, 52 having constant amplitude, each of which has a one-way clutch 53 and 53 respectively . 54 can work together, the inner parts of which are connected to a differential 55 on one side. The inner parts of the overrunning clutches form the rotating body. The arms 53 'and 54' of the freewheel clutches driven by the levers 51, 52 are pulled into their normal position by springs 56.
The overrunning clutches 53, 54 and the differential are arranged in a housing 57 which is prevented from rotating by stops 58 in the same way as was described with reference to the arrangement shown in FIGS.
The intermediate part 59 of the differential is mounted on a rod 60, one end of which is provided with a screw thread in a nut 61, so that in the event of disturbances in the transmission ratio between the two. The intermediate part of the differential is caused to rotate, whereby a relative movement between the rod and the nut is created, which, as in the case of the device described above, acts as a warning device, for example to illuminate,
bring or cause a gear change directly or via suitable relays or can have a controlling effect on the gear changing device, as will be described further below with reference to FIGS. 18 and 19.
In all types in which the Steuervor direction has vibratory drive and the latter with only two rotating bodies indicates a number of speeds BEZW. controlling acts on the switching device, vibrations of constant amplitude are transmitted to intermediate links that give the rotating bodies a variable angular rotation.
In the embodiment shown in Fig. 14 to 16, the intermittently occurring movement is transmitted by rocker arms 51, 52, which attack ge articulated in a fixed point, the point of application of the rocker arms that drive the freewheel of the rotating body is arranged so that it can be adjusted along the swing arms.
With the help of such an arrangement, the two arms carry out vibrations of constant angular amplitude around their fixed pivot point and transmit intermittent rotational movements of a variable amplitude to the rotating body.
In this form, the device, if it is driven directly, that is, without the interposition of friction surfaces, can transfer considerable force to the control element, which can therefore, if necessary, directly without a relay, for example steam, air or hydraulic valves, electrical rheostats , Throttle valves of machines and similar speed regulators.
In a further form of the invention, the rotating body having control device, when used in conjunction with the device described below with reference to FIG. 20, work together with a regulator, which is driven by a device, for example the engine of a motor vehicle, rail vehicle, a Loko motives, winch or a similar device is driven, in which changes in the load often occur and therefore a gear is required.
The regulator is arranged to regulate a clutch between the engine and the driving part of the transmission so that the clutch is disengaged when the engine speed falls below a certain limit. The regulator also comes into effect when the speed of the engine rises above a certain amount, and it then closes an auxiliary throttle and switches off the clutch.
The transmission is provided, for example, with a fluid or electromagnetic transmission shifting device that is controlled by the control device, and the ratio is expedient so that when the clutch is disengaged, the transmission is shifted to neutral and remains there .
17 shows a device in which the regulator has a piston 62 which runs in a cylinder 63 and on which a pressure proportional to the speed of the engine (not shown) is exerted. The lower end of the piston rod 64 is connected by the levers 65, 66 to a fixed part 67 and to the pedal 68 of the main clutch. Furthermore, the piston rod 64 is connected to an auxiliary throttle 71 of the engine by a rod 69 at 70 with clearance.
The parts shown in Fig. 17 are drawn in a position that they assume when the speed of the engine is too low for certain reasons. In this case, the piston 62 is pushed up in the cylinder 63 by a spring 73, which automatically disengages the engine, but the auxiliary throttle 71 is not actuated or operated as a result of the clearance of the rod 69 at 70 made possible. is not closed.
Assuming that the engine now accelerates its running and exerts a greater pressure on the regulator, so that the piston 62 begins to move down in the cylinder 63, the piston pushes the clutch into its working position without the auxiliary throttle 71 here too is pressed because of the existing game. When the piston slides down below the central position in which the clutch is engaged, the clutch is disengaged again and this time the auxiliary throttle 71 is closed until the pressure exerted on the cylinder 73 drops again, whereupon the piston 62 moves up again, the auxiliary throttle 71 opens again and the clutch engages again.
To prevent, for example, by. a very sudden increase in the pressure of the piston moves down too quickly, a second spring 73 is provided.
Each corresponding control device with the two rotating bodies, if used there, can indicate to the driver that a gear change is necessary, be provided with a safety interlocking device which normally prevents a shift, the interlocking at the right moment by the two Rotary body controlled control member is released, and only at the moment in wel chem the wheels of this or that gear run synchronously. At the same time, the control unit will indicate which gear must be shifted.
The driver then only needs to guide the gear lever so that the gear is shifted, as is described with reference to FIGS. 18 and 19. The gear lever can be made of elastic material or be elastically hinged so that it is pushed into position to change gear and is held there (gear selection) until the control unit releases the locking mechanism, which then turns the gear through the energy stored elastically in the lever is switched on by itself.
Of course, the control device having the control element can also easily be used without difficulty for acting on the gear changing device of transmissions by air screws, being arranged between the prime mover and the tufted screw shaft.
Such an arrangement is shown in FIGS. 18 and 19 ge, in which the gear lever 74 is resiliently mounted and at its lower end carries a part 75 on which as many con tacts 76 are arranged as there are gears in the transmission. Each contact is connected to a contact (47 in FIG. 13) in the control device 77. In a known manner, a locking member 78 interacts with the part 75 of the gear lever carrying the contacts 76, which is under the influence of a spring 78 'and is designed in the form of an armature,
which can be operated by an electromagnet in the manner described below enclosed. The locking device 75, 78 lies in an electrical circuit with a second electromagnet 80, which lies on one side of the battery 81, the other side of which is conductively connected to the control device 77. The locking device is normally, that is, when the armature is not being operated, in such a position that no gear shift can be made with the gear lever.
When the driver wants to change gear, he moves the lever 74 towards the desired gear. This movement produces a current connection with the selected contact carried by the member 75. When the control device 77 according to the description has exerted its effect (FIGS. 12 and 13), the circuit between the device 77 and the selected contact 76 is closed. A current runs from one side of the battery 81 through the device 77 to the selected contact 76, through the locking member 78, the electromagnet 80 and back to the battery 81.
The excitation of the electromagnet 80 lifts the armature 80 'and thereby an arm 82, whereby a contact 83 in the circuit of the electromagnet 79 is closed. The current now excites the electromagnet 79, whereby the locking member 78 is withdrawn, so that the gear lever 74 can assume the desired position. The arm 82 is returned to its rest position by a spring 83 '. From this it can be seen that the gear lever 74 cannot be moved into the desired position before the two rotating bodies of the device 77 do not rotate at the desired speed.
If the transmission is switched by a servo motor, for example pneumatically, the gear change valve (slide over) is actuated by the control element of the device 77 directly or through a relay. If the invention is applied to a fully automatic gearshift in automobiles, the device according to FIG. 11 or 14 can be used. Such an arrangement is shown in FIG.
The threaded rod 30 (Fig. 11) or 60 (Fig. 14) is connected to a piston 84 which has a central feed line 85 which can be brought into communication with the feed line 86 of the cylinder 87 in which the part 84 slides. A number of openings are provided in the cylinder, the number of which is twice as large as the number of gears in the transmission. The cylinder 87 shown has eight openings, four, <I> B, D, A, D, </I> on one side and four, <I> C, B, C, A, </I> on the diametrical side opposite side.
The openings <I> A, B, C, D </I> are connected to four cylinders <I> A1, </I> Bi, Cl, Dl. In each of these cylinders there is a piston <I> A, </I> respectively. B2, C_, D @ provided, all of which are connected to the gear lever 88.
If the transmission is in neutral and the clutch is disengaged, either because the engine is not running at all or at a speed too far below the limit at which the regulator (Fig. 17) disengages, the lowest gear ( I) switched on by the driver. If the engine is running, the opposite openings B and C will soon relieve the flow of the pressure medium to the cylinders C ,. and B, leaving the remaining openings closed as shown in FIG.
The engine is accelerated by progressively opening the throttle, and when the engine speed reaches the lower limit at which the regulator (Fig. 17) applies the clutch, the clutch is engaged and the car starts. As soon as the car and the engine are accelerated to the upper limit, the clutch is disengaged by the regulator and the throttle is closed against the force that tries to keep it open. The motor slows down until the screw-threaded rod of the control element is in its nut. shifts.
This movement pushes the part 84 into the cylinder 87, so that the one openings B and C are closed and the openings <I> B </I> and <I> D </I>, which are diametrically opposite one another, are released. This exerts pressure on the pistons in cylinders B1, D, so that the gear lever is automatically moved from first gear (1) to second gear (1I). With further movement of the threaded rod provided with screw, the part 84 is pushed further into the cylinder 87, so that the one openings A and C are exposed and the others are closed.
This exerts pressure on the pistons <B> <U> L </U> </B>, C @ in the cylinders A "Cl, so that the gear lever from the second gear <I> (11) </I> by which the notches I, II, <I> 1I1 </I> and IV of the four gears are pushed into the third gear <I> (I11) </I>. This process is repeated if the movement of the rod continues, so that the diametrically opposite openings <I> D, A </I> are released and the pressure now acts on the pistons D2, <I> A = </I>, whereupon the gear lever from third gear is moved to fourth or highest gear (Ilr).
When the automobile, which is in top gear, comes up a relatively steep incline, slowing the automobile's running until the lower limit is reached, the clutch is disengaged by the regulator (Fig. 17), the engine speeds up its run (because the throttle is open) and the screw-threaded rod is moved in the opposite direction. Here through the part 84 slides in the cylinder 87 in the opposite direction as before,
so that initially all openings are closed with the exception of the diametrically opposite openings A and C, where the gear lever shifts from the highest gear to the third gear.-The process is repeated according to the direction of movement of the screw-threaded rod.
The liquid pressure forces can be replaced by electromagnetic forces. In this case, the differential could control an elec tromagnetic device that operates a shift lever of the transmission and acts there through an automatic gear change. The electromagnetic device can have a contact piece in a housing, through which electrical current is passed to a plurality of electromagnets, the armatures of which are connected to the shift lever.
The invention can be applied in all cases where two parts BEZW. Shafts should run synchronously, for example in lathes, in drives of locomotives by turbines or electric motors via a gearbox, in gearboxes with multiple ratios for aircraft, in those devices where the slippage of drive belts or ropes of rope drives should be prevented Friction-driven synchronizing devices, for example in aircraft engines working in parallel, AC machines connected in parallel or similar devices.
It is clear that no clutch is necessary in all cases where it is possible to start from the rest position under load in the lowest gear.