CH357935A - Selbstschaltendes Wechselgetriebe für Drehbewegungen - Google Patents

Description

  Selbstschaltendes Wechselgetriebe für     Drehbewegungen       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein  Getriebe zum     Übertragen    von Drehbewegungen von  einem Antriebsteil auf einen angetriebenen Teil, das  als mit schräg verzahnten Rädern versehenes Plane  tengetriebe ausgebildet ist, und bei welchem eine  Übersetzung durch die Zahndrücke, und eine andere  Übersetzung durch eine diesen Zahndrücken ent  gegenwirkende Federkraft selbsttätig eingeschaltet  wird.  



  Bekanntlich bestehen Planetengetriebe aus einem  Antriebsrad, einem angetriebenen Rad, einem oder  mehreren mit den genannten     Rädern    in ständigem  Eingriff stehenden Planetenrädern und einem Plane  tenträger. Das Antriebsrad, das angetriebene Rad und  der Planetenträger sind gleichachsig angeordnet.  



  Gemäss der Erfindung ist beim vorliegenden mit  schräg verzahnten     Rädern    versehenen Wechselge  triebe, ein Planetenträger axial verschiebbar angeord  net, und es sind Mittel vorgesehen, die die Drehbewe  gung des Planetenträgers verhindern, wenn dieser  durch die Zahndrücke axial in     seine    eine     Endstellung     verschoben wird, wodurch eine Übersetzung einge  schaltet wird, und ferner sind eine über den Planeten  träger den Zahndrücken entgegenwirkende Federkraft  vorgesehen und Mittel angeordnet, die den Planeten  träger starr mit dem Antriebs- oder     Abtriebsrad    ver  binden,

   wenn der Planetenträger durch die den Zahn  drücken entgegenwirkende Federkraft in eine der erst  genannten Endstellung entgegengesetzte Endstellung  verschoben wird, wodurch eine andere Übersetzung  eingeschaltet wird.  



  Es können auch selbstschaltende Getriebe mit  mehr als zwei Übersetzungen geschaffen werden, in  dem zwei oder mehr zweistufige Planetengetriebe der  oben beschriebenen Art derart     hintereinandergeschal-          tet    werden, dass das getriebene Rad des oder jedes    vorangehenden zweistufigen Getriebes mit dem An  triebsrad des nachfolgenden zweistufigen Getriebes  fest verbunden ist.  



  Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen  standes sind nachstehend an Hand der     Zeichnung     näher erläutert.  



       Fig.    1     zeigt    eine     Ausführungsform    eines zweistu  figen Getriebes in schematischer Darstellung.  



       Fig.    2     zeigt    eine andere Ausführungsform eines  zweistufigen Getriebes ebenfalls in schematischer Dar  stellung, und       Fig.    3 zeigt ein vierstufiges Getriebe.  



  In     Fig.    1 ist an einer Welle 1 ein Antriebsrad 2  und an einer zweiten Welle 3     ein    angetriebenes Rad 4  befestigt. Die Wellen 1 und 3 und die Räder 2 und 4       liegen    gleichachsig hintereinander. Auf den Wellen 1  und 3 ist ein Planetenträger 5 lose drehbar und axial  verschiebbar     angeordnet.    Der Planetenträger 5 setzt  sich auf den durch Zapfen 8 verbundenen Wangen 6  und 7 zusammen. Auf die Zapfen 8 sind die     Zwil-          lings-Planetenräder    9, 10 lose drehbar angeordnet.  Die Planetenräder 9, 10 stehen in ständigem Eingriff  mit den Rädern 2 und 4. Alle Räder sind schräg  verzahnt.  



  Ein     kegelförmiger    Ring 11 ist an der einen Wange  7 des Planetenträgers 5 befestigt, und zwar so, dass  er     zwischen    eine auf der Welle 1     befestigte    Kupp  lungstrommel 12 und einen am Getriebegehäuse 14  befestigten Bremsring 13 zu liegen kommt.  



  Eine Feder 15, die die Welle 3 umgibt und sich  an einer an der Welle 3 befestigten Ringscheibe oder  einem Bund 16 abstützt, drückt den Planetenträger 5  und den Ring 11 gegen die Kupplungstrommel 12.  Dadurch wird der Planetenträger 5     mit    der Welle 1  starr verbunden und die Relativbewegung zwischen  dem Antriebsrad 2 und dem Planetenträger 5 aufge-      hoben. Dadurch werden auch die Planetenräder 9, 10  auf ihren Zapfen 8 in bezug auf das Antriebsrad 2  festgehalten, so dass das Antriebsrad 4 mit der glei  chen Geschwindigkeit läuft wie das Antriebsrad 2.  Das Getriebe befindet sich also in diesem Falle im  direkten Gang.  



  Es sei bemerkt, dass infolge der     beschriebenen     Anordnung des Getriebes die Übertragung der Dreh  bewegung in allen Fällen über das Räderpaar 10, 4       erfolgt,    so dass durch die Schrägverzahnungen der  miteinander im     Eingriff    stehenden Räder 10, 4, eine  axiale Komponente der Zahndrücke entsteht, die auf  den Planetenträger 5 entgegen der Kraft der Feder 15  wirkt.  



  Steigt der Widerstand gegen Drehung der ange  triebenen Welle 3     derart,    dass die axiale Komponente  des Zahndruckes die Kraft der Feder 15 überwindet,  so wird die Kupplung 11, 12 gelöst und der Planeten  träger 5 gegen den Bremsring 13 gedrückt. Dadurch  wird der Planetenträger festgehalten und die Welle  3 mit der den Übersetzungen der Zahnräder 2, 9,  10 und 4 entsprechenden Übersetzung     mitgedreht.     Auf diese Weise findet ein selbsttätiger Wechsel der  Übersetzung statt.  



  Wenn nun der Drehwiderstand der Welle 3 wie  der so weit absinkt, dass die Kraft der Feder 15 den  axialen Zahndruck überwinden kann, so wird der  Planetenträger 5 nach links verschoben, die Kupp  lung 11, 12 eingerückt und der direkte Gang im Ge  triebe selbsttätig wieder hergestellt.  



  Um zu verhindern, dass der Ring 11 am Planeten  träger 5 halbwegs zwischen der Kupplungstrommel  12 und dem Bremsring 13 stehen bleibt, ist am Pla  netenträger 5 ein Sperrglied in Form einer in die eine  oder andere der Umfangsrillen 19 der Welle 3 ein  greifenden Kugel 17 mit einer Belastungsfeder 18 an  gebracht,     derart,    dass der Planetenträger 5 erst dann  verschoben werden kann, wenn der Unterschied zwi  schen dem axialen Zahndruck und der Federkraft  eine gewisse Grösse erreicht hat.  



  Um     ferner    eine     Rückwärtsdrehung    des Planeten  trägers 5 zu verhindern, wenn der Ring 11 sich halb  wegs zwischen der Kupplungstrommel 12 und dem       Bremsring    13 befindet, insbesondere dann, wenn die  Trägheit des Planetenträgers für diesen Zweck nicht  ausreicht, ist, wie in     Fig.    2 gezeigt, eine an sich be  kannte     Freilaufkupplung    zwischen dem Planetenträ  ger 5 und dem Getriebegehäuse angeordnet, die die  Drehbewegung des Planetenträgers nur in der An  triebsrichtung zulässt, in der Gegenrichtung aber  sperrt.  



  Gemäss     Fig.    2 ist der Sperrteil 20 der     Freilauf-          kupplung    am Getriebegehäuse 14 befestigt, und der  vom Planetenträger angetriebene Teil 21 ist axial ver  schiebbar auf einer mit Keilnuten versehenen Mit  nehmernabe 22 des Planetenträgers 5 angebracht.  



  In der     Fig.    2 ist     ferner    das eine Ende der Feder  15 an dem einen Arm eines doppelarmigen Hebels  23, der auf dem am Getriebegehäuse 14 befestigten  Zapfen 24 schwingend angeordnet ist, und das andere    Ende der Feder 15 an einer ortsfesten Regulier  schraube 27 befestigt, so dass der Zug der Feder 15  über den doppelarmigen Hebel 23 auf den Planeten  träger 5 wirkt.

   Zum Anpassen der Federkraft an das  von der Welle 1 zu     übertragende    Antriebsdrehmo  ment bei Verwendung des Getriebes in einem Motor  fahrzeug ist ein vom Unterdruck des nicht gezeich  neten Saugrohres des Motors     beaufschlagter    Zylinder  25 vorgesehen, der über eine Leitung 26 an das  Saugrohr angeschlossen ist und dessen Kolben mit  dem     doppelarmigen    Hebel 23 derart in Verbindung  steht, dass die von dem Kolben auf den Hebel 23 aus  geübte Kraft der Spannung der Feder 15 entgegen  wirkt. Da der im Saugrohr eines entsprechenden Mo  tors herrschende Unterdruck mit dem Absinken des  Motordrehmomentes steigt, so wird auf diese Weise  auf den Planetenträger 5 eine resultierende Feder  spannung übertragen, die in Abhängigkeit vom Dreh  moment steigt bzw. sinkt.  



  Es wird     ferner    bemerkt, dass der Hebel 23 von  Hand oder mittels einer     Hilfskraft    jederzeit entgegen  der Federspannung     verschwenkt    werden kann, so dass  der Planetenträger 5 von der Federkraft entlastet  wird, und die Schaltung der Übersetzung durch die       Zahndrücke    allein erfolgt.  



  Zur Bildung eines mehrstufigen selbsttätigen  Wechselgetriebes werden mehrere der oben beschrie  benen Zweiganggetriebe, wie     Fig.    3 am Beispiel eines  Vierganggetriebes zeigt, hintereinander angeordnet,  und zwar derart, dass die angetriebene Welle des bzw.  jedes vorangehenden Zweiganggetriebes gleichzeitig  als Antriebswelle des nachfolgenden Getriebes wirkt.  Bei einer solchen Anordnung gemäss     Fig.    3 ergibt sich  z. B. folgendes:  a) Wenn das auf der Welle 3B wirkende Wider  standsmoment unter einer bestimmten unteren Grenze  liegt, so befindet sich das Getriebe vollständig im  Direktgang.  



  b) Wenn sich das auf die Welle 3B wirkende  Widerstandsmoment oberhalb der genannten unteren  Grenze aber unterhalb einer bestimmten mittleren  Grenze befindet, dann schaltet z. B. (je nach der Ein  stellung der Räderwerke) das Räderwerk A selbst  tätig auf     Untersetzungsgang,    während das Räderwerk  B im Direktgang bleibt.  



  c) Wenn sich das Widerstandsmoment oberhalb  der genannten mittleren Grenze aber unterhalb einer  oberen Grenze befindet, dann schaltet das Räderwerk  B selbsttätig auf     Untersetzungsgang;    dadurch wird  das auf die mittlere Welle     übertragene    Widerstands  moment auf einen     Wert        vermindert,    der sich unter  halb der genannten mittleren Grenze befindet, so dass  das Räderwerk A wieder auf Direktgang selbsttätig  umschaltet. Und endlich       d)    wenn sich das Widerstandsmoment oberhalb  der genannten oberen Grenze befindet, dann schalten  beide Räderwerke<I>A</I> und<I>B</I> selbsttätig auf Unterset  zungsgang.  



  Es sind also vier selbstschaltende Gänge vorhan  den.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Selbstschaltendes Wechselgetriebe für Drehbewe gungen, ausgebildet als Planetengetriebe mit einem in der Getriebeachse liegenden Antriebsrad, einem eben falls in der Getriebeachse liegenden angetriebenen Rad, Planetenrädern und einem drehbar angeordneten Planetenträger, wobei die Räder Schrägverzahnungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Planeten träger (5) axial verschiebbar angeordnet ist und Mit tel (11, 13) vorgesehen sind, die die Drehbewegung des Planetenträgers (5) verhindern, wenn der Plane tenträger (5) durch die Zahndrücke in eine End- stellung axial verschoben wird, wodurch die übertra- gung vom Antriebsteil zum angetriebenen Teil mit einer Übersetzung erfolgt;

   und dass ferner Federmittel (15), die über den Planetenträger (5) den genannten Zahndrücken entgegenwirken sowie weitere Mittel (11, 12) vorgesehen sind, die den Planetenträger (5) mit einem der beiden in der Getriebeachse liegenden Räder (2 oder 4) starr verbinden, wenn der Planeten träger (5) durch die den Zahndrücken entgegenwir kende Federkraft (15) in eine der erstgenannten End- stellung entgegengesetzte Endstellung verschoben wird, wodurch die Übertragung vom Antriebsteil zum angetriebenen Teil mit einer anderen Übersetzung er folgt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Selbstschaltendes Wechselgetriebe nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Pla netenträger (5) und dem Getriebegehäuse (14) zu sammenwirkende Mittel (20, 21) zum Verhindern der Rückwärtsdrehung des Planetenträgers (5) vorgesehen sind. 2. Selbstschaltendes Wechselgetriebe nach Patent anspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass zwischen dem Planetenträger (5) und einem der beiden in der Getriebeachse liegenden Räder (2 oder 4) Mittel (17, 18, 19) vorgesehen sind, die die axiale Verschiebung des Planetenträgers (5) verhin dern, solange der Unterschied zwischen den Zahn drücken und der entgegenwirkenden Federspannung (15) nicht einen vorbestimmten Wert erreicht hat. 3.

   Selbstschaltendes Wechselgetriebe, nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass zwei oder mehr Zweigang-Plane- tengetriebe von der in den vorangehenden Ansprü chen angegebenen Ausbildung derart hintereinander angeordnet sind, dass der getriebene Teil (3A) des bzw. jedes vorangehenden Zweiganggetriebes (A) gleichzeitig den Antriebsteil (1B) des nachfolgenden Getriebes (B) bildet. 4.

   Selbstschaltendes Wechselgetriebe nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, gekennzeich net durch Mittel (25), welche mit einer dem Antriebs moment der Antriebswelle (1) proportionellen Kraft der Spannung der Feder (15) entgegenwirken, um die Federspannung (15) an das Antriebsmoment der An triebswelle (1) anzupassen. 5.

   Selbstschaltendes Wechselgetriebe nach Patent anspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass von Hand oder mittels einer Hilfs- kraft betätigbare Mittel vorgesehen sind, die der Federspannung entgegenwirken und den Planetenträ ger (5) von der Feder (15) entlasten können, um die Umschaltung von einer Übersetzung auf eine andere zu jeder gewünschten Zeit zu ermöglichen.