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Wechsel-und Wendegetriebe.
Vorliegende Erfindung hat ein Wechsel-und Wendegetriebe zum Gegenstande, das sich insbesondere für Automobile, für Aeroplane und andere motorisch angetriebene Fahrzeuge eignet. Durch Herabsetzung der Zahl der bisher bei solchen Getrieben benötigten treibenden Zahnräder auf etwa die Hälfte und darunter und die Möglichkeit, die verwendeten Zahnräder auf Schmiedepresse in Gesenken herzustellen, sind die Erzeugungskosten des Getriebes verhältnismässig gering. Infolge Anordnung der treibenden Zahnräder auf der hinteren Wagenradachse kann auch die Kupplung mit Gestänge, der Räderkasten und allenfalls das Differential entfallen, wenn man auf seine Wirkung verzichten will. Noch einfacher wird das Ganze, wenn der Antrieb auf die vorderen Wagenräder verlegt wird, wobei dann auch die Kardanwelle wegfällt.
Es können somit viele der bisher erforderlichen Getriebeteile erspart werden, wodurch auch die Bruchgefahr des Zusammenbaues sich verringert.
Das Hauptmerkmal des vorliegenden Getriebes ist in der gedrängten, wenig Raum beanspruchenden Bauart gelegen, wobei durch die vollen Aussenflächen der Radkörper eine schützende Einkapselung des Getriebes erzielt wird.
Bei dem vorliegenden Getriebe werden die verschiedenen Geschwindigkeiten der anzutreibenden Welle durch ein auf dieser verschiebbar sitzendes Schaltrad abgenommen, das mit einer an sich bekannten, mit gleichbleibender Geschwindigkeit umlaufenden, an der Stirnfläche mehrere konzentrische Zahnkränze gleicher Zahnteilung tragenden Planscheibe zusammenwirkt ; der Antrieb der letzteren erfolgt erfindungsgemäss durch ein in einen der Zahnkränze der Planscheibe eingreifendes Stirnrad, das mit einem zweckmässig einen halbkugeligen Radkörper aufweisenden Kegelrad fest verbunden ist, welches lose auf der anzutreibenden Welle sitzt und von einem auf der treibenden Welle festsitzenden Kegelrad entweder durch unmittelbaren Eingriff mit diesem oder unter Zwischenschaltung von Kegelrädervorgelegen in Drehung versetzt wird.
Die Zeichnungen zeigen drei verschiedene Ausführungsbeispiele des Getriebes im Schnitt, Fig. 4 die Einrichtung zur Verschiebung des Schaltrades.
Die Kraftzuführung kann wie immer erfolgen, jedoch empfängt hier das Getriebe in beiden Fallen seinen Impuls ohne Zuhilfenahme einer Kupplung direkt von der Zuleitungswelle a mittels des auf ihrem Ende festsitzenden kleinen Kegelrades b, welches dann die Bewegung auf das mit ihm eingreifende grössere, verzahnte Kegelrad c weiterleitet (Fig. 1). Dieses weist einen halbkugeligen, schalenartigen Radkdrpet auf, sitzt lose auf der zur Antriebswelle querstehenden, innen freigelagerten Spindel cl der verzahnten Planscheibe e (Fig. 1) und bewegt mittels eines inneren kegelförmigen Zahnkranzes das mit letzterem
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setzenden Abschlusswelle h, die mit einem Ende i in der Zuleitungswelle a hohlwellenartig gelagert ist, und zeigt gleichfalls halbkugeligen Radkörper. Es trägt auf seiner Nabe das mit ihm z.
B. durch Verschraubung fest verbundene Stirnrad k, dessen Zähne die gleiche Teilung wie die der Planscheibe e haben und nur in einen Zahnkranz 1 derselben eingreifen, so dass die Planscheibe stets mit unveränderlicher Geschwindigkeit umläuft. Auf der Anschlusswelle h, deren veränderliche Tourenzahl erzielt werden soll, sitzt unverdrehbar, aber längsversehiebbar ein Ritzel oder Schaltrad m, dessen Abmessungen, Zähnezahl und deren Teilung mit dem Stirnrad k übereinstimmt.
Es trägt eine Schelle n (Fig. 3), mit welcher die Schaltvorrichtung verbunden ist, welche die Verschiebung des Schaltrades entlang die Planscheibe hin und her regelt, u. zw. sowohl für den Vor-als Rückwärts] auf, je nachdem das Schaltrad von dem Scheibenzentrum nach links oder rechts gerückt wird.
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in seiner geometrischen Achse dem Radkranz-f gegenüber befindet und die zweite Planscheibe p trägt und samt dieser auf dem gemeinschaftlichen Achsstummel q sitzt, der ausserhalb gelagert sein Kann.
Das Ritzel oder Schaltrad m, welches in beide Planscheiben abc. wechselnd eingreift, überträgt dann ganz nach Art eines Reibungsgetriebes die sich ergebenden Geschwindigkeiten an die ihm zugehörige Welle 7t. Ist nur eine Planscheibe vorhanden und befindet sich das Ritzel zwischen den Triebstockkreisen, so erfolgt ein Leerlauf, ebenso wenn es im Mittelpunkt der Scheibe steht, wo es unmittelbar wieder eingeschaltet werden kann, so dass jede Kupplung von aussen entfällt. Sind zwei Planscheiben vorhanden, so kann die Touren- änderung mit nahezu konstantem Eingriff abwechselnd von einer'zur anderen Planscheibe erfolgen.
Dort, wo die Geschwindigkeit über die Leistung der Planscheibe gesteigert werden soll, ist in das Innere des Getrieberades c ein gezahnter Einsatzring r eingebaut, dessen Zähne mit jenen des Ritzels m Überein- stimmen und mit dem das Ritzel im Bedarfsfalle in Eingriff gebracht werden kann, wie es die punktierte Stellung in Fig. 1 veranschaulicht, wobei die Planscheiben leer laufen und die Welle h mit der höchsten Geschwindigkeit angetrieben wird.
Die vorbeschriebene Bauart lässt sich unter, andern auch zum Ersatz des bisherigen Getriebekastens der Automobile, der hinter der üblichen Anlaufkupplung angebracht ist, unterbringen. Für diesen Zweck kotnnt die in Fig. 2 abgeänderte Konstruktion in Betracht. Es ist die treibende Welle a bis zur Wagenhinterachse t fortgeführt und auf letzterer das verschiebbare Ritzel in aufgesetzt. Sein Antrieb'erfolgt wie in Fig. 1 jedoch mit dem Unterschied, dass an Stelle der beiden Getriebestummeln d, q die Hinterradachse t durchgeleitet wird.
Da bei Automobilen meistens die Tourenveränderung nur in einigen Stufen erfolgt, genügt hiefür nur eine einzige Planscheibe ; will man aber die Wagenfahrt mittels der sogenannten ,,direkten Kupplung" mit dem Motor auf die höchste Geschwindigkeit steigern, so wird das Ritzel m'mit Klauen M versehen und mit den ihnen entsprechenden Mitnehmern v, die in der Nabe des ersten,-am schnellsten laufenden'Getrieberades c angebracht sind, durch Ritzelverschiebung in Ein- griff'gebrächt.
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paar g1, g2, das auf der Triebwelle alose lauft.
Zur Erzielung einer exakten Abwicklung aller Zahnradrollkreise, treffen, wie die Fig. 1 und 2 zeigen, die Spitzen der erzeugenden Kegel sämtlicher Zahnräder in einem gemeinsamen Mittelpunkt zusammen. Da die sämtlichen Räder gleiche Zahnteilung erhalten und zudem paarweise mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit lose auf den Achsen laufen, so haben sie einen stossfreien Gang, der sowohl bei Voll- Leerlauf absolut ruhig ist, und es entstehen nur geringste Reibungsverluste sowohl zwischen den Zahnflahken als auch in den Lagcrstellen. Die Zahnräder sind vermöge ihrer Bauart, wie bereits erwähnt, aus ah'stem Stahl durch Pressen hergestellt, so dass jede Nachbearbeitung der Zähne entfällt.
Da das Schaltrad m bezüglich Durchmesser, Zähnezahl und Zahnteilung mit dem Rad k voll- kommen übereinstimmt, so verteilt sich während des Vorwärtsfahrens mit steigender Geschwindigkeit
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Fahrt, von der getriebenen Achse empfangenen Aussenstösse auf das gesamte Getriebe wirkungslos.
Beim Verstellen des Schaltrades m auf die Seite des die Planscheibe e antreibenden Stirnrades k vollführt die anzutreibende Welle, deren Geschwindigkeit sich dann zum Teil sehr vermindert, einen Rückwärtslauf beim geringsten Kraftkonsum, der kaum in Betracht kommen kann.
:..... Die einfachste der im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglichen Bauart des Getriebes zeigt die Fig ; 3 ; das in eine Zahnreihe 1 der Planscheibe e eingreifende Stirnrad 7c ist wieder mit dem Kegelrad. g fest verbunden, welches auf der anzutreibenden Welle t lose sitzt ; hier entfallen die Vorgelege-
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falls unmittelbar von der Planscheibe e abnehmen. Dadurch verringert sich die Zahl der im Getriebe ver- wendeten Zahnräder auf zwei gleich grosse Stirnräder und zwei Kegelräder, was wohl bisher bei keinem . Wechsel-. und Wendegetriebe erreicht worden ist.
: Auch. hier wäre ohne weiteres die Anordnung einer zweiten, der Scheibe e gegenüberliegenden . Plaaseheibe möglich, die von dem Rad k gleichfalls angetrieben wird und von der mittels des Schalt- rades Zwischengeschwindigkeiten abgenommen werden könnten.
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hier. vorgeführten Konstruktionen einheitlich dieselbe. Die Verschiebung erfolgt zweckmässig durch eine oberhalb der Planscheibe e (Fig. 4) angeordnete und von aussen zu verriegelnde Spindel x, die mittels
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doppelt vorgesehener Schwingarme y an Lenkerii z angreift, welche mit der auf dem Schaltrad m auf- gesetzten Schelle n gelenkig verbunden sind.
Die Vorteile der vorgeführten Getriebe sind : der Wegfall einer Aussenkupplung mit separatem Antrieb, Vermehrung der Geschwindigkeitsabstufung, die durchwegs nur mit einem einzigen Hebel und Spindel zu bewirken ist ; ein mit solchem Getriebe ausgestattetes Auto kann, ohne erst seine Transmissionsmassen beschleunigen zu müssen, bei laufendem Motor alsogleich stossfrei in Gang gesetzt oder zum Stillstehen gebracht werden. Durch Ersparnis vieler Räder mit den zugehörigen Ausrückungen wird Gewichtsverminderung und billige Herstellung erzielt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Wechsel-und Wendegetriebe, mit einer Planseheibe, deren Stirnfläche mit mehreren konzentrischen Zahnreihen gleicher Teilung versehen ist und von der mittels eines auf der anzutreibenden Welle verschiebbaren Schaltrades die verschiedenen Geschwindigkeiten abgenommen werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das die Planscheibe antreibende Stirnrad (k) mit einem Kegelrad (g) mit halbkugeligem Radkörper fest verbunden ist, welches Kegelrad (g) lose auf der anzutreibenden Welle (h, t) sitzt und von einem auf der getriebenen Welle (a) festsitzenden Kegelrad (b) entweder durch unmittelbaren Eingriff oder unter Zwischenschaltung von Vorgelegekegelräderpaaren (e, f bzw. e, fund g1, g2) in Drehung versetzt wird.
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Change and reverse gear.
The subject of the present invention is a changeover and reversing gearbox which is particularly suitable for automobiles, for airplanes and other motor-driven vehicles. By reducing the number of driving gears previously required in such gears to about half or less and the possibility of producing the gears used on forging presses in dies, the production costs of the gears are relatively low. As a result of the arrangement of the driving gears on the rear wagon wheel axle, the coupling with linkage, the gear case and possibly the differential can be omitted if you want to forego its effect. The whole thing becomes even easier if the drive is relocated to the front wagon wheels, in which case the cardan shaft is also omitted.
Many of the previously required transmission parts can thus be saved, which also reduces the risk of breakage in the assembly.
The main feature of the present transmission is its compact, space-consuming design, with the full outer surfaces of the wheel bodies providing a protective encapsulation of the transmission.
In the case of the present transmission, the different speeds of the shaft to be driven are picked up by a ratchet wheel slidably seated on it, which interacts with a faceplate, known per se, rotating at constant speed and carrying several concentric ring gears with the same tooth pitch on the face; The latter is driven according to the invention by a spur gear engaging in one of the ring gears of the face plate, which is fixedly connected to a bevel gear suitably having a hemispherical wheel body, which sits loosely on the shaft to be driven and from a bevel gear fixed on the driving shaft either by direct engagement is set in rotation with this or with the interposition of bevel gears.
The drawings show three different exemplary embodiments of the transmission in section, FIG. 4 shows the device for shifting the ratchet wheel.
The power can be supplied as always, but in both cases the transmission receives its impulse without the aid of a clutch directly from the supply shaft a by means of the small bevel gear b that is fixed on its end, which then transfers the movement to the larger, toothed bevel gear c that engages with it forwards (Fig. 1). This has a hemispherical, shell-like Radkdrpet, sits loosely on the internally exposed spindle cl of the toothed faceplate e (Fig. 1), which is transverse to the drive shaft, and moves the latter with the latter by means of an inner conical toothed ring
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setting shaft h, which is mounted with one end i in the supply shaft a like a hollow shaft, and also shows hemispherical wheel body. It carries on its hub the z.
B. by screwing firmly connected spur gear k, the teeth of which have the same pitch as that of the face plate e and only engage in a ring gear 1 of the same, so that the face plate always rotates at a constant speed. On the connecting shaft h, whose variable number of revolutions is to be achieved, sits a pinion or ratchet wheel m, whose dimensions, number of teeth and their pitch correspond to the spur gear k, so that it cannot rotate but is longitudinally displaceable.
It carries a clamp n (Fig. 3), with which the switching device is connected, which controls the displacement of the ratchet back and forth along the faceplate, u. betw. both for forward and backward], depending on whether the ratchet wheel is moved left or right from the center of the disc.
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is located in its geometric axis opposite the wheel rim -f and carries the second faceplate p and together with it sits on the common stub axle q, which can be mounted outside.
The pinion or ratchet wheel m, which abc in both face plates. engages alternately, then transmits the resulting speeds to the shaft 7t associated with it, quite like a friction gear. If there is only one face plate and the pinion is between the pinion circles, idling takes place, just as if it is in the center of the plate, where it can be switched on again immediately, so that no external coupling is required. If there are two face plates, the route change can take place with almost constant engagement alternating from one face plate to the other.
Where the speed is to be increased by the power of the faceplate, a toothed insert ring r is built into the interior of the gear wheel c, the teeth of which match those of the pinion m and with which the pinion can be brought into engagement if necessary. as illustrated by the dotted position in FIG. 1, the face plates running idle and the shaft h being driven at the highest speed.
The above-described design can be accommodated, among other things, to replace the previous gearbox of the automobile, which is attached behind the usual centrifugal coupling. The construction modified in FIG. 2 can be considered for this purpose. The driving shaft a is continued as far as the rear axle t of the car and the sliding pinion is placed on the latter. Its drive takes place as in FIG. 1, with the difference that the rear wheel axle t is passed through instead of the two transmission stubs d, q.
Since in automobiles the route change usually only takes place in a few steps, only a single faceplate is sufficient for this; but if one wants to increase the car travel by means of the so-called "direct coupling" with the motor to the highest speed, the pinion m 'is provided with claws M and with the corresponding drivers v, which are in the hub of the first, the fastest running gear c are attached, in engagement by pinion shifting.
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pair of g1, g2, which runs alose on the drive shaft.
In order to achieve an exact development of all gear rolling circles, as FIGS. 1 and 2 show, the tips of the generating cones of all gears meet at a common center point. Since all the wheels have the same tooth pitch and also run loosely on the axles in pairs at the same circumferential speed, they have a smooth gear that is absolutely quiet at full idle, and there are only minimal friction losses between the tooth flaps as well as in the Storage locations. Due to their design, the gears are, as already mentioned, made from steel by pressing, so that there is no need for any post-processing of the teeth.
Since the ratchet wheel m is completely identical to the wheel k in terms of diameter, number of teeth and tooth pitch, it is distributed with increasing speed as the vehicle moves forward
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Travel, external shocks received by the driven axle have no effect on the entire transmission.
When shifting the ratchet wheel m to the side of the spur gear k driving the faceplate e, the shaft to be driven, the speed of which is then in some cases very reduced, runs backwards with the least amount of force that can hardly be considered.
: ..... The simplest type of transmission possible within the scope of the present invention is shown in FIG. 3; the spur gear 7c engaging in a row of teeth 1 of the face plate e is again with the bevel gear. g firmly connected, which sits loosely on the shaft t to be driven; here the countershaft
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if removed immediately from the face plate e. This reduces the number of gears used in the transmission to two spur gears of the same size and two bevel gears, which has probably not been the case with any before. Change. and reverse gear has been reached.
: Also. here would be the arrangement of a second, the disk e opposite. Plaaseheibe possible, which is also driven by the wheel k and from which intermediate speeds could be picked up by means of the switching wheel.
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here. the constructions presented are uniformly the same. The shift is expediently carried out by a spindle x which is arranged above the face plate e (FIG. 4) and is to be locked from the outside
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doubly provided swing arms y acts on Lenkerii z, which are hinged to the clamp n placed on the ratchet wheel m.
The advantages of the transmission shown are: the elimination of an external clutch with a separate drive, increase in the speed gradation, which can only be achieved with a single lever and spindle; A car equipped with such a transmission can, without first having to accelerate its transmission masses, be started smoothly or brought to a standstill with the engine running. By saving many wheels with the associated disengagements, weight reduction and cheap production are achieved.
PATENT CLAIMS:
1. Change-over and reversing gear with a face plate, the face of which is provided with several concentric rows of teeth of the same pitch and from which the various speeds can be picked up by means of a shift wheel that can be shifted on the shaft to be driven, characterized in that the spur gear driving the face plate (k ) is firmly connected to a bevel gear (g) with hemispherical gear body, which bevel gear (g) sits loosely on the shaft to be driven (h, t) and from a bevel gear (b) that is stuck on the driven shaft (a) either by direct engagement or is set in rotation with the interposition of countersunk bevel gear pairs (e, f or e, and g1, g2).