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Mittels elektromagnetischer Kupplungen schaltbares Umlaufräder-Wechselgetriebe, insbesondere für
Motorwagen.
Die Erfindung bezieht sich auf Umlaufräder-Wechselgetriebe mit elektromagnetischen Kupplungen und bezweckt die Anordnung von Mitteln, durch welche die Verwendung des elektrischen Stromes zu Triebzwecken vermieden wird, wenn der Wagen mit direktem Antrieb bzw. höchster Geschwindigkeit läuft.
Gemäss der Erfindung wird die Kraftübertragung von der Antriebswelle auf die angetriebene Welle bei direktem Antrieb bzw. höchster Geschwindigkeit mechanisch bewirkt. Die Antriebswelle und die getriebene Welle sind elektromagnetisch gekuppelt und durch Zahnräder verbunden, um die verschiedenen Geschwindigkeitsstufen innerhalb der Grenzen des verwendeten Getriebes zu erzeugen ; die erwähnten mechanischen Mittel sind nun so angeordnet, dass der zur Hervorrufung der elektromagnetischen Kupplung verwendete elektrische Strom benutzt werden kann, um sie ausser Tätigkeit zu versetzen, d. h. so auf dieselben einzuwirken, dass er sie aus der Eingriffsstellung auslöst.
Die Fig. i und 2 stellen in Horizontalschnitten zwei Ausführungsformen der Erfindung dar.
Die treibenden Teile 1, 2 (Fig. i), welche aus einem Stücke bestehen oder derart verbunden sein können, dass sie miteinander rotieren, sind mit beweglichen Teilen 3, 4 versehen, deren Vorsprünge 5 und 6 in Vertiefungen 7 und 8 der angetriebenen Teile 9 und 10 eingreifen können ; der angetriebene Teil 9 ist auf einer Hülse 11 festgekeilt oder in sonstiger Weise befestigt, welche Hülse von einem Kegelrade 12 vorspringt, das lose auf der angetriebenen Welle 13 gelagert ist ; letztere ist bei 14 ausgeschnitten, so dass sie ein Lager für das Ende der treibenden Welle 15 bildet. Der angetriebene Teil 10 sitzt lose auf der Büchse oder Hülse 11 und ist mit einem Kegelrade 16 versehen ; die Kegelräder 12 und 16 bilden die treibenden Räder des Getriebes und dieselben werden im späteren Verlaufe der Beschreibung als die treibenden Sonnenräder bezeichnet.
In der in Fig. i dargestellten
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Stücke hergestellt (müssen aber nicht unbedingt so gebildet sein) und sind mit ringförmigen Ausnehmungen versehen, in welchen Spulen 17, 18 aus vorzugsweise Kupferdraht gelagert sind. Die Kontaktpole 19 und 20 sind an dem Gehäuse des Getriebes befestigt und der elektrische Strom wird diesen durch geeignete, bekannte Mittel und aus irgendeiner entsprechenden Quelle zugeführt. Die Kontaktpole 19, 20 drücken gegen die Kontakte 22, 23 der Teile 1 und 2 und Drähte führen von ihnen zu den Spulen 17 bzw. 18. Die beweglichen Teile 3, 4 sind mit vorspringenden Stiften 25, 26 versehen, welche in Löcher 27 in den treibenden Teilen 1, 2 eintreten ; diese beweglichen Teile werden in der wirksamen Stellung für direkten Antrieb durch Federn 28 erhalten, die in den Löchern 27 der treibenden Teile 1 und 2 angeordnet sind.
Wenn die Spulen 17, 18 erregt werden, wirken die beweglichen Teile 3,4 wie die Anker von Elektromagneten, die von den benachbarten Flächen der antreibenden Teile 1. und 2 gebildet werden. Der angetriebene Teil 10 ist mit einem
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ähnlich wie jene 47 sind) ; diese Stifte sind in der Scheibe 29 befestigt und können entgegen der Wirkung von Federn 73 in Löchern des angetriebenen Teiles 10 unter der Wirkung der elektromagnetischen Kraft sich verschieben, die durch einen durch die Spule 30 gehenden Strom erzeugt wird. Letztere ist fix und in einem ringförmigen Ausschnitte 31 eines geeigneten Tragstückes 32 angeordnet, welches durch die Stifte 24 an das Gehäuse 21 des Getriebes befestigt ist.
Das Tragstück 32 trägt eine andere fixe Spule 33 und der elektrische Strom wird den Spulen 30 und 33 durch Drähte 34, 35 zugeführt, die mit Kontaktpolen 36, 37 verbunden sind, denen der Strom von irgendeiner geeigneten Quelle, beispielsweise von einer Batterie oder von einem oder mehreren Akkumulatoren oder von einer Dynamo, geliefert wird. Die Pole 19, 20, 36,37 sind von dem Gehäuse 21 durch Vulkanit, Fiber oder einem anderen geeigneten Materiale isoliert.
Die treibenden Sonnenräder 12 und 16 stehen mit einem inneren Planetenrad 38 und mit einem äusseren Planetenrad 39 in Eingriff, welche beiden letztgenannten Räder auf einer Welle 40 sitzen, die einen rechten Winkel mit der angetriebenen Welle 13 bildet und mit
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derselben in starrer Verbindung steht.
Wenn gewünscht, können auch mehr als ein Satz von inneren und äusseren Planetenrädern verwendet werden, wobei stets ein inneres Planetenrad und ein äusseres Planetenrad jedes Satzes ein Ganzes bilden oder starr miteinander verbunden sein und auf Kugellagern entsprechend aufruhen müssen, wie die Fig. I der Zeichnung es zeigt.
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Jede der Scheiben 43, 44 ist mit einem Scheibenanker 45, 46 versehen, welche Stifte 47 und 59 tragen, die entgegen der Wirkung von Federn 61, 62 in Löchern 48 und 60 sich verschieben können ; nur die Stiften und Bohrungen in den Scheiben 45 und bzw. 44 sind in der Zeichnung dargestellt.
Die Scheibenanker 45, 46 sind in der Nähe der Spulen 33 und bzw. 49 angeordnet ; letztere wird entsprechend in einem Ringe 50 getragen, der durch Stiften 51 in seiner Lage am Gehäuse 21 festgehalten wird. Durch den Draht 53 wird Strom von dem Kontaktpole 52 der Spule 49 zugeführt.
Bei Beschreibung der Wirkung des Getriebes ist zu bemerken, dass die Teile 3,4, 29, 45 und 46 unter der elektromagnetischen Wirkung beweglich sind, während die Spulen 30, 33 und 49 stets fix sind.
Um die erste Geschwindigkeit zu erhalten, werden die Spulen 18 und 33 erregt, wodurch der Teil 4 und jener 10 ausgelöst und der Scheibenanker 45 festgehalten oder in seiner Bewegung verzögert wird, so dass das Sonnenrad 12 als Antrieb wirkt und die Welle 40 veranlasst, sich zu drehen, wodurch auch die getriebene Welle 13 angetrieben wird.
Um die zweite Geschwindigkeit zu erhalten, werden die Spulen 17 und 33 erregt, wodurch der Teil 3 und jener 9 ausgerückt werden und der Scheibenanker 45 festgehalten oder in seiner Bewegung verzögert wird. Das Sonnenrad 16 wirkt nun als Antrieb und das Sonnenrad 42 verbleibt fix, so dass die Welle 40 gedreht wird und die Welle 13 antreibt.
Die dritte Geschwindigkeit wird durch Erregen der Spulen 17 und 49 erhalten, wodurch der Teil 3 und jener 9 ausgerückt und das Sonnenrad 41 festgehalten oder in seiner Bewegung verzögert wird.
Die vierte Geschwindigkeit oder der direkte Antrieb wird dadurch erhalten, dass alle Spulen enterregt werden und dass man die Sonnenräder oder Planetenräder zusammen rotieren lässt. Der entgegengesetzte Antrieb wird hervorgerufen, indem man die Spulen 18 und 30 erregt, wodurch der Teil 4 und jener 10 ausgerückt werden und letzterer und dadurch auch das Sonnenrad 16 festgehalten wird, so dass die Planetenachse 40 und demzufolge auch die angetriebene Welle 13 in entgegengesetzter Richtung zu jener der antreibenden Welle gedreht wird.
In der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind die Spulen 17, 18 in den angetriebenen Teilen 9 und 10 untergebracht und die beweglichen Teile 3,4 sind zwischen den genannten angetriebenen Teilen und den antreibenden Teilen 1, 2 gelagert ; in diesem Falle treten die Vorsprünge 5 und 6 in Ausnehmungen 7 und 8 in den antreibenden Teilen 1 und 2 ein. In dieser Figur sind nur die Stiften 25 dargestellt, da die Darstellung auch der Stiften 26, welche genau so wie jene 25 sind, sich als unzweckmässig ergibt. Die beweglichen Teile 3, 4 werden in Eingriff mit den antreibenden Teile 1, 2 durch Federn 54,55 erhalten, welche bzw. an den beweglichen Teil 3 und auf den angetriebenen Teil 9 und bzw. an den beweglichen Teil 4 und den angetriebenen Teil 10 sich anlegen.
Der elektrische Strom kann den Spulen 17, 18 zugeführt werden, und zwar : von dem Kontaktpol 56 zur Spule 18 und zum Kontakt 57, welch letzterer mit dem Pole 58 in Reibungskontakt steht und von welch letzterem eine Verbindung zur Spule 17 hergestellt ist. Die Wirkung dieses Getriebes ist die folgende : Durch Erregung der Spulen 18, 33 wird der bewegliche Teil 4 aus dem antreibenden Teile 2 ausgerückt, wodurch der Scheibenanker 45 und demzufolge das Sonnenrad 42 gegen Drehung abgehalten werden, so dass die Welle 40 gezwungen ist, sich zu drehen und so die Welle 13 anzutreiben, wodurch die erste Geschwindigkeit erhalten wird.
Um die zweite Geschwindigkeit zu erhalten, werden die Spulen 17 und 33 erregt, so dass der bewegliche Teil 3 aus dem antreibenden Teile 1 ausgerückt wird, demgemäss der
Scheibenanker 45 und das Sonnenrad 42 gegen Drehung festgehalten und dadurch die Welle 40 gedreht wird. Die dritte Geschwindigkeit wird bewirkt durch Erregung der
Spulen 17 und 49, demzufolge die Teile 1 und 3 ausgerückt und der Scheibenanker 46 und das Sonnenrad 41 festgehalten werden, wodurch die Welle 40 sich drehen muss. Die direkte oder höchste Geschwindigkeit (Motorgeschwindigkeit) wird dadurch erhalten, dass alle Spulen enterregt werden und dem Getriebe gestattet wird, en bloc zu rotieren.
Durch Erregung der
Spulen 18, 30 und dadurch bewirktes Ausrücken der Teile 2 und 4, sowie Festhaltung des Teiles 10 und des Sonnenrades 16 gegen Drehung wird die angetriebene Welle 13 gezwungen, in entgegengesetzter Richtung zu jener der antreibenden Welle 15 sich zu drehen.