Stufenlose Getriebe [Reprint 2021 ed.] 9783112458563, 9783112458556

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Stufenlose Getriebe von

Dipl.-Ing. Frh. v. Thüngen Friedrichshafen a. B.

Sonderabdruck aus dem Automobiltechnischen Handbuch 14. Auflage

Technischer Verlag M. Krayn . Berlin W 35

Stufenlose Getriebe. Dipl.-Tng. Frh. v. T h i i n g e n , Friedriehshafen a. B. Bei jedem Getriebe muß stets das Produkt aus Drehmoment und Drehzahl vor und nach dem Getriebe, abgesehen von den Verlusten im Getriebe, stets gleich sein. Nx = Ml]inl konst. = Vr2 = J/,j2?i2 konst. .Teder Mechanismus, der lediglieh eine Drehzahl-Verringerung des Abtriebs ohne Drehmoment-Steigerung bewirkt, kann daher nicht als Getriebe im eigentlichen Sinne angesprochen werden, sondern nur als Schlupfgetriebe oder Rutschkupplung 1 ). Wenn das Wesen eines Getriebes in der Veränderung des Drehmoments durch Hebel-Übersetzung mechanischer oder hydraulischer Art liegt, so ist das Wesen des stufenlosen Getriebes in der stetigen Veränderung dieser Hebelübersetzung begründet-. Eine stufenlose Übertragung nur mit Zahnrädern wird niemals möglich sein, da sieh die Zähnezahlen, aus denen sich das Übersetzungsverhältnis errechnet, nicht stetig verändern lassen können, sondern immer ganzzahlige Werte haben müssen. Natürlich kann sich die Hebelübersetzung nur innerhalb bestimmter Grenzen verändern. Die Möglichkeiten der Übersetzung zwischen diesen beiden Grenzen nennt man „Übersetzungsbereich". Das Übersetzungsverhältnis, das nach DIN Nr. 86S das Verhältnis von Antriebsdrehzahl zur Abtriebsdrehzahl ist, kann sich dabei u. U. bis zu dem Wert cc (stillstehender Antrieb) vergrößern und über diesen Wert hinaus vom Unendlichen im negativen Bereich (rückläufiger Abtrieb) verringern. Es kann sich aber andererseits auch über den Wert L (direkter Gang) hinaus verringern (Übersetzung ins Rasche). Man ist von Stufengetrieben her gewohnt, dem direkten Gang eine besondere Bedeutung beizumessen. Dies kommt daher, daß hierbei die Übertragungsmittel ausgeschaltet, und die An- und Abtriebswellen direkt miteinander gekuppelt werden können, was den Wirkungsgrad auf nahezu 100 v. H. bringt. Auch beim stufenlosen Getriebe könnte natürlich dieser Vorteil ausgenützt werden, zumal der Wirkungsgrad der stufenlosen Übertragungsmittel stets geringer ist als der der Zahnradübertragung, so daß damit der durchschnittliche Wirkungsgrad u. U. wesentlich verbessert werden kann. Theoretisch betrachtet unterscheidet sich aber beim stufenlosen Getriebe das Übersetzungsverhältnis 1 : 1 in keiner Weise von irgendeinem anderen Übersetzungsverhältnis. B e i m S t u f e n g e t r i e b e ist m i t e i n e r d e r w e n i g e n Ü b e r s e t z u n g s s t i i f e n ( G ä n g e ) ein g r o ß e r Bereich v o n F a h r - Z u s t ä n d e n m i t m e h r o d e r w e n i g e r g ü n s t i g e r W i r k u n g zu b e s t r e i t e n . E i n e w i l l k ü r l i c h e S c h a l t u n g ( v o n H a n d ) ist d a h e r d u r c h a u s g e n ü g e n d , w e s h a l b eine s e l b s t t ä t i g e S c h a l t u n g , die infolge d e r s p r u n g h a f t e n V e r ä n d e r u n g ziemlich k o m p l i z i e r t w ü r d e , sich k a u m l o h n t .

Anders ist es beim stufenlosen Getriebe. Da sich die Fahrverhältnisse im praktischen Betrieb fortgesetzt verändern, müßte die Übersetzung des stufenlosen Getriebes ebenfalls dauernd geändert werden. Abgesehen davon, daß der Fahrer einer dauernden Veränderung von Hand bald überdrüssig wäre, wäre es ihm auch sicherlich ganz unmöglich, stets die richtige Übersetzung eingestellt zu haben. Beim stufenlosen Getriebe ist daher die automatische Verstellung der Übersetzung unbedingt erforderlich. Sie ist aber auch viel einfacher, da sie nicht die Einschränkungen des Stufengetriebes berücksichtigen muß, sondern stets folgerichtig nach den vorhandenen und gewollten Verhältnissen arbeiten kann 2 ). ') S. Aufsatz l>ipl.-Tiij!. Vrh. v. Tiiünt'RN, YDI-Zeitschlifi, Band 81, Xr. 2;! M I H I .">. (i. :!7, Seite! «45. ) S. Aufsatz Dipl.-lng. Vrli. v. I"lii"niiit'ii, V Di-Zeitschrift liand 7K, Xr. 10, Seite Sn'.i. 1

Bild Bild Bild Bild

1. 2. 3. 4.

Riementrieb mit konischen Walzen. Reibringtrieb mit konischen Walzen. Doppelkegel-Reibgetriebe, schematisch. Tellerscheiben-Reibradgetriebe, schematisch

(Grade).

Ein großer Vorteil der stufenlosen Getriebe liegt noch darin, daß bei ihnen die Veränderung der Übersetzung ohne Kraftunterbrechung erfolgt. J e nach der Art der Übertragung, bei der das Hebel-Übersetzungsverhältnis stetig verändert werden kann, unterscheidet man folgende Arten von stufenlosen Getrieben: A. M e c h a n i s c h e s t u f e n l o s e G e t r i e b e . a) Getriebe mit Übertragung durch Reibung, « Zugorgane und Reibringgetriebe, ß Reibscheiben- oder Reibradgetriebe, b) Schaltwerksgetriebe. B. H y d r a u l i s c h e G e t r i e b e . a) hydrostatische Getriebe, b) hydrodynamische Getriebe. C. E l e k t r i s c h e G e t r i e b e . A) Die mechanischen (»('triebe haben meist nur ganz geringen Drehzahlverlust (Schlupf), jedoch um so mehr Drchmomentsverlust in folge von Reibung, welcher sich nicht nur in Erwärmung, sondern auch in verhältnismäßig großer Abnutzung äußert. a) Die Zugorgan- und Reibringgetriebe sowie diu Reibscheiben- oder Reibradgetriebe sind — wie an den nachfolgenden Beispielen auch zu erkennen ist — ihrem Wesen nach so sehr verwandt, daß sie in eine Gruppe zusammengefaßt werden können. Das Wesentliche dabei ist die Übertragung infolge der Reibung. a . D e r e i n f a c h s t e F a l l e i n e s s t u f e n l o s e n Z u g o r g a n - T r i e b e s ist d e r R i e m e n t r i e b m i t 2 k o n i s c h e n W a l z e n ( B i l d 1). D u r c h a c h s i a l e s V e r s c h i e b e n d e s R i e m e n s w i r d g l e i c h zeitig der w i r k s a m e R a d i u s der einen Walze verringert, w ä h r e n d der der anderen W a l z e v e r g r ö ß e r t wird. Der Bereich dieser stufenlosen Ü b e r s e t z u n g s - Ä n d e r u n g k a n n hier allerdings nur zwischen 2 endlichen W e r t e n mit gleichen Vorzeichen liegen. D u r c h eine Spannrolle wird f ü r die entsprechende Anlage des Riemens gesorgt. Ersetzt m a n den R i e m e n d u r c h e i n e n R i n g ( B i l d 2), w o b e i z w i s c h e n d i e W a l z e n v o r t e i l h a f t e r w e i s e a u c h n o c h e i n e D r u c k r o l l e a n g e o r d n e t w e r d e n k a n n , so h a t m a n d e n V o r t e i l , d a ß d a d u r c h , d a ß d i e s e r R i n g sich i n f o l g e d e r Ü b e r t r a g u n g e x z e n t r i s c h zu v e r l a g e r n t r a c h t e t , j e n a c h d e m zu ü b e r t r a g e n d e n D r e h m o m e n t d e r f ü r d i e ü b e r t r a g e n d e K r a f t n ö t i g e A n p r e ß d r u c k sich s e l b s t t ä t i g e i n s t e l l t . A n d i e s e n b e i d e n B e i s p i e l e n s i e h t m a n s c h o n d i e nahe Verwandtschaft von Zugorgan- und Reibring-Getrieben. Eine u n m i t t e l b a r e W e i t e r e n t w i c k l u n g dieses Getriebes stellt d a n n das DoppelkegelR e i b - G e t r i e b e n a c h Bild 3 d a r . D i e V e r ä n d e r u n g d e r w i r k s a m e n R a d i e n b e i d e r s e i t s w i r d hier d a d u r c h erreicht, d a ß gleichzeitig das eine P a a r der kegeligen Scheiben zuein-

2

a n d e r , d a s a n d e r e P a a r a u s e i n a n d e r b e w e g t w i r d . Als Ü b e r t r a g u n g s - G l i e d k a n n h i e r e b e n f a l l s e n t w e d e r ein Z u g o r g a n w i e ein R i e m e n (z. B. F l e n d e t ) , eine K e t t e (z. B. P I V - M a u r e r Bild 5) o d e r ein s t a r r e r R i n g (z. B. H e y n a u ) v e r w e n d e t w e r d e n . D a s P I V - M a u r e r - G e t r i e b e v e r w e n d e t 2 sich g e g e n e i n a n d e r a b s t ü t z e n d e R o l l e n a l s Ü b e r t r a g u n g s g l i e d z w i s c h e n K e t t e u n d K ° n u s s c h e i b e , d i e sich l e i c h t in u n d a u s d e r K l e m m s t e l l u n g rollen.

Bild 5.

PIV-Maurer-Getriebe mit Rollenkette

D a s P I V - G e t r i e b e m i t L a m e l l e n k e t t e s t e l l t i n s o f e r n eine b e s o n d e r e L ö s u n g d a r , a l s es n i c h t r e i b s c h l ü s s i g , s o n d e r n k r a f t s c h l ü s s i g i n f o l g e E i n g r e i f e n s d e r v e r s c h i e b b a r e n L a m e l l e n d e r K e t t e in d i e Rillen d e r K e g e l s c h e i b e n a r b e i t e t , a l s o s t r e n g g e n o m m e n n i c h t m e h r zu d e n R e i b - G e t r i e b e n g e z ä h l t w e r d e n k a n n .

Diese Getriebe eignen sich kaum f ü r Fahrzeuge, da sie f ü r größere Leistungen, wie sie bei Fahrzeugen vorkommen, zu groß und zu schwer bauen würden.

ß) D i e e i n f a c h s t e A u s f ü h r u n g e i n e s R e i b r a d - G e t r i e b e s ist d a s R e i b s c h e i b e n , G e t r i e b e n a c h Bild 4, d a s s c h o n i m J a h r e 1920 v o n G r a d e in s e i n e m W a g e n v e r w e n d e t wurde. Es besteht aus einer mit d e m A n t r i e b v e r b u n d e n e n größeren Reibscheibe, welche m i t F e d e r k r a f t gegen eine kleinere mit der Abtriebswelle v e r b u n d e n e n , a b e r auf dieser verschiebbaren Reibscheibe gepreßt wird. J e nach d e m A b s t a n d der kleineren R e i b s c h e i b e v o n d e r A c h s e d e r g r ö ß e r e n ä n d e r t sich d i e w i r k s a m e H e b e l l ä n g e d e r großen Antriebscheibe und d a m i t das Übersetzungsverhältnis, wobei auch über den Leerlauf (Mittelstellung) hinaus nach r ü c k w ä r t s geschaltet werden kann. Eine weitere E n t w i c k l u n gdes R e i b r a d - G e t r i e b e s zeigt das Christiansen-Getriebe n a c h Bild 6, w o b e i d i e R e i b r o l l e n n i c h t m e h r a u f i h r e A c h s e v e r s c h o b e n w e r d e n , sondern zwischen 2 globoidförmigen Tellerscheiben v e r d r e h t werden. Hier werden g l e i c h z e i t i g d i e w i r k s a m e n R a d i e n auf d e n b e i d e n G l o b o i d s c h e i b e n w e c h s e l w e i s e v e r g r ö ß e r t u n d v e r k l e i n e r t . D e r A b t r i e b e r f o l g t bei s t i l l s t e h e n d e m R o l l e n t r ä g e r in e n t g e g e n g e s e t z t e r R i c h t u n g wie der Antrieb. Der A n p r e ß d r u c k wird durch F e d e r k r a f t erzeugt.

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Bild 6.

Christiansen-Glooboid-Scheiben-Getriebe

Zur Vergrößerung der übertragbaren Umfangskraft (P), die einerseits von dem Anpreßdruck (N), andererseits von dem Reibungs-Faktor (/ s c h e m a t i s c h

Auch das G e t r i e b e nach Bild 6 läßt sich ebenso wie das Getriebe von Escher-Wyss nach Bild 8, das pilzförmige R e i b r ä d e r m i t 3 L a u f b a h n e n v e r w e n d e t , m i t s e l b s t t ä t i ger A n p r e ß d r u c k - E r z e u g u n g a u s b i l d e n . J e nach d e r Größe des zu ü b e r t r a g e n d e n D r e h m o m e n t s s t e i g e r t sich die K r a f t , m i t der die Gewindespindel gegenüber der M u t t e r v e r d r e h t wird, u n d d a m i t der achsiale D r u c k der Tellerscheibe gegen die Reibrollen.

Letztere Getriebe haben mehrere Übertragungsstellen, über die sich die Leistung verteilen soll, was den großen Vorteil hat, daß diese Getriebe verhältnismäßig klein bauen. F ü r Kraftfahrzeuge kommt daher nur ein Getriebe mit mehreren Übertragungsstellen in Frage. Leider ist es jedoch bei diesen Getrieben praktisch ganz unmöglich,

diese unbedingt notwendige Forderung der gleichmäßigen Leistungsverteilung zu erfüllen. Sobald eine Rolle nur um ein kaum meßbares Maß kleiner ist als die anderen, oder anders steht als die anderen, ist sie nicht nur nicht imstande, ihren Anteil an der Leistung zu übertragen, sondern sie wirkt auch noch den anderen entgegen und vergrößert deren um ihren Anteil vergrößerte Leistung noch mehr. Es ist deshalb f ü r die gleichmäßige Yerteilung auf die verschiedenen Übertragungsstellen unbedingt erforderlich, daß die verschiedenen Übertragungen einen vollkommen selbsttätigen Ausgleich besitzen. Die Forderungen, die man an ein hochwertiges Reibradgetriebe, das sich Bild 8. E s c h e r - W y s s - R e i b r a d g e t r i e b e für Kraftfahrzeuge eignen würde, stel- m i t pilsförmigen Reibrollen u n d s e l b s t tätiger Anpreß-Vorrichtung len muß, sind demnach folgende vier: 1. Gehärtete und geschliffene Reibflächen, die hohen Anpreßdrücken gewachsen sind, 2. selbsttätiger Anpreßdruck, je nach Größe des zu übertragenden Drehmoments, 3. gedrungene Bauweise durch mehrere Übertragungsstellen, 4. vollkommener Ausgleich aller Übertragungsstellen.

Bild 9.

Hayes-Getriebe

Ein Getriebe, das allen diesen Forderungen entspricht, ist das H a y e s - G e t r i e b e nach Bild 9. Die auf der Antriebwelle (1 u n d 2) sitzenden beiden Antriebscheiben (3 u n d 4) t r e i b e n über je drei Reibrollen (5) die m i t t l e r e Scheibe (7) nach r ü c k w ä r t s a n , die

d u r c h eine Glocke (8) m i t d e r Abriebwelle v e r b u nden ist. Der S t e l l u n g der Rollen e n t s p r i c h t die Ü b e r s e t z u n g im t G e t r i e b e , weichegleich d e m V e r h ä l t n i s d e r beiden re L a u f b a h n e n -• ist. Die R o l l e n t r ä g e r (15) sind u m eine t a n g e n t i a l e Achse frei schwenkb a r . Durch eine t a n g e n t i a l e V e r s c h i e b u n g d e r R o l l e n t r ä g e r d u r c h K i p p h e b e l (13) s c h w e n k e n die Rollen ganz von selbst. Die K i p p - H e b e l (13) s c h w e n k e n u m Z a p f e n des f e s t e n Teiles (6). Durch einen K u n s t k n i f f , nämlich d u r c h ein geringes W i n d schiefstellen d e r T r ä g e r a c h s e n , wird e r r e i c h t , d a ß einer b e s t i m m t e n t a n g e n t i a l e n Stellung d e r T r ä g e r a u c h eine b e s t i m m t e S c h r ä g s t e l l u n g der Rollen e n t s p r i c h t . Die Rollen s c h w e n k e n nämlich so lange, bis ihre Achsen die Getriebeachse schneiden. Darin liegt der völlige Ausgleich des Getriebes b e g r ü n d e t . Ü b e r t r ä g t eine Rolle infolge f a l s c h e r Stellung nicht die ihr z u k o m m e n d e L e i s t u n g , so wird sie sich d u r c h das vorh a n d e n e reichliche Spiel in der T r ä g e r l a g e r u n g (14) ganz von selbst so lange t a n g e n t i a l verschieben, bis sie ihre richtige S c h r ä g s t e l l u n g wieder e i n g e n o m m e n h a t . Die Hebel (13) w e r d e n durch V e r d r e h u n g d e r Muffe (12) hydraulisch v e r s t e l l t . Der A n p r e ß d r u c k d e r Federscheiben (9) v e r g r ö ß e r t sich s e l b s t t ä t i g mit dem D r e h m o m e n t durch schräge Anlaufflächen (10) d e r D r u c k k u g e l n . Das Ü b e r s e t z u n g s v e r h ä l t n i s läßt sich in den Grenzen von 4 : 1 ( g r ö ß t e Ü b e r s e t z u n g ) bis 1 : 1,7 ( Ü b e r s e t z u n g ins Rasche) s t e t i g v e r ä n d e r n . F ü r den R ü c k w ä r t s g a n g ist ein h i n t e r d e m eigentlichen R e i b r a d g e t r i e b e liegendes einfaches Z a h n r a d g e t r i e b e vorgesehen. Die h y d r a u l i s c h e V e r s t e l l u n g erfolgt durch einen neben d e m G e t r i e b e sitzenden Kolben, dessen Druck einerseits beeinflußt wird von d e r D r e h z a h l d e r von d e t Antriebswelle a n g e t r i e b e n e n Z a h n r a d p u m p e , a n d e r e r s e i t s von d e m G e g e n d r e h m o m e n t , so d a ß sich das Ü b e r s e t z u n g s v e r h ä l t n i s des G e t r i e b e s jeweils s e l b s t t ä t i g den F a h r w i d e r s t ä n d e n a n p a ß t . Eine Beeinflussung der R e g e l u n g v o n H a n d d u r c h ein b e s o n d e r e s S t e u e r v e n t i l ist ebenfalls vorgesehen.

Theoretisch kann eine Reibradübertragung mit stufenloser Übersetzungsveränderung immer nur Punktberührung haben, die natürlich sehr hoch belastet ist. Praktisch wird infolge der elastischen Formänderung bei diesen hohen Drücken auch bei dem hochwertigsten Stahl stets eine, wenn auch verhältnismäßig kleine Berührungsfläche vorhanden sein. Da die sich berührenden Punkte nicht alle jeweils die gleiche Geschwindigkeit haben können, werden Teile dieser Berührungsfläche unter gleitender Reibung bei hohen Normaldrücken arbeiten. Es ist deshalb stets für gute Schmierwirkung zu sorgen. Alle hochwertigen Reibradgetriebe laufen daher in Öl. Die einzige Gefahr für ein derartiges hochwertiges Reibradgetriebe im Fahrzeug sind die Stöße vom Abtrieb her. Infolge der Massenträgheit kann, wenn hier nicht sehr große Vorsichtsmaßregeln getroffen werden, bei einem Stoß ein kleines Durchrutschen erfolgen, was bei den vorhandenen großen Anpreßdrücken leicht eine Zerstörung der Reibflächen zur Folge haben kann. b) Schaltwerksgetriebe. Schaltwerksgetriebe sind Getriebe, bei denen eine Drehbewegung durch einen ebenen oder räumlichen Kurbelbetrieb in eine hin- und hergehende Längs- oder Drehbewegung, und diese wieder über Einwegkupplungen (Freiläufe) in eine Drehbewegung verwandelt wird. Dabei kann bei einem solchen Schaltwerk nur auf einen Teil einer Umdrehung der Antriebskurbel und auch nur auf einem Teil eines Hin- oder Herganges eine Kraftübertragung über die Einwegkupplung stattfinden. Es ist deshalb notwendig, mehrere (mindestens 3) Schaltwerke so hintereinander arbeiten zu lassen, daß sie sich in der Übertragung ablösen. Schaltwerksgetriebe sind nahezu kraftsehlüssig, allerdings nur in einer Richtung. Sie waren von Anfang an für Fahrzeuggetriebe vorgesehen. Die ä l t e s t e n u n d b e k a n n t e s t e n S c h a l t w e r k s g e t r i e b e sind die von Constantinesco (Bild 10), de L a v a u d (Bild U ) u n d L j u n g s t r ö m (Bild 12), die allerdings auf g a n z verschiedene Weise dieses P r o b l e m a n g r e i f e n . W ä h r e n d Constantinesco diese Lösung m i t einem M a s s e n - S c h w i n g u n g s - P r o b l e m v e r b i n d e t , t r e i b t de L a v a u d von einer T a u m e l scheibe ( r ä u m l i c h e r K u r b e l t r i e b ) a u s über P l e u e l s t a n g e n u n m i t t e l b a r auf die auf d e r H i n t e r a c h s e n e b e n e i n a n d e r sitzenden S c h a l t w e r k e . L u n g s t r ö m dagegen differenziert zeitlich abwechslungsweise ü b e r je einen Freilauf in eine u n m i t t e l b a r e Ü b e r t r a g u n g auf die K a r d a n w e l l e u n d in eine Ü b e r t r a g u n g auf einen Federspeicher. Ein ähnliches G e t r i e b e wie d a s v o n de L a v a u d ist das Balor-Getriebe (Bild 13), bei d e m jedoch die An- u n d Abtriebswellen gleichachsig sind, u n d das eine K u p p l u n g f ü r den d i r e k t e n Gang b e s i t z t .

Man kann die Schaltwerke auch im Kreise um ein und denselben Antriebsexzenter anordnen, und die Zahnkränze auf den Abtriebsseiten der Schaltwerke durch ein Zentralrad miteinander verbinden, wie beispielsweise 6

das Pitter-(betriebe nach Bild 14 zeigt. Dabei gibt es zwei Möglichkeiten: entweder die sternförmige Anordnung, bei der der Träger dieser Schaltwerke stillsteht und das Zentralrad mit der Abtriebswelle verbunden ist, oder die Planeten-Anordnung, bei der das Zentralrad stillsteht und der Planetenträger mit dem Abtrieb verbunden ist. Ist die Zahnradübersetzung so gewählt, daß mit dem Sehaltwerksgetriebe das "Übersetzungsverhältnis 1 : 1 erreicht werden kann, so kann der feststehende Teil über eine Einwegkupplung (Freilauf) gegen das feststehende Gehäuse abgestützt werden, so daß bei

Bild 12.

Bild 13.

Ljungström-Schaltwerksgetriebe

Barlor-Schaltwerksgetriebe mit

Direktegang-Kupplung

Erreichung des Übersetzungsverhältnisses 1 : 1 , bei dem dieser Teil sich nicht mehr abzustützen braucht, das Ganze als ein Block mitumlaufen kann1). W ä h r e n d Umlaufrädergetriebe bekanntlich sehr klein bauen, da sie die zu übertragende Leistung durch die Zahl der U m l a u f r ä d e r teilen, ist dies bei Schaltwerksgetrieben dieser Bauweise nicht der Fall, da jedes Schaltwerk, also auch jedes U m l a u f r a d , abwechslungsweise nacheinander die v o l l e L e i s t u n g zu übertragen h a t . Die konstruktive Schwierigkeit dieser Schaltwerksgetriebe besteht in der Veränderung des H u b e s der Antriebskurbel während des Laufes, der ja die Größe der hin- u n d hergehenden Bewegung, u n d d a m i t die Größe des Ubersetzungsverhältnisses bestimmt. Die Verstellung dieser Antriebsvorrichtung m u ß nicht n u r sehr stabil sein, sondern sie m u ß selbsthemmend u n d rückdruckfrei sein. Man h a t daher versucht, auch Schaltwerke m i t fests t e h e n d e m Exzenter auszuführen. So stellt z. B. das Getriebe von H e n r i o d (Bild 15) ein Planetengetriebe dar, bei d e m der Planetenträger angetrieben wird u n d das Sonnenrad auf der Abtriebswelle sitzt, wobei die Planetenräder d u r c h sich ablösende K u p p l u n g e n dem R ü c k d r u c k des Sonnenrades zwangs") S. DRP. Nr. 464 810.

8

v

-fifrr

chen Geschwindigkeit ablösen, sondern das folgende Schaltwerk noch

jllfr^jP

„.., ,= „

. . „ , ..

^one^ist, währe^ci ^as vor-

,

. . .

B u d 15. H e n r i o d - S c h a l t w e r k s g e t r i e b e m i t

gesteuerten, a u f h a l t e n d e n Schaltwerken

die Stöße u. U. ^ ganz beträchtlich werden. Diese Stöße verursachen auch bei genauester Ausführung der Gelenke stärkeres

y,

,

i

Geräusch u n d

u

rasche

Abnutzung. Außerdem kommt noch hinzu, daß noch in der Beschleunigungsperiode das Schaltwerk das volle Drehmoment zu übertragen hat. Man kann also drei Arten von Belastungen der Gelenke unterscheiden: 1. Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte infolge der hin- und hergehenden Massen, 2. Beschleunigungskräfte infolge Ablösens der Schaltwerke mit nicht genau gleicher Geschwindigkeit, 3. Übertragungskräfte aus dem Drehmoment. Ein Getriebe, das diesen Punkten Rechnung trägt, ist das Getriebe von Robin-van Roggen nach Bild 16. Die kinematischen Verhältnisse dieses Getriebes sind so gewählt, daß die Schaltwerke sich bei genau der gleichen Geschwindigkeit ablösen (Bild 17 b), so daß die Kräfte nach P u n k t 2 in Wegfall kommen, und die Kräfte nach P u n k t 1 und nach P u n k t 3 sich zeitlich vollkommen ablösen, d. h. sich niemals addieren. Die A n t r i e b s k u r b e l w e l l e a m i t k o n s t a n t e m H u b , die hier u n m i t t e l b a r durch die Kurbelwelle des Motors gebildet wird, v e r s e t z t durch die Pleuelstange b den Dreieckh e b e l d m i t s e i n e n b e i d e n S c h e n k e l n c u n d / in h i n u n d h e r g e h e n d e B e w e g u n g u m d e n P u n k t c. S c h e n k e l / ü b e r t r ä g t d i e s e ü b e r d i e P l e u e l s t a n g e g a u f d e n S c h a l t w e r k s h e b e l h. Dieser t r e i b t w ä h r e n d seines A r b e i t s h u b e s die A b t r i e b s w e l l e k über den Freilauf i a n .

10

Bild 16.

Bild 17a u n d b . G e s c h w i n d i g k e i t s d i a g r a m m e v o n S c h a l t w e r k e n a ) m i t u n g l e i c h f ö r m i g e r Abtriebsdrehzahl, b) mit gleichförmiger (homokinetischer) Abtriebsdrehzahl ( R v R )

V o n diesen d o p p e l t e n G e l e n k - V i e r e c k e n sind 4 nebeneinander a n g e o r d n e t , w e l c h e u m 90" z u e i n a n d e r v e r s e t z t sind. A l l e 4 D r e h p u n k t e e lassen sich u m den P u n k t l m i t t e l s der VerStelleinrichtung m v e r s c h w e n k e n . Dadurch w i r d der H u b des S c h a l t w e r k hebels h und d a m i t die Ü b e r s e t z u n g im G e t r i e b e v e r ä n d e r t . Fallen nun Schenkel f und die gleich lange P l e u e l s t a n g e g a u f e i n a n d e r , so f ü h r t S c h a l t w e r k s h e b e l h keine H u b b e w e g u n g m e h r aus ( L e e r l a u f ) . D i e V e r s t e i l e i n r i c h t u n g m b e s t e h t aus einem D r u c k ö l - Z y l i n d e r n und a r b e i t e t s e l b s t t ä t i g j e nach M o t o r d r e h z a h l und D r e h m o m e n t .

Für die Einwegkupplungen oder Freiläufe der Schaltwerke gibt es die verschiedensten Lösungen. Die einfache Sperrklinke, die für ganz langsame Hübe noch genügen könnte, entspricht natürlich nicht den Anforderungen eines hochwertigen Schaltwerks auf sofortiges Greifen in jeder Lage, sicheres Greifen bei jeder Belastung und ruhigen Leerlauf. Die übliche Form der Einwegkupplung ist das Rollenklemmgesperre. Für das sichere, rasche Greifen der Freiläufe ist eine Federeinrichtung empfehlenswert, welche die Rolle stets gegen den Klemmwinkel drückt. Bild 18 zeigt die verschiedensten Ausführungen von Klemmgesperren, wobei das von de Lavaud insofern eine Ausnahme macht, als hier Klemmstücke durch Verkantung eine Klemm Wirkung zwischen den zwei zylindrischen Laufbahnen hervorrufen Klemmrollen

Studebaker

Millam

Humfrey-Sandberg

B i l d 18.

Constantinesco

de Lavaud

Freiläufe verschiedener Form.

B . Hydraulische

( T W L - B i l d 31 6 0 2 )

Getriebe.

Die hydraulischen Getriebe haben meist einen mehr oder minder großen Drehzahlverlust (Schlupf), während ihr Drehmomentsverlust klein ist. Er entsteht mehr durch Flüssigkeitsreibung, als durch mechanische Reibung, weshalb diese Getriebe einem geringeren Verschleiß unterworfen sind. a) Die hydrostatischen Getriebe, auch Verdrängergetriebe genannt, bestehen aus einer Druckpumpe und einem Flüssigkeitsmotor, und haben als Übertragungsmittel eine Druckflüssigkeit, meist Öl. Grundsätzlich könnte statt eines flüssigen Druckmittels auch ein gasförmiges verwendet werden. Die Dichtungsschwierigkeiten sind jedoch bei diesem noch viel größer, als sie ohnedies bei den flüssigen Druckmitteln schon sind. Das Öl wird also in einer bestimmten Fördermenge und unter einem bestimmten Druck von der Pumpe in den Motor geleitet, gibt dort seine Leistung ab und fließt von diesem wieder zurück, entweder unmittelbar in die Pumpe, oder in einen Sammelbehälter, aus dem die Pumpe wieder das Druckmittel ansaugt. Dabei kann das Hubvolumen der Pumpe oder das Hubvolumen des Motors, oder das Hubvolumen beider Kapselwerke veränderlich sein. Je nach dem Hubvolumenverhältnis der beiden Kapsehverke ändert sich das Übersetzungsverhältnis des Getriebes. 12

Zur gleichmäßigen Förderung ist es natürlich notwendig, daß diese Kapselwerke aus möglichst vielen einzelnen Zellen (mit rechteckigem oder rundem Querschnitt) bestehen, die wieder — ähnlich wie bei dem Schaltwerksgetriebe — einander ablösen J e nach dem konstruktiven Aufbau der Verdrängerzelle unterscheidet man (Bild 19): 1. Getriebe mit Kolbenzellen, 2. Getriebe mit Flügelzellen, 3. Getriebe mit Zahnradzellen. [61MWF1 l Die größte Dichtigkeit und damit der beste Wirkungsgrad ist bei der Druckkanal Kolbenzelle zu erzielen, da nicht nur Zylinderflächen mit unseren Saugkanal Druckkanal heutigen Bearbeitungsmitteln am genauesten herzustellen sind, sondern auch da ein Kreis die kleinste Umschließung einer Fläche ist, und somit die Kreisringfläche den kleinsten Dichtungsquerschnitt f ü r eine bestimmteKolbenfläche ergibt. Ein einfaches Getriebe dieser Art ist das Wülfel-Getriebe nach Bild 20, bei dem P u m p e und Motor als gleiches Kapselwerk m i t sternförmig radial angeordneten Kolbenzellen ausgebildet sind. Der An- und Abtrieb ist mit dem jeweiligen Zylinderstern verbunden. Die stillstehende Kurbel ist bei der P u m p e in ihrer Exzentrizität veränderlich, die beim Motor unveränderlich. Die radiale, sternförmige Anordn u n g der Zylinder ergibt verhältnism ä ß i g große Durchmesser des Getriebes. Eine gedrungenere B a u a r t ist die m i t achsial rings u m die Achse des Getriebes angeordneten Zylindern, beispielsweise die des J a n n e y - G e t r i e b e s n a c h Bild 21. Die räumlichen Kurbeln bestehen h i e r a u s sogenannten Taumelscheiben, die Zylinderblöcke sind unm i t t e l b a r gegeneinander an die feststehende Trennungswand gesetzt, so