E_1933_Zeitung_Nr.092

N»92
II. Blatt
BERN,7.Nov.l933
N° 92
BERN,7.Nov.l933
Tech
Rundschau
Das stufenlos veränderbare
Hayes-Getriebe.
Wenn in den letzten Jahren die früheren
Mängel der Automobilgetriebe auch zum
grössten Teil beseitigt wurden und vor allem
die Getriebe-Bedienung durch Synchronisierungsvorrichtungen
und ständig im Eingriff
bleibende Zahnräder eine grosse Erleichterung
erfahren hat, so besteht trotzdem —
mindestens theoretisch — der Wunsch nach
weiteren Vervollkommnungen noch weiter.
Zur bestmöglichen Ausnützung der Motorleistung
sollte das Getriebe nicht nur drei
oder vier, sondern zwischen einer oberen und
unteren Grenze eine unendliche Anzahl von
Uebersetzungsstufen ergeben. Wenn irgendmöglich,
sollte weiter die Veränderung des
Uebersetzungsverhältnisses automatisch vor
sich gehen.
Von den unzähligen bisherigen Versuchen,
ein derartiges Getriebe zu schaffen, hatte
praktisch nur derjenige eines hydraulischen
Drehmomentwandlers («Flüssigkeitsschwungrad»)
einige Bedeutung erlangt. Alle Anstrengungen,
mit Reibradgetrieben oder anderen
mechanischen Vorrichtungen zum Ziel
zu gelangen, scheiterten jedoch an den Kriterien
«Wirkungsgrad» und «Abnützung».
Um so grösser war das Aufsehen der Fachwelt,
als die englische Automobilfabrik Austin
an der letzten Olympia-Schau ihren 16-HP-
Typ mit einem neuen Reibradgetriebe präsentierte,
das eine stufenlose automatische
Veränderung des Uebersetzungsverhältnisses
gestattet, dabei aber auch nur mit ganz geringen
Verlusten und geringer Abnützung arbeiten
soll. Allein schon der Umstand, dass
die Neukonstruktion bei einer derart grossen
Firma Aufnahme fand, zeigt, dass es sich
diesmal wirklich um etwas Bedeutendes handelt.
Man kann erwarten, dass die Ingenieure
der Austin-Werke das neue Getriebe vor seiner
Anwendung in der laufenden Produktion
genügend erprobt haben, um von seiner
Brauchbarkeit überzeugt zu sein.
Das der Konstruktion zugrunde liegende
Prinzip zeigt Abb. 1. Zwischen zwei auf der
treibenden bzw. angetriebenen Welle aufgekeilten
Rotationskörpern mit sphärisch gewölbten
Ringseitenflächen sind auf einem
feststehenden Käfig Rollen'angeordnet, welche
zur Uebertragung des Drehmomentes dienen.
Nehmen die Rollen die Stellung ein, wie sie
in der Skizze gezeigt ist und betrachtet man
die linke Welle als die Antriebswelle und die
rechte Welle als die angetriebene, so erfolgt
eine Uebersetzung ins Langsame. Werden
die Rollen-Ebenen jedoch so weit gekippt,
dass die Rollen die punktierte Lage einnehmen,
so ergibt sich eine annähernd direkte
Uebertragung der Drehbewegung. Dass die
angetriebene Welle in jedem Fall im gegenteiligen
Drehsinn der antreibenden Welle
rotiert, ist praktisch belanglos.
Gegenüber bisherigen Reibrad-Getrieben
hat das Hayes-Getriebe in dieser einfachsten
Form schon den Vorteil der grösseren Kompaktheit.
Ohne Anwendung sehr hoher Drücke
Abb. 1.
Der prinzipielle Aufbau des stufenlos variablen
Hayes-Uebersetzungsgetriebes. p = treibende Welle,
s = angetriebene Weile, k = Käfig, y = Stellung
der Rolle bei Langsamfahrt, z = Stellung der Rolle
bei schneller Fahrt.
wäre jedoch eine sichere Uebertragung des
Drehmomentes durch nur zwei Rollen kaum
möglich, und grosse Drücke würden bei der
dargestellten einfachen Anordnung umständliche
Spurlagerungen erfordern. Diese beiden
Nachteile sind bereits in der Konstruktion
vermieden, wie Abb. 2 wiedergibt. An Stelle
von zwei Rollen werden hier deren vier angewandt,
und die Laufringe der treibenden
und der angetriebenen Welle stehen sich
nicht mehr einseitig, sondern paarweise
gegenüber, so dass sich der nötige Anpressungsdruck
bequem innerhalb des Mechanismus
hervorrufen bzwt aufnehmen lässt.
Ab. 3 stellt schliesslich die Ausführungsform
des Getriebes dar, wie sie in Wirklichkeit
gebaut wird. Die Anordnung nach Abb. 2
ist hier nochmals verdoppelt, wobei allerdings
jedes der beiden hintereinander geschalteten
Systeme anstatt vier nur noch drei Uebertragungsrollen
aufweist.
Die Veränderung des Uebersetzungsverhältnisses
geschieht durch einen ausserordentlich
sinnreichen Mechanismus, dessen Konstruktion
leider aus der Skizze nur schwer ersichtlich
ist. Im Prinzip erfolgt sie dadurch,
dass die Achse jeder Rolle in bezug auf die
von der Rolle auf ihrer Laufbahn beschriebene
« Fahrspur» etwas geschwenkt wird-
Aehnlich wie ein Fahrrad in einer schüsseiförmigen
Rennbahn durch Ablenken des
Vorderrades nach der einen oder anderen
Seite hin seine Runden in der überhöhten
Bahn mehr oder weniger weit oben beschreibt,
wälzen sich auch die Rollen durch Verändern
ihrer Einstellung auf anderen Kreisbahnen
der sphärischen Hohlringe ab.
Die Verstellung der Rolle geschieht dabei
von einer auf der Welle gleitenden Muffe
aus durch einen Kolben, der mit einer im
Getriebegehäuse eingebauten Oelpumpe in
Verbindung steht. Je rascher der Motor läuft,
um so mehr Oel wird von der Pumpe gefördert
und um so stärker werden dadurch die
Rollen in die Lage gebracht, die ein kleines
Uebersetzungsverhältnis ergibt.
Beim Betrachten der Skizze 1 erkennt man
ohne weiteres, dass eine sichere Uebertragung
des Drehmomentes von der treibenden auf
die angetriebene Welle nur dann möglich ist,
wenn zwischen den sphärischen Hohlringen
und den Rollen ein genügend hoher Druck
vorliegt. Am einfachsten, jedoch für den vorliegenden
Zweck nicht einwandfrei, Hesse
sich dieser Adhäsionsdruck durch Federn herbeiführen.
Hayes benützt zur Erzeugung des
Druckes statt der Federn direkt das übertragene
Drehmoment. Wie aus der Skizze 3
hervorgeht, wirkt die antreibende Welle nicht
unmittelbar auf die inneren sphärischen Hohlringe
ein. Zwischen sie und diese Ringe sind
vielmehr grosse Stahlkugeln eingeschaltet,
die bei einer gegenseitigen Verdrehung der
beiden Teile auf Stirn-Nocken aufzusteigen
und so einen Achsialschub auszuüben trach-
Abb. 2.
Eine zweite Entwicklungephase des Hayes-Getriebes,
bei welcher der Schub T ausgeglichen wird.
ten. Mit steigendem Drehmoment nimmt dieser
Achsialschub proportional zu. Auf diese
Art wird einerseits erreicht, dass bei zu übertragendem
geringem Drehmoment ein unnötig
hoher Adhäsionsdruck vermieden, bei grossem
zu übertragendem Drehmoment jedoch
der erforderliche hohe Adhäsionsdruck erzeugt
wird.
Auf sehr sinnreiche Art wird aber noch
einem weiteren technischen Erfordernis Genüge
geleistet, nämlich der Möglichkeit, die
Automatizität des Getriebes zu beeinflussen,
damit der Motor im einen Fall mit möglichst
hoher Leistung und im andern Fall mit möglichst
hoher Wirtschaftlichkeit arbeitet. Die
Maximalleistung lässt sich in dem Fall aus
den Motoren herausziehen, dass durch entsprechende
selbsttätige Einstellung: der Übersetzung
der Motor beständig auf seiner
Höchsttourenzahl gehalten wird. Anderseits
kommt die grösste Wirtschaftlichkeit dann
zustande, wenn das Getriebe selbsttätig unter
den verschiedenen Fahrbedingungen für die
Einhaltung einer mittelhohen, durch Prüfband
genau zu ermittelnden Tourenzahl sorgt.
Die eine oder andere Wirkungsweise des
Getriebes wird nun dadurch herbeigeführt,
dass in der Druckleitung des Rollen-Verstellkolbens
ein verstellbares Ueberdruckventil
angeordnet ist. Je nachdem dieses Ventil
durch einen kleinen Hebel auf dem Lenkrad
mehr oder weniger gespannt wird, werden
die Rollen bei ansteigender Motortourenzahl
mehr oder weniger stark verstellt. Diese
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