<Desc/Clms Page number 1>
Stufenloses, aus mehreren Einzelgetrieben bestehendes
EMI1.1
Die Erfindung betrifft ein stufenloses Schaltwerkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren, auf eine gemeinsame Abtriebswelle arbeitenden Einzelgetrieben, in denen jeweils die Schwingbewegungen einer primären Schwinge in in ihrem Ausschlag veränderbare Schwingbewegungen einer sekundären Schwinge umgewandelt werden. Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, ein stufenloses Schaltwerkgetriebe von hohem Gleichförmigkeitsgrad der Abtriebsbewegung zu schaffen, dessen Verstellvorrichtung wenig Raum und Kraft bedarf.
Es ist ein stufenloses Schaltwerkgetriebe bekannt, bei dem die Antriebswelle als Kurbeltriebwerk für die Einzelgetriebe ausgebildet ist. Eine Drehzahländerung der Abtriebswelle wird bei diesem Getriebe durch Schwenken der Drehachse der primären Schwinge um die Antriebskurbelwelle erreicht. Ist die Antriebswelle gleichzeitig Kurbeltriebwerk, so fallen die Abstände zwischen der Drehachse der primären Schwinge und der Antriebswelle einerseits und dem Kurbeltriebwerk anderseits zusammen und sind so in ihren Abmessungen festgelegt. Die Gleichheit dieser beiden Abstände hat zur Folge, dass einerseits die primäre Schwinge als Dreieckhebel ausgebildet werden muss, anderseits ist man gezwungen, die Abmessungen des Antriebgelenkvierecks diesen Abständen entsprechend anzupassen.
Hiedurch erhält man grö - ssere schwingende Massen, die nicht ausgleichbar sind.
Die erwähnten Mängel werden gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch behoben, dass das die Schwingbewegungen der primären Schwinge erzeugende Kurbeltriebwerk und die Drehachse der primären Schwinge zur Änderung der Ausschläge der sekundären Schwinge gemeinsam um die Antriebswelle verstellt werden und zwischen der Antriebswelle und dem Kurbeltriebwerk eine Antriebsverbindung, beispielsweise in Form eines Zahnräderpaares besteht. Auf diese Weise ergibt sich eine vorteilhafte Verstellmöglichkeit für das stufenlose Schaltwerkgetriebe, wobei die Verstellkräfte gering sind. Dadurch baut die Verstellvorrichtung leicht und raumsparend, so dass der Gesamtaufbau des Getriebes klein gehalten werden kann.
Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, dass bei dieser Verstellmöglichkeit Proportionen für die Glieder der Einzelgetriebe eingehalten werden können, mit denen ein hoher Gleichförmigkeitsgrad gegeben ist. Dient als Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle und dem Kurbeltriebwerk ein Zahnräderpaar, so kann das Paar aus gleich grossen Zahnrädern oder aus Zahnrädern ungleichen Durchmessers bestehen. Durch Wahl verschiedener ungleich grosser Zahnräderpaare kann man auf diese Weise bestimmte maximale Abtriebsdrehzahlen im voraus festlegen.
Eine vorteilhafte Verstellmöglichkeit zur Änderung der Drehzahl der Abtriebswelle besteht darin, dass das Kurbeltriebwerk und die Drehachse der primären Schwingen in einem gemeinsamen Gehäuse gelagert sind, das zur Änderung der Ausschläge der sekundären Schwingen um die gemeinsame Antriebswelle schwenkbar ist. Das Schwenken des Kurbeltriebwerkes und der Drehachse der primären Schwingen in einem gemeinsamen Gehäuse ergibt eine baulich und konstruktiv einfache Verstellmöglichkeit.
Nach der Erfindung kann man die primären Schwingen als zweiarmige Hebel ausbilden und ihre Drehachse bezüglich der Schubgelenke der sekundären Schwingen derart verstellbar anordnen, dass sich die Schubgelenke sowohl auf dem einen Hebelarm als auch auf dem andern Hebelarm befinden können. Auf diese Weise erreicht man eine umkehr des Drehsinne der Abtriebswelle. Man kann also ohne Verwendung eines zusätzlichen Umkehrgetriebes den Drehsinn der Abtriebswelle umkehren. Das ist besonders dann
<Desc/Clms Page number 2>
wichtig, wenn das stufenlose Getriebe in Kraftfahrzeugen verwendet werden soll.
Ohne eine der üblichen Schaltkupplungen zu betätigen, kann dann vorwärts wie auch rückwärts gefahren werden, wobei allerdrings beim Regeln über den Nullabtrieb hinaus in den negativen Geschwindigkeitsbereich eine Raste vorgesehen wird, die erst nach Anhalten des Fahrzeuges ein Verstellen in den negativen Geschwindigkeitsbereich zulässt. Natürlich können die Drehachsen der primären Schwingen auch mit den Schubgelenkes der'sekundären Schwingen zur Deckung, gebracht werden, um einen Nullabtrieb der Abtriebswelle zu erhalten.
Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich, die ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in zwei Stellungen schematisch veranschaulicht. Fig. 1 zeigt ein Einzelgetriebe des erfindungsgemässen stufenlosen Schaltwerkgetriebes und Fig. 2 ist das Einzelgetriebe nach Fig. 1 in einer andern Stellung, bei der der Drehsinn der Abtriebfwelle umgekehrt ist.
In der Zeichnung ist mit 1 eine stetig umlaufende Antriebswelle bezeichnet, VOll der über beispielsweise gleich grosse Zahnräder 2 und 3 ein Kurbeltriebwerk 4 angetrieben wird. An Stelle der Zahnräder 2 und 3 kann auch ein Kettentrieb verwendet werden. Das Kurbeltriebwerk 4 setzt über eine Koppel 5 eine primäre, kreisbogenförmig gekrümmte, als zweiarmiger Hebel 6, 26 ausgebildete Schwinge in schwingende Bewegungen um eine Drehachse 7, die mit dem Kurbeltriebwerk 4 in einem durch ein Dreieck angedeuteten Gehäuse 8 gelagert ist. Mit'dem Gehäuse 8 ist ein Verstellhebel 9 starr verbunden, der mit seinem freien Ende in einer Schiebeführung 10 gleitbar gelagert ist, die ihrerseits schwenkbar auf einer Gewindehülse 11 angeordnet ist.
Diese wieder ist auf eine gestellfest gelagerte Gewindespindel 12 aufgeschraubt, die am oberen Ende ein Handrad 13 zum Verstellen aufweist. An Stelle des Handrades 13 kann auch ein Elektromotor verwendet werden. Auf der primären Schwinge 6 ist ein Gleitstein 14 gelagert, der ein Gelenk 15 aufweist, in dem eine sekundäre Schwinge 16 angelenkt ist. Diese lagert wieder andernends schwenkbar auf einer gestellfest gelagerten Abtriebswelle 17, auf der ein gesteuertes Kupplungsorgan 18 oder ein umsteuerbarer Freilauf angeordnet ist ; die Steuermittel sind der Einfachheit halber in der Zeichnung weggelassen. Zweckmässig wird man die Steuerung von einem drehenden oder in seinem Ausschlag unveränderlichen schwingenden Glied des Schaltwerkgetriebes bzw. der Einzelgetriebe abnehmen.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemässen Schaltwerkgetriebes ist die folgende : Dreht sich die An-
EMI2.1
der Kurbeltrieb 4 im Uhrzeigersinn gedreht. Über die Koppel 5 wird die primäre Schwinge 6, 26 um die Drehachse 7 hin-und hergeschwenkt. Dabei gleitet das Schub gelenk 14, 15 auf der Schwinge 6,26 auf und ab. Die sekundäre Schwinge 16 macht dabei schwingende Bewegungen um die Abtriebswelle 17. Diese Bewegungen werden über das Kupplungsorgan 18 auf die Abtriebswelle 17 übertragen.
Um eine andere Geschwindigkeit der Abtriebswelle 17 bei konstanter Drehzahl der Antriebswelle 1 zu erhalten, dreht man am'Handrad 13 die Spindel 12, wodurch sich die Gewindehülse 11 längs der Spindel je nach Drehrichtung auf oder ab bewegen wird. Zwangsläufig damit wird der Verstellhebel 9 geschwenkt, wodurch das Gehäuse 8 mit dem Kurbeltriebwerk 4 und der Drehachse 7 der primären Schwinge 6, 26 um die Antriebswelle 1 geschwenkt wird. Wird beispielsweise die Spindel 12 derart gedreht, dass die Gewin dehülse 11 sich nach oben bewegt, so schwenkt das'Gehäuse 8 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Antriebswelle 1. Dabei entfernen sich die Drehachse 7 und das Gelenk 15 auf der primären Schwinge 6, 26 voneinander, was grössere Ausschläge der sekundären Schwinge 16 zur Folge hat.
Dies bedeutet eine Drehzahlsteigerung der Abtriebswelle 17.
Wird umgekehrt das Gehäuse 8 im Uhrzeigersinn geschwenkt, so nähern sich die Drehachse 7 und das Gelenk 15 auf der primären Schwinge 6. 26., Dadurch verkleinern sich die Ausschläge der sekundären Schwinge 16, d. h. die Abtriebswelle 17 dreht sich langsamer.
Verstellt man das Gehäuse 8 derart, dass die Drehachse 7 und das Gelenk 15 zur Deckung gelangen, so kommen die sekundäre Schwinge 16 und damit die Abtriebswelle 17 zum Stillstand. Wenn man bei der Nullstellung das Gehäuse 8 noch weiter im Uhrzeigersinn schwenkt, so erzielt man eine Umkehr der Bewegungen der Abtriebswelle 17 (Fig. 2). Man erreicht also auf diese Weise eine Bewegungsumkehr der Abtriebswelle 17 ohne zusätzliches Umkehrgetriebe. Die Verstellung des Gehäuses 8 kann an Stelle der gezeigten Vorrichtung 10-13 auch hydraulisch oder in anderer Weise erfolgen.
Zu einem kontinuierlichen Arbeiten, d. h. gleichförmigen stetigen Drehen der Abtriebswelle 17 sind beispielsweise vier der dargestellten Einzelgetriebe notwendig. Der Arbeitsbereich eines jeden Einzelgetriebes umfasst in diesem Fall einen Kurbelwinkel von 900. Beträgt dieser Kurbelwinkel1200, so reichen drei Einzelgetriebe aus. Die Einzelgetriebe sind zweckmässig in Reihe angeordnet und arbeiten auf eine gemeinsame Abtriebswelle, können aber je nach Einbauverhältnissen auch in Stern- symmetrischer oder spiegelbildlicher Bauweise angeordnet sein.
<Desc/Clms Page number 3>
Ein besonders hoher Gleichförmigkeitsgrad der Bewegung der Abtriebswelle 17 ergibt sich dann, wenn bestimmte Proportionen der Glieder der Einzelgetriebe eingehalten werden. Man kann in jedem Einzelgetriebe zwei Systeme von Bewegungsgliedern unabhängig voneinander proportionieren, ohne dass sich die Bewegungsgesetze der Einzelgetriebe verändern.
Das eine System umfasst die Antriebskurbel 4, die Koppel 5, den Abstand zwischen der Koppelanlenkstelle 19 und der Drehachse 7 auf der primären Schwinge 6, 26 sowie den Abstand zwischen der Drehachse 7 und der Drehachse 20 des Kurbeltriebwerkes 4. Setzt man die Länge des Kurbeltriebes 4 gleich q, so muss die Koppel 5 ungefähr 4. q lang sein. Die Doppelanlenkstelle 19 und die Drehachse 7 liegen dann zirka l, 3. q auseinander. Der Abstand zwischen der Drehachse 7 und der Drehachse 20 des Kurbeltriebwerkes 4 beträgt dann ebenfalls 4. q.
EMI3.1
ten primären Schwinge 6, 26, den Abstand zwischen der Drehachse 7 und der Antriebswelle l, sowie den
Abstand zwischen'der Abtriebswelle 17 und der Antriebswelle 1.
Setzt man die Länge der sekundären Schwinge 16 gleich p, so ist der Gleitbahmaèius der gekrümmten Schwinge 6, 26 zirka 2. p. Der Abstand zwischen der Drehachse 7 und der Antriebswelle 1 ist dann ungefähr gleich p und der Abstand zwischen der Abtriebswelle 17 und der Antriebswelle 1 ergibt sich dann vorteilhaft zu 0, 8. p.
Die Abmessungen beider Systeme können unabhängig voneinander proportioniert werden. Man kann also alle Glieder des einen Systems proportional vergrössern oder verkleinern, ohne dass man die Abmessungen der Glieder des andern Systems ändert. Die beiden Systeme haben die Drehachse 7 der primären Schwinge 6, 26 gemeinsam. Eine Schwenkung der beiden Systeme gegeneinander oder voneinander um diese Achse hat keine Änderung des Bewegungsablaufes zur Folge. Eine günstige Lage der beiden Systeme zueinander ist dann gegeben, wenn der Abstand zwischen der Drehachse 20 des Kurbeltriebwerkes 4 und der Antriebswelle 1 zirka 0, 9 mal der Länge der sekundären Schwinge, genommen wird. Hiebei liegt die Anlenkstelle 19 der Koppel 5 auf dem Gleitbahnradius der primären Schwinge 6. 26.
Die Lage der beiden Systeme zueinander wird je nach den Einbauverhältnissen zu Beginn konstruktiv festgelegt. Wählt man als Antriebsverbindung zwischen Antriebswelle 1 und Kurbeltrieb 4 gleich grosse Zahnräder 2 und 3, so verhält sich bei den angeführten Proportionen die maximale Drehzahl der Abtriebswelle 17 zur Drehzahl der Antriebswelle 1 etwa wie 1 : 3. Durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Zahnräderpaares 2, 3 lässt sich dieses Verhältnis in weiten Grenzen variieren.
Das Ausführungsbeispiel kann in verschiedenen Variationen abgeändert werden ; so kann der Gleitbahnradius der primären Schwinge 6, 26 unendlich lang gemacht werden, wodurch sich die primäre Schwinge 6, 26 als Gerade ergibt, was eine Vereinfachung in der Herstellung bedeutet. An Stelle der Kurbel 4 und der Koppel 5 kann. beispielsweise auch eine durch Kurbel und Schub-bzw. Rollglied angetriebene Kurvenführung oder eine schwingende Kurbelschleife verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stufenloses Schaltwerkgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mehreren auf eine gemeinsame Abtriebswelle arbeitenden Einzelgetrieben, in denen jeweils die Schwingbewegungen einer primären Schwinge in in ihrem Ausschlag veränderbare Schwingbewegungen einer sekundären Schwinge umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das die Schwingbewegungen der primären Schwinge (6) erzeugende Kurbeltriebwerk (4) und die Drehachse (7)der primärenSchwingezur Änderung'der Ausschläge der sekundären Schwinge (16) gemeinsam um die Antriebswelle (1) verstellt werden und zwischen der Antriebswelle (1) und dem Kurbeltriebwerk (4) eine Antriebsverbindung, beispielsweise in Form eines Zahn räderpaares (2, 3) besteht.
EMI3.2