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Abhängig vom Patent Nr. 211121 in Ansehung der durch Patentanspruch 1 dieses Patentes geschlitzten Erfindung.
Die Lösung einer stufenlosen Drehzahlregelung hatte man bis heute in den Flüssigkeit-, Planeten- und Reibungsgetrieben gesucht und zum Teil gefunden. Leider treten bei den drei Möglichkeiten Nachtei- le auf, die das Ganggetriebe noch immer unentbehrlich machen. Bei den Flüssigkeitsgetrieben ist der
Nachteil vorhanden, dass sie im Verhältnis zur Leistung gross sind und daher eine beschränkte Einbaumög- lichkeit haben und teuer sind in der Herstellung. Die Planetengetriebe haben den Nachteil, dass eine Radgruppe abgebremst werden muss, dass daher ein Leistungsverlust auftritt, der den Wirkungsgrad stark verschlechtert. Die Reibungsgetriebe sind nur für kleinere Leistungen zu verwenden, da sie mit der Leistungzunahme an Grösse sehr stark zunehmen.
Zweck der Erfindung ist, die angeführten Nachteile der bekannten Getriebe zu vermeiden. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zwischen Antrieb und Abtrieb ein über Zwischenräder mit der An- triebs- und Abtriebswelle verbundener, drehbarer Zahnkranz derart angeordnet ist, dass er aus seiner zum Antrieb und Abtrieb zentrischen Lage entsprechend dem gewünschten Übersetzungsverhältnis exzentrisch verlagerbar ist.
Es zeigen die Fig. 1 - 5 und 16 - 18 die schematische Darstellung der Grundidee. Fig. 6 - 15 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Antriebs- und Abtriebsseite. Fig. 19 auf Blatt 2 zeigt skizzenhaft eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
Blatt1, Fig. 1- 5, zeigt den Weg eines PunktesR am Umfang des Zahnkranzes 5, der zurückgelegt wird bei einer Umdrehung des Zahnritzel 4 um den Mittelpunkt M'. Fig. 1 zeigt die Ausgangsstellung des Zahnritzel4, das sich um den Mittelpunkt M'auf den Umfang 5'abwälzt. Nimmt man an, der Umfang des Zahnkranzes hat 32 Zähne und der Umfang des Abwälzkreises 5'24 Zähne, so ist eine Differenz von 8 Zähnen vorhanden. Dies ist ein Viertel der Zähnezahl des Zahnkranzes. Rollt nun das Zahnritzel am Umfang des Kreises 5'ab, so wird nach einer Vierteldrehung der Punkt E mit dem Punkt E'zusammen- fallen. Die Fig. 2 zeigt diese Stellung.
Da der Punkt R, der in Fig. 1 ebenfalls wie der Punkt E'am Umfang des Kreises 5'um 90 Grad vor dem Zahnritzel 4 am Umfang des Kreises 5 angenommen wurde, Ist bei einer Vierteldrehung des Zahnritzels 4 um den Punkt M'der Punkt R um ein Viertel der Zahnedifferenz vorverschoben worden. Wie oben angenommen wurde, sei die Zahnedifferenz 8. Der Weg s des Punktes R in Fig. 2 beträgt daher 2 Zähne. Wälzt sich das Zahnritzel am Umfang des Kreises 5'weiter ab, so treffen sich nach einer Vierteldrehung die Punkte F und F', und der Weg des Punktes R wird 4 Zähne betragen. Fig. 3 stellt diesen Zeitpunkt dar.
Hat sich das Zahnritzel wieder um ein Viertel am Umfang des Kreises 5'abgewalzt, so ist die Stellung erreicht, wie sie die Fig. 4 darstellt. Die Punkte G und G'haben sich getroffen, und der Weg des Punktes R beträgt 6 Zähne. Wiederum nach einer Vierteldrehung haben sich die Punkte H und H'getroffen, und das Zahnritzel ist in die Ausgangsstellung, wie es Fig. 5 bzw. Fig. 1 zeigt, zurückgekehrt. Der Punkt R wurde um 8 Zähne nach vor verschoben. Da der Zahnkranz mit 32 Zähnen angenommen wurde, ist bei einer Vor Verschiebung des Punktes R um 8 Zähne eine Vierteldrehung des Zahnkranzes erfolgt. Wälzt sich das Zahnritzel viermal am Umfang des Kreises 5'ab, ist die Ausgangsstellung, wie sie Fig. 1 zeigt, wieder erreicht.
Da der Abstand zwischen dem Mittelpunkt M und M'von Null bis zu einer bestimmten Grösse stufenlos verändert werden kann, ist auch eine stufenlose Drehzahlregelung zwischen dem Zahnritzel 4 und dem Zahnkranz 5 gegeben.
Dadurch, dass das Zahnrad 9 am Umfang des Zahnkranzes 5 eingreift und seinen Ort durch den Gleitstein 14 in einem Schlitz des Gehäuses 12 nur in radialer Richtung verändern kann, wird es durch die
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Drehbewegung des Zahnkranzes in Drehung versetzt.
Umschreibt das Zahnritzel 4 einen grösseren Kreis, als der Zahnkranz 5 ist, so wird eine rückläufige Bewegung des Zahnkranzes eintreten. Fig. 16-18 stellt dies in gleicher Art dar, wie es Fig. 1 - 5fürdie vorlaufende Bewegung darstellt. Der Punkt R in Fig. 16 ist wiederum nach einer Vierteldrehung des Zahnritzels4 um den Mittelpunkt M'am Umfang des Kreises 5'um ein Viertel der Umfangsdifferenz rückgewandert. Nach einer vollen Umdrehung des Zahnritzel 4 am Kreis 5'muss daher der Punkt R um die Zäh- nedifferenz von Zahnkranz 5 zu der Zähnezahl des Kreises 5'rückgewandert sein. Die Rückwanderung des Zahnkranzes wird wiederum auf das Zahnrad 9 übertragen.
Da der Abstand zwischen den Mittelpunkten M und M'stufenlos zwischen Null und einer bestimmten Grösse verändert werden kann, ist daher auch eine stufenlose Drehzahlregelung des Zahnkranzes in umgekehrter Richtung möglich.
Die gegenständliche Erfindung stellt daher ein stufenloses, regelbares Planetenzahnrad-Wechsel-und Wendegetriebe dar.
Es zeigen Fig. 6, 7, 11, 12 und 13 die verschiedenen Ausführungsformen der Antriebsseite. Fig. 6 zeigt das Antriebsrad 1 in Verbindung mit dem festen Zwischenrad 2. Das feste Zwischenrad 2 ist fix gelagert in einer Mitnehmergabel 6. Die Mitnehmergabel selbst ist auf der Welle l'des Antriebsrades l gelagert.
Das lose Zwischenrad 3 ist mittels Laschen 8 mit dem festen Zwischenrad 2 und dem beweglichen Zahnritzel4 verbunden, Das Zahnritzel 4 ist einerseits in einer Nut am Umfang des Zahnkranzes 5 und anderseits mit einem Gleitstein 7 in der Mitnehmergabel 6 gelagert. Dadurch hat das Zahnritzel 4 die Mög- lichkeit, seinen Abstand zum Antriebsrad 1 radial durch Gleiten seiner Lagerung 7 in der Mitnehmergabel 6 zu verändern. In Fig. 6 fällt der Mittelpunkt des Zahnkranzes 5 mit dem Mittelpunkt des Antriebsrades zusammen. Da der Zahnkranz Leistung übertragen soll, so wird er in diesem Zustand keine Bewegung machen. und das Zahnritzel 4 wird sich am Umfang des Zahnkranzes leer abwälzen. In Fig. 7 ist der Abstand des Zahnritzels 4 zum Antriebsrad 1 verkleinert worden.
Die Mitnehmergabel 6 überträgt jetzt eine Schubbewegung vom Antriebsrad l aber das fest in der Mitnehmergabel 6 gelagerte Zwischenrad 2 auf den Gleitstein 7, und dieser überträgt wiederum die Schubbewegung über das Zahnritzel 4 auf den
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die, Antriebsseite, ausgeführtdanwelle. Die Mitnehmergabel ist in diesem Falle als Rahmen ausgebildet, der auf der Antriebs-und Abtriebswelle drehbar gelagert ist. Um eine exakte exzentrische Bewegung des Zahnkranzes zu erreichen, ist es von Vorteil, den Gleitstein 7 in einem Mitnehmerkreuz zu lagern, an dessen einem Schenkel sich das Zahnritzel 4 (Fig. 13) befindet, während die beiden andern Schenkel mit leerlaufenden Halterädern versehen sind.
Es ist nun der Gleitstein schwenkbar um die Antriebsachse gelagert, und die mit dem Zahnritzel4 verbundene Gabel ist auf dem Gleitstein radial verschiebbar angeordnet. Der Zahnkranz kann bei sämtlichen Ausführungsformen auch Innenverzahnung haben.
Es zeigen Fig. 8. 9. 10. 14 und 15 die verschiedenen Formen der Abtriebsseite. Fig. 8 und 9 zeigen den Abtrieb mittels Zahnrädern. Die Drehbewegung des Zahnrades 9 wird über das lose gelagerte Zwischenrad 10 auf das Abtriebsrad 11 übertragen. Das lose Zwischenrad 10 ist mittels Laschen 13 mit dem Zahnrad 9 und dem Abtriebsrad 11 verbunden. Das Zahnrad 9 ist mittels eines Gleitsteines 14 in einem radialen Schlitz des Gehäuses 12 gelagert. Zugleich ist auch das Zahnrad 9 mittels eines Gleitsteines 15 am Umfang des Zahnkranzes 5 in einer Nut gelagert. Fig. 10 zeigt die Abtriebsmöglichkeit mittels einer einfachen, beweglichen Lasche. Fig. 14 zeigt die Ausführungsmöglichkeit mittels Kegelrädern. Fig. 15 zeigt die Abtriebsseite aufgeführt mittels Kardanwelle.
Bei allen Ausführungsformen kann sowohl Innen-wie Aussenverzahnung des Zahnkranzes vorgesehen werden.
Fig. 19 auf Blatt 2 zeigt skizzenhaft eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes.
Von der Antriebswelle l'wird die Drehbewegung über das Antriebsrad 1 auf das mit einer Hohlwelle versehene Kegelrad 2 übertragen. Die Hohlwelle wird von der auf der Antriebswelle gelagerten Trägerwelle 6 getragen. Die Funktion der Mitnehmergabel 6 in Fig. 6 und 7 wird in dieser Ausführung von der Trägerwelle übernommen. Das Kegelrad 4 ist verschiebbar, aber nicht drehbar auf der Hohlwelle gelagert.
Das Kegelrad 4 greift in die Verzahnung des Zahnkranzes 5. Die Drehbewegung des Zahnkranzes 5 wird auf das Zahnrad 9 übertragen. Zahnrad 9 und das Kegelrad 4 sind mittels Gleitsteinen 15 in einer Nut am Umfang des Zahnkranzes gelagert. Das Zahnrad 9 überträgt seine Drehbewegung mittels eines Kegelrades auf das auf der Hohlwelle des Kegelrades 16 verschiebbar, aber nicht drehbar gelagerte Kegelrad 10. Vom Kegelrad 16 wird die Bewegung auf das Abtriebsrad 11. bzw. auf Abtriebswelle 11'übertragen. Die stu- fenlose Verstellung des Kegelrades 4 mit dem Zahnkranz 5 wird bei diesem Beispiel mittels eines Fliehkraftreglers 19 automatisch getätigt.
Der Fliehkraftregler kann seine Bewegung von der Antriebs-oder Ab-
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triebsseite erhalten. Über die Hohlwelle 20, die verschiebbar, aber nicht drehbar auf der Antriebswelle l' gelagert ist, werden jeweils der Drehzahl des Fliehkraftreglers entsprechend die Kupplungen 18 oder 18' getätigt und die Kegelräder 21 oder 21'In Drehung versetzt. Dies hat zur Folge, dass das Kegelrad 17 über den Gewindebolzen 22 und die Mutter 23 eine Verschiebung des Kegelrades 4 hervorruft.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Stufenlos regelbares Planeten-Zahnrad-Wechsel-und Wendegetriebe mit gleichachsiger Antriebs- und Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein um die gemeinsame Achse der Antriebs- und Ab- triebswelle (1') schwenkbares und radial verschiebbares Ritzel (4), das liber Zwischenräder (1, 2, 3) od. dgl. mit der Antriebswelle (1') verbunden ist, mit einem drehbaren, exzentrisch verlagerbaren Zahnkranz (5) in Eingriff steht, der mittels eines dem mit der Antriebswelle verbundenen Ritzel (4) entsprechenden, aber nur radial verschiebbaren Ritzels (9) über Zwischenräder (10, 11) od. dgl. mit der Abtriebswelle (11') ver- bunden ist.