Stufenloses Getriebe zur Kraftübertragung. Vorliegende Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe zur Kraftübertragung.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass zwischen konische oder zylindrische Zahnkränze, die in einem solchen festen Ab stand seitlich voneinander entfernt liegen, (lass ihre Zähne nicht miteinander in Eingriff stehen, ein mit diesen zusammenwirkendes Übertragungsorgan greift, an dem man sich die mit den Zahnkränzen in Eingriff stehen den Verzahnungen selbsttätig bilden lässt, wobei zur stufenlosen Regelung der Über setzling die die genannten Zahnkränze auf weisenden Zahnräder und das Übertragungs organ längs der Zähne relativ zueinander ver schiebbar sind.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigen; Fig. 1 eine schematische Darstellung eines konischen Zahnrades und eines kreisförmigen Übertragungsringes, der zwischen zwei kon zentrischen Ringen verschiedenen Durchmes sers eine Reihe Lamellen trägt, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen kreis förmigen Übertragungsring, bei dem an Stelle der Lamellen eine Füllung von Nadeln vorhanden ist, Fig. 3 einen Querschnitt durch die La mellenreihe und den Innen- und Aussenring des Übertragungsorganes gemäss Fig. 1, Fig. 4 eine dazugehörige Frontansicht, Fig. 5 und 6 Draufsicht und Querschnitt durch ein Übertragungsorgan mit einer Stäb chen- bezw.
Nadelfüllung, Fig. 7 und 8 betreffen ein Getriebe mit selbsttätiger Bildung der Verzahnung an einer kreisförmigen Scheibe aus nachgiebi gem Material zwischen einem konischen Zahnräderpaar, wobei in Fig. 7 die konischen Zahnräder der Deutlichkeit halber etwas aus einandergezogen gezeichnet sind, Fig. 9 und 10 ein analoges Getriebe, bei dem die Scheibe jedoch mit zylindrischen Zahnrädern zusammenwirkt, Fig. 11 und 12 zwei Ansichten verschie dener Verzahnungsbildungen in einem La mellenkranz, Fig. 13 ein Kettengetriebe, wobei jedes Kettenrad mit einem Lamellenkranz versehen ist und mit einem konischen Räderpaar in Eingriff steht, Fig. 14 eine Anordnung entsprechend Fig.
13, wobei die Kraftübertragung anstatt durch eine Kette durch die Aussenverzahnung der Räder selbst stattfindet (in den Fig. 13 und 14 ist nur ein konisches Räderpaar an gedeutet), Fig. 15 ein konisches Räderpaar, zwi sehen dem sich ein Lamellenkranz befindet, Fig. 16 ein Getriebe mit einem biegsamen Lamellenband, das auf zwei Führungsrädern läuft, Fig. 17 und 18 ein Motorradgetriebe im Schnitt und in perspektivischer Ansicht; Fig. 19 und 20 zeigen die Ausbildung verschiedener Lamellenringe.
Die selbsttätige Bildung einer Ver zahnung gemäss der schematischen Darstel lung nach Fig. 7 bis 10 geschieht in folgen der Weise: Eine Scheibe 8 aus nachgiebigem Material, beispielsweise eine elastische, dünne Stahlscheibe, ist auf einer Achse 9 angeord net. Der Rand dieser Stahlscheibe läuft zwi schen einem verschiebbaren, konischen oder zylindrischen Zahnräderpaar 4, 5 bezw. 4', 5'. Der Antrieb .des einen Rades kann beispiels weise über eine biegsame Welle 11 (Fig. 7, 8) oder über eine Keilwelle 11' (Fig. 10) er folgen.
Beim Durchlaufen zwischen den Zahnrädern 4, 5 bezw. 4', 5', deren gegen seitiger Abstand der Materialstärke der Scheibe 8 angepasst ist, nimmt das nach giebige Material der Scheibe eine der Zahn teilung der Räder 4, 5 bezw. 4', 5' entspre chende Form an. Sind die Zahnräder mit dem Aussenrand der Scheibe in Eingriff, so wird die Scheibe, die dargestellten Verhält nisse zugrunde gelegt, mit einer geringeren Geschwindigkeit umlaufen als die antreiben den Zahnräder. Verschiebt man dagegen die Räder nach dem Mittelpunkt der Scheibe zu, so läuft diese mit höherer Geschwindigkeit um.
Um eine grössere Dauerhaftigkeit der zwi schen den Rädern laufenden Scheibe, insbe- sondere beim Übertragen grösserer Kräfte, zu erzielen, kann man an Stelle der Scheibe aus nachgiebigem Material eine Scheibe oder einen Kranz setzen, dessen Nachgiebigkeit durch die Beweglichkeit vieler einzelner La mellen aus Stahl oder dergleichen geschaffen ist. Eine Ermüdung des Materials kann da bei nicht eintreten. Gemäss Fig. 1, 3, 4 und 15 befindet sich zwischen zwei konzentrischen Ringen 1, 2 eine Reihe Lamellen. Diese Lamellen ragen an beiden Seiten aus den Ringen 1, 2 heraus, und zwar zum Beispiel so weit, als der Tiefe der Zahnung, zum Beispiel der konischen Zahnräder 4, 5 (Fig. 1 und 15) entspricht.
Die Ringe 1 und 2, die die Lamellen tragen, sind auf einer Achse (nicht gezeichnet) be festigt. Wird das eine der konischen Zahn räder 4, 5 (vergleiche Fig. 1 bezw. 15) in Umlauf versetzt und werden die Lamellen ringe zwischen die Räder eingeschoben, so greift die Verzahnung .der konischen Räder fortlaufend in die Lamellen ein und 'bildet so in dem Lamellenring selbsttätig eine Art Verzahnung, die der jeweiligen Zahnteilung an den verschiedenen Stellen der konischen Räder entspricht. Beide konischen Zahnräder können in festem Abstand voneinander auf einer verschiebbaren Haltevorrichtung an gebracht sein.
Man hat es so in der Hand, nach Belieben den grösseren oder den kleine ren Umfang der konischen Räder mit der La mellenreihe in Eingriff zu bringen. Ver schiebt man beispielsweise das konische Räderpaar in der , Richtung des Pfeils y (Fig. 15), so wird die Lamellenreihe und damit auch die Achse, auf der .der Lamellen ring befestigt ist, mit grösserer Geschwindig keit umlaufen.
Verschiebt man das konische Räderpaar in Richtung des Pfeils x, so wird die Umlaufsgeschwindigkeit des Lamellen- ringes verkleinert. Durch stufenloses Ver- -.hieben des Räderpaares kann auch die dlbersetzung des Getriebes stufenlos geregelt werden.
Um auch bei einem solchen Getriebe eine Leerlaufstellung nach Art der gebräuch lichen Zahnradgetriebe zu ermöglichen, kann die Verzahnung des konischen Räderpaares zweckmässig an dem kleineren Konusende abgesetzt sein. Beim Verschiebendes Räder paares oder der Lamellenreihe in die be treffende Endstellung werden dadurch die Lamellen ausser Eingriff gesetzt, so dass keine Bewegung übertragen wird.
Die Ringe 1, 2 können auch durch end lose Bänder 12, 13 (Fig. 16) ersetzt sein, zwischen denen die Lamellen sich befinden. Dieses endlose Lamellenband wird über Rol len 14 und 15, die sich auf Achsen 16, 17 be finden, geführt und wird gemäss' der Zeich nung an der untern freien Strecke zwischen den Führungsrollen 14, 15 mit einem ko nischen Räderpaar 4, 5 in der gleichen Weise wie oben beschrieben in Eingriff gebracht.
Bei Werkzeugmaschinen oder dergleichen, wo eine Zahnstange zum Übertragen einer Bewegung benutzt wird, kann diese Zahn stange in ähnlicher Weise wie der Lamellen ring aus einer grossen Anzahl feiner Lamellen aufgebaut sein. Das Übertragen einer Be wegung auf diese Lamellenstange erfolgt in der gleichen Weise wie oben beschrieben durch ein konisches Zahnräderpaar. Dabei wird in der Lamellenstange in demselben Masse, als sie zwischen den konischen Zahn rädern hindurchtritt, eine diesen Rädern ent sprechende Verzahnung selbsttätig gebildet.
Um verhältnismässig hohe Lamellen ver wenden und so die zu übertragende Kraft steigern zu können, ohne dass dabei die La mellen des kreisförmigen Lamellenkranzes schräg auf den Rücken des eben erst in Ein griff kommenden Zahnes treffen, kann man Lamellen anordnen, die an ihren Ecken 18., 79 (Fig. 3) ausgeschnitten sind. Diese La mellen werden zwischen den Ringen 1, 2 so angeordnet, dass die Ausschnitte 18, 19 ab wechselnd einmal nach unten und einmal nach oben zu liegen kommen (Fig. 4). Die gleiche Wirkung kann man auch dadurch er zielen, dass an Stelle einer hohen Lamelle zwischen den beiden Ringen 1, 2 beispiels weise drei niedere übereinander angeordnet werden, die voneinander durch Zwischen ringe 20 (Fig. 1) getrennt sind.
Verwendet man an Stelle der Lamellen Nadeln oder Stäbchen von beispielsweise run dem (vergleiche Fig. 2, 5 und 6) oder qua dratischem Querschnitt, so wird gleichfalls ein Überschneiden des Zahnrückens vermie den.
Um ein Verschieben der Lamellen senk recht zu ihrer Längsrichtung, also bei kreis förmigen Lamellenkränzen in kreisbogen förmiger Linie, zu vermeiden, können in ge wissen Abständen zwischen die gewöhnlichen Lamellen höhere Lamellen 3' (Fig. 19) ein geschaltet werden, die sich mit ihren Rändern 41, 41' gegen entsprechende Schultern in den Ringen 1, 2 anlegen.
Für manche Verwendungsgebiete kann es erwünscht sein, eine Bewegung von dem an getriebenen Lamellenring auf einen andern Lamellenring zu übertragen. In diesem Falle können die Lamellenringe eine Aussen verzahnung tragen und entweder über eine Kette 21 (Fig. 13) oder unmittelbar mit ihrer Aussenverzahnung 22, 23 (Fig. 14) miteinander in Eingriff stehen.
In Fig. 17, 18 ist eine beispielsweise Aus führungsform eines Motorradgetriebes gemäss vorliegender Erfindung veranschaulicht. Von einer Kupplung 25 wird die Kraft des Motors über eine Welle 24 auf zwei konische Zahn räder 26, 28 übertragen. Diese beiden Zahn räder stehen durch gewöhnliche Kegelrad verzahnungen<B>27</B> miteinander zwangsläufig in Eingriff. Das Zahnrad 28 ist rechtwinklig zu dem Zahnrad 26 auf einer Welle 29 im Getriebsgehäuse 30 gelagert.
Diese beiden Zahnräder tragen ausser der genannten Ver zahnungen 27 zwei weitere wellenförmige Zahnkränze 31, 32. Zwischen diesen beiden Zahnkränzen befindet sieh ein Lamellenring 1, 2, 3 gemäss obenstehender Beschreibung. Der Aussenring 1 des Lamellenringes ist in einem Ring 33 mit Rollen oder dergleichen gelagert. Dieser Ring 33 und damit auch der Lamellenring 1, 2, 3 können zwischen den Zahnkränzen 31, 32 in Richtung des Doppel- pfeils r von aussen durch die Einstellvorrich tung 38, 39 verschoben werden.
Die Lamellen zwischen den Ringen 1, 2 sind in einzelnen Gruppen von gewöhnlichen Lamellen 3 und erhöhten Lamellen angeordnet, die sich gegen entsprechende Schultern 40 (Fig. 18) des Innenringes 2 anlegen. Dem Zahnräderpaar 26, 28 schräg gegenüber befindet sich ein weiteres Zahnräderpaar 34, 35. Auch diese Zahnräder stehen mit einer gewöhnlichen Verzahnung dauernd in Eingriff miteinan der. Ihren Antrieb erhalten sie über den Lamellenring, der in eine wellenförmige Ver zahnung dieser Räder eingreift. Das Zahnrad 34 steht mit einem Ritzel 42 an der Aussen seite des Getriebegehäuses in Verbindung. Von hier aus wird die Kraft in bekannter Weise mit einer Kette auf das Hinterrad des Motorrades übertragen.
Um die Geschwindigkeit zu verändern, wird der Lamellenring 1, 2, 8, dessen Halte- ring 33 im obern und untern Teil des Ge triebes vermittelst der Führungsteile 36, 36'. 37, 3<B>7</B> gleitet, verschoben. Dadurch wird be wirkt, dass die Lamellen nach Belieben einer seits mit dem kleineren Umfang der wellen förmigen Zahnkränze 31, 32 und anderseits mit dem grösseren Umfang der entsprechen den Zahnkränze der Räder 34, 35 in Eingriff stehen und umgekehrt. Im ersten Falle wird das Ritzel 42 mit geringer Geschwindigkeit umlaufen und im zweiten mit höherer.
Es kann also hier zwischen den beiden Grenz fällen eine völlig stufenlose Regelung der zu übertragenden. Kraft bezw. Geschwindigkeit in einfacher Weise stattfinden.
Um bei einer hochtourigen Antriebs maschine eine bestimmte Mindestuntersetzung zu erzielen, ist es ohne weiteres möglich, das antreibende, konische Zahnräderpaar 26, 28 kleiner zu halten als die angetriebenen Zahnräder 34, 35.
Bei Automobilgetrieben wird man nicht wie gewöhnlich bei Motorradgetrieben über einandergeschobene Hauptwellen, sondern eine durchgehende geteilte Welle anordnen. Mit Hilfe einer auf dieser Welle in Nuten verschiebbaren Muffe kann man das antrei bende Kegelrad des Lamellenringes über Klauen mit der Welle verbinden, oder es kann. in einer andern Stellung der Muffe ein Umkehrkegelrad mit der Verzahnung des einen, antreibenden Kegelrades des Lamellen ringes in Eingriff gebracht werden, wodurch ein Rückwärtsgang der angetriebenen Welle bewirkt wird.
Durch eine Zwischenstellung der Muffe ist es möglich, das angetriebene Kegelradpaar völlig von der antreibenden Welle zu trennen und auf diese Weise einen Leerlauf zu erzielen. Schliesslich könnten auch in einer dritten Stellung der Muffe die beiden Enden der antreibenden und der an getriebenen Welle unmittelbar miteinander durch Klauen verbunden werden. Diese Stel lung entspricht dann dem direkten Eingriff der gebräuchlichen Zahnradgetriebe, der La mellenring, sowie die Kegelräder laufen dabei leer mit.