Stufenlos regelbares Getriebe Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares Getriebe, bei welchem mindestens ein eine sphärische Reibfläche aufweisender, drehbar gelagerter Reibkör per zwei zueinander koaxiale Reibräder kinematisch miteinander kuppelt und derart verschwenkbar ist, dass durch seine Versehwenkung die Übersetzung zwischen den Reibrädern geändert wird.
Das Getriebe nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Ein- oder Ausgangswelle des Getriebes mit einem Zentral rad fest verbunden ist, das mit mindestens einem Planetenrad in Eingriff steht, welches unmittelbar oder mittelbar an einem der beiden Reibräder dreh bar gelagert ist, welches Reibrad mit der Aus- oder Eingangswelle fest verbunden ist, während das andere Reibrad mit einem andern Zentralrad fest verbunden ist, welches ebenfalls mit dem Planetenrad im Eingriff steht.
Hierdurch wird erreicht, dass nur ein Teil der durch das Getriebe übertragenen Leistung durch die Reibräder und den oder die Reibkörper übertragen werden muss, während bei den bisher bekannten Ge trieben der eingangs erwähnten Art die ganze Lei stung über die Reibelemente übertragen wird. Infolge dessen ist es möglich, das ganze Getriebe viel kleiner und leichter zu bauen als die vorbekannten Getriebe.
In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dar gestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Getriebe, Fig. 2 einen Teilschnitt durch dasselbe gemäss der Linie II-II von Fig. 1, Fig. 3 den obern Teil des Schnittes nach Fig. 1 bei aus seiner Mittellage verschwenktem Reibkörper, Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein anderes Aus führungsbeispiel.
Das Getriebe nach Fig. 1 bis 3 weist eine Ein gangswelle 1 auf, mit welcher ein Stirnzahnrad 2 fest verbunden ist. Dieses Zahnrad 2 bildet ein inneres Zentralrad bzw. Sonnenrad, das mit zwei ebenfalls als Stirnzahnräder ausgebildeten Planetenrädern 3 im Eingriff steht, mittels Zapfen 4 unmittelbar an einem Reibrad 5 drehbar gelagert sind. Dieses Reibrad 5 ist mit einer hohlen Ausgangswelle 6 fest verbunden. Ein anderes Reibrad 7 ist auf der Welle 1 drehbar ge lagert und mit einem andern Stirnzahnrad 8 fest ver bunden, das innen mit Zähnen versehen ist und ein äusseres Zentralrad bildet, das mit den Planetenrädern 3 im Eingriff steht. Die Welle 1 ist in der hohlen Welle 6 mittels eines Rollenlagers 9 gelagert.
Des gleichen ist ein Rollenlager 10 zwischen der Welle 1 und dem Reibrad 7 vorgesehen. Eine Halbkugel 11 ist mit einer Achse 12 fest verbunden, die in einem Lager 13 drehbar ist. Eine zwischen dem Lager 13 und der Halbkugel 11 auf der Achse 12 angeordnete Feder 14 drückt die Halb kugel 11 gegen die Reibräder 7 und 5, so dass ihre sphärische Reibfläche 15 die konischen Reibflächen 16 und 17 der Reibräder 7 bzw. 5 berührt.
Das Lager 13 ist an einer gekröpften Achse 18 angebracht, die in zwei Lagern 19 schwenkbar ge lagert ist, wobei die Verschwenkungsachse durch den Mittelpunkt der sphärischen Reibfläche 15 geht. Die Lager 19 sind fest an dem im übrigen nicht darge stellten Getriebegehäuse angebracht.
Ein Hebel 20 dient zur Verschwenkung der ge kröpften Achse 18 und damit auch der Drehachse 12 der Halbkugel 11. Durch die als Reibkörper die nende Halbkugel 11 werden die beiden koaxialen Reibräder 5 und 7 kinematisch miteinander gekuppelt. In der in Fig. 1 dargestellten Mittellage der Halb kugel 11 ist der Radius r1 des Kreises, längs welchem die Reibfläche 15 der Halbkugel die Reibfläche 16 des Reibrades 7 berührt, gleich gross wie der Radius r2 des Kreises, längs welchem die Reibfläche 15 der Halbkugel 11 die Reibfläche 17 des Reibrades 5 be rührt, indem diese beiden Kreise zusammenfallen. Die beiden Reibräder drehen sich daher gegenläufig mit gleichen Geschwindigkeiten.
In der in Fig.3 gezeigten Verschwenkungslage der Halbkugel 11 ist dagegen der Radius r1 grösser als der Radius r2; infolgedessen ist die Geschwindigkeit des Reibrades 7 grösser als diejenige des Reibrades 5. Durch Verschwenken der Halbkugel im umgekehrten Sinne wird r1 kleiner als r2 und damit die Geschwin digkeit des Reibrades 7 kleiner als diejenige des Reib rades 5. Wenn die Halbkugel aus der Mittellage in die Lage nach Fig. 3 verschwenkt wird, so wird die Ge schwindigkeit der Ausgangswelle 6 kleiner, im um gekehrten Falle dagegen grösser.
Man kann somit durch Verschwenken des Hebels 20 die Geschwindig keit der Ausgangswelle 6 stufenlos regulieren.
Dabei wird immer nur ein Teil der Leistung durch die Reibräder 5, 7 und den Reibkörper 11 übertragen, während der andere Teil unmittelbar von dem Zahn rad 2 über die Planetenräder 3 und die Zapfen 4 auf das Reibrad 5 und damit auf die Ausgangswelle 6 übertragen wird. Bei der betrachteten Arbeitsweise wirkt das Getriebe als Untersetzungsgetriebe. Man könnte aber selbstverständlich auch die Welle 1 als Ausgangswelle verwenden, in welchem Falle das Ge triebe die Tourenzahl erhöhen würde.
Statt nur einen Reibkörper 11 zu verwenden, könnte man auch mehrere Reibkörper gleicher Art längs des Umfanges der Reibräder 5 und 7 in gleich mässigen Abständen anordnen. Die Anordnung mit einem einzigen Reibkörper wird aber im allgemeinen vorgezogen, da es beim Anbringen mehrerer Reib körper schwierig ist, kleine Differenzen in den wirk samen Radien r1 und r2 dieser Körper zu vermeiden, welche Differenzen zu unerwünschten Reibungen füh ren. Ausserdem genügt im allgemeinen ein einziger Reibkörper vollauf, um die relativ geringe Leistungs übertragung zwischen den Reibrädern 5 und 7 zu ge währleisten.
Es ist selbstverständlich gleichgültig, ob die Achse 12 fest mit der Halbkugel 11 verbunden und im Lager 13 gelagert ist, oder ob die Achse 12 mit der gekröpften Achse 18 fest verbunden und in einem an der Halbkugel angebrachten Lager gelagert ist.
Desgleichen ist es gleichgültig, ob die Zapfen 4 mit den Planetenrädern 3 oder mit dem Reibrad 5 fest verbunden sind. Im allgemeinen wird es zweckmässig sein, auch für die Lagerung der Halbkugel und der Planetenräder Wälzlager, z. B. Kugellager, vorzu sehen.
Um den Hebel 20 in seiner Einstellage zu halten, sind bekannte, nicht dargestellte Feststellmittel vorge sehen.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die dem ersten Ausführungsbeispiel äquivalenten Teile mit denselben Überweisungszeichen versehen wie in den Fig. 1 bis 3. Die Zentralräder 2 und 8 und die Planetenräder 3 sind im Falle von Fig.4 nicht Stirnräder, sondern Kegelräder. Die Planetenräder 3 sind nicht unmittel bar, sondern über einen Steg 4' und die hohle Aus gangswelle 6 an dem Reibrad 5 gelagert. Ferner ist das Zentralrad 8 nicht unmittelbar mit dem Reibrad 7 verbunden, sondern über eine Welle 21, die in der Hohlwelle 6 mittels eines als Rollenlager ausgebildeten Wälzlagers 22 gelagert ist. Auf der Aus gangswelle 6 sitzt eine Riemenscheibe 23, von welcher die Ausgangsleistung abgenommen wird.
Diese Aus führungsform ist weniger kompakt als diejenige nach Fig. 1 bis 3, welch letztere daher im allgemeinen bevorzugt wird. In der Funktionsweise besteht zwi schen beiden Ausführungsformen kein Unterschied.
Der Reibkörper muss selbstverständlich nicht als Halbkugel ausgebildet sein, indem die sphärische Rei bungsfläche 15 auch einem kleineren Teil als einer Halbkugeloberfläche entsprechen kann. Ferner müs sen die Reibflächen 16 und 17 der Reibräder 7 und 5 nicht unbedingt konisch sein.
Infinitely variable transmission The invention relates to an infinitely variable transmission in which at least one rotatably mounted friction body having a spherical friction surface is kinematically coupled to one another by two friction wheels coaxial to one another and can be pivoted in such a way that the translation between the friction wheels is changed by its misalignment.
The transmission according to the invention is characterized in that the input or output shaft of the transmission is firmly connected to a central wheel which is in engagement with at least one planetary gear, which is directly or indirectly rotatably mounted on one of the two friction wheels, which Friction wheel is firmly connected to the output or input shaft, while the other friction wheel is firmly connected to another central gear, which is also in engagement with the planetary gear.
This ensures that only part of the power transmitted through the transmission has to be transmitted through the friction wheels and the friction body (s), while in the previously known Ge drives of the type mentioned, all the power is transmitted via the friction elements. As a result, it is possible to build the entire transmission much smaller and lighter than the previously known transmission.
In the accompanying drawings, execution examples of the subject invention are shown schematically.
1 shows a longitudinal section through a transmission, FIG. 2 shows a partial section through the same according to line II-II of FIG. 1, FIG. 3 shows the upper part of the section according to FIG. 1 with the friction body pivoted from its central position, FIG 4 shows a longitudinal section through another exemplary embodiment.
The transmission according to FIGS. 1 to 3 has an input shaft 1 with which a spur gear 2 is firmly connected. This gear 2 forms an inner central gear or sun gear, which meshes with two planet gears 3, which are also designed as spur gears and are rotatably mounted directly on a friction wheel 5 by means of pins 4. This friction wheel 5 is firmly connected to a hollow output shaft 6. Another friction wheel 7 is rotatably superimposed on the shaft 1 and fixed ver with another spur gear 8 which is provided with teeth on the inside and forms an outer central gear which is in engagement with the planet gears 3. The shaft 1 is supported in the hollow shaft 6 by means of a roller bearing 9.
A roller bearing 10 is also provided between the shaft 1 and the friction wheel 7. A hemisphere 11 is firmly connected to an axis 12 which can be rotated in a bearing 13. A spring 14 arranged between the bearing 13 and the hemisphere 11 on the axis 12 presses the hemisphere 11 against the friction wheels 7 and 5, so that its spherical friction surface 15 contacts the conical friction surfaces 16 and 17 of the friction wheels 7 and 5, respectively.
The bearing 13 is attached to a cranked shaft 18 which is pivotably mounted in two bearings 19, the pivot axis going through the center of the spherical friction surface 15. The bearings 19 are fixedly attached to the gear housing, which is not shown in the rest of the illustration.
A lever 20 is used to pivot the cranked axis 18 and thus also the axis of rotation 12 of the hemisphere 11. The two coaxial friction wheels 5 and 7 are kinematically coupled to one another by the hemisphere 11 as the friction body. In the central position of the hemisphere 11 shown in Fig. 1, the radius r1 of the circle along which the friction surface 15 of the hemisphere touches the friction surface 16 of the friction wheel 7 is the same as the radius r2 of the circle along which the friction surface 15 of the hemisphere 11, the friction surface 17 of the friction wheel 5 be touched by these two circles coincide. The two friction wheels therefore rotate in opposite directions at the same speeds.
In the pivoted position of the hemisphere 11 shown in Figure 3, however, the radius r1 is greater than the radius r2; As a result, the speed of the friction wheel 7 is greater than that of the friction wheel 5. By pivoting the hemisphere in the opposite direction, r1 is less than r2 and thus the speed of the friction wheel 7 is less than that of the friction wheel 5. If the hemisphere from the central position in the Position according to Fig. 3 is pivoted, the Ge speed of the output shaft 6 is smaller, in the opposite case, however, greater.
You can thus regulate the speed of the output shaft 6 continuously by pivoting the lever 20.
Only part of the power is transmitted through the friction wheels 5, 7 and the friction body 11, while the other part is transmitted directly from the toothed wheel 2 via the planetary gears 3 and the pin 4 to the friction wheel 5 and thus to the output shaft 6 . In the mode of operation considered, the gear acts as a reduction gear. But you could of course also use the shaft 1 as the output shaft, in which case the gear would increase the number of revolutions.
Instead of using only one friction body 11, one could also arrange several friction bodies of the same type along the circumference of the friction wheels 5 and 7 at regular intervals. The arrangement with a single friction body is generally preferred, since it is difficult when attaching several friction bodies to avoid small differences in the effective radii r1 and r2 of these bodies, which differences lead to undesirable friction. In addition, one is generally sufficient only friction body fully to ensure the relatively low power transmission between the friction wheels 5 and 7 to ge.
It is of course irrelevant whether the axle 12 is firmly connected to the hemisphere 11 and mounted in the bearing 13, or whether the axle 12 is permanently connected to the cranked axle 18 and mounted in a bearing attached to the hemisphere.
Likewise, it does not matter whether the pins 4 are firmly connected to the planetary gears 3 or to the friction wheel 5. In general, it will be useful to also use roller bearings for the storage of the hemisphere and the planetary gears, e.g. B. ball bearings to be seen.
In order to keep the lever 20 in its setting position, known locking means, not shown, are provided.
In the embodiment according to FIG. 4, the parts equivalent to the first embodiment are provided with the same reference symbols as in FIGS. 1 to 3. The central gears 2 and 8 and the planet gears 3 in the case of FIG. 4 are not spur gears but bevel gears. The planet gears 3 are not immediately bar, but rather via a web 4 'and the hollow output shaft 6 from the friction wheel 5 mounted. Furthermore, the central wheel 8 is not directly connected to the friction wheel 7, but rather via a shaft 21 which is mounted in the hollow shaft 6 by means of a roller bearing 22 designed as a roller bearing. On the off output shaft 6 sits a pulley 23, from which the output power is removed.
This imple mentation form is less compact than that of FIGS. 1 to 3, which latter is therefore generally preferred. There is no difference in functionality between the two embodiments.
Of course, the friction body does not have to be designed as a hemisphere, in that the spherical friction surface 15 can also correspond to a smaller part than a hemisphere surface. Furthermore, the friction surfaces 16 and 17 of the friction wheels 7 and 5 do not necessarily have to be conical.