CH399855A - Infinitely variable speed change gear - Google Patents

Infinitely variable speed change gear

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CH399855A
CH399855A CH1184761A CH1184761A CH399855A CH 399855 A CH399855 A CH 399855A CH 1184761 A CH1184761 A CH 1184761A CH 1184761 A CH1184761 A CH 1184761A CH 399855 A CH399855 A CH 399855A
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CH
Switzerland
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balls
ball
small
small circle
bevel gear
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Application number
CH1184761A
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German (de)
Inventor
Kashihara Manabu
Original Assignee
Kashihara Manabu
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H15/28Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a spherical friction surface centered on its axis of revolution with external friction surface

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  

  Stufenlos regelbares     Geschwindigkeitswechselgetriebe       Die Erfindung     betrifft    ein stufenlos regelbares  Geschwindigkeitswechselgetriebe. Bisher sind stu  fenlos regelbare Geschwindigkeitswechselgetriebe mit  einem Paar Kegelrädern, die mit einem Punkt einer  Kugel aus einem Satz Kugeln in Berührung stehen,  und mit einem Betätigungsmittel zum     Ändern    der  Neigung der Kugeldrehachsen bekannt. Sie weisen  ausgezeichnete Eigenschaften in bezug auf die Än  derung der     Abtriebswellengeschwindigkeit    innerhalb  eines grossen Bereichs auf, haben jedoch nicht nur  den Nachteil konstruktionstechnischer Schwierigkei  ten in der Lagerung der Kugel, sondern auch den  eines ungünstigen Druckkontaktes zwischen den Ku  geln und den Kegelrädern.

   Bei den bisher bekannten,  stufenlos regelbaren     Geschwindigkeitswechselgetrie-          ben    ist die zu übertragende Kraft unvermeidlicher  weise auf einen verhältnismässig kleinen Bereich be  schränkt.  



  Ein Ziel der Erfindung besteht darin, die vor  stehend genannten Schwierigkeiten zu überwinden  und ein stufenlos regelbares Geschwindigkeitswech  selgetriebe mit günstigen     Druckkontaktbedingungen     zu schaffen, das eine verhältnismässig grosse Kraft  übertragen kann.  



  Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin,  ein stufenlos regelbares Geschwindigkeitswechselge  triebe von relativ einfacher Konstruktion und langer  Lebensdauer zu schaffen, das sich mit verhältnis  mässig niedrigen Fertigungskosten herstellen lässt.  



  Ein stufenlos regelbares Geschwindigkeitswech  selgetriebe nach der Erfindung besitzt ein Räderpaar,  eine oder mehrere, die Räder jeweils in einem Punkt  berührende Kugeln, einen oder mehrere Sätze auf  einem kleinen Kreis auf der kugelförmigen Ober  fläche jeder grossen Kugel laufender kleiner     Kugeln,     Mittel zum Anordnen und Halten des Satzes kleiner  Kugeln auf dem kleinen Kreis, und eine Betätigungs-         vorrichtung    zum     Ändern    der Stellung der     Mittel    in  bezug auf die Räder, wobei jede grosse Kugel wäh  rend der Kraftübertragung um eine durch den Mittel  punkt des kleinen Kreises und durch ihren eigenen  Mittelpunkt gehende Achse läuft,

   und die Wirkungs  radien der grossen Kugel gegenüber den Rädern  durch die     Betätigungsvorrichtung    veränderbar sind.  



  Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Be  schreibung. In der Zeichnung sind einige Ausfüh  rungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt,  und zwar zeigen:       Fig.    1 einen Längsschnitt durch ein stufenlos  regelbares Geschwindigkeitswechselgetriebe nach der       Erfindung,          Fig.2    ebenfalls einen Längsschnitt durch das  stufenlos regelbare Geschwindigkeitswechselgetriebe  nach     Fig.    1, wobei jedoch das Getriebe in der Stel  lung gezeigt ist, die einem     übersetzungsverhältnis    1  entspricht,       Fig.    3 einen Querschnitt nach Linie     III-III    in       Fig.    2,

         Fig.    4 die     Druckkontaktverhältnisse    des stufenlos  regelbaren Geschwindigkeitswechselgetriebes nach  der Erfindung,     verglichen    mit einem herkömmlichen  Getriebe,       Fig.5    einen Längsschnitt durch ein stufenlos  regelbares Geschwindigkeitswechselgetriebe nach der       Erfindung,    das mit Ausnahme seiner     Tandemkon-          struktion        ähnlich    wie das     in        Fig.    1 gezeigte Getriebe  konstruiert ist,

   und       Fig.6    einen Längsschnitt durch ein weiteres  stufenlos regelbares Geschwindigkeitswechselgetriebe  nach der Erfindung, wobei die Umdrehung der  grossen Kugeln auf die     Abtriebswelle    übertragen wird.  



  In     Fig.    1 ist der Kasten des     Geschwindigkeits-          wechselgetriebes    mit 1, die Antriebswelle mit 2 und  die     Abtriebswelle    mit 3 bezeichnet.      Die Antriebswelle 2 ist in Lagern 5, 5' in einem  auf dem Kasten 1 vorgesehenen Gehäuse 4 und die       Abtriebswelle    3 in Lagern 7, 7' in einem auf dem  Kasten 1 angeordneten Gehäuse 6 drehbar gelagert.

    Auf der Antriebswelle 2 ist ein Bund 9 angeordnet,  und auf ihr Ende ist mittels eines Federkeils 11  ein Kegelrad 10     aufgekeilt.    Der Bund 9 auf der  Antriebswelle 2     liegt    der     Seitenfläche    des inneren  Laufringes des Lagers 5' gegenüber, und zwischen  dem Bund 9 und dem Kegelrad 10 ist eine Feder  12 zum Erzeugen von     Eingriffsdrücken    zwischen den  Kegelrädern 10 und mehreren grossen Kugeln 13 an  geordnet. Die     Abtriebsseite    ist ähnlich gebaut und  weist einen Bund 14, ein Kegelrad 15, einen Feder  keil 16 und eine Feder 17 auf, um Eingriffsdrücke  zwischen dem Kegelrad 15 und den grossen Kugeln  13 herzustellen.  



  Jede grosse Kugel greift an einem kleinen Kreis  auf ihrer kugelförmigen     Oberfläche    einen Satz kleiner  Kugeln 18 an und dreht sich während der Kraftüber  tragung um eine axiale Linie     X-X,    die durch ihren  eigenen Mittelpunkt 0 und den Mittelpunkt 0' des  kleinen Kreises hindurchgeht. Jeder Satz kleiner Ku  geln 18 für jede grosse Kugel 13 wird auf einer  Laufbahn gehalten, die auf dem konkaven Teil 21  eines in eine Zahnstange 19 eingreifenden Segment  zahnrades 20 angeordnet ist. Jede Zahnstange 19  für jedes Zahnsegment 20 greift in eine an dem  gemeinsamen Ring 24 vorgesehene     Axialnut    ein, an  der sie auch befestigt ist.

   Alle Zahnsegmente 20  werden gleichzeitig bewegt, um dieselbe Phasenlage       einzunhemen,    und zwar durch einen Bedienungsgriff  22, der an dem     Ring    24 befestigt ist und einen in  dem Kasten 1 vorgesehenen Schlitz 23 durchsetzt.  



  In dem vorstehend erläuterten, stufenlos regel  baren     Geschwindigkeitwechselgetriebe    erfolgt die  Kraftübertragung durch die Antriebswelle 2, das  Kegelrad 10, die grossen Kugeln 13, das     Kegelrad    15  und die     Abtriebswelle    3. Die Erzeugung der Ein  griffsdrücke zwischen den grossen Kugeln 13 und  den kleinen Kugeln 18 erfolgt durch das Zusammen  wirken der Reaktionskraft     zwischen    dem Kegelrad 10  und den grossen Kugeln 13 und einer Reaktionskraft       zwischen    dem Kegelrad 15 und den grossen Ku  geln 13.    Während der Kraftübertragung dreht sich jede  grosse Kugel um die Achse X-X.

   Und wenn der  Wirkungsradius der Umdrehung des Kegelrades 10  gleich dem Wirkungsradius der Umdrehung des  so Kegelrades 15 ist, dann ergibt sich eine Dreh  geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Kegelrädern  10, 15 proportional zu     R,-R2.    R, und R2 sind die  Entfernungen von der Achse X -X zum Druckpunkt  des     Kegelrades    10 bzw. 15.  



       5s    In dem in     Fig.    1 gezeigten Zustand wird die  Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle 2 zu der Ab  triebswelle 3 verringert, und bei dem in     Fig.    2 darge  stellten Zustand dreht sich die     Abtriebswelle    3 mit  der gleichen Geschwindigkeit wie die Antriebswelle 2.    Das stufenlos regelbare Geschwindigkeitswechselge  triebe steigert die Geschwindigkeit der     Abtriebswelle     3 durch Verstellen des Griffes 22 aus seiner in     Fig.    2  veranschaulichten Stellung nach rechts und verringert  die Geschwindigkeit der     Abtriebswelle    3 durch Ver  stellen des Griffes 22 aus seiner in     Fig.    2 gezeigten  Stellung nach links.  



  Ein Merkmal des oben beschriebenen, stufenlos  regelbaren Geschwindigkeitswechselgetriebes besteht  darin, dass die grossen Kugeln 13 keine Welle haben,  sowie in einer ziemlich einfachen Ausbildung des  Lagermechanismus. Ein anderes Merkmal des stufen  los regelbaren Geschwindigkeitswechselgetriebes be  steht darin, dass die     Druckkontaktverhältnisse    zwi  schen den grossen Kugeln 13 und den Kegelrädern  10, 15 günstig sind.

   Wenn zwei Kegelmäntel     Cl     und C2 entsprechend     Fig.4a    und 4b angenommen  werden, die Stellen von     Hertzschen    Druckkontakt  bereichen enthalten, dann ergibt sich folgendes       Schlupfverhältnis    s:  
EMI0002.0032     
    Hierbei ist:     r1    der auf dem Kegelmantel     C1     gegebene Wirkungsradius  r,     ",a,    der     Höchstwert    von     r1     r, ",i" der     Mindestwert    von     r1     r2 der auf dem Kegelmantel C2  gegebene Wirkungsradius  r2 der Höchstwert von r2  <B>r2</B>     nlin    der Mindestwert von r2.

    



  Der maximale     Schlupfbetrag    im     Hertzschen          Druckkontaktbereich    wird mit einem Wert propor  tional zu dem oben erwähnten angegeben.  



  Soviel bekannt ist, nehmen die herkömmlichen  stufenlos regelbaren Geschwindigkeitswechselgetriebe  dieser Art eine Form an, wie sie in     Fig.4b    und       Fig.4b'    gezeigt ist, und es ergibt sich folgendes       Schlupfverhältnis    s:  
EMI0002.0047     
    In diesem Fall treibt ein Punkt mit einer Höchst  geschwindigkeit einen Punkt mit einer Mindest  geschwindigkeit, und umgekehrt. Das     Schlupfverhält-          nis    nimmt dann im Vergleich zu dem Wert bei  einem stufenlos regelbaren Geschwindigkeitswechsel  getriebe nach der Erfindung, bei dem ein Punkt mit  einer Höchstgeschwindigkeit einen Punkt mit einer  Höchstgeschwindigkeit treibt, und umgekehrt, einen  sehr hohen Wert an.

   Das bedeutet, dass das Ge  schwindigkeitswechselgetriebe nach der Erfindung  durch Steigern der Berührungsdrücke in kleiner  Grösse hergestellt werden kann oder dass es durch  Verbessern der     Berührungsdruckverhältnisse    sehr  haltbar gebaut werden kann. Weiterhin verschiebt  sich, da die grossen Kugeln 13 in dem erfindungs  gemässen Geschwindigkeitswechselgetriebe nicht auf      irgendeiner Welle gelagert sind, die Kreisbahn der       Berührungsdruckpunkte    allmählich, und ein kleiner  Kreis auf der grossen Kugel, auf den bisher kein  Berührungsdruck ausgeübt wurde, wird nunmehr in  den Berührungsdruck einbezogen. Demzufolge wer  den die grossen Kugeln nicht an einem     bestimmten     Teil abgenutzt.  



  Das Kegelrad 10 oder das Kegelrad 15 in dem  in     Fig.    1 gezeigten Geschwindigkeitswechselgetriebe  kann durch ein Scheibenrad oder eine Kugel ersetzt  werden. Weiter kann in das Geschwindigkeitswechsel  getriebe zwischen dem Kugelsatz 18 und der grossen  Kugel 13 ein Laufglied mit Mittelöffnung eingesetzt  werden.  



  Das in     Fig.    5 gezeigte, stufenlos regelbare Ge  schwindigkeitswechselgetriebe kann als eines betrach  tet werden, in dem zwei     Geschwindigkeitswechsel-          getriebeeinheiten    gemäss     Fig.    1 in Reihe geschaltet  und in einen gemeinsamen Kasten eingebaut sind.  Bei diesem Geschwindigkeitswechselgetriebe werden  zwei     Geschwindigkeitswechselgetriebesätze    durch  einen     gemeinsamen        Griff    betätigt.

   Die     Übertragung     von Kraft auf -die     Abtriebswelle    39 erfolgt in diesem  Geschwindigkeitswechselgetriebe durch ein     Kegelrad     32 auf der Antriebswelle 31, grosse     Kugeln    33,  Kegelrad 34, eine      Eingriffvorrichtung    mit in Ein  griff stehenden     Kugeln    und Nocken  35 zum Er  zeugen der Eingriffsdrücke, ein Kegelrad 36, grosse  Kugeln 37 und ein     Kegelrad    38. Die Merkmale dieses       Getriebes    sind die gleichen wie die bei dem in       Fig.    1 gezeigten Getriebe.  



  Wenn von der Voraussetzung ausgegangen     wird,     dass jede Einheit mit einem     Geschwindigkeitsregulier-          bereich    von     i/3    bis 3 gebaut ist, dann besitzt dieses  Geschwindigkeitswechselgetriebe einen grossen, von       1/3    bis 9 reichenden     Geschwindigkeitsregulierbereich.     



       Fig.    6 zeigt ein weiteres, stufenlos regelbares Ge  schwindigkeitswechselgetriebe nach der Erfindung,  welches ein     feststehendes    Kegelrad 40, ein     drehbares     Kegelrad 41 und einen drehbaren Ring 42     aufweist.       Ein Drehen des feststehenden     Kegelrades    40 wird  durch einen Stiftbolzen 43 verhindert.

   Das drehbare  Kegelrad 41 ist mittels eines Federkeils 45 auf die  Antriebswelle 44     aufgekeilt.    Das     Kegelrad    40 und  das Kegelrad 41 greifen mehrere grosse     Kugeln    46 an  und um geeignete Eingriffsdrücke zu erzeugen, sind  zwischen die untere Begrenzungsfläche der     Ausneh-          mung    48 des     Kegelrades    41 und einer auf das Ende  der Antriebswelle 44 aufgeschraubten Mutter 49  Federn 47 eingefügt.  



       Sätze    kleiner Kugeln 50 und Zahnsegmente 51  sind     ähnlich    dem in     Fig.    1 gezeigten Geschwindig  keitswechselgetriebe -vorgesehen, jedoch ist der     Ring     42, der die Zahnstange 53 hält, nicht feststehend aus  gebildet, sondern steht     axial    bewegbar über eine  Federnut 55     mit    der     Abtriebswelle    54 in     Eingriff.     Auf seiner     zylindrischen        Umfangsfläche    ist der Ring  42 mit einer Nut 56 versehen, und ein vorstehender,

    auf einer Steuerstange     mit    Schraubgewinde angeord  neter Teil 57 einer     Vorschubmutter    58 greift in diese  Nut 56 ein. Die Änderung der Geschwindigkeit er  folgt durch Drehen<B>-</B>eines an der Steuerstange 59  angebrachten     Griffes    60.  



  Bei dem vorstehend beschriebenen Geschwindig  keitswechselgetriebe erfolgt die Kraftübertragung auf  die     Abtriebswelle    54 über die Antriebswelle 44,  den Keil 45, das     Kegelrad    41, die grossen     Kugeln    46,  den Satz kleiner Kugeln 50, das Zahnsegment 51, die  Zahnstangen 53 und den drehbaren Ring 42. Der  Mechanismus der Kraftübertragung arbeitet nach  Art eines     Differentialgetriebes,    und die Umdrehung  der grossen Kugeln 46 um die     Achslinie    der Ab  triebswelle 54 wird auf diese     Abtriebswelle    54 über  tragen.

   Die     Abtriebswelle    54 des Geschwindigkeits  wechselgetriebes kann die Antriebswelle sein und  dann kann die     Antriebswelle    44 die     Abtriebswelle     sein.  



  Der äusserste Wert für die     Drehgeschwindigkeit     der     Abtriebswelle    54 ist aus folgender     Tabelle        er-          sichtlich.       Bei     Hindurchgehen    der Drehachse der Bei     Hindurchgehender    Drehachse der  grossen Kugeln 46 durch den Angriffspunkt Q grossen Kugeln 46 durch den Angriffspunkt P  zwischen dem Kegelrad 40 und     zwischen    dem Kegelrad 41 und       4s    der grossen Kugel 46 der grossen Kugel 46    Drehgeschwindigkeit 0    Praktisch     nimmt    die Drehgeschwindigkeit der  so     Abtriebswelle    nicht endlos zu,

   auch wenn die Achse       X-X    durch den Punkt P hindurchgeht. Es ist ratsam,  bei diesem Geschwindigkeitsgetriebe Mittel zum Be  grenzen des Hubs des Ringes 42 vorzusehen, um  eine Stellung zu vermeiden, bei der ein übermässig       5s    hoher Druck erzeugt wird.



  Infinitely variable speed change transmission The invention relates to an infinitely variable speed change transmission. So far, continuously variable speed change transmissions with a pair of bevel gears which are in contact with a point of a ball from a set of balls and with an actuating means for changing the inclination of the ball axes of rotation are known. They have excellent properties with regard to the change in the output shaft speed within a large range, but not only have the disadvantage of constructional difficulties in the storage of the ball, but also that of an unfavorable pressure contact between the balls and the bevel gears.

   In the case of the continuously variable speed change transmissions known up to now, the force to be transmitted is inevitably limited to a relatively small range.



  An object of the invention is to overcome the difficulties mentioned before and to create a continuously variable speed change gearbox with favorable pressure contact conditions that can transmit a relatively large force.



  Another object of the invention is to provide a continuously variable speed change gear of a relatively simple design and long life, which can be produced with relatively low manufacturing costs.



  A continuously variable speed change gear according to the invention has a pair of wheels, one or more, the wheels each touching a point balls, one or more sets on a small circle on the spherical upper surface of each large ball running small balls, means for arranging and holding of the set of small balls on the small circle, and an actuator for changing the position of the means with respect to the wheels, each large ball being transmitted about an axis passing through the center of the small circle and its own center running,

   and the radii of action of the large ball with respect to the wheels can be changed by the actuating device.



  Details can be found in the following description. In the drawing, some embodiments of the invention are shown, for example, namely: Fig. 1 shows a longitudinal section through a continuously variable speed change gear according to the invention, Fig.2 also a longitudinal section through the continuously variable speed change gear according to Fig. 1, but the transmission is shown in the position that corresponds to a transmission ratio 1, Fig. 3 is a cross section along line III-III in Fig. 2,

         4 shows the pressure contact conditions of the continuously variable speed change gear according to the invention compared with a conventional gear, FIG. 5 shows a longitudinal section through a continuously variable speed change gear according to the invention, which, with the exception of its tandem construction, is constructed similarly to the gear shown in FIG is

   and FIG. 6 shows a longitudinal section through a further continuously variable speed change gear according to the invention, the rotation of the large balls being transmitted to the output shaft.



  In FIG. 1, the box of the speed change gear is denoted by 1, the drive shaft by 2 and the output shaft by 3. The drive shaft 2 is rotatably supported in bearings 5, 5 'in a housing 4 provided on the box 1 and the output shaft 3 in bearings 7, 7' in a housing 6 arranged on the box 1.

    A collar 9 is arranged on the drive shaft 2, and a bevel gear 10 is keyed onto its end by means of a spring wedge 11. The collar 9 on the drive shaft 2 is the side surface of the inner race of the bearing 5 'opposite, and between the collar 9 and the bevel gear 10 is a spring 12 for generating engagement pressures between the bevel gears 10 and several large balls 13 on. The output side is constructed similarly and has a collar 14, a bevel gear 15, a spring wedge 16 and a spring 17 in order to produce engagement pressures between the bevel gear 15 and the large balls 13.



  Each large ball engages a set of small balls 18 on a small circle on its spherical surface and rotates during the power transmission around an axial line X-X which passes through its own center 0 and the center 0 'of the small circle. Each set of small Ku rules 18 for each large ball 13 is held on a raceway which is arranged on the concave part 21 of a gear wheel 20 engaging in a rack 19 segment. Each rack 19 for each tooth segment 20 engages in an axial groove provided on the common ring 24, to which it is also attached.

   All toothed segments 20 are moved simultaneously in order to set the same phase position, specifically by means of an operating handle 22 which is attached to the ring 24 and penetrates a slot 23 provided in the box 1.



  In the continuously variable speed change transmission explained above, the power is transmitted through the drive shaft 2, the bevel gear 10, the large balls 13, the bevel gear 15 and the output shaft 3. The generation of a grip pressure between the large balls 13 and the small balls 18 takes place through the interaction of the reaction force between the bevel gear 10 and the large balls 13 and a reaction force between the bevel gear 15 and the large Ku rules 13. During the power transmission, each large ball rotates about the axis XX.

   And if the radius of action of the revolution of the bevel gear 10 is equal to the radius of action of the revolution of the bevel gear 15, then there is a rotational speed difference between the bevel gears 10, 15 proportional to R, -R2. R, and R2 are the distances from the axis X -X to the pressure point of the bevel gear 10 and 15, respectively.



       5s In the state shown in Fig. 1, the rotational speed of the drive shaft 2 is reduced from the drive shaft 3, and in the state shown in Fig. 2 Darge the output shaft 3 rotates at the same speed as the drive shaft 2. The continuously variable speed change drive increases the speed of the output shaft 3 by adjusting the handle 22 from its position illustrated in Fig. 2 to the right and reduces the speed of the output shaft 3 by Ver provide the handle 22 from its position shown in Fig. 2 to the left.



  A feature of the continuously variable speed change transmission described above is that the large balls 13 do not have a shaft, as well as a fairly simple design of the bearing mechanism. Another feature of the continuously variable speed change transmission BE is that the pressure contact conditions between tween the large balls 13 and the bevel gears 10, 15 are favorable.

   If two cone shells Cl and C2 are assumed according to Fig. 4a and 4b, which contain areas of Hertzian pressure contact areas, then the following slip ratio s results:
EMI0002.0032
    Here: r1 is the radius of action r, ", a" given on the cone surface C1, the maximum value of r1 r, ", i" the minimum value of r1 r2 the radius of action given on the cone surface C2 r2 the maximum value of r2 <B> r2 </ B> nlin is the minimum value of r2.

    



  The maximum amount of slip in the Hertzian pressure contact area is given with a value proportional to that mentioned above.



  As far as is known, the conventional continuously variable speed change transmissions of this type take a form as shown in Figure 4b and Figure 4b ', and the following slip ratio s results:
EMI0002.0047
    In this case a point at a maximum speed drives a point at a minimum speed, and vice versa. The slip ratio then assumes a very high value in comparison to the value in the case of a continuously variable speed change gear according to the invention, in which a point with a maximum speed drives a point with a maximum speed, and vice versa.

   This means that the speed change transmission according to the invention can be made in a small size by increasing the contact pressures or that it can be made very durable by improving the contact pressure ratios. Furthermore, since the large balls 13 are not stored on any shaft in the speed change gearbox according to the invention, the circular path of the contact pressure points shifts gradually, and a small circle on the large ball, on which no contact pressure has been exerted before, is now included in the contact pressure . As a result, the large balls are not worn on a specific part.



  The bevel gear 10 or the bevel gear 15 in the speed change transmission shown in Fig. 1 can be replaced by a disk wheel or a ball. Next can be used in the speed change gear between the ball set 18 and the large ball 13, a running member with a central opening.



  The continuously variable speed change gear shown in FIG. 5 can be viewed as one in which two speed change gear units according to FIG. 1 are connected in series and installed in a common box. In this speed change gearbox, two speed change gear sets are operated by a common handle.

   The transmission of power to the output shaft 39 takes place in this speed change gear through a bevel gear 32 on the drive shaft 31, large balls 33, bevel gear 34, an engagement device with balls and cams in a handle 35 to he witness the engagement pressures, a bevel gear 36, large balls 37 and a bevel gear 38. The features of this transmission are the same as those of the transmission shown in FIG.



  If it is assumed that each unit is built with a speed regulation range of 1/3 to 3, then this speed change gearbox has a large speed regulation range from 1/3 to 9.



       Fig. 6 shows another, continuously variable Ge speed change transmission according to the invention, which has a fixed bevel gear 40, a rotatable bevel gear 41 and a rotatable ring 42. A pin bolt 43 prevents the fixed bevel gear 40 from rotating.

   The rotatable bevel gear 41 is keyed onto the drive shaft 44 by means of a spring wedge 45. The bevel gear 40 and the bevel gear 41 engage several large balls 46 and in order to generate suitable engagement pressures, springs 47 are inserted between the lower boundary surface of the recess 48 of the bevel gear 41 and a nut 49 screwed onto the end of the drive shaft 44.



       Sets of small balls 50 and toothed segments 51 are similar to the speed change gear shown in Fig. 1 -provided, but the ring 42 that holds the rack 53 is not formed from fixed, but is axially movable via a keyway 55 with the output shaft 54 in Intervention. On its cylindrical circumferential surface, the ring 42 is provided with a groove 56, and a protruding,

    on a control rod with screw thread angeord designated part 57 of a feed nut 58 engages in this groove 56 a. The speed is changed by turning a handle 60 attached to the control rod 59.



  In the speed change transmission described above, power is transmitted to the output shaft 54 via the drive shaft 44, the wedge 45, the bevel gear 41, the large balls 46, the set of small balls 50, the toothed segment 51, the racks 53 and the rotatable ring 42. The mechanism of power transmission works like a differential gear, and the rotation of the large balls 46 about the axis line of the drive shaft 54 is transferred to this output shaft 54 over.

   The output shaft 54 of the speed change transmission can be the drive shaft and then the drive shaft 44 can be the output shaft.



  The outermost value for the rotational speed of the output shaft 54 can be seen from the following table. When the axis of rotation of the large balls 46 passes through the point of application Q large balls 46 through the point of application P between the bevel gear 40 and between the bevel gear 41 and 4s of the large ball 46 of the large ball 46 rotational speed 0 Practically the rotational speed of the so Output shaft not closed endlessly,

   even if the axis X-X passes through the point P. It is advisable to provide means for limiting the stroke of the ring 42 in this speed transmission in order to avoid a position in which an excessively high pressure is generated for 5 seconds.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Stufenlos regelbares Geschwindigkeitswechseige- triebe, gekennzeichnet durch ein Paar Räder (10, 15; 32, 34, 35, 38; 40, 41), eine oder mehrere, die Räder jeweils in einem Punkt berührende, grosse Kugeln (13; 33, 37; 46), einen oder mehrere Sätze auf einem kleinen Kreis auf der kugelförmigen Ober fläche jeder grossen Kugel laufender kleiner Kugeln (18; 50), Mittel (20) zum Halten des Satzes kleiner Kugeln auf dem kleinen Kreis, und durch eine Betätigungsvorrichtung (19, 22, 24; PATENT CLAIM Infinitely variable speed change drives, characterized by a pair of wheels (10, 15; 32, 34, 35, 38; 40, 41), one or more large balls (13; 33, 37, each touching the wheels at one point) ; 46), one or more sets of small balls (18; 50) running on a small circle on the spherical surface of each large ball, means (20) for holding the set of small balls on the small circle, and by an actuator (19 , 22, 24; 42, 51, 53, 56-60) zum Verändern der Stellung der genannten Mittel (20) gegenüber den Rädern, wobei jede grosse Kugel während der Kraftübertragung um eine durch den Mittelpunkt des kleinen Kreises und durch ihren eigenen Mittelpunkt hindurchführende Achse läuft und die Wirkungsradien der grossen Kugel gegen über den Rädern durch die Betätigungsvorrichtung veränderbar sind. UNTERANSPRÜCHE 1. 42, 51, 53, 56-60) for changing the position of said means (20) in relation to the wheels, with each large ball running around an axis passing through the center of the small circle and through its own center and the radius of action the large ball can be changed by the actuating device compared to the wheels. SUBCLAIMS 1. Stufenlos regelbares Geschwindigkeitswechsel getriebe nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein Paar Kegelräder (10, 15; 40, 41), eine oder mehrere, die Kegelräder jeweils in einem Punkt be rührende grosse Kugeln (13; 46), einen oder mehrere Sätze auf einem kleinen Kreis auf der kugelförmigen Oberfläche jeder grossen Kugel laufender kleiner Kugeln (18; 50), Mittel (20) zum Halten des Satzes kleiner Kugeln auf dem kleinen Kreis, und durch eine Betätigungsvorrichtung (19, 22, 24; Infinitely variable speed change transmission according to claim, characterized by a pair of bevel gears (10, 15; 40, 41), one or more large balls (13; 46) each touching the bevel gears at one point, one or more sets on a small circle small balls (18; 50) running on the spherical surface of each large ball, means (20) for holding the set of small balls on the small circle, and by an actuator (19, 22, 24; 42, 51, 53, 56-60) zum Ändern der Stellung der genannten Mittel (20) gegenüber den Kegelrädern, wobei jede grosse Kugel während der Kraftübertragung um eine durch den Mittelpunkt des kleinen Kreises und durch ihren eigenen Mittelpunkt hindurchführende Achse läuft und die Wirkungsradien der grossen Kugel gegenüber den Rädern durch die Betätigungsvorrich tung veränderbar sind. 42, 51, 53, 56-60) for changing the position of said means (20) in relation to the bevel gears, with each large ball running around an axis passing through the center of the small circle and through its own center and the radii of action the large ball with respect to the wheels by the actuating device can be changed. 2. Stufenlos regelbares Geschwindigkeitswechsel getriebe nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch eine Antriebskugel und eine Abtriebskugel, eine oder mehrere die Antriebskugel bzw. die Abtriebskugel jeweils in einem Punkt berührende grosse Kugeln, einen oder mehrere Sätze auf einem kleinen Kreis auf der kugelförmigen Oberfläche jeder grossen Kugel laufender kleiner Kugeln, Mittel zum Halten des Satzes kleiner Kugeln auf dem kleinen Kreis, und durch eine Betätigungsvorrichtung zum Verändern der Stellung der genannten Mittel gegenüber der Antriebskugel und der Abtriebskugel, 2. Infinitely variable speed change gear according to claim, characterized by a drive ball and an output ball, one or more large balls touching the drive ball or the output ball each at a point, one or more sentences running on a small circle on the spherical surface of each large ball small balls, means for holding the set of small balls on the small circle, and by an actuator for changing the position of said means with respect to the drive ball and the output ball, wobei jede grosse Kugel während der Kraftübertragung um eine durch den Mittelpunkt des kleinen Kreises und durch ihren eigenen Mittelpunkt hindurchführende Achse läuft und die Wirkungsradien der grossen Kugel ge genüber der Antriebskugel und der Abtriebskugel durch die Betätigungsvorrichtung veränderbar sind. 3. each large ball running around an axis passing through the center of the small circle and through its own center point during the power transmission and the effective radii of the large ball ge compared to the drive ball and the driven ball can be changed by the actuating device. 3. Stufenlos regelbares Geschwindigkeitswechsel getriebe nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein Kegelrad und ein Scheibenrad, von denen das eine als Antriebsrad und das andere als Antriebsrad ein gerichtet ist, eine oder mehrere das Kegelrad und das Scheibenrad jeweils in einem Punkt berührende grosse Kugeln, einen oder mehrere Sätze auf einem kleinen Kreis auf der kugelförmigen Oberfläche jeder grossen Kugel laufender kleiner Kugeln, Mittel zum Halten des Satzes kleiner Kugeln auf dem kleinen Kreis, und durch eine Betätigungsvorrichtung zum Verändern der Stellung der genannten Mittel gegen über dem Kegelrad und dem Scheibenrad, Infinitely variable speed change gear according to claim, characterized by a bevel gear and a disc gear, one of which is directed as a drive gear and the other as a drive gear, one or more large balls each touching the bevel gear and the disc gear at a point, one or more sets small balls running on a small circle on the spherical surface of each large ball, means for holding the set of small balls on the small circle, and by an actuating device for changing the position of said means with respect to the bevel gear and the disc wheel, wobei jede grosse Kugel während der Kraftübertragung um eine durch den Mittelpunkt des kleinen Kreises und durch ihren eigenen Mittelpunkt hindurchführende Achse läuft und die Wirkungsradien der grossen Kugel gegenüber dem Kegelrad und dem Scheibenrad durch die Betätigungsvorrichtung veränderbar sind. 4. wherein each large ball runs around an axis passing through the center of the small circle and through its own center point during the power transmission, and the effective radii of the large ball with respect to the bevel gear and the disk gear can be changed by the actuating device. 4th Stufenlos regelbares Geschwindigkeitswechsel getriebe nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch mehrere in einem Kasten angeordnete und in Reihe geschaltete Einheiten, deren jede ein Räderpaar (32, 34 bzw. 36, 38), mehrere die Räder jeweils in einem Punkt berührende grosse Kugeln (33 bzw. Infinitely variable speed change gear according to patent claim, characterized by several units arranged in a box and connected in series, each of which has a pair of wheels (32, 34 or 36, 38), several large balls (33 or 37), Sätze von auf einem kleinen Kreis auf der kugelförmigen Oberfläche jeder grossen Kugel laufenden kleinen Kugeln, Mittel zum Halten des Satzes kleiner Kugeln auf dem kleinen Kreis, und eine Betätigungsvorrich tung zum Verändern der Stellung der genannten Mit tel gegenüber den Rädern besitzt, wobei jede grosse Kugel während der Kraftübertragung um eine durch den Mittelpunkt des kleinen Kreises und durch ihren eigenen Mittelpunkt hindurchführende Achse läuft und die Wirkungsradien der grossen Kugel gegen über den Rädern durch die Betätigungsvorrichtung veränderbar sind (Fig. 5). 5. 37), sets of small balls running on a small circle on the spherical surface of each large ball, means for holding the set of small balls on the small circle, and an actuator for changing the position of said means with respect to the wheels, wherein Each large ball runs around an axis passing through the center of the small circle and its own center point during the power transmission and the effective radii of the large ball with respect to the wheels can be changed by the actuating device (Fig. 5). 5. Stufenlos regelbares Geschwindigkeitswechsel getriebe nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein feststehendes Kegelrad (40) und ein drehbares Kegelrad (41), mehrere das feststehende und das drehbare Kegelrad jeweils in einem Punkt berührende grosse Kugeln (46), Sätze von auf einem kleinen Kreis auf der kugelförmigen Oberfläche jeder grossen Kugel laufenden kleinen Kugeln (50), Mittel zum Halten des Satzes kleiner Kugeln auf dem kleinen Kreis, eine Betätigungsvorrichtung (42, 51, 53, 56-60) zum Verändern der Stellung der Mittel gegen über dem feststehenden Kegelrad und dem drehbaren Kegelrad, und durch Mittel zum Abnehmen der Um drehung der grossen Kugeln um eine Achslinie des feststehenden Kegelrades, Infinitely variable speed change gear according to claim, characterized by a fixed bevel gear (40) and a rotatable bevel gear (41), several large balls (46) each touching the fixed and rotatable bevel gear at one point, sets of on a small circle on the spherical Surface of each large ball running small balls (50), means for holding the set of small balls on the small circle, an actuator (42, 51, 53, 56-60) for changing the position of the means relative to the fixed bevel gear and the rotatable Bevel gear, and by means of removing the rotation of the large balls around an axis line of the fixed bevel gear, wobei jede grosse Kugel während der Kraftübertragung um eine durch den Mittelpunkt des kleinen Kreises und durch ihren eigenen Mittelpunkt hindurchführende Achse läuft und die Wirkungsradien der grossen Kugel gegenüber dem feststehenden Kegelrad und dem drehbaren Kegelrad durch die Betätigungsvorrichtung veränder bar sind. wherein each large ball runs around an axis passing through the center of the small circle and through its own center point during the power transmission and the effective radii of the large ball with respect to the fixed bevel gear and the rotatable bevel gear can be changed by the actuating device.
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Families Citing this family (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE41892E1 (en) 1997-09-02 2010-10-26 Fallbrook Technologies Inc. Continuously variable transmission
US6551210B2 (en) 2000-10-24 2003-04-22 Motion Technologies, Llc. Continuously variable transmission
DE60238755D1 (en) 2001-04-26 2011-02-10 Fallbrook Technologies Inc STEP-FREE GEAR
US7011600B2 (en) 2003-02-28 2006-03-14 Fallbrook Technologies Inc. Continuously variable transmission
US7166052B2 (en) 2003-08-11 2007-01-23 Fallbrook Technologies Inc. Continuously variable planetary gear set
EP2487387A1 (en) 2004-10-05 2012-08-15 Fallbrook Technologies Inc. Cage for a continuously variable traction roller transmission
US7670243B2 (en) 2005-08-24 2010-03-02 Fallbrook Technologies, Inc. Continuously variable transmission
KR101641317B1 (en) 2005-10-28 2016-07-20 폴브룩 인텔렉츄얼 프로퍼티 컴퍼니 엘엘씨 Electromotive drives
ES2424652T3 (en) 2005-11-22 2013-10-07 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmission
US7959533B2 (en) 2005-12-09 2011-06-14 Fallbrook Technologies Inc. Continuously variable transmission
EP1811202A1 (en) 2005-12-30 2007-07-25 Fallbrook Technologies, Inc. A continuously variable gear transmission
US7882762B2 (en) 2006-01-30 2011-02-08 Fallbrook Technologies Inc. System for manipulating a continuously variable transmission
US7770674B2 (en) 2006-03-14 2010-08-10 Fallbrook Technologies Inc. Wheel chair
CN102278200B (en) 2006-06-26 2014-05-14 福博科知识产权有限责任公司 Continuously variable transmission
EP2089642B1 (en) 2006-11-08 2013-04-10 Fallbrook Intellectual Property Company LLC Clamping force generator
US8738255B2 (en) 2007-02-01 2014-05-27 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Systems and methods for control of transmission and/or prime mover
US20100093479A1 (en) 2007-02-12 2010-04-15 Fallbrook Technologies Inc. Continuously variable transmissions and methods therefor
JP5350274B2 (en) 2007-02-16 2013-11-27 フォールブルック インテレクチュアル プロパティー カンパニー エルエルシー Infinitely variable transmission, continuously variable transmission, method, assembly, subassembly, and components therefor
US8393989B2 (en) 2007-04-24 2013-03-12 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Electric traction drives
US8641577B2 (en) 2007-06-11 2014-02-04 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmission
CN103697120B (en) 2007-07-05 2017-04-12 福博科技术公司 Continuously variable transmission
US8996263B2 (en) 2007-11-16 2015-03-31 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Controller for variable transmission
JP5783723B2 (en) 2007-12-21 2015-09-24 フォールブルック インテレクチュアル プロパティー カンパニー エルエルシー Automatic transmission and method thereof
US8313405B2 (en) 2008-02-29 2012-11-20 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously and/or infinitely variable transmissions and methods therefor
US8317651B2 (en) 2008-05-07 2012-11-27 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Assemblies and methods for clamping force generation
CN102112778B (en) 2008-06-06 2013-10-16 福博科技术公司 Infinitely variable transmissions, continuously variable transmissions, methods, assemblies, subassemblies, and components therefor
EP3270006B1 (en) 2008-06-23 2020-12-30 Fallbrook Intellectual Property Company LLC Continuously variable transmission
CA2732668C (en) 2008-08-05 2017-11-14 Fallbrook Technologies Inc. Methods for control of transmission and prime mover
US8469856B2 (en) 2008-08-26 2013-06-25 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmission
US8167759B2 (en) 2008-10-14 2012-05-01 Fallbrook Technologies Inc. Continuously variable transmission
RU2011140072A (en) 2009-04-16 2013-05-27 Фоллбрук Текнолоджиз Инк. (Сша/Сша) STATOR ASSEMBLY AND GEAR SHIFTING MECHANISM FOR THE TRANSMISSION-FREE TRANSMISSION
US8512195B2 (en) 2010-03-03 2013-08-20 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Infinitely variable transmissions, continuously variable transmissions, methods, assemblies, subassemblies, and components therefor
US8888643B2 (en) 2010-11-10 2014-11-18 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmission
WO2012138610A1 (en) 2011-04-04 2012-10-11 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Auxiliary power unit having a continuously variable transmission
KR20140114065A (en) 2012-01-23 2014-09-25 폴브룩 인텔렉츄얼 프로퍼티 컴퍼니 엘엘씨 Infinitely variable transmissions, continuously variable transmissions, methods, assemblies, subassemblies, and components therefor
CN109018173B (en) 2013-04-19 2021-05-28 福博科知识产权有限责任公司 Continuously variable transmission
US10047861B2 (en) 2016-01-15 2018-08-14 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Systems and methods for controlling rollback in continuously variable transmissions
TW201825805A (en) 2016-03-18 2018-07-16 福柏克智慧財產有限責任公司 Stator and stator assembly for continuously variable transmission and method for controlling continuously variable transmission
US10023266B2 (en) 2016-05-11 2018-07-17 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Systems and methods for automatic configuration and automatic calibration of continuously variable transmissions and bicycles having continuously variable transmissions
US11215268B2 (en) 2018-11-06 2022-01-04 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Continuously variable transmissions, synchronous shifting, twin countershafts and methods for control of same
US11174922B2 (en) 2019-02-26 2021-11-16 Fallbrook Intellectual Property Company Llc Reversible variable drives and systems and methods for control in forward and reverse directions

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR530635A (en) * 1919-09-12 1921-12-27 Continuous and progressive gear change system also allowing reversal of the direction of travel
CH130510A (en) * 1927-11-18 1928-12-15 Jakob Arter Friction gear with balls.
GB447737A (en) * 1934-08-20 1935-03-06 Thomas James Heskett Power unit amplifier
US2469653A (en) * 1945-02-01 1949-05-10 Kopp Jean Stepless variable change-speed gear with roller bodies
FR1116854A (en) * 1953-12-04 1956-05-14 Hollandse Signaalapparaten Bv Further development of a friction drive mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
GB919430A (en) 1963-02-27
DE1217166B (en) 1966-05-18

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