Stufenloses Getriebe Die vorliegende Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe.
Für die stufenlose Kraftübertragung wunden bisher entweder Flüssigkeitsgetriebe oder Reibungsgetriebe angewendet, wobei in beiden Fällen hohe Energiever luste, sowie ein grosser Schlupf bei der übertragung grosser Drehmomente auftreten.
Verschiedene Versuche, eine stufenlose Kraftüber tragung mit Hilfe von Zahnrädern zu bewerkstelligen, sind infolge Fabrikationsschwierigkeiten, bzw. Kosten, hoher Störungsanfälligkeit und kurzer Lebensdauer der Spezial-Zahnräder erfolglos geblieben.
Es ist das. Ziel der vorliegenden Erfindung, ein vielseitig verwendbares, stufenloses Getriebe zu schaf fen, welches die oben erwähnten Nachteile bekannter, stufenloser Getriebe beseitigt.
Zu diesem Zweck besitzt das erfindungsgemäss Getriebe mindestens ein mit konvergierenden Zähnen versehenes Zahnrad, bei welchem die vom grössten Teilkreis aus gemessene Länge der Zähne derart unter schiedlich gewählt ist, dass die Zahnteilung überall am Zahnrad .innerhalb gegebener Grenzen liegt, durch ein aus einer Gedenkkette mit beweglichen Zahnsegmenten bestehendes und mit den Zahnsegmenten in dieses Zahnrad eingreifendes Transmissionselement,
durch ein zweites mit dem Transmissionselement im Eingriff stehendes Zahnrad und durch eine Verstellvorrichtung zum Verschieben des Transmissionselementes längs einer Erzeugenden .der verzahnten Fläche, wodurch das übersetzungsverhältnis veränderbar ist.
Das Getriebe kann zur Übertragung der Leistung eines Motors vorgesehen werden, wobei die Verstell vorrichtung für das Transmissionselement in Abhän gigkeit der Stellung des Gashebels einerseits und :der Motordrehzahl andererseits betätigbar sein kann, so dass sich jeweils selb.stätig ein übersetzungsverhältnis einstellt, welches dem Motor erlaubt, bei jeder Stellung des Gashebels eine vorbestimmte, optimale Drehzahl zu erreichen.
Das Getriebe kann ferner als Ausgleichsgetriebe, z. B. in einem Motorfahrzeug verwendet werden. Dies kann dadurch erreicht werden, dass jeder Radantriebs achse ein Transmissionselement zugeordnet wird, des sen entsprechende Stellung zum Antriebszahnrad in Abhängigkeit vom Widerstand des betreffenden An triebsrades gesteuert wird, um die Antriebsräder mit unterschiedlicher Drehzahl anzutreiben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeich nung erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Draufsicht einer Ausfüh rung des Erfindungsgegenstandes, Fig. 2 eine Ansicht im Teilschnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1, Fig. 3 eine vergrösserte Schnittansicht eines Teiles des Getriebes nach Fig. 2, Fig.4, 5 und 6 im Schnitt,
drei sufeinanderfol- gende Stadien des Eingriffes eines Zahnelementes aus Fig. 3 in das Zahnrad, Fig.7 eine Schnittansicht entlang -der Linie B-B .der Fig. 3, Fig. 8 eine schematische Draufsicht einer Variante der Ausführung nach Fig. 1, Fig.9 eine schematische Seitenansicht des Getrie- bes nach Fig. 8,
Fig. 10 eine schematische Draufsicht einer weiteren Ausführung mit zwei Transmissionselementen, Fig.11 eine Seitenansicht der Ausführung nach Fig. 10, Fig.12 eine Seitenansicht einer weiteren Ausfüh rung mit zwei gleichartigen Zahnrädern, Fig.13 eine Draufsicht der Ausführung nach Fig. 12, in Richtung des Pfeiles C gesehen,
Fig. 14 eine perspektivische Ansicht eines Ketten gliedes im Eingriff mit dem Zahnrad bei einer Ausfüh rung nach Fig. 12, Fig. 15 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführung des Erfindungsgegenstandes, Fig. 16 eine Draufsicht des Getriebes nach Fig. 15, Fig. 17 eine vergrösserte Schnittansicht eines Teiles des Getriebes nach Fig. 15, wobei zwei Zahnsegmente im Eingriff mit dem Kegelrad gezeigt sind, Fig. 18, 19 und 20 im Schnitt,
ein Zahnelement am Anfang resp. während des Eingriffes, bei einem Ge triebe gemäss Fig. 15, Fig. 21 eine Schnittansicht entlang der Linie D-D der Fig. 17, Fig. 22 eine schematische Darstellung eines Steuer systems für das erfindungsgemässe Getriebe bei über tragung des Antriebes eines Motors, wobei das Trans missionselement in einer Ruhelage steht, in bezug auf das Zahnrad, Fig. 23 das Steuersystem nach Fig. 22 während der Verstellung des Transmissionselementes, infolge zu niedriger Motordrehzahl,
Fig. 24 das Steuersystem nach Fig. 22 während der Verstellung des Transmissionselementes, infolge zu hoher Motordrehzahl, Fig. 1 stellt ein als Planrad ausgebildetes Zahnrad 1 schematisch dar, dessen radial verlaufende Zähne 2, 3 und 4, verschieden lang sind, um eine nahezu konr stante Zahnteilung zu erhalten. Die Welle 5, die bei spielsweise mit der Antriebswelle eines Verbrennungs motors gekoppelt werden kann, treibt das Zahnrad 1 an. Das Transmissionselement 6 treibt über ein weite res Zahnrad bzw. Kettenrad eine Antriebswelle 7 an.
Die Gelenkkette 6 ist durch .drei Kettenräder 8, 9 und 10 geführt, wobei diese je auf einer Führungsstange 11, 12 resp. 13 verschiebbar gelagert sind.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind die Füh rungsstangen derart ausgebildet, und in bezug auf das Zahnrad angeordnet, dass die Kette 6 in; jeder radialen Stellung derselben gespannt ist und jeweils zwischen den Kettenrädern 9 und 10 in einer senkrecht zur Drehachse des Zahnrades 1 angeordneten Ebene liegt, so dass die Zahnsegmente in diesem Bereich der Kette 6 mit dem Zahnrad 1 im Eingriff stehen. Die V-förmig gebogenen Führungsstangen 12 und 13 sind dabei sym metrisch in einer senkrecht zur Drehachse des Zahnra des 1 liegenden Ebene angeordnet. Durch diese Anord nung nimmt der Abstand zwischen den Stangen 12 und 13 nach innen in radialer Richtung ab.
Die ebenfalls V-förmig ausgebildete Führungsstange 11 ist in der oben erwähnten Axialebene des Zahnrades 1 in glei chem Abstand von den Führungsstangen 12 resp. 13 angeordnet, wobei die Entfernung der Stange 11 vom Zahnrad in radialer Richtung nach innen zunimmt.
Die .obenbeschriebene Anordnung erlaubt die radi ale Verschiebung der Gelenkkette 6 mittels deren Ket tenräder 8, 9 und 10 entlang den Führungsstangen 11, 12 und 13, wobei die Kette in allen Stellungen ge spannt bleibt. Mittel können zur seitlichen Abstützung der Gelenkkette vorgesehen werden, wobei in Fig. 1 Führungsrollen zu diesem Zweck gestrichelt angedeutet sind. Zur Verschiebung der Gelenkkette wird ferner eine nicht gezeigte, beispielsweise hydraulisch betriebene Verstellvorrichtung, die an den Kettenrädern 8, 9 und 10 angreifen kann, verwendet.
Es ist ersichtlich, dass eine radiale Verschiebung der Gelenkkette 6 den Eingriff derselben mit dem Zahnrad an verschiedenen Stellen, mit verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten ergibt, so dass das überset- zungsverhältnis durch diese Verschiebung stufenlos verändert werden kann.
Im mittleren Bereich des Zahnrades 1 sind keine Zähne vorgesehen, so .dass dieser Bereich der neutra len, d. h. der nicht angetriebenen Stellung der Gelenk- kette 6, die gestrichelt angedeutet ist, entspricht. Es ist ferner ersichtlich, dass der Eingriff der Gelenkkette 6 an einer, in Fig.1 ebenfalls gestrichelt dargestellten, diametral gegenüberliegenden Stelle eine Umkehrung .der Drehrichtung der Kette ergibt.
Der Eingriff der Zahnelemente der Gelenkkette 6 in das Zahnrad 1 gemäss Fig. 1 und. 2 wird nachfol gend anhand der Fig. 3 bis 7 erläutert. Fig. 3 zeigt das Kettenrad 10, das auf der Führungsstange 13 mittels eines Pendelkugellagers 14 gelagert ist. Die Gelenke 15 der Kette 6 sind je mit einem bewegbaren Zahnelement 16 versehen, wobei dieses aus einem Zahnsegment 17 einem Führungsansatz 18 und einem Tragbügel 19 besteht.
Die Gelenke 15 der Kette 6 weisen je eine im Querschnitt rechteckige Ausnehmung 20 auf, deren Seitenwände 21, 22 (siehe Fig. 7) mit parallelen Führ rungsrippen 23 versehen sind. Ferner sind die Füh- rungsansätze 18 in der Breite dem Abstand der Seiten wände 21, 22 der Ausnehmung 20 etwa gleich und weisen Führungsrippen 24 auf, die in die Führungsrip pen 23 eingreifen.
Eine an beiden Enden am Gelenk 15 befestigte Doppelfeder 25 greift am Tragbügel 19 an und drückt das Zahnelement in Richtung des Ge lenkes 15 bzw. das Zahnsegment 17 durch dieses hin- durch. Ferner ist ein gebogenes Schienenpaar 26, 27 vor gesehen, das zur Führung der Zahnelemente 16 mittels deren Tragbügel 19 im ausserhalb des Eingriffberei- ches der Kette mit dem Zahnrad liegenden Bereich des Kettenrades 10 dient, um eine gerade und progressive Einführung der Zahnsegmente 17 in die Zahnlücken 29 zu erlauben,
wodurch die Möglichkeit von Brüchen bzw. einer übermässigen Abnutzung in den Zahnseg menten vermieden wird.
Wie die Fig. 3 bis 6 zeigen greifen die durch die Führungsschienen 26, 27 abgehobenen Zahnelemente 16 allmählich in die Zähne 28 des Zahnrades 1 ein. Durch die in Richtung des Zahnrades allmählich zulau fende Form der Führungsschienen 26, 27 werden die Zahnelemente 16 durch ihre Doppelfedern 25 progres siv in die entsprechenden Gelenke 15 hineingezogen, wobei die Rippen 24 d,-.r Ansätze 18 in die Rippen 23 der Ausnehmun@gen 20 um die Zahnseg mente 17 gerade in die Zahnlücken 29 einzuführen.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen der Reihe nach drei Stellungen eines Zahnelementes 16, wobei das Zahnsegment 17 al@l;mählich in eine Zahnlücke 29 eingreift und der Tragbügel 19 sich dem Ende der Führungsschienen 26, 27 nähert.
Jedes Gelenk, 15 weist ferner zwei seitliche, vorste hende Zapfen 30, 31 auf, die in entsprechenden Aus nehmungen 32 des Kettenrades 10 einrasten können.
Die oben beschriebene Ausbildung der Zahnele mente 16 erlaubt diesen je nach ihrer Stellung in bezug auf den Zahn an dem sie angreifen an verschiedenen seitlichen Stellungen in die entsprechenden Ausneh- mungen 20 der Gelenke 15 einzugreifen. Es versteht sich, :dass ,die Führungsrippen 23, 24 zugleich zur Kraftübertragung von dem Zahnrad zur Kette 6 und umgekehrt dienen.
Die Antriebswelle 7 weist ferner ein Kettenrad 33 auf, in dessen Ausnehmungen 34 die Zapfen 30, 31 der Gelenkkette 6 eingreifen, um diese Welle anzutrei ben.
Die Fg. 8 und 9 stellen eine Variante des Erfin- dun@gsgegenstandes schematisch dar, wobei die gleichen Elemente in allen Figuren jeweils dieselben Bezugszif- fern aufweisen. Bei dieser Variante ist sowohl das Zahnrad 1 wie die Gelenkkette 6 unverändert und es ist lediglich die Führung der Kette anders gestaltet. Gemäss den Fig. 8 und 9 sind zwei symmetrisch in bezag auf die Drehachse des Zahnrades 1 und schräg zur Zahnradscheibe angeordnete Führungsstangen 35, 36 vorgesehen.
Eine Abtriebswelle 37, die parallel zum Zahnrad 1 verläuft und ein Kettenrad 38 trägt, dient zugleich als dritte Führungsstanige. Somit dient das Kettenrad 38 zur Führung .der Gelenkkette 6 einerseits und wird durch diese angetrieben andererseits. Sowohl die Ausbildung bzw. der Eingriff der Zahnelemente wie der Antrieb der Abtriebswelle 37 kann in ähnli cher Weise wie oben beschrieben erfolgen und braucht deshalb nicht nochmals erläutert zu werden.
Die Fig. 10 und 11 stellen eine weitere Variante des Erfindungsgegenstandes dar, bei welcher zwei Transmissionselemente 6A und 6B mit je einer Welle 39 resp. 40 vorgesehen .sind. Diese Wellen 39, 40 die zugleich als Führungsstangen dienen, sowie auch vier weitere Führungsstangen 41, 42 und 43, 44 sind an ihren inneren Enden 4n einem Lagergehäuse 45 und an ihren äusseren Enden in den Gehäusen 46 resp. 47 ge lagert. Die Wellen 40, 39 sind ferner in den Gehäusen 46, resp. 47 mit Achsen 48 resp. 49 verbunden.
Die oben beschriebene Ausführung ergibt verschie dene Anwendungsmöglichkeiten. So kann eine Achse, beispielsweise 48 als Antriebsachse und die andere Achse 49 als Abtriebsachse verwendet werden. Ande rerseits ist es möglich, die zwei Achsen 48, 49 durch das Zahnrad 1 anzutreiben, wobei eventuell eines der Gehäuse 46, 47 mit einem Umkehrgetriebe versehen wird damit die beiden Achsen 48, 49 die gleiche Dreh richtung erhalten.
Bei einer weiteren Ausführung der erfindungsge mässen Getriebes können gemäss Fing. 12 und 13 zwei scheibenförmige Zahnräder lA und 113 parallel zu einander angeordnet werden, wobei deren Verzahnunr- gen einander gegenüberliegen.
Eine Gelenkkette 6 kann dabei ähnlich wie oben beschrieben, mittels be weglicher Zahnelemente 50 in verstellbarer Weise in die beiden Zahnräder 1A und 1B eingreifen. Fig. 13 zeigt ein scherenartig ausgebildetes Verstellgestänge 51., 52, welches, Kettenräder 53, 54 einerseits und 55, 56 andererseits für die Gelenkkette trägt, wobei der Abstand zwischen diesen zwei Kettenräderpaaren durch eine Verstellvorrichtun@g 57 verändert werden kann, um der Gelenkkette 6 zu erlauben verschiedene Stellungen,
die verschiedenen übersetzungsverhältnis- sen entsprechen, einzunehmen.
In Fig. 12 sind verschiedene Stellungen der Kette 6 mit verschiedenen Übersetzungsverhältnissen gestri chelt dargestellt.
Fig.14 zeigt in perspektivischer Darstellung den Einsgriff eines Zahnelementes 50 in eines der Zahnrä der 1A oder 113, wobei nicht gezeigte Mittel zur be- weglichen Anbringung bzw. Führung des Zahnelemen tes 50 im Gelenk 58 der Kette 6, in ähnlicher Weise wie oben beschrieben vorgesehen werden können.
Die Fig. 15 und 16 zeigen eine weitere Ausfüh- der Erfindung, bei welcher zwei Kegelräder rung 59, 60 mit parallel .angeordneten Drehachsen 61, 62 nebenecnander drehbar gelagert sind. Diese Kegelräder sind ferner umgekehrt angeordnet, so dass sie sich, in entgegengesetzten Richtungen verjüngen. Die Zähne 63, 64 sind in der Länge derart verschieden gewählt, um eine annähernd konstante Zahnteilung zu erhalten.
Eine Gelenkkette 6 mit beweglichen Zahnsegmen ten 66 dient zur Kraftübertragung zwischen den Kegel rädern 59 und 60.
Ferner sind zu jedem Kegelrad 59 und 60 zwei ortsfeste Führungsstangenpaare 67, 68 resp. 69, 70 (gemäss FinG. 15) zugeordniet. Ein Schienenpaar 71, 72 ist oberhalb und ein weiteres Schienenpaar 73, 74 ist unterhalb der Kegelräder 59, 60 quer zu deren Dreh achsen mittels Tragelementen 75, 76, 77 und 78 an den Führungsstangen 67 bis 70 beweglich angebracht.
Die Schienen 71, 72 resp. 73 und . 74 dienen zum Ab heben der Zahnelemente 66 solange die Gelenkkette 6 nicht auf den Kegelrädern 59, 60 aufliegt und zur Zu führung der Zahnelemente 66 um ein allmähliches Ein greifen derselben ;in das Zahnrad zu erlauben. Eine axiale Verschiebung der Schienen 71 bis 74 bzw. der Tragelemente 75 bis 78 kann mittels Gewindestangen 79, 80, 81 und 82 und einer nicht gezeigten Verstell vorrichtung bewerkstelligt werden, um die axiale Lage der Kette 6 in bezug auf die Kegelräder 59, 60 und somit das Übersetzungsverhältnis zu verändern.
Die Fig. 17 bis 21 zeigen in analoger Weise zu den Fig.3 bis 7 den Eingriff bzw. die Ausbildung der Zahnelemente 66 bei dem Kegelradgetriebe gemäss Fig.15. Die gleichartigen Elemente wurden mit den gleichen. Bezugsziffern versehen und in Anbetracht der Tatsache, dass sie in gleicher Weise wirken, brauchen diese Elemente nicht näher beschrieben zu werden.
Die selbsttätige Steuerung für das erfindungsge mässe Getn:ebe bei Verwendung desselben zur Über tragung der Leistung eines Verbrennungsmotors, wird nachfolgend anhand der Fig. 22 bis 23 erläutert.
Gemäss Fig.22 steht ein Zahnrad 1, das durch einen Motor M angetrieben wird, im Eingriff über ein Transmissionsele;ment 6 mit einer Abtriebswelle 7. Ein hydraulisch betätigter Verstellkolben 83, der in einem Zylinder 84 angeordnet ist, .dient zur radialen Verstel lung der Lage des Transmissionselementes 6 in bezug auf das Zahnrad 1.
Ein Steuerschieber 85 mit einem geradlinig ver schiebbaren Schieberteil 86 und einem feststehenden Schieberteil 87 ist zwischen dem Zylinder 84 und einer Ölpumpe P eingeschaltet. Die Leitungen 88, 89 verbin den die baiden Enden des Verstellzylinders 84 mit Durchgangsöffnungen 90 resp. 91 im Schieberteil 87.
Ferner verbindet eine Leitung 92 die Druckseite der Pumpe mit einer Durchgangsöffnung 93 einerseits und die Leitungen 94, 95 resp. die Saugseite der Pumpe mit den Durchgangsöffnungen 96 resp. 97 andererseits, wobei die Öffnungen 93, 96 und 97 im beweglichen Schieberteil 86 angeordnet sind.
Dieser Schieberteil 86 wird mittels einer in Längs richtung geführten mit einem U-förmigen Verstellorgan 98 verbundenen Stange 99 betätigt.
Der Gashebel 100 des Motors M einerseits und der von diesem Motor angetriebene Fliehkraftregler 101 andererseits, sind über ein Gestänge 102, 103, 104 mit dem Verstell.organ 98 des Schieberteils 86 verbunden.
Die Wirkungsweise der oben beschriebenen selbst tätigen Steuerung bei Verwendung eines Verbrennungs motors wird nachfolgend erläutert.
Die vorliegende Steuerung hat zum Ziel, dem Motor unter allen Lastbedingungen zu erlauben, eine der jeweiligen Gashebelstellung entsprechende Dreh zahl selbstätig anzunehmen, d. h. einem optimalen Drehmomentverlauf zu folgen. Die Fig. 22 zeigt eine Verstellung des Gashebels 100 in die gestrichelt ge- zeigte Stellung 100'. Das Gestänge 102, 103, und 104 ist derart ausgebildet, dass solange die Änderung der Motordrehzahl der jeweiligen Gashebelstellung d. h.
der Brennstoffzufuhr und somit der gewünschten Lei stung entspricht, keine Verstellung des Steuerschieber teiles 86 erfolgt. Dies ist (in Fig. 22 gestrichelt darge stellt.
Sollte jedoch wie in Fig. 23 gezeigt, bei Änderung der Stellung des Gashebels 100' der Motor M, infolge hoher Last nicht eine dieser Gashebelstellung entspre chende Drehzahl einnehmen können, so wird das un tere Ende der Stange 103 nach links verschoben und der Schieberteil 86 wird: durch das Verstellorgan 98 nach unten gezogen, und gibt die Ölzufuhr zur Leitung 88 frei.
Dadurch wird der Verstellkolben 83 und somit das Transmissionselement 6 nach rechts bewegt um ein höheres Übersetzungsverhältnis einzustellen, wodurch das vom Motor M schneller laufen kann.
Sobald eine geeignete Motordrehzahl erreicht wird, und somit der Fliehkraftregler 101 genügend nach rechts bewegt wird, nimmt das Gestänge 102 bis 104 eine Stellung wieder ein, die ein Schliessen des Steuerschiebers be wirkt, so dass das Transmissionselement in seiner neuen, einem optimalen Drehmoment entsprechenden Stellung zum Stillstand kommt.
Die Fig.24 stellt den umgekehrten Fall dar, bei welchem die Motordrehzahl z. B. infolge abfallender Last einen höheren Wert annimmt, als der Gashebel stellung bzw. der Brennstoffzufuhr entsprechen würde. In diesem Fall wird der Steuerschieberteil 86 durch den Fliehkraftregler 101 über das Gestänge 103 und 104 nach oben geschoben um den Öldurchgang zur Leitung 89 zu erlauben und somit .das Transmissions- element aus der in Fig.24 gestrichelt dargestellten Stellung radial nach aussen zu verschieben.
Diese Ver schiebung hat eine Herabsetzung :des übersetzun gsver- hältnisses zur Folge, wodurch die Motordrehzahl herabgesetzt werden kann. Sobald die Motordrehzahl ihren, der Gashebelstellung entsprechenden Wert er reicht, wird der Steuerschieber wieder geschlossen, so dass das Transmissionselement in der entsprechenden Stellung bleibt.
Es versteht sich, dass das Transmissionselement eventuell während der Verschiebung über seine ge wünschte Stellung bzw. über das erforderliche Überset zungsverhältnis hinaus kommen kann, wobei dann der Steuerschieber eine Umkehrung des Ölflusses bzw. der Bewegung des Verstellkolbens 83 bewirkt, um das gewünschte Übersetzungsverhältnis einzustellen.
Die oben beschriebene Steuerung erlaubt somit in Verbindung mit dem stufenlosen Getriebe dem Ver brennungsmotor unter allen Lastbedingungen bei jeder eingestellten Leistung mit seiner einem optimalen Drehmoment, entsprechenden Drehzahl zu laufen.
Es können ferner Mittel vorgesehen werden, wel che die oben beschriebene selbsttätige Steuerung des Übersetzungsverhältnisses aufheben, um die Verstel lung des Transmi:ssionselementes z. B. von Hand zu erlauben, wodurch eine Bremswirkung mittels des Ver brennungsmotors bewerkstelligt werden kann.
Continuously Variable Transmission The present invention relates to a continuously variable transmission.
For the stepless power transmission either fluid gears or friction gears have been used so far, in both cases high losses of energy and a large amount of slippage in the transmission of large torques.
Various attempts to achieve a stepless power transmission with the help of gears have remained unsuccessful due to manufacturing difficulties, or costs, high susceptibility to failure and short life of the special gears.
It is the aim of the present invention to provide a versatile continuously variable transmission which overcomes the above-mentioned disadvantages of known continuously variable transmissions.
For this purpose, the transmission according to the invention has at least one gearwheel provided with converging teeth, in which the length of the teeth measured from the largest pitch circle is selected differently so that the tooth pitch everywhere on the gearwheel is within given limits, by means of a commemorative chain with Movable tooth segments and the transmission element engaging with the tooth segments in this gear wheel,
by a second gear wheel in engagement with the transmission element and by an adjusting device for moving the transmission element along a generating line of the toothed surface, whereby the transmission ratio can be changed.
The transmission can be provided for the transmission of the power of an engine, whereby the adjustment device for the transmission element can be actuated depending on the position of the throttle lever on the one hand and the engine speed on the other hand, so that a gear ratio is automatically set which corresponds to the engine allows a predetermined, optimal speed to be achieved in every position of the throttle lever.
The transmission can also be used as a differential gear, e.g. B. used in a motor vehicle. This can be achieved in that each wheel drive axis is assigned a transmission element, the corresponding position of the drive gear depending on the resistance of the drive wheel concerned is controlled to drive the drive wheels at different speeds.
The invention is explained below with reference to the drawing voltage. 1 shows a schematic top view of an embodiment of the subject matter of the invention, FIG. 2 shows a view in partial section along the line AA in FIG. 1, FIG. 3 shows an enlarged sectional view of part of the transmission according to FIG. 2, FIG. 5 and 6 in section,
three successive stages of the engagement of a tooth element from FIG. 3 in the gearwheel, FIG. 7 a sectional view along line BB. of FIG. 3, FIG. 8 a schematic top view of a variant of the embodiment according to FIG. 9 shows a schematic side view of the transmission according to FIG. 8,
10 shows a schematic top view of a further embodiment with two transmission elements, FIG. 11 shows a side view of the embodiment according to FIG. 10, FIG. 12 shows a side view of a further embodiment with two similar gear wheels, FIG. 13 shows a plan view of the embodiment according to FIG seen in the direction of arrow C,
14 is a perspective view of a chain link in engagement with the gearwheel in an embodiment according to FIG. 12, FIG. 15 is a perspective view of a further embodiment of the subject matter of the invention, FIG. 16 is a top view of the transmission according to FIGS. 15, 17 an enlarged sectional view of part of the transmission according to FIG. 15, two tooth segments being shown in engagement with the bevel gear, FIGS. 18, 19 and 20 in section,
a tooth element at the beginning, respectively. During the intervention, with a transmission according to FIG. 15, FIG. 21 is a sectional view along the line DD of FIG. 17, FIG. 22 is a schematic representation of a control system for the transmission according to the invention when transmitting the drive of a motor, the The transmission element is in a rest position with respect to the gear, FIG. 23 shows the control system according to FIG. 22 during the adjustment of the transmission element, due to the engine speed being too low,
24 shows the control system according to FIG. 22 during the adjustment of the transmission element due to excessive engine speed. FIG. 1 shows a schematic representation of a toothed wheel 1 designed as a crown wheel, the radially extending teeth 2, 3 and 4 of which are of different lengths, by almost one to maintain constant tooth pitch. The shaft 5, which can be coupled with the drive shaft of an internal combustion engine, for example, drives the gear 1. The transmission element 6 drives a drive shaft 7 via a further gear or chain wheel.
The articulated chain 6 is guided by .three chain wheels 8, 9 and 10, these each on a guide rod 11, 12, respectively. 13 are slidably mounted.
As can be seen from Figures 1 and 2, the guide rods are designed and arranged with respect to the gear that the chain 6 in; each radial position of the same is tensioned and lies between the sprockets 9 and 10 in a plane arranged perpendicular to the axis of rotation of the gear 1, so that the tooth segments are in engagement with the gear 1 in this area of the chain 6. The V-shaped bent guide rods 12 and 13 are arranged symmetrically in a plane perpendicular to the axis of rotation of the Zahnra of the 1 lying plane. Through this arrangement, the distance between the rods 12 and 13 decreases inwardly in the radial direction.
The also V-shaped guide rod 11 is in the above-mentioned axial plane of the gear 1 in the same chem distance from the guide rods 12, respectively. 13 arranged, wherein the distance of the rod 11 from the gear in the radial direction increases inward.
The above-described arrangement allows the radial displacement of the articulated chain 6 by means of their Ket ten wheels 8, 9 and 10 along the guide rods 11, 12 and 13, the chain remaining taut in all positions. Means can be provided for the lateral support of the articulated chain, with guide rollers being indicated by dashed lines in FIG. 1 for this purpose. To move the articulated chain, a not shown, for example hydraulically operated adjusting device, which can act on the chain wheels 8, 9 and 10, is also used.
It can be seen that a radial displacement of the articulated chain 6 results in the engagement of the same with the gearwheel at different points at different circumferential speeds, so that the transmission ratio can be changed continuously by this displacement.
In the middle area of the gear 1 no teeth are provided, so .that this area of the neutral, i.e. H. corresponds to the non-driven position of the link chain 6, which is indicated by dashed lines. It can also be seen that the engagement of the articulated chain 6 at a diametrically opposite point, also shown in dashed lines in FIG. 1, results in a reversal of the direction of rotation of the chain.
The engagement of the tooth elements of the articulated chain 6 in the gear wheel 1 according to FIGS. 1 and. 2 will be explained below with reference to FIGS. 3 to 7. 3 shows the chain wheel 10, which is mounted on the guide rod 13 by means of a self-aligning ball bearing 14. The joints 15 of the chain 6 are each provided with a movable tooth element 16, this consisting of a tooth segment 17, a guide extension 18 and a support bracket 19.
The joints 15 of the chain 6 each have a rectangular cross-section recess 20, the side walls 21, 22 (see FIG. 7) with parallel guide ribs 23 are provided. Furthermore, the guide lugs 18 are approximately equal in width to the spacing between the side walls 21, 22 of the recess 20 and have guide ribs 24 which engage in the guide ribs 23.
A double spring 25 fastened at both ends to the joint 15 engages the support bracket 19 and presses the toothed element in the direction of the joint 15 or the toothed segment 17 through it. Furthermore, a curved pair of rails 26, 27 is provided, which serves to guide the toothed elements 16 by means of their support bracket 19 in the area of the sprocket 10 lying outside the area of engagement of the chain with the toothed wheel, in order to ensure a straight and progressive introduction of the toothed segments 17 into the To allow tooth gaps 29,
thereby avoiding the possibility of breaks or excessive wear in the tooth segments.
As FIGS. 3 to 6 show, the toothed elements 16 lifted off by the guide rails 26, 27 gradually mesh with the teeth 28 of the gearwheel 1. Due to the shape of the guide rails 26, 27 gradually tapering in the direction of the gearwheel, the toothed elements 16 are progressively drawn into the corresponding joints 15 by their double springs 25, the ribs 24 d, -. R lugs 18 in the ribs 23 of the recess @ gene 20 to insert the Zahnseg elements 17 straight into the tooth gaps 29.
4 to 6 show, in sequence, three positions of a toothed element 16, the toothed segment 17 gradually engaging in a tooth gap 29 and the support bracket 19 approaching the end of the guide rails 26, 27.
Each joint 15 also has two lateral, vorste existing pins 30, 31, which can lock into corresponding recesses 32 of the sprocket 10 from.
The design of the tooth elements 16 described above allows them to engage in the corresponding recesses 20 of the joints 15 in various lateral positions, depending on their position in relation to the tooth on which they are engaged. It goes without saying that: the guide ribs 23, 24 also serve to transmit power from the toothed wheel to the chain 6 and vice versa.
The drive shaft 7 also has a sprocket 33, in the recesses 34, the pins 30, 31 of the articulated chain 6 engage in order to drive this shaft ben.
FIGS. 8 and 9 schematically represent a variant of the subject matter of the invention, the same elements in each of the figures having the same reference numbers. In this variant, both the gear wheel 1 and the articulated chain 6 are unchanged and only the guidance of the chain is designed differently. According to FIGS. 8 and 9, two guide rods 35, 36 arranged symmetrically with respect to the axis of rotation of the gear wheel 1 and at an angle to the gear wheel disk are provided.
An output shaft 37, which runs parallel to the gear 1 and carries a sprocket 38, also serves as a third guide rod. The chain wheel 38 thus serves to guide the articulated chain 6 on the one hand and is driven by it on the other hand. Both the formation or the engagement of the toothed elements as the drive of the output shaft 37 can take place in a similar manner as described above and therefore does not need to be explained again.
10 and 11 represent a further variant of the subject of the invention, in which two transmission elements 6A and 6B each with a shaft 39, respectively. 40 are provided. These shafts 39, 40, which also serve as guide rods, as well as four other guide rods 41, 42 and 43, 44 are at their inner ends 4n a bearing housing 45 and at their outer ends in the housings 46, respectively. 47 stored. The shafts 40, 39 are also in the housings 46, respectively. 47 with axes 48 resp. 49 connected.
The design described above results in various possible applications. One axis, for example 48, can be used as the drive axis and the other axis 49 as the output axis. On the other hand, it is possible to drive the two axes 48, 49 through the gear wheel 1, one of the housings 46, 47 possibly being provided with a reverse gear so that the two axes 48, 49 receive the same direction of rotation.
In a further embodiment of the gearing according to the invention, according to Fing. 12 and 13, two disk-shaped gears 1A and 113 are arranged parallel to one another, their teeth being opposite one another.
An articulated chain 6 can, similar to that described above, engage in an adjustable manner in the two gear wheels 1A and 1B by means of movable tooth elements 50. 13 shows a scissor-like adjustment linkage 51, 52, which carries chain wheels 53, 54 on the one hand and 55, 56 on the other hand for the articulated chain, whereby the distance between these two pairs of chain wheels can be changed by an adjusting device 57 in order to adjust the articulated chain 6 to allow different positions,
the different gear ratios correspond to take.
In Fig. 12 different positions of the chain 6 are shown dashed with different gear ratios.
14 shows a perspective view of the engagement of a tooth element 50 in one of the Zahnrä the 1A or 113, with means, not shown, for movable attachment or guidance of the Zahnelemen tes 50 in the joint 58 of the chain 6, in a similar manner to that described above can be provided.
15 and 16 show a further embodiment of the invention in which two bevel gears 59, 60 with parallel axes of rotation 61, 62 are rotatably mounted next to each other. These bevel gears are also reversed so that they taper in opposite directions. The length of the teeth 63, 64 is selected to be different in order to obtain an approximately constant tooth pitch.
A link chain 6 with movable tooth segments 66 is used to transmit power between the bevel gears 59 and 60.
Furthermore, for each bevel gear 59 and 60, two stationary pairs of guide rods 67, 68, respectively. 69, 70 (according to FinG. 15). A pair of rails 71, 72 is above and another pair of rails 73, 74 is below the bevel gears 59, 60 transversely to the axes of rotation by means of support elements 75, 76, 77 and 78 movably attached to the guide rods 67 to 70.
The rails 71, 72, respectively. 73 and. 74 are used to lift the toothed elements 66 from as long as the link chain 6 does not rest on the bevel gears 59, 60 and to guide the toothed elements 66 to gradually engage the same; to allow the gear. An axial displacement of the rails 71 to 74 or the support elements 75 to 78 can be accomplished by means of threaded rods 79, 80, 81 and 82 and an adjustment device, not shown, to adjust the axial position of the chain 6 with respect to the bevel gears 59, 60 and thus changing the transmission ratio.
FIGS. 17 to 21 show, in a manner analogous to FIGS. 3 to 7, the engagement or the formation of the toothed elements 66 in the bevel gear according to FIG. The similar elements were with the same. Provided with reference numbers and in view of the fact that they act in the same way, these elements need not be described in more detail.
The automatic control for the Getn: ebe according to the invention when it is used to transmit the power of an internal combustion engine is explained below with reference to FIGS. 22 to 23.
According to FIG. 22, a gear 1, which is driven by a motor M, is in engagement via a transmission element 6 with an output shaft 7. A hydraulically actuated adjusting piston 83, which is arranged in a cylinder 84, serves for radial adjustment the position of the transmission element 6 in relation to the gear 1.
A control slide 85 with a straight ver slidable slide part 86 and a fixed slide part 87 is connected between the cylinder 84 and an oil pump P. The lines 88, 89 connect the baiden ends of the adjusting cylinder 84 with through openings 90, respectively. 91 in slide part 87.
Furthermore, a line 92 connects the pressure side of the pump with a through opening 93 on the one hand and the lines 94, 95, respectively. the suction side of the pump with the through openings 96, respectively. 97 on the other hand, the openings 93, 96 and 97 being arranged in the movable slide part 86.
This slide part 86 is actuated by means of a rod 99 which is guided in the longitudinal direction and connected to a U-shaped adjusting element 98.
The throttle lever 100 of the motor M on the one hand and the centrifugal governor 101 driven by this motor on the other hand are connected to the adjustment element 98 of the slide part 86 via a linkage 102, 103, 104.
The operation of the above-described automatic control when using an internal combustion engine is explained below.
The aim of the present control is to allow the engine under all load conditions to automatically adopt a speed corresponding to the respective throttle lever position, d. H. to follow an optimal torque curve. FIG. 22 shows an adjustment of the throttle lever 100 into the position 100 'shown in dashed lines. The linkage 102, 103, and 104 is designed such that as long as the change in the engine speed of the respective throttle lever position d. H.
the fuel supply and thus the desired performance Lei, no adjustment of the control slide part 86 takes place. This is (in Fig. 22 dashed Darge provides.
However, if, as shown in Fig. 23, when changing the position of the throttle lever 100 ', the motor M, due to high load, cannot adopt a speed corresponding to this throttle lever position, the lower end of the rod 103 is shifted to the left and the slide part 86 is: pulled down by the adjusting member 98, and releases the oil supply to the line 88.
As a result, the adjusting piston 83 and thus the transmission element 6 are moved to the right in order to set a higher transmission ratio, so that the motor M can run faster.
As soon as a suitable engine speed is reached, and thus the centrifugal governor 101 is moved sufficiently to the right, the linkage 102 to 104 resumes a position that causes the control slide to close, so that the transmission element is in its new position corresponding to an optimal torque comes to a standstill.
The Fig.24 represents the reverse case in which the engine speed z. B. as a result of falling load assumes a higher value than the throttle position or the fuel supply would correspond. In this case, the control slide part 86 is pushed up by the centrifugal governor 101 via the rods 103 and 104 in order to allow the oil passage to the line 89 and thus to move the transmission element radially outward from the position shown in dashed lines in FIG.
This shift results in a reduction in the transmission ratio, as a result of which the engine speed can be reduced. As soon as the engine speed reaches its value corresponding to the throttle lever position, the control slide is closed again so that the transmission element remains in the corresponding position.
It goes without saying that the transmission element may possibly come during the shift beyond its desired position or the required transmission ratio, the control slide then reversing the oil flow or the movement of the adjusting piston 83 in order to set the desired transmission ratio.
The control described above, in conjunction with the continuously variable transmission, allows the internal combustion engine to run under all load conditions at each set power with its optimum torque, corresponding speed.
Means can also be provided which cancel the above-described automatic control of the transmission ratio in order to adjust the transmission of the transmission element z. B. to allow by hand, whereby a braking effect by means of the United combustion engine can be achieved.