DE10004380A1

DE10004380A1 - Schwingungsgetriebe stufenlos verstellbar, mit variabler Amplitude der erzeugten Übersetzung

Info

Publication number: DE10004380A1
Application number: DE2000104380
Authority: DE
Inventors: Felix Wuerth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2000-09-28

Description

Diese Erfindung betrifft eine neuartige Getriebeart. Dieses Getriebe ist in der Lage, eine stufenlos schwingende Übersetzungsänderung kraftschlüssig mit Minimalreibung zu erzeugen. Einsatzgebiete sind die allgemeine Antriebstechnik und der Maschinenbau.

Funktionserklärung

Der Stand der Technik zur Erzeugung von variierenden Schwingungen in Antrieben verlangt für diese Charakteristik der wechselnden Übersetzung eine komplizierte Regelung mit Servomotoren, dabei wird erheblich elektrische Energie verbraucht. Mit herkömmlichen Automatikgetrieben wie einer Variomatic oder Automatik sind solche wechselnden Übersetzungen nur mit hoher Verlustreibung herzustellen.

Die Aufgabenstellung war, ein verlustarmes und dabei kraftschlüssiges Getriebe für diese Spezialanwendungen zu konzipieren.

Einsatzgebiet ist die allgemeine Antriebstechnik. Auch ein Einsatz im Fahrrad bietet sich an, da durch die Tretkurbel eine stark variierende Leistungscharakteristik auftritt.

Gelöst wurde dieses Problem, indem ein Zahnrad excentrisch um ein Mittelsteuerzahnrad herumgeführt wird. Siehe dazu die Fig. 1. Im Getriebemittelpunkt ist ein Steuerzahnrad 1 exzentrisch fest montiert. Auf diesem SZ (für Steuerzahnrad) 1 läuft das Übernehmerzahnrad ÜZ 4 im Umlauf ab. Gehalten ist das ÜZ mit Hilfe eines Pleuels 3, welches im Mittelpunkt des SZ 1 drehbar gelagert ist. Das Lager mittig 2 hält das ÜZ 4 ständig auf Eingriff kraftschlüssig zum SZ 1. Der resultierende Weg des ÜZ variiert im Umlauf, damit schwankt die Umdrehungszahl desselben. Der Zutrieb des Getriebes erfolgt über die Welle 14. Dies ist die Mitte des eigentlichen Durchlaufes der Rotationsarbeit. Abnahme der variierenden Drehung erfolgt über die Achse des Abtriebsrades 9. Variabel kann auch das SZ um die Mittelachse 14 angetrieben werden, das SZ läuft mit variierendem Abrollweg an dem ÜZ 4 (Übergeberzahnrad) vorbei, das Übersetzungsverhältnis schwankt um die von der Exzentrizität von 2 auf 14 vorgegebenen Werte. Von dem ÜZ 4 aus wird die Drehung mittels der Riemenscheibe 5 über den Zahnriemen 8 auf die Abtriebsscheibe 9 übergeben. Durch Verstellung der Exzentrizität, der Distanz von 14 zu 2 mittels einer geeigneten Schiebevorrichtung, wird die Übersetzung stufenlos verändert. Bei Überlappung der beiden Achsen kann das Getriebe auf "neutral" gestellt werden. Die Distanzpleuel 3,7 und 11 stellen den ständigen kraftschlüssigen Eingriff der Zahnräder bzw. Riemenzahnscheiben zueinander sicher. Diese sind in den Lagern 2, 6 und 10 spielfrei drehbar gelagert. Die variabel einstellbare Exzentrizität und damit die Grösse der variablen schwingenden Übersetzung ist bei Fig. 1 mit der Entfernung der Aussermittigkeit 13 bezeichnet.

Bei der Fig. 2 handelt es sich um eine Variante des Getriebes mit gegenläufiger Übergabe. Dabei ist der Überträgerzahnriemen durch ein weiteres Zahnrad 1 ersetzt.

Der Kraftfluss ist über Mittelwelle 5, Exzenterzahnrad 4, Übergeberzahnrad 8, und Abtriebszahnrad 1 derselbe Vorgang, lediglich die Drehrichtung wird umgekehrt. Die Ziffern 7, 10 und 3 bezeichnenen die Distanzhaltepleuel, die wiederum drehbar in den Achsen 6, 9 und 2 gelagert sind.

In der Variation Fig. 3 des Schwingungsgetriebes mit verstellbarer Exzentrizität ist der Abtrieb auf vier Zahnräder gleichzeitig dargestellt. Der Zutrieb erfolgt wie gehabt über das Exzenterzahnrad 6. Von dort aus erfolgt der Kraftfluss direkt auf die Planetenzahnräder 1 mit Verzahnung 3 (schematisiert). Jedes der vier Planetenzahnräder hat eine unterschiedliche Übersetzung, jeweils um 90 Grad phasenverschoben. Die Planetenzahnräder 1 sind auf einer Kugelumlaufeinheit 8 gelagert, verschiebbar auf dem Tragkreuz 4, sie können die radiale Verschiebung zum Exzenterzahnrad 6 dadurch ausgleichen. Die genaue Distanz zum EZR, um stets den Zahneingriff zu gewährleisten, wird durch die Abrolltrommel 2 bewirkt. An dieser stützen sich die Schlitten 8 (Kugelumlaufeinheiten) radial nach aussen ab, werden auf der exzentrischen Abrollbahn um das Mittenrad 6 geführt. Auf den Schlitten 8, welche wiederum verschiebbar auf den Armen des Tragkreuzes 4 gehalten sind, befinden sich Abrollager 9, die in der Trommel 2 nach aussen die Distanz halten, der Schlitten 8 mitsamt dem drehbarem Planetenzahnrad 1 kann durch die Fliehkraft nicht nach aussen ausweichen, und den Zahneingriff verlieren.

Die Abrolltrommel 2 ist zu dem EZR 6 zentriert befestigt, und gibt gleichzeitig die Exzentrizität und damit die Höhe der eingestellten Drehschwingungsamplitude vor. Mit der Verschiebung derselben in der Distanz zur Mittellagerung 7, mitsamt dem dazu fest montiertem EZR 6, verstellt man stufenlos die eingestellte Schwingung.

Claims

1. Getriebekombination, bestehend aus

- Gehäuse, rotierfähig, mit darin inneliegenden drehfähigen Zahnrädern
- Diese Zahnräder können zu mehreren radial angeordnet sein, auch übereinanderliegend
- Das Zentralzahnrad ist feststehend oder steuerbar angelegt
- Übernahme der Rotation über Gehäuse, dann abrollend über die Planetenzahnräder und letztendlich über die Übergeberzahnräder, wie dargestellt.

2. Getriebekombination, nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- Schwingendes Übersetzungsverhältnis, bewirkt durch die aussermittige Montage des Exzenterzahnrades
- Verändern dieses Übersetzungsverhältnisses durch Verschiebung der Exzentrizität mittels geeigneter Vorrichtungen in der aufgezeigten Art
- Halten der notwendigen Zahnradeingriffsdistanzen durch doppelt angehängte Pleuel an den Zahnradachsen wie beschrieben
- Ausführung des aufgezeigten Getriebes mit einer Drehrichtungsumkehr Mittels Übertragung eines Zahnriemens oder einer Rollenkette auf die Übergeberzahnräder.

3. Getriebekombination nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch

- Verwendung von Linearführungen anstelle der Distanzpleuel (Fig. 3)
- Dazu Verwendung einer Trommel (2, Fig. 3) zur Distanzhaltung zwischen Planetenzahnrad 3 und Zentralsteuerzahnrad 6 und Sicherstellung des korrekten Zahneingriffs bei wechselnder exzentrischer Distanz
- Profilschienen oder geeignete Bahnen (4) um die Kugelumlaufführungen oder die Schlitten zu führen.
- Darauf drehbar befestigt die Planetenzahnräder (1).