DE102007009188B4

DE102007009188B4 - Formschlüssiges, stufenloses Kettengetriebe

Info

Publication number: DE102007009188B4
Application number: DE200710009188
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2014-03-27
Anticipated expiration: 2027-02-27
Also published as: DE102007009188A1

Abstract

Das formschlüssige, stufenlose Kettengetriebe, ist mit einzelnen radialverschiebbaren Kettenradträgern, zwischen zwei Scheibenräder versehen. Die Kettenräder auf den Kettenradträgern bilden zusammen einen im Durchmesser veränderbaren Kettenradkreis. Die Durchmesseränderung des Kettenradkreises, geschieht mittels eines Schrittmotores, eines Zahnradgetriebes und einer Gewindestange, die Gewindestange ist mit einem Kettenradträger verbunden. Die Kettenräder werden einzeln mit einem Schrittmotor und einem Schneckengetriebe durch drehen in eine Position gebracht, damit sie bei jeder noch so kleinen Durchmesserveränderung des Kettenradkreises, der Kettenradteilung angepasst sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein formschlüssiges, stufenloses Kettengetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1
Bekannte stufenlose Kettengetriebe, wie sie unter den Druckschriften DE 100 61 332 A1 ; DE 2652 030 A1 ; DE 33 18 278 A1 ; DE 200 06 137 U1 ; WO 94/04411 A1 ; DE 40 11 011 A1 offenbart sind, müssen zwischen den einzelnen Kettenrädern oder Kettensegmenten mindestens eine ganze Kettenteilung weiter schalten oder Ausgleichsbewegungen der Kettenräder zulassen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein formschlüssiges, stufenloses Kettengetriebe mit einem Ausgleich für die Kettenteilung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch ein Kettengetriebe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Es umfasst radial verschiebbare Kettenradträger zwischen zwei Scheibenrädern, die mit Nuten versehen sind. Die Kettenradträger sind mit Kettenrädern versehen, die drehbar angeordnet sind, was bedeutet, dass durch Drehbewegung mittels eines Schneckengetriebes und Schrittmotor, der Abstand zwischen den einzelnen Kettenrädern, bei einer Verschiebung der Kettenradträger nach aussen bzw. innen der Scheibenräder, immer der Teilung der umlaufenden Kette entsprechend gedreht werden. Dieses hat zur Folge, dass nicht mehr die Zähnezahl das Übersetzungsverhältnis ist, sondern der Durchmesser, der durch die Umschlingung der Kette sich ergibt, z. B. der Durchmesser wird um 1 mm vergrössert, so wird der Umfang um 3,14 mm grösser, da mehrere Kettenräder an dem Umfang beteiligt sind, muss dieser auf entsprechend mehrere Zwischenabstände verteilt werden. Dieses geschieht durch Verdrehen der einzelnen Kettenräder mittels Schneckengetriebe (selbsthemmend) und Schrittmotor.
Zur Kraftübetragung genügt es, wenn mindestens ein Zahn am Umfang mit der Kette im Eingriff steht. Das wiederum bedeutet, zwischen den Kettenrädern beschreibt die Kette keinen Radius, sondern eine Gerade, es würde ein Polygoneffekt entstehen. Um diesen Polygoneffekt zu vermeiden, sind zwischen den Kettenradträgern, Kettenabstützungen angebracht. Dieses sind Kettenradträger ohne Kettenräder, welche wiederum, wie die Kettenradträger, nach innen bzw. aussen der Scheibenräder verschoben werden können. Die Verschiebung der Kettenradträger und Kettenabstützungen geschieht mittels Schrittmotor, welcher über ein Zahnradgetriebe ein Zahnrad mit Innengewinde, welches gegen Verschieben in axialer Richtung gesichert ist, auf eine Gewindestange wirkt, die wiederum drehfest mit einem Kettenradträger bzw. einer Kettenabstützung verbunden ist.
Die Verschiebung der Kettenradträger und Kettenabstützungen geschieht in dem Bereich zwischen Kettenablauf und Kettenauflauf, was zur Folge hat, dass keine Kräfte der eigentlichen Kraftübertragung auf die Verschiebung einen Einfluss hat, was wiederum bedeutet, dass zum eigentlichen Schaltvorgang nur geringe Schaltkräfte erforderlich sind.
Der Schaltvorgang kann manuell erfolgen, vorteilhaft ist eine automatische Schaltung, die abhängig von der Kraftübertragung ist und z. B. bei einem Verbrennungsmotor das günstigste Drehmoment eingehalten werden kann.
Die Vorgaben zur Einstellung des Getriebes werden an den Kettenrädern, der Kette bzw. an der Welle des An- und Abtriebes durch Sensoren abgefragt. Diese werden dann durch einen Rechner verarbeitet und an die einzelnen Getriebeteile weiter geleitet.
Um eine exakte stufenlose Verstellung, im Maschinenbau, bei Kraftfahrzeugen, bei Kettenfahrzeugen, bei Fahrrädern usw., einzuhalten, ist diese Erfindung optimal.
Besonders bei Geländefahrzeugen mit Allradantrieb kommen die Vorzüge besonders zur Geltung. Geländefahrzeuge können für jedes angetriebene Rad mit solch einem stufenlosen, formschlüssigen Getriebe versehen werden, was bei Kurvenfahrten den Vorteil hat, dass mit dem Lenkradeinschlagwinkel, jedes Rad mit der entsprechenden Umdrehung eingestellt wird, die es benötigt, da jedes Rad einen eigenen Kurvenradius durchlaufen muss, dass bedeutet kein Rad ist durch ein Differenzialgetriebe von einem anderen Rad abhängig, um seine Vortriebskraft auf den Boden zu bringen. Es benötigt keine Differenzialsperre, welche bei Kurvenfahrten nicht einsetzbar ist, da es Verspannungen, im schlimmsten Fall Schaden im Antiebsstrang geben kann.
Der Wirkungsgrad ist günstiger als alle bisher bekannten stufenlose Getriebe, wie Reibrad-, Keilriemen-, Keilketten-, Öldruck- oder Kraftverteilungsgetriebe die auch mit Öldruck in Verbindung mit mechanischen Getrieben arbeiten.
Zeichnungen:
1 Vorderansicht
2 Seitenansicht
Beschreibung der Erfindung.
Eine Vorrichtung 17 zum Verändern einer Drehzahl, besteht aus zwei im Durchmesser veränderbare Kettenradkreise. Die Kettenradkreise liegen zwischen zwei Scheibenrädern 11, die mit radialen Nuten versehen sind. In diesen Nuten sind Kettenradträger 13 und Kettenabstützungen 1 radial verschiebbar angbracht. Die Verschiebung geschieht durch ein Zahnradgetriebe 14 mittels eines Zahnrades 16, welches mit einem Innengewinde versehen ist. Dieses wiederum steht mit einer Gewindestange 15 in Verbindung. Das Zahnrad 16 ist axial nicht verschiebbar, das bedeutet, dass bei einer Drehung des Zahnrades 16, die Gewindestange 15, welche verdrehfest mit Kettenradträger 13 und Kettenabstützung 1 verbunden ist, den Kettenradträger 13 samt Kettenrad 2 radial verschiebt, was zu einer Veränderung des Durchmessers des Kettenradkreises führt. Die Drehung des Zahnrades 16 erfolgt über ein Zahnradgetriebe 14 und einem Schrittmotor 3. Damit bei einer Kettenradkreisveränderung keine Rücksicht auf die Kettenteilung genommen werden muss, sind die Kettenräder 2 drehbar angeordnet, die entsprechende Drehung wird durch ein Schneckengetriebe 12 und Schrittmotor 4 vorgenommen.
Beide Verstellungen werden durch einen Rechner gesteuert. Dieser Rechner bekommt seine Information von den Sensoren 5 zum Ausrichten der Kette 8 und 6 zum Ausrichten des Kettenrades 2. Die Ausrichtung des Durchmessers, des Kettenradkreises, hängt von dem Drehmoment an den Antriebs-, bzw. Abtriebswellen 7, welche mit Drehmomentgebern 10 versehen sind, ab. Kettenrad 2 Schneckengetriebe 12 mit dem Schrittmotor 4 sind mit dem Kettenradträger 13 verbunden.
Kettenradträger 13 und Kettenabstützung 1 (Kettenabstützung 1 entspricht einem Kettenradträger 13 jedoch ohne Kettenrad 2, Schneckengetriebe 12 und Schrittmotor 4), sind stirnseitig mit einem Radius versehen, der dem mittleren Kettenradkreisdurchmesser entspricht, dieses bedingt, dass der Polygoneffekt, der bei Veränderung des Kettenradkreisdurchmessers entsteht, sehr gering und dadurch unbedeutend ist.
Der Schaltvorgang geschieht im Schaltbereich 9 zwischen dem Ablaufen der Kette 8 und dem Auflaufen der Kette 8 auf den Kettenradkreisdurchmesser.
Die Verschiebung der Kettenradträger 13 bzw., der Kettenabstützung 1, sowie die Ausrichtung der Kettenräder 2 erfolgt je einzeln.
Bezugszeichenliste
Formschlüssiges, stufenloses Kettengetriebe

1: Kettenabstützung
2: Kettenrad
3: Schrittmotor Durchmesser ändern
4: Schrittmotor Kettenrad-Kette ausrichten
5: Sensor Kette ausrichten
6: Sensor Kettenrad ausrichten
7: Welle mit Schleifkontakten für Schrittmotor und Steuerung
8: Kette
9: Schaltbereich
10: Drehmomentgeber in der Welle
11: Scheibenräder
12: Schneckengetriebe
13: Kettenradträger
14: Zahnradgetriebe
15: Gewindestange
16: Zahnrad mit Innengewinde
17: Vorrichtung

Claims

Formschlüssiges, stufenloses Kettengetriebe, mit zwei parallel angeordneten Wellen, die jeweils mit zwei Scheibenrädern (11) versehen sind, wobei in den Scheibenrädern (11) Nuten zur Aufnahme von radial verschiebbaren, je ein Kettenrad (2) tragenden Kettenradträgern (13) verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenradträger (13) jeweils mit einem Schrittmotor (4) und mit einem selbsthemmenden Schneckengetriebe (12) versehen sind, wobei mittels des Schneckengetriebes (12) und des Schrittmotores (4) eines jeden Kettenradträgers (13) das Kettenrad (2) desselben Kettenradträgers (13) in eine bestimmte Position drehbar ist, und wobei die Selbsthemmung des Schneckengetriebes (12) bei abgeschaltetem Schrittmotor (4) das Kettenrad (2) in einer bestimmten Position unverdrehbar hält.
Kettengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schrittmotoren (4) durch einen Rechner gesteuert sind.
Kettengetriebe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Sensor (5) zum Ausrichten der Kette (8) und einem Sensor (6) zum Ausrichten des Kettenrades (2), wobei die Sensoren (5, 6) die Vorgaben für den Rechner liefern.
Kettengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schaltbereich (9) zwischen dem Ablaufen der Kette (8) von den Kettenrädern (2) und dem Auflaufen der Kette (8) auf die Kettenräder (2) die Kettenradträger (13) und die Kettenräder (2) einzeln verstellbar ausgeführt sind.
Kettengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenräder (11) mit Kettenabstützungen (1) versehen sind, und dass die Kettenradträger (13) und die Kettenabstützungen (1) mit einem Aussenradius versehen sind, der dem mittleren Radius zwischen dem kleinstmöglichen und dem grösstmöglichen Kettenradius entspricht.
Kettengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kettenradträger (13) jeweils mittels eines Zahnradgetriebes (14) verschiebbar sind, wobei das Zahnradgetriebe (14) ein Zahnrad (16) und eine Gewindestange (15) umfasst, und wobei das Zahnrad (16) mit der Gewindestange (15) durch ein Innengewinde verbunden ist, welches eine Drehung des Zahnrades (16) in eine axiale Bewegung der Gewindestange (15) umsetzt.
Kettengetriebe nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibenräder (11) mit Kettenabstützungen (1) versehen sind, und dass die Gewindestange (15) drehfest mit dem Kettenradträger (13) oder der Kettenabstützung (1) verbunden ist.
Kettengetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (16) axial fixiert ist.
Kettengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für eine automatische Drehzahländerung mindestens ein Drehmomentgeber (10) vorgesehen ist.
Kettengetriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentgeber (10) in einer Welle angeordnet ist.