Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses, formschlüssiges Getriebe mit einem Eingang und einem Ausgang.The invention relates to a continuously variable, positive gear with an input and an output.
Stufenlose, formschlüssige Getriebe, bei welchen auf einem Kegelstumpf eine zahnradmäßige Verzahnung angebracht ist, sind bekannt. Bei WO 198909895 A1 ist beispielsweise eine Verzahnung entlang der Kegelerzeugenden vorgesehen. Als Abtrieb fungieren Gegenräder, die zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses parallel zur Kegelerzeugenden verschiebbar sind.Stepless, positive gear in which on a truncated cone gear-toothing is attached, are known. at WO 198909895 A1 For example, a toothing along the cone generating ends is provided. Acting as a counter-wheels, which are displaceable parallel to the conical generator to change the transmission ratio.
Beim Anbringen einer Verzahnung auf einem Kegelmantel stellt sich allerdings naturgemäß aus geometrischen Gründen die Frage, wie die Gegenräder über den ganzen Umfang in der Verzahnung des Kegels geführt werden können oder wie die Verzahnung der Gegenräder bei über den Umfang unterbrochener Kegel-Verzahnung in die bei rotierendem Kegel folgende Kegel-Verzahnung wieder technisch vernünftig eingeführt werden kann.When attaching a toothing on a conical shell, however, naturally arises for geometrical reasons, the question of how the mating wheels over the entire circumference in the teeth of the cone can be performed or how the teeth of the mating gears at about the circumference broken bevel gear in the rotating Cone following cone-toothing again technically reasonable can be introduced.
WO 198909895 A1 schlägt eine Lösung mit kleinerer Zahnhöhe am Beginn jedes Bereichs der Kegel-Verzahnung vor, der Bereich zwischen den Kegel-Verzahnungen bleibt leer. Die Verzahnung der Gegenräder trifft somit in beliebiger Weise wieder auf die Verzahnung des Kegels, wodurch naturgemäß je nach Betriebssituation, auch bei kleinerer Zahnhöhe am Beginn, mit stoßartigen Erstkontakten zu rechnen ist. Aus dieser Lösung resultieren deshalb bedeutende zusätzliche Belastungen für die Verzahnungen, es ist somit früher oder später mit Beschädigungen an den Verzahnungen zu rechnen. WO 198909895 A1 suggests a solution with a smaller tooth height at the beginning of each area of the bevel toothing, the area between the bevel toothings remains empty. The teeth of the mating wheels thus meet in any way back to the teeth of the cone, which is naturally expected depending on the operating situation, even at a smaller tooth height at the beginning, with jerky first contacts. This solution therefore results in significant additional loads on the gears, so sooner or later damage to the gears can be expected.
Durch die Erfindung wird eine Lösung vorgeschlagen, die die Verzahnung der Gegenräder 4 auch in den Bereichen 2 zwischen den drehmomentübertragenden Kegel-Verzahnungen 1 führt und somit bei laufendem Getriebe ein sicheres Wiedereingreifen der Verzahnungen der Gegenräder 4 in die Verzahnungen 1 des Kegels 3 gewährleistet.By the invention, a solution is proposed which the teeth of the counter wheels 4 also in the fields 2 between the torque-transmitting bevel gears 1 leads and thus with running gear safe re-engagement of the gears of the mating wheels 4 into the gears 1 of the cone 3 guaranteed.
Erläuterung zum folgenden Text: Der Mantel des Kegelstumpfs wird in Umfangrichtung in Bereiche unterteilt und entlang der Höhe, vom Kopf ausgehend, in Abschnitte.Explanation to the following text: The mantle of the truncated cone is divided in the circumferential direction into sections and along the height, starting from the head, into sections.
Beim Getriebe im Sinne der Erfindung ist eine zahnradmäßige Verzahnung 1 (beispielsweise eine Evolventenverzahnung) auf dem Kegelstumpf 3 so angebracht, dass in Umfangrichtung gesehen nur ein Teilbereich des Kegelmantels als Träger dieser drehmomentübertragenden Verzahnung 1 vorgesehen ist, der weitere Bereich 2 des Kegelmantels dient zur Einrichtung der Gegenräder 4 auf die bei Drehung des Kegels 3 wieder folgende drehmomentübertragende Verzahnung 1 und erfüllt nicht den Zweck, ein Drehmoment zu übertragen.When transmission in the context of the invention is a gear-toothing 1 (For example, an involute toothing) on the truncated cone 3 mounted so that seen in the circumferential direction, only a portion of the conical surface as a carrier of this torque-transmitting toothing 1 is provided, the wider area 2 the cone sheath serves to set up the counter wheels 4 on the turn of the cone 3 again following torque-transmitting toothing 1 and does not fulfill the purpose of transmitting torque.
Um den Kegel sind zumindest zwei Gegenräder 4 installiert, wobei zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses eine Relativverschiebung aller Gegenräder 4 gemeinsam gegenüber dem Kegelstumpf 3 entlang deren jeweiliger Kegelerzeugenden stattfinden soll. Für diese relative Verschiebung der Gegenräder 4 und des Kegels 3 gibt es prinzipiell verschieden Möglichkeiten. Am günstigsten erscheint die Lösung, dass die Gegenräder 4 entlang ihrer Trägerwellen 5 verschoben werden. Möglich ist aber auch, jede Welle 5 in ihre Achsrichtung verschiebbar vorzusehen und gemeinsam mit dem jeweiligen Gegenrad 4 zu bewegen. Es sind weiters auch Lösungen denkbar, bei denen das Übersetzungsverhältnis durch Verschieben des Kegels 3 in achsialer Richtung verändert wird und die Wellen 5 mit den Gegenrädern 4 nur in radialer Richtung beweglich sind oder über Kreuzgelenke im oberen Bereich verfügen, um flexibel spreizbar zu sein.To the cone are at least two mating wheels 4 installed, wherein for changing the gear ratio, a relative displacement of all the counter wheels 4 together opposite the truncated cone 3 should take place along their respective cone generating ends. For this relative displacement of the counter wheels 4 and the cone 3 There are basically different possibilities. The best solution seems to be that the counter wheels 4 along their carrier waves 5 be moved. But it is also possible, every wave 5 slidably provided in their axial direction and together with the respective mating gear 4 to move. There are also solutions conceivable in which the transmission ratio by moving the cone 3 is changed in the axial direction and the waves 5 with the counter-wheels 4 are movable only in the radial direction or have universal joints in the upper area to be flexibly spreadable.
Die Gegenräder 4 sind mit dem Getriebeausgang gekoppelt, was beispielsweise durch je ein auf jeder der Wellen 5 sitzendes Zahnrad 6 ermöglicht wird. Diese Zahnräder 6 treiben dann gemeinsam ein mit dem Getriebeausgang verbundenes Zahnrad 7 an, das über dem Kopf des Kegelstumpfs 3 angeordnet sein kann. Wenn zur Änderung der Getriebeübersetzung ein Verschieben der Gegenräder 4 entlang ihrer Trägerwellen 5 vorgesehen ist, so werden die Wellen 5 und der Kegelstumpf 3 günstigerweise im Getriebegehäuse ortsfest drehbar gelagert.The mating wheels 4 are coupled to the transmission output, which, for example, by one on each of the waves 5 sitting gear 6 is possible. These gears 6 then drive together a connected to the transmission output gear 7 at the top of the truncated cone 3 can be arranged. When changing the gear ratio, a shifting of the counter wheels 4 along their carrier waves 5 is provided, so will the waves 5 and the truncated cone 3 Conveniently mounted rotatably in the gearbox stationary.
Die Gegenräder 4 verfügen jeweils über einen Freilauf, der die vom Kegel 3 auf das Gegenrad 4 weitergegebene Drehung in Richtung Getriebeausgang überträgt.The mating wheels 4 Each has a freewheel, that of the cone 3 on the mating wheel 4 passed rotation in the direction of transmission output transmits.
Es wäre auch denkbar, die Freiläufe statt an den Gegenrädern 4 beispielsweise an den in das Rad 7 eingreifenden Rädern 6 vorzusehen. Diese Lösung erscheint allerdings als ungünstiger.It would also be possible to use the freewheels instead of the counter-wheels 4 for example, in the wheel 7 engaging wheels 6 provided. This solution, however, appears to be less favorable.
Die Zähne der drehmomentübertragenden Verzahnung 1 verlaufen tendenziell in Richtung der Kegelerzeugenden. Wegen der Beibehaltung der Zahnteilung mit größer werdendem Kegelumfang kommt es, abhängig von der konkreten Lage eines jeweiligen Zahnes, zu einer Abweichung von dieser Grundrichtung. Ist eine Schrägverzahnung vorgesehen ändert sich die Abweichung noch zusätzlich um deren Winkel.The teeth of the torque-transmitting toothing 1 tend to run in the direction of the cone-generating. Due to the retention of the tooth pitch with increasing cone circumference, depending on the specific position of a respective tooth, a deviation from this basic direction occurs. If a helical toothing is provided, the deviation additionally changes by its angle.
Die Länge der Zähne kann sich über den ganzen Kegelmantel erstrecken, es wird aber jedenfalls zweckmäßig sein, zumindest einen großen Teil der Höhe des Kegelmantels hierfür zu nützen.The length of the teeth may extend over the entire conical surface, but it will certainly be useful to use at least a large part of the height of the conical surface for this purpose.
Statt der Unterteilung des Kegelumfangs in nur einen drehmomentübertragenden Bereich 1 und einen einrichtenden Bereich 2 ist es auch denkbar, diese Bereiche über den Umfang jeweils mehrfach abwechselnd vorzusehen. Der Vorteil mehrerer und damit schmälerer drehmomentübertragender Bereiche 1 liegt darin, dass dann an ihren Rändern die Winkel der Zähne im Bezug zur Kegelerzeugenden kleiner ausfallen. Es bedarf aber einer Abstimmung mit der Anzahl der Gegenräder 4 und mit der Breite der Bereiche 1, damit sich im Getriebebetrieb immer zumindest ein Gegenrad 4 in einem drehmomentübertragenden Bereich 1 befindet. Instead of the subdivision of the cone circumference in only one torque transmitting area 1 and a furnishing area 2 It is also conceivable to provide these areas alternately over the circumference in each case several times. The advantage of multiple and thus narrower torque-transmitting areas 1 lies in the fact that then at their edges, the angles of the teeth with respect to the cone-generating ends are smaller. But it requires a vote with the number of mating wheels 4 and with the width of the areas 1 , so that always at least one mating gear in gearbox operation 4 in a torque transmitting area 1 located.
Damit der Bereich 2 des Kegelumfangs bei drehendem Kegel 3 periodisch dem Zusammenführen der drehmomentübertragenden Zähne 1 mit den Zähnen der Gegenräder 4 dienen kann, wird er wie folgt gestaltet:
In einem ersten Abschnitt (vom Kegelkopf aus gesehen) wird der Zahnabstand, günstigerweise aber nicht notwendigerweise ausgehend von einer Teilung, die noch der Normalteilung von Bereich 1 entspricht, dem größer werdenden Umfang des Kegels entsprechend gespreizt. Die Anzahl der Zähne bleibt damit konstant und die Verzahnung des einrichtenden Bereichs 2 geht am Ende einfach wieder in die Verzahnung des drehmomentübertragenden Bereichs 1 über.So the area 2 the cone circumference with rotating cone 3 periodically merging the torque transmitting teeth 1 with the teeth of the opposite wheels 4 it can be served as follows:
In a first section (seen from the conical head), the tooth spacing, favorably but not necessarily starting from a pitch, is still the normal division of area 1 corresponds to the increasing extent of the cone spread accordingly. The number of teeth remains constant and the teeth of the establishment area 2 At the end, simply go back into the toothing of the torque-transmitting area 1 above.
Die Gegenräder 4 drehen sich in diesem Abschnitt des Bereichs 2 wegen des größeren Zahnabstands langsamer und werden deshalb durch die entsprechend vorgesehenen Freiläufe vom Kraftfluss entkoppelt. Die entstehenden gleitenden Relativbewegungen zwischen den Zähnen des Bereichs 2 und der Gegenräder 4, die aus der größeren Zahnteilung resultieren, belasten die dann weitgehend kräftefreien Zahnräder somit nur in unbedeutendem Maße. Mit dieser Lösung lassen sich im Übrigen stufenlose, formschlüssige Getriebe für einen kleineren Übersetzungsbereich gestalten.The mating wheels 4 turn in this section of the range 2 because of the larger tooth spacing slower and are therefore decoupled from the power flow by the corresponding provided freewheels. The resulting sliding relative movements between the teeth of the area 2 and the mating wheels 4 , which result from the larger pitch, burden the then largely force-free gears thus only insignificantly. Incidentally, with this solution, stepless, positive-locking transmissions can be designed for a smaller transmission range.
Der Grenzbereich der möglichen Spreizung der Zahnteilung des einrichtenden Bereichs 2 wird erreicht, wenn die Gefahr besteht, dass im Betrieb die Zahnköpfe der eingreifenden Zähne aufeinander treffen. Dieser Grenzbereich lässt sich mit Hilfe einer speziellen Zahnform für den Bereich 2 mindestens bis zum 1,4-fachen der normalen Zahnteilung ausweiten.The border area of the possible spread of the pitch of the furnishing area 2 is reached when there is a risk that the tooth tips of the meshing teeth will hit each other during operation. This border can be defined using a special tooth shape for the area 2 expand to at least 1.4 times the normal tooth pitch.
Um beim Getriebe im Sinne der Erfindung einen größeren Übersetzungsbereich zu ermöglichen wird nun vorgeschlagen, in einem zweiten Abschnitt des Bereichs 2 nur noch einen Teil der Zähne entlang der Kegelerzeugenden weiterzuführen, einen anderen Teil aber enden zu lassen. Konkret kann beispielsweise jeder zweite Zahn weitergeführt werden. Wird diese Hälfte der Zähne nun solange weitergeführt, bis sie bei einer vollständigen Zähnezahl ungefähr in der Mitte des Abschnitts zwei eine Teilung vom 1,5-fachen der Normalteilung erreicht hätte (der vorher angeführte Grenzwert vom ca. 1,4-fachen wird hier nicht überschritten, weil ja nur noch ein Teil der Zähne in diesen Abschnitt weitergeführt wird), so haben die weitergeführten Zähne, nachdem nur jeder zweite Zahn vorhanden ist, einen Abstand von drei normalen Zahnteilungen. Dies entspricht aber auch einer Verzahnung mit normaler Teilung, bei der nur jeder dritte Zahn vorhanden ist (2 × 1,5 = 3). Die Gegenräder 4 können sich in diesem Abschnitt des Bereichs 2 damit einfach mit der aus dem drehmomentübertragenden Bereich 1 vermittelten Drehzahl weiter drehen, dabei greift aber nur jeder dritte ihrer Zähne in die noch vorhandenen Zähne ein.In order to enable a larger transmission range in the transmission according to the invention is now proposed in a second section of the range 2 continue only a part of the teeth along the cone-generating, but leave another part to end. Specifically, for example, every second tooth can be continued. If this half of the teeth continues to run until it has reached a division of 1.5 times the normal division with a complete number of teeth approximately in the middle of section two (the previously stated limit of about 1.4 times is not here exceeded, because only a part of the teeth is continued in this section), so have the continued teeth, after only every second tooth is present, a distance of three normal pitches. However, this also corresponds to a gearing with normal division, in which only every third tooth is present (2 × 1.5 = 3). The mating wheels 4 can be in this section of the range 2 so easy with the out of the torque transmitting area 1 Turning mediated speed further, but it engages only every third of their teeth in the remaining teeth.
Weiters kann nun jeder der weitergeführten Zähne aus Abschnitt zwei kegelabwärts jeden dritten Zahn einer Verzahnung bilden, deren Zähnezahl der entspricht, die Abschnitt zwei bei vollständiger Zähnezahl und normaler Teilung hätte. Diese Verzahnung hat somit ihre Zähnezahl dem größer werdenden Umfang des Kegels durch je zwei neu beginnende Zähne zwischen den weitergeführten Zähnen wieder angepasst und markiert den Beginn des dritten Abschnitts des Bereichs 2.Furthermore, each of the continued teeth of section two may form each third tooth of a toothing, the number of teeth of which corresponds to the section two with complete number of teeth and normal pitch. Thus, this gearing has again adapted its number of teeth to the increasing circumference of the cone by two newly starting teeth between the continued teeth and marks the beginning of the third section of the range 2 ,
Hätte man im Übrigen die Zähne des Bereichs 2 geringer maximal gespreizt und den Faktor in Abschnitt zwei statt auf oben angeführte 1,5 beispielsweise nur auf 1,333 festgelegt, dann würde aus Abschnitt eins des Bereichs 2 nur jeder dritte Zahn weitergeführt und nur jeden vierten Zahn (3 × 1,333 = 4) der Verzahnung von Abschnitt drei bilden. Es wäre dadurch in Abschnitt zwei aber wieder eine Verzahnung mit normaler Teilung gegeben, bei der allerdings nur noch jeder vierte Zahn vorhanden wäre. Die Drehzahl der Gegenräder 4 müsste sich im Getriebebetrieb in diesem Abschnitt somit aber wieder nicht ändern.By the way, if you had the teeth of the area 2 lower maximum spread and set the factor in section two instead of on above 1.5, for example, only to 1.333, then would be from section one of the range 2 only every third tooth continued and only every fourth tooth (3 × 1.333 = 4) of the gearing of section three form. It would be given in section two but again a gearing with normal division, in which, however, only every fourth tooth would be present. The speed of the counter wheels 4 would not have to change in gearbox operation in this section again.
Zusammengefasst erfüllt Abschnitt zwei zum einen den Zweck, dass er Abschnitt eins darüber enden lässt, bevor die Zahnteilung zu groß wird, und Abschnitt drei darunter ermöglicht, mit nahezu normaler Zahnteilung (die Teilung ist von Abschnitt zwei ausgehend genaugenommen hier schon wieder etwas größer) neu zu beginnen. Weiters ist die Eigenschaft, dass der Abstand der verbliebenen Zähne in Abschnitt zwei einem ganzzahligen Vielfachen des Normalabstands entspricht, entscheidend dafür, dass die Gegenräder 4 im Getriebebetrieb diesen Abschnitt mit ihrer aus Bereich 1 mitgegebenen Drehzahl durchlaufen können.In summary, section two serves the purpose of making section one end over before the tooth pitch becomes too large, and section three below it, with nearly normal tooth pitch (the pitch is actually slightly larger from section two) to start. Furthermore, the property that the distance of the remaining teeth in section two corresponds to an integer multiple of the normal distance, is crucial for the counter-wheels 4 in gearbox operation this section with its out of range 1 can pass through the given speed.
Ausgehend von der angeführten Verzahnung am Beginn des dritten Abschnitts werden die Zähne des Bereichs 2 nun wiederum mit steigendem Kegelumfang gespreizt. Wenn sich die Zahnabstände in diesem Abschnitt dann wieder einer kritischen Größe nähern folgt ein Abschnitt vier, in den, wie in Abschnitt zwei, abermals nur noch ein Teil der Zähne weitergeführt wird.Starting from the above gearing at the beginning of the third section, the teeth of the area 2 now in turn spread with increasing cone circumference. If the tooth spaces in this section are then again a critical size approaching follows a section four, in which, as in Section two, again only a part of the teeth is continued.
Durch dieses sich wiederholende Vorgehen lässt sich ein stufenloses, formschlüssiges Getriebe mit beliebigem Übersetzungsbereich gestalten.This repetitive procedure makes it possible to design a stepless, positive gear with any gear range.
Die Zähne des drehmomentübertragenden Bereichs 1 verfügen hingegen immer über eine normale Teilung und werden über die ganze Höhe des Kegels geführt. Am seitlichen Rand zu Bereich 2 kommen mit der zunehmenden Anzahl von Abschnitten, der Umfangvergrößerung des Kegels entsprechend, allerdings stufenweise neue drehmomentübertragende Zähne mit normaler Teilung hinzu, wodurch der Bereich 1, trotz Beibehaltung seiner Zahnteilung, über die ganze Kegelhöhe immer nahezu den gleichen Anteil des Kegelumfangs abdecken kann.The teeth of the torque transmitting area 1 on the other hand, they always have a normal pitch and are guided over the entire height of the cone. At the side edge to area 2 However, with the increasing number of sections corresponding to the enlargement of the circumference of the cone, however, gradually new torque-transmitting teeth with normal pitch are added, thereby increasing the range 1 , despite maintaining its tooth pitch, over the entire cone height can cover almost always the same proportion of the cone circumference.
An dem in den 1 bis 5 abgebildeten Kegelstumpf 3 ist beispielsweise ein drehmomentübertragender Bereich 1 und ein einrichtender Bereich 2 vorhanden, wobei der Bereich 2 insgesamt über drei Abschnitte verfügt, bei welchen oben jeder zweite der Zähne endet und unten, zwischen den weitergeführten Zähnen, jeweils zwei Zähne neu beginnen.At the in the 1 to 5 pictured truncated cone 3 is, for example, a torque transmitting area 1 and a furnishing area 2 present, the area 2 in total has three sections, in which above every second of the teeth ends and below, between the continued teeth, two teeth start anew.
Abwechselnd mit diesen Abschnitten sind noch insgesamt vier weitere Abschnitte ersichtlich, in denen sich die Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 mit wachsendem Kegelumfang spreizen. Zu erkennen ist auch die Zunahme der Zähnezahl des drehmomentübertragenden Bereichs 1 mit jedem neu beginnenden dieser vier Abschnitte.Alternating with these sections, a total of four further sections can be seen, in which the teeth of the establishing toothing 2 Spread with increasing cone circumference. Evident is also the increase in the number of teeth of the torque transmitting area 1 with each new beginning of these four sections.
Der Kraftfluss des Getriebes muss vom angetriebenen Kegelstumpf 3 über die Gegenräder 4 zum Getriebeausgang laufen. Ein umgekehrter Kraftfluss von den Gegenrädern 4 auf den Kegel 3 ist nicht möglich, weil dann die Gegenräder im Bereich 2 bei größer werdendem Zahnabstand den Kegel schneller drehen müssten und somit die Freiläufe nicht hier entlastend wirken würden, sondern im Bereich 1 mit der eigentlich zur Drehmomentübertragung vorgesehenen Normalverzahnung.The power flow of the transmission must be from the driven truncated cone 3 over the opposite wheels 4 to the transmission output run. A reverse force flow from the counter wheels 4 on the cone 3 is not possible because then the mating wheels in the area 2 with increasing tooth spacing the cone would have to turn faster and thus the freewheels would not seem relieving here, but in the area 1 with the normal gear provided for torque transmission.
Alternativ denkbar wäre allerdings, durch den Antrieb das Gehäuse mit den Wellen 5 um einen stillstehenden Kegel 3 in Rotation zu versetzen. Es würde dann in Verbindung mit dem Zahnrad 7 quasi ein Planetengetriebe entstehen, wobei sich die Eigendrehzahl der Gegenräder 4 und somit der Wellen 5 wiederum stufenlos regulieren ließe.Alternatively, however, would be conceivable, by the drive, the housing with the waves 5 around a stationary cone 3 to set in rotation. It would then be in conjunction with the gear 7 virtually a planetary gear arise, with the self-speed of the mating wheels 4 and thus the waves 5 again infinitely regulate.
In den Abschnitten des Bereichs 2, an deren oberem bzw. unterem Rand Zähne auslaufen bzw. neu beginnen, empfiehlt es sich, anders als in den 1 bis 5 vereinfacht dargestellt, die Enden der auslaufenden bzw. beginnenden Zähne, wie in 6 schematisch gezeigt, zu verjüngen oder abzurunden. Dadurch wird in diesem Abschnitt bei einer Verschiebung der Gegenräder 4 zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses ein Hineingleiten der Zähne der Gegenräder 4 in diese Zähne erleichtert.In the sections of the area 2 , at the upper or lower edge expire teeth or start new, it is recommended, unlike in the 1 to 5 simplified, the ends of the outgoing or starting teeth, as in 6 shown schematically to rejuvenate or round off. This will in this section during a displacement of the mating wheels 4 to change the gear ratio, a sliding in of the teeth of the counter wheels 4 relieved in these teeth.
Die durchgehenden Zähne des Bereichs 2 sind in den Darstellungen 1 bis 5 vereinfacht mit Knicken in ihrem Verlauf dargestellt, tatsächlich sollten diese Zähne aber eher über eine kontinuierliche Krümmung verfügen.The continuous teeth of the area 2 are in the representations 1 to 5 Simplified with creases in their course, in fact these teeth should have a continuous curvature.
7 stellt das Zusammenspiel der Zähne der Gegenräder 4 und der Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 in zwei verschiedenen Positionen dar. Die Verzahnung 2 des antreibenden Kegels dreht gegen den Uhrzeigersinn, die Gegenräder 4 somit im Uhrzeigersinn. Beim Abstand der Zähne 2 ist ein Wert vom ca. 1,4-fachen der normalen Teilung dargestellt. 7 represents the interaction of the teeth of the counter wheels 4 and the teeth of the setting gearing 2 in two different positions. The gearing 2 of the driving cone turns counterclockwise, the counter wheels 4 thus clockwise. The distance of the teeth 2 is a value of about 1.4 times the normal division shown.
Es zeigt sich, dass für die Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 (anders als in den 1 bis 5 vereinfacht skizziert) eine spezielle Formgebung notwendig ist, um ein funktionierendes Eingreifen der unterschiedlichen Verzahnungen gewährleisten zu können. Zur Vermeidung von Kollisionen der Zähne in unerwünschten Bereichen ist es empfehlenswert, die Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 niedriger als die Zähne der Normalverzahnung 1 auszuführen. Dem Zweck eines geregelten Weitergleitens der Zähne 2 zur Bewältigung der vergrößerten Zahnteilung dienen ein Abschrägen der Zähne 2 im hinteren Bereich und eine konvexe Gestaltung dieser Rückenfläche.It turns out that for the teeth of the setting up teeth 2 (unlike in the 1 to 5 simplified sketched) a special shape is necessary in order to ensure a functioning intervention of the different gears can. To avoid collisions of the teeth in unwanted areas, it is recommended that the teeth of the setting up teeth 2 lower than the teeth of the standard toothing 1 perform. The purpose of a regulated continued sliding of the teeth 2 To cope with the increased tooth pitch serve a beveling of the teeth 2 in the back and a convex design of this back surface.
7 zeigt im Übrigen die zwei möglichen Grenzpositionen der Zähne 2, die im Bezug zur Verzahnung der Gegenräder 4 über ein gewisses Spiel verfügen. Für beide Positionen ist dabei ersichtlich, dass das Zusammenspiel der unterschiedlichen Verzahnungen zum Zweck des Einrichtens aufeinander (nicht zum Zweck der Drehmomentübertragung) funktioniert. 7 shows, moreover, the two possible limit positions of the teeth 2 related to the teeth of the counter wheels 4 have a certain amount of play. It can be seen for both positions that the interaction of the different gears for the purpose of setting up one another works (not for the purpose of torque transmission).
8 stellt das Zusammenspiel der Zähne der Gegenräder 4 mit dem Übergangsbereich der Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 und der drehmomentübertragenden Verzahnung 1 in zwei verschiedene Positionen dar. Der antreibende Kegel mit den Verzahnungen 1 und 2 dreht auch hier gegen den Uhrzeigersinn, die Gegenräder 4 somit wieder im Uhrzeigersinn. 8th represents the interaction of the teeth of the counter wheels 4 with the transition region of the teeth of the setting gearing 2 and the torque-transmitting toothing 1 in two different positions. The driving cone with the gears 1 and 2 Turning counterclockwise here, the opposite wheels 4 thus again in a clockwise direction.
Es ist beim Abstand der Zähne 2 wiederum ein Wert vom ca. 1,4-fachen der normalen Teilung dargestellt. Ersichtlich ist, dass der erste Zahn der über eine normale Teilung verfügenden Verzahnung 1 günstigerweise ähnlich wie die Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 geformt sein sollte, um einen gut funktionierenden Übergang gewährleisten zu können.It's the distance of the teeth 2 again a value of about 1.4 times the normal division shown. It can be seen that the first tooth has the teeth with a normal pitch 1 auspiciously similar to the teeth of the setting gearing 2 should be shaped to to ensure a well-functioning transition.
8 zeigt ebenfalls die zwei möglichen Grenzpositionen der Zähne 1 und 2, die auch hier im Bezug zur Verzahnung der Gegenräder 4 über ein gewisses Spiel verfügen. Für beide Positionen ist ersichtlich, dass durch die Verzahnung 2 das Einrichten der Gegenräder 4 auf die drehmomentübertragende Verzahnung 1 funktioniert. 8th also shows the two possible limit positions of the teeth 1 and 2 , which also here in relation to the teeth of the counter wheels 4 have a certain amount of play. For both positions it can be seen that through the teeth 2 the setting up of the counter wheels 4 on the torque-transmitting toothing 1 works.
Von praktischem Nutzen für den Getriebebetrieb könnte es sein, die Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 und auch den ersten Zahn der drehmomentübertragenden Verzahnung 1 versenkbar und federnd zu lagern, wobei auf die rückstellende Federung wegen der vorhandenen Fliehkraftwirkung eventuell auch verzichtet werden kann. Die Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 könnten dann bei einem sehr ungünstigen Aufeinandertreffen mit den Zähnen der Gegenräder 4 nachgeben.Of practical use for gear operation could be the teeth of the setting gearing 2 and also the first tooth of the torque-transmitting toothing 1 retractable and springy store, which may also be waived due to the existing centrifugal force effect on the restoring suspension. The teeth of the setting gearing 2 could then be at a very unfavorable meeting with the teeth of the mating wheels 4 give in.
Der Körper 3 ist in Schutzanspruch 1 am allgemeinsten als ein sich entlang seiner Drehachse verjüngernder Körper definiert. Für den praktischen Gebrauch erscheint ein rotationssymmetrischer Kegelstumpf als sinnvollste Lösung, deshalb wird in den Schutzansprüchen und auch in dieser Beschreibung vereinfacht meist die Bezeichnung „Kegelstumpf” oder noch einfacher „Kegel” verwendet. Dies soll den Einsatz anderer Körper, die sich entlang ihrer Drehachse verjüngen, für diesen Zweck aber nicht ausschließen.The body 3 is defined in protection claim 1 most commonly as a rejuvenating body along its axis of rotation. For practical use, a rotationally symmetric truncated cone appears as the most sensible solution, therefore usually simplifies the term "truncated cone" or even simpler "cone" used in the claims and also in this description. This should not preclude the use of other bodies that taper along their axis of rotation for this purpose.
Der Kegelstumpf 3 muss im Übrigen nicht unbedingt über gerade Erzeugende verfügen. Eine Krümmung nach Innen oder Außen würde die Charakteristik des Getriebes beim Ändern der Übersetzung verändern. Die Herstellung des Getriebes wäre allerdings aufwendiger und die Gegenräder 4 mit Ihren Wellen 5 müssten dann zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses in radialer Richtung beweglich sein.The truncated cone 3 Incidentally, it is not essential for it to have direct generators. Curving inward or outward would change the characteristics of the transmission when changing the ratio. However, the production of the transmission would be more expensive and the mating wheels 4 with your waves 5 would then have to be movable to change the transmission ratio in the radial direction.
Alternativ wäre auch denkbar, die Verzahnungen der Bereiche 1 und 2 im Inneren eines hohlen Kegelstumpfs anzubringen. Die Gegenräder würden dann im Inneren des Kegelstumpfs in die Verzahnungen eingreifen. Diese Lösung erscheint allerdings als konstruktiv wesentlich aufwendiger.Alternatively, it would also be conceivable, the teeth of the areas 1 and 2 to install inside a hollow truncated cone. The mating wheels would then engage inside the truncated cone in the teeth. However, this solution appears to be considerably more complicated in terms of design.
Wenn die geometrischen und sonstigen Parameter feststehen, bedarf die Realisierung eines konkreten Getriebes im Sinne der Erfindung sicherlich auch einer gewissen Entwicklungsarbeit. Erst dann kann beispielsweise die spezifisch optimale Zahnform der einrichtenden Verzahnung des Bereichs 2 gestaltet werden.If the geometric and other parameters are fixed, the realization of a concrete transmission within the meaning of the invention certainly requires a certain amount of development work. Only then can, for example, the specifically optimal tooth shape of the establishing toothing of the area 2 be designed.
Grundsätzlich sollte aber auf Basis der in diesem Schreiben vorgestellten Ideen der Bau eines einwandfrei funktionierenden stufenlosen, formschlüssigen Getriebes möglich sein.Basically, but based on the ideas presented in this letter should be possible to build a perfectly functioning continuously variable, positive gear.
Die 1 bis 4 zeigen, jeweils um 90° im Uhrzeigersinn gedreht, schematisch in einer Ansicht von schräg oben, eine mögliche Ausführung des Kegelstumpfs 3 mit der drehmomentübertragenden Verzahnung 1 (dunkler dargestellt) der einrichtenden Verzahnung 2 (heller dargestellt).The 1 to 4 show, each rotated by 90 ° clockwise, schematically in a view obliquely from above, a possible embodiment of the truncated cone 3 with the torque-transmitting toothing 1 (shown in darker colors) the setting gearing 2 (shown brighter).
5 zeigt die wichtigsten Komponenten des Getriebes schematisch in einer Gesamtübersicht von vorne. 5 shows the most important components of the transmission schematically in a complete overview from the front.
6 skizziert ein Detail zur Zahnform bestimmter Zähne des einrichtenden Bereichs 2. 6 outlines a detail on the tooth shape of certain teeth of the furnishing area 2 ,
7 stellt das Zusammenspiel der Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 und der Gegenräder 4 in zwei verschiedenen Positionen dar. 7 represents the interplay of the teeth of the setting gearing 2 and the mating wheels 4 in two different positions.
8 stellt das Zusammenspiel des Übergangsbereichs der Zähne der einrichtenden Verzahnung 2 und der drehmomentübertragenden Verzahnung 1 mit den Zähnen der Gegenräder 4 in zwei verschiedenen Positionen dar. 8th represents the interaction of the transition region of the teeth of the setting gearing 2 and the torque-transmitting toothing 1 with the teeth of the opposite wheels 4 in two different positions.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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WO 198909895 A1 [0002, 0004] WO 198909895 A1 [0002, 0004]
