DE10297627T5 - Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator - Google Patents

Abstract

Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator (22, 24) umfassend:
– eine erste Welle (46),
– eine zweite Welle (56),
– eine Gelenkkupplung, in der die erste und zweite Welle (46 und 56) durch Gelenkzapfen (70, 75 und 250, 252) miteinander verbunden sind, die auf zwei senkrechten Achsen liegen, die relativ zueinander festgelegt sind und sich sowie die Achsen (47, 57) der ersten und zweiten Welle (46 und 56) an einem statischen Punkt (86) im Gelenk schneiden, wobei die radial äußeren Enden der Gelenkzapfen (70, 75 und 250, 252) auf jeder der Gelenkzapfenachsen im Gebrauch in ersten und zweiten Kreisbahnen um den statischen Punkt (86) drehbar sind,
– eine erste Steuerungsanordnung (32) zum Verschieben einer der Wellen (56) relativ zur anderen (46), um die Winkelbeziehung zwischen ihnen an der Gelenkkupplung zu verändern,
dadurch gekennzeichnet, dass der Profilgenerator aufweist:
– Mittel (49, 248) in der Gelenkkupplung, die es ermöglichen, die Rotationsbahn...

Description

• Bereich der Erfindung
• Diese Erfindung betrifft einen Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator, der einstellbar ist, so dass er Winkelgeschwindigkeitsprofilabtriebe ergibt, die für verschiedene Maschinenantriebsanwendungen geeignet sind, und eine Transmissionsmaschine, die den Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator enthält.
• Hintergrund der Erfindung
• Im Laufe der Jahre wurden in Ansätzen, aus einer konstanten Antriebsgeschwindigkeit eine akzeptable linear kontinuierlich variable Abtriebswinkelgeschwindigkeit und Drehmoment zu erzeugen, viele stufenlos variable Transmissionsmaschinen (IVT, infinitely variable transmission) vorgeschlagen und entwickelt.
• Der grundlegende Ansatz für diese Maschinen ist, zunächst eine einzige Antriebswinkelgeschwindigkeit auf eine Anzahl paralleler Stufen der Ma schine aufzugeben, die mittels der Winkelgeschwindigkeitsgeneratoren wie Nocken, Schlitzplatten, Verbindungselemente, exzentrische Sonnengetriebe, außermittige Getriebe, Orbitalgeräte, Gelenkkupplungen und so weiter gepulste oder getaktete Winkelgeschwindigkeiten (Winkelbeschleunigungs- und -verzögerungszyklen) in jeder der Stufen erzeugen, die in geeigneter Weise mit der Antriebswinkelgeschwindigkeit in Phase sind. Die gepulsten oder zyklischen Winkelgeschwindigkeiten aus den Maschinenstufen werden dann verwendet, um selektive Abnahmevorrichtungen anzutreiben wie Freiläufe oder Freilaufkupplungen und/oder Differenziale, die die Maximalanteile der Mitnehmerzyklen der parallelen Stufen abnehmen, so dass sie modulierte Winkelgeschwindigkeitsabtriebe ergeben. Diese Abtriebe werden dann in einer Abtriebsstufe der Maschine rekombiniert, so dass sie die Abtriebswinkelgeschwindigkeit der Maschine ergeben. Beispiele dieser Maschinen sind in den Beschreibungen der folgenden Veröffentlichungen offenbart: WO 82/02233, WO 89/11604, WO 90/01648, WO 91/18225, WO 94/11652, WO 02/14715, FR 916850A, US 1916283A, US 3114273, BE 444789A und FR 1071870A.
• Typischerweise mit den IVT-Maschinen aus dem Stand der Technik verbundene allgemeine Probleme sind, dass:
  sie Leistung nur in eine Rotationsrichtung übertragen können, die nicht umgekehrt werden kann,
  ihre zyklischen Winkelgeschwindigkeit erzeugenden Vorrichtungen, in jeder parallelen Stufe der Maschine, bei jeder Umdrehung ihrer Antriebswellen einen vollen Zyklus einer periodischen Bewegung erzeugen, wobei ihre Abnahmevorrichtungen mit Freilaufkupplung und einziger Antriebsrichtung in der Lage sind, nur die einzige Maximalgeschwindigkeitsspitze aus jedem Zyklus auszuschneiden. Die Folge davon ist, dass die Winkelgeschwindigkeitsabtriebsanordnungen der Maschinen, wie Planetengetriebesysteme, weitgehend unfähig sind, die grob strukturierten Abtriebe der Abnahmevorrichtungen auf eine akzeptable ganz oder nahezu theoretisch konstante lineare Abtriebsgeschwindigkeit vollständig zu modulieren. Die Mehrzahl der zyklischen Winkelgeschwindigkeit erzeugenden Vorrichtungen, die in IVT-Maschinen eingesetzt werden, und die oszillierende Komponenten enthalten wie Schlitzplatten, Verbindungselemente, die außermittige Zahnräder, Nocken und dergleichen antreiben oder davon angetrieben werden, leiden an Problemen mit dem Abgleich oder anderen Vibrationsproblemen, die prinzipiell hauptsächlich durch Stoßbelastungen hervorgerufen sind, die durch die Mechanismen zum Richtungswechsel erzeugt sind. Die obigen sind komplexe Maschinen, die nicht mit dem notwendigen Maß an Zuverlässigkeit für praktische Implementierungen geeignet sind.
• Zusammenfassung der Erfindung
• Ein Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator gemäß der Erfindung umfasst:
  eine erste Welle,
  eine zweite Welle,
  eine Gelenkkupplung, in der die erste und zweite Welle durch Gelenkzapfen miteinander verbunden sind, die auf zwei Achsen liegen, die relativ zu einander festgelegt sind und sich überschneiden, und die Achsen der ersten und zweiten Welle sind ein statischer Punkt im Gelenk, wobei äußere Enden der Gelenkzapfen auf jeder der Gelenkzapfenachsen im Gebrauch in ersten und zweiten Kreisbahnen um den statischen Punkt drehbar sind,
  eine erste Steuerungsanordnung zum Bewegen einer der Wellen relativ zur anderen, um die Winkelbeziehung zwischen ihnen an der Gelenkkupplung zu verändern,
  Mittel in der Gelenkkupplung, die es ermöglichen, dass die Rotationsbahn der ersten Gelenkkupplungszapfenachse im Gebrauch relativ zur Rotationsbahn der zweiten Gelenkzapfenachse um den statischen Punkt in der Gelenkkupplung verändert wird, und
  eine zweite Steuerungsanordnung, außerhalb der Gelenkkupplung, die mit dem ersten Gelenkzapfenbahnveränderungsmittel verbunden ist und durch die erste Steuerungsanordnung aktiviert wird, so dass im Gebrauch, wenn die erste Steuerungsanordnung bewegt wird, die Winkelbeziehung zwischen der ersten und zweiten Welle und dem ersten Gelenkzapfenbahnveränderungsmittel in einem bestimmten Verhältnis eingestellt wird, um ein Abtriebswinkelgeschwindigkeitsprofil zu erreichen, das für eine spezifische Anwendung des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators ausgebildet ist.
• Der Profilgenerator weist zweckmäßigerweise beabstandete Formationen auf, die an der zweiten Welle festgelegt sind, und mit denen die Gelenkzapfen der zweiten Gelenkzapfenachse schwenkbar in Eingriff sind, wobei ein Trägerrahmen beabstandete erste und zweite Rahmenelemente aufweist, wobei in jedes davon eine der Profilgeneratorwellen zur Rotation gelagert ist und die erste Steuerungsanordnung ein Mittel ist zum Verschieben eines der Rahmenelemente relativ zum anderen, um die Winkelbeziehung der beiden Wellen in einer gemeinsamen Ebene zu verändern.
• Das erste Gelenkzapfenbahnveränderungsmittel kann ein Gehäuse aufweisen, das schwenkbar im Trägerrahmen angebracht ist zur Bewegung auf einer Achse, die zur gemeinsamen Ebene senkrecht ist und sie am statischen Punkt schneidet, in der die Profilgeneratorwellen relativ zu einander beweglich sind, eine Bohrung durch das Gehäuse, wobei die Achse der Bohrung sich mit dem statischen Punkt schneidet und eine Kreisbahnführung in der Bohrung, in der die Enden der Gelenkzapfen auf der ersten Gelenkkupplungsachse zur Rotation eingreifen.
• Die Gelenkzapfenkreisbahnführung kann ein Ring sein, der nur zur Rotation um die Gehäuseachse, relativ zum Gehäuse, in der Gehäusebohrung eingeschlossen ist, wobei die Enden der Gelenkzapfen auf der Achse des ersten Gelenkkupplungszapfens gelenkig in diametral gegenüberliegenden Formationen des Rings eingreifen.
• In einer bevorzugten Form des Profilgenerators der Erfindung wirken die Gelenkzapfen der ersten Gelenkzapfenachse mit der ersten Welle durch einen Anordnung zusammen, die es den Gelenkzapfen auf der ersten Gelenkzapfenachse ermöglichen, im Gebrauch bei Rotation der ersten und zweiten Welle in einer Rotationsbahn um den statischen Punkt der Gelenkkupplung zu oszillieren, wobei die Rotationsbahn der Gelenkzapfen relativ zur ersten Wellenachse in einem bestimmten Winkel relativ zu einer Linie fixiert und gewinkelt ist, die zur ersten Wellenachse am statischen Punkt der Gelenkkupplung senkrecht ist. Die zweite Steuerungsanordnung weist bevorzugt eine Profilrampenformation im Trägerrahmen auf und einen Mitnehmer, der mit dem Gehäuse verbunden ist und geeignet ist, sich über das Profil der Rampenformation zu bewegen und ihm zu folgen, so dass die Rotationsbahn der ersten Gelenkzapfenachse relativ zu dem der zweiten Gelenkzapfenachse im Winkel verändert wird, wobei das Profil der Rampenformation und die Position des Mitnehmers darauf, im Gebrauch, das Profil der zyklischen Winkelgeschwindigkeitsausgabe des Profilgenerators bestimmt.
• In einer Form der Erfindung weist die Eingriffsanordnung des Gelenkzapfens der ersten Gelenkzapfenachse einen zweiten Ring auf, der im ersten Ring auf einer gemeinsamen Mitte am statischen Punkt gelegen ist, wobei diametral gegenüberliegende Gelenkzapfen der zweiten Gelenkzapfenachse von der Außenfläche hervorstehen, so dass sie gelenkig in den beabstandeten Formationen auf der zweiten Welle gelegen sind, und die Verbindungsanordnung des Gelenkzapfens der ersten Gelenkzapfenachse mit der ersten Welle ist eine Gelenkwelle, die an der ersten Welle so befestigt ist, dass ihre Achse durch den statischen Punkt der Gelenkkupplung verläuft und in einem bestimmten Winkel relativ zu einer Linie gewinkelt ist, die durch den statischen Punkt verläuft, die zur Achse der ersten Welle senkrecht ist, und ein Rotor auf der Gelenkwelle, der die Gelenkzapfen auf der ersten Gelenkzapfenachse trägt, die zur Gelenkwellenachse senkrecht ist und durch den statischen Punkt in der Gelenkkupplung verläuft.
• In einer zweiten Form der Erfindung sind die Gelenkkupplungsgelenkzapfen kontinuierliche Zapfen, die in Form eines Kruzifix aneinander festgelegt sind, und die Eingriffsanordnung des Gelenkzapfens der ersten Gelenkkupplungsachse weist zwei beabstandete Arme auf, die an der ersten Welle befestigt sind, einen länglichen Schlitz in jedem der Arme, wobei die Längsmitten der Schlitze in einer gemeinsamen Ebene liegen, die den statischen Punkt in der Gelenkkupplung aufweist, die mit einem bestimmten Winkel relativ zu einer Linie gewinkelt ist, die durch den statischen Punkt verläuft und die zur ersten Wellenachse senkrecht ist, wobei die Gelenkzapfen auf der Gelenkachse der ersten Gelenkkupplung durch die Schlitze verlaufen und ihre Enden gelenkig in Öffnungen im ersten Ring liegen.
• Ferner wird gemäß der Erfindung eine stufenlos variable Transmissionsmaschine zur Verfügung gestellt, die umfasst:
  ein Winkelgeschwindigkeitsantriebsglied,
  ein Winkelgeschwindigkeitsabtriebsglied, eine Mehrzahl von Winkelgeschwindigkeitstransmissionsstufen, die jeweils einen zyklischen Winkelgeschwindigkeitsgenerator aufweisen,
  eine Antriebsteileranordnung, mit der das Winkelgeschwindigkeitsantriebsglied zusammenwirkt, um im Gebrauch die Antriebswinkelgeschwindigkeit auf den zyklischen Winkelgeschwindigkeitsgenerator in jeder der Transmissionsstufen in einem festen Rotationsverhältnis relativ zueinander aufzubringen,
  eine Abnahmevorrichtung in jeder Transmissionsstufe, die durch eine zyklische Winkelgeschwindigkeitsgeneratorvorrichtung in dieser Stufe angetrieben ist, um bei jeder Umdrehung des Maschinenantriebsgliedes einen absoluten maximalen Winkelgeschwindigkeitsimpulsabschnitt aus dem Abtrieb der Winkelgeschwindigkeitsgeneratorvorrichtung abzunehmen,
  eine Abtriebskollektoranordnung, die geeignet ist, die abgenommenen Abtriebe jeder der Abnahmevorrichtungen in jeder der Transmissionsstufen zu summieren und die summierten Abnahmevorrichtungsabtriebe auf das Maschinenabtriebsglied aufzubringen,
  bevorzugt ist die zyklische Winkelgeschwindigkeitsgeneratorvorrichtung in jeder Transmissionsstufe die bevorzugte Form des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators, wobei die erste Welle jedes der Profilgeneratoren mit dem Winkelgeschwindigkeitsantriebsglied der Maschine durch den Antriebsteiler verbunden ist und ihre zweiten Wellen jeweils mit einer Abnahmevorrichtung zusammenwirken.
• Die bevorzugte Form des Profilgenerators kann die erste Form des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators der Erfindung sein.
• Alternativ kann die bevorzugte Form des Profilgenerators jedoch die zweite Form des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators der Erfindung sein.
• Die Rotationsbahn der Gelenkzapfen der Gelenkachse der ersten Gelenkkupplung in jedem der Profilgeneratoren der Transmissionsmaschine kann relativ zu und mit der Gelenkachse der zweiten Gelenkkupplung im Winkel variabel sein und die zweite Steueranordnung kann so eingestellt sein, dass sie ein Winkelgeschwindigkeitsausgabeprofil ergibt, das einen Abschnitt mit linearer Winkelgeschwindigkeit aufweist.
• Jede Umdrehung des Maschinenantriebsglieds kann jeden Profilgenerator veranlassen, am Eingang zur Abnahmevorrichtung jeder Transmissionsstufe eine einzige, im Wesentlichen sinusförmige Winkelgeschwindigkeit zu produzieren, die den Abschnitt der linearen Winkelgeschwin digkeit aufweist, wobei die Anzahl der Transmissionsstufen der Maschine von der Anzahl der Lineargeschwindigkeitsabschnittszeiten abhängt, die zusammen erforderlich sind, so dass sie für jede Umdrehung des Maschinenantriebsglieds eine kontinuierliche Lineargeschwindigkeit am Abtriebsglied ergibt.
• Bevorzugt weist jede Transmissionsstufe zwei Profilgeneratoren auf, die in Serie miteinander verbunden sind, wobei die zweite Welle des ersten Profilgenerators mit der ersten Welle des zweiten Profilgenerators verbunden ist, so dass sich eine Zwischenwelle zwischen den beiden Profilgeneratoren ergibt. Zweckmäßigerweise ist eine der Wellen der Zwischenwelle mit einer linearen Keilwelle versehen und die andere weist eine Keilwellenbohrung auf, in der der Keilwellenteil der mit Keilwellen versehenen Welle teleskopartig verschiebbar ist.
• Die Transmissionsstufen der Maschinen können in einem gemeinsamen Trägerrahmen gelegen sein, wobei ein erstes Rahmenglied die Antriebsteileranordnung trägt, mit der die ersten Wellen der ersten Profilgeneratoren in jeder Transmissionsstufe drehbar in Eingriff stehen und ein zweites Rahmenglied, das die Abnahmevorrichtungen trägt, mit denen die zweiten Wellen der zweiten Profilgeneratoren in Eingriff stehen, wobei die Rahmenglieder relativ zueinander beweglich sind.
• In einer Form der Maschine können die Transmissionsstufen nebeneinander im gemeinsamen Trägerrahmen angeordnet sein, wobei die ersten Wellen der ersten Profilgeneratoren zur Rotation im ersten Rahmenglied gelagert sind, wobei der Antriebsteiler auf jeder der ersten Wellen des Profilgenerators ein Antriebsritzel trägt, wobei die Zahnräder in einem Rotationsverhältnis 1:1 ineinander greifen, wobei die Winkelposition jeder der ersten Profilgeneratorwellen durch die Winkeldauer der Lineargeschwindigkeitsabtriebsabschnitte der Abnahmevorrichtungen in Rotationsphase zueinander sind. Das zweite Rahmenglied kann die erste Steueranordnung der Profilgeneratoren in jeder Transmissionsstufe sein und ist auf einer Führungsanordnung vertikal beweglich, die am gemeinsamen Trägerrahmen befestigt ist, wobei die Abnahmevorrichtungen am zweiten Rahmenglied befestigt ist, wobei die zweiten Wellen jedes der zweiten Profilgeneratoren durch das zweite Rahmenglied verlaufen, so dass es mit einer Abnahmevorrichtung zusammenwirkt und die Maschine Mittel zum Verschieben des zweiten Trägerrahmens zwischen einer ersten Position, in der alle Wellen der Profilgeneratoren in einer Transmissionsstufe fluchten, und einer zweiten Position auf der Führungsanordnung, in der die Achse der zweiten welle des zweiten Profilgenerators jeder Transmissionsstufe parallel zu und von der Achse der ersten Welle des ersten Profilgenerators versetzt ist, wobei alle Profilgeneratorwellen in jeder Transmissionsstufe in allen Bewegungspositionen des zweiten Rahmengliedes in einer gemeinsamen Ebene liegen.
• Das Gehäuse des ersten Gelenkzapfenbahnveränderungsmittels jedes ersten Profilgenerators in jeder Transmissionsstufe kann einen Arm aufweisen, der am Gehäuse befestigt ist und daraus hervorsteht und in der Ebene wirkt, die die Achsen aller Wellen des Profilgenerators enthält und darauf den ersten Profilgeneratormitnehmer trägt, der dem Profil einer Rampenformation folgt, die am zweiten Rahmenglied angebracht ist, wenn das zweite Rahmenglied zwischen seinen beiden Betriebspositionen bewegt wird.
• Das Gehäuse des ersten Gelenkzapfenbahnveränderungsmittels jedes zweiten Profilgenerators in jeder Transmissionsstufe kann einen Arm aufweisen, der vom Gehäuse hervorsteht und in einer Ebene wirkt, die alle Achsen der Wellen beider Profilgeneratoren enthält, wobei der Mitnehmer darauf dem Profil einer Rampenformation folgt, die am Trägerrahmen befestigt ist, wenn das zweiten Rahmenglied zwischen seinen beiden Betriebspositionen bewegt wird.
• Der Winkelgeschwindigkeitsabtriebskollektor umfasst ein Abtriebsritzel, das an einer Transmissionsstufenabnahmevorrichtung angebracht ist und bei jeder Umdrehung des Maschinenantriebsglieds einmal gedreht wird, wobei die Abtriebsritzel ineinander greifen, so dass geschaltete Rotation der Zahnräder durch die Abnahmevorrichtungen in sequenzieller Phase zusammen eine kontinuierliche Linearabtriebsgeschwindigkeit am Maschinenabtriebsglied für jede einzelne Rotation des Maschinenantriebsglieds ergibt.
• Die Abnahmevorrichtungen können eine Einwegekupplung sein wie eine Freilaufkupplung oder dergleichen. Bevorzugt ist das Abtriebsritzel jeder Transmissionsstufe ein außen mit Zähnen versehener Außenring einer Einwegekupplung.
• Die Abnahmevorrichtungen können jedoch jeweils eine erste Kupplungsscheibe aufweisen, eine zweite Kupplungsscheibe, die am Maschinenabtriebsritzel befestigt ist, das sie dreht und eine Betätigung, die mit der zweiten Welle des zweiten Profilgenerators in der Transmissionsstufe in Eingriff steht, die mit der Abnahmevorrichtung verbunden ist, so dass sie die Kupplungsscheiben auf der gemeinsamen Achse zwischen einer ersten Position, in der sie von einander gelöst sind, zu einer zweiten Position, in der sei miteinander in Eingriff sind, bewegt, so dass die zweite Kupplungsscheibe und damit das Transmissionsstufenabtriebsritzel angetrieben wird. Die Kupplungsscheiben sind zweckmäßigerweise Ringe von Klauenkupplungszähnen, wobei der zweiten Kupplungsring an einer Seite des Abtriebsritzels befestigt ist, das im Gebrauch kontinuierlich im Maschinenabtriebskollektor gedreht wird, wobei der erste Ring zu und von einem zweiten Ring durch eine Betätigung gegen und mit der Spannung einer Vorspannfeder zwischen den Kupplungsscheiben beweglich ist.
• Jede Abnahmevorrichtungsbetätigung kann eine Synchronisationsanordnung aufweisen, die im Gebrauch verschiebbar auf der zweiten Welle des zweiten Profilgenerators gelegen ist und davon kontinuierlich gedreht wird, und die bei Bewegung durch die Betätigung des ersten Kupplungsrings zur ihrer zweiten Bewegungsposition, vor dem Eingriff, synchron die Klauenkupplungszähne der beiden Kupplungsringe ausrichtet, so dass die Klauenzähne der unabhängig drehbaren Kupplungsscheibenringe perfekt ineinander greifen. Die Betätigung der Abnahmevorrichtung jeder Transmissionsstufe kann eine Nockenanordnung aufweisen, die feste und drehbare kreisförmige mit Erhebungen versehene Nockenelemente aufweist, die die zweite Welle des zweiten Profilgenerators umgeben und davon frei sind, wobei ein Antriebsring zum Drehen der drehbaren Nockenelemente mit Erhebungen auf dem festen Nockenelement auf Erhebungen auf den drehbaren Nockenelementen wirken, so dass sie im Gebrauch bewirken, dass der erste Kupplungsring für einen Bruchteil der Rotationsperiode der zweiten Welle des zweiten Profilgenerators jeder Transmissionsstufe durch die drehbaren Nockenelemente aus der ersten zur zweiten Bewegungsposition verschoben wird.
• Die Antriebsringe der Abnahmevorrichtung in jeder der Transmissionsstufen greifen zur gemeinsamen Rotation ineinander und die Maschine weist eine Antriebsanordnung auf zum Antreiben der gekoppelten Antriebsringe direkt vom Maschinenantriebsteiler.
• Die Ausführungsform der Transmissionsmaschine, worin die Abnahmevorrichtungen Einwegekupplungen sind, kann eine Anordnung zum Umkehren der Rotationsrichtung der Abtriebswelle der Maschine aufweisen, die ein getriebenes Rad aufweist, das mit den Maschinenabtriebskollektorrädern zusammenwirkt und von ihnen angetrieben wird, eine Planetengetriebeanordnung mit variablem Übersetzungsverhältnis, eine geeignete Transmissionsanordnung, die vom Antriebsrad angetrieben wird, so dass es ein Antriebsrad antreibt, das wiederum das erste Sonnenrad des Planetensystems antreibt, wobei das zweite Sonnenrad durch eine verlängerte Maschinenantriebswelle angetrieben wird, während der Käfig des Planetensystems mit dem Maschinenabtriebsglied verbunden ist. Die selbe Anordnung kann eingesetzt werden, um den Verhältnisbereich der Maschine zu erweitern.
• Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Eine Ausführungsform der Erfindung, die zum Erzeugen einer Linearen Abtriebswinkelgeschwindigkeit eingestellt ist, wird nun nur als Beispiel mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
• 1 ein Blockdiagramm der IVT-Maschine der Erfindung darstellt,
• 2 eine Perspektivansicht einer der Winkelgeschwindigkeitstransmissionsstufen der IVT-Maschine der Erfindung in ihrer Niederbereichskonfiguration darstellt,
• 3 eine Perspektivansicht der Transmissionsstufe von 2 in ihrer Hochbereichskonfiguration darstellt,
• 4 eine Explosionsperspektivansicht einer Ausführungsform der Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren der Erfindung darstellt, wie sie in der Transmissionsstufe der Maschine der 2 und 3 verwendet ist,
• 5 und 6 Seitenansichten der zusammengesetzten Komponenten des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators von 4 darstellen, die in Winkeln von 180° bzw. 90° der Transmissionsstufenantriebswelle gezeigt sind,
• 7 eine Endseitenaufrissansicht der beiden Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren der Transmissionsstufe der 2 und 3 darstellt, die in einem Antriebsrotationswinkel von 0° der Antriebswelle der Transmissionsstufe gezeigt sind,
• 8 eine Seitenaufrissansicht der beiden Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren von 7 darstellt, die mit Schnitten bei 8-8 von 7 gezeigt sind,
• 8(b) zur Verdeutlichung eine Vergrößerung des Profilgenerators von 8 darstellt,
• 9 bis 16 abwechselnd End- und Schnittseitenaufrisse der Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren der 7 und 8 darstellen, wobei jedes Paar Zeichnungen die Anordnung der Komponenten der Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren der Transmissionsstufe bei Antriebswellenrotationswinkeln von 63°, 121°, 273° bzw. 356° bei der Umdrehung der Antriebswelle der Maschine darstellen,
• 17 ein Schaubild darstellt, das Beispiele von Winkelgeschwindigkeitsprofilen der beiden Winkelgeschwindigkeitsgeneratoren der 7 und 8 und 9 bis 16 zeigt, wie sie zwischen den beiden Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren bei den durch unterbrochene Linien im Schaubild angegebene Antriebswellenwinkeln gemessen wurden,
• 18 erläuternde Schaubilder zur Erklärung der Ableitung des Winkelgeschwindigkeitsprofils aus dem Abtrieb der Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren der 7 bis 16 zeigen,
• 19 ein Schaubild der kombinierten Winkelgeschwindigkeitsprofile zweier Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren darstellen, wie sie an ihrer Antriebswelle gemessen wurden,
• 20 ein Schaubild der Abtriebswinkelgeschwindigkeit des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators darstellt, der mit der Antriebswelle der Maschine der 2 und 3 verbunden ist,
• 21 ein Schaubild darstellt, das den kombinierten Abtrieb der beiden Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren zeigt,
• 22 eine Perspektivansicht der Winkelgeschwindigkeitsabnahmevorrichtung der Erfindung darstellt,
• 23 eine Explosionsperspektivansicht der Abtriebseinheit und Abnahmevorrichtung von 22 darstellt,
• 24 eine Explosionsperspektivansicht der Abtriebseinheit darstellt,
• 25 eine Explosionsperspektivansicht der Abtriebseinheit von 24 von der gegenüberliegenden Seite wie in 24 gezeigt, darstellt,
• 26 eine Perspektivansicht der Nockenprofileinheit der Winkelgeschwindigkeitsabnahmevorrichtung von 23 darstellt,
• 27 einen Seitenaufriss im Halbschnitt der zusammengesetzten Abnahmevorrichtung und Abtriebseinheit darstellt,
• 28 eine Perspektivansicht der gesamten IVT-Maschine der Erfindung darstellt,
• 29 ein Schaubild der kombinierten Abtriebe von vier Abnahmevorrichtungen der Maschine von 28 darstellt,
• 30 ein Blockdiagramm einer Bereichserweiterungsanordnung für die Maschine von 28 darstellt,
• 31 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der IVT-Maschine darstellt, die für Kraftübertragung in eine Richtung geeignet ist,
• 32 eine Perspektivansicht der Maschine von 31 darstellt, die für erweiterten Bereich und Betrieb in umgekehrter Richtung geeignet ist,
• 33 eine Explosionsperspektivansicht der Planetengetriebeanordnung der Maschine von 32 darstellt,
• 34 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform der IVT-Maschine der Erfindung in einer zylindrischen Konfiguration darstellt,
• 35 eine Perspektivansicht einer einzelnen Transmissionsstufe der IVT-Maschine von 34 darstellt,
• 36 eine isometrische Explosionsansicht einer zweiten Ausführungsform des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators der Erfindung darstellt,
• 37 eine isometrische Ansicht des zusammengesetzten Profilgenerators von 36 darstellt,
• 38 eine isometrische Halbschnittansicht einer Komponente noch einer weiteren Ausführungsform des Profilgenerators der Erfindung darstellt,
• 39 eine Perspektivansicht der beiden Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren der Erfindung darstellt, die für den Betrieb einer Nockenwelle geeignet sind,
• 40 und 41 Schaubilder darstellen, die mögliche Winkelgeschwindigkeitsabtriebsprofile zeigen, die durch den Profilgenerator der Erfindung für den Betrieb der Nockenantriebsanordnung von 39 erzeugt werden können,
• 42 eine isometrische Ansicht eines einzelnen Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators der Erfindung darstellt, die Winkelvariablen aus dem mathematischen Modell des Profilgenerators zeigen, und
• 43 einen vergrößerten Mittelteil der Darstellung von 42 zeigt.
• Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
• Die in 1 gezeigte IVT-Maschine der Erfindung weist eine Winkelgeschwindigkeitsantriebswelle 10, eine Winkelgeschwindigkeitsabtriebswelle 12, einen Winkelgeschwindigkeitsabtriebsteiler 14, vier parallele identische Winkelgeschwindigkeitstransmissionsstufen 16, einen Winkelgeschwindigkeitsabtriebskollektor 18, der die Abtriebswelle 12 antreibt, und eine Antriebssynchronisationsanordnung 20 auf.
• Jede der vier Winkelgeschwindigkeitstransmissionsstufen 16 weist gekoppelte Profilgeneratoren 22 und 24 gemäß der Erfindung auf und eine Winkelgeschwindigkeitsabnahmevorrichtung 26, deren Abtriebe der Abtriebswelle 12 durch den Abtriebskollektor 18 zugeführt werden.
• 2 stellt eine der vier identischen Transmissionsstufen 16 der Erfindung in ihrer Niederbereichskonfiguration dar und in 3 in ihrer Hochbereichskonfiguration.
• Die Transmissionsstufe 16 der 2 und 3 weist einen Trägerrahmen 28 auf, der zwei vertikale Führungsschienen 30 trägt, mit denen ein U-förmiger Verschieberahmen 32 zusammenwirkt und in vertikaler Richtung nach oben und unten verschiebbar ist. Der Profilgenerator 24 ist gelenkig zwischen zwei Seitenrahmenarmen 34 des Verschieberahmens angebracht, wobei freie Enden der Arme in quer hervorstehende Endglieder 36 ausgebildet sind, die jeweils einen langgestreckten und leicht gewölbten Winkelregulierschlitz 38 für den Profilgenerator 22 tragen. Der Trägerrahmen 28 trägt außerdem zwei aufrechte Trägerarme 40, in denen der Profilgenerator 22 gelenkig angebracht ist und ein Rahmenelement 42, das zwei nach oben gerichtete Arme aufweist, die jeweils einen gewölbten Winkelregulierschlitz 44 für den Profilgenerator 24 aufweisen. Das vordere Ende des Trägerrahmens 28 trägt einen nach oben gerichteten Flansch, in den die Antriebswelle 46 des Profilgenerators 22 zur Rotation gelagert ist und am Ende, außerhalb des Trägerrahmens 28, ein Antriebsrad 48 trägt.
• Die Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren 22 und 24 in der Transmissionsstufe sind identisch und sind in den 4, 5 und 6 gezeigt, wo sie eine Antriebswelle 46 aufweisen, eine Schwenkanordnung 49, eine kardanische Anordnung, die Gimbalringe 50 und 52 umfasst, ein Joch 54, das eine Abtriebswelle 56 trägt und einen Winkeleinstellring 58.
• Die Schwenkanordnung 49 ist an einem Ende der Antriebswelle 46 befestigt und weist ein Gehäuse 60 auf, das schalenförmig ist und einen axial gelegenen Drehzapfen 64 trägt, der von der Mitte der Schalenbasis nach oben hervorsteht, wobei seine Achse 64 in einem Winkel λ_s relativ zu einer Achse 66 steht, die zur Rotationsachse 47 der Antriebswelle 46 senkrecht ist, einen Rotor 68, der um den Drehzapfen 62 drehbar ist und diametral gegenüberstehende Zapfen 70 aufweist. Die Seiten des Schwenkgehäuses 60 sind abgeschnitten, so dass für freie Oszillations bewegung der Zapfen 70 um die Achse 64 des Drehzapfens 62 Raum geschaffen ist. Das Gehäuse weist eine Kappe 72 zum Einschließen des Rotors 68 im Gehäuse auf.
• Der Gimbalring 50 weist diametral gegenüberstehende Zapfenlöcher 74 auf, der Ring 52 weist diametral gegenüberstehende Zapfen 76 und Zapfenlöcher 78 auf, wobei die Zapfen und Lochachsen in einem Winkel 6 zueinander stehen. Das Gimbaljoch 54 weist Zapfenlöcher 80 auf. Der Einstellring 58 trägt Zapfen 82, wobei deren Achse 83 zur Ebene, die mittig durch die Länge eines Stellhebels 84 verläuft, der integral mit dem Ring 58 ausgebildet ist, senkrecht ist und sie schneidet. Der Ring 58 weist außerdem eine innere diametrale Ausnehmung auf, in der der Gimbalring 50 gelegen ist, so dass er um seine Achse drehbar ist, aber durch die Ausnehmung gegen andere Bewegung relativ zum Winkeleinstellring 58 gehalten ist.
• Der Profilgenerator ist in den 5 und 6 zusammengebaut dargestellt und in 4 im Aufriss von rechts gesehen. In der zusammengebauten Einheit sind die Drehzapfen 70 des Schwenkrotors 68 in den Zapfenlöchern 78 des Gimbalrings 52 gelegen und verlaufen durch sie hindurch, wobei ihre Enden in den Löchern 74 des Rings 50 gelegen sind. Die Enden der Drehzapfen 70 stehen nicht über die Außenfläche des Gimbalrings 50 hinaus, so dass sie nicht mit der Rotation des Rings 50 in der Ausnehmung des Winkeleinstellrings 58 in Konflikt kommt. Die Achsen aller Drehzapfen und Zapfenlöcher in den Komponenten des Profilgenerators sowie die Achsen der Antriebs- und Abtriebswelle 46 bzw. 56 verlaufen zu allen Zeiten beim Betrieb des Profilgenerators durch einen gemeinsamen Punkt 86 im Gehäuse 60 der Schwenkanordnung 49, wie es in den 4, 5 und 8(b) gezeigt ist.
• In den 7 und 8 sind die beiden Profilgeneratoren 22 und 24 im Rahmenwerk der Transmissionsstufe gelegen gezeigt, wobei der Stell arm 84 des Profilgenerators 22 mittels einer Quersteuerwelle 88 in gegenüberliegende Schlitze 38 in Verlängerungen 36 der Verschieberahmens 32 eingreift. Der Stellarm 84 des Profilgenerators 24 ist gleichermaßen mittels einer Welle 90 in den gewölbten Schlitzen 44 des Trägerrahmenglieds 42 in Eingriff. Die Antriebswelle 46 des Profilgenerators 24 ist wie in 8 gezeigt mit Keilwellen versehen, und die Abtriebswelle 56 des Profilgenerators 22 ist rohrförmig und innen mit Keilwellen versehen, wobei die beiden Wellen teleskopartig zusammenwirken, so dass sie eine zusammengesetzte Zwischenverbindungswelle 92 zwischen den beiden Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren ergeben.
• Bei den Profilgeneratoren 22 und 24 von 8, zusammengesetzt im Transmissionsstufenrahmenwerk von 3, ist die Anordnung derart, dass die Achse der Winkeleinstellerzapfen 82 beider Profilgeneratoren parallel sind. Die Achse der Antriebswelle 46 des Profilgenerators 22 und die Achse der Abtriebswelle 56 des Profilgenerators 24 sind parallel und liegen in der selben Ebene, wobei diese Ebene, wie oben erwähnt, senkrecht zur Achse der Zapfen 82 des Winkeleinstellrings 58 ist. Wie in 8(b) zu sehen ist, sind in dieser Ausführungsform der Erfindung die Arbeitswinkel Φ für beide Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren variabel, aber immer gleich. Der Winkel θ wird zwischen der Senkrechten der Achse 57 der Abtriebswelle 56 und der Ebene gemessen, in der der Winkeleinstellring 58 wirkt. Der Winkel λ wird zwischen der Senkrechten der Achse 47 der Antriebswelle 46 und der Ebene gemessen, in der der Winkeleinstellring 58 wirkt und in der er, in dieser Ausführungsform der Erfindung, immer die Achse 83 der Zapfen 82 des Einstellrings 58 enthält. Aus 8(b) folgt, dass der Arbeitswinkel Φ, der Winkel zwischen der Achse 47 der Antriebswelle 46 und der Achse 57 der Antriebswelle 56 für beide Profilgeneratoren die folgende Beziehung aufweist Φ = θ + λ.
• Die Regulierung von θ₁ und λ₁ für den Profilgenerator 22 wird durch den Stellarm 84 des Profilgenerators 22 erreicht, der seine Welle 88 im Schlitz 38 des Verschieberahmens bewegt, wobei die Wölbung des Schlitzes 38 derart ist, dass korrekte Werte von θ₁ und λ₁ für den Profilgenerator 22 gewährleistet sind, wenn der Verschieberahmen 32 auf den Führungsschienen 30 des Transmissionsstufenrahmenwerks nach oben oder unten bewegt wird.
• Die Regulierung von θ₂ und λ₂ für den Profilgenerator 24 wird durch seinen Stellarm 84 erreicht, der die Welle 90 im Schlitz 44 im Rahmenglied 42 bewegt. Die Wölbung des Schlitzes 44 ist derart, dass korrekte Werte von θ₂ und λ₂ für den Profilgenerator 24 gewährleistet sind, wenn der Verschieberahmen auf den Führungsschienen 30 nach oben oder unten bewegt wird. Der Winkel β, der in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, zwischen der Achse 81 der Zapfenlöcher 80 des Gimbaljochs 54 der Verbindungswelle 92 und der Ebene, in der λ_s der Antriebswelle 46 des Profilgenerators 24 gemessen wird, kann 0° betragen.
• Die verschiedenen Komponenten der beiden Profilgeneratoren 22 und 24 sind in den 7 und 8 mit einem Rotationswinkel der Antriebswelle 46 in Rotationsrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn um ihre Achse von 0° gezeigt. In den 9 und 10 sind die Komponenten mit einem Antriebswellenwinkel von 63° gezeigt. In den 11 und 12 sind die Komponenten mit einem Antriebswellenwinkel von 121° gezeigt. In den 13 und 14 beträgt der Antriebswellenwinkel 273° und in den 15 und 16 beträgt der Winkel 356°. Die Antriebswelleneingangswinkel jedes Zeichnungspaares sind ungefähr durch den Pfeil auf der Antriebswelle 46 der Endansichten angegeben. Die Bedeutung dieser Antriebswellenwinkel wird aus dem Schaubild von 17 ersichtlich.
• 17 stellt typische Winkelgeschwindigkeitsabtriebsprofile nur für die Parameterwerte θ₁ und λ₁ für den Profilgenerator 22 dar, wie es im Schaubild angegeben ist. Die dargestellten Winkelgeschwindigkeitsabtriebsprofile des Profilgenerators 22 sind typischerweise zwischen den beiden Profilgeneratoren 22 und 24 gemessen und werden mit einer gemeinsamen Antriebsgeschwindigkeit der Antriebswelle 46 von 100 Upm erzeugt. In allen Fällen ist λ_s gleich 45°. Die fundamental bedeutende Komponente des in 17 dargestellten Schaubilds ist der lineare Winkelgeschwindigkeitsteil der positiven Kurven zwischen den Rotationswinkeln der Antriebswelle 46 von 63° und 121°, wie es in den 9 und 10 und 11 und 12 dargestellt ist.
• Die Ableitung der Lineargeschwindigkeit der Winkelgeschwindigkeitskurven eines einzelnen Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators 22 oder 24 von 17 wird mit Bezug zu 18 erläutert. Wenn in 18 λ = 0 ist (die Vorderseite des Winkeleinstellrings 58 ist zur Antriebswellenachse 46 senkrecht) und Φ = θ ist (Φ = θ + λ), funktioniert die Gimbalanordnung wie eine gewöhnliche Gelenkkupplung mit zwei identischen Winkelgeschwindigkeitszyklen (a) pro Umdrehung der Antriebswelle, wie es für eine herkömmliche Gelenkkupplung charakteristisch ist, und die Amplitude des Winkelgeschwindigkeitsprofils hängt von θ ab. In diesem Fall ist die Schwenkanordnung 49, obwohl sie sich dreht, ansonsten in Bezug auf die Schwenkachse 64 stationär und der Wert λ_s (der Winkel zwischen der Senkrechten der Achse 47 der Antriebswelle 46 und der Achse des Schwenkanordnungszapfens 62) hat keinen Einfluss auf das Abtriebswinkelgeschwindigkeitsprofil der Abtriebswelle 56 des Profilgenerators bei 0° ≤ λ_s ≤ 180°.
• Wenn der Einstellring 58 sich um seine Gelenkachse 83 derart dreht, dass seine Vorderseite zur Achse 57 der Antriebswelle 56 senkrecht ist (4), dann ist θ = 0° und damit Φ = λ und hier sind die Gimbalringe 50 und 52, außer bei Rotation in Bezug auf die Abtriebswelle 56 statio när, während die Antriebswelle 46 sich dreht, was zur Folge hat, dass die Gimbalanordnung aufgehoben wird (wie es der Fall ist, wo die Antriebs- und Abtriebswellen einer herkömmlichen Gelenkkupplung fluchten). In diesem Fall ist die Drehung in Bezug auf die Schwenkachse 64 jedoch nicht stationär und die Gelenkzapfen 70 oszillieren, wobei der Oszillationsgrad eine Funktion von λ und λ_s ist und das resultierende Winkelgeschwindigkeitsabtriebsprofil nur einen Zyklus (b) für jede Umdrehung aufweist.
• Wenn für θ und λ Werte existieren, die nicht Null sind, können die Werte so gewählt werden, dass der kombinierte Effekt einen konstanten Winkelgeschwindigkeitsabschnitt (c) aufweist (siehe 18).
• Aus dem Obigen ist zu sehen, dass diese Erfindung auf der Tatsache beruht, dass bestimmte Kombinationen der Variablen für einen einzelnen Profilgenerator oder n Profilgeneratoren in Serie die Variablen (θ₁, λ₁, λ_s1, θ₂, λ₂, λ_s2, β₁, δ₁ ... θ_n-1, λ_n-1, λ_s(n-1), θ_n, λ_n, λ_s(n), β_n-1, δ_n-1) so gewählt werden können (durch geeignete Konfiguration der Schlitze 38 und 44 und Positionieren der Winkeleinstellringe 58), dass ein perfekter konstanter Winkelgeschwindigkeitsabschnitt erzeugt wird. Es ist anzumerken, dass 18 und ihre Erläuterung hier nur als ein Beispiel angegeben sind, um die Funktion der Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren in der IVT-Transmissionsmaschine der Erfindung darzustellen.
• 19 stellt die Winkelgeschwindigkeitsprofile von zwei Profilgeneratoren 22 und 24 dar, die in Serie verbunden sind wie es in den 7 bis 16 dargestellt ist. Die Profile der Schaubilder von 19 stellen die kombinierten überlagerten Profile der Profilgeneratoren 22 und 24 dar, wie sie an der Abtriebswelle 56 des Profilgenerators 24 gemessen wurden. In den Schaubildern der 17 und 19 sind die Winkel θ und λ die selben, während λ_s in allen Fällen 45° bleibt. 19 gibt, zwischen den unterbrochenen Linien, auch die Dauer an, für die die Abtriebswin kelgeschwindigkeit konstant ist, während verschiedene Werte von θ und λ eingesetzt werden. Es werden in den 17 und 19 für den ersten und zweiten Winkelprofilgenerator die selben Werte für θ und λ verwendet mit jeweils λ_s = 45°, δ = 90° und β = 0°.
• In den Schaubildern der 20 und 21 sind die Winkel θ und λ für jeden der Profilgeneratoren 22 und 24 unterschiedlich. Die Arbeitswinkel Φ sind für beide Profilgeneratoren gleich. In 20 ist zu sehen, dass das Zwischengeschwindigkeitsprofil (das zwischen den Profilgeneratoren 22 und 24 vorhanden ist) keinen Abschnitt mit konstanter Winkelgeschwindigkeit enthält, aber wenn es mit der Winkelgeschwindigkeit des Profilgenerators 24 kombiniert wird, erzeugt es einen störungsfreien Winkelgeschwindigkeitsabschnitt von konstant 90°, der zwischen den unterbrochenen Linien in 21 angegeben ist. In allen Fällen ist λ_s = 45°, β = 0° und δ = 90°. Die 17, 19, 20 und 21 dienen nur als Beispiele einiger Kombinationen von θ, λ, λ_s, δ und β für die verschiedenen Profilgeneratoren, so dass eine Abtriebswinkelgeschwindigkeit erzeugt wird, die einen Abschnitt konstanter Winkelgeschwindigkeit enthält. Die Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren dieser Erfindung sind jedoch nicht nur auf die obigen Beispiele beschränkt, sondern können jegliche geeignete Kombination der obigen Winkel aufweisen, um ein spezifisches Abtriebswinkelgeschwindigkeitsprofil zu erfüllen, das in anderen Anwendungen als dem linearen Winkelgeschwindigkeitsabtriebsprofil der IVT-Maschine dieser Erfindung erforderlich sein kann.
• Die Abtriebseinheit 94 und die Abnahmevorrichtung 26 jeder Transmissionsstufe 16 sind in dieser Ausführungsform der Erfindung in einer einzigen Einheit kombiniert, wie es in den 22 bis 27 gezeigt ist und weist auf: eine Antriebswelle 56, eine Abtriebseinheit 94, eine Axialverstelleinrichtung 96, eine Synchronisationseinheit 98, eine Kompressionsfeder 100, eine zweite Spiralfeder 102, eine innere Kupplungsnabe 104, eine äußere Kupplungsnabe 106, eine äußere Nockeneinheit 108, eine innere Nockeneinheit 110, eine Nockenprofileinheit 112, eine Nockengetriebe 114, vier Nabenfedern 116 und vier Verstellfedern 118, die an der Axialverstelleinrichtung 96 angebracht sind.
• Wie in den 23 und 24 gezeigt ist, weist die Abtriebseinheit 94 ein Abtriebsritzel 120 der Transmissionstufe 16 der 2 und 3 auf, und in einer Ausnehmung auf der Rückseite des Ritzels, eine ringförmige gezahnte Synchronisationsscheibe 122 und vier Radialpositioniervorrichtungen 124. Die Synchronisationsscheibe 122 und die Radialpositioniervorrichtungen 124 sind mit dem Zahnrad 120 integral, wie es am deutlichsten in den 24 und 27 zu sehen ist.
• Die Radialpositioniervorrichtungen 124 im Abtriebsritzel 120 sind auf der Wand der Ausnehmung im Umfang beabstandet, so dass dazwischen Schlitze 126 vorgesehen sind.
• Das Ritzel 120 weist außerdem einen nach hinten weisenden integralen Ring 130 mit Klauenkupplungszähnen auf. Die Axialverstelleinrichtung 96 ist im Wesentlichen eine Scheibe, die auf ihrer Vorderseite einen kreisförmigen Ring 132 trägt, siehe 25, mit Sägezähnen, die zu denen der Synchronisationsscheibe 122 im Abtriebsritzel 120 entgegensetzt gerichtet sind. Der Zahnring 132 weist die selben radialen Abmessungen auf wie die Synchronisationsscheibe 122. Die Axialverstelleinrichtung 96 trägt außerdem einen zweiten kreisförmigen Zahnring 134 und vier nach außen vorstehende Randteile 136.
• Die Randteile 136 der Axialverstelleinrichtung 96 können in Schlitze 126 im Abtriebsritzel 120 eingreifen und sind so bemessen, dass sie begrenzte Rotation der Verstelleinrichtung relativ zum Abtriebsritzel erlauben. Eine Kante jeweils der Positioniervorrichtungen 124 im Abtriebsritzel 120 und der Randteile 136 der Axialverstelleinrichtung 96 sind in geeigneter Weise profiliert, so dass sie in der zusammengesetzten Anlage die Verstellfedern 118 dazwischen erfassen. Die Umfangsabmessungen der Schlitze 126 und der Verstelleinrichtungsrandteile 136 begrenzen in der Tat den Grad der durch die Feder 118 belasteten relativen Rotation des Abtriebsritzels und der Axialverstelleinrichtung auf weniger als die Breite eines Zahns auf einem der gezahnten Ringe.
• Die Synchronisationseinheit 98 weist eine kreisförmige Ringscheibe 138 auf, die einen Außendurchmesser gleich dem des gezahnten Rings 134 aufweist, wie es in 24 gezeigt ist, und trägt auf ihrer Vorderseite, wie in 25 am deutlichsten zu sehen ist, einen Ring 140 mit gezackten Zähnen, die gegengleich geformt sind und den selben Abstand besitzen wie der gezahnte Ring 134 auf der Axialverstelleinrichtung 96.
• Die sich radial erstreckenden gezackten Zähne auf den gezahnten Ringen 122, 132, 134 und 140 sind, wie in den 23 bis 25 gezeigt ist, im Querschnitt sägezahnförmig. Eine bendix-artige mit spiralförmigen Keilwellen versehene Buchse 142 ist mit der Synchronisationseinheit 98 integral und steht von ihrer Rückseite hervor. Die Buchsenbohrung ist linear mit Keilwellen versehen, so dass sie die Keilwellen auf dem Verlängerungsstück der Abtriebswelle 56 aufnimmt, was ermöglicht, dass die Synchronisationseinheit 98 im Gebrauch auf der Welle in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Außenfläche der Buchse 142 trägt spiralförmige männliche Keilwellen, die verschiebbar mit komplementären spiralförmigen weiblichen Keilwellen in einer Bohrung in einem Ansatz 114 auf der Rückseite der inneren Kupplungsnabe 104 und einem nach hinten weisenden Druckring 145 zusammenwirken.
• Beim Zusammensetzen der Synchronisationseinheit 98 unter der Kupplungsnabe 104 wird die Feder 100 über der Keilwellenbuchse 142 angeordnet, wie es in den 24 und 25 gezeigt ist, und die männlichen Keilwellen auf der mit Keilwellen versehenen Buchse 142 der Synchronisationseinheit 98 greifen an den weiblichen Keilwellen im Ansatz 144 der Kupplungsnabe 104 ein. Die Feder 100 wird dann komprimiert und eine mit Keilwellen versehene Arretierscheibe 146 ist durch Schrauben (nicht gezeigt) an der Rückseite der Buchse 142 der Synchronisationseinheit befestigt, so dass sie in einer Ausnehmung an der Rückseite des Ansatzes 114 der Kupplungseinheit 104 angeordnet wird, so dass die Einheiten 98 und 104 zusammengehalten werden, wobei die Feder 100 dazwischen gespannt ist, so dass die beiden Komponenten in axialer Richtung auseinandergedrückt werden.
• Der nach vorne gerichtete Rand der Kupplungsnabe 104 ist durch im Umfang beabstandete Schlitze 148 unterbrochen, die in der zusammengesetzten Abtriebseinheit 94, verschiebbar mit rechteckigen Keilformationen 150 in der äußeren Kupplungsnabe 106 zusammenwirken, siehe 23, so dass es im Gebrauch möglich ist, dass sie die innere Kupplungsnabe 104 in axialer Richtung auf den Keilwellen der Abtriebswelle 56 des Profilgenerators 24 relativ zur äußeren Kupplungsnabe 106 verschiebt, während sie sich mittels der Keilformationen 150 in der Nabe 106 dreht.
• Die äußere Kupplungsnabe 106 trägt einen Ring mit Klauenkupplungszähnen 151, die zu denen am Ring 130 des Abtriebsritzels 120 komplementär sind und damit zusammenwirken können.
• Die vier Nabenfedern 116 sind, wie in den 23 und 27 gezeigt, in Kompression zwischen den Formationen 152 in der äußeren Kupplungsnabe 106 und der Rückseite der inneren Kupplungsnabe 104 gelegen, so dass sie einen Druckring 155 auf der Rückseite der äußeren Kupplungsnabe 106 gegen die glatte Vorderseite der äußeren Nockeneinheit 108 spannen. Die Rückseite der äußeren Nockeneinheit 108 weist zwei identische nach hinten vorstehende Nockenprofile 154 auf, die gegen die Nockenfläche der Nockenprofileinheit 112 drücken, während sie im Gebrauch durch Umfangsantriebsformationen 156 auf der äußeren Nockeneinheit 108 drehbar angetrieben werden, die verschiebbar in axialen Antriebsschlitzen 158 des Nockenantriebs 114 gelegen sind. Alle Nocken und Nockenprofile sind in einer Phase von 180° getrennt.
• Die innere Nockeneinheit 110 trägt diametral entgegengesetzte Umfangsantriebsformationen 160, die verschiebbar in Schlitzen 162 in der Bohrung der äußeren Nockeneinheit 108 eingreifen. Die Rückseite der Nockeneinheit 110 trägt zwei Nockenerhebungen 164, die im Gebrauch auf der Vorderseite der Nockenprofileinheit 112 laufen, die vier Nockenerhebungen 166, 168, 170 und 171 aufweist, wie es in 26 zu sehen ist.
• In der zusammengebauten Abnahmevorrichtung liegen die Nockenerhebungen 166 und 168 gegen die Rückseite der äußeren Nockeneinheit 108 an, so dass sie im Gebrauch mit ihren Nockenerhebungen 154 in Wechselwirkung treten und die Erhebungen 170 und 171 liegen gegen die Rückseite der Nockeneinheit 110 an, so dass sie mit ihren Erhebungen 164 in Wechselwirkung treten.
• Ein Ringlager 153 ist in der zusammengebauten Einheit auf der Nockenprofileinheit 112 gegen einen hinteren Flansch an der Einheit gelegen, wie es in 27 gezeigt ist.
• Die gesamte Abnahmevorrichtung 26 und die Abtriebseinheit 94 sind, wie in 23 gezeigt, auf der Abtriebswelle 56 in der Abfolge der Komponenten zusammengesetzt wie es in den 23 und 27 dargestellt ist, wobei die linearen Keilwellen der Abnahmewelle zur Abtriebswelle 56 verschiebbar mit den Keilwellen der Synchronisationseinheit 98 zusammenwirken, wie es oben erwähnt ist. Die Kombination von Abnahmevorrichtung 26 und Abtriebseinheit 94 ist auf dem Verschiebe rahmen 32 angebracht und davon getragen, wobei die Nockenprofileinheit 112 am Rahmen 32 befestigt ist wie es in 27 gezeigt ist.
• Beim Betrieb der Transmissionsstufe 16 werden das Zahnrad 172 des Nockenantriebs 114 und damit die Nockeneinheiten 108 und 110, die damit in Eingriff stehen, durch die Synchronisationsantriebseinheitenanordnung 20 von 28 vom Antriebsteiler 14 in einem Verhältnis von 2:1 zur Winkelgeschwindigkeit der Antriebswelle 10 gedreht und die Kupplungsnaben 104 und 106 der Abtriebseinheit 94 drehen sich frei unabhängig von den Nockeneinheiten und ihrem Antriebsritzel in einem Verhältnis von 1:1 durch die mit Keilwellen versehenen Wellen 56 der Profilgeneratoren 22 und 24 relativ zur Antriebswelle 10.
• Die Anordnung der Erhebungen 154 der äußeren Nockeneinheit 108 und der äußeren Nockenprofile 166 und 168 der Nockenprofileinheit 112 ist derart, dass wenn sie betrieben wird, die äußere Nockeneinheit 108 von der Nockenprofileinheit 112 für eine Dauer von 45° einer einzigen Umdrehung weg gedrängt wird, was wegen des oben genannten Verhältnisses von 2:1 der Rotation des Nockenantriebs 114 dazwischen zu einer Dauer von 90° der Rotation der Antriebswelle 10 führt. Dieser Vorgang tritt deshalb für jede Umdrehung des Nockenantriebs 114 zweimal auf und einmal für jede Umdrehung der Antriebswelle 10.
• Die Anordnung der inneren Nockenerhebungen 170 und 171 der Nockenprofileinheit 112 und die inneren Nockenprofile 164 der inneren Nockeneinheit 110 ist derart, dass wenn sie betrieben wird, die innere Nockeneinheit 110 von der Nockenprofileinheit 112 für eine Dauer von mehr als 45° weg gedrängt wird, was wieder wegen des oben genannten Verhältnisses von 2:1 zu einer Dauer von mehr als 90° der Antriebswelle 10 führt. Dieser Vorgang tritt für jede Umdrehung des Nockenantriebs 114 zweimal auf oder einmal für jede Umdrehung der Antriebswelle 10.
• Wenn der Nockenantrieb 114 von der Synchronisationsantriebsanordnung 20 gedreht wird, kommen die inneren Nockenerhebungen 170 und 171 zunächst mit den Erhebungen der inneren Nockeneinheit 164 auf der Nockenprofileinheit 112 in Kontakt und laufen auf die Erhebungen 164, was dazu führt, dass die innere Nockeneinheit 110 sich nach vorn gegen den Druckring 145 der inneren Kupplungsnabe 104 bewegt, was die innere Kupplungsnabe 104 zusammen mit der Synchronisationseinheit 98 gegen die Spannung der zweiten Spiralfeder 102 nach vorn zum Abtriebsritzel 120 drängt, bis die gezackten Zähne der gezahnten Ringe 140 der Synchronisationseinheit und der hintere gezahnte Ring 134 der Axialverstelleinrichtung 96 miteinander in Eingriff kommen.
• Sollte der Eingriff der gezackten Zähne auf den gezahnten Ringen 140 und 134 zu einer vollständigen Verzahnung führen, werden die Klauenkupplungszähne 130 auf dem Abtriebsritzel 120 und die Zähne 151 auf der äußeren Kupplungsnabe 106 synchronisiert und bei weiterer Rotation des Nockenantriebs 114 kommen die äußeren Nockenerhebungen 154 auf der Nockenprofileinheit 108 mit den äußeren Nockenerhebungen 168 und 166 auf der Nockenprofileinheit 112 in Kontakt und laufen auf die Erhebungen, so dass die vordere glatte Fläche der äußeren Nockeneinheit 108 in Drucklagerkontakt mit dem Druckring 155 der äußeren Kupplungseinheit gebracht wird, was die Kupplungsnabe 106 und ihren Ring aus Klauenkupplungszähnen 151 nach vorn in vollständigen Eingriff mit den Klauenkupplungszähnen 130 auf dem Abtriebsritzel 120 drückt, und so das Abtriebsritzel 120 zu einer Rotation für die Dauer von 45° der Nockenverweilzeit veranlasst, während die vier Nabenfedern 116 komprimiert gehalten sind.
• Wenn jedoch der Eingriff der Zähne der gezahnten Ringe 140 und 134 zu einer unvollständigen Verzahnung führt, d. h. die Neigungen der Zähne in Eingriff sind, aber nicht ihre parallelen radialen Sägezahnflä chen, neigt die Vorwärtsbewegung der Synchronisationseinheit 98 zum Anhalten und die Klauenkupplungszähne 130 und 151 sind nicht in Eingriffsausrichtung synchronisiert. Die unnachgiebige durch Nocken induzierte Vorwärtskraft hebt die Spannkraft der Kompressionsfeder 100 auf und bewirkt, dass die innere Kupplungsnabe 104 nach vorn bewegt wird und gleichzeitig in Rotation auf die spiralförmig mit Keilwellen versehene Buchse 142 der Synchronisationseinheit 98 gedreht wird.
• Die Winkelverschiebung dieser verdrehten Bewegung hängt mit dem Ausmaß des unvollständigen Ineinandergreifens der Zähne der gezahnten Ringe 140 und 134 zusammen und ist ausreichend, um die Klauenkupplungszähne 130 und 151 in synchronisierte Passgenauigkeit zu bringen, so dass vollständige Passung bei weiterer Rotation des Nockenantriebs 114 erfolgt. Dies tritt auf, wenn die äußeren Nockenprofile 154 mit den äußeren Nockenprofilen 168 und 166 auf der Nockenprofileinheit 112 in Kontakt kommen und auf den Nocken laufen, während die äußere Kupplungsnabe 106 und ihre Klauenkupplungszähne 151 nach vorne in vollständigen Eingriff mit den Klauenkupplungszähnen 130 auf dem Abtriebsritzel 120 gedrückt werden, um das rotierende Abtriebsritzel nur für die Dauer der 45° Nockenverweilzeit anzutreiben, während die vier Nebenfedern 116 komprimiert gehalten sind.
• Wegen der Zeitverzögerung zwischen dem Betrieb der inneren Nockeneinheit 110 und der äußeren Nockeneinheit 108 kann eine Situation auftreten, wo in dieser Zeitverzögerung die Zähne der gezahnten Ringe 140 und 134 vollständig in Eingriff kommen und einander antreiben können. Wenn diese Situation auftritt, laufen die Zahnrampen der Synchronistionsscheibe 132 und die Zahnrampen der Synchronisationsscheibe 122 aufeinander, so dass sie die vier Verschiebungsfedern 118 komprimieren, so dass die Klauenkupplungszähne 151 und 130 synchronisiert und für glattes Ineinandergreifen bei Wirkung der Nocken 154 auf die äußere Nockeneinheit 108 am Ende der Zeitverzögerung bereit bleiben.
• Bisher wurde in der Beschreibung der Betrieb nur einer Winkelgeschwindigkeitsstufe 16 beschrieben. 28 stellt die vollständige IVT-Maschine von 1 dar, wo ihre vier identischen Transmissionsstufen 16 in einem gemeinsamen Trägerrahmen 28 zusammengebaut gezeigt sind.
• Aus 28 ist ersichtlich, dass die vier Zahnräder 48 der Antriebsteiler 14 ineinander greifen, ebenso wie die Nockenantriebsräder 172 der Abnahmevorrichtungen 26 und der Abtriebsritzel 120. Außerdem sind die Verschieberahmen 32 und die Quersteuerungswellen 88 und 90 der Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren 22 und 24 der Transmissionsstufen 16 für gemeinsame Bewegung auf den Führungsschienen 30 und den Winkelregulierschlitzen 38 und 44 gekoppelt.
• Die Antriebssynchronisationsanordnung 20 ist in 28 gezeigt und besteht aus einer Universalgelenkantriebsanordnung 176, die von einem Zahnrad 178 angetrieben ist, das wiederum von einem Zahnrad 48 des Antriebsteilers angetrieben ist. Ein Antriebsritzel 180 ist mit Nockenantriebsrädern 172 der Abnahmevorrichtungen in einem Verhältnis von 2:1 wie oben erwähnt in Eingriff und treibt sie an. Die Universalwelle der Antriebsanordnung 176 ist teleskopartig, so dass sie Bewegung der gekoppelten Verschieberahmen 32 auf den Führungsschienen 30 relativ zu den Antriebsteilerantriebsritzeln 48 einrichtet.
• Die Antriebsteilerräder 48, ebenso wie die Nockenantriebsräder 172 und die Zahnräder 120 des Abtriebskollektors 18 sind in jedem Rädersatz in einem Verhältnis von 1:1 gekoppelt. Die Maschinenabtriebswelle 12 ist an einem Käfig angebracht, der an einem Abtriebsritzel 120 festgelegt ist. Die Antriebs- und Abtriebswellen 10 bzw. 12 der Transmissionsmaschine drehen sich jeweils in eine gemeinsame Richtung.
• Die Zahnräder 48 des Antriebsteilers sind, wie durch die Linien am Ende der Antriebswellen angegeben, die sie antreiben, in 90° miteinander in Eingriff, während die Nockenantriebsräder 172 der Abnahmevorrichtungen 26 in 45° eingreifen.
• Die Amplitude der Abtriebswinkelgeschwindigkeiten der Transmissionsstufe 16 und damit der Abtriebsbereich der Maschine wird wie oben erwähnt, durch Bewegen der mechanisch gekoppelten Verschieberahmen 32 auf den Führungsschienen 30 nach oben oder unten variiert. In der Praxis kann der Verbundrahmen 32 verschiebbar durch eine herkömmlichen Servomotorbewegungsschraubenanordnung gesteuert sein, was nicht gezeigt ist.
• Außerdem muss, da die Abtriebswelle 12 der Maschine im Gebrauch sich relativ zum Rahmenwerk der Maschine bewegt, die Abtriebswelle 12 durch eine geeignete Kopplung wie einer Universalgelenkanordnung, ähnlich der Synchronisationsantriebsanordnung 176, mit einer statisch entfernt gelagerten Abtriebswelle gekoppelt sein.
• Mit den Winkeleinstellungen der 20 und 21 als Beispiel, beträgt im Gebrauch die konstante maximale Geschwindigkeitsdauer jeder Abtriebswelle 56 des zweiten Profilgenerators 24 90° (mit Bezug zur Antriebswellenrotation) im ganzen Einstellbereich wie er in den Schaubildern der 20 und 21 gezeigt ist. Wenn eine konstanter Winkelgeschwindigkeitsantrieb von 100 Upm auf die Antriebswelle 10 aufgegeben wird, drehen sich die Abtriebswellen 56 des zweiten Profilgenerators 24 sequenziell durch die 90° Maximalgeschwindigkeitsdauer (mit Bezug zur Antriebswellenrotation) und bewirken jeweils nur dann, dass die damit verbundenen Abnahmevorrichtungen 26 eingreifen und ein Abtriebsritzel 120 der vier verzahnten Räder des Abtriebskollektors 18 für die 90° Maximalgeschwindigkeitsdauer der Rotation antreiben. Während eines der Zahnräder 120 angetrieben wird, sind die drei übrigen Zahnräder 120 nicht mit ihren Abnahmevorrichtungen in Eingriff, da ihre verzahnten Rädern im Abtriebskollektor 18 eine höhere Winkelgeschwindigkeit aufweisen als ihre Profilgeneratorantriebswellen 56 und nur durch das getriebene Rad gedreht werden. Die synchronisierte 90° Phase der Abnahmevorrichtungen (mit Bezug zur Antriebswelle 10) gewährleistet, dass der 90° Linearsektor des Winkelgeschwindigkeitsabtriebs von den vier Abnahmevorrichtungen durch den Abtriebskollektor 18 korrekt summiert werden, so dass für jede Umdrehung der Antriebswelle 10 ein linearer 360°-Abtrieb an die Maschinenabtriebswelle 12 gegeben wird. Außerdem ist, wenn die vier Abtriebsräder sich mit der selben Geschwindigkeit drehen, der Übergang des 90°-Bogens der Antriebskraft von einem Abtriebsritzel zu einem anderen glatt, so dass Wellenmodulationsvorrichtungen wie Planentengetriebeanordnungen und die Notwendigkeit von Stoßdämpfermechanismen wie es bei IVTs aus dem Stand der Technik der Fall ist, eliminiert werden.
• Das Antriebs/Abtriebsverhältnis R der Maschine, das definiert ist als

  

  hängt von der vertikalen Höhe des Verschieberahmens 32 ab, der den Arbeitswinkel Φ bestimmt und erzeugt mit den korrekten Werten von θ₁, λ₁, θ₂ und λ₂ bestimmt durch die Führungsschlitze 38 bzw. 44 zusammen mit den festen Werten von λ_s = 45°, β = 0° und δ = 90° eine konstante wellenfreie Abtriebswinkelgeschwindigkeit (d) an der Maschinenabtriebswelle 12, wie es in 29 dargestellt ist. 29 zeigt, dass für den in den 20 und 21 angegebenen Aufbau eine maximale Abtriebsgeschwindigkeit von 140 Upm erhalten werden kann oder ein Verhältnis von R = 1,4 oder eine Erhöhung von 40% der Antriebswinkelgeschwindigkeit von 100 Upm. Der Abtriebsbereich für eine An triebswinkelgeschwindigkeit von 100 Upm mit dem obigen Aufbau beträgt 100 bis 140 Upm.
• Das Obige dient nur als Beispiel und ist nicht auf die obigen Werte für θ₁, λ₁, θ₂, λ₂, λ_s, Φ, δ₁, δ₂ und β beschränkt. Es kann jegliche Kombination dieser Werte verwendet werden, um ein ausgewähltes Abtriebswinkelgeschwindigkeitsprofil zu erhalten, das in anderen Anwendungen nicht auf eine konstante Abtriebswinkelgeschwindigkeit beschränkt sein braucht.
• Um den Bereich der IVT-Maschine der Erfindung zu variieren, die oben als eine Maschine gemäß der Erfindung mit einem Verhältnis K beschrieben ist, das von 1:1 bis 1:1,4 schwanken kann, wie es in 30 gezeigt ist, kann die Ausführung so sein, dass eine Getriebeanordnung 184 in festem Verhältnis mit einem Normalisierungsfaktor C und der Antrieb 10, G_IN kann zwischen einer Direktzufuhr zu einem Planetensystem 186 zur Kombination mit dem Rädergetriebeabtrieb aufgeteilt werden, wobei der Abtrieb des Planetensystems 186 dann durch eine Anordnung 188 mit festem Übersetzungsverhältnis mit einem Normalisierungsfaktor von X multipliziert wird, um den IVT-Abtrieb G_OUT zu erhalten. Die Direktantriebszufuhr zum Planetensystem kann auch eine Getriebeanordnung 189 mit einem Normalisierungsfaktor Y aufweisen wie es in 30 gezeigt ist.
• Bei Y = 1 ist eine typische Gleichung für das System von 20 wie folgt: GOUT = 0,5·X·GIN (1-K·C)aus der obigen Gleichung ist ersichtlich, dass der Neutralpunkt, wo der IVT-Abtrieb null ist, erreicht wird wenn K·C = 1. Durch Berechnen der Normalisierungsfaktoren C und X für ein spezielles variables Räderge triebe mit Verhältnis K können die gewünschten Bereiche (vorwärts und rückwärts) für die IVT eingestellt werden. Wenn zum Beispiel C = 0,83 und K von 1 bis 1,4 variieren kann, gilt das Folgende:
  wenn K = 1,2, dann G_OUT = 0,5·X·G_IN (1 – 1,2·0,83)
  = 0
• Damit ist der Abtrieb blockiert und null.
  wenn K = 1, dann G_OUT = 0,5·X·G_IN (1 – 1·0,83)
  = 0,085·X·G_IN
• Damit ist die Richtung der Rotation G_OUT vorwärts.
  wenn K = 1,4 , dann G_OUT = 0,5·X·G_IN (1 – 1,4·0,83)
  = 0,081·X·G_IN
• Deshalb ist die Richtung der Rotation G_OUT umgekehrt.
• X kann jegliches feste Übersetzungsverhältnis sein, während G_in jegliche Antriebswinkelgeschwindigkeit sein kann.
• Die mit Bezug zu 28 beschriebene IVT-Maschine weist vier Winkelgeschwindigkeitstransmissionsstufen auf, deren Abnahmevorrichtungen jeweils einen 90°-Abschnitt der maximalen Winkelgeschwindigkeit von ihren maximalen Geschwindigkeitsabschnitten abnehmen, von den Abtriebswellen 120 im Abtriebskollektor 18 summiert werden, so dass der Maschinenabtriebswelle 12 eine absolut lineare Winkelgeschwindigkeit zugeführt wird, wie es oben erwähnt ist. Die Maschine der Erfindung ist jedoch nicht auf den Einsatz von vier Transmissionsstufen beschränkt. Zum Beispiel kann der 360° Lineargeschwindigkeitsabtrieb durch drei Transmissionsstufen erreicht werden, deren jede 120°- Linearabschnitte der Winkelgeschwindigkeit abnimmt, oder sechs Transmissionsstufen, deren jede 60°-Abschnitt der linearen Winkelgeschwindigkeit von der Abtriebswinkelgeschwindigkeiten ihres Profilgenerators abnehmen. Die Maschine ist ferner nicht auf das Abnehmen nur maximaler Winkelgeschwindigkeiten beschränkt und kann so eingestellt sein, dass sie jeglichen gewünschten Teil des Winkelgeschwindigkeitsprofils abnimmt.
• Die in 31 dargestellte IVT-Maschine ist eine Variation der Maschine von 28 nur, dass die Abnahmevorrichtungen 26 und Abtriebseinheiten 94 der Maschine von 28 durch Abtriebsritzel 120 ersetzt sind, die auf Freilaufkupplungen 190 angebracht sind und darauf rotieren. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die Antriebssynchronisationsanordnung 20 unnötig, da die Kupplung 190 mit der größten Geschwindigkeit immer mit ihrem Abtriebsritzel 120 zusammenwirkt, wobei dies durch die Zahnräder 120 des Abtriebskollektors 18 in Abfolge geschieht.
• Die einfachere IVT-Maschine von 31 kann in jeglicher Anwendung Anwendung finden, in der es erforderlich ist, Kraft nur in eine Richtung zu übertragen.
• Beispiel der Erweiterung des Übersetzungsbereichs der IVT-Maschine von 31
• Die Maschine von 32 ist die von 31 mit einer Variationsanordnung für einen erweiterten Übersetzungsbereich ähnlich wie in 30, die jedoch in diesem Fall die Getriebeanordnungen 188 und 189, wie sie in 30 gezeigt sind, mit festem Normalisierungsfaktor X und Y nicht aufweist und eine Richtungsumkehrkapazität aufweist.
• Die Bereichsvariationsanordnung der Maschine von 32 weist die Antriebssynchronisationsanordnung 20 der Maschine von 28 auf und eine Planetengetriebeanordnung 192, die in der Explosionsansicht von 33 deutlicher zu sehen ist. In diesem Fall ist der Zweck der Antriebsanordnung 20, den Abtrieb des variablen Rädergetriebes nur durch einen Normalisierungsfaktor C von den Maschinenabtriebsrädern 120 in die Planetengetriebeanordnung 192 zuzuführen, so dass es der Auslegung von 30 entspricht, die im Gegensatz steht zur Funktion in 28, wo die Anordnung 20 verwendet ist, um die Synchronisationskupplung anzutreiben. Diese Anordnung kann jedoch zusätzlich die Abnahmevorrichtungen 26 aufweisen, braucht dann aber eine zusätzliche Synchronisationsantriebsanordnung 20, um die Nockenantriebsräder 172 anzutreiben.
• Die Antriebsanordnung 20 wird von einem Zahnrad 194 angetrieben, das in einem Verhältnis 1:1 mit den verzahnten Abtriebskollektorrädern 120 gekoppelt und treibt durch die Antriebsanordnung 20 ein Synchronisationsrad 178 an. Das Zahnrad 178 treibt einen Mitläufer 196 an und ein Antriebsrad 198 der Planetenanordnung 192. Damit stellen die Räder 194, 178, 196 und 198 den Normalisierungsfaktor C in 30 dar.
• Die Planetenanordnung 192 ist in 33 so gezeigt, dass sie einen Planetenkäfig 200 aufweist, der mit der Maschinenabtriebswelle 202 integral ist, eine Antriebswelle 204, die eine Verlängerung der Antriebswelle 46 der Transmissionsstufe 16 ist, mit der sie zusammenwirkt und die ein Antriebsritzel 206, Planetenmitläufer 208 und 210 und ein Sonnenrad 212 trägt, die auf der Welle 204 drehbar sind und ist mit dem Zahnrad 198 gekoppelt und davon angetrieben. Das Zahnrad 212 ist mit dem Antriebsritzel 206 durch die Mitläufer 208 und 210 in Eingriff, die auf Mitläuferwellen 214 bzw. 216 drehbar sind, die zwischen dem Planetenkäfig 200 und einer Planetenscheibe 218 festgelegt und gelegen sind, die im Käfig 200 der zusammengesetzten Einheit liegt.
• In diesem Beispiel des Bereichserweiterungsverfahrens der Erfindung ist die Anzahl der Zähne auf den verschiedenen Zahnrädern wie folgt:
  Zahnrad 120 – 36 Zähne
  Zahnrad 194 – 36 Zähne
  Zahnrad 178 – 30 Zähne
  Zahnrad 196 – 30 Zähne
  Zahnrad 198 – 36 Zähne
  Zahnrad 206 – 17 Zähne
  Zahnrad 210 – 12 Zähne
  Zahnrad 208 – 12 Zähne
  Zahnrad 212 – 12 Zähne
• In diesem Beispiel ist angenommen, dass eine konstante Antriebswinkelgeschwindigkeit von 1000 Upm auf die Antriebswelle 10 der Maschine in der positiven Richtung des Pfeils in 32 aufgegeben wird und dass das Verhältnis zwischen der Antriebswelle 10 und den Abtriebsrädern 120 zwischen der Verhältnissen 1:1 und 1:1,4 variieren kann. Die Formel für das Planetensystem ist wie folgt:

  

  wo
  – angenommen ist, dass Zahnrad 206 das bezeichnete Antriebsrad ist und Zahnrad 121 das Abtriebsrad ist
  – das Vorzeichen von e von der Rotationsrichtung des Rads 212 abhängt, wenn der Planetenkäfig 200 stationär gehalten ist und das Rad 206 sich dreht. Wenn das Rad 212 und 206 sich in die selbe Richtung drehen, ist das e positiv und sonst negativ wie im Fall des Beispiels.
• Die folgende Bezeichnung wird verwendet:
  Vel206 = Winkelgeschwindigkeit von Rad 206
  Vel212 = Winkelgeschwindigkeit von Rad 212
  Vel200 = Winkelgeschwindigkeit von Planetenkäfig 200
• Die Lösung für Vel200 in Gleichung A ist wie folgt:

  
• 1:1 variable Position
• Wenn das Verhältnis zwischen Antriebswelle 10 und den Abtriebsritzeln 120 1:1 ist, drehen sich das Rad 198 und damit auch das Rad 212 mit:

  

  Das Rad 206, das über die Welle 204 und die Räder 48 mit der Antriebswelle 10 verbunden ist, dreht sich mit 1000 Upm. Mit der Gleichung B werden die Abtriebswinkelgeschwindigkeit Vel200 und so an der Abtriebswelle 202 berechnet als:

  
• 1:1,4 variable Position
• Wenn das Verhältnis zwischen Antriebswelle 10 und den Abtriebsritzeln 120 1:1,4 ist, drehen sich das Rad 198 und damit auch das Rad 212 mit:

  
• Das Rad 212, das über die Welle 204 und die Räder 48 mit der Antriebswelle 10 der Maschine verbunden ist, dreht sich mit 1000 Upm. Mit der Gleichung B werden die Abtriebswinkelgeschwindigkeit Vel200 und so an der Abtriebswelle 202 berechnet als:

  
• Damit wird das Variation des Verhältnisses zwischen der Antriebswelle 10 und der Abtriebswelle 202 berechnet als

  

  Damit wurde unter Verwendung des obigen Verfahrens bei Einsatz eines geeigneten Planetensystems der Bereich der IVT von 1:1,4 auf 1:2,33 erweitert.
• Beispiel einer Richtungsänderung
• Wenn das Rand 206 12 Zähne enthält und das Rad 212 13 Zähne, dann wird der Wert e des Planetensystems unter Verwendung der Gleichung A wie folgt:

  
• Die Lösung für Vel200 in Gleichung A ist wie folgt:

  
• Wenn alle anderen Zahnräder unverändert bleiben, gilt das Folgende für verschieden Verhältnisse der variablen Einheit:
• 1:1 variable Position
• Wenn das Verhältnis zwischen Antriebswelle 10 und den Abtriebsritzeln 120 1:1 ist, drehen sich das Rad 198 und damit auch das Rad 212 mit:

  
• Das Rad 206, das über die Welle 204 und die Räder 48 mit der Antriebswelle 10 verbunden ist, dreht sich mit 1000 Upm. Mit der Gleichung D werden die Abtriebswinkelgeschwindigkeit Vel200 und so an der Abtriebswelle 202 berechnet als:

  
• 1:1,4 variable Position
• Wenn das Verhältnis zwischen Antriebswelle 10 der Maschine und den Abtriebsritzeln 120 1:1,4 ist, drehen sich das Rad 198 und damit auch das Rad 212 mit:

  
• Das Rad 212, das über die Welle 204 und die Räder 48 mit der Antriebswelle 10 verbunden ist, dreht sich mit 1000 Upm. Mit der Gleichung D werden die Abtriebswinkelgeschwindigkeit Vel200 und so an der Abtriebswelle 202 berechnet als:

  

  Es ist auf diese Weise ersichtlich, dass der Abtriebsbereich der Maschine nun 46,6 Upm bis -126,66 Upm beträgt und damit zwei Bereiche in unterschiedliche Richtung mit einem Neutralpunkt aufweist, wo der Käfig 200 stationär und arretiert ist. Die Winkelgeschwindigkeit des Rades 212 an diesem Punkt kann berechnet werden, indem die Gleichung D gleich null gesetzt wird mit Vel200 = 1000 Upm und wie folgt für Vel212 gelöst wird:

  

  Vel212 = 923,08 Upm
• Die Ausführungsform der IVT-Maschine der Erfindung, die in den 34 und 35 dargestellt ist, funktioniert auf die selbe Weise und auf den selben Prinzipien wie die Maschine von 28 und ist hier nur angeführt, um die zylindrische Konfiguration der Maschine im Gegensatz zur 28 mit parallel fluchtender Anordnung darzustellen. 35 stellt nur eine der Transmissionsstufen 16 der Maschine von 34 dar. Viele der Bezugszeichen in den 34 und 35 geben Komponenten an, die der selben Funktion dienen wie die, die mit Bezug zur Maschine der 1 bis 30 beschrieben wurden.
• Die Maschine von 34 wird durch die Drehung eines Handgriffs 220 gesteuert, die am drehbaren Antriebsteiler 14 angebracht ist und eine Nockenplatte 222 dreht, an der er über ein mittleres Rohr 224, das in 34 nur teilweise gezeigt ist, angebracht ist. Die Nockenplatte 222 weist gewölbte Schlitze 226 auf, die über die Abtriebswellen der Transmissionsstufen 16 verlaufen, wenn die Nockenplatte 22 gedreht wird (siehe 35). Die Antriebswelle 10 verläuft durch die Mitte der Maschine im mittleren Rohr 224. Eine zweite Nockenplatte 228 ist gegen Flansche (nicht gezeigt) auf den Antriebswellen 46 positioniert, um Axialbewegung der Nockenplatte 228 zu begrenzen, während Rotationsbewegung der Platte 228 und ihrer gewölbten Schlitze 226, nicht gezeigt, über die Antriebswellen 46 durch Vorsprünge 230 auf ihrem Umfang verhindert sind, die in axialen Schlitzen im zylindrischen Gehäuse (nicht gezeigt) gelegen sind, an dem auch der Abtriebskollektor 18 angebracht ist.
• Die rampenförmigen Nocken auf den Nockenplatten 222 und 228 entsprechen in ihrer Funktion den Schlitzen 44 und 38 der Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren der 2 und 3.
• Die Einstellringe 58 der Winkel θ und λ der Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren 22 und 24 dieser Ausführungsform der Erfindung sind so geregelt, dass sie betriebsbedingte Rotation des Antriebsteilers 14 durch federbelastete Nockenstößel 232 ausgleichen, die auf Nocken 38 und 44 laufen, um die Betriebsebene der Winkeleinstellringe 58 und so die Gimbalringe 50, die sie tragen, in geeigneter weise zu verändern.
• Die Nockenantriebsritzel 172 der Abnahmevorrichtung 26 sind in dieser Ausführungsform der Erfindung von einem kontinuierlichen mit Zähnen versehenen Antriebsriemen 234 angetrieben (in 35 nicht gezeigt), der mit jedem von ihnen zusammenwirkt sowie mit der Antriebswelle 10 über einen mit Zähnen versehenen Antriebsriemen 236 anstelle des Synchronisationsuniversalarms 176 der in 28 gezeigten Ausführungsform.
• Ein Zahnrad 238 auf der Antriebswelle 10 greift in vier Zahnräder 48 des Antriebsteilers 14 zusammen und treibt sie an, und ein Zahnrad 240, das an einer rohrförmigen Abtriebswelle 12 angebracht ist, wirkt mit den Zahnrädern 120 des Abtriebskollektors 18 zusammen und wird davon angetrieben.
• Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen präzisen Details beschränkt. Zum Beispiel stellen die 36 und 37 eine alternative Strukturkonfiguration für die Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren 22 und 24 der Erfindung dar wie sie oben beschrieben sind. In dieser Ausführungsform des Profilgenerators der Erfindung sind der Gimbalring 52 und der Schwenkrotor 68 durch ein kreuzförmiges Element 242 ersetzt und die Antriebswelle 46 trägt eine feste Schale 244, die nach vorn gerichtete Arme 146 aufweist, die jeweils eine Schlitz 248 aufweisen. Eine Ebene, die auf der Linie 64 liegt, die zu einer Ebene auf der Linie 249 senkrecht ist, die die Schlitze 248 aufweist, ist in einem Winkel λ_s von einer Linie 66 abgewinkelt, die zur Antriebswellenachse senkrecht ist, wie es in 4 gezeigt ist (wie der Rotationsgelenkzapfen 62 der Ausführungsform von 4). Beine 250 des kreuzförmigen Elements verlaufen durch die Schlitze 248 wie es in 37 gezeigt ist und sind durch das Gimbaljoch 54 in Position gehalten, das schwenkbar mit den Beinen 252 des Elements 242 zusammenwirkt und den vergrößerten Gimbalring 50, in den die Enden der Beine 250 des Elements 242 schwenkbar eingreifen. Der Gimbalring 50 ist im Winkeleinstellring 58 gelegen und relativ dazu drehbar, wie in der früheren Ausführungsform. Bei Rotation der Antriebswelle 46 wird die induzierte Oszillationsbewegung der Arme 250 des Elements 242 in den Schlitzen 248, wenn die Antriebswelle 46 und Abtriebswelle 56 nicht fluchten, durch die λ_s Winkelposition der Schlitze 248 gesteuert, die die Rotationsebenen beherrschen, in denen das kreuzförmige Element auf exakt die selbe Weise funktioniert wie der Schwenkrotor 68 in der anfänglichen Ausführungsform. Die übrigen Komponenten des Profilgenerators der 36 und 37 sind zu denen identisch, die mit Bezug zu der früheren Ausführungsform beschrieben wurden.
• Die Schlitze 2478 sind nicht auf die Lage in einer Ebene beschränkt, die die Linie 249 enthält und statt linear zu sein, wie es in den 36 und 37 gezeigt ist, können sie gekrümmt sein, wobei ihre Krümmungsrichtung zu den beiden Schalenarmen 246 entgegengesetzt ist.
• In einer weiteren Ausführungsform des Profilgenerators, die mit der der 36 und 37 verwandt ist, kann der Ring 50, mit dem die Beine 250 des kreuzförmigen Elements zusammenwirken, weggelassen sein. Der Winkeleinstellring 58 kann durch einen Zylinder 254 ersetzt sein, wie es in 38 gezeigt ist, der zum Winkeleinstellring 58 und dem Gimbalring 50 äquivalent ist. Die Bohrung des Zylinders 254 ist nach außen gekrümmt, wobei die Krümmung seiner Oberfläche 256 zweckmäßigerweise zwischen parallelen Linien auf jeder Seite der Mitte einer imaginären Kugel liegt, die auf dem statischen Punkt 86 eines Profilgenerators gelegen ist, der ein Teil davon ist. Die Oberfläche 256 trägt eine endlose Rille 258, in der die Enden der Arme 250 der Ausführungsform von 36 oder die Enden der Drehzapfen 70 der Ausführungsform von 4 gelegen sind. Die Rille 258 führt im Einsatz die Arme 250 oder Zapfen 70 auf einer kreisförmigen Bahn um den statischen Punkt, wobei die Bahn nicht notwendigerweise in einer Rotationsebene liegt.
• Die Anwendungen des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators der Erfindung sind, wie oben erwähnt, nicht auf die Verwendung in IVT-Maschinen beschränkt, die nur konstante lineare Abtriebswinkelgeschwindigkeitsprofilabschnitte erzeugen, sondern können andere Anwendung finden, die spezifische Geschwindigkeitsprofile erfordern, die nicht notwendigerweise konstante Winkelgeschwindigkeitsabschnitte aufweisen. Das Folgende ist ein Beispiel, das mit Bezug zu 39 die Verwendung von zwei Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren 22 und 24 der Erfindung erläutert, die in Serie verbunden sind, so dass sie eine Nockenwelle eines Verbrennungsmotors antreiben, um online variable Ventiltaktung des Motors zu ermöglichen.
• 39 weist größtenteils die Komponenten von 3 einer Transmissionsstufe 16 der IVT-Maschine auf, und hier werden wiederum gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Komponenten zu bezeichnen. In diesem Beispiel ist eine Nockenwelle 260 mit einem Joch 54 des Profilgenerators 24 verbunden und ersetzt die Synchronisationskupplung 26 von 3. Die Ringeinsteller 84 sind so modifiziert, dass sie durch eine geeignete Positioniervorrichtung (nicht gezeigt) betrieben werden, um jeden der Ringeinsteller 84 unabhängig zu positionieren und so die Funktion der Einstellschlitze 38 und 44 in 3 anzunehmen. Das Joch 54 des Profilgenerators 22 ist so modifiziert, dass es eine Buchse 262 aufweist, die eine spiralförmig mit Keilwellen versehene Bohrung trägt, die mit spiralförmigen Keilwellen auf einer Welle 264 zusammenpassen. Die Welle 264 weist eine Bohrung auf, die linear mit Keilwellen versehen ist und in der eine mit Keilwellen versehene Welle, die mit der Antriebswelle 46 des Profilgenerators 24 integral ist, wirkt. Ein radial hervorstehendes Steuerglied 266 ist drehbar auf der Welle 264 angebracht und ist in Richtung der Wellenachse durch ein geeignetes Positioniersystem (nicht gezeigt) beweglich. Wenn das Steuerglied 266 und damit die Welle 264 bewegt wird, verkürzt oder verlängert sich die Welle 264, je nach dem Fall, durch relative Rotation der spiralförmi gen Keilwellen auf der Antriebswelle 46, wobei diese Längenvariation durch den mit Keilwellen versehenen Teil der Antriebswelle 46 des Profilgenerators 24 vorgenommen wird, um die relative Rotation zwischen dem Joch 54 des Profilgenerators 22 und der Antriebswelle 46 des Generators 24 zum Einstellen von β zu bewirken.
• Die Schaubilder der 40 und 41 stellen jeweils eine mögliches Abtriebsprofil jedes der beiden Winkelprofilgeschwindigkeitsgeneratoren 22 und 24 von 39 dar, wobei Betriebsparameter links von den Schaubildern angegeben sind. Die Betriebsparameter sind für beide Schaubilder gleich mit Ausnahme der β-Werte, die 45° bzw. 60° betragen. Die Schaubilder stellen das Winkelgeschwindigkeitsabtriebsprofil der beiden Profilgeneratoren in Serie dar, die bei Integration zu einer Verschiebung führen würden, die die Dauer des Nockenwellenbetriebs in verschiedenen Rotationsstufen beschleunigen oder verzögern oder verändern. In den beiden Beispielen wurde das bei b angegebene Abflachen der Profile, bevor die Verlangsamung sich fortsetzt, in den Schaubildern durch die relevanten Parameter bei ungefähr 100 bzw. 105 Upm positioniert, wobei es nur als Beispiel dient, um anzuzeigen, dass Variationen in bestimmten Abschnitten der Abtriebsprofile möglich sind.
• Ein anderes Beispiel der beiden Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren 22 und 24 von 39 kann zwischen der Kurbelwelle und dem Schwungrad eines Einzylinderverbrennungsmotors gelegen sein. Die Kurbelwelle kann die Nockenwelle 260 ersetzen und das Motorschwungrad das Zahnrad 48. Die Veränderlichkeit der obigen Parameter kann so gesetzt sein, dass der thermische Zyklus des Verbrennungsmotors bei verschiedenen Geschwindigkeiten und Lasten optimiert ist.
• Außerdem kann im Falle des Beispiels der 39 der Arbeitswinkel Φ fest gehalten sein, während θ₁, λ₁, θ₂ und λ₂ über die Ringeinsteller 84 und β über das Steuerungsglied 264 verändert werden können.
• In noch einem weiteren Beispiel können die beiden Winkelgeschwindigkeitsprofilgeneratoren von 39 zwischen dem Antrieb und Schneidwerkzeug einer Fräsmaschine oder eines Bohrers gelegen sein, das Schneidwerkzeug ersetzt die Nockenwelle 260 und der Maschinenantrieb ist mit dem Zahnrad 48 von 39 verbunden. Die Veränderlichkeit der Profilgeneratorparameter kann so eingestellt sein, dass das Schneiden mit geeigneten Winkelgeschwindigkeitsprofilvariationen bei jeder Umdrehung des Schneidwerkzeugs optimiert ist, um Schneidwerkvibrationen zu eliminieren oder die Schneidwerkzeuggeschwindigkeit und Verschleiß zu optimieren.
• Offensichtlich kann ein einziger Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator in den obigen Anwendungen anstelle von zweien in Serie verwendet werden, dies schränkt aber die Veränderlichkeit des Winkelgeschwindigkeitsprofils ein und erfordert, dass die Antriebs- und Abtriebswellen in einem Winkel zueinander betrieben werden.
• Mathematisches Modell des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators der Erfindung vom Typ in 4 Das Folgende ist zusammen mit den 42 und 43 ein mathematisches Modell des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators der Erfindung, das bei der Berechnung der Abtriebswinkelgeschwindigkeitsprofile der stufenlos variablen Transmission der Erfindung verwendet werden kann, die für spezifische Anwendung der Maschine geeignet sind.
• In den 42 und 43 wurden die Bezugszeichen der Profilgeneratorkomponenten und die Mittellinie zur deutlicheren Darstellung weg gelassen und die Beschreibung dieser Zeichnungen sollte mit Bezug zu den 4 und 8 gelesen werden. Es wird auch angemerkt, dass e benfalls aus Gründen der Deutlichkeit der Darstellung nur die Hälfte jeder der Mittellinien in den 42 und 43 gezeigt sind.
• Das Folgende sind, wie in den 42 und 43 zu sehen ist, alles große Kreise mit einem gemeinsamen statischen Mittelpunkt C (der dem Schnittpunkt 86 der statischen Achsen in den 4, 5 und 8 entspricht) bei der Rotation des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators.
  – LK_x
  – HE
  – FE
  – AJ
  – IE
  – HI
  – AK_x
  – AB
• Die Ebene des großen Kreises LK_x schneidet die Achse 47 der Antriebswelle 46 und ist auch senkrecht zur Ebene, in der λ_s gemessen wird. Der Winkel α_OUT der Antriebswelle 46 wird zwischen den Ebenen der Kreise LK_x und HI gemessen.
• Der große Kreis HE stellt die Bahn dar, die von der Mittellinie B Bp des Gimbaljochs 54 verfolgt wird (die Ebene des Kreises HE ist damit senkrecht zur Achse 57 der Abtriebswelle 56) und der große Kreis FE stellt die Bahn dar, die von der Mittellinie A Ap des Drehzapfens 70 des Schwenkrotors 68 verfolgt wird. Der große Kreis FE stellt damit die Ebene dar, in der der Einstellring 58 wirkt, während er (zum Einstellen von θ und λ) um die Linie der Achse 83 der Drehzapfen 82 zwischen den Punkten E und Ep rotiert. Die Ebene des großen Kreises AJ stellt die Rotation der Antriebswelle 46 dar und rotiert damit um die Achse 47 der Antriebswelle 46, während er die Achsenlinie A Ap der Drehzapfen 70 des Rotors 68 schneidet. Die Ebene des großen Kreises IE ist zur Achse 47 der Antriebswelle 46 senkrecht und schneidet damit die Schwenkpunkte E und Ep der Achse 83 der Drehzapfen 82 des stationären Einstellrings 58. Der große Kreis HI liegt in der durch die Achse 47 der Antriebswelle 46 und die Achse 57 der Abtriebswelle 56 gebildeten Ebene. Die Ebene des großen Kreises AK_x ist zur Achse 64 des Gelenkzapfens 62 der Schwenkanordnung 49 oder der Linie C S senkrecht (siehe 4 und 43).
• Im Folgenden wird der Winkel α_OUT der Antriebswelle 46 als Funktion des Winkels α der Abtriebswelle 56 abgeleitet, wobei angenommen ist, dass δ = 90° (siehe 4).
• Wenn Punkt A der Achse der Drehzapfen 70 des Rotors 68 anfangs an Punkt e ist, dann ist die Jochachse 81 der Abtriebswelle 56 am Punkt Bp um 90° (δ = 90°) verzögert, und ist als Punkt F gezeigt. Der Grund dafür ist der Winkel von 90° (δ = 90°) zwischen der Achse 79 der Zapfendurchtritte 78 des Rings 59 und der Achse 75 der Zapfen 76 des Rings 52. Wenn sich Punkt B der Schwenkachse 81 des Jochs 54 der Abtriebswelle 56 durch einen Winkel α von Punkt E zu B bewegt, bewegt sich Punkt A auf der Achse der Drehzapfen 70 des Rotors 68 durch einen Winkel β von F nach A. Man lege einen Punkt D auf dem Kreis FE derart, dass der Winkel DCE gleich β ist. Auf diese Weise ist der Winkel ACD ein rechter Winkel, wie konstruiert. Auch der Winkel ACB ist ein rechter Winkel, wegen des Winkels von 90° (δ = 90°) zwischen der Achse 79 der Zapfendurchtritte 78 von Ring 52 und den Achse 75 der Zapfen 76. Folglich sind die sphärischen Winkel ABD und ADB rechte Winkel. Dies wiederum impliziert, dass der sphärische Winkel EDB ein rechter sphärischer Winkel ist. Für rechte sphärische Winkel gilt das Folgende: cos(θ) = tan(β)·cot(α)
• λ wird von der Senkrechten der Achse 47 der Antriebswelle 46 gemessen, damit stellt der Winkel zwischen den Kreisen IE und FE die Ebene dar, in der der Einstellring 58 wirkt. Gleichermaßen wird θ zwischen der Ebene, in der der Einstellring 58 wirkt, und der Senkrechten zur Achse 57 der Abtriebswelle 56 gemessen, und damit der Winkel θ zwischen den Kreisen FE und HE. Der Arbeitswinkel Φ, der Winkel zwischen der Achse 47 der Antriebswelle 46 und der Achse 57 der Abtriebswelle 56 ist gleich der Summe von λ und θ.
• λ₂ stellt den Winkel zwischen der Achslinie CS des Schwenkzapfens 62 (4 und 43) und der Ebene senkrecht zur Achse 47 der Antriebswelle 46 dar und damit den Winkel zwischen den Kreisen AK_x und LK_x.
• Es gelten die folgenden Beziehungen:
  Aus ΔEDB
  tan(β) = cos(θ)·tan(α)
  Aus ΔAEJ

  

  

  

  Aus ΔEKxJ

  

  

  

  Aus ΔEKxJ

  

  
• Der Winkel der Antriebswelle 46 ist durch α_OUT dargestellt (siehe 43). Es gibt zwei Lösungen für α_OUT, sie lauten:

  

  

  Wenn die obigen Gleichungen für α_OUT mit dem mathematischen Softwarepaket MathCad gelöst werden (oder einem ähnlichen Softwarepaket zum Beispiel MatLab, Mathematica) resultiert die folgende Winkelfunktion der Antriebswelle 46, aus der er bestimmt werden kann: α_OUT(α,θ,λ,λ_s,sg) =

  
• Die obige Gleichung stellt die Winkelposition der Antriebswelle 46 α_OUT eines einzigen Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators 22 oder 24 dar, wo:
  α – Winkel der Abtriebswelle 56
  θ – wie in 8 definiert
  λ – wie in 8 definiert
  λ_s – der Winkel des Gelenkzapfens 62 wie in 4 definiert
  sg – es gibt zwei Lösungen für die obige Gleichung mit Unterteilung bei 90 und 270 Grad von α. Damit werden die Werte sg = 1 und -1 für die entsprechenden Lösungen verwendet. Alle obigen sind im Bogenmaß.
• Die obige Gleichung kann in Bezug auf α unter Verwendung eines mathematischen Softwarepakets wie MathCad, MatLab oder Mathematica differenziert werden, um die Winkelgeschwindigkeitsfunktion der Antriebswelle 46 zu erhalten. Alternativ kann die obige Gleichung durch inkrementiertes Auftragen der obigen Gleichung numerisch differenziert werden, um das Winkelgeschwindigkeitsprofil der Antriebswelle zu erhalten. Dies kann leicht mit irgendeiner Tabellenkalkulation wie Microsoft Excell oder Lotus vorgenommen werden.
• Theoretische Erläuterung des Abtriebsgeschwindigkeitsprofils
• Wenn im Fall der 42 und 43 die Antriebswelle 56 in Bezug auf das Basiselement 28 stationär gehalten ist und λ von seiner Position in den 41 und 42 auf 0° verringert wird, wenn die Kreise FE und IE zusammenfallen, hat sich die Antriebswelle 46 durch einen Winkel a_t in Richtung des Pfeils 100 in 42 gedreht. Die aktuelle Position (λ = 0° und a_t = 0°) gleicht einem gewöhnlichen Universalgelenk mit Betrieb beim Winkel θ. Diese Rotation um Winkel a_t kann daher als „verlorene Bewegung" gesehen werden, die das Geschwindigkeitsprofil des gewöhnlichen Universalgelenks verändert. Mit korrekter Auswahl von λ, θ und λ_s kann das Abtriebsgeschwindigkeitsprofil der Antriebswelle 56 einen Abschnitt konstanter Winkelgeschwindigkeit aufweisen, wie es in 17 gezeigt ist, wenn an der Antriebswelle 46 eine konstante Winkelgeschwindigkeit aufgegeben wird.
• Es wird ferner angemerkt, dass die Betriebsebene des Einstellrings 58 irgendeine Ebene sein kann und damit nicht notwendigerweise eine, die sich nur um die Achse 83 dreht, wie es in der mathematischen Ableitung des Profilgenerators modelliert ist.
• Zusammenfassung
• Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator (22, 24) umfassend eine Antriebswelle (46), eine Abtriebswelle (56), eine Gelenkkupplung, die die Wellen durch Gelenkzapfen (70, 75) koppelt, die auf zwei Gelenkachsen gelegen sind, die zueinander senkrecht sind, Mittel (49) im Gelenk zum Verändern der Rotationsbahn des Zapfens (70) relativ zu dem des Zapfens (75), eine erste Steuerungsanordnung (32) zum Verändern des Winkels zwischen den Wellen und eine zweite Steuerungsanordnung (84) außerhalb des Universalgelenks, das mit Gelenkzapfenbahnveränderungsmitteln verbunden ist, die durch die erste Steuerungsanordnung aktiviert wird, so dass sie für ein spezifisches Geschwindigkeitsprofil geeignet ist, das vom Generator erzeugt wird. Die Erfindung erweitert sich auf eine stufenlos variable Transmissionsmaschine mit Transmissionsstufen (16), die jeweils zwei der Profilgeneratoren in Serie verbunden aufweisen und eine Winkelgeschwindigkeitsprofilteilabnahmevorrichtung.

Claims (31)

1. Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator (22, 24) umfassend: – eine erste Welle (46), – eine zweite Welle (56), – eine Gelenkkupplung, in der die erste und zweite Welle (46 und 56) durch Gelenkzapfen (70, 75 und 250, 252) miteinander verbunden sind, die auf zwei senkrechten Achsen liegen, die relativ zueinander festgelegt sind und sich sowie die Achsen (47, 57) der ersten und zweiten Welle (46 und 56) an einem statischen Punkt (86) im Gelenk schneiden, wobei die radial äußeren Enden der Gelenkzapfen (70, 75 und 250, 252) auf jeder der Gelenkzapfenachsen im Gebrauch in ersten und zweiten Kreisbahnen um den statischen Punkt (86) drehbar sind, – eine erste Steuerungsanordnung (32) zum Verschieben einer der Wellen (56) relativ zur anderen (46), um die Winkelbeziehung zwischen ihnen an der Gelenkkupplung zu verändern, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilgenerator aufweist: – Mittel (49, 248) in der Gelenkkupplung, die es ermöglichen, die Rotationsbahn der Achse des ersten Gelenkkupplungszapfens (70, 250) im Gebrauch relativ zur Rotationsbahn der Achse des zweiten Gelenkzapfens (75, 252) um den statischen Punkt (86) in der Gelenkkupplung zu verändern, und – eine zweite Steuerungsanordnung (84) außerhalb der Gelenkkupplung, die mit dem ersten Gelenkzapfenbahnveränderungsmittel (49, 248) verbunden ist und durch die erste Steuerungsanordnung (32) aktiviert wird, so dass im Gebrauch, wenn die erste Steuerungsanordnung (32) bewegt wird, die Winkelbeziehung zwischen der ersten (46) und zweiten Welle (56) und dem ersten Gelenkzapfenbahnveränderungsmittel (49, 248) in einem bestimmten Verhältnis eingestellt wird, um ein Abtriebswinkelgeschwindigkeitsprofil zu erreichen, das für eine spezifische Anwendung des Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerators (22, 24) ausgebildet ist.
2. Profilgenerator nach Anspruch 1 mit beabstandeten Formationen (54), die auf der zweiten Welle (56) festgelegt sind und mit denen die Gelenkzapfen (75, 252) der zweiten Gelenkzapfenachse schwenkbar in Eingriff sind, einem Trägerrahmen (28) mit beabstandeten ersten und zweiten (32) Rahmengliedern, in deren jedem eine der Profilgeneratorwellen (46, 56) zur Rotation gelagert ist und die erste Steuerungsanordnung ist ein Mittel zum Bewegen eines der Rahmenglieder (32) relativ zum anderen, um die Winkelbeziehung der beiden Wellen (46, 56) in einer gemeinsamen Ebene zu verändern.
3. Profilgenerator nach Anspruch 2, worin das erste Gelenkzapfenbahnveränderungsmittel (49, 248) ein Gehäuse (58) aufweist, das gelenkig am Trägerrahmen (28) angebracht ist zur Schwenkbewegung auf einer Achse (83), die zur gemeinsamen Ebene senkrecht ist und sie am statischen Punkt (86) schneidet, in der die Profilgeneratorwellen (46, 56) relativ zueinander beweglich sind, eine Bohrung durch das Gehäuse (58), wobei die Achse der Bohrung den statischen Punkt (86) schneidet und eine Kreisbahnführung (50, 258) in der Bohrung, in der die Enden der Gelenkzapfen (70, 250) der ersten Gelenkkupplungszapfenachse zur Rotation eingreifen.
4. Profilgenerator nach Anspruch 3, worin die Kreisbahnführung (50) des Gelenkzapfens ein Ring ist, der in der Bohrung des Gehäuses (58) zur Rotation relativ zum Gehäuse (58) um die Achse des Gehäuses (58) eingreift, wobei die Enden der Gelenkzapfen (70, 250) auf der ersten Gelenkkupplungszapfenachse gelenkig in diametral gegenüber stehenden Formationen auf dem Ring (50) eingreifen.
5. Profilgenerator nach Anspruch 3, worin die Gelenkzapfen (70, 250) auf der ersten Gelenkzapfenachse mit der ersten Welle (46) durch eine Anordnung (49, 248) in Eingriff stehen, die es den Gelenkzapfen (70, 250) auf der ersten Gelenkzapfenachse ermöglichen, bei der Rotation der ersten und zweiten Welle (46, 56) im Gebrauch in einer Rotationsbahn um den statischen Punkt (86) in der Gelenkkupplung zu oszillieren, wobei die Rotationsbahn der Gelenkzapfen (70, 250) festgelegt und relativ zur Achse (47) der ersten Welle (46) in einem bestimmten Winkel (λ_s) relativ zu einer Linie (66) gewinkelt ist, die senkrecht zur Achse (47) der ersten Welle (46) am statischen Punkt (86) in der Gelenkkupplung ist.
6. Profilgenerator nach einem der Ansprüche 4 oder 5, worin die zweite Steuerungsanordnung (84) eine Profilrampenformation (44, 38) im Trägerrahmen (28) aufweist und einen Mitnehmer (88, 90), der mit dem Gehäuse (58) verbunden ist und geeignet ist, sich über des Profil der Rampenformation (44, 38) zu bewegen und ihm zu folgen, um zu bewirken, dass die Rotationsbahn der Achse des ersten Gelenkzapfens (70, 250) im Winkel relativ zu dem der Achse des zweiten Gelenkzapfens (75, 252) verändert wird, wobei das Profil der Rampenformation (44, 38) und die Position des Mitnehmers (88, 90) darauf im Gebrauch das Profil des zyklischen Winkelgeschwindigkeitsabtriebs des Profilgenerators (22, 24) bestimmt.
7. Profilgenerator nach Anspruch 6, worin die Gelenkzapfeneingriffsanordnung (49, 248) der Achse des ersten Gelenkzapfens (70, 250) einen zweiten Ring aufweist, der im ersten Ring (50) auf einer gemeinsamen Mitte am statischen Punkt (86) gelegen ist, wobei diametral gegenüberliegende Gelenkzapfen der zweiten Gelenkzapfenachse (75, 252) von der Außenfläche hervorstehen, so dass sie gelenkig in den beabstandeten Formationen (54) auf der zweiten Welle (56) gelegen sind, und die Verbindungsanordnung (49) des Gelenkzapfens (70, 250) der ersten Gelenkzapfenachse mit der ersten Welle eine Gelenkwelle (62) ist, die an der ersten Welle (46) festgelegt ist, dass ihre Achse (64) durch den statischen Punkt (86) in der Gelenkkupplung verläuft und in einem vorbestimmten Winkel (λ_s) relativ zu einer Linie (66) gewinkelt ist, die durch den statischen Punkt (86) verläuft, die zur Achse (47) der ersten Welle (46) senkrecht ist, und ein Rotor (68) auf der Gelenkwelle (62), der die Gelenkzapfen (70) auf der ersten Gelenkzapfenachse (70) trägt, die zur Achse (64) der Gelenkwelle (62) senkrecht ist und durch den statischen Punkt (86) in der Gelenkkupplung verläuft.
8. Profilgenerator nach Anspruch 6, worin die Gelenkkupplungszapfen (250, 252) kontinuierliche Zapfen (250, 252) sind, die in Form eines Kruzifix (242) aneinander festgelegt sind, und die Eingriffsanordnung (248) des Gelenkzapfens (250) der ersten Gelenkkupplungsachse weist zwei beabstandete Arme (246) auf, die an der ersten Welle (46) festgelegt sind, und einen länglichen Schlitz (248) in jedem der Arme (246), wobei die Längsmitten der Schlitze (248) eine Rotationsbahn des Gelenkzapfens (250) definieren, der den statischen Punkt (86) in der Gelenkkupplung aufweist, die mit einem bestimmten Winkel (λ_s) relativ zu einer Linie (66) gewinkelt ist, die durch den statischen Punkt (86) verläuft und die zur Achse (47) der ersten Welle (46) im wesentlichen senkrecht ist, wobei die Gelenkzapfen (250) auf der Gelenkachse der ersten Gelenkkupplung durch die Schlitze (248) verlaufen und ihre Enden gelenkig in Öffnungen (74) im ersten Ring (50) liegen.
9. Stufenlos verstellbare Transmissionsmaschine umfassend: – ein Winkelgeschwindigkeitsantriebsglied (10), – ein Winkelgeschwindigkeitsabtriebsglied (12), – eine Mehrzahl von Winkelgeschwindigkeitstransmissionsstufen (16), die jeweils einen zyklischen Winkelgeschwindigkeitsgenerator (22, 24) aufweisen, – eine Antriebsteileranordnung (14), mit der das Winkelgeschwindigkeitsantriebsglied (10) zusammenwirkt, um im Gebrauch die Antriebswinkelgeschwindigkeit auf den zyklischen Winkelgeschwindigkeitsgene rator (22, 24) in jeder der Transmissionsstufen (16) in einem festen Rotationsverhältnis relativ zueinander aufzubringen, – eine Abnahmevorrichtung (26) in jeder Transmissionsstufe (16), die durch eine zyklische Winkelgeschwindigkeitsgeneratorvorrichtung (22, 24) in dieser Stufe (16) angetrieben ist, um bei jeder Umdrehung des Maschinenantriebsgliedes (10) einen absoluten maximalen Winkelgeschwindigkeitsimpulsabschnitt aus dem Abtrieb der Winkelgeschwindigkeitsgeneratorvorrichtung (22, 24) abzunehmen, – eine Abtriebskollektoranordnung (18), die geeignet ist, die abgenommenen Abtriebe jeder der Abnahmevorrichtungen (26) in jeder der Transmissionsstufen (16) zu summieren und die summierten Abtriebe der Abnahmevorrichtungen (26) auf das Maschinenabtriebsglied (12) aufzubringen, dadurch gekennzeichnet, dass der zyklische Winkelgeschwindigkeitsgenerator (22, 24) in jeder Transmissionsstufe (16) der Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator (22, 24) nach Anspruch 5 ist, wobei die erste Welle (46) jedes der Profilgeneratoren (22, 24) mit dem Winkelgeschwindigkeitsantriebsglied (10) der Maschine durch den Antriebsteiler (14) verbunden ist und ihre zweiten Wellen (56) jeweils mit einer Abnahmevorrichtung (26) zusammenwirken.
10. Transmissionsmaschine nach Anspruch 9, worin der Profilgenerator (22, 24) der Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator (22, 24) nach Anspruch 7 ist.
11. Transmissionsmaschine nach Anspruch 9, worin der Profilgenerator (22, 24) der Winkelgeschwindigkeitsprofilgenerator (22, 24) nach Anspruch 8 ist.
12. Transmissionsmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 11, worin die Rotationsbahn der Gelenkzapfen (70, 250) der Gelenkachse der ersten Gelenkkupplung in jedem der Profilgeneratoren (22, 24) relativ zu und mit der Gelenkachse (75, 252) der zweiten Gelenkkupplung im Win kel variabel ist und die zweite Steuerungsanordnung (32) so eingestellt ist, dass sie ein Winkelgeschwindigkeitsausgabeprofil ergibt, das einen Abschnitt mit linearer Winkelgeschwindigkeit aufweist.
13. Transmissionsmaschine nach Anspruch 12, worin jede Umdrehung des Maschinenantriebsglieds (10) die Profilgeneratoren (22, 24) veranlasst, am Eingang zur Abnahmevorrichtung (26) jeder Transmissionsstufe (16) eine einzige, im Wesentlichen sinusförmige Winkelgeschwindigkeit zu produzieren, die den Abschnitt der linearen Winkelgeschwindigkeit aufweist, wobei die Anzahl der Transmissionsstufen (16) der Maschine von der Anzahl der Lineargeschwindigkeitsabschnittszeiten abhängt, die zusammen erforderlich sind, so dass sie für jede Umdrehung des Maschinenantriebsglieds (10) eine kontinuierliche Lineargeschwindigkeit am Abtriebsglied (12) ergibt.
14. Transmissionsmaschine nach einem der Ansprüche 9 bis 13, worin jede Transmissionsstufe (16) zwei der Profilgeneratoren (22, 24) aufweist, die in Reihe miteinander verbunden sind, wobei die zweite Welle (56) des ersten Profilgenerators (22) mit der ersten Welle (46) des zweiten Profilgenerators (24) verbunden ist, um eine Zwischenwelle (92) zwischen den beiden Profilgeneratoren (22, 24) vorzusehen.
15. Transmissionsmaschine nach Anspruch 14, worin eine der Wellen (46) der Zwischenwelle (92) linear mit Keilwellen versehen ist und die andere (56) eine mit Keilwellen versehene Bohrung aufweist, in der der mit Keilwellen versehene Teil der mit Keilwellen versehenen Welle (92) teleskopartig verschiebbar ist.
16. Transmissionsmaschine nach Anspruch 15, worin die Transmissionsstufen (16) der Maschine in einem gemeinsamen Trägerrahmen (28) gelegen sind, wobei ein erstes Rahmenglied die Antriebsteileranordnung (14) trägt, mit der die ersten Wellen (46) der ersten Profilgeneratoren (22) in jeder Transmissionsstufe (16) drehbar zusammenwirken und ein zweites Rahmenglied (32), das die Abnahmevorrichtungen (26) trägt, mit denen die zweiten Wellen (56) der zweiten Profilgeneratoren (24) zusammenwirken, wobei die Rahmenglieder (28, 32) relativ zueinander beweglich sind.
17. Transmissionsmaschine nach Anspruch 16, worin das zweite Rahmenglied (32) die erste Steuerungsanordnung jedes der Profilgeneratoren in jeder Transmissionsstufe ist und relativ zum ersten Rahmenglied beweglich ist.
18. Transmissionsmaschine nach Anspruch 16, worin die Transmissionsstufen (16) nebeneinander im gemeinsamen Trägerrahmen (28) angeordnet sind, wobei die ersten Wellen (46) der ersten Profilgeneratoren (22) zur Rotation im ersten Rahmenglied gelagert sind, wobei der Antriebsteiler (14) ein Antriebsritzel (48) auf jeder der ersten Wellen (46) des Profilgenerators (22) aufweist, wobei die Ritzel (48) in einem Rotationsverhältnis von 1:1 ineinander greifen, wobei die Winkelposition jeder der ersten Profilgeneratorwellen (46) durch die Winkeldauer der Lineargeschwindigkeitsabtriebsabschnitte der Abnahmevorrichtungen (26) in einer Rotationsphase zueinander sind.
19. Transmissionsmaschine nach Anspruch 18, worin das zweite Rahmenglied (32) die erste Steuerungsanordnung der Profilgeneratoren (22, 24) in jeder Transmissionsstufe ist und auf einer Führungsanordnung vertikal beweglich ist, die am gemeinsamen Trägerrahmen (28) befestigt ist, wobei die Abnahmevorrichtungen (26) am zweiten Rahmenglied (32) befestigt ist, wobei die zweiten Wellen (56) jedes der zweiten Profilgeneratoren (24) durch das zweite Rahmenglied (32) verlaufen, so dass sie mit einer Abnahmevorrichtung (26) zusammenwirken und die Maschine Mittel zum Bewegen des zweiten Trägerrahmens aufweist zwischen einer ersten Position, in der alle Wellen der Profilgenera toren in einer Transmissionsstufe fluchten, und einer zweiten Position auf der Führungsanordnung, in der die Achse (57) der zweiten Welle (56) des zweiten Profilgenerators (24) jeder Transmissionsstufe (16) parallel zu und versetzt von der Achse (47) der ersten Welle (46) des ersten Profilgenerators (22) ist, wobei alle Profilgeneratorwellen (46, 92, 56) in jeder Transmissionsstufe (16) in allen Bewegungspositionen des zweiten Rahmenglieds (32) jeweils in einer gemeinsamen Ebene liegen, wobei die gemeinsamen Ebenen jeder der Transmissionsstufen parallel zueinander sind.
20. Transmissionsmaschine nach Anspruch 19, worin das Gehäuse (58) des Gelenkzapfenbahnveränderungsmittels (49, 250, 258) des ersten Profilgenerators (22) in jeder Transmissionsstufe (16) einen Arm (84) aufweist, der sich vom Gehäuse (58) erstreckt und in einer Ebene wirkt, die die Achsen aller Wellen (46, 92, 56) des Profilgenerators (22) enthält und darauf den ersten Profilgeneratorrampenmitnehmer (88) trägt, der dem Profil einer Rampenformation (38) folgt, die am zweiten Rahmenglied (32) angebracht ist, während das zweite Rahmenglied (32) zwischen seinen Betriebspositionen bewegt wird.
21. Transmissionsmaschine nach Anspruch 20, worin das Gehäuse (58) des Gelenkzapfenbahnveränderungsmittels (49, 250, 258) jedes zweiten Profilgenerators (24) in jeder Transmissionsstufe (16) einen Arm (84) aufweist, der sich vom Gehäuse (58) erstreckt und in einer Ebene wirkt, die alle Achsen der Wellen (46, 92, 56) beider Profilgeneratoren (22, 24) enthält, wobei der Rampenmitnehmer (90) darauf dem Profil der Rampenformation (44) folgt, die am Trägerrahmen (28) festgelegt ist, während das zweite Rahmenglied (32) zwischen seinen Betriebspositionen bewegt wird.
22. Transmissionsmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 21, worin der Winkelgeschwindigkeitsabtriebskollektor (18) ein Abtriebsritzel (120) umfasst, das an einer Abnahmevorrichtung (26) einer Transmissionsstufe (16) angebracht und bei jeder Umdrehung des Maschinenantriebselements (10) einmal gedreht wird, wobei die Abtriebsritzel (120) jeder Transmissionsstufe (16) miteinander in Eingriff stehen, so dass eine Rotation der Zahnräder (120) durch die Abnahmevorrichtungen (26) sequenziell in Phase zusammen eine kontinuierliche lineare Abtriebsgeschwindigkeit für jede einzelne Rotation des Maschinenantriebselements (10) ergibt.
23. Transmissionsmaschine nach Anspruch 22, worin die Abnahmevorrichtungen (26) jeweils eine Einwegekupplung (190) wie eine Freilaufkupplung oder dergleichen sind.
24. Transmissionsmaschine nach Anspruch 23, worin das Abnahmeritzel (120) jeder Transmissionsstufe ein außen mit Zähnen versehener Laufring der Einwegekupplung (190) ist.
25. Transmissionsmaschine nach Anspruch 22, worin die Abnahmevorrichtungen (26) jeweils eine erste Kupplungsscheibe (151) aufweisen, eine zweite Kupplungsscheibe (130), die am Maschinenabtriebsritzel (120) festgelegt ist, die index-rotiert und eine Betätigung (26), die mit der zweiten Welle (56) des zweiten Profilgenerators (24) in der Transmissionsstufe (16) zusammenwirkt, die mit der Abnahmevorrichtung (26) verbunden ist zum Bewegen der Kupplungsscheiben (151, 130) auf der gemeinsamen Achse zwischen einer ersten Position, in der sie voneinander getrennt sind, zu einer zweiten Position, in der sie miteinander in Eingriff sind, um die zweite Kupplungsscheibe (130) und so das Abtriebsritzel (120) der Transmissionsstufe anzutreiben.
26. Transmissionsmaschine nach Anspruch 25, worin die Kupplungsscheiben Ringe (151, 130) mit Klauenkupplungszähnen sind, wobei der zweite Kupplungsring (130) an einer Seite des Abtriebsritzels (120) fest gelegt ist, das im Gebrauch im Maschinenabtriebskollektor (18) kontinuierlich gedreht wird, wobei der erste Ring (151) durch die Betätigung (26) gegen und mit der Spannung einer Feder (102) zwischen den Kupplungsscheiben (151, 130) zu einem zweiten Ring (130) hin und davon weg beweglich ist.
27. Transmissionsmaschine nach Anspruch 26, worin die Betätigung (26) eine Synchronisationsanordnung (104) aufweist, die im Gebrauch verschiebbar auf der zweiten Welle (56) des zweiten Profilgenerators (24) gelegen ist und davon kontinuierlich gedreht wird, und die bei Bewegung der Betätigung des ersten Kupplungsrings (151) zu ihrer zweiten Bewegungsposition, vor dem Eingriff, synchron die Klauenkupplungszähne der beiden Kupplungsringe (151, 130) ausrichtet, so dass die Klauenzähne der unabhängig drehbaren Kupplungsscheibenringe (151, 130) perfekt ineinander greifen.
28. Transmissionsmaschine nach Anspruch 27, worin die Betätigung der Abnahmevorrichtung (26) jeder Transmissionsstufe (16) der Maschine eine Nockenanordnung (108, 110, 112) aufweist, die feste (112) und drehbare (108, 110) kreisförmige mit Erhebungen versehene Nockenelemente aufweist, die die zweite Welle (56) des zweiten Profilgenerators (24) umgeben und davon frei sind, wobei ein Antriebsring (172) zum Drehen der drehbaren Nockenelemente (108, 110) mit Erhebungen (166, 168, 170, 171) auf dem festen Nockenelement (112), die auf Erhebungen (154, 164) auf den drehbaren Nockenelementen (108, 110) wirken, so dass sie im Gebrauch veranlassen, dass der erste Kupplungsring (151) für einen Bruchteil der Rotationsperiode der zweiten Welle (56) des zweiten Profilgenerators (24) jeder Transmissionstufe (16) durch die drehbaren Nockenelemente von ihrer ersten zu ihrer zweiten Bewegungsposition bewegt werden.
29. Transmissionsmaschine nach Anspruch 28, worin die Antriebsringe (172) der Abnahmevorrichtung (26) in jeder der Transmissionsstufen (16) zur gemeinsamen Rotation ineinander greifen und die Maschine eine Antriebsanordnung (20) zum Antreiben der gekoppelten Antriebsringe (172) direkt vom Maschinenantriebsteiler (14) aufweist.
30. Transmissionsmaschine nach einem der Ansprüche 23 oder 24 umfassend eine Anordnung zum Umkehren der Rotationsrichtung der Abtriebswelle (12) der Maschine mit einem getriebenen Rad (194), das mit den Maschinenabtriebskollektorrädern (120) zusammenwirkt und davon angetrieben wird, einer das Verhältnis verändernden Planetengetriebeanordnung (192), einer geeigneten Transmissionsanordnung (176, 178, 196), die vom Antriebsritzel (194) angetrieben ist und ein Antriebsritzel (198) antreibt, das wiederum das erste Sonnenrad (212) des Planetensystems (192) antreibt, wobei das zweiten Sonnenrad (206) von einer verlängerten Maschinenantriebswelle (46) angetrieben ist, während der Käfig (200) des Planetensystems (192) mit dem Maschinenabtriebselement (202) verbunden ist.
31. Transmissionsmaschine nach einem der Ansprüche 23 oder 24 umfassend eine Anordnung zum Erweitern des Verhältnisses der Maschine, wobei die Abtriebswelle (12) der Maschine ein angetriebenes Rad (194) aufweist, das mit den Maschinenabtriebskollektorrädern (120) zusammenwirkt und davon angetrieben wird, eine das Verhältnis verändernde Planetengetriebeanordnung (192), eine geeignete Transmissionsanordnung (176, 178, 196), die vom Antriebsritzel (194) angetrieben ist und ein Antriebsritzel (198) antreibt, das wiederum das erste Sonnenrad (212) des Planetensystems (192) antreibt, wobei das zweiten Sonnenrad (206) von einer verlängerten Maschinenantriebswelle (46) angetrieben ist, während der Käfig (200) des Planetensystems (192) mit dem Maschinenabtriebselement (202) verbunden ist.