DE1038367B

DE1038367B - Gearbox with continuously changeable transmission ratio

Info

Publication number: DE1038367B
Application number: DET11896A
Authority: DE
Original assignee: MARIE TAUSCH
Current assignee: MARIE TAUSCH
Priority date: 1956-02-18
Filing date: 1956-02-18
Publication date: 1958-09-04

Description

Getriebe mit stetig veränderbarem Übersetzungsverhältnis Die vorliegende Erfindung hat ein Getriebe mit stetig veränderbarem Übersetzungsverhältnis zum Gegenstand, bei dem innerhalb einer in sich geschlossenen Bahn in dieser bewegbar aneinanderliegende Kraftübertragungsmittel, z. B. Kugeln oder Walzen, angeordnet sind.Gearbox with continuously variable transmission ratio The present The subject of the invention is a transmission with a continuously variable transmission ratio, in which within a self-contained path in this movably abutting one another Power transmission means, e.g. B. balls or rollers are arranged.

Derartige Getriebe haben gegenüber den bekannten Keilriementrieben den Vorteil, daß sie keinen Schlupf aufweisen und einen sehr großen Regelbereich zulassen. Außerdem sind derartige Getriebe in ihrem Aufbau besonders einfach und gestatten ohne zusätzliche komplizierte Einrichtungen die wahlweise Umschaltung von Vorwärts- auf Rückwärtsgang und umgekehrt. Außerdem wird die Betriebssicherheit gegenüber Keilriementrieben, bei denen ein Reißen des Riemens zu erheblichen Gefährdungen der Bedienungspersonen führen kann, wesentlich erhöht. Auch tritt bei derartigen Getrieben als weiterer Vorteil ins Gewicht, daß sie nur einen kleinen Raum beanspruchen und dadurch nur ein verhältnismäßig niedriges Gewicht haben.Such transmissions have compared to the known V-belt drives the advantage that they have no slip and a very large control range allow. In addition, such transmissions are particularly simple and in their construction allow optional switching without additional complicated facilities from forward to reverse gear and vice versa. In addition, the operational safety compared to V-belt drives, in which a tearing of the belt leads to considerable hazards of operators can lead to significantly increased. Also occurs with such Another advantage is that they only take up a small amount of space and therefore only have a relatively low weight.

Bei einer bekannten Ausführung der Getriebeart, wie sie auch der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, werden über ein Zahnrad die aus Kugeln bestehenden Kraftübertragungsmittel in Bewegung gesetzt, und je nach der Ausdehnung einer Kammer wirken auf den Abtrieb eine große Anzahl von Kugeln oder eine geringere Anzahl von Kugeln ein, so daß im ersten Falle sich der Abtrieb langsam und im zweiten Falle der Abtrieb etwa mit der Geschwindigkeit des Antriebes dreht. Ein derartiges Getriebe läßt sich doch praktisch kaum ausführen, da eine sehr große Kraft benötigt wird, die auf die Seitenwände dieser Kammer ausgeübt werden muß, um die für eine stufenlose Regelung erforderliche Zusammendrückung zu erreichen. Außerdem ist bei diesem bekannten Getriebe der Nachlauf der Kugeln nicht in ausreichendem Maße gesichert,. so daß die Gefahr besteht, daß sich die Kugeln gegenseitig verklemmen und dadurch ein einwandfreies Arbeiten des Getriebes in Frage stellen. Außerdem ist dieses Getriebe durch den doppelten Kugelablauf sowie die vorhandene Vorratskammer für die Kugeln von einem komplizierten Aufbau, so daß die Umschaltung vom Vorwärts- zum Rückwärtsgang nicht ohne weiteres möglich ist.In a known embodiment of the transmission type, such as the present one The invention is based, the power transmission means consisting of balls are via a gear set in motion, and depending on the expansion of a chamber act on the output a large number of balls or a smaller number of balls, so that im In the first case the downforce is slow and in the second case the downforce is approximately with the speed of the drive rotates. Such a transmission can be practically hardly perform because a very large force is required on the side walls this chamber must be exercised in order to achieve the necessary for a stepless regulation To achieve compression. In addition, in this known transmission there is the lag the balls are not sufficiently secured. so that there is a risk that the balls jam each other and thus the Question the transmission. In addition, this gear is due to the double ball drain as well as the existing storage chamber for the balls of a complicated structure, so that switching from forward to reverse gear is not easily possible is.

Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, die bestehenden Nachteile zu vermeiden und schlägt daher als Lösung dieser Aufgabe vor, daß antriebsseitig ein auf die Kraftübertragungsmittel einwirkender hin- und herschwingender Hauptschieber vorgesehen ist, dessen Schwingungsausschlag mit Hilfe zweier Taumelscheiben veränderbar ist. Auf der Abtriebsseite ist in der Kugelbahn ein von den Kraft-Leitmitteln betätigtes Kraftabnehmerorgan, z. B. ein Zahnrad, vorgesehen. Die Größe der Bahn sowie die Größe der Kraftleitmittel, d. h. Kugeln, Walzen, kann beliebig gewählt werden. Diese Größen werden zuerst von den zu übertragenden Kräften abhängen, und zum anderen kann man je nach den vorliegenden Verhältrissen größere oder kleinere Kraftleitmittel, d. h. z. B. Kugeln größeren oder kleineren Durchmessers, verwenden. Wesentlich ist, daß diese Kraftleitmittel zwar sich berühren, d. h. innerhalb der Bahn einen geschlossenen Ring darstellen, wobei sie aber untereinander nicht, wie z. B. eine Kette, zusammenhängen. Die Schwingungsweite der Schieber kann z. B. durch die Taumelscheibenanordnung derart verändert werden, daß vom Stillstand bis zum Maximum den Kraftleitmitteln stufenlos die jeweils gewünschte Geschwindigkeit erteilt werden kann, welche auf die Kraftabnehmerorgane übertragen wird.The invention has now set itself the task of eliminating the existing disadvantages to avoid and therefore proposes as a solution to this problem that on the drive side a reciprocating main slide acting on the power transmission means is provided, the swing of which can be changed with the help of two swash plates is. On the output side there is one actuated by the force control means in the ball track Force pickup member, e.g. B. a gear is provided. The size of the web as well as the Size of the force transmission means, d. H. Balls, rollers, can be chosen arbitrarily. These Sizes will depend first of all on the forces to be transmitted, and secondly depending on the existing cracks, you can use larger or smaller force guides, d. H. z. B. use larger or smaller diameter balls. What is essential is that these force guide means touch each other, d. H. a closed one within the track Represent a ring, but not with each other, such as. B. a chain. The oscillation amplitude of the slide can, for. B. by the swash plate assembly in such a way be changed that from standstill to the maximum the force control means continuously the speed desired in each case can be issued, which is applied to the force pick-up organs is transmitted.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in Bahnrichtung gesehen beidseitig neben dem Hauptschieber je ein Steuerschieber vorgesehen, der an der vom Hauptschieber abgewandten Seite eine Gleitfläche für die Kraftleitmittel besitzt, während der Hauptschieber beidseitig mit Seitenflächen ausgerüstet ist, welche auf die Kraftleitmittel eine Schubwirkung ausüben. Wahlweise kann einer oder können beide der Steuerschieber in, den Bahnbereich gebracht werden. Befinden sich beide Steuerschieber im Bahnbereich, so ist keine die Kugeln verschiebende Fläche des Hauptschiebers wirksam, d. h., gleichgültig ob der Schieber hin- und herschwingt oder nicht, befindet sich das Getriebe in dieser Stellung im Leerlauf. Wird nur einer der beiden Steuerschieber in den Bahnbereich gebracht, während der andere SteueT-schieber sich außerhalb des Bahnbereiches befindet, so ist das Getriebe entweder auf Vorwärts- oder Rückwärtslauf geschaltet. Wird bei dieser Steuerschieberstellung der Hauptschieber oder sein Antrieb so eingerichtet, daß eine hin- und hergehende Bewegung des Hauptschiebers nicht stattfindet, so ist das Getriebe blockiert und wirkt als zusätzliche Bremse. Die Steuerschieber können z. B. mit Hilfe einer Nockensteuerung betätigt werden und bilden ebenfalls sehr einfache Bauelemente, welche in einfacher Weise die Schaltung auf Leerlauf, Vorwärtsgang, Rückwärtsgang oder Blokkierung gestatten. Ist auf Vorwärtsgang oder Rückwärtsgang geschaltet, so kann dann eine stetige Regelung der Geschwindigkeit erfolgen.In a preferred embodiment of the invention is in the web direction seen on both sides next to the main slide, a control slide is provided on the side facing away from the main slide a sliding surface for the force guide means has, while the main slide is equipped with side surfaces on both sides, which exert a thrust effect on the force transmission means. Optionally, one or Both of the control spools can be brought into the railway sector. Are located Both control spools in the track area, so there is no surface that moves the balls the main slide effective, d. That is, regardless of whether the slide swings back and forth or not, the transmission is in neutral in this position. Will only one of the two control spools brought into the railway area, while the other If the control slide is outside the railway area, the gearbox is either switched to forward or reverse. Is used in this control spool position the main slide or its drive set up so that a reciprocating Movement of the Main slide does not take place, so is the transmission blocks and acts as an additional brake. The spool can z. B. with Are operated with the help of a cam control and also form very simple components, which in a simple way the circuit to idle, forward gear, reverse gear or allow blocking. Is switched to forward gear or reverse gear, in this way, the speed can then be continuously regulated.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden im nachfolgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen-Getriebes, Fig. 2 ebenfalls in schematischer Darstellung eine andere Ansicht des Getriebes, zum Teil im Schnitt. Innerhalb einer in sich geschlossenen, im Bereich von Schiebern geschlitzten Bahn 1, die vorzugsweise allseitig von einer Wandung 2 umgeben ist, befinden sich Kraftleitmittel 3, welche im Ausführungsbeispiel als Kugeln dargestellt sind. Diese Kugeln 3 liegen dicht, d. h. unter Berührung aneinander und füllen die gesamte Bahn aus. Bei 4 ist die Wandung 2 der Bahn 1 abnehmbar, so daß man an dieser Stelle sowohl an die noch näher zu beschreibenden Schieber gelangen kann als auch die Möglichkeit besitzt, hier die Kugeln 3 in die Bahn einzuführen oder aus dieser herauszunehmen.Further advantageous features of the invention are set out below explained in more detail with reference to the drawings. It shows Fig. 1 in a schematic Representation of a side view of the transmission according to the invention, FIG. 2 likewise a schematic representation of another view of the transmission, partly in section. Within a self-contained path, slotted in the area of sliders 1, which is preferably surrounded on all sides by a wall 2, there are force guide means 3, which are shown as balls in the exemplary embodiment. These balls 3 lie tight, d. H. touching each other and fill the entire path. At 4 is the wall 2 of the web 1 can be removed, so that at this point both the still can get closer to descriptive slider as well as has the possibility here to introduce the balls 3 into or out of the path.

Der durch den Schlitz in die Bahn 1 hineinragende Hauptschieber 5 weist Seitenflächen 5' und 5" auf, welche auf die Kugeln 3 im Sinne einer Verschiebung einwirken könne. Ferner sind zwei Steuerschieber 6 und 7 vorgesehen, die seitlich neben dem Hauptschieber 5 liegen und Gleitflächen 6' bzw. 7' aufweisen. Mit Hilfe einer Nockensteuerung 8 können die Steuerschieber 6, 7 wahlweise in den Bahnbereich gebracht werden. In der Darstellung gemäß Fig. 1 befindet sich der Steuerschieber 7 im und der Steuerschieber 6 außerhalb des Bahnbereiches. Führt der Hauptschieber 5 eine hin- und hergehende Bewegung aus, so wird er bei dieser Bewegung von rechts nach links über seine Seitenfläche 5' die Kugeln 3 fortbewegen. Erfolgt die Bewegung des Hauptschiebers 5 dagegen von links nach rechts, so werden die Kugeln 3 über die Gleitfläche 7' des Steuerschiebers 7 hinweglaufen, so daß sie nicht mitbewegt werden. Diese Schieberstellung möge dem Vorwärtsgang entsprechen, dann wird bei Einbringung des Steuerschiebers 6 in die Kugelbahn und Herausnahme des Steuerschiebers 7 aus der Bahn der Rückwärtsgang eingeschaltet sein. Befinden sich beide Schieber in der Kugelbahn, so wird vom Hauptschieber 5 keine Kraft auf die Kugeln übertragen, da diese über die Gleitflächen 6', 7' hinwegrollen. Diese Stellung der Steuerschieber entspricht dem Leerlauf.The main slide 5 protruding through the slot into the track 1 has side surfaces 5 'and 5 "which can act on the balls 3 in the sense of a displacement. Furthermore, two control slides 6 and 7 are provided, which lie laterally next to the main slide 5 and sliding surfaces 6 'or 7'. The control slides 6, 7 can optionally be brought into the web area with the aid of a cam control 8. In the illustration according to FIG 5 a reciprocating movement, it will move the balls 3 along its side surface 5 'during this movement from right to left 'of the control slide 7 run away so that they are not moved with it. This slide position may correspond to the forward gear Hiebers 6 in the ball track and removal of the control slide 7 from the track of the reverse gear must be switched on. If both slides are in the ball track, the main slide 5 does not transfer any force to the balls, since they roll over the sliding surfaces 6 ', 7'. This position of the control spool corresponds to idling.

Die Kugeln 3 geben ihre Energie dem Zahnrad 9 ab, welches mit seinen Zähnen in die Bahn 1 hineinragt. Nimmt man beide Steuerschieber 6, 7 aus der Kugelbahn heraus und trägt dafür Sorge, daß der Hauptschieber 5 nicht hin- und herbewegt wird, so ist damit eine Blockierung des Kugelumlaufes gegeben, d. h., diese Schieberstellung ermöglicht eine zusätzliche Bremsung des Bewegungsvorganges. Die mit 8 angedeutete Nockensteuerung kann so gestaltet sein, daß sämtliche Schaltmöglichkeiten in ihr vereinigt sind, um einerseits eine vereinfachte Bedienung zu erhalten und zum anderen Fehlschaltungen auszuschließen.The balls 3 give their energy to the gear 9, which with his Teeth protruding into the web 1. If you take both control slides 6, 7 out of the ball track out and ensures that the main slide 5 is not moved back and forth, so there is a blockage of the ball circulation, d. i.e., this slide position enables additional braking of the movement process. The one indicated by 8 Cam control can be designed so that all switching options in it are united in order to obtain a simplified operation on the one hand and on the other hand Rule out incorrect switching.

In Fig. 2 ist mit 10 die Antriebswelle und mit 11 die getriebene Welle bezeichnet. Auf der Antriebswelle 10 befinden sich zwei Taumelscheiben 12 und 13, welche eine Rolle 14 umfassen, die über den Bolzen 15 mit dem Hauptschieber 5 in Verbindung steht. Die voll ausgezeichnete Darstellung der Taumelscheiben entspricht der Stellung des Getriebes für höchste Geschwindigkeit an der Abtriebsseite, während die strichpunktierte Darstellung der Nullstellung entspricht.In Fig. 2, 10 denotes the drive shaft and 11 denotes the driven shaft. On the drive shaft 10 there are two swash plates 12 and 13 which comprise a roller 14 which is connected to the main slide 5 via the bolt 15. The fully marked representation of the swash plates corresponds to the position of the gearbox for the highest speed on the output side, while the dash-dotted representation corresponds to the zero position.

Auf der getriebenen Welle 11 ist das Zahnrad 9 aufgekeilt; sie ist ferner über eine Kupplung 16 mit einem Wellenstumpf 17 verbunden, auf dem ein Kegelzahnrad 18 sitzt. Gemäß Ziffer 13' weist die Taumelscheibe 13 eine Zahnung, welche bei Einstellung der Endlage der Taumelscheiben mit dem Kegelzahnrad 18 in Eingriff kommt, auf. Die Kupplung 16 dient dazu, den Eingriff zwischen der Zahnung 13' und dem Zahnrad 18 zu erleichtern. Ist diese direkte Verbindung zwischen der Welle 10 und der Welle 11 hergestellt, so kann man durch entsprechende Betätigung der Steuerschieber auf die Leistungsübertragung mittels Kugeln verzichten. Man kann auch durch entsprechende Dimensionierung sowohl des Kugeltriebes als auch des Zahnkranzes 18 bzw. der Zahnung 13' das gesamte Getriebe so einrichten, daß Kugeltrieb und Zahnkranztrieb zusammenarbeiten.On the driven shaft 11, the gear 9 is keyed; it is also connected via a coupling 16 to a stub shaft 17 on which a bevel gear 18 is seated. According to number 13 ', the swash plate 13 has a toothing which comes into engagement with the bevel gear 18 when the end position of the swash plates is set. The coupling 16 serves to facilitate the engagement between the teeth 13 ′ and the gear 18. If this direct connection between the shaft 10 and the shaft 11 is established, the power transmission by means of balls can be dispensed with by appropriately actuating the control slide. By appropriately dimensioning both the ball drive and the ring gear 18 or the toothing 13 ', the entire transmission can be set up in such a way that the ball drive and the ring gear drive work together.

Anstatt der Kugeln 3 kann man auch andere Kraftleitmittel, z. B. Walzen vorsehen. Wesentlich ist, daß die Kraftleitmittel möglichst reibungsarm innerhalb der Bahn 1 abrollen können. Auch kann die Amplitude der Schwingung des Hauptschiebers 5 nicht nur mit Hilfe einer Taumelscheibenanordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, sondern auch mit Hilfe anderer Mittel verändert werden.Instead of the balls 3, you can also use other force transmission means, e.g. B. Rollers provide. It is essential that the force guide means have as little friction as possible within the web 1 can roll off. The amplitude of the oscillation of the main slide can also be changed 5 not only with the aid of a swash plate arrangement as shown in FIG but can also be changed with the help of other means.

Es sei noch erwähnt, daß dieses Getriebe sich vor allen Dingen durch einen leichten und geräuscharmen Lauf auszeichnet und daß vor allen Dingen bei Wahl kleinerer Kraftleitmittel man in der Anordnung und der Größe der Bahn 1 nebst Wandung 2 sich keinen Beschränkungen unterwerfen muß. Die Kupplung 16 ist lediglich als Hilfskupplung gedacht, jedoch ist sie zur Arbeit mit dem erfindungsgemäßen Getriebe nicht zwingend notwendig.It should also be mentioned that this transmission stands out above all else characterized by an easy and quiet run and that above all with choice smaller force guide means one in the arrangement and the size of the web 1 together with the wall 2 does not have to submit to any restrictions. The clutch 16 is only as Auxiliary clutch intended, but it is to work with the transmission according to the invention not mandatory.

Im Bereich der Schieber 6, 7 wird man die Form der Bahn 1, 2 so wählen, daß auch bei extremen Endlagen der Schieber ein Gleiten der Kraftleitmittel möglich ist. Man wird also die Wandung 2 der Bahn 1 gemäß der Darstellung in Fig. 1 entsprechend weit nach oben verlegen. Ferner ist es auch möglich, den Seitenflächen 5', 5" des Hauptschiebers 5 eine andere Form als die dargestellte zu geben, z. B. können die Wandungen 5', 5" der Form der Kraftleitmittel angepaßt sein.In the area of the slides 6, 7, the shape of the path 1, 2 will be chosen so that the force-guiding means can slide even with extreme end positions of the slides. So you will move the wall 2 of the web 1 as shown in Fig. 1 correspondingly far upwards. Furthermore, it is also possible to give the side surfaces 5 ', 5 "of the main slide 5 a shape other than that shown, for example the walls 5', 5" can be adapted to the shape of the force guide means.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Gearbox with continuously variable transmission ratio, in which within a self-contained path in this movably abutting one another Power transmission means, e.g. B. balls or rollers, are arranged, characterized in that that on the drive side a back and forth swinging one acting on the power transmission means Main slide (5) is provided, the oscillation deflection with the help of two swash plates (12, 13) is changeable.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that on both sides next to the main slide (5) one influenced by a cam control (8) Control slide (6, 7) is provided and that each control slide on that of the main slide turned away Side has a sliding surface (6 ', 7') for the power transmission means (3), while the main slide (5) is provided with end faces (5 ', 5 ") on both sides.

3. Transmission according to claim 1 and 2, characterized by a coupling (16) between the with the swash plate provided drive shaft and the driven shaft.

4. Transmission according to claim 1 to 3, characterized by an additional force connection between Drive and output, consisting of a gear (18) on the driven shaft (11) and a toothing (13 ') on a swash plate (13) such that tooth and gear are only engaged in one end position of the swash plate. Considered Publications: French Patent Nos. 438 735, 815 293; U.S. Patent No. 2,734,604.