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Keilriemenwechselgetriebe Die Erfindung betrifft ein Keilriemenwechselgetriebe
mit einer Kegelscheibe, bei der die eine Wange axial verschiebbar ist, die andere
Wange aus zwei konzentrischen konischen Ringen besteht.
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In der Regel ist mit einem solchen Keilriemenwechselgetriebe eine
Kupplungsvorrichtung kombiniert, die zwischen der einen Scheibe und der Welle, auf
welcher diese Scheibe sitzt, angeordnet ist.
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Zweck der Erfindung ist es, ein solches Keilriemenwechselgetriebe
zu vereinfachen. Das wird durch eine einfache Unterbringung der Kupplung in einer
der beiden Scheiben erzielt. Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Keilriemenwechselgetriebe
der vorstehend grundsätzlich gekennzeichneten Art, das dadurch gekennzeichnet ist,
daß der äußere der beiden konischen Ringe fest mit der Welle verbunden ist, während
der innere konische Ring drehbar und in seiner axialen Lage nicht verschiebbar auf
der Welle gelagert ist und eine verlängerte Nabe aufweist, auf welcher die erste
Wange axial verschiebbar ist und durch die Kraft einer axialen Feder gegen den Keilriemen
gepreßt wird, wobei der innere konische Ring der anderen Wange die gleiche Kegelneigung
wie die übrigen Wangenteile aufweist, jedoch mit seiner Kegelfläche um einen kleinen
Betrag gegenüber der Kegelfläche des äußeren konischen Ringes vorspringt und an
seinem Außenrand durch reichliches Spiel von dem äußeren konischen Ring getrennt
ist.
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Infolge dieser Ausbildung findet, wenn der Riemen sich in Kontakt
einerseits mit der ersten losen Wange und andererseits dem äußeren auf die Welle
aufgekeilten Ring der zusammengesetzten Wange befindet, eine Bewegungsübertragung
zwischen der Welle, auf welche dieser äußere Ring aufgekeilt ist, und dem Riemen
statt, wobei das übersetzungsverhältnis von der radialen Lage des Riemens in bezug
auf diesen äußeren Ring der zusammengesetzten Wange abhängt, während, wenn der Riemen
zwischen der losen Wange und dem inneren Ring der zusammengesetzten Wange liegt,
entkuppelt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sitzt die erste Wange lose
drehbar auf einer Verlängerung der Nabe des inneren konischen Ringes der zusammengesetzten
Wange.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner, daß die Nabe des äußeren konischen
Ringes der zusammengesetzten Wange auf der Welle gleichzeitig gegen Drehung wie
gegen Längsbewegung durch einen zylindrischen Ansatz und eine Keilverbindung befestigt
ist und durch eine auf einen mit Gewinde versehenen Teil der Welle aufgeschraubte
Mutter gesichert ist, während die Nabe des inneren konischen Ringes der zusammengesetzten
Wange zwischen zwei Anschlägen über Lager lose auf der Welle läuft.
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Gegenüber den bisher bekannten Lösungen weist das erfindungsgemäße
Getriebe den Vorteil auf, daß es in der ausgekuppelten Stellung keinerlei axiale
Kräfte auf die drehenden Teile ausübt. So wirkt in der ausgekuppelten Stellung auf
den inneren Ring eine axiale Kraft, wobei gleichzeitig aber auf die erste Wange
eine im umgekehrten Sinne gerichtete gleich große Kraft einwirkt. Außerdem stützt
sich die erste Wange auf einer Feder ab, die den Druck auf die zylindrische Nabe
des inneren Ringes unter Zwischenschaltung eines Ringes überträgt. Hierdurch werden
die beiden gleich großen Kräfte durch die Nabe aufgenommen, so daß die sich drehenden
Seiten keinerlei Kräften unterliegen.
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Hierdurch wird der Vorteil erzielt, daß bei dieser Ausführungsform
kein Kugellager erforderlich ist, sondern daß dieses Lager durch Nadellager ersetzt
werden kann, deren Gestehungspreis und deren Platzbedarf gegenüber dem erstgenannten
Lager erheblich niedriger ist. Hierdurch kann das gesamte Getriebe wesentlich kleiner
gebaut werden.
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Die Einzelheiten und weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus
der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels derselben an Hand der Figuren.
Von diesen ist Fig.1 ein Schema eines Keilriemenwechselgetriebes gemäß der Erfindung
in Anwendung auf ein Motorfahrrad;
Fig.2 und 3 sind im wesentlichen
horizontale Schnitte durch dieses Getriebe gemäß den Linien 2-2 und 3-3 der Fig.
1 in größerem Maßstabe und veranschaulichen die Vorrichtung in der eingekuppelten
und in der ausgekuppelten Stellung.
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Das in Fig. 1 beispielsweise dargestellte Getriebe gemäß der Erfindung
dient zur Kraftübertragung zwischen der treibenden Welle A eines Motors M und einer
Zwischenwelle B, die ihrerseits durch eine nicht dargestellte Transmission an das
oder die Hinterräder des Fahrzeuges angeschlossen ist.
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Der Abstand zwischen den Achsen X und Y ist durch Verschiebung
der einen dieser Achsen, z. B. der Achse X, verstellbar, indem- die Welle aus der
Stellung A durch Verschwenkung des Motors M in an sich bekannter Weise
um eine Achse C mittels eines beliebigen Betätigungsmechanismus, z. B. eines Bowdenzuges
D und einer nicht dargestellten elastischen Vorrichtung, in die Stellung Al übergeht.
Eine federnde, in der Figur nicht dargestellte Vorrichtung ist bestrebt, den Motor
automatisch aus der Stellung Ml in die Stellung M zurückzubringen.
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Das Getriebe besteht aus dem Riemen E von trapezförmigem Querschnitt
und zwei Riemenscheiben P1 und P2, die auf den Wellen A und B sitzen.
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Die Scheibe P2 ist ein einteiliger, auf die getriebene Welle B aufgekeilter
Körper. Die Scheibe P1, die auf der treibenden Welle A sitzt, stellt im wesentlichen
den Gegenstand der Erfindung dar. Sie ist so ausgebildet, daß sie gleichzeitig den
Geschwindigkeitswechsel ermöglicht und die Kupplungs- und Entkupplungsvorrichtung
bildet.
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Gemäß den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen
besteht die Scheibe P1 aus einer ersten, aus einem Stück bestehenden und einer zweiten,
aus einem äußeren Ring 2 und einem inneren dazu konzentrischen Ring 3 zusammengesetzten
Wange.
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Die inneren Seitenflächen der Ringe 2 und 3 besitzen gleiche Konizität,
die vorzugsweise gleich, jedoch umgekehrt der der gegenüberliegenden Fläche 6 der
einteiligen Wange 1 gerichtet ist. Diese Konizitäten entsprechen der Schrägstellung
der Seitenflächen des trapezförmigen Querschnitts des Riemens E.
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Der äußere Ring 2 der zusammengesetzten Wange weist eine Nabe 7 auf,
die gleichzeitig gegen Drehung und gegen Längsverschiebung gesichert auf der Welle
A befestigt wird. Diese Nabe wird gemäß dem Ausführungsbeispiel auf einen konischen
Teil 8 der Welle A aufgezogen, mit welcher sie außerdem bei 9 verkeilt und ferner
gegen Längsbewegung durch eine auf einen mit Gewinde versehenen Teil 11 der
Welle aufgeschraubte Mutter 10 gesichert wird.
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Der innere Ring 3 der zusammengesetzten Wange weist eine zylindrische
Nabe 12 mit glatter Innen-und Außenfläche auf. Diese Nabe dreht sich auf einer glatten
Verlängerung der Welle 13, auf der sie über ein Nadellager oder anderes Lager 14
oder 15 gelagert ist. Sie ist gegen Längsverschiebung durch Scheiben 16 und 17 gesichert,
die zwischen einem Absatz 18 der Welle und einem elastisch vorgespannten Ring 19,
welcher seinerseits in eine Ringnut 20 am Ende der Welle eingesetzt ist, liegen.
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Die Anordnung der Nabe 12 ist so, daß die Innenfläche 5 des Ringes
3 der zusammengesetzten Wange etwas näher an der Fläche 6 der einteiligen Wange
liegt als die Fläche 4 des äußeren Ringes 2. Die einteilige Wange 1 weist eine Nabe
21 auf, welche frei tragend auf die Nabe 12 des Innenringes der zusammengesetzten
Wange aufgesetzt ist und auf dieser Nabe- gleiten kann. Sie wird durch eine Feder
22, die sich einerseits gegen die zusammengesetzte Wange, andererseits über eine
Schutzhaube 23 gegen einen elastisch vorgespannten, in einer Ringnut 25 der Nabe
12 liegenden Ring 24 abstützt, nach der zusammengesetzten Nabe hin gedrückt.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Wenn
der Antriebsmotor sich in der Stellung M befindet, nimmt die Welle A eine Lage,
in welcher der Riemen E auf einem großen Radius über die zusammengesetzte Scheibe
P1 läuft, d. h. die in Fig. 2 dargestellte Lage ein. Der Riemen liegt zwischen der
Fläche 6 der Wange 1 und der Fläche 4 des Außenringes 2 der zusammengesetzten Wange
und steht in keinem Kontakt mit dem Innenring 3 dieser Wange. Die Motorwelle A nimmt
dann über den Ring 2 der zusammengesetzten Wange und den Riemen E die getriebene
Welle B mit.
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Wenn der Motor aus der Stellung M in die Stellung Ml verschwenkt wird,
so entfernt sich die Welle A von der Welle B, der Achsabstand X-Y
wird größer, und da der Riemen E praktisch nicht ausdehnbar ist, muß der Radius
des Umschlingungswinkels des Riemens um die Scheibe P1 abnehmen. Demzufolge versenkt
sich diese Scheibe fortschreitend zwischen die beiden Wangen. Obwohl sie sich nur
in Kontakt mit dem Außenring 2 der zusammengesetzten Wange befindet, wird sie weiter
mitgenommen, wobei das übersetzungsverhältnis in dem Maße der Verschwenkung des
Motors M im Sinne des Pfeiles f 1 (Fig. 1) anwächst. Im Zuge dieser Verschwenkung
gelangt jedoch der Riemen E bald zwischen die lose Wange 1 und dem inneren losen
Ring 3 der zusammengesetzten Wange. Die lose laufende einteilige Wange 1, die ihrerseits
auf der Nabe 12 des lose laufenden Innenringes beweglich ist, entfernt sich, wie
aus den Fig. 2 und 3 erkennbar ist, etwas von diesem lose laufenden Teil und ermöglicht
derart den Eintritt des Riemens E zwischen die Flächen 5 und 6 (Fig. 3). Darauf
gelangt der Riemen entsprechend der fortschreitenden Verschwenkung des Motors fortschreitend
immer tiefer zwischen die Flächen 5 und 6. Vom Zeitpunkt des Eintritts des Riemens
zwischen diese beiden Flächen hört jedoch jeder Kontakt zwischen den Riemen und
der Oberfläche des Außenteils 2 der zusammengesetzten Wange und damit auch die Mitnahmewirkung
auf. Die verschiebliche Scheibe bewirkt also die Entkupplung.
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Wenn der Motor aus der Stellung Ml in die Stellung M zurückverbracht
wird, so löst sich der Riemen fortschreitend von dem lose laufenden Teil der Scheibe
P1 und gelangt, sobald er völlig von dieser Scheibe frei ist, durch die Wirkung
der losen Wange 1, welche durch die Feder 22 im Sinne des Pfeiles f 1 zurückverbracht
wird, in Kontakt mit der Oberfläche des treibenden Ringes 2 (Fig. 2). Damit ist
die Einkupplung wieder erfolgt, und die Welle B wird mit einer Geschwindigkeit mitgenommen,
welche in dem Maße anwächst, in welchem sich der Motor der Ausgangsstellung M nähert.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das vorstehend beschriebene
und in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann das
Getriebe
auch für beliebige andere Zwecke verwendet werden, in welchen die gemeinsame Aufgabe
einer Geschwindigkeitsänderung und aufeinanderfolgender Ein- und Auskupplungsvorgänge
vorliegt.
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Ferner ist die beschriebene Art der Lagerung der losen Wange
1 auf der Nabe 12 des lose laufenden Ringes 3 der anderen Wange nicht
die einzige Möglichkeit. So ist es z. B. ebenfalls denkbar, daß die Wange unmittelbar
auf die Welle A aufgesetzt wird.
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Schließlich könnte ferner die verschiebliche Scheibe mit der zusammengesetzten
Wange auch statt auf der Motorwelle auf der angetriebenen Welle montiert sein und
die Einstellung des Achsabstandes der beiden Wellen durch Verschiebung, sei es der
einen oder anderen, gegebenenfalls auch beider Wellen erfolgen.