DE1425780C - Stufenlos steuerbares Reibradplaneten getriebe - Google Patents
Stufenlos steuerbares Reibradplaneten getriebeInfo
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Description
Die Hauptvorteile sollen hier kurz erwähnt werden: Zunächst ergibt sich ein sehr guter Getriebewirkungsgrad,
weil die Wälzkörper mangels Wälzbohrreibung praktisch gleitfrei abwälzen, denn die
5 zugeordneten Kegel besitzen praktisch kongruente Spitzen. Dieser gute Wirkungsgrad ist besonders bei
einem übersetzungsverhältnis von 1 :1 zwischen Eingangs- und Ausgangswelle, bei dem sich praktisch
eine direkte Kupplung zwischen den Wellen der schweizerischen Patentschrift 161 130 bekannt. io ergibt, bemerkenswert. Die Kontaktkräfte zwischen
Dieses Getriebe arbeitet unter erheblicher Wälz- den beiden Wälzkörpern und dem Reaktionskonus
bohrreibung. Bei ihm wird ferner nur bei einem der lassen sich ohne zusätzliche mechanische Hilfsmittel
beiden umlaufenden Wälzkörper die Planetenbewe- erhalten, wobei die ganze Anordnung äquilibriert
gung — also die zusammengesetzte Bewegung aus wird als Ergebnis der wirkenden Drehmomente
Eigendrehung und Umlaufbewegung — für die Dreh- 15 einerseits und der Trägheitskräfte andererseits. In
momentwandlung ausgenutzt. einer bevorzugten Ausführungsform lassen sich Dreh-
Grundsätzliche Erörterungen bezüglich der Wälz- Zahlverhältnisse von Eingangs- zu Ausgangswelle
bohrreibung finden sich in der Druckschrift »Schrif- von Stillstand der Ausgangswelle bis zu einer direkten
tenreihe Antriebstechnik«, Bd. 19, 1958, S. 4/5. Der Momentübertragung stufenlos einstellen, wodurch
Autor dieses Artikels legt dar. daß die unerwünschte 20 sich das Getriebe besonders für den Kraftfahrzeugbau
Wälzbohrreibung vermieden werden kann, wenn man als günstig erweist. Das Getriebe ist einfach aufzueine
Konstruktion wählt, bei der es einen gemein- bauen, aber trotzdem robust; die Herstellungskosten
samen Schnittpunkt der geraden Mantellinie der auch für größere Leistungen sind niedrig. Der VerBerührung
mit den beiden Drehachsen der gepaarten schleiß ist wegen entfallender Wälzbohrreibung sehr
Wälzkörper gibt; ein solcher Schnittpunkt könne 25 gering. Das Getriebe ist für einen sehr großen Drehauch
im Unendlichen liegen. zahlbereich der Eingangswelle brauchbar, da die
Aufgabe der Erfindung ist es. ein Reibradplaneten- Planetengeschwindigkeit, die allein für den sicheren
getriebe mit konischen Wälzkörpern der eingangs Kontakt zwischen den abwälzenden Gliedern sorgt,
genannten Art zu schaffen, bei dem unter Vermeidung nach Wunsch festlegbar ist. Da die radial wirkenden
von Wälzbohrreibung die Planetenbewegung beider 30 Kräfte, wie oben erläutert, sich zu Null ergänzen,
Wälzkörper für die Drehmomentwandlung ausgenutzt entfällt jegliche Reaktion nach außen, und das
wird. Getriebe ist immer im dynamischen Gleichgewicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird von dem all- Obwohl die erfindungsgemäß zu treffenden Maßgemeinen
Hinweis, der durch die oben zitierte Druck- nahmen verhältnismäßig einfach anmuten, so daß
schrift gegeben ist, Gebrauch gemacht. Die Lösung 35 Versuche unternommen wurden, um die Funktionsgemäß
der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, fähigkeit nachzuweisen, hat sich gezeigt, daß das
daß beide Wälzkörper mit ihren Wellen fliegend
über je ein Kreuzgelenk verbunden sind und die
Schwenkmittelpunkte der Kreuzgelenke in dem
gemeinsamen Spitzenbereich der Abwälzkegel auf 40
der Getriebehauptachse liegen.
über je ein Kreuzgelenk verbunden sind und die
Schwenkmittelpunkte der Kreuzgelenke in dem
gemeinsamen Spitzenbereich der Abwälzkegel auf 40
der Getriebehauptachse liegen.
Es sei darauf hingewiesen, daß aus der deutschen
Patentschrift 897 941 ein Reibradgetriebe bekannt
ist, das ebenfalls für verhältnismäßig große Ver
Patentschrift 897 941 ein Reibradgetriebe bekannt
ist, das ebenfalls für verhältnismäßig große Ver
Getriebe gemäß der Erfindung alle theoretisch zu erwartenden vorteilhaften Eigenschaften tatsächlich
in der Praxis ebenfalls aufweist.
Bestimmte zusätzliche Maßnahmen, die nachfolgend noch an Hand der Zeichnungen erläutert
werden, dienen der Sicherstellung des Anlaufs aus dem Stillstand und dazu, auch eine Drehrichtungsumkehr
vorsehen zu können bei gleichbleibender
Stellbereiche ausgelegt werden kann. Dort ist aller- 45 Drehrichtung der Eingangswelle.
Die Erfindung soll nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden.
Fig. 1, 2 und 3 dienen der Erleichterung des
Verständnisses des Erfindunssseeenstandes und
dings nur ein Wälzkörper verwendet, der — um im
Kraftschluß gegen das Reaktionsglied gehalten zu
werden — mit einer exzentrischen Masse zusammenwirkt, die gegebenenfalls durch Federkraft ersetzbar
ist. Bei diesem bekannten Getriebe ist nur ein zu 50 zeigen die räumliche Anordnung der Getriebehaupteiner Planetenbewegung angeregter Wälzkörper vor- teile im Längsschnitt (Fig. 1 und 3) sowie in gesehen, während bei der obenerwähnten schweizerischen Patentschrift 161 130 zwei Wälzkörper vorgesehen sind, wie auch beim Erfindungsgegenstand,
von denen jedoch einer nur als übertragungsglied 55 bzw. Querschnitt eine Ausführungsform des Getriewirkt und für die eigentliche Momentenwandlung bes. bei der die Radialkräfte nicht mehr äußerlich nicht wirksam wird.
Kraftschluß gegen das Reaktionsglied gehalten zu
werden — mit einer exzentrischen Masse zusammenwirkt, die gegebenenfalls durch Federkraft ersetzbar
ist. Bei diesem bekannten Getriebe ist nur ein zu 50 zeigen die räumliche Anordnung der Getriebehaupteiner Planetenbewegung angeregter Wälzkörper vor- teile im Längsschnitt (Fig. 1 und 3) sowie in gesehen, während bei der obenerwähnten schweizerischen Patentschrift 161 130 zwei Wälzkörper vorgesehen sind, wie auch beim Erfindungsgegenstand,
von denen jedoch einer nur als übertragungsglied 55 bzw. Querschnitt eine Ausführungsform des Getriewirkt und für die eigentliche Momentenwandlung bes. bei der die Radialkräfte nicht mehr äußerlich nicht wirksam wird.
Wie nachfolgend noch an Hand der Zeichnungen
näher beschrieben werden wird, besitzt das Getriebe
gemäß der Erfindung gegenüber all den vorgenann- 60
ten Getrieben eine ganze Anzahl von Vorteilen, die
auf der geschickten Ausnutzung der in der obengenannten Druckschrift »Antriebstechnik« auf das
eingangs genannte bekannte Getriebebauprinzip zurückzuführen sind, wobei die Lehre gemäß der 65 lungen. ebenfalls in schematischer Form, vorliesenden Erfindung konstruktiv so einfach zu Das Getriebe umfaßt die drei Hauptelemente.
näher beschrieben werden wird, besitzt das Getriebe
gemäß der Erfindung gegenüber all den vorgenann- 60
ten Getrieben eine ganze Anzahl von Vorteilen, die
auf der geschickten Ausnutzung der in der obengenannten Druckschrift »Antriebstechnik« auf das
eingangs genannte bekannte Getriebebauprinzip zurückzuführen sind, wobei die Lehre gemäß der 65 lungen. ebenfalls in schematischer Form, vorliesenden Erfindung konstruktiv so einfach zu Das Getriebe umfaßt die drei Hauptelemente.
" "~ " ""
r '" nämlich den Reaktionskonus 3 und die beiden Wälz
körper 1 und 2. Dem Wälzkörper 1 ist die Welle 4
Vorderansicht (F i g. 2) in schematischer Darstellung;
F i 2. 4 und 5 zeisen schematisch im Länas-
F i 2. 4 und 5 zeisen schematisch im Länas-
wirksam werden;
F i g. 6 zeigt schematisch die Anordnung einer Zusatzeinrichtung für die Sicherstellung des Anlaufs:
F i g. 7 zeigt schematisch, wie die Getriebehauptteile
abzuwandeln sind, um bei gleichbleibendem Drehsinn der Eingangswelle beide Drehrichtungen
der AusgangswelTe ableiten zu können:
F i 2. 8 bis 12 zeisen verschiedene Abwand
verwirklichen ist, daß auch im Hinblick auf die
Gestehungskosten Vorteile erzielbar sind.
Gestehungskosten Vorteile erzielbar sind.
zugeordnet; er ist mit ihr über ein Kreuzgelenk 5 verbunden. Dem Wälzkörper 2 ist die Welle 12 zugeordnet
und mit ihm über das Kreuzgelenk 11 verbunden. Es sei schon hier bemerkt, daß das Kreuzgelenk
11 selbstverständlich seinen Schwenkmittelpunkt gemäß der Erfindung in derselben Radialebene
hat wie das Kreuzgelenk 5, daß also die Zeichnungsdarstellung rein schematisch ist. Diese Elemente
sind in Fig. 2 und 3 erkennbar, wobei F i g. 2 eine Draufsicht von links auf F i g. 3 darstellt. xo
An Hand der F i g. 1 und 3 soll nun die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes theoretisch
erläutert werden, wobei in F i g. 1 nur ein Wälzkörper dargestellt ist, um zunächst die Verhältnisse
bei dieser Anordnung zu untersuchen.
Die Eingangswelle 4 treibt unter Zwischenschaltung eines Kreuzgelenkes 5 und einer Welle 6 einen
konischen Wälzkörper 1 an, dessen imaginäre Spitze genau im Schwenkpunkt des Kreuzgelenkes 5 liegt.
Der Wälzkörper 1 mit dem Radius r wird kräftig durch die Zentrifugalkraft gegen den inneren Konus 3
vom Radius R gedrückt, in welchem er abwälzt, wenn sich die Eingangswelle 4 in Rotation befindet.
Die imaginäre Spitze des Konus 3 liegt gleichfalls im Schwenkpunkt des Kreuzgelenkes 5, und die
Achse des Wälzkörpers 1 beschreibt einen Umdrehungskonus mit einer Umlaufgeschwindigkeit ω um
die Getriebehauptachse, und wenn die Eingangswelle 4 mit einer Geschwindigkeit »«« umläuft, ergibt
sich:
Die Zentrifugalkraft F ist proportional der Masse des Wälzkörpers 1, dem Quadrat von w und der
Größe (R — r) oder dem Umlaufradius, den der Schwerpunkt des Wälzkörpers 1 beschreibt:
Die Wälzkörper 1 und 2 treten an einer Stelle A und die Wälzkörper 2 und 3 des Reaktionskonus
treten an einer Stelle B in wechselseitigen Kontakt (F i g. 2).
Wenn man, um die Rechnung zu vereinfachen, annimmt, daß die inneren und äußeren Kegelflächen
dieses Wälzkörpers 2 in der Berührungszone einen gemeinsamen Abrollradius 3Ϊ haben, entsprechend
einer unendlich kleinen Radialabmessung, dann wird die Umlaufgeschwindigkeit dieses Wälzkörpers 2 um
seine Umlaufachse wie folgt:
N =
R-St
st
oder, wenn man ω durch seinen zuvor ermittelten Wert ersetzt:
(R-r) St Si (R-r)
•W __r_ (R-St)
• .. - η ~ St ' (R-r)'
Wenn man den Wälzkörper 2 axial verschiebt, dann kann man den Berührungsradius St zwischen
zwei Grenzen variieren, und zwar ist an der oberen Grenze JR = R und an der unteren Grenze Si = r,
wobei jede dieser Grenzen einer Verblockung des Wälzkörpers 2 entspricht, und zwar im ersten Fall
mit dem Reaktionskonus 8 und im zweiten Fall mit dem Wälzkörper 1. In dem ersten Fall ist St = R,
woraus sich das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeit des Wälzkörpers 2 und des Wälzkörpers 1 ergibt
zu:
N r (R-R)
R (R-r)
= 0.
F = τηω2 (R-r).
Wenn man ω durch den oben erhaltenen Wert ersetzt, ergibt sich:
V ln , mn1!2
40
45 Die Geschwindigkeit Λ' des Wälzkörpers 2 wird
Null, was sich augenscheinlich ohne weiteres ergibt, weil, wie gerade gesagt wurde, der Wälzkörper 2 in
diesem Fall mit dem Reaktionskonus 3, welcher fest ist, verblockt wird.
In dem zweiten Fall ist fR = r, und man erhält
das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Wälzkörper 1 und 2:
Daraus folgt, daß die Zentrifugalkraft F so groß gemacht werden kann, wie es erforderlich ist, indem
man den Nenner (R — r) entsprechend klein hält, d. h. indem man die Differenz zwischen den Abrollradien
jR und r der Kegel klein hält.
Aus diesen Bedingungen ergibt sich weiter, daß, wenn man zwischen die Teile 1 und 3 einen weiteren
Wälzkörper 2 schiebt, dessen Bohrung und äußere Oberfläche Kegel mit imaginären Spitzen bilden, die
sich genau im Schwenkpunkt des Kreuzgelenkes 5 (F i g. 3) befinden, der Wälzkörper 1 sich auf dem
Inneren des zweiten Wälzkörpers 2 abwälzt, welcher selbst wieder in den Reaktionskonus 3 rollt und
dabei eine Bewegung vollführt, die man aus zwei einfacheren Bewegungen zusammensetzen kann,
nämlich:
1. eine Bewegung mit einer Winkelgeschwindigkeit «j der umlaufenden Welle des Wälzkörpers
um die Achse des Reaktionskonus 3,
2. eine Umdrehung mit der Geschwindigkeit N des Wälzkörpers um seine Umlaufachse.
_r_ (R-r)
r (R-r)
= 1.
Die Drehzahl des Wälzkörpers 2 ist dann gleich der des Wälzkörpers 1, was sofort augenscheinlich
wird, wenn man bedenkt, daß der erstere in diesem Fall mit dem letzteren verblockt ist. Mit anderen
Worten, es wird der direkte Gang zwischen den Wälzkörpern 1 und 2.
Für die Zwischenstellungen zwischen diesen beiden
Grenzen können alle Verhältnisse — zwischen den
Werten Null und Eins erhalten werden, was man wie folgt zusammenfassen und ausdrücken kann:
Um die auf den Wälzkörper 2 übertragene Leistung abnehmen zu können, ist dieser mit einer
Ausgangswelle 12 unter Zwischenschaltung einer rohrförmigen Übertragungswelle 10 und eines Kreuzselenkes
11 verbunden, wobei statt eines Kreuz-
gelenkes auch eine elastische Verbindung verwendet werden kann und der Schwenkpunkt in der gemeinsamen
imaginären Spitze aller Kegel liegt.
Das an der Ausgangswelle 12 abnehmbare Drehmoment C besitzt unter Vernachlässigung von Verlusten
eine Größe, bei der die von dieser Welle aufgenommene Leistung gleich der Leistung ist, die der
Eingangswelle 4 des Wälzkörpers 1 zugeführt wird. Wenn das Drehmoment der Welle 4 den Wert c
annimmt, erhält man:
CN = cn,
wobei sich der Wert des Ausgangsdrehmomentes an der Wellel2 ergibt:.
r = — = — (R~r)
N C r (R-fR)'
N C r (R-fR)'
Die Differenz zwischen dem Eingangsdrehmoment c und dem Ausgangsdrehmoment C wird
von dem Reaktionskonus 3 aufgenommen.
Das maximale Ausgangsdrehmoment C bei niedrigen Geschwindigkeiten N, welches man an der Ausgangswelle
12 erhalten kann, ist durch die Adhäsionskraft an der Kontaktstelle zwischen dem Wälzgestellten
Aufbau nimmt der Reaktionskonus 3 diese Drehkraft F auf, die er selbst auf seine Abstützung
übertragen muß, was mit dem Aufbau einer leichten Einrichtung, die sich für ein Fahrzeug eignet, unvereinbar
ist.
Deshalb sieht man die Möglichkeit vor, die äußeren Reaktionskräfte zu Null werden zu lassen, indem
man den Reaktionskonus in radialer Richtung beweglich anordnet. Diese Beweglichkeit kann man auf
dieselbe Weise verwirklichen, wie man die Beweglichkeit der Wälzkörper erhält, d. h. indem man den
Reaktionskonus um den Schwenkmittelpunkt eines Kreuzgelenkes oder einer elastischen Kupplung
schwenkbar anbringt und auch diesen Punkt vorteilhafterweise in der Nähe der imaginären Spitze
der Wälzkörper 1, 2 anordnet. Man erhält dann den Aufbau gemäß F i g. 4 und 5.
Die Eingangswelle 4 ist formschlüssig mit dem Wälzkörper 1 durch die Zwischenschaltung eines
Kardangelenkes 5 verbunden. Der Reaktionskonus 3 hat mit dem" Gehäuse 13 des Getriebes unter Zwischenschaltung
eines Kardans 14 formschlüssig Verbindung. Der Wälzkörper 2 ist wiederum mit der
Ausgangswelle 12 unter Zwischenschaltung des Kar
körper 2 und dem Reaktionskonus 3 bestimmt. 25 dans Il formschlüssig verbunden. Diese Kardan-Dieses
maximal mögliche Drehmoment ist propor- gelenke sind allgemein bekannte mechanische Maschinenelemente
und sind hier sehr schematisch dargestellt. Sie können überdies durch andere mechanische
Gelenksysteme oder durch elastische Kupp- ■
g pp
tional der Zentrifugalkraft F, dem Reibungskoeffizienten / an der Kontaktstelle und dem Radius 3Ϊ
des Wälzkörpers 2 an derselben Stelle.
R-r
Man kann dabei (für N —* O) einsetzen 9Ϊ = R: 30 lungen der bekannten Art ersetzt werden, welche die
erforderliche Schwenkbewegung erlauben. Es versteht sich, daß die Schwenkmittelpunkte der Kardangelenke
5, 11 und 14 in einer gemeinsamen Radialebene liegen, die außerhalb des Gehäuses 13 befind-Hch
sein kann.
Die von den drei Getriebehauptteilen im Betriebszustand eingenommene Lage ist schematisch in
F i g. 5 dargestellt. Der Schwerpunkt der Anordnung mit den drei Kränzen liegt an der Stelle G.
Das maximale Eingangsdrehmoment cm
übertragen werden kann, beträgt:
übertragen werden kann, beträgt:
welches
r N
Kr
= Cmax — = m · /V ·
R-r
Wenn man also beispielsweise das Getriebe gemäß 4° Die Mittelpunkte der Teile 1, 2 und 3 sind entder
Erfindung zwischen einen Elektro- oder Explo- sprechend mit O, P und Q bezeichnet. Der Punkt A
sionsmotor einerseits und einer Arbeitsmaschine, die stellt die Berührungsstelle zwischen den Wälzköreine
gewisse Trägheit aufweist, andererseits einsetzt, pern 1 und 2 dar. Der Punkt B stellt die Berührungsso
ist das diesen Motoren beim Anlauf abverlangte stelle zwischen dem Wälzkörper 2 und dem Reak-Drehmoment
relativ geringfügig, was zu einer 45 tionskonus 3 dar. Die auf jedes Teil ausgeübte Zenbeträchtlichen
Vereinfachung des Startsystems führt; trifugalkraft folgt einem Vektor, der durch seinen
unter Umständen kann dieses sogar ganz wegfallen. Mittelpunkt und durch den allgemeinen Schwer-
Der Reibungskoeffizient / hängt von dem Ma·- punkt G geht.
terial ab, aus welchem die Abwälzkegel aufgebaut Der Schwerpunkt G ist während des Betriebes
sind, wobei z. B. Stahl, Kautschuk oder im allge- 5° ziemlich unbeweglich. Er liegt genau auf der Achse
meinen jedes Material in Frage kommt, welches C-D des Gehäuses 13, zugleich Getriebehauptachse,
imstande ist, einen Druck aufzunehmen und ihn was dadurch erreicht wird, daß zwischen dem Reak-
unter Einwirkung der Reibung in eine tangential tionskonus 3 und dem Gehäuse 13 einstellbare
gerichtete Kraft umzuwandeln. Federn 15 angeordnet werden. Die Federn sind so
Alle zuvor besprochenen Einrichtungen sind 55 ausgelegt, daß der Aufbau mit den drei Hauptteilen
wesentlich vereinfacht dargestellt worden, um das eine Aufhängefrequenz erhält, die unterhalb der
Prinzip der Erfindung so klar wie möglich heraus- niedrigsten im Betrieb auftretenden Rotationsfrezuarbeiten.
Es ergibt sich ohne weiteres, daß ein quenz ω liegt. Auf diese Weise läuft die gesamte
Getriebe, das so ausgebildet ist, nützlich ist zur Einrichtung außerordentlich stabil um, und die auf
Übertragung kleiner Leistungen oder größer, wenn 60 das Gehäuse durch die Federn übertragenen Reakman
einen beachtlich großen Reaktionskonus ver- tionskräfte sind zu vernachlässigen. Die resultierenwendet.
Die radiale Kraft F, die erforderlich ist, um den radialen Reaktionskräfte, die durch die Kardandie
übertragung eines Drehmomentes durch Rei- gelenke 5, 11 und 14 (F i g. 4) übertragen werden,
bung an den Kontaktstellen zu erlauben, muß ziem- können durch eine entsprechende Anordnung der
lieh hoch sein, was erfindungsgemäß, wie vorstehend 65 Kontaktzonen in bezug auf die Lage der Gelenke
zu sehen war, sehr leicht zu Isewerkstelligen ist. Aber und des allgemeinen Schwerpunktes vermindert werdiese
Kräftkomponente läuft mit der Geschwindig- den, wobei man die beiden Hauptträgheitsmomente
keit ω um, und in dem in F i g. 3 vereinfacht dar- der Wälzkörper berücksichtigt.
hauptachse liegt, jedoch auf der den Schwenkmitte:
punkten der Kreuzgelenke abgewandten Seite, unc daß der mit dem Reaktionskonus zusammenwirkende
Wälzkörper 23 zusätzlich eine zweite, mit dem zweiter Abwälzkege! in Eingriff bringbare Abwälzfläche ir
zu diesem komplementärer Form besitzt. Bei den bisher beschriebenen Anordnungen laß
sich das Geschwindigkeitsverhältnis — zwischen der
sei jedoch zuvor darauf hingewiesen, daß Anordnungen möglich sind, bei denen der Reaktionskonus
zwischen den Wälzkörpern 1 und 2 angeordnet ist. Diese Anordnungen weisen die Besonderheit auf,
daß sie eine Veränderung des Verhältnisses — der
Geschwindigkeit der Ausgangswelle zur Eingangswelle von "Null bis Unendlich ermöglichen. Der
Eine Veränderung des Verhältnisses der Geschwindigkeiten der Eingangs- und der Ausgangswelle läßt
sich während des Betriebes oder selbst beim Anhalten der Eingangswelle durchführen. Es genügt
z. B. bei der in F i g. 4 dargestellten Einrichtung,
daß man den Reaktionskonus 3 oder einen der Wälzkörper, z. B. 2, axial verschiebt.
Die Spitzen der Umdrehungskegel, die die Abrollwege bilden, fallen zusammen, der Abrollvorgang
vollzieht sich ohne Gleiten, wodurch ein ausgezeich- io Ausgangswelle und der Eingangswelle von Null bis neter Wirkungsgrad des Getriebes entsteht Diese Eins variieren, wobei dies dem direkten Gang entBedingung kann für den axial beweglichen Wälz- spricht. In dieser Anordnung ist der mit der Auskörper 2 genau erfüllt werden, indem man die Man- gangswelle verbundene Wälzkörper zwischen dem tellinien der beiden Wege des Abwälzvorganges mit der Eingangswelle verbundenen und dem Reakleicht gekrümmt ausbildet, wie in F i g. 4 ange- 15 tionskonus angeordnet.
vollzieht sich ohne Gleiten, wodurch ein ausgezeich- io Ausgangswelle und der Eingangswelle von Null bis neter Wirkungsgrad des Getriebes entsteht Diese Eins variieren, wobei dies dem direkten Gang entBedingung kann für den axial beweglichen Wälz- spricht. In dieser Anordnung ist der mit der Auskörper 2 genau erfüllt werden, indem man die Man- gangswelle verbundene Wälzkörper zwischen dem tellinien der beiden Wege des Abwälzvorganges mit der Eingangswelle verbundenen und dem Reakleicht gekrümmt ausbildet, wie in F i g. 4 ange- 15 tionskonus angeordnet.
deutet ist Dieses System eignet sich besonders gut Anordnungen, die im Rahmen der vorliegenden
für eine einfache Anpassung des Ubersetzungsverhält- Erfindung liegen, werden nachstehend unter Hinweis
nisses, z. B. an die Geschwindigkeit oder an das auf die Ausführungsbeispiele gemäß den F i g. 8
Drehmoment der Eingangswelle. bis 12 geschildert. Durch diese Ausführungsbeispiele
Das Anlaufen der Planetenbewegung der Wälz- 20 erhält man weitere Eigenschaften, die teilweise oder
körper kann beim Start der Eingangswelle 4 für den insgesamt zum Einsatz gebracht werden können. Es
Fall erleichtert werden, daß der Reibungskoeffizient
an den Kontaktstellen sehr gering ist Es genügt,
entweder an dem Wälzkörper 2 oder an dem Wälzkörper 1 eine Einrichtung vorzusehen, wie sie 25
F i g. 8 zeigt, nämlich einen Ring 16 aus einem
Material von hohen Reibungskoeffizienten, z. B. Kautschuk. Dieser Ring dient zunächst als Starthilfe
und tritt nachher leicht wieder außer Wirkung, wenn
eine gewisse Winkelgeschwindigkeit ω erreicht ist, 30 Umlaufsinn des angetriebenen Wälzkörpers 2 ist dem die Zentrifugalkraft F zu wirken beginnt und die Umlaufsinn des antreibenden Wälzkörpers 1 ent-Abwälzbahnen in der zuvor beschriebenen Weise in gegengesetzt. Man kann aber auch den antreibenden Berührung kommen. Nach der axialen Verschiebung Wälzkörper zwischen dem angetriebenen und dem des Wälzkörpers 2 zu seinem äußersten Ende wird Reaktionskonus anordnen: die mögliche Veränderung
an den Kontaktstellen sehr gering ist Es genügt,
entweder an dem Wälzkörper 2 oder an dem Wälzkörper 1 eine Einrichtung vorzusehen, wie sie 25
F i g. 8 zeigt, nämlich einen Ring 16 aus einem
Material von hohen Reibungskoeffizienten, z. B. Kautschuk. Dieser Ring dient zunächst als Starthilfe
und tritt nachher leicht wieder außer Wirkung, wenn
eine gewisse Winkelgeschwindigkeit ω erreicht ist, 30 Umlaufsinn des angetriebenen Wälzkörpers 2 ist dem die Zentrifugalkraft F zu wirken beginnt und die Umlaufsinn des antreibenden Wälzkörpers 1 ent-Abwälzbahnen in der zuvor beschriebenen Weise in gegengesetzt. Man kann aber auch den antreibenden Berührung kommen. Nach der axialen Verschiebung Wälzkörper zwischen dem angetriebenen und dem des Wälzkörpers 2 zu seinem äußersten Ende wird Reaktionskonus anordnen: die mögliche Veränderung
dieser Ring vollkommen frei und unierliegt keiner 35 des Geschwindidceitsverhältnisses ^ der Aussanss-
Abnutzung und keiner Ermüdung mehr. w η - -
F i g. 7 zeigt eine einfache Maßnahme, um im und der Eingangswelle erstreckt sich von Eins bis
Rahmen der Erfindung eine Umkehr des Drehsinns Unendlich, der Umlaufsinn der Wälzkörper ist gleich,
der Ausgangswelle in bezug auf den Drehsinn der In der Anordnung nach F i g. 8 laufen die
Eingangswelle zu erhalten, ohne daß dabei der Um- 40 Wälzkörper 1 und 2 Seite an Seite in der Bohrung
lauf der Eingangswelle unterbrochen werden muß. , D , .· , , ~ ΛΤ u..u ■ N , · ,
T , , «.11» α c-L. e ■ «. · wi des Reaktionskonus 3. Das Verhältnis — kann sich
In der dargestellten Ausführungsform ist em Walz- η
körper 17 mit der Eingangswelle verbunden, und von Null bis Unendlich erstrecken. Die Drehsinne
ein zweiter Wälzkörper 23 weist zwei konische Zonen .der Wälzkörper 1 und 2 können gleich oder entauf,
nämlich Zone 18 für den normalen Betrieb, 45 gegengesetzt sein. Im letzteren Fall beschreibt der
wobei die imaginäre Spitze des Kegels sich in dem Mittelpunkt des Reaktionskonus 3 keinen Kreisgemeinsamen
Schwenkmittelpunkt der Gelenke auf umfang mehr. Ähnlich ist die Anordnung nach den Wellen befindet, und die Zone 19, die in bezug Fig. 11.
auf die Zone 18 eine umgekehrte Neigung hat In der Anordnung nach F i g. 9 rollen der
Femer sind die konischen Zonen 20 und 21 form- 50 angetriebene Wälzkörper und der Reaktionskonus
schlüssig am Reaktionskonus 24 angebracht und im Inneren des antreibenden Wälzkörpers 1. Das
können voneinander in axialer Richtung entfernt VernäItnis K der Geschwindigkeiten der Einsang-
bzw. einander genähert werden, und zwar durch « 6^ - -
Betätigung seitens einer Bedienungsperson. Wenn und Ausgangswelle erstreckt sich von Eins bis Null
man sie in die Stellung bewegt, in der sie einander 55 und von Null bis minus Unendlich. Diese Anordam
nächsten kommen, dann geraten die Zonen 19 nung erlaubt daher, allmählich den direkten Gang
und 21 in Abrollkontakt, und der Wälzkörper 23 vom Stillstand bis zum Rückwärtslauf einzusetzen,
dreht im entgegengesetzten Sinne relativ zur Drehung F i g. 12 stellt eine Variante dieser Anordnung dar.
des Wälzkörpers 17. Wenn man jedoch die beiden Bei der Anordnung nach F i g. 10 haben die
konischen Zonen 20 und 21 in die Lage bewegt in 60 Wälzkörper 1 und 2 ihre Position vertauscht wobei
der sie am weitesten voneinander entfernt sind,
dann treten die Zonen 18 und 20 in Abrollkontakt
und der Drehsinn der Wälzkörper 23 und 17 ist
gleich.
dann treten die Zonen 18 und 20 in Abrollkontakt
und der Drehsinn der Wälzkörper 23 und 17 ist
gleich.
Die Ausführungsform ist also dadurch gekenn- 65 zeichnet daß der Reaktionskonus zur Drehrichtungsumkehr
zusätzlich einen zweiten Abwälzkegel 21 aufweist, dessen Spitzenbereich ebenfalls auf der Getriebeein
Verhältnis — der Geschwindiskeiten der Aus-τι
gangswelle zur Eingangswelle erhalten wird, welches sich von Eins bis Null erstreckt.
Für alle oben dargestellte Anordnungen versteht es sich, daß die Veränderung des Abrolldurchmessers,
die durch relative axiale Verschiebung der Hauptteile erhalten wird, durch die axiale Verschiebung
009538/6
von einem oder von zwei Teilen erhalten werden kann.
Es ist augenscheinlich, daß man, wenn man das Prinzip der Erfindung weiter verfolgt, Übersetzungen
ins Schnelle oder ins Langsame mit dem festen über-
Setzungsverhältnis — realisieren kann, wobei die
Abrollwege nicht axial verschoben werden.
Schließlich ist es möglich, die Anzahl der angetriebenen
Wälzkörper zu vermehren, derart, daß mit einem einzigen Getriebe die Eingangsleistung mit
gleichen oder verschiedenen Ausgangsdrehzahlen auf zwei oder mehr Verbraucher verteilt werden kann.
Die Fig. 12 stellt das Prinzip dieser Abwandlung
der Erfindung für den Fall von zwei angetriebenen Wälzkörpern 2, 2' dar, wobei dieselben Bezugsziffern auf dieselben Teile oder Organe wie zuvor
hinweisen. Die Teile 2' und 12' entsprechen den Teilen 2 und 12.
20
Claims (3)
1. Stufenlos steuerbares Reibradplanetengetriebe für sehr große Verstellbereiche mit einem Reaktionskonus
und zwei durch Fliehkraft in Kraftschluß gehaltenen Wälzkörpern, die zur Getriebehauptachse
exzentrisch angeordnet und mit der
Eingangs- bzw. Ausgangswelle über Exzenter kupplungen verbunden sind, sowie mit eine
Steuervorrichtung zur Axialverschiebung eins de konischen Elemente, dadurch gekenn
zeichnet, daß beide Wälzkörper (1, 2) mi
ihren Wellen (4, 30 und 12, 29) fliegend über jt ein Kreuzgelenk (5, 32 und 11, 37) verbunder
sind und die Schwenkmittelpunkte der Kreuz gelenke in dem gemeinsamen Spitzenbereich der
Abwälzkegel auf der Getriebehauptachse liegen
2. Stufenlos steuerbares Reibradplanetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da£
einer der Wälzkörper zur Sicherstellung des Anlaufs mit einem Belag (16) zur örtlichen Erhöhung
der rollenden Reibung versehen ist.
3. Stufenlos steuerbares Reibradplanetengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Reaktionskonus (24) zur Drehrichtungsumkehr zusätzlich einen zweiten Abwälzkegel (21)
aufweist, dessen Spitzenbereich ebenfalls auf der Getriebehauptachse liegt, jedoch auf der den
Schwenkmittelpunkten der Kreuzgelenke abgewandten Seite, und daß· der mit dem Reaktionskonus zusammenwirkende Wälzköper (23) zusätzlich
eine zweite, mit dem zweiten Abwälzkegel in Eingriff bringbare Abwälzfiäche in zu
diesem komplementärer Form besitzt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Family
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