DE1550647B1

DE1550647B1 - Schalteinrichtung fuer ein stufenlos steuerbares reibrad getriebe

Info

Publication number: DE1550647B1
Application number: DE19661550647
Authority: DE
Inventors: Hiroji Azuma; Hiroshi Azuma
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-10-27
Filing date: 1966-10-20
Publication date: 1972-03-09
Also published as: GB1165545A; FR1508164A; US3464281A

Description

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80 befinden sich ringförmige Führungsplatten 85 und welche zwischen den Druckaufnahmeplatten 104 und 86 konzentrisch mit den Wellen 81 und 82. Die Füh- 105 liegen. Dazwischen befinden sich insgesamt zwölf rungsplatten 85 und 86 sind um einen gewissen Federn 112 und 113.

Betrag drehbar und weisen jeweils sechs Schlitze 87, Am äußeren Umfang der Justierringe 108,109 ist

88 in regelmäßigen Abständen radial angeordnet auf, 5 über einen gewissen Bereich eine Schrägverzahnung in welchen beidseitig in Nadellagern sechs Wellen 89 114,115 vorgesehen, welche mit kleinen Schrägliegen. Die Zwischenkugeln 90 sind auf diesen einzel- zahnstirnrädern 119,120 kämmt, die fest auf einem nen Wellen 89 angeordnet und liegen unter Druck Teil der Wellen 117 und 118 montiert sind. Diese in Berührung mit den konischen Reibflächen der Wellen liegen horizontal drehbar innerhalb der AusReibräder 83, 84 an den Punkten B₃ und C₃ und wer- io nehmung 116 des Gehäuses 80 und drehen sich den darin gehalten. gegenläufig infolge der darauf befestigten, mitein-

Zwischen der Führungsplatte 86 und der Seiten- ander kämmenden Zahnräder 121 und 122 (Fig. 4). wand des Gehäuses 80 ist drehbar eine ringförmige Eine Schnecke 124 ist auf der Steuerwelle 123

Mitnahmescheibe 91 befestigt. Jeweils ein Ende der drehbar angeordnet, welche im oberen Teil des Welle 89 liegt gleitbar in sechs schraubenförmigen 15 Gehäuses 80 liegt. Diese Schnecke 124 kämmt mit Schlitzen 92, welche in konstanten Abständen in der einer Schneckenradverzahnung 125, welche angren-Mitnahmescheibe 91 angeordnet sind. Die Außen- zend an die Schrägstirnradverzahnung 114 liegt. Seiten der einzelnen Zwischenkugeln 90 kommen in Durch Drehen des am äußeren Ende der Steuerwelle Berührung mit dem inneren Umfang eines Lager- befindlichen Handrades 126 dreht sich über die ringes 93, welcher konzentrisch zu den Wellen 81 und 20 Schnecke 124 und die Gegenverzahnung 125 der 82 liegt und in dieser Lage bleibt. Justierring 108. In der dargestellten Konstruktion

Gemäß Fig. 3 ist an einem Teil des äußeren Um- kann gemäß Fig. 5 die AchslinieD₃ einer Welle 89 fangs der einzelnen Führungsplatten 85 und 86 jeweils einer Zwischenkugel 90 beidseitig innerhalb eines ein Bolzenpaar 94, 94, 95, 95 herausragend angeord- gewissen Bereichs von einer Ebene Ε._Λ als neutrale net, welche nach F i g. 2 in eine Aussparung 96 des 25 Position abweichen. Innerhalb dieser Ebene E₃ liegt Gehäuses 80 eingreifen, so daß die Drehbewegung auch die gemeinsame Achslinie A₃ der Wellen 81 und der Führungsplatten 85 und 86 innerhalb eines gewis- 82. Dreht man das Handrad 126 und damit die sen Bereiches begrenzt ist. Steuerwelle 123 nach F i g. 2 in Pfeilrichtung, so wird

Zwischen den Bolzen 94, 94, 95, 95 liegt ein Ver- infolge der rechtsgängigen Schneckenradverzahnung bindungshebel 97, in welchen eine Ausnehmung 98 30 124 der Justierring 108 linksseitig in F i g. 2 gedreht, eingearbeitet ist. Weiterhin befindet sich in der Aus- so daß ein Moment der linksseitigen Drehung auf sparung 96 eine tiefere Ausnehmung 99. die Führungsplatte 85 aufgebracht wird durch die

Der Verbindungshebel 97 nimmt in seinem Mittel- Gegendruckplatte 110, die Feder 112 und die Druckteil einen in ihm längsverschieblichen Einstellzapfen aufnahmeplatte 104. Wird der Justierring 108 links-101 auf, der drehbar und gleitbar in der Ausneh- 35 seitig gedreht, so dreht sich der Justierring 109 im mung98 liegt und am unteren Ende eines Gleit- entgegengesetzten Drehsinn infolge der Zahnräder Stückes 100 angeordnet ist, welches gleitend aber 114,119, der Welle 117, der Zahnräder 121,122, der nicht drehbar in der Ausnehmung 99 liegt. Da der Welle 118 und der Zahnräder 120,115; und ein Verbindungshebel 97 innerhalb eines gewissen Be- Moment im rechtsdrehenden Sinn wird auf die Führeiches sich hin und her bewegen kann und die Welle 40 rungsplatte 86 über die Gegendruckplatte 111, die 101 dabei der Mittelpunkt ist, können sich die beiden Feder 113 und die Druckaufnahmeplatte 105 auf-Führungsplatten 85 und 86 infolge der Bolzen 94, 94, gebracht. Damit erhält die Welle 89 der Zwischen-95, 95 innerhalb eines gewissen Bereiches gegenläufig kugel 90 ein Lagermoment von linksdrehender Richbewegen. tang hinsichtlich der mittleren Lage des Gehäuses 80.

Innerhalb der Aussparung 99 befindet sich eine 45 Wird die Antriebswelle 81 in Pfeilrichtung nach Stellvorrichtung. Diese besteht aus der Gewindewelle Fig. 1 gedreht, erhält die Zwischenkugel90, welche 102, welche über eine innere Schraube mit dem Gleit- vom Reibrad 83 getrieben wird, eine treibende TanstücklOO verbunden ist, und dem auf dem nach gentialkraft entsprechend der Belastung in den Beaußen ragenden Ende der Gewindewelle 102 ange- rührungspunkten B₃ und C₃ und dreht sich; die Welle ordneten Handrad 103. Da die Gewindewelle 102 50 89 erhält ein treibendes Moment in rechtsdrehender horizontal drehbar gegenüber dem Gehäuse 80 ange- Richtung gemäß F i g. 5 hinsichtlich der zentralen ordnet ist, sich nicht verschieben kann, kann durch Stellung des Gehäuses 80.

Drehen des Handrades 103 und damit der Gewinde- Im erwähnten Fall wird das veränderliche Gewelle 102 das Gleitstück 100 sich innerhalb der Aus- schwindigkeitsverhältnis automatisch gesteuert und sparung bewegen. 55 variiert, so daß die Achslinie D₃ der Welle 89 immer

An den Seitenflächen des äußeren Umfangs der in der neutralen Lage bleibt durch Ausgleich der Führungsplatten 85 und 86 befinden sich im gleichen erwähnten Lager- und Abtriebsmomente. Das Prin-Abstand voneinander und nach außen ragend sechs zip dieser automatischen veränderlichen Geschwin-Druckaufnahmeplatten 104,105, welche in seitlichen digkeitswirkung ist das gleiche wie im vorhergehenringförmigen Ausnehmungen 106 und 107 liegen, die 60 den Beispiel. Die Wirkungen der Zwischenkugeln 90 sich beidseitig am Umfang innerhalb des Gehäuses werden jedoch gemäß F i g. 5 bis F i g. 7 nachfolgend befinden. noch näher erläutert.

Justierringe 108 und 109 liegen drehbar in den Gemäß F i g. 5 liegt die Achslinie D₃ der Welle 89

ringförmigen Ausnehmungen 106 und 107 an den innerhalb der Ebene E₃, also in neutraler Lage, wenn äußeren Seiten der Druckaufnahmeplatten 104,105. 65 das Abtriebsmoment und das Lagermoment im Am inneren Umfang der Justierringe 108 und 109 Gleichgewicht sind. Es entsteht also keine gleitende befinden sich in konstanten Abständen nach außen Reibkraft, und das Zwischenrad 90 bewegt sich nicht ragend sechs Gegendruckplatten 110 und 111, in Richtung einer veränderlichen Geschwindigkeit.

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Übersteigt das Abtriebsmoment das Lagermoment, konstante Belastungscharakteristik in Form einer weicht die Achslinie D₃ von der Ebene E₃ ab und geraden Linie f erzielen und man erhält eine kondreht sich gemäß Fig. 6 um einen gewissen Betrag stante Abtriebskennlinie gemäß der Kurven', im rechtsseitigen Drehsinn. Ebenso wie bei den vor- In F i g. 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des

hergehenden Beispielen wird nun eine gleitende Reib- 5 erfindungsgemäßen Getriebes dargestellt. An den kraft horizontal nach links an den Berührungspunk- inneren Enden der Antriebswelle 131 und der AbtenBg und C₃ erzeugt, und die Welle 89 neigt sich triebswelle 132, welche auf einer gemeinsamen Achsnach rechts, und es ergibt sich eine Geschwindigkeits- linie gegenüberliegend in Kugellagern in den Wänden reduzierung. Ist demgegenüber das Abtriebsmoment des Gehäuses 130 lagern, sind schalenförmige Reibkleiner als das Lagermoment, weicht die Achslinie D₃ io räder 133 und 134 befestigt.

nach F i g. 7 um einen gewissen Betrag im links- Zylindrische Führungsteile 149,150 sind drehbar

seitigen Drehsinn ab, und die Welle 89 neigt sich am inneren Umfang des Gehäuses 130 angeordnet ebenfalls nach links. Es entsteht eine horizontal nach und liegen konzentrisch zu den einzelnen Reibrädern rechts gerichtete gleitende Reibkraft, und die Ge- 133 und 134 außerhalb deren Außenseite. An den schwindigkeit vergrößert sich. 15 Führungsteilen sind gegenüberliegend an den inneren

Da sich jede Welle 89 neigt und die Mitnahme- Seiten einstückig Führungsplatten 135 und 136 angescheibe91 mitnimmt, wird das Abtriebsmoment in ordnet.

Verbindung mit der Laständerung verändert. Das Diese Führungsplatten 135 und 136 besitzen

variable Geschwindigkeitsverhältnis kommt wieder kurvenförmige Teile 137 und 138, welche sich gegen in eine stabile Lage, wo das Abtriebsmoment und 20 die Reibräder 133 und 134 erstrecken und welche in das Lagermoment ausgeglichen sind unter Wieder- fünf Teilen in konstanten Abständen voneinander holung der im vorstehenden erwähnten Wirkungen. liegen. Beide Enden einer Welle 141 sind über Nadel-Ist der äußere Umfang der Nadellager, welche lager in Schlitzen 139,140 in den Kurventeilen 137 innerhalb der Schlitze 87 und 88 an beiden Enden der und 138 gelagert. Die Zwischenkugeln 142 liegen Welle 89 liegen, mit elastischem Material wie Gummi 25 drehbar auf den Wellen 141 und werden an der überzogen, können die beiden Enden der Welle 89 Innenseite durch ein Lagerrad 151 geführt und gefrei innerhalb des Schlitzes sich neigen, und es wird halten.

jeder Welle 89 ermöglicht, unabhängig von den Die Außenseiten der kurvenförmigen Teile 137 und

anderen Wellen, um einen gewissen Betrag abzu- 138 sind bei 143 und 144 abgeschnitten. Dadurch weichen. Es lassen sich dadurch also leicht die Wir- 30 liegt ein Teil der Zwischenkugeln 142 unter Druck an kungen der veränderlichen Geschwindigkeit, das Ver- den Reibübertragungsflächen 145,146 der Reibräder großem oder Verkleinern, wiederholen, unabhängig 133,134.

voneinander im Kleinen, während das Mitnehmen An der Seitenfläche der Führungsplatte 135 liegt

im Großen automatisch erfolgt. Es kann also da- konzentrisch die Mitnahmescheibe 147, und jeweils durch die Mitnahmescheibe 91 entfallen. 35 ein Ende der Welle 141 greift gleitbar in fünf schrau-

F i g. 8 zeigt eine graphische Darstellung der Last- benförmige Schlitze 148, welche in der Mitnahmegeschwindigkeitskennlinien des beschriebenen Getrie- scheibe 147 vorgesehen sind.

bes. Die Belastung Y ist die Ordinate und das vari- Die Form und Beziehung der Schlitze 139,140,

able Geschwindigkeitsverhältnis χ die Abszisse. Es 148 sind ähnlich den Schlitzen 87, 88, 92 des ersten ergeben sich Kennlinien /, g, h, wenn das auf die 40 Ausführungsbeispiels. Die Verbindung der Füh-Führungsplatten 85 und 86 aufgebrachte Dreh- rungsteile 149 und 150 mit den anderen Führungsmoment konstant gehalten wird und die Achslinie platten 135 und 136 und die Druckaufnahme, welche der Einstellwelle 101 bei F₃, G₃ und H₃ nach F i g. 3 das Drehmoment auf die Führungsteile 149 und 150 liegt. Die Kurven ergeben bei / eine konstante Be- bewirkt, sind ebenfalls ähnlich dem ersten Ausfühlastungscharakteristik, bei g einen konstanten Abtrieb 45 rungsbeispiel.

und bei h eine dazwischenliegende Kennlinie. Durch Da sich viele Übereinstimmungen mit dem ersten

Steuerung mit dem Handrad 103 und Bewegung der Ausführungsbeispiel ergeben, ist auch die Wirkung Einstellwelle 101 kann die Last-Geschwindigkeits- der automatisch variablen Geschwindigkeit dieselbe, charakteristik frei gewählt und dargestellt werden. Da jedoch die Reibräder 133,134 schalenförmig aus-Durch Korrektur der Kurven der Schlitze 87 und 88 50 gebildet und die Radien der Reibebenen 145,146 um geeignete Gradwerte läßt sich eine vollkommen größer sind, wird der effektive Radius größer.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

p- getriebe auch bekannt (britische Patentschrift e. 772 749), eine Steuerspindel mit beaufschlagter Welle

1. Schalteinrichtung für ein stufenlos Steuer- und Gelenkpunkt anzuordnen.

bares Reibradgetriebe mit je einem koaxialen, Bei den bekannten stufenlos steuerbaren Reibradkonischen An- und Abtriebsrad, die über eine 5 getrieben besteht der Nachteil, daß das Übersetzungs-Anzahl von in einem frei drehbaren Lagerring verhältnis nicht in Abhängigkeit von dem Lastgeführten Zwischenkugeln in kraftschlüssiger moment bei einstellbarer Charakteristik zu regeln Verbindung stehen, deren Stützwellen mit ihren oder von außen zu steuern ist. Enden in freier Neigungsmöglichkeit, jedoch Durch die Erfindung soll dieser Nachteil dadurch

durch eine Mitnahmescheibe synchron gekoppelt, io überwunden werden, daß die Führungsplatten zur in schrägen bzw. schraubenförmigen Schlitzen Aufnahme der Reaktion über einstellbare Federn im von zwei Führungsplatten gelagert sind, die ko- Gehäuse abgestützt und zur Einstellung über einen axial zu dem An- und dem Abtriebsrad im Verbindungshebel verbunden sind, dessen beide Gehäuse angeordnet und zur Steuerung relativ Enden schwenkbar in den Führungsplatten gelagert zueinander drehbar sind, dadurch gekenn- 15 sind und der in seinem Mittelteil einen in ihm längszeichnet, daß die Führungsplatten (85, 86; 143, verschieblichen Einstellzapfen aufnimmt, der seiner- 144) zur Aufnahme der Reaktion über einstell- seits zum Schwenken des Verbindungshebels als bare Federn (112,113) im Gehäuse (80,130) ab- Drehpunkt dienend an eine Stellvorrichtung angegestützt und zur Einstellung über einen Verbin- schlossen ist.

dungshebel (97) verbunden sind, dessen beide 20 In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vor-Enden schwenkbar in den Führungsplatten (85, gesehen, daß zur Steuerung der elastischen Stützkraft 86; 135,136) gelagert sind und der in seinem am äußeren Umfang der Führungsplatten im gleichen Mittelteil einen in ihm längsverschieblichen Ein- Abstand sechs nach außen ragende Druckaufnahmestellzapfen (101) aufnimmt, der seinerseits zum platten in seitlich ringförmigen Ausnehmungen am Schwenken des Verbindungshebels (97) als Dreh- 25 Umfang des Gehäuses angeordnet sind, wobei punkt dienend an eine Stellvorrichtung (100,102, Justierringe drehbar in diesen Ausnehmungen an den 103) angeschlossen ist. äußeren Seiten der Druckaufnahmeplatten liegen und

2. Schalteinrichtung für ein stufenlos Steuer- an ihrem inneren Umfang nach außen ragende bares Reibradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch Gegendruckplatten aufweisen und wobei zwischen gekennzeichnet, daß zur Steuerung der elastischen 30 den Druckaufnahmeplatten und den Gegendruck-Stützkraft am äußeren Umfang der Führungs- platten Federn angeordnet sind und ferner eine platten (86,85; 135,136) im gleichen Abstand Steuerspindel über ein Zahnradgetriebe mit dem sechs nach außen ragende Druckaufnahmeplatten Justierring verbunden ist.

(104,105) in seitlich ringförmigen Ausnehmungen Mit der Erfindung wird es ermöglicht, das Über-

(106,107) am Umfang des Gehäuses (80,130) 35 Setzungsverhältnis in Abhängigkeit von dem Lastangeordnet sind, wobei Justierringe (108,109) moment bei einstellbarer Charakteristik zu regeln drehbar in diesen Ausnehmungen an den äußeren oder von außen zu steuern, ohne daß zusätzliche Seiten der Druckaufnahmeplatten (104,105) lie- Verstellmittel, beispielsweise durch Hydraulik, gen und an ihrem inneren Umfang nach außen Druckluft oder auf elektrischem Wege benötigt werragende Gegendruckplatten (UO, 111) aufweisen 40 den. Das erfindungsgemäße Reibradgetriebe ist daher und wobei zwischen den Druckaufnahmeplatten in seinem Aufbau einfach, und seine Herstellung er- (104,105) und den Gegendruckplatten (110, Ul) fordert keinen besonderen Aufwand. Federn (112,113) angeordnet sind und ferner Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in

eine Steuerspindel (123) über ein Zahnradgetriebe der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen (124,124,114) mit dem Justierring (108) verbun- 45 näher beschrieben. Es zeigt den ist. Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Getriebe,

F i g. 2 einen Querschnitt durch das Getriebe nach i

g
F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein Wellenteil des

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrich- 50 Getriebes nach Fig. 1,

rung für ein stufenlos steuerbares Reibradgetriebe F i g. 4 eine Teilansicht des Getriebeteils, dessen

mit je einem koaxialen konischen An- und Abtriebs- Zahnräder mit einem äußeren Umfangszahnrad rad, die über eine Anzahl von in einem frei dreh- kämmen,

baren Lagerring geführten Zwischenkugeln mitein- F i g. 5 bis F i g. 7 eine Darstellung der wirkenden

ander in kraftschlüssiger Verbindung stehen, deren 55 Kräfte bei einer Zwischenkugel und die Wirkung der Stützwellen mit ihren Enden in freier Neigungsmög- automatisch veränderbaren Geschwindigkeit auf lichkeit, jedoch durch eine Mitnahmescheibe syn- diese,

chron gekoppelt, in schrägen bzw. schraubenförmigen F i g. 8 eine graphische Darstellung der Last-

Schlitzen von zwei Führungsplatten gelagert sind, die Geschwindigkeitskennlinien des Getriebes, koaxial zu dem An- und Abtriebsrad im Gehäuse 60 F i g. 9 einen Längsschnitt durch eine andere Ausangeordnet und zur Steuerung relativ zueinander führungsform des erfindungsgemäßen Getriebes, drehbar sind (deutsche Auslegeschrift 1 165 372). Nach dem in F i g. 1 bis 4 dargestellten Ausfüh-

Ferner ist es bekannt (deutsche Patentschrift rungsbeispiel sind an den inneren Enden einer An-021), bei einer selbsttätigen Schalteinrichtung für triebswelle 81 und einer Abtriebswelle 82, welche stufenlos steuerbare Reibradgetriebe die Führungs- 65 eine gemeinsame Achslinie aufweisen und beidseitig platte zur Aufnahme der Reaktion abzustützen und in Kugellagern im Gehäuse 80 liegen, Reibräder 83 einzustellen. und 84 befestigt, die konische Reibflächen haben.

Schließlich ist es bei einem derartigen Reibrad- Auf der Innenseite der Seitenwände des Gehäuses