DE19923669A1

DE19923669A1 - Continuously controllable gear for engine or machine tool has central gear rim on toothed drive shaft coupled to engine and transfer pinions for connection to drive shaft with toothed ring gear

Info

Publication number: DE19923669A1
Application number: DE1999123669
Authority: DE
Inventors: Ronny Steinert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-22
Filing date: 1999-05-22
Publication date: 2000-12-07

Abstract

The gearing has a gear rim (1) arranged centrally on a toothed drive shaft (2) coupled to an engine on the primary side. Independently acting clockwise (4) and anticlockwise (5) transfer pinions positively and nonpositively are provided for connection to the drive shaft (6). The drive shaft has a toothed ring gear (3) on its drive side. The toothed drive shaft is symmetrical on both sides and is conical on both sides, tapering from the center gear rim to the casing bearings.

Description

Die Erfindung ist sowohl an Kraft- als auch an Arbeitsmaschinen, bei denen es auf eine kon tinuierliche Drehzahlregelung ankommt, anwendbar.The invention is applicable to both power and work machines, where there is a con accurate speed control arrives, applicable.

Es sind insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie Getriebe bekannt, die als Automatikge triebe, abhängig von der Motordrehzahl, eine stufenlose Übersetzung gewünschter Dreh zahlverhältnisse ermöglichen. Beim Betrieb von Arbeitsmaschinen bedient man sich traditio nell bekannter Getriebekombinationen in der Ausführung als Schaltgetriebe bzw. als diskon tinuierlich einstellbare Keilriemengetriebe.Gearboxes are known in particular in the motor vehicle industry, which are known as automatic gearboxes gears, depending on the engine speed, a stepless ratio of the desired rotation enable payment relationships. Traditio is used when operating work machines nell known gear combinations in the design as a manual transmission or as a discount continuously adjustable V-belt transmission.

Nachfolgend sollen die der Erfindung am nächsten bekannten technischen Lösungen her ausgestellt werden.The technical solutions closest known to the invention are to be found below to be issued.

Gemäß der DE-OS 37 00 051 wird ein stufenloses Getriebe angeboten, das als Planetenge triebe einem mechanisch-hydraulischem Prinzip folgt und als Fluidgetriebe konzipiert ist. Dieses ersetzt komplizierte allgemein bekannte Schaltgetriebe und beschränkt sich in kom pakter Bauweise auf wenige durch ein Gehäuse umschlossene Planetenräder, die sich auf einer Zentralwelle abstützen, einen rotierenden mit Ausnehmungen versehenen innen- und außenverzahnten Ring, der ein durch den eingeleiteten Flüssigkeitsdruck abhängiges Drehmoment erzeugt. Gleichzeitig mit der gewollten Übertragung eines Drehmomentes auf die Zentralwelle zum weiteren Antrieb einer Arbeitsmaschine wird mittels eines neben dem Ring angeordneten Zahnrades die Funktion einer Ölpumpe hergestellt. Der Nachteil einer solchen Anordnung besteht jedoch darin, dass zum Betrieb eines derartigen Getriebes eine Vielzahl peripherer Einrichtungen zum Erzeugen, Messen und Regeln eines notwendigen Fluiddruckes sowie entsprechende Leitungssysteme und Armaturen erforderlich sind und damit den gewonnenen Vorteil der einfachen Bauart dieses Getriebes wieder in den Hinter grund treten lassen.According to DE-OS 37 00 051 a continuously variable transmission is offered, which as a planetary gear drives follows a mechanical-hydraulic principle and is designed as a fluid transmission. This replaces complicated, well-known manual transmissions and is limited in com compact design on a few planet gears enclosed by a housing, which are based on support a central shaft, a rotating recessed inside and externally toothed ring, which is dependent on the introduced liquid pressure Torque generated. Simultaneously with the desired transmission of a torque the central shaft for the further drive of a work machine is by means of a next to the Ring arranged gear produced the function of an oil pump. The disadvantage of one Such an arrangement, however, consists in the fact that a Numerous peripheral devices for generating, measuring and controlling a necessary Fluid pressure and corresponding line systems and fittings are required and thus the gained advantage of the simple design of this transmission in the back let it kick.

Besonders für den Betrieb von Werkzeugmaschinen (Arbeitsmaschinen) würde die v. g. Lö sung einen zusätzlichen, nicht vertretbaren, konstruktiven Aufwand bedeuten.Especially for the operation of machine tools (work machines) the v. G. Lö solution mean an additional, unjustifiable, constructive effort.

Die DE-OS 29 25 621 schlägt einen Mechanismus zur stufenlosen, proportionalen Änderung der relativen Winkelgeschwindigkeit zweier Wellen vor. DE-OS 29 25 621 proposes a mechanism for continuous, proportional change the relative angular velocity of two waves.

Diese Lösung erreicht unterschiedliche Drehzahlen am Abtrieb durch die Zwischenschaltung einer manuell ein- bzw. ausrückbaren Übertragungseinheit in radialer Art und Weise aus der Sicht der gegenüberliegenden An- und Abtriebswelle.This solution achieves different speeds at the output due to the interposition a transmission unit that can be manually engaged or disengaged in a radial manner from the View of the opposite input and output shaft.

Man bedient sich dabei einer komplizierten Konstruktion mit rotierenden Bauteilen, die über eine Verzahnung, in Abhängigkeit ihrer eingerückten Position in einem begrenzten Teil einer Welle in deren Verbindungseingriff stehen. Als Nachteil ist der unbestritten hohe konstruktive Aufwand zu sehen und die ständig sich im Eingriff befindenden Elemente, sodass letztlich auch eine Freilaufposition bzw. zusätzliche Kupplungsmechanismen erforderlich sind. Die Ausbildung dieses Getriebes läßt Übertragungen in nur einer fluchtenden Wellenlage zu.One uses a complicated construction with rotating components that over a toothing, depending on their indented position in a limited part of a Shaft in their connection engagement. A disadvantage is the undisputedly high level of construction Effort to see and the constantly engaged elements, so ultimately a freewheel position or additional clutch mechanisms are also required. The Formation of this transmission allows transmissions in only one aligned shaft position.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs beschriebenen Art sol chermaßen weiterzuentwickeln, dass bei seiner Arbeitsweise eine wesentliche Verbesserung der Kraftübertragung erreicht wird, unter Verringerung des konstruktiven Aufwandes.The invention has for its object a sol transmission of the type described above to develop further in a way that significantly improves the way it works the power transmission is achieved while reducing the design effort.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die von einer mit einer bestimmten oder variablen Drehzahl arbeitenden Antriebsmaschine erzeugte Rotation in das stufenlos regel bare Getriebe eingetragen wird. Dabei steht die Antriebsmaschine mit dem Getriebe über einen Zahnkranz in Verbindung, der mittig auf einen von beiden Seiten sich konisch nach innen vergrößernden gezahnten Antriebswelle angeordnet ist. Die Antriebswelle ist in übli cher Weise an beiden Seiten in einem Getriebegehäuse gelagert. Die Übertragung der Drehbewegung, der stets in gleichem Drehsinn rotierenden Antriebswelle nebst Zahnkranz erfolgt dann in der Weise auf ein Tellerrad, indem sich zwischen beiden symmetrisch ange ordnet, zwei gleichgroße Übertragungsritzel befinden. Diese werden wechselseitig durch einen geeigneten Stellantrieb mit beiden in Eingriff gebracht, wobei das Tellerrad mit einer definierten Ausgangsdrehzahl die Aufnahme des jeweiligen Übertragungsritzels an seinem Randbereich ermöglicht. Die beiden Übertragungsritzel, jeweils für Links- und Rechtslauf, werden dabei radial verschieblich in Gleitlagern aufgenommen. Von besonderer Bedeutung ist es, dass die elastisch im Grundkörper der Übertragungsritzel eingesetzten Mitnehmer, in Abhängigkeit von der Eingriffsposition, eine stufenlose Erhöhung oder Verringerung der an der Abtriebswelle abnehmbaren Drehzahl ermöglichen. According to the invention this is achieved in that the one with a certain or Variable speed working engine generated rotation in the continuously variable control bare gear is entered. The drive machine with the transmission protrudes a ring gear in connection, which is conical in the middle on one of the two sides internally enlarging toothed drive shaft is arranged. The drive shaft is in übli cher way stored on both sides in a gearbox. The transfer of the Rotary movement, the drive shaft rotating in the same direction of rotation together with gear rim then takes place in the manner of a ring gear by being symmetrically between the two arranges two transmission sprockets of the same size. These are reciprocal a suitable actuator brought into engagement with both, the ring gear with one defined output speed the recording of the respective transmission pinion on its Border area allows. The two transmission pinions, each for left and right rotation, are accommodated in sliding bearings in a radially displaceable manner. Really important is it that the drivers elastically inserted in the base body of the transmission pinion, in Dependent on the engagement position, a gradual increase or decrease in the enable removable speed of the output shaft.

Entsprechend der geometrischen Gestaltung der Verzahnungen an Antriebswelle und der der Tellerradverzahnung, die auf jeden Fall unterschiedliche Zahnflankenneigungen besit zen, passen sich die Flanken der Mitnehmer jeder eingerückten Stellung der Übertragungs ritzel an. Die auf dem Tellerrad aufgebrachte Verzahnung bildet in gewollter Weise durch ihre radiale Ausdehnung vom Randbereich in Richtung Mittelpunkt des Rades Variations möglichkeiten.According to the geometrical design of the toothing on the drive shaft and the the ring gear toothing, which definitely has different tooth flank inclinations zen, the flanks of the drivers adapt to each indented position of the transmission sprocket. The teeth on the ring gear form in a deliberate manner their radial extension from the edge area towards the center of the wheel Variations possibilities.

Das erfindungsgemäß stufenlos regelbare Getriebe wird anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles weiter beschrieben und verdeutlicht.The continuously variable transmission according to the invention is shown in a drawing illustrated embodiment further described and illustrated.

Dabei wird in perspektivischer Darstellung eine zweckmäßige Realisierung der einzelnen Bestandteile des Getriebes zueinander erläutert:In this case, a practical implementation of the individual is shown in perspective Components of the gearbox explained to each other:

An einer z. B. mit kontinuierlicher Drehzahl arbeitenden Kraftmaschine steht das erfindungs gemäße Getriebe über den Zahnkranz (1), der mittig auf der gezahnten Antriebswelle (2) angeordnet ist, in form- und kraftschlüssiger Verbindung. Dabei ist die beiderseits in einem bekannten Getriebegehäuse drehbar gelagerte und gezahnte Antriebswelle (2) konstruktiv so ausgebildet, dass sie auf beiden Seiten neben dem Zahnkranz (1) eine Verzahnung be sitzt, die von außen nach innen eine konische Durchmesservergrößerung aufweist.At a z. B. with continuous speed engine, the fiction, contemporary gear via the ring gear ( 1 ), which is arranged centrally on the toothed drive shaft ( 2 ), in a positive and non-positive connection. The both sides in a known gear housing rotatably mounted and toothed drive shaft ( 2 ) is designed so that it sits on both sides next to the ring gear ( 1 ) be a toothing, which has a conical increase in diameter from the outside to the inside.

Das Gegenstück zu der mit Zahnkranz (1) versehenen gezahnten Antriebswelle (2), die mit dem Tellerrad (3) um 90° versetzte Abtriebswelle (5), befindet sich dabei wahlweise über eines der zwei symmetrisch angeordneten Übertragungsritzel-Rechtslauf (4) oder Übertra gungsritzel-Linkslauf (5) im Eingriff.The counterpart connected to ring gear (1) provided with a gear drive shaft (2), the staggered with the ring gear (3) by 90 ° output shaft (5), is in this case either via one of the two symmetrically arranged transmission pinion-clockwise (4) or Übertra Gungsritzel counterclockwise rotation ( 5 ) engaged.

Die vorgesehene Einrückbarkeit derselben kann dabei manuell oder über elektro mechanische bzw. hydraulische Stellantriebe erreicht werden, wobei sie auf in Gleitlagern drehbar gelagerten Ritzelwellen-Rechts- bzw. Linkslauf (9, 10) verschiebbar sind. Während das Tellerrad (3) mit definierter Drehzahl die stufenlose Einrückung eines der beiden Über tragungsritzel-Rechts-bzw. Linkslauf (4, 5) ermöglicht, wird dies vorteilhafterweise dadurch unterstützt, dass die beispielsweise im Grundkörper (11) der Übertragungsritzel-Rechts- bzw. Linkslauf (4, 5) federbelasteten und in Nuten (12) derselben bis zu einem Anschlag gleitfähi gen Mitnehmer (7) den Neigungsverhältnissen der jeweils diametral aber nicht in gleicher Weise gearbeiteten Zahnflanken der gezahnten Antriebswelle (2) und der Tellerradverzah nung (8) anpaßbar sind. The intended engagement of the same can be achieved manually or by means of electromechanical or hydraulic actuators, whereby they can be displaced on clockwise or anticlockwise rotation ( 9 , 10 ) of pinion shafts rotatably mounted in slide bearings. While the ring gear ( 3 ) with a defined speed, the stepless engagement of one of the two transmission pinion right or. Counter-clockwise rotation ( 4 , 5 ) enables this is advantageously supported by the fact that in the base body ( 11 ) of the transmission pinion clockwise or anti-clockwise rotation ( 4 , 5 ) spring-loaded and in grooves ( 12 ) of the same up to a stop slidable driver ( 7 ) the inclination of the respective diametrically but not in the same way worked tooth flanks of the toothed drive shaft ( 2 ) and the ring gear toothing ( 8 ) are adaptable.

Entsprechend des gewünschten Drehsinns der Abtriebswelle (6) befindet sich stets eines der beiden Übertragungsritzel-Rechts- bzw. Linkslauf (4, 5) im Ruhezustand oder im Freilauf. Die Tellerradverzahnung (8) beginnt mit einem Absatz am Rand des Tellerrades (3) und setzt sich in Richtung Mittelpunkt des Tellerrades (3), entsprechend eines festzulegenden Drehzahlbereiches, weiter fort. In accordance with the desired direction of rotation of the output shaft ( 6 ), one of the two transmission pinion clockwise or counterclockwise rotation ( 4 , 5 ) is always in the idle state or in freewheeling. The ring gear toothing ( 8 ) begins with a shoulder at the edge of the ring gear ( 3 ) and continues in the direction of the center of the ring gear ( 3 ) in accordance with a speed range to be determined.

Reference list

11

Zahnkranz
Sprocket

22nd

Gezahnte Antriebswelle
Toothed drive shaft

33rd

Tellerrad
Ring gear

44th

Übertragungsritzel-Rechtslauf
Transfer pinion clockwise rotation

55

Übertragungsritzel-Linkslauf
Transfer pinion counterclockwise rotation

66

Abtriebswelle
Output shaft

77

Mitnehmer
Carrier

88th

Tellerradverzahnung
Ring gear teeth

99

Ritzelwelle-Rechtslauf
Pinion shaft clockwise rotation

1010th

Ritzelwelle-Linkslauf
Pinion shaft counterclockwise rotation

1111

Grundkörper
Basic body

1212th

Nut
Groove

Claims

1. Infinitely variable transmission for power and working machines via with meshing elements and actuators, characterized in that the gear rim ( 1 ) arranged centrally on the toothed drive shaft ( 2 ) is coupled on the primary side to an engine and the positive and non-positive Connection to the output shaft ( 6 ) through the two independently operable transmission pinion right or. Counterclockwise rotation ( 4 , 5 ) is provided, the output shaft ( 6 ) being provided on the transmission side with a ring gear ( 3 ) having toothing.

2. Infinitely variable transmission according to claim 1, characterized in that the toothed drive shaft ( 2 ) has symmetrically from both sides after their provided in the transmission housing in the direction of the ring gear ( 1 ) has a conically increasing diameter teeth.

3. Continuously variable transmission according to claim (2), characterized in that the toothing of the drive shaft ( 2 ) ends at a distance in front of the ring gear ( 1 ).

4. Infinitely variable transmission according to claims 1 to 3, characterized in that the output shaft ( 6 ) is firmly connected to one of the speed of the transmission pinion clockwise or counterclockwise rotation ( 4 , 5 ) adjustable ring gear ( 3 ).

5. A continuously variable transmission according to claim 1 and 4, characterized in that the Tellerradverzahnung located on the ring gear (3) in the edge zone (8), the serration of the toothed drive shaft (2), diametrically opposing tooth flanks tilt and both no take identical proportions.

6. Infinitely variable transmission according to claim 1, characterized in that for the left or right rotation of the output shaft ( 6 ) each symmetrically and centrally between en toothed drive ( 2 ) and output shaft ( 6 ) located transmission pinion right or -Left run ( 4 , 5 ) on the pinion shaft right or. -Left run ( 9 , 10 ), which are accommodated in slide bearings, are arranged so that they can move by means of actuators, and alternate with the engagement between the toothed drive shaft ( 2 ) and the 90 ° offset ring gear ( 3 ), ring gear toothing ( 8 ) and subsequent Drive output shaft ( 6 ).

7. Infinitely variable transmission according to claims 1, 4 and 6, characterized in that by means of elastically mounted drivers ( 7 ) in the concealed grooves ( 12 ) of the transmission pinion clockwise or counterclockwise rotation ( 4 , 5 ) sliding up are embedded to a stop, the positive and positive connection between the toothed drive shaft ( 2 ) and output shaft ( 6 ) is given at every possible engagement position.

8. Infinitely variable transmission according to claim 7, characterized in that the drivers ( 7 ) are adapted in their geometric shape to the tooth flank ratios of the toothed drive shaft ( 2 ) and the ring gear teeth ( 8 ).

9. Infinitely variable transmission for power and work machines, characterized in that it has features of claims 1 to 8.