DE20220391U1 - Infinitely variable transmission has a belt driven variable drive with flat belts fitted inside a planetary transmission - Google Patents
Infinitely variable transmission has a belt driven variable drive with flat belts fitted inside a planetary transmissionInfo
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Abstract
Description
[Gebrauchsmusteranmeldung][Utility model application]
[Bezeichnung der Erfindung:] Vorrichtung zur stufenlosen Orehwandlung[Name of the invention:] Device for continuous oreh conversion
--— - &ngr; w v V W &psgr; &phgr;--— - &ngr; wv V W &psgr; φ
[Beschreibung][Description]
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur stufenlosen mechanischen Drehwandlung, insbesondere für Kraftfahrzeuge.The invention relates to a device for stepless mechanical rotation conversion, in particular for motor vehicles.
[Stand der Technik][State of the art]
Es ist bekannt, dass ergonomische Automatikgetriebe, trotz ihrer Unwirtschaftlichkeit, weltweit bei Fahrzeugen immer stärker zum Einsatz kommen. Nennenswerte Alternativen zu bekannten Automatikgetrieben stellen Umschlingungsgetriebe und Toroidalgetriebe dar. Wegen der kinematischen Differenz in den Kontaktflächen, werden derartige Getriebe bevorzugt mit ölgeschmierten Reibmetallpaaren eingesetzt. Dies erfordert aber sehr hohe Anpressdrücke und damit verbunden hohe Energieverluste in den Reibpaaren, in den regulierbaren Anpresseinrichtungen und in den Wellenkugellagern.It is known that ergonomic automatic transmissions, despite their uneconomical nature, are increasingly being used in vehicles around the world. Belt transmissions and toroidal transmissions are notable alternatives to known automatic transmissions. Due to the kinematic difference in the contact surfaces, such transmissions are preferably used with oil-lubricated friction metal pairs. However, this requires very high contact pressures and, as a result, high energy losses in the friction pairs, in the adjustable contact pressure devices and in the shaft ball bearings.
Außerdem brauchen solche Getriebe energieintensive Anfahrkupplungen und, um eine notwendige Drehzahlanpassung der Abtriebswelle zu erreichen, zusätzliche Zahnradpaare, so dass höhere Energieverluste, Getriebegewichte, Kosten und größere Baumaße verursacht werden. Eine Vergrößerung der Nennleistungen des Antriebs verursacht zudem eine überproportionale Vergrößerung der Baumaße. In addition, such transmissions require energy-intensive starting clutches and, in order to achieve the necessary speed adjustment of the output shaft, additional gear pairs, which results in higher energy losses, transmission weights, costs and larger dimensions. An increase in the nominal power of the drive also causes a disproportionate increase in the dimensions.
Aus der Druckschrift DE 100 21 912 A1 ist ein Getriebe bekannt, welches die Anfahrkupplung ersetzt und einen Rücklaufgang beim Toroidalgetriebe durch ein Umlaufgetriebe schafft. Dieses Getriebe ist jedoch zu kompliziert, energieintensiv und kann nicht die anderen Nachteile des Toroidalgetriebes beseitigen.From the publication DE 100 21 912 A1, a transmission is known which replaces the starting clutch and creates a reverse gear in the toroidal transmission by means of an epicyclic gear. However, this transmission is too complicated, energy-intensive and cannot eliminate the other disadvantages of the toroidal transmission.
Des weiteren ist aus der Druckschrift DE 31 31 169 A1 ein Getriebe bekannt, bei welchem ein Vorlauf, Stillstand und Rücklauf der Abtriebswelle einstellbar ist und in mindestens einem Übersetzungsverhältnis eine direkte Drehmomentübertragung vorgesehen ist.Furthermore, a transmission is known from the publication DE 31 31 169 A1 in which a forward movement, standstill and reverse movement of the output shaft can be adjusted and a direct torque transmission is provided in at least one transmission ratio.
Außer einem größeren Raumbedarf besteht der Nachteil einer solcher Ausgestaltung des mechanischen Getriebes darin, dass eine direkte Drehmomentübertragung kinematisch unmöglich ist.Apart from the larger space requirement, the disadvantage of such a design of the mechanical transmission is that a direct torque transmission is kinematically impossible.
Schließlich sind aus den Druckschriften US 4 295 836 und DE 39 07 130 A1 Getriebe bekannt, bei welchen flache und flexible Riemen zwischen den Riemenscheiben mit veränderlichem Durchmesser verwendet werden, wobei im wesentlichen ein Paar von Riemenscheiben beansprucht ist, welche eine Reihe von Riemenantriebselementen aufspannen, die simultan sowohl radial als auch in Umfangsrichtung bewegt werden.Finally, from the documents US 4 295 836 and DE 39 07 130 A1, transmissions are known in which flat and flexible belts are used between the pulleys of variable diameter, whereby essentially a pair of pulleys is stressed, which span a series of belt drive elements which are moved simultaneously both radially and in the circumferential direction.
Wegen der Auswirkung des Polygoneffektes verursacht die Diskretheit der Kontaktflächen Vibrationen bzw. Energieverluste. Ein Versuch der Leistungsverdichtung durch die Bereitstellung einer Leitrolle innerhalb der Ausdehnung der Riemenscheiben verursacht zusätzliche Energieverluste.Due to the impact of the polygon effect, the discreteness of the contact surfaces causes vibrations and energy losses. An attempt to compress the power by providing a guide roller within the extension of the pulleys causes additional energy losses.
Der Stand der Technik ist somit bei stufenlosen Getrieben unbefriedigend. Offensichtlich sind stufenlose Getriebe nur dann durchsetzfähig, wenn vor allem der Wirkungsgrad, das Preis-Leistungsverhältnis und der Raumbedarf das Niveau der Werte eines Schaltgetriebes erreichen würden und die Ergonomiewerte mit den Werten eines Automatikgetriebes vergleichbar sind.The state of the art in continuously variable transmissions is therefore unsatisfactory. Continuously variable transmissions can obviously only be implemented if the efficiency, price-performance ratio and space requirements are on a par with those of a manual transmission and the ergonomics are comparable with those of an automatic transmission.
[Aufgabe der Erfindung][Task of the invention]
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur stufenlosen mechanischen Drehwandlung zu schaffen, bei der ein hoher Wirkungsgrad und ein gutes Preis-Leistungsverhältnis bei einem geringen Bauvolumen und einer einfachen Bedienbarkeit wie bei einem Automatikgetriebe erreicht wird.The object of the invention is to provide a device for continuously variable mechanical rotary conversion, in which a high degree of efficiency and a good price-performance ratio are achieved with a small construction volume and simple operation like an automatic transmission.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen des 1. Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object of the invention is achieved with the features of the first protection claim. Advantageous further developments and embodiments are the subject of the subclaims.
Zur Erhöhung des Wirkungsgrades und zur Erweiterung der Funktionen eines Getriebes, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wird vorgeschlagen, dass ein Drehmoment von einer Antriebswelle entweder direkt durch eine schaltbare Kupplung oder über einen Umlaufvariator auf eine Abtriebswelle übertragen wird. Der Umlaufvariator besteht aus mindestens zwei Paar in ihrem Durchmesser veränderbaren Walzen, die durch mindestens drei flache und flexible Zugmittel in geschlos-To increase the efficiency and to expand the functions of a transmission, especially for motor vehicles, it is proposed that a torque from a drive shaft is transmitted to an output shaft either directly through a switchable clutch or via a rotary variator. The rotary variator consists of at least two pairs of rollers with variable diameters, which are connected in a closed loop by at least three flat and flexible traction means.
sener Schlangenform kreuzweise und beiderseitig abwechselnd umschlungen sind.its snake shape is entwined crosswise and alternately on both sides.
Die Erfindung weist ferner Mittel auf, die Durchmesser der Walzen jeweils paarweise derart stufenlos zu verändern, dass unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse einstellbar sind.The invention further comprises means for continuously changing the diameters of the rollers in pairs in such a way that different transmission ratios can be set.
Da die Länge der Zugmittel für jede Umschlingung konstant und gleich ist, sind weitere Mittel erforderlich, um die Achsen der Walzen zu verschieben.Since the length of the traction means is constant and the same for each wrap, additional means are required to move the axes of the rollers.
Zusammengefasst ergeben sich aus dieser Lösung für den neuen Drehwandler folgende Vorteile:In summary, this solution for the new rotary converter offers the following advantages:
- Dynamische Geschlossenheit - die Anpressdrücke der Zugmittel auf die Walzen werden gegenseitig kompensiert und nicht auf die Achsenlager und Regelungseinrichtungen übertragen;- Dynamic closure - the contact pressures of the traction devices on the rollers are mutually compensated and not transferred to the axle bearings and control devices;
- kinematische Differenzlosigkeit - kinematischbedingte Energieverluste sind in den Reibpaaren ausgeschlossen, weil zylindrische Walzen und flache Zugmittel benutzt werden, wobei die Energieverluste durch ein Knicken und durch Schlüpfe der Zugmittel gering sind;- kinematic differencelessness - kinematically caused energy losses are excluded in the friction pairs because cylindrical rollers and flat traction elements are used, whereby the energy losses due to buckling and slippage of the traction elements are low;
- Direktantriebfähigkeit - über 70% der Fahrzeit erfolgt eine energieverlustfreie Drehmomentübertragung, weil der Umlaufvariator nur bei der Anfahrt und bei starker Beschleunigung eingeschaltet wird;- Direct drive capability - over 70% of the driving time, torque is transmitted without energy loss because the rotary variator is only switched on when starting off and during strong acceleration;
- Anfahrkupplungslosigkeit - Vorlauf, Stillstand und Rücklauf der Abtriebswelle sind kupplungslos und sanft erreichbar;- Starting clutchless - forward movement, standstill and reverse movement of the output shaft can be achieved smoothly and without a clutch;
- Regelbarkeit - eine adäquate und präzise Regelung des Übersetzungsgrades und des Anpressdruckes ist problemlos;- Controllability - adequate and precise control of the gear ratio and contact pressure is easy;
- Schwungradfunktion - Masse- und Raumgewinn, weil der Umlaufvariator das Schwungrad des Verbrennungsmotors ersetzen kann;- Flywheel function - mass and space gain because the rotary variator can replace the flywheel of the combustion engine;
- Dauerhaftigkeit der Zugmittel - Lebensdauer und Raumbedarfsgewinn, weil die Zugmittel beiderseitig und längsvöllig benutzt werden.- Durability of the traction devices - service life and space saving because the traction devices are used on both sides and lengthways.
[Beispiele][Examples]
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Hierbei zeigen:In the following, embodiments of the invention are explained and described in more detail with reference to drawings.
Fig. 1: einen schematischen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Drehwandler, Fig. 1: a schematic longitudinal section through the rotary converter according to the invention,
Fig. 2: einen Schnitt gemäß der Schnittlinie A - A in Fig. 1 zur Verdeutlichung der Regelungsvorrichtung und der Zugmittelform, Fig. 2: a section along the line A - A in Fig. 1 to illustrate the control device and the traction mechanism shape,
Fig. 3: eine vereinfachte Draufsicht auf den Drehwandler, Fig. 3: a simplified top view of the rotary converter,
Fig. 4: eine vereinfachte, in zwei Ebenen geschnittene perspektivische Darstellung der Antriebswalze mit variablem Durchmesser, Fig. 4: a simplified perspective view of the variable diameter drive roller cut in two planes,
Fig. 5: eine vereinfachte, in drei Ebene geschnittene perspektivische Darstellung der Antriebswalze mit kurbeiförmigen äußeren Speichenachen und variablen Durchmessern, Fig. 5: a simplified perspective view of the drive roller cut in three planes with curved outer spokes and variable diameters,
Fig. 6(a, b):eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens von Zugmittel und Walzen mit kurbeiförmigen äußeren Speichenachsen, Fig. 6(a, b): a schematic representation of the interaction of traction means and rollers with crank-shaped outer spoke axes,
Fig. 7: eine schematische Darstellung des Kegelachsenantriebs mit Rücklauf und Doppelvorlauf und Fig. 7: a schematic representation of the cone axis drive with return and double forward and
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Raupenfahrzeugantriebs mit zwei Umlaufvariatoren. Fig. 8 is a schematic representation of a tracked vehicle drive with two rotary variators.
In den Zeichnungen sind vergleichbare Bauteile mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet. In the drawings, comparable components are marked with the same reference numbers.
Der Drehwandler verfügt gemäß Fig. 1 über eine Antriebswelle 1 und eine Abtriebswelle 2, welche koaxial zueinander angeordnet sind. Sie können sowohl über einen Umlaufvariator mit den Walzen 26 und 27 als auch über eine Schaltkupplung 3 direkt miteinander verbunden sein. Einem auf der Antriebswelle 1 befestigten Planeten radträger 4 ist eine Hülse 5 drehbar und koaxial zugeordnet, so dass äußere, auf dem Planetenträger 4 abnehmbar befestigte Führungsscheiben 6, 7 und innere auf der Hülse 5 abnehmbar befestigte Führungsscheiben 8, 9 paarweise direkt benachbart zueinander angeordnet sind.According to Fig. 1, the rotary converter has a drive shaft 1 and an output shaft 2, which are arranged coaxially to one another. They can be connected to one another directly via a rotary variator with the rollers 26 and 27 or via a clutch 3. A sleeve 5 is rotatably and coaxially assigned to a planetary gear carrier 4 fastened to the drive shaft 1, so that outer guide disks 6, 7, which are removably fastened to the planetary carrier 4, and inner guide disks 8, 9, which are removably fastened to the sleeve 5, are arranged in pairs directly adjacent to one another.
Jede der Führungsscheiben 6, 8 sowie 7, 9 eines benachbarten Paares weisen jeweils zwei Serien von in gekrümmter Parallelepipedform ausgeführten Führungen 10,11 sowie 12,13 auf. Die jeweils benachbarten Führungen 10,11 oder 12, 13 eines Paares bzw. einer Führungsscheibe 6, 8 oder 7, 9 sind zueinander unter einem Winkel in entgegengesetzter Uhrzeigerrichtung angeordnet, so dass die Achsen 16,17 der Walzen 26, 27 in Endbuchsen 14,15, die in gekrümmter Rhombenform in den Zwischenräumen der Führungen 10,11 sowie 12,13 ausgebildet sind, aufgenommen werden. Dies Ausführung ist in Fig. 2 durch den Schnitt A-A besser zu erkennen.Each of the guide disks 6, 8 and 7, 9 of an adjacent pair has two series of guides 10, 11 and 12, 13 in a curved parallelepiped shape. The adjacent guides 10, 11 or 12, 13 of a pair or of a guide disk 6, 8 or 7, 9 are arranged at an angle to one another in an anti-clockwise direction, so that the axes 16, 17 of the rollers 26, 27 are accommodated in end bushes 14, 15 which are designed in a curved rhombus shape in the spaces between the guides 10, 11 and 12, 13. This design can be seen better in Fig. 2 through the section AA.
Somit kann eine Radialeinstellung der Walzeachsen 16,17 in abwechselnd entgegengesetzten Richtungen erreicht werden, in dem eine relative Drehbewegung zwischen den Führungsscheiben 6, 8 sowie 7, 9 erzeugt wird. Dazu verfügt die innere Führungsscheibe 9 über eine Serie von selbsthemmenden Bewegungsschraubenverbindungen mit einer Schraubenmutter 18 und einem Schraubenbolzen 19, die über Zahnräder 20, Nocken 21 und Leitrollen 22 betätigt werden, wobei die äußere Führungsscheibe 7 über eine verzahnte bohnenförmige Führung 23 verfügt, so dass bei axialer Verschiebung der Schraubenbolzen 19 eine relative Drehbewegung zwischen den inneren und den äußeren Führungsscheiben 7, 9 sowie 6, 8, und eine radiale Bewegung der Walzeachsen 16,17 in entgegengesetzten Richtungen erzeugt wird.Thus, a radial adjustment of the roller axes 16, 17 in alternately opposite directions can be achieved by generating a relative rotary movement between the guide disks 6, 8 and 7, 9. For this purpose, the inner guide disk 9 has a series of self-locking movement screw connections with a screw nut 18 and a screw bolt 19, which are actuated via gears 20, cams 21 and guide rollers 22, whereby the outer guide disk 7 has a toothed bean-shaped guide 23, so that when the screw bolts 19 are axially displaced, a relative rotary movement between the inner and outer guide disks 7, 9 and 6, 8 and a radial movement of the roller axes 16, 17 in opposite directions is generated.
Die Schaltkupplung 3 wird dabei durch die Nocken 21 und Hydro- oder Pneumomembranzylinder 24 sowie 25 angetrieben.The clutch 3 is driven by the cams 21 and hydraulic or pneumatic diaphragm cylinders 24 and 25.
Die Antriebswalze 26 sowie die Abtriebswalze 27 umfasst, wie in Fig. 3 dargestellt, eine Serie von zickzackförmigen elastischen Lamellenringen 28, welche zueinander an ihren Knicken mit Abstand durch reifenförmige Laschen 29 zu Reifen zusammengehalten sind.The drive roller 26 and the driven roller 27 comprise, as shown in Fig. 3, a series of zigzag-shaped elastic lamellar rings 28, which are held together at their bends at a distance by tire-shaped tabs 29 to form tires.
Ferner sind eine Reihe von schwenkenden geschlossenen Speichen 30, 31 (Fig. 2) angeordnet, welche in Drehrichtung einen ausdehnbaren Querschnitt besitzen und die Reifen 28, 29 mit den der Walzen 26, 27 verbinden.Furthermore, a series of pivoting closed spokes 30, 31 (Fig. 2) are arranged, which have an expandable cross-section in the direction of rotation and connect the tires 28, 29 with those of the rollers 26, 27.
Um die Oberfläche der Walzen 26 und 27 stabil und glatt zu gestalten, wird Anzahl der Speichen 30, 31 maximiert. Dabei sind äußere Speichenschwenkachsen 34, 35 in Bohrungen 36 der Lamellenknickreihen und innere Speichenschwenk-In order to make the surface of the rollers 26 and 27 stable and smooth, the number of spokes 30, 31 is maximized. Outer spoke pivot axes 34, 35 are inserted into holes 36 of the lamella bend rows and inner spoke pivot axes
achsen 38, 39 in den Naben 32, 33 eingeordnet, wobei, um die Reifen elastisch zu halten, zwischen zwei Speichenschwenkachsen 34 sowie 35 mindestens eine Lamellenknickreihe 37 bohrungs- bzw. achsenlos ist.axes 38, 39 are arranged in the hubs 32, 33, whereby, in order to keep the tires elastic, at least one row of sipe bends 37 is without bores or axles between two spoke pivot axes 34 and 35.
Zur Maximierung der Speichenzahl sind gemäß Fig. 1 und Fig. 5 die Speichen 30, 31 mit einer Neigung zu den Walzeachsen 16,17 und den Reifentangenten angeordnet, wobei die Speichen 30, 31 von allen Walzen 26, 27 in Drehrichtung der Antriebswalze 26 geneigt sind.In order to maximize the number of spokes, according to Fig. 1 and Fig. 5, the spokes 30, 31 are arranged with an inclination to the roller axes 16, 17 and the tire tangents, wherein the spokes 30, 31 of all rollers 26, 27 are inclined in the direction of rotation of the drive roller 26.
Die inneren Speichenschwenkachsen 38, 39 der Antriebswalze 26 sind kurbeiförmig ausgebildet und werden von Zähnen 40, 41 einer Zahnbuchse 42 angetrieben, wobei, um die Speichenzahl zu maximieren, die Kurbeln von benachbarten Speichenschwenkachsen 38, 39 bzw. den Zähnen 40,41 axial versetzt sind. Durch ein inneres Gewinde 43 wird die Zahnbuchse 42 mit einem Gewindebolzen 44 bzw. mit einem Zahnrad 45 verbunden, so dass bei axialer Verschiebung des Gewindebolzens 44 der Durchmesser der Walze 26 geändert wird.The inner spoke pivot axes 38, 39 of the drive roller 26 are crank-shaped and are driven by teeth 40, 41 of a toothed bushing 42, whereby, in order to maximize the number of spokes, the cranks of adjacent spoke pivot axes 38, 39 or the teeth 40, 41 are axially offset. The toothed bushing 42 is connected to a threaded bolt 44 or to a gear 45 by an internal thread 43, so that the diameter of the roller 26 is changed when the threaded bolt 44 is axially displaced.
Bei der Abtriebswalze 27 ist die Nabe 33 fest mit der Achse 16 bzw. direkt mit der Abtriebswelle 2 durch Zahnräder 46, 47 verbunden, wobei die inneren Speichenschwenkachsen 48 kurbellos sind.In the output roller 27, the hub 33 is firmly connected to the axle 16 or directly to the output shaft 2 by gears 46, 47, whereby the inner spoke pivot axes 48 are crankless.
Wie in Fig. 2 und Fig. 6 dargestellt, werden die Antriebswalzen 26 sowie die Abtriebswalzen 27 von mindestens drei flachen, flexiblen Zugmitteln 49, 50, 51 in geschlossener Schlangenform kreuzweise und beiderseitig abwechselnd umschlungen, wobei die Speichen 30, 31 eine Neigung in entgegengesetzter Zugrichtung haben, so dass die Zugmittel 49, 50, 51 je nach Abtriebsdrehmoment gespannt werden, bzw. die Zugkraft übertragen wird.As shown in Fig. 2 and Fig. 6, the drive rollers 26 and the output rollers 27 are wrapped crosswise and alternately on both sides by at least three flat, flexible traction means 49, 50, 51 in a closed snake shape, wherein the spokes 30, 31 have an inclination in the opposite direction of pull, so that the traction means 49, 50, 51 are tensioned depending on the output torque, or the traction is transmitted.
Fig. 6a zeigt eine Walzenübersetzung von 1:1 und Fig. 6b eine Walzenübersetzung von 1:2. Fig. 6a shows a roller ratio of 1:1 and Fig. 6b a roller ratio of 1:2.
Die Planetenzahnräder 45, 46 sowie auch das Sonnenzahnrad 47 und ein mit einer inneren Rille 55 versehenes Hohlzahnrad 54, wird von einem Hohlkörper 52 umfasst, welcher auf der Führungsscheibe 7 befestigt ist und eine Ölkammer 53 bildet (Fig. 1).The planetary gears 45, 46 as well as the sun gear 47 and a hollow gear 54 provided with an inner groove 55 are enclosed by a hollow body 52 which is fastened to the guide disk 7 and forms an oil chamber 53 (Fig. 1).
Das Hohlzahnrad 54 ist durch eine Freilaufkupplung 56 mit einer drehfesten, in den Schlitzen 57 axial verschiebbaren Buchse 58 verbunden, welche von einerThe hollow gear 54 is connected by a freewheel clutch 56 to a non-rotatable bushing 58 which is axially displaceable in the slots 57 and which is supported by a
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Steuerkraft, je nach Fahrzustand und Fahrbedarf, betätigt wird. Durch eine axiale Verschiebung der Buchse 58 verschieben sich auch axial die Gewindebolzen 44 und 19, so dass die Durchmesser, bzw. die Übersetzungsverhältnisse der Walzen 26, 27 geändert und die Walzenachsen 16,17 abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen radial verschoben werden, bzw. der Längsdifferenzbedarf der Zugmittel kompensiert wird.Control force is applied depending on the driving condition and driving requirements. By axially displacing the bushing 58, the threaded bolts 44 and 19 also move axially, so that the diameters or the transmission ratios of the rollers 26, 27 are changed and the roller axes 16, 17 are alternately displaced radially in opposite directions, or the longitudinal difference required by the traction means is compensated.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 werden die Durchmesser der Walzen 26, 27 und der Zahnräder 45, 46, 47 und 54 so ausgewählt, dass in äußerst rechter Position der Buchse 58 ein Stillstand oder sogar ein Rücklauf der Abtriebswelle 2 einstellbar ist. Im Gegensatz dazu ist in äußerst linker Position der Buchse 58 die Schaltkupplung 3 von dem Gewindebolzen 19, Nocken 21 und den Antriebszylindern 24, 25 so betätigt, dass ein Direktantrieb eingeschaltet wird, wobei das Hohlzahnrad 54 durch die Freilaufkupplung 56 von der Buchse 58 befreit wird und die Walzen 26 und 27 sowie die Zahnräder 45 und 46 blockiert werden. According to the embodiment of Fig. 1, the diameters of the rollers 26, 27 and the gears 45, 46, 47 and 54 are selected such that in the extreme right position of the bushing 58 a standstill or even a reverse movement of the output shaft 2 can be set. In contrast, in the extreme left position of the bushing 58 the clutch 3 is actuated by the threaded bolt 19, cam 21 and the drive cylinders 24, 25 such that a direct drive is switched on, the hollow gear 54 being freed from the bushing 58 by the freewheel clutch 56 and the rollers 26 and 27 as well as the gears 45 and 46 being blocked.
Da eine Evolventenverzahnung relativ unempfindlich gegen Achsabstandsänderungen ist, läuft die Verzahnung einwandfrei und es ist ausreichend, wenn die Anzahl der Walzen 26, 27 sowie die radialen Verschiebungen der Walzenachsen 16, 17 groß genug ist, bzw. die Achsabstandsänderungen für die Zahnradpaarungen 45, 54 und 46, 47 relativ gering sind.Since an involute gearing is relatively insensitive to changes in the center distance, the gearing runs smoothly and it is sufficient if the number of rollers 26, 27 and the radial displacements of the roller axes 16, 17 are large enough or the changes in the center distance for the gear pairs 45, 54 and 46, 47 are relatively small.
Sollte die Anzahl der Walzen 26, 27 zu gering sein, kann man die Planetenzahnräder 45, 46 durch Kardangelenkwellen oder zusätzliche Zahnradpaarungen mit den Walzenachsen 16,17 verbinden. Bei einer relativ großen Anzahl der Walzen 26, 27, bzw. geringerem Achsenverschiebungsbedarf kann die Zugmittellängsdifferenz durch eine Ausdehnung ausgeglichen, bzw. die Walzenachsen 16,17 können unverschiebbar auf dem Planetenträger 4 angeordnet werden.If the number of rollers 26, 27 is too small, the planetary gears 45, 46 can be connected to the roller axes 16, 17 by means of cardan shafts or additional gear pairs. If the number of rollers 26, 27 is relatively large or the need for a smaller axis shift is small, the longitudinal difference in the traction means can be compensated for by an extension, or the roller axes 16, 17 can be arranged immovably on the planet carrier 4.
Der Längsdifferenzbedarf der Zugmittel 49, 50, 51 kann auch durch Gestaltung der kurbeiförmigen äußeren Speichenachsen 61, 62 kompensiert werden (Fig. 5, Fig. 6), so dass die von außen umschlungenen Teile der Walzen 63, 64 bei Verringerung des gemeinsamen Walzendurchmessers einen größeren Durchmesser als die übrigen Teile in Anspruch nehmen, und bei entsprechender Vergrößerung der Walzendurchmesser ein kleinerer Durchmesser erreicht wird.The longitudinal difference requirement of the traction means 49, 50, 51 can also be compensated by designing the crank-shaped outer spoke axes 61, 62 (Fig. 5, Fig. 6), so that the parts of the rollers 63, 64 wrapped around from the outside take up a larger diameter than the other parts when the common roller diameter is reduced, and a smaller diameter is achieved when the roller diameter is increased accordingly.
Wenn ein Direktantrieb nicht unbedingt notwendig ist, kann man auf die Schaltkupplung 3 sowie auf die Freilaufkupplung 56 verzichten. Um auf den Kupplungsantrieb zu verzichten, wird die Schaltkupplung 3 durch eine drehzahlwirksame, synchronschaltbare oder momentgeschaltete Kupplung ersetzt.If a direct drive is not absolutely necessary, the clutch 3 and the freewheel clutch 56 can be dispensed with. In order to dispense with the clutch drive, the clutch 3 is replaced by a speed-effective, synchronously switchable or torque-switched clutch.
Im Bedarfsfall werden zur Erhöhung der Steuerungszuverlässigkeit die Abtriebswalzen 27 wie Antriebswalzen 26 mit einer Bewegungsschraubennabe ausgestattet und betätigt. Um eine Belastung zu vermindern, werden die Bewegungsschrauben 19, 44 und die Buchse 58 mit in Gewinderillen bzw. in Schlitzen 57 wandernden Kugeln ausgestattet. Es ist auch möglich, dass ein Material mit einem Gedächtnis, das auf Temperatur, ein elektromagnetisches Feld oder andere kontaktlose Steuersignale durch Form- und/oder Volumenveränderung reagieren kann, für die Lamellenringe 28, die Reifen oder die gesamten Walzen und/oder als Antrieb für die Speichenschwenkung benutzt wird.If necessary, the driven rollers 27 are equipped and operated with a motion screw hub like the drive rollers 26 to increase control reliability. To reduce stress, the motion screws 19, 44 and the bushing 58 are equipped with balls that move in thread grooves or slots 57. It is also possible that a material with a memory that can react to temperature, an electromagnetic field or other contactless control signals by changing its shape and/or volume is used for the slat rings 28, the tires or the entire rollers and/or as a drive for the spoke pivoting.
Um Lebensdauer und Zuverlässigkeit zu erhöhen, können flache und glatte Kleingliederketten mit Wiegegelenkbolzen als Zugmittel benutzt werden. Je nach Bedarf, um die Reifen der Walzen 26, 27 elastischer zu gestalten, werden die Lamellenringe 28 zwischen den Knicken im Querschnitt T-förmig ausgeführt. Zur Sicherheit, dass die Zugmittel nicht rutschen, werden die Oberflächen der Walzen 26, 27 mit Rillen versehen.To increase service life and reliability, flat and smooth small link chains with rocker joint pins can be used as traction devices. If necessary, in order to make the tires of the rollers 26, 27 more elastic, the lamella rings 28 between the bends are designed to be T-shaped in cross-section. To ensure that the traction devices do not slip, the surfaces of the rollers 26, 27 are provided with grooves.
Um einen Motor ständig in Verbindung mit der Abtriebswelle 2 zu halten, wird je nach Bedarf die Freilaufkupplung 56 durch eine Schaltkupplung ersetzt, welche synchron in Entgegenschaltung mit der Schaltkupplung 3 betätigt wird. Um das Getriebe kompakter zu gestalten, können die Planetenräder 47 auf den Walzeachsen 17 befestigt, die Buchse 58 fest stationiert und die Schraubenbolzen 19 und 44 durch Leitrollen von einem zusätzlichen Leitsonnenrad über eine Rille betätigt bzw. gesteuert werden.In order to keep a motor constantly connected to the output shaft 2, the freewheel clutch 56 is replaced by a clutch as required, which is operated synchronously in opposite connection with the clutch 3. In order to make the transmission more compact, the planetary gears 47 can be attached to the roller axles 17, the bushing 58 can be fixed in place and the screw bolts 19 and 44 can be operated or controlled by guide rollers from an additional guide sun gear via a groove.
Werden flache Ketten als Zugmittel benutzt, wird das gesamte Getriebe vom Hohlkörper 52 umfasst, welcher entweder auf der Führungsscheibe 6 oder stationär befestigt ist, wodurch eine gesamte Getriebeölkammer gebildet wird. Bei Bedarf an Schutz und Kühlung des Getriebes wird bei Verwendung von Riemen als Zugmittel ein Schutzkühlgehäuse mit Luftfiltereinzug und Luftklappenauszug entweder auf der Führungsscheibe 6 oder stationär befestigt, wobei der Planeten-If flat chains are used as traction means, the entire transmission is enclosed by the hollow body 52, which is either fixed to the guide pulley 6 or stationary, thereby forming an entire transmission oil chamber. If protection and cooling of the transmission is required, a protective cooling housing with air filter intake and air flap extraction is either fixed to the guide pulley 6 or stationary when belts are used as traction means, whereby the planetary gear
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träger 4 mit zentrifugal angeordneten Leitschaufeln und Bohrungen ausgestattet ist.carrier 4 is equipped with centrifugally arranged guide vanes and holes.
Bei einer gleichmäßigen Ausnutzung des Übersetzungsbereiches wird der Planetenträger 4 befestigt oder über eine Kupplung so drehbar gestaltet, dass die Sonnen- bzw. Hohlräder 47, 54 auf den Antriebs-1 bzw. Abtriebswellen 2 befestigt sind, wobei die Bewegungsschrauben 19, 44 direkt betätigt werden können und eine Anfahrkupplung benutzt werden kann.For a uniform utilization of the gear ratio range, the planet carrier 4 is fixed or designed to be rotatable via a clutch so that the sun or ring gears 47, 54 are fixed to the input shaft 1 or output shaft 2, whereby the motion screws 19, 44 can be actuated directly and a starting clutch can be used.
In einer einfachen Ausgestaltung werden die Antriebs- bzw. Abtriebswalzen 26, 27 auf den Antriebs- bzw. Abtriebswellen 1, 2 befestigt und in bekannter Weise mit einem Flachzugmittel umgeschlungen, wobei die Bewegungsschraube 44 von der Steuerkraft direkt betätigt wird.In a simple embodiment, the drive and driven rollers 26, 27 are fastened to the drive and driven shafts 1, 2 and wrapped in a known manner with a flat traction device, wherein the movement screw 44 is actuated directly by the control force.
Bei Benutzung im Kfz-Bereich wird der Planetenträger 4 als Schwungrad an einer Kurbelwelle 59, dargestellt in Fig. 3, eines Verbrennungsmotors abnehmbar befestigt und die Führungsscheibe 6 wird als Zahnrad mit einem Anlasser 60 verbunden, wobei das System Motor-Variator dynamisch balanciert wird.When used in the automotive sector, the planet carrier 4 is removably attached as a flywheel to a crankshaft 59, shown in Fig. 3, of an internal combustion engine and the guide disk 6 is connected as a gear to a starter 60, whereby the engine-variator system is dynamically balanced.
Um den Direktantrieb bei Stadt-, Gelände- oder Autobahnfahrt vollkommen nutzen zu können, wird der Drehwandler, wie in Fig.7 dargestellt, zusätzlich mit mindestens zwei schaltbaren Zahnradstufen ausgestattet, welche, sowie auch mit einem Rücklaufgang, mit dem Achsenantrieb vereinigt werden, wobei, im Fall des Hypoidachsenantriebs, die Antriebskegelräder von Doppelvorlaufgängen 65, 66 sowie eines Rücklaufgangs 67 auf eine Antriebsachse 70 koaxial, schaltbar und beiderseits der Abtriebsachse angeordnet sind, in dem ein Abtriebskegelrad über zwei Verzahnungskreise 68, 69 verfügt. Für eine regulierbare Drehmomentverteilung, Fig.8, zwischen Fahrwerksantriebsrädern 73 werden zwei Umlaufvariatoren 71 mit Reduktoren 72 an den Kurbelwelleenden 59 angeordnet, was besonders wichtig bei Raupenfahrzeugen ist.In order to be able to fully use the direct drive when driving in town, off-road or on the motorway, the rotary converter, as shown in Fig.7 , is additionally equipped with at least two switchable gear stages, which, as well as a reverse gear, are combined with the axle drive, whereby, in the case of the hypoid axle drive, the drive bevel gears of double forward gears 65, 66 and a reverse gear 67 are arranged coaxially, switchably and on both sides of the output axle on a drive axle 70, in which an output bevel gear has two gear circles 68, 69. For an adjustable torque distribution, Fig.8, between chassis drive wheels 73, two rotary variators 71 with reducers 72 are arranged at the crankshaft ends 59, which is particularly important for tracked vehicles.
[Bezugszeichenliste][List of reference symbols]
SchraubenmutterRoller axes
Screw nut
1816,17
18
*··· · IZ · i Z, &zgr; *··· · IZ · i Z, &zgr;
Planetenzahnräder 45,46Planetary gears 45,46
Sonnenzahnrad 47Sun gear 47
Kurbellose innere Speichenschwenkachsen 48Crankless inner spoke pivot axles 48
Flexible Zugmittel 49, 50,Flexible traction devices 49, 50,
Hohlkörper 52Hollow body 52
Ölkammer 53Oil chamber 53
Hohlzahnrad 54Hollow gear 54
Rille 55Groove 55
Freilaufkupplung 56Freewheel clutch 56
Schlitze 57Slots 57
Buchse 58Socket 58
Kurbelwelle 59Crankshaft 59
Anlasser 60Starter 60
Kurbeiförmige äußere Speichenachsen 61,Curved outer spoke axles 61,
Umschlingungsbereiche der Walzen 63,64Wrapping areas of the rollers 63,64
Antriebskegelräder Vorlaufgang 65,Drive bevel gears, advance gear 65,
Antriebskegelrad Rücklaufgang 67Drive bevel gear return gear 67
Verzahnungskreise 68,69Gear circles 68,69
Antriebsachse 70Drive axle 70
Zwei Umlaufvariatoren 71Two rotary variators 71
Reduktoren 72Reductors 72
Fahrwerksantriebsräder 73Chassis drive wheels 73
Claims (29)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE20220391U DE20220391U1 (en) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | Infinitely variable transmission has a belt driven variable drive with flat belts fitted inside a planetary transmission |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE20220391U DE20220391U1 (en) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | Infinitely variable transmission has a belt driven variable drive with flat belts fitted inside a planetary transmission |
DE2002152120 DE10252120A1 (en) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | Infinitely variable transmission has a belt driven variable drive with flat belts fitted inside a planetary transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE20220391U1 true DE20220391U1 (en) | 2003-07-10 |
Family
ID=27614279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE20220391U Expired - Lifetime DE20220391U1 (en) | 2002-11-05 | 2002-11-05 | Infinitely variable transmission has a belt driven variable drive with flat belts fitted inside a planetary transmission |
Country Status (1)
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-
2002
- 2002-11-05 DE DE20220391U patent/DE20220391U1/en not_active Expired - Lifetime
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