DE2031733A1 - Leistungsubertragungs Mechanismus mit variablem Übersetzungsverhältnis - Google Patents

Description

Dr. O. Dittmann K. L Schiff Dr. A. ν. Füner Dipl. Ing. P. Strehl.

Patentanwälte 203173*?

8 München 90, Mariahilfplatz 2 & 3, Ttlefon 4540 40 ■ ^vv ' '^w

Ursula und Helmut Gipperich, 26. Juni 1970 e PS/KIS/IS

Unsere Akte: DA-K6O9

Leistungsübertra^ungs-Mechanismus . mit variablem Übersetzungsverhältnis

Priorität: 26» Juni 1969, Australien, Nr. 57,112/69

Sie Erfindung besieht sich auf einen Übertragungs-Mechanisraus mit variablem Drehzahlverhältnis mit einem Paar von Wellen, die beim Betrieb des Mechanismus die Antriebs- und Abtriebe-Wellen des Mechanismus bilden, sowie mit einer Einrichtung zum kontinuierlichen ändern des Übersetzungsverhältnisses von der Antriebe- auf die Abtriebswelle.

Es sind viele Formen von Übertragungsmechanismen mit variablem Übersetzungsverhältnis bekannt; obwohl es zahlreiche Fälle gibt, in denen diese Mechanismen mit Vorteil eingesetzt werden könnten, ist ihre Verwendung verhältnismäßig beschränkt. Ein Grund für diese beschränkte Verwendungsmöglichkeit besteht darin, daß die praktikabelsten !conventionallen Arten von Transmissionen mit variablem Übersetzungeverhält-

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BAD ORKWNAL.

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nie in ihrem Aufbau kompliziert und in der Herstellung teuer sind. Insbesondere sind verschiedene Anordnungen von Planeten» ßetriebesystemen verwendet worden, die jedoch mechanisch kompliziert sind und viele in ihrer Struktur schwache Seile aufweisen. Ein weiterer Grund liegt darin, daß zwar der größte Vorteil in der Verwendung dieser Transmissionen oft nur dann zu verwirklichen ist, wenn die Transmission in der Lage ist, ein Gesamtübersetzungsverhältnis von Null zu erreichen, daß jedoch viele Typen nicht oder nur durch komplizierte und teure Abänderungen fähig sind, diese Möglichkeit zu vermitteln· · Die erwähnten Planetensysteme sind von diesem Standpunkt her besonders nachteilig, da die Obersetzungsverhältnisse der beiden Antriebswellen des Planetengetriebes im Zustand eines Gesamt-ÜberaetaungsVerhältnisseθ von Hull gewöhnlich voneinander verschieden sein müssen, was die Konstruktion des das Planetengetriebe antreibenden Teils des Mechanismus kompliziert.

. Ziel der Erfindung ist es» einen Übertragunga-Mecflanisaue mit variablem Übersetzungsverhältnis au schaffen, der «inen verhältnismäßig einfachen Aufbau aufweist und der eich ohne weiteres so bauen lädt, daß er die Möglichkeit ein·« Geaamt-ObtreetsungsyerhMltniesee von Hull vermittelt.

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Erfindungsgemäß gebaute leistungsübertragunge-Mechanismen mit variablem Übersetzungsverhältnis arbeiten mit Different ialeinheiten, die die Möglichkeit vermitteln» das gewünschte Gesamtübersetzungsverhältnis von Null ssu erzielen. Da sich diese Einheiten mit verhältnismäßig niedrigen Kosten herstellen lassen, ist es außerdem möglich zu gewährleisten, daß der GetriebemechanismuB verhältnismäßig billig herzu- | stellen ist.

Die Erfindung kennzeichnet sich insbesondere dadurch, daß die Einrichtung zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses ein Differentialgetriebe mit einem Paar von generell ko- , _x axialen Dlfferentlalwellen alt j· einem festen Zahnred ua-" faßt_v das In ein oder nehrere ZvischeiizähnrSder eingreift? jedes der ZirisehenzannrSder steht alt beiden genannten festen Zahnrädern in Eingriff und ist frei drehbar in einem Gehäuse montiert, das seinerseits um die Achse der Wellen drehbar und mit der Abtriebswelle so gekuppelt ist, daß es sich mit dieser dreht» Die Einrichtung zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses umfaßt ferner eine mit der Antriebswelle gekuppelte Antriebseinrichtung zum Antrieb der Differentialwellen, die so angeordnet ist, daß sich das Drehzahl- -verhältnis der Differentialwellen und dadurch die Drehzahl der Abtriebswelle relativ zu der Drehzahl der Antriebswelle ändern lassen.

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Zum besseren Verständnis der Erfindung sind im folgenden bevorzugte Äusführungsbeispiele anhand der Zeichnungen beschrieben; darin zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungeform der Erfindung;

Fig. 2 bis 4 teilweise schematische, perspektivische Darstellungen zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des Mechanismus nach Fig» 1$

Fig. 5 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung;

Fig„ 7 einen teilweisen schematischen Querschnitt durch den in die automatische Transmission eines Kraftfahrzeugs eingebauten und angepaßten Übertragungsmechanlsmus nach Fig. 5;

Fig. 8 einen Axialschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

Figo 9 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine

weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen . Übertragungsmechanismus;

EIg.10 einen Querschnitt längs der Linie A-A der Fig. 9;und Fig.11 einen Querschnitt längs der Linie B-B der Fig. 9.

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In Fig. 1 ist ein Motor 12 mit einer Welle 11 gezeigt, die die Antriebswelle eines Mechanismus 15 bildet· Die Welle 11 trägt eine Friktionsscheibe 16, die eine kreisrunde Platte 14 mit einer mittleren Nabe 17 an einer Seite und einer Schicht 19 aus Friktionsmaterial auf der anderen Seite umfaßt· Die Scheibe 16 weist eine zentrale' Bohrung 30 auf, durch die die Welle 11 verläuft. Die Welle 11 ist mit Federn versehen, die * in entsprechenden Nuten in der Bohrung 30 eingreifen, so daß die Friktionsscheibe 16 in Axialrichtung der Welle 11 bewegbar, jedoch mit der Welle drehfest verbunden ist. Zwischen der Nabe 17 und einem an der Außenseite der Welle 11 angebrachten Flansch 13 ist eine Schraubenfeder 18 angeordnet, die die Scheibe 16 von dem Flansch 13 federnd wegdrückt. Die Schicht 19 auf der Scheibe 16 besteht aus einem Material, das einen hohen Reibungskoeffizient void gute Abriebeigenschaften aufweist.

Die Platte 16 wird von einem äußeren Gehäuse 21 umgeben, das von der Platte aus nach vorne ragt· Das Gehäuse 21 ist relativ zu dem Motor 12 durch nicht gezeigte Mittel abnehmbar befestigt; in dem Gehäuse 21 ist eine generell mit 22 bezeichnet· Differentialeinheit montiert· Der Meohaniemus umfaßt ein Gehäuse 23, in dem ein Paar von Zwieohen-Kegelrädern 24 und 26 montiert ist. Die Kegelräder 24 und 26 sind auf Lagern 27 bzw» 28 frei drehbar montiert, die ihrerseits koaxial

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auf einer in diesem Fall von einem Bolzen gebildeten Welle 29 montiert sind. Beide Zwischenräder 24 und 26 stehen ferner mit einem Paar von Kegelrädern 31 und 32 in Eingriff. Sie Zahnräder 31 und 32 sind koaxial um eine gemeinsame Achse drehbar montiert,und zwar jeweils in Lagern, die durch Wanduffnungen 33 lind 34 in dem Gehäuse 23 gebildet sind.

DaB Zahnrad 32 ist an einer Welle 36 befestigt, die frei drehbar in an dem Gehäuse 21 montierten Lagern 37 und 38 gelagert 1st. Die Welle 36 ist mit Länge-Keilnuten 39 versehen, und ein Frlktionsrad 41 ist derart auf der Welle 36 montiert, daß eine relative Drehbewegung zwischen der Welle 36 und dem Had 41 unterbunden, eine Bewegung des Rades 41 in Längsrichtung der Welle 36 dagegen möglich ist. Das Friktionerad 41 steht kraftSchlussig alt der Schicht 19 der Scheibe 16 in Eingriff. Mittels eines Joche 20, das an beiden Selten des Rades 41 jeweils einen Arm aufweist, kann die axiale Lage des Rad te 41 auf der Welle 36 während der Dretnmg des Rades variiert werden.

Zahnrad 31 1st mit einer Hohlwell® 42 ürehfest ver-Di· Welle 42 ist in ata Gehäuse 21 befestigten Lagern 43 und 44 frei drehbar gelagert und trägt ein Priktionsraä 46» Am alt der Welle 42 drehfest verbunden ist. Das Rad 46 ist gegenüber der Welle 42 axial nicht bewegbar₉ steht jedoch mit der Schicht 19 der Scheibe 16 in gleicher Welse wie das Rad

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Innerhalb und koaxial zu der Hohlwelle 42 verläuft eine Welle 47f die am einen Ende mit einer Querbohrung 48 versehen ist. Durch die Bohrung 48 verläuft die Welle 29, eo daß das Innengehäuse 23 an der Welle 47 befestigt ist und sich mit diesem um die Achse der Welle 47 dreht. Das andere Ende 49 der Welle 47 ragt durch eine seitliche öffnung 51 in

dem Gehäuse 21.

Bein Betrieb wird die Antriebswelle 11 von dem Motor 12 gedreht, so daß die Platte 14 ebenfalls gedreht wird. Die Schicht 19 der Scheibe 16 ist federnd gegen die Räder 46 und 41 gespannt, eo daß die Drehung der Scheibe 16 infolge der Friktionskupplung awischen den Rädern und der Schicht 19 eine Drehung dieser Räder bewirkt. Die Drehzahl der (von dem Rad 46 getriebenen) Welle 42 ist direkt proportional zur Drehaahl der Motors 12, so daß das Drehzahlverhältnis zwischen der Welle 42 und dem Motor 12 konstant ist. Das Drehzahlver- " tULltai« besüglioh des Rades 41 hängt jedoch von dessen radiale« Abstand von der Achse der Weilen 11 und 29 ab. Ist dieser radiale Abstand insbesondere gleich dem Abstand des Rades 46 vjn der Drehachse der Wellen 11 und 29t wie dies in Fig. 2 feselgt ist, so ist die Drehzahl der Welle 36 gleich der der Velle 47t wobei sich diese Wellen jedoch in entgegengesetztem Sinn drehen. Unter diesen Umständen drehen sich die Zahnräder 31 und 32 in entgegengesetztem Sinn und mit gleicher Drehzahl,

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so daß die Zwischenräder 24 und 26 der Differentialeinheit um die Achse der Welle 29 rotieren. Es ergibt sich jedoch keine Drehung der Welle 29 um die Achse der Welle 47; die Welle 47 dreht sich also nicht. .

Wird die radiale Lage des Rades 41 gegenüber der erwähnten Lage verändert, so ändern sich die Drehzahlen der Zahnräder 31 und 32, so daß sich das Gehäuge 23 und die Welle 29 der Differentialeinheit 22 un die Achse der Welle 47 drehen und dadurch die Welle 47 mitnehmen. Befindet sich das Rad Ton der Achse der Welle 29 in einem radialen Abstand, der gröfler ist ale der Abstand dee Rades 46 τοη der Achse der Welle 29» wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, so dreht sich die Welle 47 in der gleichen Richtung *ie die Welle 36. Ist andererseits d«r radiale Abstand des Rades 41 von der Achse der Wolle 29 kleiner als der des Rades 46 von der Welle 29, wie es in Pig. gezeigt ist, so dreht sich die Well· 47 gegenüber der Welle in entfegengesetstea Sinn· Die Größe des Gesamt-Übersetzungs-▼erhältnieeea τοη der Welle 11 auf die Welle 47 iet direkt proportional zu der Differenz der Radialabstande der Räder und 46 τοη der Achse der Wellen 29 und 11. Das übersetzungsverhältnis der Welle 47 läßt sich also zwischen den positiven und negativen Werten, die durch die maximal erreichbaren Unterschiede der Radialabstände der Räder 41 und 46 von der Achse der Wellen 29 und 11 bestimmt werden, kontinuierlich ändern.

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Die in Pig. 5 gezeigte alternative Au3führungsform arbeitet mit einer Differentialeinheit 22, die mit der nach Fig. 1 identisch ist. Die Welle 11 ist fest und weist eine frei drehbare Friktionsscheibe 56 auf, während die Welle die Antriebswelle darstellt. Die Walle 36 hat ein festes Kegelrad 53ι das mit einem über Feder und Nut mit der Friktionsscheibe 56 verbundenen weiteren Kegelrad 54 in Eingriff steht. Die Welle 42 der Differentialeinheit 22 ist mit einem Frik- | tionerad 57 versehen, das mit der Scheibe 56 in Eingriff steht. Das Friktionsrad 57 ist über Federn 58 an der Welle 42 montiert und daher axial zu dieser bewegbar. Diese Aueführungsform arbeitet in ähnlicher Weise wie die oben beschriebene Ausftihrungsform, wobei sich Drehzahl und Drehsinn der Abtriebewelle 47 durch Ändern der axialen Lage des Rades 57 auf der Welle 42 variieren lassen. Ist insbesondere das Durchmes3erver hält nie der Kegelräder 53 und 54 gleich dem Verhältnis zwischen dem Radius des Friktionsrades 57 von der Achse der -Antriebswelle 11, so ist die Drehzahl der Abtriebswelle 47 unabhängig von der Drehzahl der Antriebewelle 36 Null. Außerdem wird durch Andern des radialen Abstandee des Friktionsradee 57 gegenüber der Achse öer Welle 11 die Drehzahl der Abtritbewell· 47 proportional arhöht oder vermindert.

Bei der Aueführungsform r.ach Pig. 6 ist die Differentialeinheit 59 etwas verschieden von der Konfiguration der in

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Flg. 1 und 5 gezeigten Einheit 22. Sie Abtriebswelle ist nicht Hehr direkt «tt dem Innengehäuse verbunden; vielmehr erfolgt der Abtrieb über eine Welle 47a, die mit einem Kegelrad 61 ▼ersehen 1st. Das Kegelrad 61 steht mit einen weiteren Kegelrad 62 am Gehäuse 60 der Differentialeinheit in Eingriff. Die Hohlwelle 42 nach Fig. 1 und 5 ist durch eine massive zylindrische Welle 42a ersetzt. Die Wellen 42a und 36, die die Differential-Zahnräder 31 und 32 tragen, sind mit Friktionsrädern 63 bzw. 64 versehen, die mit einer auf der Antriebswelle 11 angebrachten Friktionsscheibe 66 in Eingriff stehen. Die Wellen 42a und 36 sind in lagern 67 bzw. 68 an den Enden eines Jochs 69 gelagert. Das Joch 69 enthält ferner ein Lager 71 für die Welle 47a. Durch eine Einrichtung inet sioh die Lage der Abtriebewelle 47a in Radialrichtung der rriktionaecheibe 66 ändern. Bs ist dadurch möglich, die RHder (3 und 64 so zu verstellen, daß sich ihre Drehzahlen ändern. Werden diese Räder beispielsweise so eingestellt, daß sie sich in gleichem Abstand von der Antriebewelle 11 befini.m, so lind dl« Drehzahlen der Zahnräder 31 und 32 gleich und ihre Drehrichtungen entgegengesetzt, so daß keine Drehung dee Qehäuses 59 und damit der Abtriebewelle 47a stattfindet* Durch 7er·chieben der Räder in andere Radiallagen wird dagegen da· Drehzahlverhältnis der Räder 63 und 64 gegenüber des Wert 1 verändert, so dafl sich die Abtriebswelle 47a dretft. Wie bei den vorherigen AusfUhrungsformen steht also ein kontinuierlicher Bereioh von Übersetzungsverhältnissen zur Verfügung.

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Bei der Anordnung nach Fig. 7 handelt es sich um einen Antriebsmechanismus für ein Kraftfahrzeug, der mit einer der Fig. 5 ähnlichen Transmission 201 mit variabler Drehzahl-Übersetzung arbeitet mit Auenahme der Tatsache, daß zwei ineinander montierte Differentialeinheiten 210 und 211 verwendet werden. Die Wellen 202 und 203 der äußeren Einheit 210 werden von einer Friktionsscheibe 204 über ein Rad 206 sowie ein Kegelradpaar 207» 208 angetrieben. Das Regelrad 207 und die Scheibe 204- werden direkt über eine Antriebswelle von einem geeigneten Motor 212, beispielsweise einem Verbrennungsmotor, angetrieben. Die Scheibe 204 ist durch Feder und Nut mit der Welle 209 verbunden und axial zu dieser bewegbar« Ein Fliehgewicht-System dient dazu, während des Betriebes der Vorrichtung die Scheibe 204 in Eingriff mit dem Umfang des Rades 206 zu halten. Das System umfaßt einen auf der Welle 209 .drehfest montierten Ring 213 mit Nocken 214, die an der

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Scheibe in generell radialen Ebenen drehbar montiert sind.

Jeweils ein Ende der Nocken 214 ist mit einem eigenen Gewicht 216 versehen, während das andere Ende 217 so angeordnet ist, daß es gegen eine Stirnfläche der Scheibe 204 drückt. Nimmt die Drehzahl der Welle 209 zu, so suchen die Gewichte 216 sich bezüglich der Achse der Welle 209 proportional nach aus-8en zu bewegen und bewirken dabei, daß die Enden 217 eine zunehmende Belastungauf die Scheibe 204 und damit eine zunehmende Vorspannkraft auf das Rad 206 ausüben. Auf diese

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Weise wird der Schlupf zwischen der Scheibe 204 und dem Rad 206 miniaalisiert. Das Rad 206 ist über Feder und Hut auf der Welle 202 angebracht,, so daß eine Bewegung des Rades lange der Welle 202 möglich ist» um das nie auf die Well® 202 «md daimrcfe. das verhältnis dee Meohani

Die 5uei gwiseaeaffKäss. 22Θ w&ä 221 heit 210 BIM mittel© ©laos Stifte© 222 g sowie lim die g©a©ln®©aQö Aoföisss d@r HqIIqm 202 usiö 203 ander gekuppelt» 3®s Stift 222, "w®släuit f®£n®g Gehäuse 215
(das In Lagera 198
Stift 222 um dl· Achsen der Weilern 202 und 203 dreht.

Die Zwischenräder 223 und 224 der inneren Differentialeinheit 211 sind ebenfalls auf dem Stift 222 so montiert, daß sie sich um diesen sowie xusammen mit den Zahnrädern 220 und 221 um die Achsen der Wellen 202 und 203 drehen.

Die Differential-Zahnräder 226 und 227 der inneren Einheit 211 sind Bit getrennten Wellen 228 bsw. 229 verbunden, die bezüglioh der Wellen 203 bzw. 202 konzentrisch und in diesen drehbar angeordnet sind. Die freien Enden der Wellen 228 und 229 sind, über Kardangelenke 231 bzw. 232 mit den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs verbunden.

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Die Scheibe 206 ist mit einer zentralen Nabe 233 versehen, die am Umfang eine Ringnut 234 aufweist.

öenerell parallel zu den Wellen 202 und 229 verläuft eine Gewindespindel 237» die frei drehbar in Endlagera 241 und 242 gelagert ist. Die Spindel 237 ist mit einem Gleichstrommotor 243 verbunden, so daß sie sich durch Beaufschlagung des Motors in Drehung versetzen läßt.

Ein Betätigungshebel 236 ist an seinem einen Ende mit einer Habe 239 versehen, die ein Innengewinde aufweist. Die Spindel 237 verläuft durch die labe 239 und steht mit dieser in Gewinde-Eingriff. Das freie Ende 246 des Hebels 236 ist in der Ringnut 234 gehalten; eine Drehung des Hebels 236 um die Achse der Spindel 237 1st durch nicht gezeigte Mittel verhindert. Eine Beaufschlagung des Motors 243 dient also dasu, die Spindel 237 zu drehen und damit den Hebel 236 längs I der Spindel 237 zu verschieben. Diese Bewegung bewirkt eine parallele 7erSchiebung des Rades 206 in Axialrichtung der Welle 202.

Mit der Antriebswelle 209 dee Motors 212 ist ein Tachometer 251 derart verbunden, daß ein Paar von Armen 252 und 253 in einem von der Motordrehzahl abhängigen Maße bewegt wird. DIq Arme 252 und 253 sind an einer Welle 254 in gegenseitig fester radialer Zuordnung starr befestigt» Sie

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Bind gegeneinander isoliert und Jtweils mit äen Kl@raa@ii Batterie 256 verbunden«' la' den Iaefi©si©t©i? 251 takte 257, 258 und 2

meinsamen Kreis derart ang@®ria©t_D inß Tb®i su@i y®i?®©fei@ci© neu Srehstellungesi &®s Welle 254 wis<gh@xi ü®n Asm^m 2.5%ο 2 und dem jeweiligen Koatakip&fue' Bertteaag '©tattf IaiQ-δ® Bin® dieser Stellungen ist in

gestrichelte Linien 261 engedeutet. .

Der Kontakt 258 ist über eine Leitung 262 an eine Klemme des Motors 243 angeschlossen, während die Kontakte 257 und gemeinsam über eine Leitung 265 mit der anderen Klemme des Motors 243 verbunden sind.

Beim Betrieb des Mechanismus wird die Drehzahl des Gehäuses 215 um die Achse der Wellen 202 und 203 durch den Abstand des Rades 206 von der Achse der Welle 209 bestimmt, wobei Bioh durch geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Zahnrädern 207 und 20Θ das übersetzungsverhältnis auf <la* Oehau»β 215 bei einer bestimmten Radialstellung zu Null, machen läßt.

über den Stift 222 wird die AntriebulAifewng auf die Zabnr'iAer 223 und 224 der Differentialeiniieit Bifferantlaleinheit 211 wirkt im d©r

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oben Weise;· das heißt der Antrieb der Wellen 228 und 229 er-folgt über Zahnräder 226 und 227t wobei die Differentialeinheit 211 einen Antrieb der Wellen 228 und 229 unter Bedingungen gestattet, in denen die Drehzahlen dieser Wellen ungleich sein sollen (wie dies beispielsweise bei Kurvenfahrten des Fahrzeugs der Fall ist).

Der Mechanismus ist so ausgelegt, daß sich das Rad 206 i beim Anfahren aus dem Stillstand in einer Stellung befindet, in der es ein niedriges Übersetzungsverhältnis vom Motor 212 auf die Wellen 228Γ und 229 vermittelt. Ein Steigen der Drehzahl des Motors 212 bewirkt jedoch eine Bewegung der Tachometerarme 252 und 253, die durch Berührung mit den Kontakten 258 und 259 dem Motor 243 ein elektrisches Potential zuführen. Tritt dieser Zustand ein, so dreht sich die Spindel 237, bewegt den Hebel 236 und verschiebt das Rad 206 in eine Stellung, in der dieses ein höheres übersetzungsverhältnis vermittelt. Nimmt die Motordrehzahl ab, so werden in&hnlicher Weise Kontakte 257 und 258 über die Arme 252 und 253 mit der Batterie 256 verbunden, um eine Drehung der Spindel 237 in entgegengesetzter Richtung zu bewirken (da die Polarität der dem Mo tor 243 zugeführten Spannung umgekehrt wird). Dadurch wird das Rad 206 in eine Stellung verschoben, in der es ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis vermittelt. Bei geeigneter räumlicher Anordnung der Kontakte 257, 258 und 259 dient

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also der Mechanismus dazu, eine Drehzahl des Motors 212 so weit wie möglich innerhalb oberer und unterer Grenzen aufrechtzuerhalten, die gemäß den Charakteristiken des Motors vorgegeben werden können, um einen möglichst zufriedenstellenden Betrieb dieses Motors zu gewährleisten.

Während sämtliche Anordnungen nach Pig» 1 bis 7 mit einer generell ebenen Friktionsseheibe arbeiten, verwendet die Anordnung nach Fig« 8 ein Riemengetriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis. Die Differentialeinheit 23a ist dabei im wesentlichen der in den Ausführungsformen nach Fig. 1 und 5 gezeigten Einheit 23 identisch mit Ausnahme der Tatsache, daß βie auf ihrem Gehäuse mit einer wahlweisen Keilriemenscheibe 70 versehen ist. Die Welle 36 wird über ein Paar von Stirnzahnrädern 79 und 81 angetrieben, die auf der Welle 36 bzw. auf der Antriebewelle 11 befestigt sind. Die Antriebswelle 11 trägt ferner eine Keilriemenscheibe 62, die aus zwei Hälften 83 und 84 besteht. Die Hälfte 84 ist direkt an der Welle 11 befestigt, während die Hälfte 83 über eine Feder ß6 auf der Welle 11 montiert ist, so daß sie sich mit der Welle 11 dreht, jedoch axial längs dieser verschiebbar let· Die Hälfte 83 ist mit einer herausstehenden axial angeordneten Habe 80 mit einer Nut 87 an ihrem Umfang versehen. Die Welle 42 der Differentialeinheit 23a trägt eine verstellbare Kellriemenscheibe 38, die generell die gleiche Form wie

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die Keilriemenscheibe 82 hat. Die Scheibe 88 umfaßt eine Hälfte 89, die direkt auf der Welle 42 befestigt ist, sowie eine Hälfte 91» die auf der Welle 42 mittels einer Feder montiert ist, so daß sie sich mit der Welle 42 dreht, jedoch axial zu dieser verschieben läßt· Die Hälfte 91 hat ebenfalls eine herausragende axial angeordnete Habe 90 mit einer ümfangsnut 94·

Die Scheiben 32 und 88 sind über einen Keilriemen 96 miteinander verbunden, so daß die von der Antriebswelle getriebene Scheibe 82 die Scheibe 88 und damit die Welle antreibt, wobei die am Umfang vorgesehenen Nuten 87 und über einen Hebel 97 miteinander verbunden sind, dessen Enden 98 und 99 in diese Nuten eingreifen. Zwischen seinen Enden ist der Hebel 97 um eine Achse 101 drehbar gelagert· Wird nun der Hebel 97 um die Achse 101 gedreht, so drücken seine Enden 98 und 99 gegen die Seiten der Nuten 94 bzw. 87 und _g verändern dadurch die Lage der Halften 83 und 91 auf den Wellen 11 bzw. 42. Bei dieser Veränderung geht eine Vergrößerung des Abstandes der einen Keilriemenscheibe mit einer Verkleinerung des Abstandes zwischen den Halften der anderen Keilriemenscheibe Hand in Hand. Auf diese Welse werden die wirksamen Radien der Keilriemenscheibe!! 82 und 88 verändert, während die Spannung des Keilriemens 96 weitgehend konstant gehalten wird· Dadurch ist das Übersetzungsverhältnis auf

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die Welle 42 und somit auf die Welle 47 veränderbar. Ist das Durchmeeserverhältnis der Zahnräder 79 und 81 gleiQH dem Verhältnis der wirksamen Durchmesser der Keilrlemensoheiben 88 und 82* so ist die Drehzahl der Abtriebswelle 47 gleich Null. Statt von der Welle 47 kann der Abtrieb auch vom Gehäuse der Differentialeinheit 23a über einen um die Scheibe 24 laufenden Keilriemen 103 erfolgen·

Die in Pig. 9 bis 11 geaeigte Ausführungsform arbeitet mit einer Differentialeinheit 105, die ein Paar iron Zwischen« kegelrädern 107 und 109 sowie ein weiteres Paar von Kegelrädern 111 und 113 aufweist. Die Zahnräder 111 und 113 sind auf koaxialen Wellen 115 bsw« 117 starr befestigt. Die welle 117 let hohl, und die Welle 115 verläuft in dieser· Die Welle 117 trägt ein Stirnsahnrad 119t während die Welle 115 an ihrem Ende ein generell beoherfurmiges Friktione-Antriebselement 121 aufweist. Das Gehäuse der Diff@rentlalein!a®it -105 ist direkt an einer Abtriebewelle 123 befestigt. Did Einheit 1st in lagern 127» 129 und 131 gelagert» die 4ie Afetvlefea·· welle 123 t die Welle 117 bew· die Welle 11 § lagern und in einem (nioht gezeigten) Rah»«n isontlert ©ind® Das Antriebe« element 121 steht in Reibumgselagriff alt einer fimefr-koni«» sehen Friktlonsplatt« 133» äi@ starr am einer Ämtr£®b®well@ 11 befestigt ist. Die Platte 133 wird in

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Berührung mit dem Rand 146 des Antriebselements 121 durch «ine Schraubenfeder 136 gedrückt, die swisohen dtr Platte 133 und einem auf der Welle 11 eitaenden Stirozahnraä 137 angreift.

Unterhalb der in Flg. 9 gezeigten Teile ist eine feste Sohwenkwelle 133 parallel au den Achsen der Wellen 123, 115 und 117 montiert. Die Welle 138 1st in (nicht gezeigten) La- | gern frei drehbar gelagert. Die Drehachse der Welle 138 ist relativ zu der Antriebswelle 11 feet. Auf dex ~Sohwenkwelle sind Stirnzahnräder 139 und 141 drehfest angebracht. Das Stirnzahnrad 139 steht mit einem auf einer Welle 144 frei drehbaren losen Zwischenzahnrad 143 in Eingriff, wobei die Welle 144 in Lagern gehalten ist, die in dem die lager 127» 129 und 131 tragenden Rahmen befestigt sind. Das Zwischenzahnrad 143 steht mit dem Stirnzahnrad 119 auf der Welle 117 in Eingriffe Das Stirnzahnrad 141 auf der Welle 133 kämmt mit dem Stirnzahnrad 137 auf der Welle 11»

Wie ersichtlich, stehen die Achsen der Wellen 11 und 138 schief zueinander; daher sind die Zähne der Zahnräder 137 und 141 unter einem Winkel geschnitten, um einen Eingriff zu ermöglichen. Eine (nicht gezeigte) Einrichtung dient dazu, die Differentialeinheit 105 um die Achse der Schwenkwelle 138 zu ▼erschwenken, um die Stelle zu verändern, an der der Rand 146 des Elements 121 an der Platte 133 angreift·

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Beim Betrieb treibt die Antriebswelle 11 die Söhwtak» welle 156 über die StiimsaJsnrääeJ? 137 ?» 141. Die Welle 117 und das Zahnrad 113 der 3)lffer®ntial@inh©it 103 werden somit über die Zahnräder 139» 143 und 119 angstrieben· Bas Zahnrad 111 der Differentialeinheit 105 wird durch Reibsciiluß des Randes 146 des Elements 121 mit d©r Platt® 133 angetrieben« Das Übersetzungsverhältnis des Bahnrades 113 ist feist und m wird durch die antreibenden Zahnräder bestimmt! die des Zahnrades 113 kann Jedoch bei gegebener fester der Welle 11 dadurch geändert werden, daß die Einheit um die Welle 133 verechwenkt und damit dl© Stelle geändert wird, an der der Rand 146 an der Platt© 133 angreift. Durch Ändern des Hadialabstandes des Rande© 146 Ton äer Achse der Welle 11 wird also das übersetzungsverhältnis auf das Zahnrad 113 geändert. Wie ersichtlich ist dl© Drehrichtung des Zahnrades 113 wegen des in den Antrieb auf dieses Zahnrad eingefügten Stirnzahnrades 143 von der Drehrichtung des Zahnrades 111 verschieden» so daß es bei geeigneter Auswahl der Übersetzungsverhältnisse auf diese Zahnräder möglich 1st, die Abtriebswelle 123 zum Stillstand zu bringen, wenn die Welle 11 in einer bestimmten Schwenkstellung der Differential-.einheit 105 rotiert· Das Gesamt-Übersetzungsverhäitnis auf die Welle 123 ist somit zwischen positiven und negativen Werten kontinuierlich veränderbar.

Pat entansprüche

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Claims (1)

1. DA-K6O9 - 21 -

   a t β η t a 21β ρ r U C h e

   LeietungeUbertragungs-Meciianisaue alt variablem übersetzungsverhältnis alt einen Paar von Wellen, die beim Betrieb die Antriebe- und Abtriebswellen des Mechanismus bilden, sowie mit einer Einrichtung sur kontinuierlichen Änderimg des übersetsungeverh&ltnlaees von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle, dadurch g e k e η η -ζ e lohne t, daß die Einrichtung sur Änderung des Obersetsungeverhältnissee ein Differentialgetriebe (22 j 59; 210; 105) mit einen Paar von generell koaxialen Differentialwellen (56, 42} 202, 205; 115, 117) umfaßt, die mit einem jeweils einea oder mehreren ZvisohensahnrMdern (24, 26; 220, 221; 107, 109) zugeordneten festen Zahnrad (31* 52 j 111, 115) versehen sind, wobei jedes Zwlsohensahnrad alt beiden festen Zahnradern ein Eingriff steht und frei drehbar in eines Gehäuse (23; 60; 215) gelagert 1st, das um die Achsen der Wellen drehbar und alt der Abtriebswelle (47; 228, 229i 125) drehfest gekuppelt 1st, und daß die Einrichtung sur Änderung des übersetsungsverhaltnlsees ferner einen Antrieb (16, 41? 46} 56, 57; 65» 64· 66; 204, 206; 85. 91» 97; 121» 155) aufweist, die alt dsr Antriebe-

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   welle (11s 36; 209) «um Antrieb der Differentlalwellen gekuppelt und so ausgelegt ist; öaß das Drehzahlverhältnis der Differentialwellen und damit die Drehzahl der Abtriebewelle relativ zur Drehzahl der Antriebswelle änderbar 1st«

   2· Mechanismus naoh Anspruch 1, dadurch g e k e η η -eelohnet» daß mindestens eine (36; 42} 202) der Diff erentialwellen mit einen Rad (41; 57; 64 s 206) versehen ist, dessen Umfang in reibeohlüssigesi Eingriff mit einer Fläche (19) einer Friktionssoheibe (16; 56; 66; 204) steht (Fig. 1; 5; 6; 7).

   3· Mechanismus naoh Anspruch Z₆ dadurea gekess* s e i c h η e t, das das Had (41; 57i 206) aiif ©einer W@l« Ie (36; 42; 202) derart befestigt i@t» ^aS es üioli mit dieser dreht, jedoch in Jkilalflohtiiiig linge .der Well® \ verschiebbar 1st, 'um den Rftiiilab@tfyäS dos Rades von der Drehachse der Friktionsseheibe (16; §6; -204} und'damit das BrehsahlTerhältsiie to lafftreaiiedwelien 06; 421 202, 203) au ändern (Pig· 1| 5l 7). ■ .' .-.. ■

   4· Heohanismus naoh MspruQli 3« daivurofi gt^tiA" - - ' seichnet, das dit imdere Biffd^eatialwellt (203) über ein Zahnradgetriats® {2&1₉ 23S) tegetrtebem ist (fig«t)«

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   5. Mechanismus nach Anspruch +, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnradgetriebe ein Paar von Regelrädern umfaßt! von denen eines (208) an der besagten anderen Differentialwelle (203) angebracht und das andere (207) zusammen alt der Friktlonssoheibe (204) drehbar gelagert ist (Fig. 7).

   6. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

   ze i c h η et, daß alt der besagten anderen Differentialwelle (42) ein eigenes Rad (46; 63) drehfest verbunden ist, dessen Umfang in reibschlüseigem Eingriff alt der Fläche (19) der Friktioneseheibe (16; 66) steht (Flg.1; 6).

   7. Mechanismus nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η -

   ζ eic hn e t, daß beide Räder (63, 64) mit den betreffenden Differentialwellen (42A, 36) drehfest verbunden sind und daß die Räder und das Differentialgetriebe (59) als Einheit relativ zu der Friktionssoheibe (66) bewegbar ([ sind, um eine gleichzeitige änderung der Radialabstände der Räder von der Achse der Friktionsscheibe und dadurch eine Änderung des Drehzahlverhältnissee zwischen den Differentialwellen zu bewirken (Fig. 6).

   8. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnett daß mindestens eine (42) der Differential-

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   wellen mit einer RlenesiaelMlbe (®8) veraeJtea ist» die über einen endlosen Kiemen (96) mit einer weiteren Riemenscheibe (82) verbunden ist, wobei eine oi@r Jede der beiden Rjanensoheiben zwei Seheibenhälften (8-9, 91» 83, 84) umfaßt und mit einer Einrichtung (97) versehen ist» die die' beiden Hälften koaxial relativ zueinander bewegt® um die änderung dee Breliss&taXveriiältBieees swiaette» den Differentialwellen Cl-S₃ 42) zu bewirken (Fig. 8)»

   9· Mechanismus nach Anepnaeti 8* dadurch gekennzeichnet, da© die andere Differentialwell· (56)

   Uber ein Zahnradgetriebe (79» .81) angetrieben ist (Pig* 8).

   10· Mechanismus nach Anspruch 9* dadurch g e k β η η -zeichnet, daß das Zahnradgetriebe ein Paar von Zahnrädern umfaßt, von denen eines (79) mit der besagten anderen Differentialwelle (36) und das andere (81) •v mit derjenigen Riemenscheibe (82) verbunden ist₍ die

   nicht drehfest auf einer Differentialwolle sitzt (Fig. 8).

   · Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine (115) der Differentialwellen mit einem Rad (121) versehen ist, das einen mit einer konischen Friktionsscheibe (133) in reibschlüssigem Bingriff stehenden aufgestellten Rand (146) aufweist (Fig. 9).

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   12. Mechanismus nach Anspruch 11» dadurch g e k e η η -zeichne t_r daß eine (115) der Differentialwellen mit einem Rad (121) versehen und die andere (117) über ein Zahnrad-getriebe (137, 141, 139, 143, 119) von einer mit der Friktionasohei.be (133) verbundenen gemeinsamen Welle (11) getrieben ist, wobei das Differentialgetriebe (105) zusammen mit einem Zahnrad (119),das Teil des Zahnradgetriebes bildet und an der besagten an- I deren Differentialwelle angebracht ist, um die Aches einer gegenüber den Differentialwellen versetzten Welle (138) des Zahnradgetriebes versohwenkbar ist, um den Abstand des Berührungspunktes zwischen dem Radrand (146) und der Priktionsschelbe von der Achse der gemeinsamen _ Welle zu ändern und dadurch die Änderung des Drehsahl» verhältnisses der Differentlalwellen au bewirken» ohne die formsohlüsaige Verbindung zwischen dem Zahnradgetriebe und der besagten anderen Differentialwelle au verlie- | ren (Pig. 9 bis 11).

   13· Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche» dadurch g e k e η η ζ β i ο h net, daß die Differentialwellen (115, 117) im wesentlichen konzentrisch zueinander sind und dafi das Gehäuse mit einer Gehäusewell· (123) verbunden ist, die eine (115) der Differentialwellen konzentrisch umgibt (Pig· 9).

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   14· Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch g ι k e η η ι e i c b Q β t, daB dme Gehäuse (60) mit einem Zahnrad (62) versehen ist, das mit einem auf der Abtriebevelle (47A) des Mechanismus befestigten Zahn· rad (61) in Eingriff steht (Pig· 6)*

   15« Mechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche» gekennzeichnet durch ein im dem genannten Differentialgetriebe (210) montiertes sweites Differentialgetriebe (211)» dessen Differentialzöllen (22Θ, 229) lconaentriseh durch die jeweils entsprechende» Differentialwellen (203» 202) des erstgenannten Differentialgetriebes verlaufen, wobei 4Ie %w±eeh@m^eum£M®£ (220, 221, 223» 224) beider Differentialgetriebe miteinander um eine gemeinsame Achse drehbar verbunden sind» die lh«- rerseits um die Achse der Diff@rentialwell©ndrehtür ist (Pig. 7).

   16« Mechanismus naoh Anspruch 1§» soweit slofe ΛΪβαβν auf einen der Ansprüche 2 bis 5 riekbesieltt, % β k β η a « zeichne t,durch eine MteeiMriebtuag- {Z5i)p die did Drehsahl der Früctionesclitilie (204) oiit u»S am Ead (206) derart bewegt« da@ die feadena b@etebt₉ die Brotis&hl Soheibe in bestimmten ®mmm im halt®» (Fig«· 7)®

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   17· Mechanismus nach Anspruch 16, dadurch ge k β η η -ζ e 1 cb η β t, da8 die Meßeinrichtung ein Tachometer (251) mit zwei Anschlußgruppen umfaßt, von denen eine Gruppe (257, 258, 259) mit einem Elektromotor (243) und die andere Gruppe (252* 25?) mit einer Stromquelle (256) verbunden ist_t daß der. Elektromotor funktionsmäSig mit einer Führungsspindel (237) und einem Betätigungselement (236) gekoppelt ist, das mit seinem einen Ende | (239) an der Führungsspindel und mit seinem anderen Ende (246) derart an dem Rad (206) angreift, daß eine Beaufschlagung des Elektromotors eine Drehung der Führungsspindel und eine Bewegung des Betätigungshebels bewirkt, die ihrerseits eine entepreohende Verschiebung dee Rades in Axialrichtung seiner Differentialwelle (202) bewirkt, und das der Tachometer dazu dient, die beiden Gruppen von Anschlüssen miteinander zu verbinden, um den Motor bei Absinken der Drehzahl der Frlktionssoheibe unter ei- _r. nen bestimmten Wert in einer Richtung zu drehen, die eine das Übersetzungsverhältnis des Mechanismus vermindernde Axialverschiebung des Rades bewirkt« bzw· um den Motor bei Anstieg der Drehzahl der Friktlonssoheibe über einen bestimmten Wert in einer entgegengesetzten Richtung zu drehen, die eine das Ubersetsungsverhältnis des Mechanismus erhöhende Verschiebung des Rades bewirkt (Pig· 7).

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   SLg.

   Le e rs e ί te