DE2034116A1

DE2034116A1 - Stepless mechanical transmission

Info

Publication number: DE2034116A1
Application number: DE19702034116
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. M F16h 21-40 ist
Original assignee: LEUN G
Current assignee: LEUN G
Priority date: 1970-07-09
Filing date: 1970-07-09
Publication date: 1972-01-13

Description

Stufenloses mechanisches tn)ersetzunsgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisches Übersetzungsgetriebe, dessen Übersetzungsverhältnis stufenlos änderbar ist und Wälzkörper enthält, die einen Reibungskontakt miteinander haben, wobei die Berührungsradien an den Wälzkörpern in Abhängigkeit vom gewünschten Übersetzungsverhältnis veränderbar sind. Stepless mechanical tn) replacement transmission The invention relates on a mechanical transmission gear whose transmission ratio is infinitely variable is changeable and contains rolling elements that are in frictional contact with each other, the contact radii on the rolling elements depending on the desired transmission ratio are changeable.

Stufenlose mechanische Übersetzungsgetriebe haben gegenüber Stufengetrieben, wie z.B. Zahnrad-Wechselgetrieben den Vorteilt daß eine wesentlich genauere Anpassung an gewünschte Verhältnisse möglich ist als mit Stufengetrieben, bei deren Verwendung meist ein gewisser Kompromiß eingegangen werden muß, da die exakt gewünschte Übersetzung nur punktweise gegeben ist.Stepless mechanical transmission gears have, compared to step gears, such as gear change gears the advantage that a much more precise adjustment to desired ratios is possible than with step gears when using them usually a certain compromise has to be made because the exact translation required is only given at certain points.

Durch die Erfindung eoll ein stuenloses Getriebe geschaffen werden, das einen einfachen Aufbau hat.The invention aims to create a gearless transmission, that has a simple structure.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens einer der Wälzkörper ein mit einem Gegenwalzkorper zusammenwirkender Kugelteil ist, wobei einer der Walzkörper drehfest mit einer treibenden Welle und der andere d'rehfest mit einer getriebenen Welle verbunden ist und der Kugelteil über ein allseitig beweglichee Gelenk mit der zugeordneten Welle verbunden und zur Änderung des Berührungsradius mit dem Gegenwälzkörper um eine durch den Kugelmittelpunkt gehende Achse schwenkbar ist.This object is achieved according to the invention in that at least one of the rolling elements is a spherical part that interacts with a counter-rolling element, wherein one of the rolling bodies is non-rotatable with a driving shaft and the other is non-rotatable is connected to a driven shaft and the ball part is movable in all directions Joint connected to the associated shaft and to change the contact radius pivotable with the counter-rolling element about an axis passing through the center of the sphere is.

Das Übersetzungsverhältnis eines solchen Getriebes ist auf einfache Weise dadurch veränderbar, daß der Kugelteil verschwenkt wird. Eine geeignete Mechanik, die das Verschwenken des Kugelteiles zuläßt, kann relativ einfach ausgebildet sein, so daß das gesamte Getriebe einen einfachen Aufbau hat.The gear ratio of such a transmission is simple Way can be changed in that the ball part is pivoted. A suitable mechanism which allows the pivoting of the ball part can be made relatively simple, so that the entire transmission has a simple structure.

Vorteilhafterweise sind beide Wälzkörper Kugelteile, die gleichzeitig so schwenkbar sind, daß sich der Berührungsradius an einem Kugelteil vergrößert und am anderen Kugel teil verringert. Hierbei können die Kugeltile verschiedene Kugelradien haben, vorteilhaft ist jedoch meist, den Kugelteilen gleiche Kugelradien zu geben, weil dadurch einheitliche Getriebeteile verwendet werden könnens Die Verwendung von zwei Kugelteilen, die relativ zueinander in der bei schriebenen Art verschwenkbar istt hat den Vorteil, daß der Übersetzungsbereich des Getriebes wesentlich vergrößer werden kann.Advantageously, both rolling elements are spherical parts that simultaneously are pivotable so that the contact radius increases on a spherical part and reduced on the other part of the ball. Here, the spherical parts can be different The spherical radii have spherical radii that are the same as the spherical parts, but it is usually advantageous to give, because this allows uniform transmission parts to be used The use of two spherical parts which can be pivoted relative to one another in the type described in istt has the advantage that the transmission range of the transmission is significantly increased can be.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die treibende und die getriebene Welle unverschwenkbar an einem Gehäuse oder dergleichen gelagert sind9 daß im Gehäuse ein Schieber angeordnet ist, der Pendellager für an den Kugelteilen angeordnete und nach entgegengesetzten Richtungen zeigende Achsstummel aufweist, wobei die Pendellager quer zur Verschieberichtung gegeneinander versetzt sind. Dieses letztgenannte Aus führungsbe ispiel wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung genauer beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf das Getriebe bei abgenommenem Deckel des Getriebegehäuses, wobei das Ubersetzungsverhältnis 1 s 1 eingestellt ist, Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht bei einem tbersetzungsverhältnis von ca. 1 : 2 und Sig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig. 1.An embodiment of the invention is characterized in that the driving and the driven shaft cannot be pivoted on a housing or the like are stored9 that a slide is arranged in the housing, the self-aligning bearing for stub axles arranged on the spherical parts and pointing in opposite directions having, the self-aligning bearings offset from one another transversely to the direction of displacement are. This last-mentioned example is shown in the following with reference to the schematic Drawing described in more detail. 1 shows a plan view of the transmission with the cover of the gearbox housing removed, the transmission ratio being 1 s 1 is set, Fig. 2 is a corresponding plan view at a transmission ratio from approx. 1: 2 and Sig. 3 a section along line III-III in FIG. 1.

Die Hauptteile des Getriebes sind ein Gehäuse 1, ein erster Kugelteil 2, ein zweiter Kugelteil 3, ein Schieber 4, eine erste Welle 5 und eine zweite Welle 6. Die Ausbildung dieser Teile und ihr Zusammenwirken werden im folgenden genauer beschrieben.The main parts of the transmission are a housing 1, a first ball part 2, a second ball part 3, a slide 4, a first shaft 5 and a second shaft 6. The formation of these parts and their interaction will be explained in more detail below described.

Das Gehäuse 1 hat eine Grundplatte 7, vier Wände 8, 9, 10, 11 s' und einen Deckel 12, der allerdings nur in Fig. 3 sicht In der Wand 9 des Gehäuses befindet sich ein Lager 13 für die Welle 5, die außerdem in einem Lager 14 gelagert ist,.das sich an einem vom Boden 7 des Gehäuses erhebenden Träger 15 befindet. Die Welle 6 ist in der gegenüberliegenden Gehäusewand 11 ntsprechend gelagert, nämlich in einem Lager 16 und einem Lager 17, das sich an einem sich vom Boden 7 des Gehäuses erhebenden Lagerträger 18 befindet.The housing 1 has a base plate 7, four walls 8, 9, 10, 11 s' and a cover 12, which, however, is only visible in FIG. 3 in the wall 9 of the housing a bearing 13 for the shaft 5, which is also mounted in a bearing 14, .das is located on a support 15 rising from the bottom 7 of the housing. The wave 6 is correspondingly supported in the opposite housing wall 11, namely in a bearing 16 and a bearing 17, which is located on one of the bottom 7 of the housing uplifting bearing bracket 18 is located.

Der Sugolteil 2 ist etwas größer als eine Halbkugel und hat den Radius R. Der Kugelteil hat eine Kugelfläche 19 und einen Achsstummel 20, der an die Kugelfläche 19 angesetzt ist. In der Kugelschnittfläche 21 befindet eich eine Höhlung 22, die die Unterbringung einer Universalgelenkes 23 derart gestattet, daX der Schwenkpunkt des Universalgelenkes mit dem Mittelpunkt M1 des Kugelmittelpunktes zusammenfällt. Das Universalgelenk 23 ist schematisch durch eine Kugel angedeutet, die über einen Träger 24 mit dem Kugelteil 2 verbunden ist. Das Universalgelenk 29 verbindet den Kugelteil 2 drchfest mit der Welle 5.The Sugol part 2 is slightly larger than a hemisphere and has the radius R. The spherical part has a spherical surface 19 and a stub axle 20, which is attached to the spherical surface 19 is set. In the spherical cut surface 21 is a cavity 22 which the accommodation of a universal joint 23 allows such that the pivot point of the universal joint coincides with the center point M1 of the center of the sphere. The universal joint 23 is indicated schematically by a ball that has a The carrier 24 is connected to the ball part 2. The universal joint 29 connects the Ball part 2 tightly to the shaft 5.

Die Kugel ist wie gesagt in ihrem Mittelpunkt durch das Universalgelenk 23 gchalten. Sie ist außerdem an ihrem Achsstummel 20 durch ein Pendellager 25 gehalten, das sich an einem Lagerträger 26 befindet,.der sich vom Schieber,4 aus erhebt.As I said, the ball is at its center thanks to the universal joint 23 activated. It is also on its stub axle 20 through a Self-aligning bearing 25 held, which is located on a bearing bracket 26, .der is from Slider, 4 from rises.

Die Ausbildung und Lagerung der Kugel 3 ist genauso wie die,-jenige der Kugel 2. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Achsstummel 20, 20' der Kugeln 2 und 3 nach entgegengesetzten Richtungen zeigen.The training and storage of the ball 3 is the same as that the ball 2. The arrangement is made so that the stub axles 20, 20 'of the balls 2 and 3 point in opposite directions.

Der Schieber 4 ist ein flaches abgekröpftes Teil, das in einer Gehäuseöffnung 27 in der Gehäusewand 10 und in einer gegenüber der Öffnung 27 versetzten Öffnung 28 in der Gehäusewand 8 geführt ist.The slide 4 is a flat cranked part that is in a housing opening 27 in the housing wall 10 and in an opening offset with respect to the opening 27 28 is guided in the housing wall 8.

Fig. 1 zeigt den Zustand beim Übersetzungsverhältnis 1 : 1.Fig. 1 shows the state at a gear ratio of 1: 1.

Der Berührungspunkt P, zwischen den beiden Kugelteilen 2 und 3 befindet sich an gleich großen Radien r1 und r2 der Kugeln 2, und 3. Die Radien r1 und r2 sind die Radien von Breitenkreisen der Kugeln 2 und 3, deren Ebenen rechtwinklig zu den Achsen 29 und 29' liegen, die einerseits durch die Mittelpunkte M1 und M2 und andererseits durch die Achsstummel 20 und 20' gehen.The point of contact P, is located between the two spherical parts 2 and 3 at the same size radii r1 and r2 of balls 2 and 3. The radii r1 and r2 are the radii of the circles of latitude of spheres 2 and 3, their planes are right-angled to the axes 29 and 29 ', on the one hand by the centers M1 and M2 and on the other hand go through the stub axles 20 and 20 '.

Zu einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses wird der Schieber 4 veechoben. In Fig. 2 ist eine Stellung gezeigt, in der der Schieber gegenüber der Stellung nach Fig. 1 nach links verschoben ist. Bei dieser Verschiebung werden die Pendellager 25, 25', da sie ja mit dem Schieber 4 verbunden sind, nach links mitgenommen. Hierbei schwenken die Kugelteile 2 und 3 um Achsen, die zu den Achsen 29, 29' senkrecht sind und durch dieKugelmittelpunkte M1 und M2 gehen. Hierbei stellen sich naturgemäß die Achsen 29, -29' schräg. Die Achsstummel 20, 201 werden etwas aus den Lagern herausgezogen. Die Berührungsradien haben sich jetzt geändert, wobei der Berührungsradius an der Kugel 2 gleich dem Kugelradius R geworden ist, während der Berührungsradius r3 an der Kugel 3 halb so groß ist wie der Kugelradius R. Dies bedeutet, daß di Welle 6 doppelt sp schnell läuft wie die Welle'5, wenn man unterstellt, daß kein Schlupf vorhanden ist.The slide becomes a change in the transmission ratio 4 veechoben. In Fig. 2 a position is shown, in which the slide is shifted to the left compared to the position of FIG. With this shift the self-aligning bearings 25, 25 ', since they are connected to the slide 4, after taken on the left. Here, the ball parts 2 and 3 pivot about axes that lead to the Axes 29, 29 'are perpendicular and pass through spherical centers M1 and M2. Here naturally the axes 29, -29 'are inclined. The stub axles 20, 201 are pulled something out of the bearings. The contact radii have now changed, where the contact radius on ball 2 has become equal to the ball radius R, while the contact radius r3 on the ball 3 is half as large as the ball radius R. This means that the wave 6 runs twice sp as fast as the wave'5, if it is assumed that there is no slip.

Aus der Betrachtung der Zeichnungen ist ohne weiteres klar, daß bei einer Verschiebung des' Schiebers 4 nach rechts (ausgehend vom Zustand nach Fig. 1) eine Entgegengesetzte Verschwenkung erhalten wird, wobei eine Verstellung'bis' zu einer Stellung möglich ist, bei der der Berührungsradius an der Kugel 3 gleich dem Kugelradius R und der Beruhrungsradius an der Kugel 2 etwa gleich dem halben Kugelradius ist.From a consideration of the drawings it is readily apparent that with a shift of the 'slide 4 to the right (starting from the state according to Fig. 1) an opposite pivoting is obtained, with an adjustment 'to' to a position is possible in which the contact radius on the ball 3 is the same the radius of the sphere R and the radius of contact on the sphere 2 approximately equal to half that Sphere radius is.

Bei den dargestellten Verhältnissen kann also vom Übersetzungsverhältnis 2 : 1 bis zum Übersetzungsverhältnis 1 : 2 stufenlos verstellt werden.In the case of the ratios shown, the transmission ratio 2: 1 up to a transmission ratio of 1: 2 can be continuously adjusted.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e:

Mechanical transmission gear, its transmission ratio is infinitely variable and contains rolling elements that make frictional contact with each other have, the contact radii on the rolling elements depending on the desired Gear ratios are changeable, characterized in that at least one of the rolling elements (2, 3) is a spherical part that cooperates with a counter-rolling element is, wherein one of the rolling elements rotatably with a driving shaft and the other is rotatably connected to a driven shaft and the ball part on all sides movable joint connected to the associated shaft and to change the contact radius pivotable with the counter-rolling element about an axis passing through the center of the sphere is.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that both rolling bodies (2, 3) are spherical parts that can be pivoted at the same time so that the radius of contact (r) Part of one sphere, enlarged and reduced on the other part of the sphere.

3. Transmission according to claim 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the spherical parts (2, 3) have the same eugul radii (R).

4. Transmission according to claim 3, characterized in that the driving and the driven shaft is mounted in a non-pivotable manner on a housing (1) or the like are that in the housing (1) a slide (4) is arranged, the self-aligning bearing (25, 25 ') for arranged on the ball parts (2, 3) and in opposite directions pointing stub axles (20, 20 '), the self-aligning bearings (25, 25') transversely to Shift direction are offset from each other.