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Mechanisches Getriebe i)ie erfindung betrifft ein mechanisches Getriebe
mit einer Antriebswelle und einer zu dieser vorzugsweise koaxialen Abtriebswelle,
insbesondere für Fahrzeugantriebe.
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Solche Getriebe sind üblicherweise als Zahnrad-Wechselgetriebe ausgebildet.
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Dabei ist zum Gangwechsel wenigstens eine Vorlegewelle mit, verschiedenen
Zahnrädern erforderlich. Diese Vielzahl von Zahnrädern stellen also einen relativ
hohen Aufwand dar, auch beansprucht das 2ahnradwechselgetriebe relativ viel Platz.
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Eine kontinuierliche Veränderung des iJbersetsungsverhältnisses ist
damit aber nicht möglich, sondern immer nur eine stufenweise. Zur kontinuierlichen
Veränderung der Drehzahl sind daher bei den bekannten Zahnralwechselgetrieben weitere
Bauteile, insbesondere Fliissigkeitsgetriebe sowie Rutschkupplungen und elektromagnetische
Kupplungen erforderlich.
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Nachteilig sind ferner die Zahnradgeräusche.
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Demgegenliber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein baulich
möglichst einfaches, sehr gernuscharmes Getriebe zu schaffen, bei weichem des weiteren
das Übersetzungsverhältnis stufenlos einstellbar sein kann.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung im wesentlichen
darin, daß an der Antriebswelle ein Exzenterzapfen sitzt, an dem eine Schubstange
angreift, an deren anderem Ende ein weiterer, zu den Wellen paralleler Zapfen sitzt,
der in einer Führung geführt ist, die fest an der Abtriebswelle sitzt.
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Zur 7eränderung des L7bersetzunGsverhXltnisses ist der Exzenterzapfen
in seinem Abstand von der Antriebswelle einstellbar. Vorzugsweise erfolgt diese
Verstellung iiber die hohle Antriebswelle. Und zwar kann die Verstellung stubei
fenlos oder in Stufen erfolgen, wobei/der stufenweisen Verstellung der Abstand der
einzelnen Stufen sehr gering sein kann.
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Der in seiner Exzentrizität einstellbare Exzenterzanfen an der Antriebswelle
und der gefiaeniiber der Abtriebswelle vorzugsweise in radialer Richtung geführte
weitere Zanfen sind also durch die Schubstange miteinander verbunden.
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Bei Drehung der Antriebswelle kreise der Exzenterzanfen mit der gleichen
Umlaufzahl auf einem zur Antriebswelle konzentrischen Kreis entsprechend der eingestellten
Exzentrizität.
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Die Schubstange mit dem an ihr angelenkten und gegenüber der Abtriebswelle
radial rrefiihrten weiteren Zanfen sucht dieser Bewegung zu folgen.
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Dank der Fiihrung des weiteren Zapfens an der an der Abtriebswelle
sitzenden Führung wird die Bewegung des weiteren Zapfens zerlegt in eine Komnonente
längs der Mihrung und eine KomPonente quer zu der Führung.
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Die Bewegungskomponente länge der Führung ist für die Übertragung
von Drehmoment oder Drehzahl unwirksam. Die Komponente quer zu der Führung dagegen
bewirkt den Antrieb. Die Bewegung quer zur Führung, also jeweils In Umfangsrichtung,
bedeutet jeweils eine Verdrehung der Abtriebswelle um einen bestimmte Winkel.
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Je nach dem zu iiberwindenden Widerstand ist dieser Winkel größer
oder kleiner. Bei jeder Umdrehung der Antriebswelle wird also die Abtriebswelle
am ein Stück weitergedreht, wobei die Größe dieses Bogenstückes von dem zu überwind
enden Widerstand abhängig ist.
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Das erfindungsgemäße Getriebe stellt sich also selbsttätig auf den
jeweiligen Fahrtwiderstand ein.
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Bei gleichbleibender Drehzahl der Antriebswelle, also der optimalen
Motordrehzahl, ergibt sich also bei großem Fahrtwiderstand eine kleine Abtriebsdre
-zahl und bei kleinem Fahrtwiderstand eine große Abtriebsdrehzahl.
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Das erfindungsgemäße Getriebe entspricht also im wesentlichen einem
Schubkurbelgetriebe, bei welchem die Gleitbahn fiir den Kreuzkopf nicht fest, sondern
koaxial zur Antriebswelle drehbar ist. Die Drehung erfolgt dabei gemäß der Erfindung
durch die zur Gleitbahn senkrechte Kraftkomponente der Pleuelstange.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
schematischen Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 einen axialen
Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel; Die Figuren 2, 3 und 4 sind axiale Ansichten
nach den Linien II-II, III-III und IV-IV in Figur 1.
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Die Antriebswelle 3 ist in Lager 1 und die Abtriebswelle 4 in Lager
2 gelagert.
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Am Ende der Antriebswelle 3 sitzt eine Scheibe bzw. Schwungscheibe
9, die auf der Außenseite eine durch den Durchmesser gehende Nut 12 aufweist. In
dieser Nut 12 ist ein Lager 13 für einen Exzenterzapfen 5 radial verschieblich.
Die Verschiebung erfolgt zweckmäßig durch die hohle Antriebswelle 3 hindurch, wobei
der Mechanismus zur Verschiebung im einzelnen nicht gezeigt ist.
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Am äußeren Ende des Exzenterzapfens 5 ist eine sich zur Axialrichtung
erstreckende Schubstange P angebracht, die an ihrem äußeren Ende einen ederum achsparallelen
Zapfen 6 trägt. Das freie Ende des Zapfens 6 ist mittels Kugellager drehbar in einem
Gleitstück 1o gelagert, welches in einer Nut 11 verschieblich ist. Die Nut 11 ist
in einer Scheibe 8 ausgebildet, die fest am Ende der Abtriebswelle 4 sitzt.
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DieWirkungsweise des erfindungsgemäßen Getriebes ist aus diesem konstruktiven
Aufbau ohne weiteres ersichtlich: Bei Drehung der Antriebswelle 3 läuft der Exzenterzapfen
5 entsprechend dereingestellten Exzentrizität um; diese Bewegung teilt sich der
Schubstange P und dem Zapfen 6 bzw. Gleitstiick 7 mit.
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Die Schubstange P erstreckt sich zwar jeweils einmal in die gleiche
Richtung wie der FUhrungsschlitz 12, normalerweise schließen Schubstange P und Puhrungsschlitz
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aber einen Winkel ein, der sichlaufend ändert und von 0 - 90° schwankt. Entsprechend
diesem Winkel wird die Bewegung bzw. Kraft der Schubstange P aufgeteilt in eine
Komponente in Richtung des FLthrungsschlitzes 11 und eine Komponente senkrecht zum
Führungsschlitz 11.
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Die Komponente senkrecht zum Führnngsschlitz 11 wird wirksam zur Übertragung
von Drehmoment und Leistung.
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Es sei bemerkt, daß sich die Nuten 11, 12 nicht unbedingt radial zu
erstrecken brauchten, selbstverständlich könnten statt der Nuten auch Stege bzw.
Fihrungsschienen an den Scheiben 9, 8 vorgesehen sein. Die Ftllirung 11 brauchte
auch nicht an einer Scheibe; sondern könnte auch an einem an der Abtriebswelle befestigten
Arm vorgesehen sein; desgleichen könnte die Führung bzw. die Führungsnut 12 ebenfalls
an einemsich radial erstreckend Arm statt an einer Scheibe bzw. Schwungscheibe 9
vorgesehen sein.