DE2246076A1

DE2246076A1 - Universelles, stufenlos-mechanisches rotationsgetriebe

Info

Publication number: DE2246076A1
Application number: DE19722246076
Authority: DE
Inventors: Heinz Winkelmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-09-20
Filing date: 1972-09-20
Publication date: 1974-03-28

Description

Universelles,stufenlos-mechanisches Rotationsgetriebe.
Die Erfindung betrifft ein universell verwendbares, stufenlos steuerbares, mechanisch funktionierendes Rotationsgetriebe, welches sowohl in seiner Konstruktion, als auch in seiner Wirkungsweise bisher bekannte Getriebearten hinsichtlich Vereinfachung und Wirkungsgrad übertrifft.
Die Erfindung geht aus von nachstehend bezeichneten Überlegungen: Der überwiegend größte Teil aller bisher bekannten Getriebearten , ganz gleich wie und wo diese Anwendung finden, werden über Kupplungen, oder kupplungsähnlichen Aggregaten gesteuert, bezw. von diesen in Umdrehungen versetzt.
Getriebe herkömmlicher Bauart beinhalten darüberhinaus eine Vielzahl komplizierter Mechanismen, die sowohl reparaturanfällig und kostenträchtig sind, als auch vor allem einen hohen Prozentsatz an Reibungswiderstand aufweisen.
Reibungswiderstand bedeutet Leistungsminderung.
Das Konzept des neuen Rotationsgetriebes beruht demzufolge auf: a)Vereinfachung des gesamten Aggregates bis zur maximal möglichen Grenze, b)Verringerung der Reibungswiderstände, dadurch teistungs steigerung an der Abtriebswelle, c)durch Wegfall von Kupplungen und durch Vereinfachung bedingte bedingte Material und Kostenersparnis d)einen universellen Anwendungs-u. Einsatzbereich zu ormögliden, und zwar als Folge des Fortfalls von Kupplungen und durch die Möglichkeit der stufenlosen Regulierbarkeit.
Dem Stande der Technik nach ist bekannt, daß es eine Vielzahl von unterschiedlich konstruierten Getriebearten gibt, deren Anwendungs- und Einsatzbereich ebenso vielfältig und vielseitig möglich ist.
Trotz sorgfältig durchgeführter Recherchen war es nicht möglich, eine auch nur annähernd vergleichbare Konstruktion zu finden, die nach Bauart und Wirkungsweise gleiche, oder ähnliche Merkmale aufweist, wie solche beim Rotationsgetriebe.
Es erübrigt sich deshalb näher auf den Stand der Technik einsugehen.
Es muß jedoch erwähnt werden. daß fast alle Getriebe herkömslicher Bauart sehr kompliziert und kostenaufwendig entwickelt wurden. Die Folge davon ist, neben hohem Verschleiß, ein großer Kraftaufwand, um solche Getriebe ansutreiben, was wiederum Leistungsminderung an der Abtriebswelle bedeutet.
Der nachstehend beschriebenen Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, durch eine maximal mögliche Vereinfachung in der Konstruktion,verbunden mit größtmöglicher Einsparung im Materialbereich, eine möglichst hohe Leistung bei der Kraftübertragung zwischen Antriebswelle und Abtriebewelle zu erhalten.
Die Aufgabe wird durch nachstehende Beschreibung erfindungsgemäß gelöst: Das Rotationsgetriebe selbst besteht aus insgesamt nur sechs beweglichen Teilen. Es sind dies vier Kegelräder, ein Zahnkran. und ein Zahnrad, nebst dazugehörigen Wellen, oder Achse Wie aus der beiliegenden Zeichnung Nr.... ersichtlich ist der Aufbau des Rotationsgetriebes wie folgt: Von den vier Kegelrädern ist eines mit der Antriebswelle (A) und eines mit der Abtriebswelle (AW) jeweile am Wellenende fest verbunden.
Die beiden anderen Kegelräder (K1 u.K2)sind auf einer Welle, oder Achse (W1) derart angebracht, als sie um die Welle, oder Achse frei rotieren können. Sie stehen jedoch mit den Kegelern (KA u. KAW), die wie vorerwähnt, mit den Wellenden der der An-u. Abtriebswelle fest verbunden sind,permanent im Eingriff.
Eine seitliche Verschiebung der Kegelräder KA u. KAW wird durch den Distanzring (DR) und die der Kegelräder K1 u. K2 durch den Zahnkranz (Zk) verhindert.
Die Antriebswelle (A) und die Abtriebswelle (AW) sind mittig in den Distanzring (DR) eingeführt und in ihm drehbar gelagert. Die Seelen der Wellen sind eine Gerade, die durch den Mittelpunkt des Distanzringes führt. Die freien Wellenenden laufen aus dem Distanzring (DR) nach außen heraus.
Die Welle, oder Achse (W1) wird mit den Kegelrädern K1 u.K2 mittig in das Innere des Zahnkranzes (Zk) eingelassen und die Enden mit dem Zahnkranz fest verbunden.
Die Wellen-oder Achsseele bildet eine Gerade, die ebenfalls durch den Mittelpunkt des Zahnkranzes geht.
Der Mittelpunkt des Distanzringes und der Mittelpunkt des Zahnkranses sind identisch.
Die Wellenseelen der An-u.Abtriebswelle, sowie die Seele der Welle, oder Achse W1 kreuzen sich danach im Mittelpunkt des Getriebes rechtwinklig.
An irgendeinem Punkt des Zahnkranzes Zk steht das Zahnrad (Zr) mit dem Zahnkranz in permanenten Eingriff.
Das Zahnrad (Zr) ist mit dem Ende einer Welle, oder Achse fest verbunden. Diese Welle, oder Achse verläuft paralleel zur An- und Abtriebswelle.
Aus diesen vorstehend beschriebenen Teilen besteht das komplette Rotationsgetriebe. Seine Wirkungsweise soll nachstehend erläutert werden: Wegen des Fortfalls einer Kupplung, oder einer kupplungsähnlichen Vorrichtung, wird die Kraft einer Antriebsmaschine direkt von der Antriebswelle (A) übernommen.
Auf dem einen Wellenende der Antriebswelle (A) ist, wie beschrieben, das Kegelrad (KA) befestigt.
Das Kegelrad (KA) muß sich der Drehbewegung der Antriebswelle anpassen und setzt dabei die Kegelräder K1 u. K2 in Umlauf. Ausgehend von der Rechtsdrehung der Antriebswelle (A) dreht sich das Kegelrad K1 linksherum und das Kegelrad K7 in entgegengesetzter Richtung rechts herum.
Sofort mit Beginn der Drehbewegung der Antriebswelle, bezw.
des Kegelrades (KA) wird nunmehr auch das Kegelrad(KAW) mit der daran befestisten Abtriebswelle (AW) in Umlauf versetzt.
Die Drehrichtung der Antriebswelle (A) ist der Drehrichtung der Abtriebswelle (AW) konträr entgegengesetzt.
Während der vorbeschriebenen Drehbewegungen befindet sich der Zahnkranz (Zk) in Ruhestellung. Das bedeutet, daß der Zahnkranz (Zk) mittels einer an der Welle W2 angebrachten Bremsvorrichtung über das Zahnrad Zr arretiert wird.
Bei diesem Vorgang wird aleo die Kraft einer Antriebsmaschine über die Antriebswelle (A), sowie über die Kegelräder KA - K1 u.K2 - KAW auf die Abtriebswelle (AW) d i r e k t übertragen.
Die einzige Möglichkeit eines Kraftverluetes, oder einer Leistungsminderung kann nur und ausschließlich durch die Reibung der Kegelräder und der Wellen-oder Achslager auftreten. Bei Verwendung besondere geeigneter Spezial-Kegelräder, Wellen-oder Achslager, sowie Spezialöleiu.-fetten kann der gesamte Reibungswiderstand hierbei auf ein Minimum reduziert werden.
Die stufenlose Regulierung der Umdrehungsgeschwindigkeit (Tourenzahl) wird wie folgt beschrieben: Ausgehend von der oben beschriebenen d i r e k t n fl Kraftübertragung wird als Beispiel folgende Situation angenommen: An der Abtriebswelle (AW) erfolgt eine Belastung, deren Kraftabgabe größer ist als die über die Antriebswelle (A) zugeführte Kraft.
Bei Getrieben herkömmlicher Bauart würde diese tberbelsstung zum Abwürgen der Antriebsmaschine und damit zum Stilletand führen.
Dies ist aber beim Rotationsgetriebe nicht der Fell.
Zwar wird die Abtriebswelle und damit verbundene, angetriebene Aggregate, wie s.B. Räder vom Kfz., Schiffsschrauben u.6.
zum langsamen Stillstand kommen,jedoch niemals die Antriebsmaschine (Motor).
Wie oben beschrieben befindet sich der Zahnkranz bei direkter Kraftübertragung mittels einer Bremsvorrichtung an der Welle (W2) in Ruhestellung. Bei eintretender Uberbelastung der Abtriebevelle bis zu deren Stillstand, wird die bis dahin permanent wirkende Antriobekraft langsam, und entsprechend der Belastungsgeschwindigkeit, an die Kegelräder K1 u. K2 übergeleitet.
Bereits bei Beginn, d.h. bei Einsetzen des Momentes der Überbelastung erfolgt naturgemäß eine Redusierung der Umdrehungsgeschwindigkeit und zwar sowohl an der Abtriebsals auch an der Antriebswelle.
Bei Redusierung der Umdrehungsgeschwindigkeit jedoch erfolgt, bewirkt durch Ausnutzen der Fliehkraft, oder anderer dafür geeigneter Vorrichtungen, eine Entarretierung der Bremsvorrichtung auf der Welle (w2).
Somit wird, bewirkt durch die an die Kegelräder K1 u. K2 übergeleitete Antriebskraft, der Zahnkranz (Zk) in Drehbewegung versetzt. Der Zahnkranz (Zk) steht mit dem Zahnrad (Zr) in Eingriff und treibt dies mit der-daran befestigten Welle (W2) an.
Bei entsprechendem Kraftnachschub infolge Erhöhung der Antriebskraft, z.B. durch Gasgeben beim Kfz, erhöht sich naturgemäß die Umdrehungsgeschwindigkeit an der An- und Abtriebswelle. Bei Erreichnung einer vorausbestimmbaren Umdrehungsgeschwindigkeit erfolgt automatisch ein Bremsvorgang an der-Welle (W2) bis zur völligen Arretierung.
Ist die Arretierung vollzogen, so stehen Antriebswell und Abtriebswelle wiederum in direkter Verbindung bei der Kraftübertragung.
Dieser Vorgang läßt sich beliebig oft bei entsprechendem Kraftbedarf und demzufolge entsprechender Kraftzufuhr wiederholen, und zwar derart, daß keine ruckartigen Stöße auf die in sich fließenden Drehbewegungen der Antriebsmaschine (Motor) einwirken können.
Das aber bedeutet größtmöglichste Schonung der Antriebsmaschine (Motor) und des Getriebe6.
Der Vor- oder Rücklauf des Rotationsgetriebes kann mittels dem Stand der Technik nach, bekannter Vorrichtungen reguliert werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind im wesentlichen bereits in der Beschreibung und Wirkungsweise dargetan. Die Vorteile bestehen neben der Vereinfachung in der Bauweise und der Verringerung der Reibungswiderstände vor allem darin, daß Kupplungen, oder kupplungsähnliche Vorrichtungen beim Betrieb des Rotationsgetriebes nicht mehr notwendig sind. Sie bestehen weiter darin, daß während des Betriebes keine Materialschäden durch ruckartige Stöße auftreten können. Das bedeutet Material6chanung, Verschleiß- Verschleißminderung und Erhöhung der Lebensdauer, sowie Leistungssteigerung.

Claims

P a t e n t a n 6 p r ü c h e .

Patentans prüc he

W Universellea,stufenlos-mechanisches Rotationsgetriebe, universell verwendbar, stufenlos regulierbar, mechanisch funk-tionierend,dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Getriebe aus insgesamt sechs beweglichen Teilen besteht, 2. nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den beweglichen Teilen um vier Kegelräder, einem Zahnkranz und einem Zahnrad mit dazugehörenden Wellen, oder Achsen handelt, die gemäß beiliegender Zeichnung angeordnet und zusammengebaut sind, 3. nach Anspruch 1.u.2. dadurch gekennzeichnet, daß die Seelenachse der An-u.Abtriebswelle eine Gerade bilden, die durch den Mittelpunkt des Getriebesläuft, 4. nach Anspruch 1.-3. dadurch gekennzeichnet, daß auf einem -Wellenende sowohl der Antriebs- , als auch der Abtriebswelle je ein Kegelrad mit diesem Wellenende fest verbunden ist und daß die Wellen in einem Distanzring, oder Distanzhalter drehbar gelagert sind, 5. nach Anspruch 1.-4. dadurch gekennzeichnet, daß die Seelenachse der Welle W1 eine Gerade bildet, die ebenfalls durch den Mittelpunkt des Getriebes läuft und sich in dieeem Mittelpunkt mit der Seelenachse der An- u. Abtriebswelle rechtwinklig kreuzt, 6. nach Anspruch 1.-5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle W1 zwei Kegelräder in der Weise aufgebracht sind, als diese um die Welle W1 frei rotieren können und daß die Welle W1 mittig im Innern des Zahnkranzes Zk eingelassen und mit dem Zahnkranz fest verbunden ist, 7. nach Anspruch 1.-6. dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnkranz Zk mit dem außenliegenden Zahnrad Zr in permanentem Eingriff steht und daß das Zahnrad Zr mit einem Wellenende der Welle W2 fest verbunden ist, 8. nach Anspruch 1.-7. dadurch gekennzeichnet, daß die vier Kegelräder und der Zahnkranz Zk mit dem Zahnrad Zr immer gleichzeitig und permanent im Eingriff stehen, 9. nach Anspruch 1.-8. dadurch gekennzeichnet, daß die stufenlose Regulierung beispielsweise derart erfolgen kann, als die Welle W2 mittels einer geeigneten Bremsvorrichtung bei Erhöhung der Umdrehungsgeschwindigkeit 9. der Antriebswelle bis zur Arretierung gebremst werden kann und daß bei Reduzierung der Umdrehungsgeschwindigkeit eine Entarretierung und Lösung der Bremse erfolgen kann, 10. nach Anspruch 1.-9. dadurch gekennzeichnet, daß bei arretierter Welle W2 , gemäß Anspruch 9. , die Antriebswelle unter Mitwirkung der vier Kegelräder mit der Abtriebswelle in direkter Verbindung zur Kraftübertragung steht.

11. nach Anspruch 1.-10. dadurch gekennzeichnet, daß statt der Kegelräder auch Telleräder und andere für die vorbezeichnete Kraftbertragungsmethodik geeignete Vorrichtungen verwendet werden.