DE2443802A1 - Uebertragungssystem fuer drehbewegungen mit regelbarem uebersetzungsverhaeltnis - Google Patents

Uebertragungssystem fuer drehbewegungen mit regelbarem uebersetzungsverhaeltnis

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DE2443802A1
DE2443802A1 DE19742443802 DE2443802A DE2443802A1 DE 2443802 A1 DE2443802 A1 DE 2443802A1 DE 19742443802 DE19742443802 DE 19742443802 DE 2443802 A DE2443802 A DE 2443802A DE 2443802 A1 DE2443802 A1 DE 2443802A1
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transmission
drive
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transmission system
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Jakhin Boas Popper
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/021Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuous variable friction gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H2037/025CVT's in which the ratio coverage is used more than once to produce the overall transmission ratio coverage, e.g. by shift to end of range, then change ratio in sub-transmission and shift CVT through range once again

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Description

  • Übertragungssystem für Drehbewegungen mit regelbarem Übersetzungsverhältnis Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem für Drehbewegungen mit regelbarem Übersetzungsverhältnis, insbesondere ein solches, welches einen großen Regelbereich zujäßt.
  • Es sind bereits eine große Anzahl verstellbarer Übertragungssysteme fUr eine stufenlose Drehzahl verstellung bekanntgeworden. Der Mangel derselben liegt in dem verhältnismäßig kleinen Regelbereich und dem geringen Wirkungsgrad. Außerdem sind sie unendlich und/oder kompliziert und teuer aufgebaut.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher, ein verstellbares Übertragungssystem fur Drehbewegungen zu schaffen, it einem großen Drehzahlregelbereich, das einfach, kompakt und billig ist und einen guten Wirkungsgrad besitzt.
  • Bei der Erfindung kann ein bekannter Verstellantrieb mit begrenzerh Drehzahlbereich Verwendung finden, der erfindungsgemäß durch relativ einfache, billige und kompakte Vorrichtungen den Erfordernissen entsprechend erweitert wird. Es gelangt ein bekanntes Übertragungssystem zur Anwendung mit einem zwischen An- und Abtriebsachse eingeschalteten, zweiachsigen Ubersetzungstrieb, dessen Triebglieder durch ein Übertragungsglied verbunden sind und einem Verstellorgan zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Antriebsachse und die beiden Achsen des Übersetzungstriebes bzw.
  • zwischen diese und die Abtriebsachse jeweils Kupplungen eingeschaltet sind zum wahlweisen Verbinden der Antriebsachse mit der einen oder anderen Achse des Übersetzungstriebes und der Abtriebsachse mit der jeweils gegensdtzlichen Achse des Ubersetzungstriebes, die nicht an die Antriebsachse angeschlossen ist und daß die Kupplungen Kontrollglieder umfassen, welche bewirken, daß zwischen An- und Abtrieb unmittelbar nach dem Kupplungsvorgang das gleiche Übersetzungsverhältnis vorhanden ist, wie es unmittelbar vor dieser Operation bestand.
  • Vorzugsweise weisen die Kupplungen sowohl auf der Antriebsachse als auch auf der Abtriebsachse "n" RotationsUbertragungsglieder auf. Außerdem ist eine Vielzahl von Rotationsubertragungsgliedern auf jeder der beiden Achsen des Übersetzungstriebes vorgesehen, wobei jedes übertragungsglied der Antriebsachse wahlweise an ein Übertragungsglied der einen Achse des Übersetzungstriebes und gleichzeitig jedes Übertragungsglied der Abtriebsachse wahlweise an ein Übertragungsglied der anderen Achse des Übersetzungstriebes anschließbar ist.
  • Dabei kann "n" den Wert 1, 2 oder 3 haben oder selbstverständlich auch noch größer sein. Die Übertragungsglieder können beispielsweise Zahnräder, Reibrollen oder Riemenscheiben sein, die über Riemen, Bonder oder Ketten miteinander verbunden sind.
  • Vorzugsweise kann der Übersetzungstrieb aus zwei, auf parallelen Achsen sitzenden Kegelwalzen mit entgegengerichteten Konizität und einem die beiden Walzen verbindenden Riemen gebildet und zusätzlich ein Verstellglied zum axialen Verschieben des Riemens auf den Walzen vorgesehen sein. Andererseits kann aber auch der Übersetzungstrieb aus einem, über einen Riemen verbundenen Walzen- oder Scheibenpaar gebildet sein, von denen mindestens eine zwecks Veränderung des Übersetzungsverhältnisses im Durchmesser veränderbar ist.
  • Schließlich kann aber auch ein veränderlicher Übersetzungstrieb Anwendung finden, deraus einem, durch ein Band, Riemen od. dgl. verb;hdeninlPaar von Scheiben gebildet ist, von denen mindestens eine zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses im Durchmesser veränderbar ist, wobei die im Durchmesser veränderbare Scheibe einen elastischen zylindrischen Körper aufweist, der beiderseits mit Seitenplatten abgedeckt ist, wobei weiter eine Vorrichtung zum gegenseitigen axialen Verschezaben der Seitenplatten vorgesehen ist, um den elastischen Der zur Durchmesserveranderung zusammenzupressen oder auseinanderzuziehen.
  • Das erfindungsgemäße veränderbare übertragungssystem kann kompakt und billig mit einem großen Drehzalregelbereich hergestellt werden, insbesondere dann, wenn einer der oben genannten Verstelltriebe Verwendung findet.
  • Es versteht sich jedoch von selbst, daß das Übertragungssystem auch mit anderen Verstellantrieben arbeitet und daß der neue Verstelltrieb vorteilhaft in anderen Übertragungssystemen Verwendung finden kann.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand verschiedener Ausführungsformen erläurtert, die in beigefügten Zeichnungen wiedergegeben sind und zwar zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Ubertragungssystems; Figur 2 eine andere Ausführungsform eines veränderbaren Übertragungssystems mit abgeänderten Verstelltrieb; Figur 3 eine weitere Ausführungsform des Übertragungssystems für einem größeren Drehzahlbereich als die Ausführungsformen gemäß Figur 2 und Fig, 4 bis 6 weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen des übertrag ngssystems O In Figur 1 ist dargestellt, wie bei der vorliegenden Erfindung der relativ begrenzte Drehzahlbereich herkömmlicher Verstelltriebe allen Erfordernissen entsprechend durch Hinzufügen relativ einfacher und billiger Vorrichtungen vergrößert werden kann.
  • In Figur 1 wird von einem herkömmlichen Verstelltrieb ausgegangen, der ein Paar konische Teile oder Walzen 2 und 4 auf zueinander parallelen Achsen A und B aufweist, die über einen Riemen 6 miteinander in Verbindung stehen. Die Lage des Riemens auf dem konischen Gliedern 2 und 4 wird durch einen handbetätigten Verstellhebel 8 verändert, der drehbar an einem Träger 10 angelenkt ist und der eine Gabel 12 aufweist, die den Riemen 6 umfaßt.
  • Die Antriebsachse I und die Abtriebsachse Q können jeweils wahlweise an die Achse A der konischen Trommel 2 oder der Achse B der konischen Trommel 4 angekuppelt werden.
  • Dieses Ankuppeln erfolgt mit den schematisch durch Kästchen 14 und 16 dargestellten Kupplungsvorrichtungen, die im nachfolgenden noch eingehend beschrieben werden.
  • In der linken, in Figur 1 ausgezogen dargestellten Stellung des Hebels 8 bewirkt eine Anzahl Drehungen j der Achse A eine Umdrehung der Achse B und in der rechten, in Figur 1 gestrichelt dargestellten Stellung eine kleinere Anzahl Drehungen i der Achse A eine Umdrehung der Achse B, do h.
  • der Verstellantrieb in Figur 1 hat einen Drehzahlbereich von i:l bis j:1, wobei j und i die Drehungen der Achse A sind, die eine einzige Umdrehung der Achse B ergeben, Dies ist in der Tabelle in Figur 1 aufgezeichnet, aus der weiterhin ersichtlich ist, daß 1/ oder 1/i Drehungen der Achse B eine einzige Umdrehung der Achse A bewirken, Der in Figur 1 dargestellte Verstellantrieb hat daher einen Drehzahlbereich von j:lo Effindungsgemäß wird dieser Drehzahlbereich durch die in Figur 1 schematisch dargestellten Kupplungsvorrichtungen 14 und 16 erweitert, die die Antriebsachse I an eine der Achsen A und B und die Abtriebsachse Q an die jeweils andere der Achsen A bzw. B ankuppeln. Ein besonderes Merkmal dieser Kupplungsvorrichtungen besteht darin, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebsachse während bzw. kurz vor und kurz nach dem Kupplungsvorgang das Gleiche ist, Wenn anfangs die Antriebsachse I an die Achse A und die Abtriebsachse Q an die Achse B gekuppelt ist und der Hebel 8 in der linken Stellung liegt, dreht sich die Abtriebsachse Q langsamer als die Antriebsachse 1 und das Übersetzungsverhältnis zwischen beiden ist proportional zu 1:1 o Wenn der Hebel 8 nach rechts bewegt wird, wächst die Drehzahl der Abtriebsachse Q kontinuierlich an im Vergleich zur Antriebsachse 1 bis schließlich das Übersetzungsverhältnis proportional zu i:1 ist, wenn sich der Hebel in der rechten Stellung befindet, Die Verbindungen zwischen den Achsen A und B und der Antriebsachse I und der Abtriebsachse Q können jetzt durch die Kupplungsvorrichtungen 14 und 16 ausgetauscht weder, wobei zwischen der Antriebs- und der Abtriebsachse das alte Übersetzungsverhältnis erhalten bleibt.
  • Das Ubeptrsetzungsverhältnis zwischen Antriebsachse und Abtriebsachse von der Achse B zur Achse A ist jetzt proportional zu (1/i):1. Eine Linksbewegung des Hebels 8 erhöht die Drehzahl der Abtriebsachse weiter bis das Übersetzungsverhältnis proportional zu (1/j):1 ist.
  • Durch Bewegen des Hebels 8 in die eine Richtung wird die Abtriebsdrehzahl im Vergleich zur Antriebsdrehzahl stufenlos verstellt. Mit den Kupplungsvorrichtungen 14 und 16 werden die Verbindungen untereinander ausgetauscht, wobei aber das Übersetzungsverhältnis zwischen Antriebs-und Abtriebsachse erhalten bleibt, Durch eine entgegengesetzte Bewegung des Hebels 8 wird die Abtriebsdrehzahl weiter veränderte Auf diese Weise wird also der Drehzahlbereich eines mit konischen Trommeln 2 und 4 und einem Riemen 6 arbeitender Verstelltriebes erheblich erweitert.
  • Diese Erweiterung des Drehzahlbereiches kann durch eine Vielzahl (n) von Übertragungsgliedern auf der Antriebsachse I und der Abtriebsachse Q und eine entsprechende Anzahl von Übertragungsgliedern, wie beispielsweise Zahnrädern, Walzen oder Trommeln auf den Achsen A und B erreicht werden. In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen sind n Übertragungsgliederpaare auf den Achsen A und B vorgesehen, Dabei ist jedes Übertragungsglied der Antriebsachse I wahlweise mit einem Übertragungsglied der Übertragungsgliederpaare auf der Achse A und jedes Übertraungsglied der Antriebsachse Q wahlweise mit einem Glied eines Übertragungsgliederpaares auf der Achse B kuppelbar.
  • Bei der in Figur 1 dargestellten Anordnung beträgt n = 1, aber es ist selbstverständlich, daß auch n= 2,3 oder auch noch größer sein kann. Der Drehzahlbereich kann auf diese Weise beliebig ausgeweitet werden.
  • In Figur 2 ist ein verstellbares Übertragungssystem dargestellt, bei dem n = 2'ist, Auf der Antriebs- und Abtriebsachse sind jeweils zwei Übertragusngsglieder angebracht, insbesondere die Zahnräder Ii, 12 auf der Antriebsachse I und die Zahnräder Q Q2 auf der Abtriebsachse Q0 Auf den Achsen A und B des Verstelltriebes sind zusätzlich zwei Übertragungsgliederpaare, nämlich die Zahnradpaare lA11 QA1 und lA2, QA2 auf der Achse A und die Zahnradpaare IB1, QB1 und lB2, QB2 auf der Achse B angeordnet.
  • Jedes Zahnrad auf der Antriebsachse list wahlweise an ein Zahnrad jeden Paares auf der Achse A und jedes Zahnrad auf der Abtriebsachse Q an ein Zahnrad des Paares auf der Achse B ankuppelbar. Dieses wahlweise Ankuppeln wird ermöglicht durch die Kupplungen ClA1, ClA2, CIB1 uswO, die zwischen den Zahnrädern und den Achsen A und B eingeschaltet sind0 Aus Figur 2 ist ersichtlich, daß, wenn die Kupplungen ClA1 und CQB1 im Eingriff stehen, die anderen Kupplungen ausgekuppelt sein müssen, so daß die Antriebsachse 1 über die Zahnräder Ii und IA 1 an die Achse A des Verstellantriebes angekuppelt ist0 Die Achse B des Verstelltriebes ist über die Zahnräder QB1 und Q1 an die Abtriebsachse Q angekuppelt.
  • Wenn die Kupplungen CIA2 und CQB2 im Eingriff stehen und die anderen ausgekuppelt sind, ist die Antriebsachse 1 über die Zahnräder 12 und lA2 an die Achse A gekuppelt und die Abtriebsachse Q an die Achse B über die Zahnräder QB2 und Q2 Durch Betätigung der Kupplungen können die Verbindungen ausgetauscht werden, so daß die Antriebsachse I mit der Achse B des Verstellantriebes verbunden ist und die Abtriebsachse Q mit der Achse Ao Die Antriebsachse I kann über das Zahnrad 11 und die Kupplung CIB1 oder mit dem Zahnrad 12 und die Kupplung CIB2 an die Achse B angeschlossen sein0 Die Abtriebsachse Q läßt sich über das Zahnrad QA1 und die Kupplung CQA1 oder über das Zahnrad QA2 und die Kupplung CQA2 mit der Achse A verbinden.
  • Die Betätigung der Kupplungen kann in jeder beliebigen Weise erfolgen, beispielsweise durch eine elektrische oder eine hydraulische Steuerung, was schematisch in Figur 2 durch die Kupplungssteuerung 20 und die gestrichelten Verbindungslinien 22 dargestellt ist0 Bei dem in Figur 2 dargestellten System kann als Verstelltrieb für die beiden Achsen A und B eine herkömmliche Vorrichtung Verwendung finden, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, mit der eine stufenlose Drehzahlverstellung möglich ist. In Figur 2 ist jedoch ein neuartiger Stelltrieb dargestellt, der insbesondere, aber nicht ausschließlich in diesem System Anwendung findet, Der in Figur 2 dargestellte Verstellantrieb enthält ein Paar Riemenscheiben PA und PB, auf den Achsen A und B, die über einen Riemen 23 in Verbindung stehen. Jede Riemenscheibe hat ein Paar Seitenscheiben 24 und 26, die einen federnden, im wesentlichen zylindrischen Körper 28 einschließen. Der federnde Körper 28 besteht aus einem elastomeren Material, wie beispielsweise Gummi, Sein Durchmesser läßt sich durch Zusammenpressen der Scheiben 24, 26 vergrößern oder durch radiales Einwärtsdrücken vermindern0 Die Vorrichtungen zur Steuerung der Durchmesserveränderung der Riemenscheiben PA und PB sind schematisch durch das Kästchen 30 dargestellt, das mit gestrichelten Linien 32 mit den Seitenscheiben 24 und 26 der entsprechenden Riemenscheiben verbunden ist und durch einen Steuerhebel 34 betätigt wird.
  • Die gestrichelten Linien 32 stellen vorzugsweise ein Übertragungssystem für mechanische Kräfte dar, das vom Kästchen 30 zu den Seitenplatten 24 und 26 führt und durch welches die Seitenscheiben zusammen-oder auseinandergedruckt werden, so daß die federnden Körper 28 radial nach außen oder nach innen gepreßt werden0 Alternativ oder zusätzlich können die federnden Körper 28 Kammern enthalten, die über die Riemenscheibensteuerung 30 mit Flüssigkeit versorgt werden, so daß durch Zu- oder Abfließen der Flüssigkeiten die Durchmesser der Riemenscheiben verändert werden Die Flüssigkeit kann ständig in den federnden Körpern enthalten sein, und braucht bei Durchmesseränderungen weder hinein- noch hinausgepumpt zu werden. Die radiale Verformbarkeit der federnden Körper durch achsinlen Druck ist normalerweise begrenzt. Wenn die Körper Flüssigkeit enthalten, sind die Verformungsgrenzen stark erweitert, daß die Flüssigkeit, beim achsialen Zusammenpressen der Scheiben in radialer Richtung nach außen drückt.
  • In die federnden Körper 28 sind vorzugsweise Verstärkungen 36 eingebettet, die sich koaxial um die Riemenscheiben herumerstrecken.
  • Das Übersetzungsverhältnis zwischen den Achsen A und B ist abhängig von den jeweiligen Durchmessern der Riemenscheiben PA und PB und von der Größe der wirksamen Zahnräder in der Vorrichtung. Im folgenden wird ein zahlenmäßiges Beispiel eines verstellbaren Übertragungssystems entsprechend Figur 2 beschrieben.
  • Der Drehzahlbereich, der in Figur 2 dargestellten, über einen Riemen 23 miteinander verbundenen Stellscheiben PA und PB ist abhängig von der möglichen Durchmesseränderung. Wenn der Durchmesser der Scheibe PA in einem extremen Fall halb so groß ist, wie der Durchmesser der Scheibe PB und im anderen Extremfall den gleichen Durchmesser wie die Scheibe PB aufweist, dann kann das Ubersetzungsverhältnis nur verdoppelt werden, es ist i = 1, j = 2 und i/i=2. 2.
  • Dieser eng begrenzte Drehzahlbereich kann, wie im folgenden gezeigt wird, beträchtlich erweitert werden indem beispielsweise zwölf Zahnräder Verwendung finden, deren Durchmesser die folgenden Werte aufweisen: IA1 = 200 IB1 = 200 11 = 100 IA2 = 150 IB2 = 150 12 150 QA1 = 150 QB1 = 150 Q1 = 150 QA2 = 200 QB2 = 200 Q2 = 100 Die eben genannten Größen können sich auf die Durchmesser, die Radien oder die Anzahl der Zähne der Zahnräder beziehen.
  • Durch wahlweises Betätigen der verschiedenen Kupplungen können die nachfolgenden Übersetzungsverhältnisse zwischen der Antriebsachse I und der Abtriebsachse Q erahlten werden0 Schritt 1: Die Kupplungen ClA1 und CQB1 sind eingekuppelt und die übrigen Kupplungen ausgekuppelt. Die Antriebsachse I steht daher über die Zahnräder 11 und IA mit der Achse A in Verbindung und die Achse B mit der Abtriebsachse Q über die Zahnräder QB1 und Q1- In einer Extremstellung des Riemenscheibendurchmessersteuerhebels 34, bei der der Durchmesser der Riemenscheibe PA halb so groß ist, wie der der Scheibe PB, beträgt das Übersetzungsverhältnis von der Antriebsachse I zur Abtriebsachse Q/4:1, d. h. vier Umdrehungen der Antriebsachse 1 bewirken eine Umdrehung der Abtriebsachse Q.
  • Wird der Steuerhebel 34 jetzt in die andere Extremstellung gebracht, wächst der Durchmesser der Riemenscheibe PA und der Durchmesser der Scheibe PB nimmt ab, bis in der Endstellung der Durchmesser der zwei Riemenscheiben gleich ist. Während der Bewegung des Steuerhebels ändert sich also das Übersetzungsverhältnis von der Antriebsachse I zur Abtriebsachse Q kontinuierlich, bis in der Endstellung ein Verhältnis von 201 erreicht ist0 Schritt 2: Die Steuerung 20 wird jetzt so geschaltet, daß die Antriebsachse I mit der Achse B über die Zahnräder 11 und IB1 in Verbindung steht und die Abtriebsachse Q mit der Achse A über die Zahnräder Q1 und QA1. Dies wird erreicht, indem die Kupplungssteuerung 20 die Kupplungen ClB1und CQA einkuppelt und die übrigen Kupplungen auskuppelt. In diesem Augenblick ergibt sich ein Übersetzungsverhältnis von Antriebsachse I zur Abtriebsachse Q von 201.
  • Der Hebel 34 kann jetzt in die andere Endstellung bewegt werden, wobei der Durchmesser der Scheibe PB zunimmt, und der der anderen Scheibe PA abnimmt. Dadurch wird eine kontinuierliche Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen den Achsen 1 und Q erreicht. In der Endstellung beträgt das Übersetzungsverhältnis 1:1.
  • Schritt 3: Die Kupplungssteuerung 20 wird jetzt so geschaltet, daß die Antriebsachse 1 über die Zahnräder 12 und IA2 mit der Achse A in Verbindung steht und die Abtriebsachse Q über die Zahnräder QB2 und Q2 mit der Achse B. Dies wird durch Einkuppeln der Kupplungen CIA2 und CQB2 und Auskuppeln der anderen Kupplungen erreicht0 Das Ubersetzungsverhältnis zwischen Antriebsachse 1 und Abtriebsachse Q beträgt jetzt 1:1.
  • Der Hebel 34 kann jetzt in die andere Endstellung bewegt werden, wodurch der Durchmesser der Scheibe PA zu- und der der Scheibe PB abnimmt. Dadurch wird eine kontinuierliche Veränderung des Ubersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebs- und der Abtriebsachse erreicht0 In der Endstellung ist ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 2 gegeben.
  • Schritt 4: Die Kupplungssteuerung 20 wird jetzt so betätigt, daß die Antriebsachse I über die Kupplungen CIB2 und die Zahnräder 12 und 1B2 mit der Achse B in Verbindung steht und die Abtriebsachse Q über die Kupplung CQA2 und den Zahnrädern QA2 und Q2 mit der Achse Ao Das Ubersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs- und der Abtriebsachse bleibt also 102.
  • Mit dem Hebel 34 kann jetzt der Durchmesser der Scheibe PB vergrößert und der Durchmesser der Scheibe PA verkleinert werden, so daß sich das Übersetzungsverhältnis kontinuierlich ändert, bis es in der Endstellung rdes Hebels 34 den Wert 1:4 erreicht.
  • Die Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses beträgt (j/jk, wobei k gleich der Anzahl der Zahnradpaare ist Bei, der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform bilden also die Zahnräder Ii und IB1 ein erstes Zahnradpaar die Zahnräder Q1 und QA1 ein zweites Zahnradpaar, die Zahnräder 12 und lA2 ein drittes Zahnradpaar und die Zahnräder Q2 und QB2 ein viertes Zahnradpaar. Die Vergrößerung des Ubersetzungsverhältnisses beträgt also in dieser Ausführungsform 2 = 16o In der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist für jedes Zahnrad auf den Achsen A und B jeweils ein Zahnrad auf der Antriebs- und der Abtriebsachse vorhanden, d. h. k = 2n Die Zahl k ist jedoch nicht notwendigerweise eine gerade Zahl, denn beispielsweise durch Weglassen der Zahnräder 1B2 und QA2 beträgt die Vergrößerung der Übersetzungsverhältnisse 3 2 =8.
  • Abgesehen davon kann die Aufeinanderfolge des Ein- und Auskuppelns in beiden Richtungen erfolgen, so daß das Übersetzungsverhältnis vergrößert oder verkleinert werden kann.
  • Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist n = 3, d. h0 es sitzen drei Zahnräder lii, I12, 113 auf der Antriebsachse 1 und drei Zahnräder Q11, Q121 Q13 Q auf der Abtriebsachse Q. Auf jeder der Achsen A und B sind drei Zahnradpaare IA1 1, QA11 und 1A12, QA12 und IA13, QA13 auf der Achse A vnd 1B. QB11 und I B1 2 QB12 und IB13 auf Achse B angeordnet. Alle Zahnräder auf den Achsen A und B sind wahlweise über die Kupplungen mit den Achsen kuppel bar, beispielsweise die Zahräder 1A11 und IB über die Kupplungen CIA11 und CIB11, wie es ähnlich in Figur 2 dargestellt ist. In dieser Ausführungsform, d. h0 wenn (i/i) = 4 ist, wächst die Vergrößerung des Übersetzungsverhältnisses auf 4096.
  • Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß ein Anwachsen der Anzahl der Zahnradpaare auf den Achsen A und B auf dem Verstellantrieb eine drastische Erweiterung des Drehzahlbereiches des Verstellantriebes bewirkt.
  • In den verschiedenen Ausführungsfòrmen wächst die Zahl n von 1 in Figur 1 auf 2 in Figur 2 und schließlich auf 3 in Figur 3o Wenn n = 1 ist, ist der mögliche Drehzahlbereich nur gering, da das Übersetzungsverhältnis bezüglich der Durchmesserfdien oder der Anzahl der Zähne, die folgt darzustellen ist: (1) i = (IB1)/(IA2) = (QB1)/(QAl) 2 In diesem Fall kann der kontinuierliche Drehzahlbereich mit (j/i)2 multipliziert werden.
  • Wenn n = 2 ist, ist, wenn die folgende Beziehung gilt, ein weiches Ein-und Auskuppeln der Kupplungen möglich, (2) i = (12/11) (IB1)/(lA2) = (Q1/Q2) (QB2/QA1) 4 In diesem Fall kann der Drehzahlbereich mit (j/i)4 multipliziert werden.
  • Im allgemeinen ist es erforderlich, daß die Reihe n der Zahnräder der Beziehung folgt.
  • (3) i = (Bn)/(An) Dies bedeutet, daß (lBn)/(IAn) und (QBn)/(QAn) gleichiist, wenn die entsprechenden Kupplungen eingekuppelt werden0 Für die nächste benachbarte Zahnradreihe gelten die folgenden Beziehungen: Wenn Zahnräder auf parallelen Achsen der tIbertragungsvorrichtung Verwendung finden, kann der Abstand zwischen Ihnen berechnet werden, indem Ihre Durchmesser addiert und die Summe durch zwei geteilt wird. Für Zahnräder auf parallelen Achsen gelten daher neben den Gleichungen (3) und (4) folgende Beziehungen: (5) l1+lA1 = 12 + IA2 11 +1B1 12 +lB2 Q1 +QA1 =Q2+QA2 Q1 +QB1 =Q2+QB2 Wie man sieht, erfüllt das für die Ausführungsform in Figur 2 gewählte Zahlenbeispiel diese Bedingungen0 Die Gleichungen (3), (4) und (5) können jedoch nicht in allen Fällen in Übereinstimmung gebracht werden0 Daraus ergibt sich, daß Zahnräder nicht für alle Übertragungseinrichtungen geeignet sind.
  • In Figur 4 ist daher eine Ausführungsform dargestellt, die Riemen anstelle von Zahnrädern benutzt. In dieser Ausführungsform kann der Verstelltrieb 50 herkömmlicher Art sein oder die neue in Figur 2 dargestellte Ausführungsform haben, wobei auch hier die Drehzahl durch Betätigen des Hebels 52 stufenlos verstellt werden kann0 Die Antriebsachse I kann wahlweise an eine der beiden Achsen A oder B des Verstellantriebes über Riemenscheiben, beispielsweise IP1 auf der Antriebsachse 1 und Riemenscheiben IPA und IPB1 auf den Achsen A und B angeschlossen werden0 Das wahlweise Ankuppeln kann durch Kupplungen, beispielsweise der Kupplung CIPB2 erfolgen, wie es in den oben beschriebenen Ausführungsformen mit Zahnrädern ausgeführt wurde.
  • Die Abtriebsseite des Verstellantriebes 50 ist in Figur 4 nicht dargestellt, jedoch ist aus der obigen Beschreibung zu entnehmen, daß sie ähnlich wie die Antriebsseite aufgebaut ist.
  • In Figur 5 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei der Zahnräder verwendet werden, jedoch ist hier auf der Antriebsachse I ein gesondertes Zahnrad 1 1A für das Zahnrad lA1 auf der Achse A des Verstellantriebes 60 angeordnet und ein gesondertes Zahnrad Ii B für das Zahnrad 1 B1 auf der Achse B.
  • Gesonderte Zahnräder 12A und 12B für die Zahnräder lA2 und IB2 auf den Achsen A und B sind ebenfalls vorgesehen. Eine ähnliche Anordnung ist für die Abtriebsachse Q dargestellt.
  • In dieser Anordnung wird die Gleichung (3) zu (3a) i = (1 Bn/l Bn) (lAr/lAn) I = (QB /QBn) (QAn/QAn) Die Gleichungen (4) ändern sich ebenfalls und es gilt: Eine andere Ausführungsform für die die Gleichungen (5) nicht gilt, ist in Figur 6 dargestellt. Es werden hier leer mitlaufende Zahnräder GA und GB verwendet, die die Abstände zwischen den Achsen A und B des Verstellantriebes überbrücken0 Die Achse lQ in Figur 6 stellt sowohl die Antriebsachse auf der einen Seite als auch die Abtriebsachse auf der anderen Seite dcrs Die Kupplungssteuerung in den oben beschriebenen Ausführungsformen erfolgt vorzugsweise automatisch, sobald die Zahnräder in Eingriff stehen. Weiterhin ist es nicht ratsam, immer den kompletten Verstellbereich des stufenlosen Ubertragungssystems zu verwenden, um einen gewissen Spielraum zu behalten. Weiterhin kann der Drehzahlverstellhebel durch einen Elektromotor betätigt werden. Anstatt die Achsen A und B auf beiden Seiten des Verstellantriebes hervorragen zu lassen, können sie auch nur auf einer Seite herausragen.
  • Außerdem kann die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform eines Verstelltriebes auch in anderen stufenlosen Übertragu ngssystemen Anwendung finden.
  • Außer den dargestellten und beschriebenen Ausführungsfonnen sind viele andere Miglichkeiten,, Veränderungen und Anwendungen denkbar.

Claims (20)

  1. P a t e n t a n 5 p r ü c h e:
    ( Übertragungssystem für Drehbewegungen mit regelbarem ADersetzungsverhältnis und einem zwischen An- und Abtriebsachse eingeschalteten zweiachsigen Übersetzungstrieb, dessen Triebglieder durch ein Übertragungsglied verbunden sind und einem Verstellorgan zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Antriebsachse und die beiden Achsen des tUbersetzungstriebes bzw. zwischen diese und die Abtriebsachse jeweils Kupplungen eingeschaltet sind zum wahlweisen Verbinden der Antriebsachse mit der einen oder anderen Achse des Übersetzungstriebes und der Abtriebsachse mit der jeweils gegensätzlichen Achse des Übersetzungstriebes, die nicht an die Antriebsachse angeschlossen ist und daß die Kupplungen Kontrollglieder umfassen, welche bewirken, daß zwischen An- und Abtrieb unmittelbar nach dem Kupplungsvorgang das gleiche Übersetzungsverhältnis vorhanden ist, wie es unmittelbar vor dieser Operation bestand.
  2. 2. Ubertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen sowohl auf der Antriebsachse als auch auf der Abtriebsachse "n" Rotationsübertragungsgliede nd daß außerdem eine Vielzahl von Rotationsübertragungsgliedern auf jeder der beiden Achsen des Übersetzungstriebes vorgesehen sind, wobei jedes Übertragungsglied der Antriebsachse wahlweise an ein Übertragungsglied der einen Achse des aber setzu ngstriebes und gleichzeitig jedes Übertragusngsglied der Abtriebsachse wahlweise an ein Übertragungsglied der anderen Achse des Ubersetzungstriebes anschließbar ist.
  3. 3. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß "n" den Wert 1 hat.
  4. 4. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß "n" den Wert 2 hat.
  5. 5. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß "n" den Wert 3 hat oder größer ist.
  6. 6. Übertragungssystem nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen fernerhin Kupplungsglieder enthalten zum wahlweisen Kupplen der auf der Antriebs- und Abtriebswelle sitzenden Rotationsübertragungsglieder mit den Rotationsübertraungsgliedern auf einer der beiden Achsen des Ubersetzungstriebes,
  7. 7. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Durchmesser der Rotationsübertragungsglieder die Beziehung (1 Bn)/(l An) = (QBnVPAn) besteht, wobei IB - 1A die Durchmesser der Rotationsübertragungsglieder auf den beiden Achsen des Übersetzungstriebes bezeichnen bzw. derjenigen, die mit diesen Achsen kuppelbar sind und die auf der Antriebswelle sitzen und QB und QA die Durchmesser der Rotationsübertragungsglieder auf den beiden Achsen des Übersetzungstriebes bezeichnen bzw. derjenigen, die mit diesen kuppelbar sind und auf der Abtriebswelle sitzen0
  8. 8. Ubertragusngssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Rotationsübertragungsglieder zusätzlich folgende Beziehung zueinander haben, wobei Q und I mit dem jeweiligen Index die Durchmesser der Rotationsübertragungsglieder auf Abtriebs- und Antriebswelle bezeichnen bzw.
    derjenigen Rotationsübertragungsglieder, die mit diesen kuppelbar sind und auf den beiden Achsen des Ubersetzungstriebes sitzen.
  9. 9. Übertragungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert für "n" gleich oder größer als zwei ist und für die Durchmesser der Rotationsübertragungsglieder die folgenden Beziehungen gelten: 11 =12+1A2 I1+IU =I2+1B2 Q1 +QA1 =Q2+QA2 Q +QB, =Q2+QB2
  10. 10. Übertragusngssystem nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsübertragungsglied lieder Zahnräder sind.
  11. 11. Übertragungssystem nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsübertragungsglieder Riemen- oder Kettenscheiben sind, die über Riemen, Bänder oder Ketten miteinander verbunden sind,
  12. 12. Übertragungssystem nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Übersetzungstrieb aus zwei, auf parallelen Achsen sitzenden Kegelwalzen mit entgegengerichteten Konizität und einem die beiden Walzen verbindenden Riemen gebildet und zusätzlich ein Verstellglied zum axialen Verschieben des Riemens auf den Walzen vorgesehen ist.
  13. 13. Übertragusngssystem nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Übersetzungstrieb aus einem, über einen Riemen verbundenen Walzen oder Scheibenpaar gebildet ist, von denen mindestens eine zwecks Veränderung des Übersetzungsverhältnisses im Durchmesser veränderbar ist.
  14. 14. Übertragungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß beide Scheiben, Walzen od. dgl. im Durchmesser veränderbar sind.
  15. 1,50 Übertragungssystem nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß jede der im Durchmesser veränderbaren Scheiben, Walzen odO dgl einen elastischen zylindrischen Körper aufweist, der beiderseits mit Seitenplatten abgedeckt ist und daß weiter eine Vorrichtung zum gegenseitigen axialen Verschieben der Seitenplatten vorgesehen ist, um den elastischen Körper zur Durchmesserverönderung zusammenzupressen oder auseinanderzuziehen.
  16. 16. Ein veränderlicher Übersetzungstrieb, gekennzeichnet durch ein, durch ein Rand, Riemen odo dgl. verbundenes Paar von Scheiben, von denen mindestens eine zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses im Durchmesser veränderbar ist, wobei die im Durchmesser veränderbare Scheibe einen elastischen zylindrischen Körper aufweist, der beiderseits mit Seitenplatten abgedeckt ist und daß weiter eine Vorrichtung zum gegenseitigen axialen Verschieben der Seitenplatten vorgesehen ist, um den elastischen Körper zur Durchmesserveränderung zusammenzupressen oder auseinanderzuziehen,
  17. 17. Ubersetzungstrieb nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische zylindrische Körper aus einem Elastomer gebildet ist,
  18. 18. Ubersetzungstrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische zylindrische Körper Verstärkungsstreifen enthält, die in den Elastomer eingebettet sind und koaxial über den Scheibenumfang herumlaufen.
  19. 19. Ubersetzungstrieb nach Anspruch 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische zylindrische Körper in seinem Innern eine mit Flüssigkeit gefüllte Kammer aufweist und Einrichtungen vorgesehen sind, um zwecks Durchmesserveränderung der Scheibe das Flüssigkeitsvolumen zu ändern.
  20. 20. Übersetzungstrieb nach Anspruch 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische zylindrische Körper in der im Innern liegenden Kammer ein konstantes Flüssigkeitsvolumen aufweist, um den Körper weiter radial auszudehnen, L e e r s e i t e
DE19742443802 1973-09-14 1974-09-13 Uebertragungssystem fuer drehbewegungen mit regelbarem uebersetzungsverhaeltnis Pending DE2443802A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4119291A1 (de) * 1991-06-12 1992-12-17 Hoehn Bernd Robert Prof Dr Ing Stufenloses getriebe
DE19631072A1 (de) * 1996-08-01 1998-02-05 Zahnradfabrik Friedrichshafen Wechselgetriebe für den Antrieb eines Fahrzeuges

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DE19631072A1 (de) * 1996-08-01 1998-02-05 Zahnradfabrik Friedrichshafen Wechselgetriebe für den Antrieb eines Fahrzeuges

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