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Übertragungssystem für Drehbewegungen mit regelbarem Übersetzungsverhältnis
Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem für Drehbewegungen mit regelbarem
Übersetzungsverhältnis, insbesondere ein solches, welches einen großen Regelbereich
zujäßt.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das erfindungsgemäße veränderbare übertragungssystem kann kompakt
und billig mit einem großen Drehzalregelbereich hergestellt werden, insbesondere
dann, wenn einer der oben genannten Verstelltriebe Verwendung findet.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Dieses Ankuppeln erfolgt mit den schematisch durch Kästchen 14 und
16 dargestellten Kupplungsvorrichtungen, die im nachfolgenden noch eingehend beschrieben
werden.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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In die federnden Körper 28 sind vorzugsweise Verstärkungen 36 eingebettet,
die sich koaxial um die Riemenscheiben herumerstrecken.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Abgesehen davon kann die Aufeinanderfolge des Ein- und Auskuppelns
in beiden Richtungen erfolgen, so daß das Übersetzungsverhältnis vergrößert oder
verkleinert werden kann.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Im allgemeinen ist es erforderlich, daß die Reihe n der Zahnräder
der Beziehung folgt.
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(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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Außerdem kann die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform eines Verstelltriebes
auch in anderen stufenlosen Übertragu ngssystemen Anwendung finden.
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Außer den dargestellten und beschriebenen Ausführungsfonnen sind viele
andere Miglichkeiten,, Veränderungen und Anwendungen denkbar.