DE2528023B1 - Zusatzgetriebe mit unrunden zahnraedern zur verbesserung des wirkungsgrades bei der uebertragung kinetischer energie - Google Patents

Zusatzgetriebe mit unrunden zahnraedern zur verbesserung des wirkungsgrades bei der uebertragung kinetischer energie

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DE2528023B1 DE19752528023 DE2528023A DE2528023B1 DE 2528023 B1 DE2528023 B1 DE 2528023B1 DE 19752528023 DE19752528023 DE 19752528023 DE 2528023 A DE2528023 A DE 2528023A DE 2528023 B1 DE2528023 B1 DE 2528023B1
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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
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    • F16H35/00Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/02Gearings or mechanisms with other special functional features for conveying rotary motion with cyclically varying velocity ratio
    • 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
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Description

  • Einem derart ausgebildeten Zusatzgetriebe liegen bislang nicht bekannte physikalische Gesetzmäßigkei-
  • ten zugrunde, wobei ein wichtiger Punkt der Erfindung die in der weiter unten gebrachten Vergleichstabelle definierten Größen Leistung und Kraftfluß im kinetischen System sind.
  • Dabei ist der bis heute in der Kinetik verwendete Leistungsbegriff durch eine vollkommen neue Definition ersetzt worden, die exakt die in einem kinetischen System anzutreffenden Verhältnisse wiedergibt N= P b Bei dieser Definition ist die Leistung gleich dem Produkt aus Kraft und Beschleunigung. Die Richtigkeit dieser Gleichung wird durch folgende Erläuterung deutlich: In einem Körper kann kinetische Energie nur dann umgesetzt werden oder ein Zusatz an kinetischer Energie erreicht werden, wenn der Körper eine Beschleunigung erfährt Die Größe der umgesetzten kinetischen Energie ist dabei proportional der einwirkenden Kraft und proportional der erreichten Beschleunigung.
  • Ohne diesen neu eingeführten Leistungsbegriff ist die Dimensionierung eines Zusatzgetriebes in der beanspruchten Weise nicht durchführbar.
  • Ein zweiter wesentlicher Unterschied gegenüber dem Bekannten ist die Einführung der Beschleunigung als Kraftfluß. Diese Betrachtungsweise ist bis heute in der Physik unbekannt, denn die Beschleunigung wird lediglich als zeitliche Änderung der Geschwindigkeit angesehen, ohne eine Beziehung zur Leistung zu haben Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß einem Getriebe- oder Hebelsystem eine bis heute unbeachtete Eigenschaft zugeordnet wird: Die Transformation einer F Masse, definiert durch das Verhältnis b . Auch hierfür gilt, daß ohne Erkennen dieses Zusammenhanges und dessen Anwendung kein Anpassungsgetriebe im erfindungsgemäßen Sinne dimensioniert werden kann.
  • Eine weitere vorteilhafte Maßnahme ist die Einführung eines Ersatzbildes, das in Analogie zu einem elektrischen System die Leistungsverhältnisse in einem kinetischen System verdeutlicht und eine Optimierung der Leistungsumsetzung über die Anpassung zweier unterschiedlicher Massen (Masse des Erzeugers und Masse des Verbrauchers) durch besondere Ausbildung eines Getriebes erreicht Diese Methode ist in der Kinetik nicht bekannt. Stand der Technik ist dagegen bei Kraftmaschinen die Erzeugung eines möglichst konstanten und drehwinkelunabhängigen Drehmomentes am Ausgang der Kraftmaschine ohne Berücksichtigung der Anpassung von Erzeuger- und Verbrauchermasse.
  • Ein weiterer Punkt ist bei der Dimensionierung des Getriebes darin zu sehen, daß die Anpassung zwischen Erzeugermasse und Verbrauchermasse nur im Zeitraum der Leistungsabgabe hergestellt wird, wobei die Transformation der Erzeugermasse durch das Getriebe so erfolgt, daß der effektive Wert der Erzeugermasse an die Verbrauchermasse angepaßt wird. Die Ausnutzung des Effektivwertes hat den Vorteil, daß eine transformierte Masse stufenlos von großen zu kleinen Werten übergeführt werden kann. Die geringe Drehgeschwindigkeit bei großen Transformationswerten wird auf diese Weise durch eine große Drehgeschwindigkeit bei niedrigen Transformationswerten im Verlaufe einer Periodendauer kompensiert.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Zusatzgetriebe fest mit der Antriebswelle der Kraftquelle verbunden. Das Getriebe besteht aus unrunden Zahnrädern und kann bei Bedarf auch aus einer Hintereinanderschaltung mehrerer unrunder Zahnräder bestehen.
  • Das erfindungsgemäße Zusatzgetriebe kann außerdem mit einem normalen Zwischengetriebe derart kombiniert sein, daß mit dem auf der Antriebswelle der Kraftwelle sitzenden unrunden Zahnrad ein zweites unrundes Zahnrad in Zahneingriff steht und das erste Zahnrad bei einer Umdrehung des zweiten Zahnrades mehrere Umdrehungen ausführt.
  • Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung werden an Hand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt F i g. 1 ein Ersatzbild zur schematischen Darstellung der Energieumformung zwischen Kraftquelle und Last im kinetischen System im beschriebenen Sinne, F i g. 2 eine Darstellung des Wirkungsgrades in Abhängigkeit des Verhältnisses von Last und Kraftquelle, Fig.3 ein Ersatzbild für die Leistungsübertragung von einem Hubkolbenmotor auf eine Last, F i g. 4 ein Kraft-Beschleunigungsdiagramm für eine Anordnung gemäß F i g. 3, F i g. 5 ein Ersatzbild zur schematischen Darstellung der Leistungsübertragung von einem Hubkolbenmotor oder dergleichen auf eine Last unter Einbeziehung eines mechanischen Energieumwandlers bzw. Transformators in die Kraftquelle, F i g. 6 bis 9 verschiedene graphische Darstellungen der Ubertragungscharakteristiken bei den beschriebenen Getrieben, Fig 10 und 11 Zahnradanordnungen mit zwei ineinandergreifenden unrunden Zahnrädern, Fig.12 eine Getriebeanordnung mit einem elliptischen Zahnrad, das mit einem im wesentlichen kreuz-oder sternförmigen unrunden Zahnrad kämmt, Fig.13 eine weitere Getriebeanordnung mit zwei unrunden Zahnrädern und Fig. 14 den Verlauf der Kraft P und der inneren Masse Mi bei einer Getriebeanordnung gemäß F i g. 13 in Abhängigkeit von dem Drehwinkel a der Motorwelle.
  • Zur Transformation der wesentlichen Größen aus dem elektrischen in das kinetische System dient folgende Vergleichstabelle: Größe Elektrisches System Kinetisches System Kraft Spannung U Kraft P Kraftfluß Strom I Beschleunigung b Ufl Widerstand der Kraftquelle Widerstand Ri innerer Widerstand der Kraftquelle Widerstand Ri = 1o Masse Mi = b0 Fortsetzung Größe Elektrisches System Kinetisches System Last Widerstand Masse Leistung U.I P b Mit diesen Größen läßt sich im kinetischen System analog zum elektrischen System das in F i g. 1 gezeigte Ersatzbild aufstellen.
  • Eine Kraftquelle 1 mit der veränderlichen Kraft Pm und der inneren Masse M[i arbeitet auf eine Last 2 mit der Masse Ma des zu bewegenden Systems. Die innere Masse Mj, z B. die Masse eines Motorkolbens, ist analog zum elektrischen System konstant. Die innere Masse Mi kann durch Messung der Kraft Pm und der Beschleunigung bo bestimmt werden. Po rist die Kraft, die die Kraftquelle 1 bei blockiertem System abgibt, während bo die Beschleunigung ist, die das System im Leerlauf erreicht. An der Masse Mi fällt die Kraft pi ab. An der Last 2 mit der Masse M9 steht die Kraft Pa zur Verfügung. Die Beschleunigung bist der Kraftfluß durch das Gesamtsystem. Die Leistung an Meist somit Nj= Pj b, an M8:N8= Pa-b.
  • Um ein Maximum an Leistung in in die Masse Ma umzusetzen, bedient man sich der aus dem elektrischen System transformierteil Gleichung: M, = Mi (1) Das heißt, wenn beide Massen Ma, Mjgleich groß sind, wird in Ma ein Maximum an Leistung umgesetzt. Wenn beide Massen verschieden sind, dann ergibt sich in M8 ein Leistungsverlust, entsprechend der Darstellung nach F i g. 2. Treten im System Blindmassen auf, das heißt, daß es zu Phasenverschiebungen zwischen Kraft und Beschleunigung kommt, wenn z.B. der Verbraucher einen komplexen Wert besitzt, dann lautet die Forderung nach Gleichung (1): Ms muß gleich sein dem konjugiert komplexen Wert von Ma: Da in den meisten Fällen der Praxis die Massen M[i und Ma nicht gleich sind, müssen beide einander angeglichen werden. Dies geschieht durch Zwischenschaltung von Transformatoren, die im kinetischen System durch Hebelsysteme oder Getriebe realisiert werden können. Getriebe z. B. haben die Eigenschaft, Kräfte, Beschleunigungen und Massen zu transformieren. Dabei gelten folgende Gesetzmäßigkeiten: Kraftubertragung: Beschleunigungsübertragung: Massenübertragung: Mit einem Getriebe eines bestimmten Übersetzungsverhältnisses ü ist damit die Möglichkeit einer Anpassung von unterschiedlichen Massen gegeben und damit gewährleistet, daß im Verbraucher ein Maximum an Leistung umgesetzt wird.
  • Um den Kraftfluß aufrechtzuerhalten, muß die Kraftquelle Pm der beschleunigten Masse Ma nachgeführt werden. Diese Nachführung erfolgt bei Kraftfahrzeugen durch Erhöhung der Motordrehzahl und darüber hinaus durch Zwischenschaltung von Wechselgetrieben.
  • Das folgende Beispiel eines Einzylinder-Hubkolbenmotors zeigt, wie aus den Meßergebnissen Korrekturmaßnahmen zur Verbesserung des Wirkungsgrades abgeleitet werden und wie das erreichte Ergebnis überprüft wird.
  • Das Beispiel beweist ferner, daß mit den bisher üblichen Maßnahmen eine Optimierung des Wirkungsgrades nicht erreicht wird.
  • Wie in F i g. 3 dargestellt, arbeitet ein Hubkolbenmotor als Kraftquelle 1 mit einer angenommenen konstanten Kraft Pm und einem inneren Widerstand M, auf eine Last 2 mit der Masse Ma. Der Motor überträgt die Leistung über eine Pleuelstange auf die Motorwelle.
  • Dabei geschieht ein Übergang von einer translatorischen Bewegung in eine Rotationsbewegung. Dieser Übergang ist im Ersatzbild der Fig. 3 durch einen Transformator 3 mit dem Übersetzungsverhältnis ü gekennzeichnet. Das Übersetzungsverhalten eines solchen Transformators 3 ist in Fig.4 wiedergegeben.
  • Dabei ist die Kraft und die Beschleunigung am Ausgang, das heißt an der Motorwelle als Funktion des Drehwinkels ix der Motorwelle dargestellt. Der obere Totpunkt liegt bei or = 00, der untere bei oc = 1800. Eine am Eingang des Transformators 3, das heißt an der Pleuelstange in Richtung der Kolbenbewegung wirkende konstante Kraft Px wird in eine Kraft P2 an der Motorwelle umgesetzt, die proportional der Funktion sinor ist.
  • Eine am Eingang des Transformators 3 vorhandene konstante Beschleunigung bl wird in eine Beschleunigung b2 proportional 1/sind umgesetzt. Für jeden Drehwinkel gilt: P2 b2 = konstant, (6) denn die Leistung p b ist in jedem Punkt des Winkelbereiches zwischen 0° und 1800 gleich groß. Aus dem Verlauf beider Kurven läßt sich der Verlauf der an der Motorwelle auftretenden Masse in Richtung zum Motor hin gesehen angeben. Er errechnet sich aus dem Verhältnis P/b und ist deshalb proportional der Funktion sind. Bezieht man den Transformator 3 in die Kraftquelle 1 mit ein, erhält man das Ersatzbild gemäß Fig. 5.
  • Eine Last, die an der Motorwelle mit konstanter Größe anliegt und deshalb ein konstantes Verhältnis P/b aufweist, wird demnach von einer Kraftquelle 1 versorgt, die eine sinusförmige Kraft abgibt und deren innerer Widerstand nicht konstant ist. Wie in F i g. 6 gezeigt, kann deshalb die Forderung Mi = M9 nur in zwei Punkten, den Schnittpunkten beider Kurven exakt erfüllt werden.
  • Zur Anpassung beider Kurven ist ein Zusatzgetriebe vorgesehen, dessen Übersetzungsverhältnis ü wie folgt bestimmt wird: Zuerst wird die Größe bo, die Beschleunigung des Motors im Leerlauf an der Motorwelle als Funktion des Drehwinkels ix gemessen. Anschließend wird bei gleicher Treibstoffzufuhr eine Last an den Motor geschaltet, die dem Betriebsfall entspricht, aber die Leistung nicht in kinetische Energie umwandelt, sondern verbraucht Bei dieser Last wird ebenfalls die Beschleunigung in Abhangigkeit von dem Drehwinkel ix gemessen. Mit diesen beiden Werten läßt sich das Ubersetzungsverhältnis ü des Getriebes wie folgt berechnen: Entsprechend Gleichung (5) gilt: Das Übersetzungsverhältnis ü kann auch ausgedrückt werden durch die Radien zweier ineinandergreifender Zahnräder: Die Masse Mm ist der Lastwiderstand, der durch das Verhältnis Pa/b definiert ist. Die innere Masse Mi der Kraftquelle 1 wird durch das Verhältnis Pm/bo bestimmt.
  • Durch Einsetzen von Gleichung (8) in Gleichung (7) erhält man: Da nach Fig. 1 gilt: erhält man durch Umrechnung: Diese Gleichung sagt aus, wenn bo und b als Funktion des Drehwinkels in bekannt sind, ist damit auch das Übersetzungsverhältnis ü des Getriebes als Funktion des Drehwinkels ix bekannt.
  • Die Formel (11) gestattet sehr leicht die Überprüfung der Anpassung, da für diesen Fall gilt: In vielen Fällen kinetischer Energieübertragung ist eine Kopplung zwischen dem Motor und den Antriebselementen, z. B. die Fahrzeugräder, durch ein Getriebe vorhanden. Dadurch ist zwangläufig ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis ü zwischen Mi und Ma vorgegeben. Die in der heutigen Technik üblichen Gangschaltungen ermöglichen eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses, ohne aber eine Anpassung zu erreichen, da ihre Aufgabe darin besteht, die Motordrehzahl an die Drehzahl der Antriebselemente anzugleichen. Auf diese Weise wird bei höheren Geschwindigkeiten durch die kleine Übersetzung das Anpassungsverhältnis zwischen Ma und Mi und damit der Wirkungsgrad fl schlechter. Die im Verhältnis zu der Masse Mi sehr große Masse Ma wird durch die kleine Übersetzung nur unwesentlich verkleinert. Das bedeutet nach dem Ersatzbild der F i g. 1 eine große Fehlanpassung und Leistungsverluste, die nach F i g. 2 größer als 50% werden können.
  • Die beschriebene Getriebeausbildung gestattet dagegen eine Anpassung in einem weiten Geschwindigkeitsbereich und damit erhebliche Leistungseinsparungen.
  • Wenn die kinetische Energieübertragung mit einem normalen Zwischengetriebe arbeitet, kann eine Anpassung in einem weiten Bereich für Werte zwischen Ma< Mund Ms> Erreicht werden.
  • Für einen angenommenen Fall M8< Mi führt die Auswertung der Gleichung (11) zu der Kurve 1 nach F i g. 7. Für einen Fall Ma>Mi erhält man die Kurve 2.
  • Ein Zusatzgetriebe, das diesen Kurvenverläufen genau folgt, ist nicht realisierbar, da bei den Drehwinkeln cx = 0° und ix = 1800 ein zu großer Übertragungsfaktor anfällt. Deshalb wird bei der beschriebenen Getriebeausführung nicht der genaue Kurvenverlauf, sondern der Effektivwert bzw. der quadratische Mittelwert des Kurvenverlaufes realisiert. Es ist in Fig.7 für beide 2 angenähert als ü 2 Kurvenverläufe angenähert als ü 2 und ü 2 eingezeichnet. Zu diesem Mittelwert wird eine Übertragungsfunktion gesucht, die erstens die durch das vorhandene Getriebe vorgegebene Geschwindigkeitsübersetzung nicht verändert und zweitens konstruktiv realisierbar ist.
  • In F i g. 8 ist für beide Fälle jeweils der Mittelwert und die zugehörige Übertragungsfunktion dargestellt. Wesentlich für den Fall Ma < Meist die Herabsetzung von ba in der Nähe der Drehwinkel cx = 0° und ix = 1800. Bei Ma> Mi ist charakteristisch die Umkehrung des Kurvenverlaufes gegenüber dem Kurvenverlauf nach F i g. 7 bei Beibehaltung des Effektivwertes. Beide Übertragungsfunktionen führen zu einer Transformation von Mi, die in Fig. 9 abgebildet ist. Bei einer inneren Masse Mit (entsprechend M,<Mi) erhält man einen Wert unterhalb 1, das heißt eine Verkleinerung der inneren Masse M Realisiert wird dieser Fall durch zwei elliptische Zahnräder, 10, 11, die entsprechend F i g. 10 ineinandergreifen. Der in F i g. 9 gezeigte Verlauf von Mi wird an der Welle des Zahnrades 11 abgenommen. Beide Zahnräder 10, 11 haben gleichen Umfang, so daß keine Veränderung der Geschwindigkeitsübersetzung im Grobbereich auftritt. Durch entsprechende Wahl der Haupt- und Nebenachse der Ellipsen kann die Übertragungscharakteristik verändert werden.
  • Für den Fall Ma> Mi sind zwei elliptische Zahnräder 10, 11 entsprechend F i g. 11 geschaltet. Auch hier wird der in F i g. 9 als Ms2 gezeichnete Verlauf am Zahnrad 11 abgegriffen. Beide Zahnräder 10, 11 haben auch hier gleichen Umfang. Die Übersetzungscharakteristik kann auch hier durch entsprechende Wahl der Ellipsenachsen verändert werden.
  • In beiden Fällen Ma < Mi und Ma> Mi kann damit für weite Bereiche eine Anpassung durch passende Auslegung der Zahnräder 10, 11 erreicht werden. Es besteht auch die Möglichkeit, mehrere der in F i g. 10 und F i g. 11 gezeigten Getriebe hintereinanderzuschalten und so eine Verstärkung der Charakteristik zu erhalten.
  • Eine weitere Möglichkeit besteht darin, durch die in Fig. 12 gezeigte Anordnung zweier Zahnräder 10, 11 eine Kopplung des vorhandenen Grobgetriebes mit dem elliptischen Getriebe vorzunehmen, um so eine Getriebestufe einzusparen. Wie aus Fig. 12 ersichtlich, macht das unrunde Zahnrad 10 zwei Umdrehungen bei einer Umdrehung des ebenfalls unrunden, etwa kreuz-oder sternförmigen Zahnrades 11. Diese Getriebeausführung ist bei Gangschaltungen von Bedeutung.
  • Wenn die von der Kraftquelle 1 abgegebene Kraft Pm über den Drehwinkelbereich ix = 0" bis ix = 1800 nicht konstant ist, dann kann an der Motorwelle der in F i g. 14 gezeigte angenommene Verlauf von P und Mi auftreten. In einem solchen Falle ist es zweckmäßig, die Anpassung durch eine Winkelverschiebung der Zahnräder, wie in Fig. 13 dargestellt, vorzunehmen.
  • Da Mi in dem Punkt größter Kraftgabe nicht den maximalen Wert besitzt, muß eine stärkere Anhebung von Mi durchgeführt werden, was den Vorteil hat, daß eine größere Kraftverstärkung erreicht wird.
  • Bei allen Werten Ma> Mierfolgt durch die Anpassung zugleich eine Verstärkung der Kraft. Dabei wird mit zunehmendem Ma die Pulsbreite des Kraftpulses geringer. Durch die Anpassung ist aber immer gewährleistet, daß die erzeugte Leistung optimal im Verbraucher umgesetzt werden kann.
  • Die beschriebene Getriebeausführung ist nicht nur bei Kraftfahrzeugen anwendbar, wie lediglich beispielhaft erläutert, sondern bei allen Arten von kinetischer Energieübertragung. Sie ist aber auch für Motore geeignet, die eine konstante Last antreiben, wie z. B. für Schiffsmotore, Flugmotore, Hubkolbenmotore oder Kreiskolbenmotore, aber auch für Fahrzeuge, die durch menschliche Kraft bewegt werden, wie Fahrräder und dergleichen. Durch genaue Analyse der Energieübertragung ist dabei immer die Möglichkeit gegeben, die Anpassung zwischen Kraftquelle und Verbraucher zu verbessern und Energie einzusparen.

Claims (1)

  1. Patentanspruch: Zusatzgetriebe mit unrunden Zahnrädern zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Übertragung kinetischer Energie für Fälle, in denn eine Kraftquelle ihre Leistung über eine umlaufende Welle abgibt, wobei die Leistung nicht konstant anfällt, sondern einen periodisch schwankenden Verlauf unabhängig vom Drehwinkel der Welle aufweist und zur Angleichung der Drehzahlen der Kraftquelle und der Antriebselemente der Last Zwischengetriebe vorhanden sein können, d a -durch g e k e n n z ei c h n e t, daß das Zusatzgetriebe mit einem Übersetzungsverhalten nach der drehwinkelabhängigen Leistungsabgabe der Kraftquelle (1) derart ausgelegt ist, daß im Drehwinkelbereich größter Leistungsabgabe durch die Kraftquelle (1), das Übersetzungsverhältnis »ü < aller ineinandergreifenden unrunden Zahnräder der Formel oder dem Effektivwert dieser Formel entspricht, wobei der Drehwinkelbereich al -cx2 den Abschnitt größter Leistungsabgabe durch die Kraftquelle kennzeichnet.
    Die Erfindung betrifft ein Zusatzgetriebe mit unrunden Zahnrädern zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Übertragung kinetischer Energie für Fälle, in denen eine Kraftquelle ihre Leistung über eine umlaufende Welle abgibt. wobei die Leistung nicht konstant anfällt, sondern einen periodisch schwankenden Verlauf abhängig vom Drehwinkel der Welle aufweist und zur Angleichung der Drehzahlen der Kraftquelle und der Antriebselemente der Last Zwischengetriebe vorhanden sein können.
    Kinetische Energie ist im physikalischen Sinne die Energie, die ein sich bewegender Körper infolge seiner Geschwindigkeit gespeichert hat. Er kann diese Energie an andere Systeme abgeben, wobei eine Umwandlung in andere kinetische Energie oder in Energie anderer Art, zum Beispiel elektrische Energie oder Wärmeenergie, erfolgen kann. Bei den meisten Anwendungsfällen kinetischer Energieübertragung besteht die Aufgabe, möglichst viel der vorhandenen Energie an den Verbraucher abzugeben. Bei Wärmekraftmaschinen, die ein Kraftfahrzeug oder Schiff antreiben, aber auch bei einem Fahrrad ist diese Aufgabenstellung gegeben.
    Dabei weisen die heute bekannten Verfahren der Energieübertragung Wirkungsgrade auf, die als nicht optimal angesehen werden müssen, da bei ihnen wesentliche Faktoren, die für eine optimale Energieübertragung von Bedeutung sind, zu wenig beachtet werden. Einer dieser Faktoren ist die Anpassung des Erzeugers an den Verbraucher.
    Bei einer bekannten Maschine mit hyperelliptischen Zahnrädern (DT-OS 2443 290) werden die unrunden Zahnräder in erster Linie dazu benutzt, um in einem Motorzylinder oder in einer Pumpe unterschiedliche Kammervolumen zu erzeugen. Sie dienen nicht der Leistungsanpassung zwischen Maschine und Verbraucher, sondern sind Teil eines leistungserzeugenden Maschinenteiles.
    Entsprechendes gilt für ein weiteres bekanntes Getriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis (US-PS 11 42 051), das zur Verbesserung der mechanischen Belastungsverhältnisse eine differenzierte Zahnung aufweist. Auch dieses bekannte Getriebe dient nicht der Anpassung von Erzeuger- und Verbrauchermasse.
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zusatzgetriebe der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es gelingt, den Wirkungsgrad bei der Übertragung kinetischer Energie vor allem in den Fällen zu verbessern, in denen eine konstante Last oder eine nur langsam veränderliche Last betrieben wird, wobei ein Maximum an Leistung in die Masse des zu bewegenden Systems umgesetzt wird.
    Diese Aufgabe findet ihre Lösung gemäß der Erfindung dadurch, daß das Zusatzgetriebe mit einem Übersetzungsverhalten nach der drehwinkelabhängigen Leistungsabgabe der Kraftquelle derart ausgelegt ist, daß im Drehwinkelbereich größter Leistungsabgabe durch die Kraftquelle das Übersetzungsverhältnis »ü« aller ineinandergreifenden unrunden Zahnräder der Formel oder dem Effektivwert dieser Formel entspricht, wobei der Drehwinkelbereich o; C2 den Abschnitt größter Leistungsabgabe durch die Kraftquelle kennzeichnet.
    Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, den Wirkungsgrad bei der Übertragung kinetischer Energie durch Maßnahmen zu verbessern, die in Anlehnung an Methoden der elektrischen Energieübertragung entwikkelt worden sind. Dabei werden die dafür maßgebenden Größen im kinetischen System definiert, so daß die Möglichkeit besteht, den Wirkungsgrad eines Kraftübertragungssystems auf neuartige Weise meßtechnisch zu erfassen, daraus die notwendigen Maßnahmen zur Verbesserung des Wirkungsgrades abzuleiten und das erzielte Ergebnis zu überprüfen.
    Zur Lösung des Problems der Anpassung im kinetischen System werden also Analogien zum elektrischen System zur Hilfe genommen, wodurch die Möglichkeit gegeben ist, die im elektrischen System bekannte Problemlösung in das kinetische System zu übertragen.
DE19752528023 1975-06-24 Zusatzgetriebe mit unrunden Zahnradern zur Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Übertragung kinetischer Energie Expired DE2528023C2 (de)

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Publication Number Publication Date
DE2528023B1 true DE2528023B1 (de) 1976-12-16
DE2528023A1 DE2528023A1 (de) 1976-12-16
DE2528023C2 DE2528023C2 (de) 1977-07-21

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2813435A1 (de) * 1978-03-29 1979-10-11 Siegenia Frank Kg Getriebe fuer fenster- und tuerverschluesse o.dgl.
DE19936742A1 (de) * 1999-08-07 2001-02-08 Schumag Ag Antrieb für ein Kettenrad, insbesondere einer Kettenziehvorrichtung
CN105546071A (zh) * 2016-02-01 2016-05-04 南京航空航天大学 非线性控制的齿轮组

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CN105546071A (zh) * 2016-02-01 2016-05-04 南京航空航天大学 非线性控制的齿轮组

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DE2528023A1 (de) 1976-12-16

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