DE2756658A1

DE2756658A1 - Variable geschwindigkeitstransmission

Info

Publication number: DE2756658A1
Application number: DE19772756658
Authority: DE
Inventors: Laird Gogins
Original assignee: Power Matic Corp
Current assignee: Power Matic Corp
Priority date: 1976-12-17
Filing date: 1977-12-19
Publication date: 1978-06-22
Also published as: NL7713985A; GB1597588A; FR2374570A1; FR2406134A1; FR2406133B1; GB1597589A; US4116083A; FR2406133A1; GB1597587A; BE861860A; FR2406134B1; GB1597586A; FR2374570B1; JPS53102461A; CA1073704A

Description

Anmelder: Power-Matic Corporation, 830 West 2500 South_rSalt Lake City, Utah 84115, USA

Variable Geschwindigkeitstransmission

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen mit variabler Geschwindigkeitsübertragung und insbesondere auf eine Transmission, die über einen festgelegten Bereich stufenlos variabel ist.

Die stufenlos variable Transmission nach der Erfindung erlaubt die Veränderung der Geschwindigkeiten zwischen der Krafteingangswelle zur Transmission und der Kraftausgangswelle als auch eine Momentvervielfachung und mechanische Kraftübertragung mit positiven Antrieb über einen extrem breiten Geschwindigkeitsbereich in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung von null auf das mehrfache der Eingangsgeshwindigkeit. Das Ausgangsmoment bei der Transmission nach der Erfindung ist umgekehrt proportional zur Ausgangsgeschwindigkeit mit hohem Wirkungsgrad über den ganzen Bereich. In der Transmission nach der vorliegenden Ausführung ist kein auftretendes Drehmoment oder Kraftgrenze zu groß für die wirksam durchzuführende übertragung .

Obgleich stufenlos variable Transmissionen bereits vorgeschlagen wurden, sind sie verhältnismäßig kompliziert und erfordern eine große Anzahl sich bewegender Teile,wie z.B. in den US-Patenten

809825/ϊθΜθ

- 12 -

3 803 931 und 3 229 549 beschrieben ist. Durch den Aufbau nach der Erfindung wird eine stufenlos variable Transmission erreicht, die räumlich kleiner ist und aus wenigeren und einfachen Teilen gegenüber den bekannten Transmissionen dieser Art hergestellt ist.Überdies ist die Transmission wirtschaftlich herzustellen und weit leichter zu unterhalten, als übliche Transmissionen, die sie ersetzten soll. Es wird angenommen, daß die Verwendung dieser Transmission die Beförderungsweite eines Automobils dadurch verdoppeln könnte, daß die Maschine des Automobils unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit häufiger mit wirksamer Brennstoffleistung bei niederiger Drehzahl und hohem Moment arbeiten kann. Sie macht auch die Brayton-Maschine mit einer einzigen Welle praktisch verwendbar. Zusätzlich kann das variable Verstellmerkmal bzw. Ausschlagmerkmal nach der Erfindung in anderen Transmissionen als in Autogetrieben verwendet werden, mit denen sich die Anmeldung hauptsächlich befaßt, und die neue Kupplung in dem Übertragungsgetriebe nach der Erfindung ist für sich genommen ein wichtiges Element und kann auch in anderen als in der hier zu beschreibenden Transmission verwendet werden. Insbesondere kann dieses Kupplungselement als Schlupfkupplung, Schalt-, Freilauf- oder Zentrifugalkupplung in vielen Fällen dienen. Das Kupplungselement stützt sich nicht auf mechanische, gegeneinander gleitende oder klemmende Teile wie bei einer Keilkupplung und ist daher dauerhafter im Betrieb.

Nach einem Merkmal besteht die variable Geschwindigkeitstransmission nach der Erfindung aus einer kraftübertragenden Eingangswelle und einer variablen Verstellkurbel, die gegenüber der Eingangswelle ver-

- 1 3 ,

809825/1000

drehbar aber mit ihr zur Verdrehung verbunden ist. Die Kurbel hat e ine Nulldrehstellung, die in der Drehachse der Einganswelle liegt/ und es sind Mittel vorgesehen, um die Verdrehung der Kurbel gegen-, über der Eingangswelle so zu verändern, daß die Drehung der Eingangswelle veranlaßt, daß die Kurbel um ihre Drehachse umläuft.

Ein Hauptlenker und eine Steuerplatte ist verdrehbar auf der Kurbel montiert, und es sind Mittel vorgesehen, um die Drehung der Platte auf der Kurbel zu verhindern, während zugelassen ist, daß sich die Platte oder der Lenker mit der Kurbel bewegt, da sich die Kurbel in der Platte dreht. Die Transmission besitzt auch eine Kraftausgangswelle und mehrere Kupplungen, die betätigbar zwischen der Steuerplatte und der Ausgangswelle geschaltet sind, und zwar zur über- '. tragung der Kraft von der Platte auf die Ausgangswelle als Folge der Bewegung der Platte um die Drehachse der Eingangswelle, wenn die Eingangswelle in Drehung versetzt wird und wenn die variable. Verdrehkurbel aus der axialen Ausrichtung mit der Eingangswelle herausgebracht ist. Dadurch wird die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle mit der Exzentrizität des variablen Drehkurbelzapfens verändert. Das Vorbeschriebene wird viele Anwendungen umgekehrt.

Die vorstehenden und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der anliegenden Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

~ 14 -

809825/1000

Figur 1 eine schematische Darstellung einer Transmissionsausführung nach der Erfindung,

Figur· 1a eine schematische Ansicht der Steuermittel zur Veränderung des Ausschlages der Kurbel in der Vorrichtung nach Fig.1,

Figur 2 eine schematische perspektivische Ansicht zur Darstellung der Betätigung der variablen Drehkupplung nach der Erfindung,

Figur 3 . eine schematische Endansicht, die die Betätigung der variablen Drehkupplung zeigt, *

Figur 4 eine Endansicht ähnlich der Figur 3, die die Verschwenkung einer der Kupplungen in der Transmission nach der Erfindung zeigt,

Figur 5 einen Achsschnitt durch die Transmission nach der Erfindung,

Figur 5a einen Teilschnitt nach Linie 5a-5a der Figur 5, · Figur 6 eine Endansicht nach der Linie 6-6 der Figur 5, Figur 7 eine Endansicht nach der Linie 7-7 der Figur 5,

Figuren8,9

und 10 Teilschnitte entsprechend nummerierten Linien der Figur 5,

15 -

809825/1000

Figur 11 einen vergrößerten Längsschnitt einer Kupplungsausführung für die Transmission nach der Erfindung,

Figur 12 einen Teilschnitt nach Linie 12-12 der Figur 11,

Figur 13 einen Längsschnitt durch eine variable Verdrehkurbel nach einer anderen Ausführung der Erfindung,

Figur 13a eine verkleinerte Endansicht nach der Linie-13a-13a der Figur 13,

Figur 14 einen Schnitt nach der Linie 14-14 der Figur 13.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen und, beginnend mit der Figur 1 wird eine stufenlos variable Transmission 10 nach der Erfindung angetrieben mit einer Kraftquelle 12 verbunden, z.B. mit einer Brennkraftmaschine mit einer Ausgangstriebwelle 14. Die Transmission ist schematisch in Figur 1 dargestellt, um die Erfindung leichter zu verstehen und ist im einzelnen in den anschließenden Figuren der Zeichnung dargestellt. Im wesentlichen besteht die Transmission aus einem feststehenden Gehäuse 16, in das die Ausgangswelle 14 der Antriebsmaschine 12 hineinragt. Die Maschinenwelle besitzt ein Ausgangszahnrad 18, welches mit einem Zahnrad 20 kämmt, welches auf einer hohlen Welle 22 in der Transmission befestigt ist. Diese Welle ist verdrehbar im Gehäuse 16 gelagert, wie nachstehend beschrieben wird, und dieses Gehäuse besitzt ein gesondertes Untergehäuse 24, welches auf der Welle verdrehbar ist. Das Ende 26

- 16 809825/1000

- 16 der Welle 22 ist starr mit einem Zahnring 28 verbunden, welches radial nach innen gerichtete Zähne aufweist.

Eine Steuerwelle 30 ist verdrehbar in der hohlen Welle 22 gelagert und kann sich gegenüber der hohlen Welle relativ verdrehen. Jedoch ist eine Getriebeausführung 32, welche mit den Wellen 22 und 30 im Eingriff steht, so vorgesehen, daß sie normal gemeinsam drehen, sobald die Kraft aus der Maschine 12 ausgeübt wird. Das Getriebe 32, welches nachstehend beschrieben wird, erlaubt auch der Bedienung der Transmission!die Welle 30 und die Welle 22 wahlweise zu verdrehen, um die Exzentrizität der variablen Stellkurbel bzw. Ausschlagkurbel der TRansmission zuuändern. Diese Kurbel ist mit der Welle 30 innerhalb des Zahnringes 28 verbunden.

Die variable Ausschlagkurbel besteht aus einer ersten Kurbel 34, die exzentrisch auf dem Ende der Steuerwelle 30 montiert ist und hat ein verdrehbar gelagertes Ritzel 36. Eine zweite Kurbel 38 ist mit dem Ritzel 36 zur Verdrehung mit ihm fest verbunden. Wie sich aus Figur 1 ergibt, besitzt die Kurbel 38 einen Kurbelzapfen 40, der mindestens in einer Stellung sich in axialer Ausrichtung mituder Drehachse der Welle 22 befindet. Durch Verdrehung der Welle 30 gegenüber der Welle 22 wird der Mittelpunkt des Ritzels 36 gegenüber dem Zahnring 28 verstellt, was veranlaßt, daß sich das Zahnrad 36 gegenüber dem Zahnrad 28 dreht, so daß der Kurbelzapfen 40 der Kurbel 38 mitverdreht wird. Dies verändert die Exzentrizität des Kurbelzapfens gegenüber der Drehachse der Welle 22_;

809825/1000

- 17 wie sich, scfioematisch aus Figur 2 ergibt.

Wenn der Küarfoelzapfen 40 auf die Drehachse der Welle 22 ausgerichtet ist, wird die gemeinsame Verdrehung der Wellen 22, 30 einfach verursachen, dafl. sich der Kurbelzapfen 40 um seine Mittelachse dreht, die mit dear ElittelacRse "der Welle 22 zusammenfällt. Wenn jedoch der Kurbelzapfen in eine exzentrische Stellung gegenüber der Drehachse der Wellen 22, 30 bewegt wird, wird er sich auf einem Kreis um diese Drehachse verdrehen bzw. ausschlagen. Die Verdrehung des Kurbelzapfens auf diese Weise Wird benutzt, um eine Reihe von Kupplungen zu betätigen, durch die die Kraft auf die Ausgangswelle 42 der Transmission übertragen wird, wobei diese Welle 42 fest mit dem Untergehäuse 24 verbunden ist. ■

Eine Steuerplatte oder ein Hauptlenker 44 ist verdrehbar auf dem
Kurbelzapfen 40 gelagert. Die Winkelorientierung des Hauptlenkers
wird gegenüber'dem inneren Untergehäuse 24 durch ein Getriebe 46
relativ festgehalten, wobei dieses Getriebe ein Endzahnrad 48 aufweist, welches fest mit dem Untergehäuse 24 verbunden ist. Während sich somit die Platte 44 mit dem Kurbelzapfen 40 bewegt, wobei sich der Kurbelzapfen in dieser Platte dreht, wird sie gegen Verdrehung relativ zum Gehäuse auf dem Kurbelzapfen gehalten.

Eine Anzahl Lenkarme oder Lenkstangen 50 sind schwenkbar mit ihren abgekehrten Enden mit dem Hauptlenker 44 und Kurbeln 52 verbunden, welche Kurbeln starr mit den Eingangswellen 54 der Kupplungen56 ver-

- 18 80 9 8 25/1000

bunden sind. Diese Kupplungen sind so aufgebaut, wie nachdem beschrieben wird, so daß nach Schwenkung ihrer Eingangswellen relativ zu ihren Ausgangsenden in eine erste Richtung ein zugehöriges Ausgangszahnrad 58 verdreht wird. Die Zahnräder werden durch die Kupplungseingangswelle nicht verdreht, sobald die Kurbeln der Kupplungen in entgegengesetzte Richtung in ihre Ausgangsstellung zurückge-. dreht werden. Die Kupplungen sind nicht miteinander in Phased so daß, sobald sich der Hauptlenker 44 mit dem Kurbelzapfen 40 bewegt, die Kupplungen aufeinanderfolgend ihre: Ausgangsräder 58 antreiben. Die Platte 44 ist als Hauptlenker bezeichnet, weil er für jeden separaten Lenkarm 50 als separater Lenker arbeitet, der mit dem sich exzentrisch bewegenden Kurbelzapfen verbunden ist, um den Lenkarm zu verschwenken. Da die Platte mit allen Lenkarmen verbunden ist, steuert sie alle gleichzeitig und ist somit ein Hauptlenker.

Die Zahnräder 58 stehen mit einem zentralen Zahnrad 60 im Eingriff, welches in üblicher Weise in dem festen Gehäuse 16 befestigt ist. Daraus ergibt sich, daß das Zahnrad 60 nicht verdreht wird bei Anwendung des Antriebs aus den Rädern 58. Stattdessen wird die Reaktion der Räder 58 gegen das Zahnrad 60 verursachen, daß sich das Untergehäuse 24 dreht, welches die Kupplungen aufnimmt. Somit drehen die Kupplungen und.der Hauptlenker 44 um die Drehachse der Welle 22, aber der Hauptlenker 44, dreht, während er sich um die Achse 22 bewegt nicht relativ zum Gehäuse 24 auf dem Kurbelzapfen 40, so daß

809825/1000

~ ¹⁹ ~

die relative Stellung des Hauptlenkers gegenüber den Kupplungen konstant bleibt.In dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Trans- ·< mission umgekehrt,und zwar durch Auswirkung des Ausgange? der Kupplungen auf ein Statorzahnrad/ welches dann verursacht, daß sich das Gehäuse, in welchem die Kupplungen montiert sind, dreht. Es ist jedoch zu beachten„ daß die Transmission nicht umgekehrt wird, wenn die Räder 58 treibend mit einem drehend gelagerten Ausgangsrad im Eingriff stehen und nicht mit einem Statorzahnrad und mit einem Gehäuse 24, welches im Gehäuse 16 befestigt ist. Somit werden die Räder 58 das Ausgangszahnrad antreiben und nicht die Drehung des Gehäuses 24 verursachen.Jedoch mit einer umkehrenden Getrieberadfolge wurde festgestellt, daß Schnellgangübertragungsverhältnisse zwischen der Eingangs- und der Ausgangswelle erreicht werden können und daß Kupplungstorsionen in der Transmission sehr viel geringer sind als in der nicht umkehrenden Form der Transmission.

♦ Mit der so beschriebenen Transmission kann durch einfache Änderung des Ausschlages oder der Exzentrizität des Kurbelzapfens 40 gegenüber der Drehachse der Antriebswelle 22 die Größe der Verschwenkung, die den Eingangskurbeln der Kupplungen erteilt wird, verändert werden, um dadurch das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Eingangswelle 40 und der Ausgangswelle 42 zu ändern. Dies ist etwas klarer in Figur 2 dargestellt, aus der ersichtlich ist, daß der Kurbelzapfen 40,(gezeigt in vollen Linien) in Längsausrichtung mit der Drehachse der Welle 22 liegt. Wenn in dieser Stellung die Welle 22 verdreht wird, dreht die Welle 30 mit, und der Kurbelzapfen 40 dreht einfach im

- 2O 8 0 9*8 2 5 / 1 0 0 0

Hauptlenker 44 und erteilt dem Hauptlenker aber keine Bewegung.Wenn jedoch die Exzentrizität der Kurbel 40 aus der Nullstellung heraus in eine andere Stellung verändert wird, wird der Häuptlenker 44 auf einer im wesentlichen kreisförmigen Bahn bewegt, wie durch die Linie 60 in Figur 4 angedeutet ist, wobei der Drehmittelpainkt die Achse der Welle 22 ist. Weil der Hauptlenker während der Drehung der Kupplungsmontage im Untergehäuse 24 mit der Kupplungsmontage dreht und weil er gegen Drehung relativ zum Untergehäuse 24 auf seiner zentralen Achse durch die Getriebeanordnung 46 gehalten wird, wird die Bewegung des Hauptlenkers um die Achse 22 verursachen, daß der Lenker 50 die Kurbeln 52 der Kupplungen 56 verschwenkt, um die Kupplungen während einer Bewegungsrichtung der Kurbeln 52 selektiv anzutreiben. Wie erwähnt, befinden sich diese Kupplungen nicht in Phasie miteinander, so daß ein schrittweiser Antrieb dem Untergehäuse 24 und somit der Ausgangswelle 42 erteilt wird.Weil jedoch eine Reihe von Kupplungen vorhanden ist, kann ein leichter Riffeleffekt durch den schrittweisen Antrieb auftreten, der im wesentlichen unbeachtlich ist und durch den Hysterese-Effekt der Anordnung absorbiert wird. Zusätzlich können die Zahnräder 18,20 insbesondere bei der Umkehrart der 1r.ansmission gelappt werden, um der Transmission einen Riffelantrieb zu erteilen und dadurch den Riffelausgang zu elemenieren.

Unter Bezugnahme auf die detaillierte Darstellung der Erfindung in Figur 5 der Zeichnung ist die Eingangswelle 14 der Maschine 12 im Gehäuse 16 in üblicher Weise gelagert. Wie sich aus Figur 1 und

- 21 -

80 9825/1000

■ - 21 -

6 ergibt, besitzt die Welle 14 ein Ausgangszahnrad 18, welches durch eijjen Keil 62 oder dergleichen befestigt ist, und dieses Zahnrad steht mit dem Zahnrad 20 auf der Welle 22 in Eingriff. Diese Zahnräder besitzen eine lappenförmige Ausbildung (sektorförmige Ausbildung) , die einen Riffeleingang in den Antrieb zur Welle 30 einführt, der gegen den Riffeleffekt, welcher durch die Kurbelaktion erzeugt wird, entgegenwirkt oder ihn vollständig ausgleicht. Diese Zahnräder können jedoch kreisförmig in der nicht umkehrenden Ausbildung der Transmission sein, da dann der Riffeleffekt, der durch die Kupplungen erzeugt wird, im wesentlichen vollständig durch den Hysterese-Effekt der Transmission absorbiert wird.

Die Welle 22 ist verdrehbar im Gehäuse 16 durch Lager 64 oder dergleichen montiert, wobei das Untergehäuse 24 durch Lager 66 verdrehbar montiert ist. Das linke Ende der Welle 22 besitzt ein aufgekeiltes Steuerzahnrad 68, während das rechte·Ende der Welle den Zahnring trägt. Die die Kurbel steuernde Welle 30 ist verdrehbar in der Welle 22 durch ein Lager 70 abgestützt und verläuft durch die Welle zum linken Ende 72, wo ein Spurrad 74 befestigt ist. Das äußere Ende 72 der Welle 30 ist mit einer Ausnehmung zur Aufnahme eines Endlagers 76 versehen, welches die Gesamtanordnung der Transmission im Gehäuse 16 abstützen . hilft.

Das rechte Ende der Steuerwelle 30 besitzt eine Kurbel mit einem exzentrischen Kurbelzapfen 34, der parallel zur Drehachse der Wellen 22, 30 liegt und zur Drehachse versetzt ist. Dieser Kurbel-

- 22 -

809825/1000

zapfen und die mit ihm verbundene Masse werden durch, gegenüberliegende GEgengewichte 78 ausgeglichen und er hat ein Spurrad 36/ welches im Zahneingriff mit der inneren Zahnreihe 28a des Zahnringes 28 steht. Die Kurbel 38 ist starr an ihrem inneren Ende mit dem Zahnrad 36 zur Verdrehung hiermit befestigt und besitzt einen Kurbelzapfen 40, der so angeordnet ist, daß in einer Stellung des Zahnrades 36 der Kurbelzapfen mit der Drehachse der Welle 22, 30
fluchtet.

Der Hauptlenker 44 ist verdrehbar auf" dem Kurbelzapfen 40 mittels eines Lagers 82 montiert und besitzt ein unfreies Zahnrad 84.
Ein Gegengewichtsarm 86 ist ebenfalls auf dem Kurbelzapfen 40 gelagert. Der Lenkarm oder die verbindenden Lenker 50 sind drehbar, im allgemeinen in Kreisreihe um den Hauptlenker 44 an den inneren Enden verbunden. Die Außenenden 88 dieser Lenker sind verdrehbar mit den Kurbeln 52 der Kupplungen 56 verbolzt. Diese Kurbeln sind auf den Kurbelwellen 90 aufgekeilt, die im Untergehäuse 24 durch Lager 92 gelagert sind. Wie schon erwähnt, ist das Untergehäuse 24 auf der Welle 22 verdrehbar montiert, und zwar innerhalb des feststehenden Gehäuses 16 und besitzt die Ausgangswelle 42 der Transmission, die starr mit dem Untergehäuse verbunden ist.

Die Kupplungen 56 besitzten je Gehäusehälften 94 (Figur 5 und 5a), die miteinander durch Bolzen 95 um den Gehäusering 96 verbolzt

sind, der eine innere Kammer 98 zwischen den Gehäusehälften definiert.

- 23 -

809825/1000

Die Kupplungswelle 90 läuft durch diese Kammer und ist durch Lager 100 in den Gehäusehälften 94 verdrehbar gelagert. Ein Rotor 102 (s. Figur 5a) ist mit der Welle 90 versplintet. Dieser Rotor besitzt eine Anzahl radialer Schlitze 104, die radial verlaufende Flügel 106 aufnehmen. Die Flügel werden durch Federn 108 so nach außen gedrückt, daß die freien Enden 110 der Flügel durch die Federn gegen die Umfangswandung 112 des Ringes 98 gedrückt werden. Zwei sich diametral gegenüberliegende bogenförmige Mündungen 114 sind in einer der Gehäusehälften 94 in Nähe des Umfangs des Rotors 102 angeordnet. Diese Mündungen oder Einlasse speisen Kanäle 116, die die Einlasse mit einem ringförmigen Druckring 118 verbinden, der mit den unteren Enden 120 der Schlitze 104 kommuniziert. Wie nachstehend beschrieben wird, wird der hydraulische Druck, wenn die Welle 90 und der Rotor 102 in eine erste Richtung relativ zum Ring 98 verdreht werden, in den Räumen zwischen den Flügeln 106 in Nähe der Einlasse 114 aufgebaut und verursacht, daß das Gehäuse 94 mit der Welle 90 verkeilt wird und mit der Welle rotiert. Wenn jedoch die Welle 90 in umgekehrter Richtung umläuft, wird der Druck aufgehoben und die Gehäusehälften werden nicht angetrieben.

Die linke Gehäusehälfte 94 jeder Kupplung (in der Darstellung sind sechs Kupplungen um das Untergehäuse 24 herum angeordnet, jedoch können mehr oder weniger als sechs Kupplungen benutzt werden) besitzt befestigte Kupplungsräder 58. Diese Zahnräder 58 befinden sich im Eingriff mit einem feststehenden Zahnrad 60. Dieses Zahnrad ist

- 24 809825/1000

durch Bolzen 124 mit dem feststehenden Gehäuse 16 fest verbunden.

Ein unfreies Zahnrad 48 ist mit dem Untergehäuse 24 in üblicher weise fest verbunden und dreht mit dem Untergehäuse um die Drehachse der wellen 22, 30. Wie sich aus Figur 10 ergibt, befindet sich das Zahnrad 48 im Eingriff mit einem Leerlaufzahnrad 130/ welches seinerseits mit einem Ubertragungszahnrad 132 in Eingriff steht. Dieses Zahnrad besitzt ein mit ihm verbundenes Begleitzahnrad 134, welches, wie sich aus Figur 9 ergibt, mit dem Leerlaufrad 136 in Eingriff ist. Das letztere ist dann mit dem Zahnrad 84 in Eingriff, welches auf der Steuerplatte 44 befestigt ist. Die Räder 132 und 134 sind verdrehbar in dem Gegengewichtslenker 86 durch Lager 139 verdrehbar montiert. Ein zusätzlicher Gögengewichtslenker 140 ist am Lenker 86 mit Lager 139 gelagert und ebenfalls im Zahnrad 48 durch ein Lager 142. Dieser Lenker trägt ein Leerlaufrad 132, während der Lenker 86 das Leerlaufrad 136 trägt. Diese Räder arbeiten alle zusammen, um zu gewährleisten, daß der Hauptlenker 44 gegen Verdrehung auf dem Kurbelarm 40 relativ zum Untergehäuse 24 gehalten wird.

Bei der Ausführung nach den Figuren 5 und 7 wird die Exzentrizität des Kurbelzapfens 40 gegenüber der Drehachse der Welle 22, 30 durch eine Zahnradansordnung 32 verändert, die in einem Steuergehäuse 150 angeordnet ist, welches mit dem Gehäuse 16 fest verbunden ist. Diese Zahnradanordnung 4 2 enthält ein Leerlaufrad 152, welches verdrehbar auf der Steuerwelle 154 zur relativen Verdrehung

- 25 -

809825/1000

gegenüber der Welle montiert ist.Die Steuerwelle wird verdreht, um die Welle 22 gegenüber der Welle 30 in üblicher Weise zu verdrehen, z.B. durch ein Kurbelende 155. .

Ein Paar Lenker 156 werden fest oder verkeilt mit der Welle 154 (Figur 1) am einen Ende, und mit der Welle 158 am anderen Ende verbunden. Ein Verbundζahnrad, bestehend aus den Zahnrädern 160, ist auf der Welle 158 gelagert, wobei das Zahnrad 160 mit dem Leerlaufrad 152 und das Zahnrad 162 mit einem Leerlaufrad 164 im Eingriff steht, welches ebenfalls auf der Welle 154 angeordnet ist. Die Zahnräder 152, 154 stehen mit den Rädern 74, 68 aui den Wellen 30 und 22 in Eingriff.

Wenn die Kurbel 155 und somit die Welle 154 in einer gegebenen Stellung (z.B. durch hydraulische Steuerung oder Handsteuerung) gehalten wird und die Welle 22 wird durch die Eigangswelle 14 der Maschine angetrieben, so dreht die Welle 30 mit der gleichen Geshwindigkeit, und der Ausschlag des Kurbelzapfens 40 bleibt unverändert, weil der Zahnring und die Kurbelwelle 30 als Einheit zusammen umlaufen. Wenn jedoch die Kurbel 155 verdreht wird, so werden die Lenker 156 verdreht, was verursacht, daß das Zahnrad 74, welches mit dem Zahnrad 152 in Eingriff steht, relativ zum Zahnrad 58 dreht, welches mit dem Zahnrad 164 in Eingriff steht. Als Ergebnis dreht die Welle 30 relativ gegenüber der Welle 22 und dem Zahnring 28, so daß das Zahnrad 36, welches mit dem Ringzahnrad im Eingriff steht und auf der Kurbel 34 gelagert ist, dreht, was verursacht, daß sich der Kurbelzapfen 40 relativ zu der Hi'ttel-

~8 0⁶9 8 2 5/1000

linie der Hauptwelle bewegt und dadurch den Ausschlag der Kurbel verändert.

Die Bewegung der Kurbel 155 kann durch einen hydraulischen doppelwirkenden Zylinder 161 oder dergleichen gestuert werden, wobei die Kolbenstange 163 mit der Kurbel 155 verbunden ist. Eine Flüssigkeitszufuhr zur Kammer des Zylinders kann in üblicher Weise gesteuert werden., um zu veranlassen, daß die Kolbenstange die Kurbel 155 in eine gewünschte Stiellung bewegt und sie in dieser gewählten Stellung hält.· Die Kraft, die dann erforderlich ist, um die Kurbel 155 zu steuern, ist sehr klein und benötigt nur einen Teil des Eingangs unabhängig vom Ausgangsmoment der Transmission selbst.

Wenn im Betrieb nach Figur 1 und 5 sich der Kurbelzapfen in seiner Nullausschlagstellung befindet und die Maschine oder der Motor 12 die Welle 14 in Umlauf versetzt, wird die Ringzahnradwelie 22 durch Zusammenarbeit der gelappten Zahnräder 18, 20 verdreht und dreht.mit derselben mittleren Geschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung mit einer Riffelbewegung. Das Steuerrad 68 dreht über die Räder 164, 163, 160, 154, 74 die Welle 30 mit derselben Geschwindigkeit wie die ... der Welle 22. Das Spurrad 36, welches mit dem Ringzahnrad 28 in Eingriff steht, bewegt sich als Masse mit dem Ringzahnrad. Der zweite Kurbelzapfen 40 läuft auf der Mittellinie der Drehung um, und zwar mit derselben Geschwindigkeit, wie die Welle 22 des Zahnringes. Somit ist kein Kurbelausschlag vorhanden, um die Kupplungswellen zu bewegen, so daß dort keine Bewegung ausgeübt

- 27 -

80 9 8 25/1000

wird auf die Ausgangsräder 58 der Kupplungen, und der Unterarm oder Träger 24 wird nicht verdreht. In gleicher Weise dreht das Zahnrad 48 nicht und somit wird das Zahnrad 84, welches am Hauptlenker befestigt ist, und der Hauptlenker selbst, nicht verdreht.

809825/1000

Wenn nun die Steuerwelle 154 zur Verdrehung des Lenkers 156 verdreht wird, wird den Steuerrädern, die die Welle 3o gegenüber der Welle 22 verdrehen, eine neue Bewegung zugesetzt oder subtrahiert. Dies verursacht, daß sich das Zahnrad 36, welches mit dem Ringzahnrad in Eingriff steht, dreht, womit der Sekundärkurbelzapfen 4o aus der Nullausschlaglage wegbewegt wird. In dieser Stellung wird die Kurbel 4o, wenn die Welle 3o verdreht wird, verursachen,daß sich der Hauptlenker 44 auf einer Orbitalbahn um die Drehachse der Welle 22 bewegt. Dies verursacht, daß die verbindenden Lenker 5o zwischen dem Hauptlenker und/kurbeln 52 der Kupplungen verschwenken. Der Hauptlenker wird gegen Drehung gegenüber dem Untergehäuse 24 durch die Zahnradanordnung 46 gehalten» Um die Kupplungsbewegungen auszubalancieren ist es wichtig, daß der Hauptlenker 44 sich gegenüber den Kupp lung swell en 9o dreht» Dies wird durch die vorerwähnte Räderreihe aus den Getrieberädern 48,84,13o bis 136 erreicht« Durch Festlegung des Zahnrades 48 am Gehäuse 24 in einer festen Stellung zu den Kupplungswellen, so daß es nicht gegenüber diesen Wellen drehen kann und durch Festhalten auf der Hauptmittellinie der Drehachse des Gehäuses wird das Zahnrad 84 gegen Verdrehung gezwungen, unabhängig von der Stellung des Hauptlenkers und unabhängig wie schnell die Lenker 86, 14o um die Drehachse des Gehäuses 24 schwingen. (Es ist zu bemerken, daß mit Ausnahme der Leerlaufräder ]3o,136 diese Räder alle den gleichen Durchmesser haben müssen.) Da die Räder j 32_r134 nicht umlaufen wird das Zahnrad 8 1 nicht drehen,unabhängig davon wie schnell oder langsam der zugehörige Lenker 86 bewegt wird. Somit wird der Häuptlenker in einer verhältnismäßig festen Stellung gehalten.

- 29 -

8 0 9825/1000

2756S58

Wie schon erwähnt, sind alle Kupplungsgehäuse durch die Zahnräder 58 mit dem Statorzahnrad 60 gekuppelt. Wenn die Wellen 9o der Kupplungen in die Drehrichtung der Kupplungsgehäuse verschwenkt werden, für den Antrieb des Unterrahmens 24 mit einer Geschwindigkeit, die gleich oder etwas schneller ist als die Drehzahl des Kupplungsgehäuses, werden die Flügel I06 versuchen, durch die Kanäle 114 so auszustoßen, daß die Welle weiter drehen kann. Wenn jedoch keine solche ölströmung vorhanden ist, bildet sich ein Druck auf in dem keilförmigen Bereich vor den Flügeln. Dieser erhöhte Druck kommuniziert durch die Kanäle 116 mit dem Raum unterhalb der Flügel und treibt die Flügel gegen den Ring 98. Als Ergebnis werden der Rotor und das Gehäuse durch einen hydraulischen Keil miteinander verkeilt und drehen geroeinsam, womit sie die Drehkraft auf die Räder 58 übertragen, Sobald die Welle 9o und der Rotor 32o beginnen langsamer zu drehen als das Gehäuse oder in umgekehrter Richtung zum Gehäuse, baut sich hgher Druck auf der anderen Seite des Flügels'auf und ein geringerer Druck auf der Seite, die vorher in Nähe der Kanäle 114 unter Druck gesetzt war. Der niedrigere Druck unter dem Flügel kombiniert sich mit dem hohen Druck auf der gegenüberliegen-^ den Flügelseite um den Flügel weg vom Umfang des Gehäuses zu stoßen, so daß das öl in der Kupplung frei über das Oberende des Flügels von einer zur anderen Seite passieren kann, und damit ist der Rotor tatsächlich vom Gehäuse abgekuppelt. Bei dieser Ausführung der Erfindung funktioniert die Kupplung im wesentlichen als Einwegfreilaufkupplung und die Transmission funktioniert nur als Einwegantrieb.

~ 3o 80982571000

Eine weitere Ausführung der Kupplung nach der Erfindung ist in den Fig. 11 und 12 dargestellt. Diese Kupplung ist in der Lage in einem automatischen Automobilgetriebe benutzt zu werden oder in irgendeiner anderer Ausführung, wo ein Umkehrtrieb erforderlich ist, oder wo eine Belastung von den Triebrädern des Fahrzeuges auf die Maschine gewünscht wird. Sie zeigt auch Mittel zur Aufnahme von öl, welches aus den Kupplungen auslaufen kann. Vereinfachte * gleiche Mittel können bei der zuerst beschriebenen Kupplung verwendet werden.

In dieser Ausführung ist die Kupplungswelle 9o in einem Kupplungsgehäuse 94 untergebracht und besitzt ein Paar versplinteter Rotoren 102, die befestigt sind und in einem Paar komplementärer Kammer^ 1o3 liegen, die im Gehäuse in den Kupplungsringen 98 geformt sind. Die Rotoren 1o2 haben radial verlaufende Flügel lo€T, die in Schiit- :zen 1o4 gleiten und die durch Federn od.dgl. 1o8 nach oben belastet sind. Wie bei der früheren Ausführung besitzen die Kupplungsgehäuseringe 98 oval profilierte Räume wie sich aus Fig. 12 ergibt. Obgleich zwei Kammern Io3 benutzt sind bei dieser Ausführung der Kupplung ist verständlich, daß die Kupplung auch eine einzige Kammer 1o3 aufweisen kann.

Bei dieser Ausführung der Erfindung ist das Kupplungsgehäuse mit zwei Paar Auslässen versehen, wie in Fig. 12 gezeigt ist und die mit 114a und 114b bezeichnet sind, Die Auslaßpaare sind durch getrennte Kanäle J9o, 192 mit einer Ventilbohrung 194 in einem Ende des Kupplungsgehäuses verbunden. Ein Gleitring 196 ist in einer festen Stellung auf dem Gehäuse montiert und liefert hydraulische

80 98 25/1000

Flüssigkeit durch Armaturen 198 zu den Kanälen 2oo und 2o2 im Kupplungsgehäuse, die zu entgegengesetzten Enden der Ventilbohrung 194 führen. Die letztere enthält verschiebbar ein spulenförmiges Ventil 2o4 mit einer durchgehenden Bohrung 2o6* die an gegenüberliegenden Enden durch Membranventile oder Kugeln 2o8 geschlossen ist, die durch eine zwischen ihnen liegende Feder 21 ο belastet sind. Bei dieser Ausführung ist das Ausgangszahnrad 58 für das Kupplungsgehäuse eine Einheit mit dem Gehäuse und überträgt die Energie von dem oder zu dem Kupplungsgehäuse somit von der oder zu der Welle 9o. .

Kanäle 212 verbinden den mittleren ausgenommenen Teil 214 des Spulenventils mit Hochdruckringen oder Nuten 218 im Gehäuse der Kupplung in Nähe der unteren Enden der Flügelschlitze im Rotor 1o2.

Im Betrieb bei Blockierung des Kanals 19o durch das Spulenventil (siehe Fig, 11), wenn die Welle 9o im Gegenzeigersinn gegenüber dem Kupplungsring 98 dreht (Fig* 12) wird Druck, auf das öl zu den Kanälen 114a ausgeübt und dieser gleiche Druck verbindet über den Kanal 192 das Spulenventil 32 und den Kanal 212 mit den Hochdruckringen 218, womit Hochdrucköl unter die Flügel 1o6 gelangt, welches die Flügel dicht gegen den Gehäusering 9.8 hält und ölkeile zwischen den Flügeln und dem Rotorgehäuse bewirkt, die sie während dieser Relativbewegung miteinander verriegeln. Sobald die relativen Bewegungen entgegengesetzt alnd, d_th.« wenn die Helle 9o in entgegengesetzte Richtung während Ihres zyklischen Betriebes schwenkt, baut sich der Öldruck auf den Seiten der Flügel auf, die den Kanälen 114b

. - 32 ~

80982571000

zugeordnet sind, womit der Druck in den Kanälen 114a abgesenkt
wird. Das Spulenventijfolockiert aber den Flüssigkeitsdurchgang aus dem Kanal 114b, so daß kein öl hohen Drucks den Ringen 218 zugeführt wird, um die Flügel nach außen zu stoßen und eine Abdichtung gegen das Gehäuse zu erreichen. Stattdessen wird Unterdruck aus den
Kanälen 114a unter die Flügel 106 zugeführt, um die Flügel abwärts zu ziehen. Somit anstelle Ölkeilausbildung hohen Druckes zwischen der rechten Seite des Flügels, des Rotors und des Gehäuses, passiert das öl, welches normal diese Keile bildet, frei über das Oberende des zurückgezogenen Flügels und der Rotor dreht frei relativ zum Gehäuse. Somit sind der Rotor und das Gehäuse voneinander abgekuppelt, und die ganze Kupplung arbeitet als eine Einwegkeilkupplung.

Um die Kupplungswirkung umzukehren und einen umgekehrten Antrieb
oder Kraftantrieb zu gewinnen, wird der Spulenkörper 2o4 in einfacher Weise in seine andere Stellung am anderen Ende der Bohrung 154 bewegt und zwar aus der Stellung heraus wie sie in Fig. 11
dargestellt ist. Dies wird durchgeführt, indem öl unter Druck
durch den Ring 196 und den Kanal 2o2 zugeführt wird, während gleichzeitig öl durch den Kanal 2o2 drainiert wird, welches zur anderen Seite des Spulenventils führt.

Das öl in der Ventilbohrung 194 befindet sich bei der Spulenverschi-ebung unter Druck. Da die Ventilbohrung durch Ventile 2o4 geschlossen ist, wenn der Druck in der Bohrung 194 über den Öldruck ansteigt, der in der Kupplungskammer enthalten ist, z.B. als öl—

- 33 -

809825/1000

Verluste durch Lecken, werden sich die Prüfventile öffnen, um zuzulassen, daß das schiebende öl in das Kupplungsgehäuse eintritt und das Verlustöl kompensiert. Somit halten die Kugelventile den hohen Druck des verkeilten Kupplungsöl gegen Auslaufen, aber las— sen den bescheidenen Druck des geschobenen Öls ein, und zwar während des'Saugteiles des Entkupplungszyklus, um Verlustöl aufzufüllen. - * .

Dementsprechend ist ersichtlich, daß die Kupplung nach der Erfindung in der Lage ist, als Einweg— oder Freilaufkupplung zu dienen, aber sie hat keine teueren Keile oder Zähne, die sich abnutzen, und ist wahlweise reversible. Durch Betätigung des Spulenventils mit einer Drehzahl Reglervorrichtung wird sie eine Zentrifugalkupplung. Durch Steuerung der Geschwindigkeit der Spulenventilbewegung, insbesondere wenn die Spule am einen Ende im Querschnitt abnimmt wird sie eine Schlupfkupplung, Die Stellung des Ventils bei der dargestellten Ausführung kann in irgendeiner geeigneten Weise durch die Bedienung des Fahrzeuges gesteuert werden_f und es kann sogar mit dem Fußpedal des Fahrzeuges verbunden werden, so daß wenn nun der Fuß des Fahrers sich vom Gaspedal löst, der Spulenkörper 2o4 aus seiner linken Stellung in Fig.. 3 3 sich in seine rechts liegende Stellung bewegt, so daß der Antrieb der Kader des Fahrzeuges durch die Transmission zurück auf die Maschine übertragen wird, um die Abnahme der Fahrzeuggeschwindigkeit zu unterstützen und den Freilauf des Fahrzeuges zu verhindern. Die Spule kann auch ausgebildet werden, um alle.Verbindungen zum Hochdruckring in einer ihren Stellungen zu blockieren, so daß kein Kuppeln eintrittXn dieser

. - 34 -

809825/1000

.Stellung werden die Kupplungen für beide Richtungen entkuppelt.

Eine weitere Ausführung der variablen Verstellkurbel ist in Figur dargestellt. In dieser Ausführung ist eine Alternative zur variablen Ausschlagkurbel mit Zahnring vorgesehen, bei der anstelle der Verbundwellen 22, 30 eine einzige Antriebswelle 250 vorgesehen ist, die treibend am einen Ende 251 mit der Maschine oder dem Motor durch Getriebetrader 18, 20 oder dergleichen verbunden ist. Diese Welle hat eine exzentrische Bohrung oder Kammer 252 am Ende 253, und Flüssigkeitskanäle 254, 256 sind an ihren linken Enden mit dem Ring 258'auf der Welle verbunden, denen Drucköl zugeführt wird. Diese Bohrungen führen nach Figur 14 zu gegenüberliegenden Seiten der Kammer 252 in der Welle 250. Diese Kammer 252 ist im allgemeinen zylindrisch im Querschnitt, und ein Wellen-Anschlagelement 258 befindet sich in der Welle und ist durch eine Schraube 260 oder dergleichen festgelegt. Das Anschlagelement besitzt eine Fortsetzung der Kanäle 254, 256.

Eine Sekundär-Kurbelwelle 262 ist in der Bohrung 252 in sehr naher Beziehung zum Anschlag 258 gelagert, wie sich aus Figur 14 ergibt. Diese Kurbelwelle hat einen an ihr befestigten Flügel 264, der die Kammer 252 in einen rechten und einen linken Teil unterteilt. Zusätzlich besitzt die Kurbelwelle 262 einen exzentrischen Zapfen 266, der sich nach außen weg von der Welle 250 erstreckt. Dieser Zapfen 266 ist zur Drehachse der Welle 262 um einen Abstand gleich der Versetzung der Drehachse der Welle 262 von der Drehachse der Welle 250 versetzt (Figur 13a). Die Abschlußplatte 268, verbolzt

- 35 -

80 9 8 25/1000

mit der Welle 250, schließt das offene Ende der Kammer 252 und diont als Lager für die Welle 262.

Durch Zufuhr von Drucköl zur einen Seite der Kammer 252 durch einen der Kanäle 254, 256 bei Freigabe des Druckes aus dem anderen Kanal, wird die Welle 262 verdreht und ändert dadurch die Stellung des Kurbelzapfens 266. Durch Zufuhr von öl zu der linken Kammer, vie in Figur 1 dargestellt ist und Herabsetzung des Druckes aus der rechten Kammer, wird der Kurbelzapfen im Uhrzeigersinn verdreht bis der Flügel 264 durch Anlage an den Anschlag 258 angehalten ~ wird, an welchen Punkt der Kurbelzapfen 266mit^c^)rehachse der Welle 250 fluehtet. Durch Zufuhr von Drucköl in die entgegensetzte Richtung kann die Exzentrizität des Kurbelzapfens 266 verändert werden. Dieser Kurbelzapfen entspricht dem Kurbelzapfen 40 der früher beschriebenen Ausführung *und daher wird er, sobald er sich in einer exzentrischen Stliung gegenüber der Drehachse der Welle 250 befindet, verursachen, daß der Hauptlenker 44 verschwenkt, wodurch die zugehörigen Kupplungen angetrieben v/erden; *

Zu dieser Ausführung ist zu bemerken, daß der Momentarm der variablen Ausschlagkurbel die Linie von der Mitte der Hauptwelle 250 zur Mitte des Kurbelzapfens 262 ist. Diese Linie bildet die Basis eines osozelen Dreiecks, dessen Spitze die Mitte der Bohrung 252 ist. Als Ergebnis ist das maximale Drehmoment am Flügel 264 die Hälfte des Eingangsmomentes, unabhängig wie groß das Ausgangsmoment der

- 36 .-.

809825/1000

Transmission ist, die diese Kurbel benutzt. Das Verschiebe- oder Verstellöl kommt aus einer ölpumpe und wird in die Kurbelstellung zugeführt durch die Armaturen des Ringes 258 und dann durch die Kanäle 254, 256 durch Handsteuerung oder automatisch.

Die Figur 14 zeigt ein S ystem zur automatischen Steuerung des Ausschlages des Kurbelzapfens 260 in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl und Belastung. Ein Mikroschlater 300 ist mit dem Gaspedal 302 eines Automobils verbunden, um die Drehzahl der Maschine zu steuern. Wenn das Pedal 302 vom FAhrer niedergedrückt wird, öffnet es die Drossel 304 der Maschine in die volle Offenstellung durch ein übliches Drosselsteuersystem (nicht dargestellt), und wenn kein Druck auf das Pedal 302 ausgeübt wird, ist die Drossel voll geschlossen. Das Pedal 302 ist auch mit einem Ventil 306 über einen Lenker 307 verbunden, der die Zufuhr von Öl, welches aus einer Quelle 308 unter Druck steht, durch das Ventil 309 zum Kanal 254 steuert und den Flügel 264 im Uhrzeigersinn belastet, während der Verbindungs-Kanal 256 zur Entleerung dient.

Zusätzlich wird der Fliehkraftregler 310 der Maschine benutzt, um ein weiteres Ventil 312 zu steuern, um die Zufuhr von Drucköl aus der Quelle 308 zum Kanal 254 zu steuern. Auf diese Weise wird die Einstellung des Flügels 264 und somit der Auslaß des Kurbelzapfens 40 in Abhängigkeit von der Maschinengeschwindigkeit und der Maschinenbelastung gesteuert. Wenn nun die Maschine für die Belastung der

- 37 -

809825/1000

Transmission zu schnell arbeitet, wird das Ventil 312 Drucköl dem Ventil 309 zuführen, um das Ventil nach rechts zu schieben, und verbinder das Hochdrucköl mit dem Kanal 254, während der verbindende Kanal 256 entlastet wird, um dadurch die TRansmission auf ein höheres Getriebeverhältnis zu verschieben und dadurch die Maschine langsamer laufen zu las«en. Dementsprechend dient die Transmission dazu, den Ausgang an die Belastungen! anzupassen, so daß die Maschine mit einer minimalen Leistung arbeitet.

Dieses Steuersystem kann auch benutzt werden, um die Einstellung von Kurbeln 155 der vorbeschriebenen variablen durchlaufenden Kurbel zu steuern, und zwar durch Kontrolle der Zufuhr von Drucköl in die Kammern des Zylinders 161.

Mit den vorbeschriebenen Kupplungen kann die variable Verstellkurbel nach der Erfindung als selbständiges Produkt benutzt werden oder in anderen Anwendungsfällen neben Antriebstransmissionen. Die Erfindung ist in der Konstruktion dieser Merkmale nicht auf Automobiltransmissionen beschränkt.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß die Ausgangsgeschwindigkeit und das Moment der TRansmission nach der Erfindung dem Ausschlag bzw. der Verstellung der variablen Kurbel proportional sind. VIenn der Kurbelausschlag null ist, dreht die Ausgangswelle getrieben durch die Kurbel mit Nullgeschwindigkeit unabhängig davon.wie die Maschine

-38-

809825/1000

die Kurbel oder die Eingangswelle dreht. Wenn der Kurbelausschlag auf sein Maximum eingestellt ist, dreht die Ausgangswelle mit maximaler Geschwindigkeit. Das Spitzengeschwindigkeitsverhältnis in der umgekehrten Transmission kann größer als 1 : 1 sein und bei Zwischenausschlägen wird die Ausgangswelle mit einer Zwischengeschwindigkeit angetrieben. Das Ausgangsmoment ist umgekehrt proportional zur Ausgangsgeschwindigkeit. Die Konstruktion der TRansmission ist kompakt und einfach und kann mit verhältnismäßig niedrigen Kosten hergestellt werden. In der Transmission wird der Kurbelausschlag unter Belastung leicht geändert und da die Sekundärkurbel durch Gegengewichte ausbalanciert ist und die Gesamtmasse der Sekundärkurbel und der Primärkurbel ebenfalls durch Gegengewichte ausbalanciert sind, ist der eingestellte Ausschlag immer nahezu perfekt radial ausbalanciert.

Dementsprechend erzeugt die Transmission nach der Erfindung eine reversible, stufenlos variable, ein positives Antriebsmoment vervielfachende Transmission großer Einfachheit und hohem Wirkungsgrad. Die Vorrichtung ist niedrig in den Kosten, kann*in sehr kleinen Größen oder auch extremen Größen hergestellt werden, ist leicht im Gewicht und praktisch frei von Wartung. Weil die Transmission einen weit größeren Bereich der Verhältnisse als übliche Transmissionen vorsieht, kann sie den Brennstoffverbrauch eines üblichen Automobils halbieren und läßt kleinere Maschinen zu, um eine überlegene Arbeitsleistung zu erreichen.

809825/1000

Le e*rse i t

Claims

FVarrtanwtHa

Dr. Hugo Wilckeo O T Cl C C C Ω

Dipl.-1 ng. Thomas Wilcken *- ' V W O 0 O

Dipl.-Cbem. Dr. Wolfgang Laufer ^{Ί 6} · Dezember 1977

Lübeck. Breite Straße 62-64

Anmelder:

Power-Matic Corporation, 83o West 25oo South./ Salt Lake City, Utah 84115, USA

Patentansprüche

Variable Geschwindigkeitstransmission, gekennzeichnet durch eine Eingangstriebwelle, eine variable Drehkurbelanordnung mit einer Nulleinstellage in Ausrichtung auf die Welle, durch Mittel zum Kuppeln der Kurbel zur Verdrehung mit der Welle, durch Mittel zum Variieren der Verdrehung der Kurbel gegenüber der Welle, durch einen Lenkerteil, der auf der Kurbelanordnung verdrehbar gelagert ist, durch mehrere wahlweise zum Eingriff gebrachte Kupplungen mit Eingangs- und Ausgangswellen, deren Eingangswellen feste Kurbeln aufweisen, durch mehrere Lenker, die die Kupplung skurbeln mit dem Lenkerteil verbinden, um die Kurbeln bei Bewegung der Lenker durch die variable Verdrehkurbelanordnung zu verschwenken, und durch Mittel, die wirksam mit den Ausgangswellen der Kupplungen zur Verdrehung verbunden sind.

2. Variable Geschwindigkeitstransmission, gekennzeichnet durch eine angetriebene Eingangswelle, eine variable Verstellkurbelanordnung, die verdrehbar gegenüber der Eingangswelle gelagert und mit ihr verbunden ist, wobei die Kurbelanordnung einen Kurbelzapfen aufweist, der in einer Nulleinstellage mit der Drehachse der Eingangswelle fluchtet, durch Mittel zur Veränderung des Ausschlages

809825/1²OOO

des Kurheizapfens gegenüber der Eingangswelle, wodurch der Umlauf der Eingangswelle den Kurbelzapfen um ihre Drehachse umlaufen läßt, durch eine auf dem Kurbelzapfen drehbar gelagerte Len— kerplatte, durch eine angetriebene Ausgangswelle und eine Anzahl Kupplungen, die betätigbar zwischen der Steuerplatte und der Ausgang swelle geschaltet sind, um von dieser Platte Kraft auf die Ausgangswelle zu übertragen und zwar durch die Bewegung der Platte um die Drehachse der Eingangswelle, sobald diese umläuft und der Kurbelzapfen aus der axialen Fluchtlinie der Eingangswelle herausgelangt ist, und durch Mittel zur Verhinderung der Plattendrehung relativ zu den Kupplungen, während zugelassen wird, daß· sich die Platte mit der Kurbelanordnung bewegt und der Kurbelzapfen in der Platte dreht, wodurch sich die Drehzahl der Ausgangswelle mit der Exzentrizität des Kurbelzapfens ändert.

3. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kupplung eine Kupplungseingangswelle, eine Kurbel,-die auf der Eingangswelle befestigt ist und einen Lenkarm aufweist, der drehbar an seinen Enden mit der Kupplungskurbel und der Platte verbunden ist, wobei diese Kupplungskurbeln in unterschiedlichen Winkelstellungen auf ihren zugehörigen Eingangswellen eingestellt sind, wodurch die Bewegung der Lenkerplatte mit dem Kurbelzapfen auf die Lenkerarme übertragen wird, um die Kupplungskurbeln zu schwenken, wodurch die Kupplungen die Ausgangswelle in einer festgelegten Folgeart antreibt.

809825/1000

4. Variable Geschwindigkeitstransmission nach. Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, welches verdrehbar auf der Eingangswelle montiert und mit der Ausgangswelle treibend verbunden ist, wobei die Kupplungen an dem Gehäuse drehbar gelagert sind und Äusgangsräder aufweisen und gekennzeichnet durch ein feststehendes Zahnrad, welches mit den Ausgangsrädern in Eingriff steht, wodurch die Verschwenkung der Kupplungskurbeln verursacht, daß das Gehäuse umläuft und die Kupplungen mitnimmt«

5. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung der relativen Drehung der Lenkerplatte gegenüber den Kupplungen aus einer Zahnr.adfolge bestehen, die ein erstes Zahnrad enthält, welches fest mit der Lenkerplatte verbunden ist und ein zweites Zahnrad, welches fest mit dem Gehäuse verbunden ist und mit dem ersten Zahnrad im Eingriff steht»

6. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene Eingangswelle hohl ist und daß die variable Einstellkurbelanordnung eine Steuerwelle aufweist, die verdrehbar in der hohlen Welle gelagert ist, und weiter eine erste Kurbel, die mit der Steuerwelle in exzentrischer paralleler Beziehung fest verbunden ist und daß eine zweite Kurbel an der ersten Kurbel in exzentrischer paralleler Relation dazu montiert ist und den Kurbelzapfen definiert,.

809825/1000

7. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizitäten der ersten und der zweiten Kurbel gleich sind, wodurch in einer Relativstellung der Kurbeln die zweite Kurbel auf die Achse der Steuerwelle ausgerichtet ist. .

8. Variable Geschwindigkeitstransmission nacli Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verändern des Ausschlages des Kurbelzapfens aus einem Zahnring auf der Eingangswelle bestehen, aus einem Zahnrad, welches auf der ersten Kurbel verdrehbar gelagert ist, die gegenüber der zweiten Kurbel festliegt und daß das Zahnrad in den Zahnring eingreift und daß Mittel zum Bewegen der ersten Kurbel auf einem Bogen relativ zum Zahnrad vorgesehen sind, wodurch der Eingriff zwischen dem Ring und den Zahnrädern verursacht wird, daß das Zahnrad dreht und die zweite Kurbel dadurch bewegt.

9. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kurbel starr mit der Steuerwelle ^ verbunden ist und daß die Mittel zum Bewegen der ersten Kurbel Mittel zur Verdrehung der Steuerwelle In der hohlen Eingangswelle aufweisen,

1o. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die variable Ausschlagkurbelanordnung eine Kurbel aufweist, die verdrehbar in einer exzentrisch angeordne ten hohlen Kammer der Eingangswelle montiert ist, daß ein sich

80 9 8 25/1000

radial erstreckender Flügel auf dieser Welle in der Kammer befestigt ist, der die Kammer tn einen ersten und einen zweiten
Raum unterteilt, wobei die Kurbel in paralleler exzentrischer
Relation zur Drehachse der Eingangswelle liegt und den Kurbelzapfen definiert und daß Mittel zur wahlweisen Zufuhr von Druckflüssigkeit in die Kammerräume vorgesehen sind, die gegen den
Flügel arbeitet und die Kurbel Verdreht.

11. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizitäten der Kurbel und der hohlen Kammer gleich sind, wodurch*in einer relativen Stellung der
Kurbeln die zweite Kurbel auf die Achse der Steuerwelle ausgerichtet ist.

12. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 2_f dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsmittel je aus einem Kupplungskörper bestehen, daß eine Eingangswelle verdrehbar in dem Körper gelagert ist, daß Mittel in dem Körper eine hohle nicht kreisförmige Kammer definieren, durch die die Welle verläuft, daß
ein Rotor auf dieser Welle montiert ist und eine Anzahl radial verlaufender Schlitze aufweist, daß eine Anzahl radial verlaufender Flügel verschiebbar in den Schlitzen zur radialen gleitenden Bewegung gegenüber der Welle montiert sind, wobei die
Flügel die Kammer in eine Anzahl Räume zwischen den Flügeln unterteilen und daß Mittel vorgesehen sind, durch die mindestens einige dieser Räume und die Schlitze unterhalb der Flügel
kommunizieren und zwar mittels einer hydraulischen Flüssigkeit

809825/1000

in diesen Räumen und den Schlitzen unterhalb der Flügel, wodurch die Welle das Gehäuse antreibt, wenn es schneller umläuft als das Gehäuse in der gleichen Richtung.

13. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Mittel zum wahlweisen Steuern der Antriebsrichtung der Kupplung,

14. Variable Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Federungen in den Schlitzen, durch die die Flügel nach außen gedrückt werden»

15. Variable Schwenkkurbelanordnung zum Verschwenken eines Steuerelementes um einen festen Punkt mit variabler Exzentrizität, bestehend aus einer ersten hohlen Welle, einer Steuerwelle, die verdrehbar in der hohlen Welle montiert ist, einer ersten Kurbel befestigt auf der Steuerwelle in exzentrischer paralleler Relation, einem Zahnring, der'auf der hohlen Welle montiert ist und die erste Kurbel umgibt, aus einem Ritzel, welches auf der ersten Kurbel in Eingriff mit dem Zahnring verdrehbar gelagert ist, einer zweiten Kurbel, die fest mit dem Ritzel in exzentrischer paralleler Relation zu der ersten Kurbel verbunden ist und einen Kurbelzapfen definiert, der mindestens eine Stellung aufweist in der der Kurbelzapfen mit der Achse der Steuerwelle fluchtet, und aus Mitteln zum wahlweisen Verdrehen der Steuerwelle in der hohlen Welle, wodurch, die Bewegung des Ritzels gegenüber dem Zahn-

809825/1000

ring verursacht, daß das Ritzel dreht und dadurch die Exzentrizität des Kurbelzapfens gegenüber der Achse der höhlen Welle ändert.

16. Variable Schwenkkurbel nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Mittel zum gleichzeitigen Verdrehen der hohlen Welle und der Steuerwelle.

17. Variable Schwenkkurbel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizitäten der ersten und der zweiten Kurbel gleich sind, wodurch in einer relativen Stellung der Kurbeln die zweite Kurbel auf die Achse der Steuerwelle ausgerichtet ist.

18. Variable Schwenkkurbel nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kurbel starr mit der Steuerwelle verbunden ist und daß die Mittel zum Bewegen der ersten Kurbel aus Mitteln bestehen, die die Steuerwelle in der hohlen Eingangswelle verdrehen.

19. Variable Schwenkkurbelanordnung zum Verschwenken eines treibenden Steuerelementes um einen festen Punkt mit veränderlicher Exzentrizität, gekennzeichnet durch eine angetriebene Eingangswelle mit gegenüberliegenden Enden, die eine hohle Kammer an einem Ende einschließen, durch eine erste Kurbel, die in der hohlen Kammer verdrehbar montiert 1st zur Drehung um eine parallele Achse, um anzuschlagen im Abstand von der Achse der Eingangswelle, durch einen radial verlaufenden Flügel auf der Welle in der Kammer, die die Kammer in zwei Räume teilt, durch eine zweite Kurbel,

- 8 809825/1000

die mit der ersten Kurbel parallel versetzt fest verbunden ist und einen Kurbelzapfen definiert, und durch Mittel zur wahlweisen Zufuhr von Druckflüssigkeit in die Kammerräume, die gegen den Flügel arbeitet und die erste Kurbel verschwenkt.

20. Variable Verdrehkurbel nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,

daß die Exzentrizitäten der ersten und der zweiten Kurbel gleich sind, wodurch in einer relativen Stellung der Kurbeln die zweite Kurbel mit der Achse der Steuerwelle fluchtet.

21. Variable Verdrehkurbel nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Kammer im allgemeinen halbzylinderisch. ist und daß die erste Kurbel auf der Längsachse der Kammer verdrehbar montiert ist.

22. Variable Schwenkkurbel nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der zweiten Kurbel auf die Achse der Eingangswelle ausgerichtet ist, wenn der Flügel sich auf einer Seite der halbzylinderischen Kammer befindet»

23. Kupplung, gekennzeichnet durch, ein Gehäuse mit nicht kreisförmiger Kammer, durch eine Welle, die in dem Gehäuse verdrehbar gelagert ist und durch die Kammer verläuft, durch einen Rotor, der auf der Welle in der Kammer zur Drehung in ihr befestigt ist, der eine Anzahl radialer Schlitze aufweist, durch Mittel in dem Körper durch Erzeugung einer Flüssigkeitskommunikatioh zwi-

809825/1000

sehen den unteren Enden der Schlitze und dem Teil der Kammer, der den Rotor umgibt/ durch eine Anzahl radial verlaufender Flügel, die verschiebbar in den Schlitzen zur radialen Bewegung gegenüber dem Rotor gelagert sind, weil die Flügel die Kammer in eine Anzahl Räume zwischen sich und um den Rotor herum unterteilen, und durch eine hydraulische Flüssigkeit in den Räumen und Schlitzen unterhalb der Flügel, wodurch die Welle das Gehäuse über diese Flüssigkeit antreibt, sobald die Welle schneller umläuft als die Drehung des Gehäuses in gleicher Richtung.

24. Kupplung nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch Federungen in den Schlitzen, durch die die Flügel radial nach außen gedrückt werden,

25. Kupplung nach Anspruch 24_f dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer im allgemeinen einen ovalen Querschnitt aufweist.

26. Kupplung nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch Mittel zum Umkehren der Antriehsrichtung der Kupplung»

27. Kupplung nach Anspruch 26_f dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrmittel Mittel aufweisen, durch die die Flüssigkeit wahlweise aus einigen dieser Räume zum Boden der Schlitze strömen kamu

28. Variahle Geschwindigkeitstransmission nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch ein gelapptes Eingangszahnrad auf der angetriebenen Eingangswelle. «^ ι «.

809825/1000

- 1o -

29. Variable Geschwindigkeitstransmission gekennzeichnet, durch eine Eingangszahnradfolge, die ein Paar ineinander greifender gelappter Zahnräder zur Erzeugung eines Riffeleingangs zu der Transmission enthält, weiter gekennzeichnet, durch eine Eingangswelle, durch eine variable Schwenkkurbelanordnung, die mit der ■ Eingangswelle verbunden ist und durch die Eingangswelle in Umlauf versetzt wird oder welchen einen Kurbelzapfen aufweist und Mittel zur Veränderung des Aufschlages des Kurbelzapfens gegenüber der Drehachse der Eingangswelle, durch eine Ausgangswelle, durch eine Anzahl wahlweise eingreifender Kupplungen, die zwischen dem Kurbelzapfen und-der Ausgangswelle geschaltet sind, um die Ausgangswelle als Antwort'auf die Verdrehung des Kurbelzapfens um die Achse der Eingangswelle anzutreiben, wodurch die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle sich mit der Exzentrizität des Kurbelzapfens ändert.

809825/1000