DE2805699A1

DE2805699A1 - Stufenlos verstellbares kegelradgetriebe

Info

Publication number: DE2805699A1
Application number: DE19782805699
Authority: DE
Inventors: Ewald Wodarka
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-02-10
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2805699C3; DE2805699B2

Description

Stufenlos verstellbares kegelradgetriebe
Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem stufenlos verstellbaren Übersetzungsverhältnis mit einem Ritzel, das zwischen einander gegenüberliegenden Rädern angeordnet ist, die in geradzahlige gleichgroße Sektoren unterteilt sind, von denen jeder zweite mit Zahnprofilnuten, die parallel zu der Winkelhalbierenden der Sektoren im Abstand der Teilkreisteilung voneinander verlaufen, versehen ist, und die so zueinander gedreht sind, daß sich das Ritzel jeweils nur mit den Zähnen eines Sektors im Eingriff befindet, wobei die Wellen der sich mit derselben Drehzahl drehenden Räder durch Zahnräder miteinander in Antriebsverbindung stehen und mit der Ritzelwelle in einer Ebene liegen und wobei zur Änderung des übersetzungsverhältnisses das Ritzel und die Räder relativ zueinander verschieblich sind.
Bei einem aus der GD-PS 374 G87 bekeannten Getriebe dieser Art bestehen die abwechselnu mit verzahnten und unverzahnten Sektoren versehenen Räder aus Planscheiben, deren zueinander versetzte und parallel verlaufende Achsen rechtwinkelig zu der Mittellinie der Ritzelwelle stehen. Da bei dem bekannten Getriebe die mit den zueinander parallel verlaufenden Zahnprofilnuten versehenen Sektoren auf einer ebenen Scheibe angeordnet sind, sind die Zahnteilungsfehler in den Randbereichen der Sektoren so groß, daß das Ritzel aus einem Stapel relativ zueinander verschieblicher Scheiben bestehen muß, um durch diese Lazellierung die Zahnteilungsfehler ausgleicnen zu 7xJnnen. Ein weiterer Nachteil des bekannen Getriebes ergibt sich daraus, daß das Ritzel ihrer genau auf der tlittellinie zwiscllen den Achsen der Planscheiben liegen muß, so daß sich das übersetzungsverhältnis nur dadurch verstellen l7äß, daß gleichzeitig beide Planscheiben um gleiche Beträge auf das Ritzel zu oder von diesem uTeg verschoben werden.
Aufyabe der vorliegenden rindung ist es, ein robustes, einfach aufgebautes Getriebe der eingangs angegebenen Art, dessen Übersetzungsverhältnis sich einfach verstellen läßt, zu schaffen.
Erfindungsgemäß will diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Räder aus Kegelrädern bestehen, deren Mantel mit den abwechselnd verzahnten Sektoren versehen sind und deren dem Ritzel zugewandte Mantellinien in der ebene der Ritzel- und kegelradwellen parallel zur Ritzelwelle verlaufen, daß das Ritzel mit einer Einrichtung zur axialen Verschiebung auf seiner qelle versehen ist und die Ritzelwelle und eine der I*egelradwellen oder eine mit diesen in Zahneingriff stehende Welle die Ein- und Ausgänge bilden. Da bei dem erfindungsgemäßen Getriebe die abwechselnd mit Zahnprofilnuten bzw. Zahnstegen versehenen Sektoren auf Kegelrädern angeordnet sind, kann der Zahnteilungsfehler relativ klein gehalten werden, so daß auf lamellierte Ritzel verzichtet werden kann.
Es ist lediglich erforderlich, die Ritzel mit einer geeigneten Zahnform zu versehen, so daß das erfindungsgemäße Getriebe sehr viel leistungsfähiger ist als das bekannte. Je schlanker bei dem erfindungsgemäßen Getriebe die Kegrelräder ausgebildet werden, desto kleiner wirt der Zahnteilungsfehler. Weiterhin läßt sich bei den er£indungsgemäßen Getriebe das Überset zunrJsverhältni 5 auf einfache weise nur durch Verschiebung des Ritzels auf seiner Welle verändern, was sich mit einfache verstell-einrichtungen bewerkstelligen läßt. Das erfindunC;sgemäße Getriebe läßt sich bei einfachem Aufbau und guter Leistungsfähigkeit in kompakter Form herstellen. Da es zur ubertragung des DrelmoIaents eine aufeinander reibenden Teile aufweist, ist nicht nur dessen Verschleiß verringert, es weist auch nicht den unerwünschten Schlupf bekannter Reibradgetriebe auf.
Eine besonders einfache und robuste Verzahnung ergibt sich, wenn das Ritzel mit kugelabscnnittförmigen Zähnen versehen ist. Unvermeidbare Zahnteilungsfehler werden durch eine derartige kugelabschnittförmige Verzahnung problemlos ausgeglichen.
Jach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Ritzel auf gegenüberliegenden Seiten von mehreren Paaren von Ke-Kegelrädern eingefaßt ist. Durch diese Ausgestaltung läßt sich die Leistung des Getriebes bei gleichzeitig verbessertem Zahneingriff erhöhen.
Zweckmäßigerweise stehen die Regelradwellen über Kegelräder mit einer zentralen mit der Ritzelwelle fluchtenden Welle in Antriebsverbindung, so daß sich ein kompakter einfacher Aufbau mit miteinander fluchtenden Eingangs- und Ausgangswellen ergibt. Die Baulänge des Getriebes kann dadurch verkürzt werden, daß die Ritzelwelle mit ihrem einen Ende in dem das egelrad tragenden Ende der mit dieser fluchtenden Welle gelagert ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch das stufenlos verstellbare Kegelradgetriebe, Fig. 2 einen Schnitt durch das Getriebe längs der Linie II - II in Fig. 1, Fig. 3 eine Seitenansicht eines abwechselnd mit verzahnten Sektoren versehenen Kegelrades, Fig. 4 eine Vorderansicht des Kegelrades nach Fig. 3 und Fig. 5 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des stufenlos verstellbaren Kegelradgetriebes mit einem mit den Kegelrädern kämmenden, innenverzahnten Ring.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Getriebe sind die Kegelradwellen 7, 8 einstückig mit den Kegelrädern 1, 2 ausgebildet. Die Mäntel der Kegelräder 1, 2 sind, wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, in vier gleichgroße Sektoren unterteilt, von denen die einander gegenüberliegenden Sektoren 3, 4 mit parallel verlaufenden Zahnprofilnuten versehen und die zwischen diesen liegenden Sektoren 5, 6 unverzahnt sind.
Die zwischen sich Zahnstege aufweisenden Zahnprofilnuten verlaufen auf der Winkelhalbierenden der Sektoren 3, 4 und parallel zu dieser. Sie sind im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet und entsprechen damit in ihrer Querschnittsform der Form der kugelabschnittförmigen Zähne 17 des Ritzels 16..
Die Enden der Kegelradwellen 7, 8 sind über Kugellager 11, 12 und 13, 14 in den Endteilen 15, 15' des Gehäuses gelagert. Die Kegelradwellen 7, 8 liegen mit der Ritzelwelle 18 in einer Ebene. Die in dieser Ebene liegenden, dem Ritzel 16 zugewandten Mantellinien der Kegelräder 1, 2 verlaufen parallel zu der Ritzelwelle 18, so daß die Kegelradwellen 7, 8 und deren Lagerungen um einen entsprechenden, sich aus dem Kegelwinkel ergebenden Winkel zu der Ritzelwelle 18 geneigt sind.
Auf die Enden 9, 10 der Kegelradwellen 7, 8 sind mit üblichen Evolventenverzahnungen versehene kegelräder 22, 23 aufgekeilt, die mit einem gemeinsamen zentralen Kegelrad 24 dämmen. Die Welle 21 des Kegelrades 24 ist über das Kugellager 25 in dem uehäuseendteil 15' gelagert Die Ritzelwelle 18 ist mit ihrem einen Ende in dem Gehäusedeckel 15 durch das Kugellager 19 und mit ihrem anderen Ende über das Kugellager 20 in der Welle 21 des Kegelrades 24 gelagert. Durch diese bauweise ist gewährleistet, daß die Eingangs- und Ausgangswellen 18, 21 miteinander fluchten.
Das Ritzel 16 greift mit Seilen in arten der Ritzelwelle 18 und ist somit unter Aufrechterhaltung der Antriebsverbindung auf der Ritzelwelle 13 zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses axial verschieblich. Das Ritzel 16 ist über Kugellager 26, 27 in einem Verschieberahinen 28 gelagert, der einerseits auf einer Führungsstange 29 verkantungsfrei geführt ist und andererseits über die Spindel 30 verstellt werden kann. Die in den Gehäuseendteilen drehbar gelagerte Spindel 30 ist mit einem Kegelradtrieb 32, 33 versehen, über den sie durch das Llandrad 31 gedreht werden kann.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kegelräder 1, 2 entsprechend ihrer Anzahl mit jeweils zwei verzahnten und zwei unverzahnten Sektoren versehen. Die halbrunden Zahnprofilausnehmungen der Sektoren 3, 4 verlaufen parallel längs der littelachse der Kegelwellen und vermindern sich aufgrund der Konizität vom großen zum kleinen Durchmesser der Kegelräder in ihrer Anzahl.
Um die Verschiebung des Ritzels 16 in den Zahnprofilnuten der Kegelräder zu ermöglichen, sind die Sektoren 5 und 6 in der Weise verzahnungsfrei ausgeführt, daß sie von den Zähnen 17 nicht berührt werden. Würden die Kegelräder in allen ihren Sektoren mit Zahnrprofilnuten versehen sein, würden diese unter einem spitzen Winkel zusammenlaufen und dadurch eine stufenlose Verstellung des Ritzels blockieren.
Würde das Getriebe zur Erhöhung seiner Leistungsfähigkeit mit drei Kegelrädern versehen werden, müßten diese dementsprechend abwechselnd mit drei verzahnten und drei unverzahnten Sektoren versehen werden.
Das stufenlos verstellbare Kegelradgetriebe kann auch in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise aufgebaut sein. Bei dieser Ausführungsform des Getriebes ist statt eines Ritzels ein mit einer Innenverzahnung versehenes Zahnrad 39 vorgesehen, das mit den Kegelrädern 36, 37 kämmt. Um eine Verschiebung des Zahnringes zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses zu ermöglichen, verlaufen in der Ebene der Zahnring- und Kegelradwellen die äußeren Mantellinien34, 35 der Kegelräder 36, 37 parallel zu der Mittellinie 38 der nicht dargestellten Zahnringwelle. Der Zahnring 39 ist mit einer Einrichtung zu seiner Axialvershiebung versehen und über Stege mit einer Welle verbunden.
Es können wiederum mehrere Kegelradpaare vorgesehen werden, deren Wellen in Ebenen liegen, in denen auch die Mittellinie des Zahnringes verläuft.

Claims

Stufenlos verstellbares egelradgetriebe Patentansprüche.

Getriebe mit einem stufenlos verstellbaren Übersetzungsverhältnis mit einem Ritzel, das zwischen einander gegenüberliegenden Rädern angeordnet ist, die in geradzahlige gleichgroße Sektoren unterteilt sind, von denen jeder zweite mit Zahnprofilnuten, die parallel zu den Winkelhalbierenden der Sektoren Abstand der Teilkreisteilung voneinander verlaufen, versehen ist, und die so zueinander gedreht sind, daß sich das Ritzel jeweils nur mit den Zähnen eines Sektors im Eingriff befindet, wobei die Wellen der sich mit derselben Drehzahl drehenden Räder durch Zahnräder miteinander in Antriebsverbindung stehen und mit der Ritzelwelle in einer Ebene liegen und wobei zur Änderung des übersetzungsverhältnisses das Ritzel und die Räder relativ zueinander verschieblich sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder aus Regelrädern (1, 2) bestehen, deren Mäntel mit den abwechselnd verzahnten Sektoren (3, 4), 5, 6) versehen sind und deren dem Ritzel (16) zugewandten Mantellinien in der Ebene der Ritzel- und I<egelradweXen (18, 7, 8) parallel zur Ritzelwelle (18) verlaufen, daß das Ritzel (16) mit einer Einrichtung (26 - 31) zur axialen Verschiebung auf seiner Welle (18) versehen ist und die Ritzelwelle (18) und eine der Kegelradwellen (7, 8) oder eine mit diesen im Zahneingriff stehende Welle (21) die Ein- und Ausgänge bilden.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (16) mit kugelabschnittförmigen Zähnen (17) versehen ist.
3. Getriebe nach Anspruc7l 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (16) auf gegenulDerliegenden Seiten von mehreren Paaren von Regelrädern eingefaßt ist und die Kegelräder auf ihren Mänteln eine entsprechende Anzahl von verzahnten und unverzahnten Sektoren aufweisen.
4. Getriebe nach eines der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelradszellen (7, 8) über Kegelräder (22, 23, 24) mit einer zentralen snit der Ritzelwelle (18) fluchtenden reelle (21) in Antriebsverbindung stehen.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ritzelwelle (13) mit ihrem einen Ende in dem das Kegelrad (24) tragenden Ende der mit dieser fluchtenden Welle (21) gelagert ist.
6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel aus einem Zahnring (39) mit Innenverzahnung besteht und in der Ebene der Zahnring- und Kegelradwellen die äußeren Mantellinien (34, 35) der Kegelräder (36, 37) parallel zu der Zahnringwelle verlaufen.