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Zweistufiges, verstellbares Getriebe
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Die Erfindung betrifft ein zweistufiges, stufenlos verstellbares Getriebe
mit je einem ortsfesten Trieb an der Eingangs-und Ausgangsseite, einer verstellbaren
Zwischenwelle und einer Anpreßvorrichtung.
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Derartige Getriebe sind bekannt (DE-PS 808 662). Bei dem bekannten
Getriebe sind beide Stufen als Reibungsgetriebe ausgebildet und die Verstellung
erfolgt dadurch, daß die Zwischenwelle mit Auspreßvorrichtung parallel zu sich selbst
verschiebbar angeordnet ist. Das bekannte Getriebe ist zwar gut dazu geeignet, um
einen großen Stellbereich zu erzielen (Stellbereich = Verhältnis maximaler zu minimaler
Ausgangsdrehzahl), jedoch können mit diesem Getriebe - wie bei Reibungsgetrieben
allgemein bekannt - die übersetzungen ins I,angsame mit entsprechender Drehmomentenstelgerung
nicht in dem Maße realisiert werden, wie es bei Zahnradgetrieben möglich ist.
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Es sind andere Getriebe bekannt (Aufsatz: "Stufelos verstellbare mechanische
Antriebe Bild 43 in "ingenieur digest" M. 12, Dez. 1964), bei denen die Stufe auf
der Antriebsseite als Reibungsgetriebe und die Stufe auf der Abtriebsseite als Zahnradübersetzung
ins Langsame ausgebildet ist. Diese bekannten Getriebe sind dazu geeignet, um bei
einem erreichbaren mittleren Stellbereich ein größeres Drehmoment auf die Abtriebswelle
zu übertragen.
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Das bedeutet aber, daß für Getriebe mit divegierenden Eigenschaften
unterschiedliche Getriebe hergestellt und bereitgehalten werden müssen.
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Die der Anmeldung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Getriebe
in der Art eines Getriebebaukastens zu schaffen, das unter unveränderter Beibehaltung
einer möglichst großen Anzahl der Getriebeeinzelteile kostengünstig in der Weise
ausgestaltet werden kann, daß es eine der nachstehenden Eigenschaften besitzt: 1)
Mittlerer Stellbereich, d.h. 1:5 bis 1:6.
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Hohes Abtriebsdrehmoment bei niedrigen Abriebsdrehzahlen.
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2) Sehr großer Stellbereich.
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Drehmomentensteigerung nicht so groß wie unter 1).
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Stufe als
stufenlos verstellbares Reibungsgetriebe ausgebildet, die Zwischenwelle in einem
Schwenkarem gelagert und die andere Stufe entweder als stufenlos verstellbares Reibungsgetriebe
oder als übersetzungsgetriebe mit festem übersetzungsverhältnis ausgebildet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Lösung können unter unveränderter Beibehaltung
der meisten Getriebeteile Getriebe mit unterschiedlichen Eigenschaften aufgebaut
werden. Das bedeutet, daß die verschiedenen Getriebetypen auch bei kleineren Stückzahlen
wirtschaftlich gefertigt werden können, weil eine große Anzahl der Getriebebauteile
allen Typen gemeinsam ist. Gleicheitig wird ebenfalls die Ersatzteillagerhaltung
vereinfacht.
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Ausführurgsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Figuren
1 bis 8 näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Getriebes,
Fig. 2 die Draufsicht auf das Getriebe
gemäß Fig. 1, Fig. 3 die Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Getriebes, Fig. 4 die Draufsicht auf das Getriebe gemäß Fig. 3, Fig. 5 eine Abwandlung
des Getriebes gemäß Fig. 3 und li, Fig. 6 eine Ausführungsform des Getriebes gemäß
Fig. 5 mit geänderter Achsanordnung im Schwenkarm Fig. 7 Ausführungsbeispiele für
Getriebe mit um-und Fig. 8 gekehrtem Kraftfluß.
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Bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Getriebe ist eine Stufe als
stufenlos verstellbares Reibungsgetriebe ausgebildet, die Zw ischenwelle mit Anpreßvorrichtung
in einem Schwenkarm gelagert und die andere Stufe als Obersetzungsgetriebe mit festem
Übersetzungsverhältnis ausgebildet. Das Ubersetzungsgetriebe mit festem Übersetzungsverhältnis
ist bei dem in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel als Zahnradubersetzung
ausgebildet. Anstelle der Zahnradübersetzung kann aber auch eine Übersetzung mittels
Riemen, Keilriemen, Reibrädern u. dgl. verwendet werden. Außerdem kann die Anpreßvorrichtung
anstatt im Schwenkarm auch an einer anderen Stelle, z.B. an der gemeinsamen Antriebswelle
angeordnet sein.
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Bei dem in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Getriebe sind beide Stufen als
stufenlos verstellbare Reibungsgetriebe ausgebildet.
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Das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Getriebe besitzt eine Kegel-Ring-Kegel-Ring-Anordnung,
während das Getriebe gemäß Fig. 5 eine Kegel-Ring-Ring-Kegel-Anordnung besitzt.
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Bei sämtlichen in den Figuren gezeigten Getrieben sind folgende Teile
gleich: Motorflansch 1 Getriebegehäuse 2 Antriebskegel 3 Schwenkarmlagerung 4 Anpreßvorrichtung
5 Zwischenwelle mit Lagerung 6 Verstelleinrichtung 7 Die Ringe 8 bei den beiden
Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 bzw. 3 bis 5 sind im Wesentlichen gleichfalls
gleich. Sie unterscheiden sich lediglich in den Neigungen der Berührungsstirnflächen
zum Kegel. Beim Getriebe gemäß Fig. 1 und 2 besitzt der Ring 3? eine kegelige Stirnfläcshe
und beim Getriebe gemäß Fig. 3 bis 5 besitzt der Ring 8" eine gerade Stirnflache
Beim Schwenkarm 9 liegen die Unterschiede in der Lage der Rohrung für die Zwischenwelle
6 mit Anpreßvorrichtung 5. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist die Lage
der Bohrung parallel zur Schwenkachse sowie zur An- uiid Abtriebsachse.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 bis 5 ist die Lage der Bohrung
rechtwinklig zu Mantelfläche dc Antriebskegels 3, die der Ring 8" berührt. Durch
diese schräglage der Bohrung wird beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 und 4 erreicht,
daß der axiale Verschiebeweg a der Zwischenwelle 6, deti die Anpreßvorrichtung 5
ausgleichen muß, nicht größer als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist.
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Beim Ausffihrungsbeispiel gemäß Fig. 5 urid 6 dagegen heben ich die
beiden Verschiebewege +a und -a gegeneinander auf. Bei Betätigung des Schwerikarmes
verschiebt sich zwar die Welle mit der Anpreßvorrichtung um den Betrag a, jedoch
braucht die ßnpreßvorrichtung keinen Verschiebeweg a ausgleichen, weil die
Welle
nicht kürzer wird. Deshalb kann die Achse im Schwenkarm - wie in Fig. 6 gezeigt
- auch wieder parallel zu den festen Achsen liegen. Bei dieser Ausführungsform sind
der Ring 8' und der Schwenkarm 9' identisch mit den gleichen Bauteilen der Ausführungsform
gemäß Fig. 1 und 2.
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Wird bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 die Verstelleinrichtung
7 bestätigt, dann ändert sich durch Verschwenken des Schwenkarmes 9' der wirksame
Radius r1 am Kegel 3. Der Radius r2 am Ring bleibt konstant. Über das Zahnradpaar
12', 13' wird die Welle 11' angetrieben, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel
die Abtriebswelle ist und in der Regel eine Übersetzung ins Langsame durchführt.
Das Zahnradpaar hat außerdem die Aufgabe, den Leistungsfluß von einer verschwenkbaren
Achse auf eine ortsfeste Achse zu leiten.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 und 4 ist das Zahnradpaar
durch ein zweites Reibpaar, aus Kegel 14" und Reibring 15 bestehend, ersetzt.
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Die Auspreßvorrichtung 5 kann in an sich bekannter Weise gestaltet
sein, beispielsweise aus Kurvenbahnen oder Tellerfedern bestehen.
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Bei dem in den Fig. 1 und 2 verdeutlichten Ausführungsbeispiel ist
der Antrieb (Motor)auf der Seite angeflanscht, auf der sich das stufenlos verstellbare
Reibungsgetriebe befindet. Es ist aber auch möglich, den Kraftfluß umzukehren, d.h.
auf der Seite mit festem Übersetzungsverhältnis anzutreiben. Das ist beispielsweise
dann sehr vorteilhaft, wenn die zur Verfügung stehende Antriebsleistung bei niedriger
Drehzahl ein hohe Drehmoment besitzt. Dann wird durch die konstante Übersetzung
die Antriebsleistung zunächst mit niedrigem Drehmoment ins Schnelle übersetzt. Das
nachfolgende stufenlos verstellbare Reibgetriebe braucht dann auch nur für das niedrige
Drehmoment dimensioniert
zu werden. Ein diese Eigenschaften aufweisendes
Getriebe ist in Fig. 7 dargestellt, bei dem in vorteilhafter Weise Kegel 3 und Ring
8' vertauscht sind. Damit erhält man in Richtung des Kraftflusses von rechts nach
links wieder eine Kegel-Ring-Anordnung.
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Ein Ausführungsbeispiel für ein Getriebe mit zwei stufenlos verstellbaren
Reibpaarungen und umgekehrtem Kraftfluß zeigt Fig. 8. Dieses Getriebe besitzt die
gleiche Verstellcharakteristik wie das Getriebe gemäß Fig. 3 und 4.
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Wie bei allen anderen gezeigten Getrieben, kann auch bei den Getrieben
gemäß Fig. 7 und 8 der Kraftfluß umgekehrt werden (Kraftfluß von links nach rechts),
wobei sich entsprechend der geänderten Anordnungen Ring-Kegel bzw. Ring-Kegel-Ring-Kegel
andere Verstellcharakteristiken ergeben.
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Um besondere Verstellcharakteristiken zu erzielen, sind besonders
bei der Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 3 bis 6 und 8 auch noch andere Anordnung,
wie Ring-Kegel-Kegel-Ring, denkbar.
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