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Getriebe
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe mit dem die Drehzahl und
das Drehmoment stufenlos verstellbar ist.
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Getriebe dieser Art finden in unterschiedlicher Ausgestaltung Verwendung.
Dabei werden Scheiben oder Kugeln, von Scheiben mit radial veränderlichem Berührungspunkt
angetrieben. Bei anderen Ausführungen wird die Antriebsbewegung zwischen zwei nebeneinander
angeordneten, entgegengesetzt verlaufenden Konusse mittels Scheiben, Ringen oder
Kugeln übertragen. Bei weiteren Ausführungen bilden Ringe, Ketten oder Riemen das
Übertragungsmittel zwischen zwei axial verstellbaren Kegelscheibenpaaren. Weiterhin
werden hydrostatische und hydrodynamische Antriebe verwendet.
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Diese bekannten Ausführungen konnten sich in der Praxis nicht recht
durchsetzen. Besonders im höheren Leistungsbereich treten erhebliche Mängel auf
die dadurch hervorgerufen werden, weil die Eraftübertragung über nur wenige Berührungspunkte
bei ungünstiger Geomgyrie der Übertragungsmittel und im gesamten Drehzahlbereich
durch Reibung oder bei Hydrostatikgetrieben durch Volumenverdrängung erfolgt. Dies
hat einen dauernden Schlupf und eine starke erwärmung
der Übertragungsmittel
und damit einen schlechten Wirkungsgrad und raschen Verschleiß zur Folge. Auch ist
der Platzbedarf, das Gewicht, der bauliche Auf wand und die Geräuschentwicklung
sehr groß. Bei vielen Anwendungsfällen kommt es auf eine schnelle Änderung des Übersetzungsverhältnisses,
besonders auch im Stillstand an, diese Aufgabe konnte von bisherigen Ausgestaltung
nur unzureichend erfüllt werden.
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Es. ist Aufgaba der Erfindung eine gegenüber den bekannten Konstruktionen
verbesserte Ausführung zu schaffen bei der alle vorstehend beschriebenen Nach teile
entfallen und trotz baulich einfacherer Ausgestaltung ein Antrieb ermöglicht wird,
bei dem die Drehzahl und das Drehmoment stufenlos verstellbar sind und somit optimal
den Erfordernissen angepaßt werden können. Außerdem soll durch die Erfindung erreicht
werden, daß die Kraftübertragung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle
bei mindestens einem Übersetzungsverhältnis direkt und verlustfrei erfolgt. Damit
kann die vorgesehene Erfindung auch bei Antrieben mit großer Übertragungsleistung
wirtschaftliche Verwendung finden. Insbesondere beim Antrieb von Kraftfahrzeugen
soll durch rasche Anpas sung an die Fahrbedingungen und den Betriebszustand des
Motors die Wirtschaftlichkeit, Sicherheit, Fahrleistung und der Fahrkomfort wesentlich
verbessert und die Geräusche und die Schadstoffemission gesenkt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst,
daß bei stufenlos verstellbarem
Ubersetzungsverhältnis die Kraftübertragung
bei mindestens einem Lbersetzungsverhältnis direkt und verlustfrei möglich ist.
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Die materiell-räumliche Ausgestaltung sieht vor, daß auf der Antriebswelle
eine oder mehrere Kegelscheiben angebracht und mit den zugeordneten sie umschlingenden
den Abtriebteil bildenden Randscheiben reibschlüssig in Verbindung sind, wobei die
Randscheiben nach innen einen den Kegelscheiben angepaßten Rand aufweisen und der
Abstand der Drehachse der Antriebswelle zur Drehachse der Randscheiben veränderbar
ist.
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Bei Antriebsaufgaben wo das Übersetzungsverhältnis nur in engen Grenzen
verändert werden soll ist vorgesehen, daß eine oder mehrere Randscheiben auf der
Antriebswelle angebracht und in reibschlüssiger Verbindung mit den zugeordneten,
sie umschlingenden den Abtriebteil bildenden Kegelscheiben sind und die Randscheiben
nach außen einen den Kegelscheiben angepaßten Rand haben, wobei der Abstand der
Drehachse der Antriebswelle zur Drehachse der Randscheiben veränderbar ist.
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Um die Kegel- oder Randscheiben abtriebsseitig mit der Abtriebswelle
zweckmäßig zu verbinden, werden die Kegel- oder Randscheiben an der Haltevorrichtung
angebracht. Dabei hat es sich als sehr einfach und kostensparend herausgestellt,
wenn die antriebs- und/ oder abtriebsseitigen Scheiben planflächig ausgebildet sind.
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Die Aufgabe bei stufenlos veränderbarem Übersetzungs~ verhältnis auch
eine direkte Übertragung zwischen der Antriebswelle und dem Abtriebteil zu ermöglichen
wird gelöst, indem die Drehrichtung der Antriebswelle und des Abtriebteils gleichsinnig
und der Achsabstand der Antriebswelle zur Drehachse des Abtriebteils von der koaxialen
Lage bis zum größtmöglichen Abstand stufenlos einstellbar ist.
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Soll eine hohe Leistung bei kleinen baulichen Abmessungen übertragen
werden, so ist es sehr zweckmäßig mehrere Kegelscheiben und/oder Randscheiben lamellenartig
anzuordnen. Weiterhin kannses notwendig sein den seitlichen Abstand zwischen den
Kegel-und Randscheiben zu verändern, indem die Kegel- und/ oder Randscheiben axial
verschiebbar sind.
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Eine drehfeste Verbindung zwischen den Kegel- bzw.
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Randscheiben mit der Antriebswelle bzw. Haltevorrichtung wird dadurch
sichergestellt, indem die Kegel-und/oder Randscheiben durch ein Mitnahmeprofil drehfest
mit der Antriebswelle und/oder Haltevorrichtung verbunden sind.
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Die axiale Verschiebung der Kegel- und Randscheiben soll möglichst
parallel erfolgen. Zu diesem Zweck weisen die Kegel- und Randscheiben eine Führungsbuchse
auf, die mit einem Mitnahmeprofil versehen ist, das die drehfeste Verbindung mit
der Haltevorrichtung oder der Antriebswelle herstellt.
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Eine parallele axiale Verschiebung der Kegel- und Randscheiben bei
wesentlicher Gewichtsreduzierung
wird sehr vorteilhaft dadurch
erreicht, indem mehrere Buchsenausschnitte am Umfang oder in der Mitte der Kegeln
und Randscheiben angebracht sind und die zwecks drehfester Verbindung mit der Antriebswelle
oder der Haltevorrichtung mit einem Führungsprofil versehen sind.
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In manchen Fällen ist ein in axiale Richtung seitlichtes Überschneiden
der Buchsenausschitte sehr günstig. Zu diesem Vorteil sind die Buchsenausschnitte
einer Scheibe gegenüber den Buchsenausschnitten der benachbarten Scheiben versetzt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung zur parallelen axialen Verschiebung der
Kegel- und Randscheiben ist dadurch gegeben, daß an den Kegel- und/oder Randscheiben
Führungsstangen befestigt sind und durch die Bohrungen der benachbarten Kegel- oder
Randscheiben hindurchführen.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Kegels oder Randscheiben
nicht immer aus einem Stück gefertigt und angewendet werden, insbesondere dann,
wenn Teile einer Scheibe entgegengesetzt axial verstellbar sein sollen, dazu ist
vorgesehen, daß die Kegel-oder Randscheiben aus mehrere scheibenförmigen Teilen
bestehen.
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Auf einfache Weise erfolgt die axiale Verstellung der Kegel- und Randscheiben
oder scheibenförmigen Teilen davon erfindungsgemäß dadurch, daß die einander zugeordneten
Scheiben gegeneinander verdrehbar und mit einem Spreizprofil versehen sind. Eine
weitere sehr günstige Ausgestaltung sieht vor, daß die Kegel und/oder Randscheiben
mittels Klemmstücken, Nocken oder einem Spreizring axial verstellbar sind.
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Eine weitere Lösung dieser Aufgabe ist auch dadurch gegeben, indem
die Kegel- und Randscheiben mittels Gewinde axial verstellbar sind.
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Um die lamellenartig angeordneten Scheiben seitlich zu begrenzen und
zusammenzuhalten ist vorgesehen, daß beidseitig der Kegel- oder Randscheiben Anpre
vorgesehen sind. Zweckmäßigerweise sind die Anpreßplatten und/oder die Haltevorrichtung
gleichzeitig als Kegel- oder Randscheiben ausgebildet.
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Zur Gewährleistung einer reibschlüssigen Verbindung zwischen den Kegel-
und Randscheiben unter Berücksichtigung der zu übertragenden Leistung und des jeweiligen
Übersetzungsverhältnisses ist weiterhin vorgesehen, daß der Anpreßdruck auf die
Kegel- und/ oder Randscheiben mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektromagnetisch,
durch Flieh- oder Federkraft erfolgt oder durch die Servowirkung des Antriebsmoments
erreicht wird.
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Bei der axialen Verschiebung der Kegel- und Randscheiben ist es oft
erforderlich, daß sich die Anpreßplatten dieser Bewegung anpassen können. Dies geschieht
indem die Anpreßplatten axial verschiebbar sind. Um nun auf ganz einfache Weise
den Anpreßdruck gleichmäßig auf alle Kegel- und Randscheiben zu übertragen ist vorgesehen,
daß die Anpreßplatten den Anpreßdruck auf die Kegel- und Randscheiben übertragen.
Dies geschieht mit einfachen Mitteln, indem die Anpreßplatten mittels Gewinde axial
verstellbar sind.
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Die Aufgabe die Anpreßplatten im gegenseitigen Zusammenwirken in Verbindung
mit der Haltevorrichtung exakt paraliel-axial zu verstellen wird gelöst, indem die
an einer Anpreßplatte befestigten Hohlzylinderausschnitte beim Zusammenfügen mit
den an der gegenüberliegenden Anpreßplatte angebrachten Hohlzylinderausschnitten
die Haltevorrichtung bilden. Auf eine andere zweckmäßige Art wird diese Aufgabe
weiterhin gelöst, indem mehrere Führungsstangen an einer Anpreßplatte befestigt
sind und durch die an der gegenüberliegenden Anpreßplatte befestigten Führungsrohre
hindurchreichen.
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Der auf die Kegel- und Randscheiben oder die Anpreßplatten wirksame
Anpreßdruck soll mit möglichst einfachen Mitteln, gegebenenfalls auch in Abhängigkeit
der zu übertragenden Leistung bewirkt werden. Dazu ist vorgesehen, daß antriebs-
oder/und abtriebsseitig eine Anpreßvorrichtung angebracht ist, die in Abhängigkeit
des zu übertragenden Drehmoments den auf die Kegel- und Randscheiben wirksamen Anpreßdruck
bewirkt, verstärkt oder steuert.
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das Gelegentlich kommt es auch vor, daß\Drehmoment in beide Drehrichtungen
wirksam ist. Dies trifft zu, wenn abgebremst oder die Drehrichtung umgekehrt wird.
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Der gewünschte Anpreßdruck wird bei solchen Fällen dadurch erzielt,
indem die Anpreßeinrichtung in beide Drehrichtungen wirksam ist.
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Bei der Kraftübertragung durch die reibschlüssige Verbindung zwischen
den Kegel- und Randscheiben ist
es wünschenswert, wenn der Anpreßdruck
auf die zu übertragende Leistung abgestimmt werden kann. Um Materialschäden oder
Leistungsverluste zu vermeiden darf der Anpreßdruck nicht zu hoch sein. Ein Durchrutschen
insbesondere bei starker Belastung soll jedoch vermieden werden. Zur Lösung dieser
Aufgabe ist vorgesehen, daß der Anpreßdruck auf das zu übertragende Moment abgestimmt
wird.
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Die axiale Verstellung der Anpreßplatten soll möglichst einfach, schnell
und wirkungsvoll erfolgen können. Zweckmäßigerweise geschieht dies indem die axiale
Verstellung der Anpreßplatten mechanisch und/ oder elektromagnetisch, hydraulisch,
pneumatisch, durch Flieh- oder Federkraft oder durch die Servowirkung des Wellenmoments
bewirkt wird.
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Die Anpreßkraft kann unterlgewissen Bedingungen eine erhebliche Größe
annehmen. Dabei soll vermieden werden, daß die Anpreßkraft zu einer Lagerbelastung
führt. Dies wird erreicht, indem die wirksame Anpreßkraft nicht über die Lagerung
der Wellen oder der Anpreßplatten abgestützt wird.
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Bei manchen Antriebsaufgaben wird ein sehr weites Übersetzungsverhältnis
gefordert. Um diese Aufgabe zu erfüllen werden mehrere stufenlose Übersetzungsstufen
nachfolgend angeordnet.
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Die Änderung des Übersetzungsverhältnisses bei mehreren Übersetzungsstufen
macht eine besonders stabile und betriebssichere Ausgestaltung erforderlich.
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Dazu ist vorgesehen, daß die Haltevorrichtung und und die Welle eine
Einheit bilden und deren Achsabstand in Bezug zur Achse der An- und Abtriebswelle
verstellbar ist.
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Der bauliche Aufwand wird durch eine weitere Ausgestaltung dadurch
weiter herabgesetzt, indem der scheibenförmige Teil der Haltevorrichtung als Anpreßplatte
dient.
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Um das Übersetzungsverheltnis über die durch die Kegel- und Randscheiben
an sich gegebene Möglichkeit weiter auszudehnen und gegebenenfalls einen Stillstand
und eine Drehrichtungsumkehr an der Abtriebswelle zu bewirken, ist weiterhin vorgesehen,
daß die Drehachse der Haltevorrichtung und der daran befestigten Welle um die gemeinsame
Achse der An- und Abtriebswelle antreibbar ist.
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Bei der Änderung des Übersetzungsverhältnisses ist es erforderlich
den Achsabstand zwischen den Kegelscheiben und den Randscheiben zu verändern und
trotz Lageveränderung einer dieser Achsen, die Antriebsbewegung von/zu der zugeordneten
An- oder Abtriebswelle zu übertragen. Eine Günstige lösung sieht vor, daß im schwenkbaren
Steg die An- oder Abtriebswelle gelagert und über Zahnräder mit der zugeordneten
Welle antriebsverbunden ist.
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Dabei ist es von Vorteil, wenn der schwenkbare Steg und die zugeordneten
Ubertragungsmittel möglichst kompakt ausgebildet werden, um insbesondere bei der
Schwenkbewegung den Platzbedarf gering zu halten.
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Als sehr vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Schwenkachse des
Stegs rader Mitte zwischen der koaxialen Lage der An- und Abtriebswelle und deren
größtmöglichen Achsabstand verläuft.
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Eine sehr einfache Änderung des Lbersetzungsverhältnisses ist erfindungsgemäß
dadurch gegeben, indem die Achse der An- oder Abtriebswelle verstellbar ist.
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Um auf eifache Weise das Übersetzungsverhältnis in einem sehr weiten
Bereich zu verändern ist weiterhin vorgesehen, daß die Achse der An- oder Abtriebswelle
radial verstellbar und rotierend antreibbar ist.
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Die meistens an der Abtriebswelle ins niedere übersetzte Antriebsbewegung
läßt es günstig erscheinen, wenn zum Erreichen eines möglichst weiten Übersetzungsverhältnisses
bis zum Stillstand oder einer Drehrichtungsumkehr erfindungsgemäß die Drehachse
der Abtriebswelle um die Drehachse der Antriebswelle antreibbar ist.
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Bei manchen Antriebsaufgaben wird gefordert, die zum Erreichen eines
möglichst weiten Übersetzungsverhältnisses erforderliche Vorkehrungen antriebsseitig
zu treffen. Dazu ist vorgesehen, daß die Drehachse der Antriebswelle um die Drehachse
der Abtriebswelle antreibbar ist.
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Oft ist beim Antrieb von Maschinen, beispielsweise bei reversierbaren
Vorschubeinrichtungen oder insbesondere beim Antrieb von Kraftfahrzeugen abwechslungsweise
eine
hohe Drehzahl, Stillstand oder eine Drehrichtungsumkehr erforderlich. Diese Aufgabe
wird gelöst indem die Drehrichtung und die Winkelgeschwindigkeit der Umlaufbewegung
der Drehachse der Antriebswelle um die Drehachse der Abtriebswelle derart gewählt
ist, daß je nach Stellung und momentanem Übersetzungsverhältnis der Kegel- und Randscheiben
ein Vorlauf, Stillstand oder Rücklauf an der Abtriebswelle oder der mit dem Drehkörper
gleichachsigen Welle einstellbar ist.
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Weiterhin wird diese Aufgabe auch dadurch gelöst, indem die Drehrichtung
und die Winkelgeschwindigkeit der Umlaufbewegung der Drehachse der Abtriebswelle
um die Drehachse der Antriebswelle derart gewählt ist, daß an der Abtriebswelle
oder der mit dem Drehkörper gleichachsigen Welle in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses
der Kegel- und Randscheiben ein Vorlauf, Stillstand oder Rücklauf einstellbar ist.
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Um bei veränderbarem Achsabstand zwischen der An- und Abtriebswelle
die Antriebsverbindung zwischen beiden Antriebswellen in jeder Lage zu gewährleisten,
ist die Antriebswelle mittels Steg um eine zugeordnete vorgelegte Welle schwenkbar,
wobei ein Zahnrad oder ein Innenzahnkranz auf die Antriebswelle montiert ist und
mit dem auf der zugeordneten vorgelegten Welle befestigten Zahnrad oder einem Innenzahnrad
in Eingriff steht.
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Soll nun die Antriebsverbindung zwischen der Abtriebswelle und der
zugeordneten Welle bei veränderbarem
Achsabstand der Abtriebswelle
gegenüber der Antriebswelle gewährleistet werden, so ist erfindungsgemäß die Abtriebswelle
mittels Steg um die zugeordnete Welle schwenkbar, wobei ein Innenzahnkranz oder
ein Zahnrad auf der Abtriebswelle montiert ist und mit dem auf der zugeordneten
Welle befestigten Zahnrad oder Innenzahnkranz in Eingriff steht.
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Es besteht oft die Aufgabe abtriebsseitig einen Leerlauf, Vorwärtsantrieb
und Rückwärtsantrieb zur Verfügung zu haben. Dazu ist vorgesehen, daß ein Zahnrad
und ein Innenzahnrad drehbar auf der, der Abtriebswelle zugeordneten Welle befestigt
und mittels einer Kupplung arretierbar sind und mit dem auf der Abtriebswelle befestigten
Zahnrad im Eingriff stehen.
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Soll nun antriebsseitig ein Antrieb in beide Drehrichtungen und ein
Leerlauf zur Verfügung stehen, so ist erfindungsgemäß das auf einer Welle befestigte
Zahnrad mit dem auf der zugeordneten Antriebswelle drehbaren und arretierbaren Innenzahnrad
und Zahnrad im Eingriff.
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Bei Antriebsaufgaben wo es darauf ankommt das stufenlos veränderbare
Übersetzungsverhältnis einer bestimmten Drehzahl und Drehrichtung zuzuordnen, wird
sehr zweckmäßig über verschiedene schaltbare Übersetzungs- und Wendestufen die Drehbewegung
von der Abtriebswelle auf die zugeordnete Welle oder von einer der Antriebswelle
vorgelegten Welle auf die Antriebswelle übertragen.
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Soll die Achse der An- oder Abtriebswelle auf einer Umlaufbahn mit
veränderbarem Radius angetrieben und die An- oder Abtriebswelle dieser Bewegung
überlagernd rotierend angetrieben werden, so ist nach einen weiteren sehr günstigen
Lösung vorgesehen, daß im drehbar gelagerten, antreibbaren Drehkörper der Schwenkkörper
drehbar befestigt ist und die An- oder Abtriebswelle zur drehbaren Lagerung aufnimmt,
wobei die Achse einer mit Zahnrädern versehenen Welle durch die Mitte des Schwenkkörpers
verläuft und diese Zahnräder mit dem auf der An- oder Ab+riebswelle befestigten
und dem auf der koaxial zum Drehkörper angeordneten Welle befestigten Zahnrad im
Eingriff sind.
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Eine weiter Möglichkeit bei stufenlos verstellbarem Übersetzungsverhältnis
die Kraftübertragung bei minr destens einem Übersetzungsverhältnis direkt und verlustfrei
zu ermöglichen ist erfindungsgemäß dadurch gegeben, daß bei einem Getriebe mit stufenlos
verstellbarem Übersetzungsverhältnis das Gehäuse bzw. der -Verbindungsträger umlaufbar
und mittels Freilauf drehfest abstützbar ist.
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Beim Bremsen liegt die Aufgabe vor, den Kraftfluß zwischen der An-
und Abtriebswelle sicherzustellen.
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Dazu ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß der Verbindungsträger durch
einen Freilauf an der Antriebswelle abstützbar ist.
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Um den Bereich des bbersetzungsverhältnisses den vorliegenden Antriebsaufgaben
anzupassen ist weiterhin vorgesehen, daß der Verbindungsträger am umlaufbaren, antriebsverbundenen
Steg abstützbar ist.
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Gegebenenfalls besteht die Aufgabe die Abstützung und Freigabe des
Verbindungsträgers exakt zu bestimmen, dazu ist vorgesehen, daß die Abstützung des
Ver bindungsträgers durch schaltbare Freiläufe und Kuplungen regelbar ist.
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Um die Drehzahl weitgehend den zu erfüllenden Antriebsbedingungen
zuzuordnen, ist zweckmäßigerweise der antriebsverbundene Steg vor- oder/und rückwärts
antreibbar.
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Bei der Vielfalt der zur Anwendung geeigneten Regelstufen gibt es
auch solche, bei denen die Anschlußwellen entgegengesetzt umlaufen. Dies ist nicht
immer wünschenswert. Um hier Abhilfe zu schaffen wird mit Vorteil die Drehrichtung
der An- und Abtriebswelle mittels des aus Zahnrädern bestehenden Wendegetriebes
gleichgerichtet.
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Es gibt Antriebs aufgaben wo schnell und ohne Unterbrechung im Antriebsstrang
angetrieben und beschleunigt bzw. abgebremst werden soll. Um dies zu erreichen wird
nach einer günstigen Ausgestaltung die Umlaufge schwindigkeit des Stegs derart gewählt,
daß an der Abtriebswelle ein Stillstand möglich ist.
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Oft ist ein großer veränderbarer Drehzahlbereich bzw.
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Vor- und Rücklauf insbesonder bei Reversierbetrieb erforderlich. Mit
Vorteil wird dies erreicht, indem die Umlaufgeschwindigkeit des Stegs derart gewählt
ist, daß sich bei der Wahl des kleinsten Übersetzungsverhältnisses im Getriebe an
der Abtriebswelle ein Rücklauf ergibt.
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Soll an der Abtriebswelle gegenüber der Antriebswelle eine höhere
Drehzahl wirksam sein, so ist mit Vorteil die Umlaufgeschwindigkeit des Stegs derart
zu wählen, daß an der Abtriebswelle gegenüber der Antriebswelle eine höhere Drehzahl
möglich ist.
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Die Kraftübertragung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle
soll möglichst verlustlos erfolgen.
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Dies erfolgt vorteilhaft, indem die Drehgeschwindigkeit des Stegs
derart bestimmt ist, daß bei mindestens einem wählbaren Übersetzungsverhältnis im
Getriebe die Kraftübertragung direkt und ohne Ubertragungsverluste erfolgt.
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Die Aufgabe hydrostatische Antriebe zu verwenden und deren Wirkungsgrad
und Lebensdauer wesentlich zu verbessern wird im Wesentlichen dadurch gelöst, daß
der Verbindungsträger als Gehäuse zur axialen Aufnahme der hydrostatischen, pumpenseitigen
Zylinder und Kolben, sowie der motorseitigen Zylinder und Kolben dient, wobei die
mit den Kolben zusammenwirkende, verstellbare Taumelscheibe mit der Welle antriebsverbunden
ist und die durch die Kolben antreibbare Taumelscheibe auf der Abtriebswelle angebracht
ist.
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Oftmals besteht die Aufgabe hydrostatische Antriebe in Radialbauweise
auszuführen, dazu ist vorgesehen, daß die pumpenseitigen Zylinder und Kolben, sowie
die motorseitigen Zylinder und Kolben radial in dem als Gehäuse dienenden Verbindungsträger
angeordnet sind und die auf der Antriebswelle angebrachte, hubverstellbare
Nocken-
oder Exzenterscheibe mit den pumpenseitigen Kolben zusammenwirkt, wobei die den
Abtriebteil bildende Nocken- oder Exzenterscheibe durch die motorseitigen Kolben
antreibbar ist.
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Die wirksam werdende Kraft soll möglichst gleichmäßig auf die zu übertragenden
Teile wirken, Dies wird mit Vorteil dadurch erreicht, indem mehrere Zylinder um
gleiche Bogenwinkel zueinander versetzt axial oder radial im Verbindungsträger oder
Gehäuse angeordnet sind.
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Die Aufgabe das Druckmittel auf direktem Menge vom Pumpenteil dem
Motorteil zuzuführen wird dadurch gelöst, daß die Druckmittelbehälter und/oder die
Steuerventile bzw. Steuerschieber im Verbindungsträger oder Gehäuse untergebracht
sind.
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Um sehr große Antriebsleistungen zu übertragen soll eine Anzahl Übertragungselemente,
bestehend aus Kegel-und Randscheiben verwendet werden. Nach einer günstigen Lösung
ist vorgesehen, daß um die Achse der im Verbindungsträger gelagerten Welle ein Steg
schwenkbar gelagert ist und die drehbar gelagerte, antriebsverbundene mit den Kegelscheiben
versehene Welle aufnimmt, wobei die Kegelscheiben durch reibschlüssige Verbindung
mit den Randscheiben, dieselben und die damit verbundene Antriebswelle antreiben.
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Die weitere Möglichkeit eines stufenlos veränderbaren Antriebs ist
dadurch gegeben, daß der Verbindungsträger als Abtriebteil ausgebildet und ein stufenlos
regelbares
Getriebe beliebiger Art aufnimmt und eine der beiden von diesem Getriebe ausgehenden
Anschlußwellen drehfest oder drehbar abstützbar ist, wobei die andere Anschlußwelle
als Antriebswelle dient.
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Bei vielen Antriebsaufgaben ist es vorteilhaft, wenn die Drehrichtung
an- und abtriebsseitig gleichsinnig ist. Dazu ist die Drehrichtung des im Verbindungsträger
untergebrachten Getriebes derart auszulegen, daß die Drehrichtung des Verbindungsträgers
und der Antriebswelle identisch ist.
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Die Aufgabe mittels zum Teil bereits gebräuchlicher Mittel einen stufenlos
veränderbaren Antrieb zu ermöglichen ist weiterhin dadurch gelöst, daß der Verbindungsträger
mit der Antriebswelle antriebsverbunden ist und ein beliebiges stufenlos regelbares
Getriebe aufnimmt, wobei eine von diesem Getriebe ausgehenden Wellen als Abtriebswelle
wirkt und die andere Welle zur Abstützung des Reaktionsmoments drehfest oder drehbar
abgestützt ist.
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Um viele Antriebsgeschwindigkeiten vom Stillstand ausgehend in beide
Drehrichtungen zur Verfügung zu haben ist zweckmäßigerweise das Übersetzungsverhältnis
der kraftübertragenden Teile so gewählt, daß ein Vorlauf, Stillstand und Rücklauf
der Abtriebswelle einstellbar ist.
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Um den günstigsten Bereich der stufenlos einstellbaren Drehzahl der
geforderten Drehzahl zuzuordnen
ist lösungsgemäß die drehbar abgestützte
Welle vor-und rückwärts antreibbar.
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Die Aufgabe sehr große Antriebsleistungen zu übertragen wird nach
einer weiteren Ausgestaltun dadurch gelöst, daß die die Kegel und Randscheiben aufnehmende
Welle im schwenkbar am Verbindungsträger befestigten Steg gelagert ist und mittels
Zahnräder, Kettenräder und Ketten oder dergl. mit der Abtriebswelle verbunden ist
und die planetenartig umlaufenden Kegel-und Randscheiben mit den auf der drehfest
oder drehbar abgestützten Welle angebrachten Kegel- und Randscheiben in reibschlüssiger
Verbindung sind.
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Um die bei der Umlaufbewegung der Kegel- und Randscheiben auftretende
Massekräfte gegenseitig zu kompensieren, sind nach einer günstigen Lösung mehrere
Kegel- oder Randscheiben um gleiche Bogenwinkel versetzt, planetenartig angeordnet.
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Eine weitere Maßnahme störende Massekräfte auszugleichen sieht vor,
Daß der Verbindungsträger symmetrisch zu den An- und Abtriebswellen angeordnet ist.
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Dies wird auch dadurch erreicht, indem die Regelelemente diametral
im Verbindungsträger angeordnet sind.
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Auf dem Gebiet der Antriebstechnik ist es ein großes Anliegen, die
von der Antriebswelle ausgehende Antriebsbewegung möglichst einfach und verlustlos
auf die Abtriebswelle zu übertragen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das
von der Antriebswelle ausgehende Dreh moment unverändert auf die Abtriebswelle wirksam
ist
und das zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle gegebenenfalls
erforderliche Differenzmoment durch hydraulische Kraftübertragung ergänzt wird.
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Eine Ausgestaltung zur Lösung der angegebenen Aufgabe sieht vor, daß
der vom Gehäuse gebildete Abtriebteil die Zylinder aufnimmtund die antriebsverbundene
Verstellscheibe oder Exzenterscheibe mit den in den Zylindern geführten Kolben zusammenwirkt,
wogegen sich die druckbeaufschlagten Kolben an der Verstellscheibe oder dem Exzenter
abstützen.
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Der Drehzahlbereich soll oftmals sehr weit sein. Gegebenenfalls wird
auch eine Drehrichtungsumkehr gefordert. Die Lösung sieht vor, daß die Verstellscheibe
oder der Exzenter antreibbar ist.
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Eine günstige Lösung zur schnellen, ruckfreien und schonenden Änderung
des Übersetzungsverhältnisses sieht vor, daß das Hubvermögen der Verstellscheiben
oder Exzenter proportional entgegengesetzt veränderbar ist.
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Weiterhin ist eine sehr günstige Lösung der gestellten Aufgabe mittels
hydraulischer Mittel dadurch gegeben, indem das mit den axial angeordneten Zylindern
versehene Gehäuse mit der Antriebswelle antriebsverbunden ist und die den Zylindern
zugeordneten, druckbeaufschlagten Kolben sich an der drehfest oder drehbar abgestützten
Verstellscheibe abstützen und ein Drehmoment auf das Gehäuse ausüben, wobei die
mit der Taumelscheibe zusammenwirkenden Kolben ein Antriebsmoment auf die Taumelscheibe
übertragen.
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Soll die erfindungsgemäße Vorrichtung in Radialbauweise ausgeführt
werden, so ist vorgesehen, daß die Zylinder radial in dem mit der Welle antriebsverbundenen
Gehäuse angeordnet sind und die druckbeaufschlagten Kolben sich an der drehfest
oder drehbar abgestützten, verstellbaren Exzentescheibe abstützen und ein Drehmoment
auf das Gehäuse übertragen, wogegen die mit der inneren Exzenterscheibe zusammenwirkenden
Kolben ein Antriebsmoment auf diese Exzenterscheibe und die Abtriebswelle übertragen
Um das Übersetzungsverhältnis zu erweitern und gegebenenfalls die Drehrichtung umzukehren
ist die Verste- bzw. Exzenterscheibe oder der Exzenter vor- oder rückwärts antreibbar.
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Beim Antrieb von Kraftfahrzeugen sollen aufwendige Maschinenteile
eingespart und das Gewicht reduziert werden. Als sehr günstig hat es sich erwiesen
die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Antriebsachse zu integrieren.
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Die eigentliche Aufgabe beim Antrieb von Kraftfahrzeugen ist es, die
Triebräder möglichst direkt anzutreiben. Zu diesem Zweck bidet die erfindungsgemäße
Vorrichtung mit den Radnaben eine Einheit.
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Bei Kurvenfahrten sind verschiedene Antriebsgeschwindigkeiten der
Triebräder erforderlich. Dazu ist bei Kurvenfahrten die Drehzahl der einzelnen Antriebe,
entsprechend der aus den verschiedenen Radien sich ergebenden Erfordernisse koordniert
regelbar.
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Aus Platzgründen oder wegen der Wahl der Drehrichtung und der Antriebsdrehzahl
ist es angebracht, das Gehäuse über einen twischentrieb anzutreiben.
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Bei Antrieben mit stufenlos veränderbarem Über setzungsverhältnis
besteht oft die Aufgabe das Übersetzungsverhältnis weiterhin zu verändern und gegebenenfalls
einen Stillstand oder eine Drehrichtungsumkehr zu erreichen. Dazu wird vor der veränderbaren
Übersetzungsstufe ein Teil der Antriebsbewegung abgezweigt und nach der veränderbaren
Übersetzungsstufe mittels Differenialgetriebe derart wieder zugeführt, daß ein veränderbarer
Vorlauf, Rücklauf oder Stillstand der Abtriebswelle einstellbar ist.
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Um den stufenlosen Verstellbereich der geforderten Drehzahl zuzuordnen,
wird der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein ein- oder mehrstufiges Getriebe das schaltbar
sein kann vor oder nachgeschaltet.
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Bei der Kombination eines stufenlos verstellbaren Antriebs mit einem
schaltbaren Stufengetriebe kommt es darauf an, daß die Ubersetzungsstufen des vor-
oder nachgeschalteten Stufengetriebes derart abgestimmt Sind, daß sich die einander
folgenden Schaltstufen der niederen und hohen Drehzahl der erfindungsgemäßen Vorrichtung
anschließen.und dadurch eine gleichmäßige Geschwindigkeitsänderung zulassen.
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Bei vielen Antriebsaufgaben insbesonder bei Kraftfahrzeugen ist es
von Vorteil in jeder Schaltstufe einen möglichst großen stufenlosen
Verstellbereich
zur Verfügung zu haben. Aus diesem Grunde sind die Ubersetzungsstufen des vor- oder
nachgeschalteten Stufengetriebes mit dem Übersetzungsverhältnis der erfindungsgemäßen
Vorrichtung derart abgestimmt, daß bei Schaltvorgängen eine Überschneidung der Geschwindigkeitsbereiche
moglich ist.
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In Fällen wo eine Drehrichtungsumkehr verlangt wird und ein Wendegetriebe
vor- oder nachgeschaltet ist sollen starke Schalt stöße vermieden werden. Hier kann
Abhilfe geschaffen werden wenn dem Schaltzeitpunkt eines zugeordneten Wendegetriebes
eine sehr niedere Drehzahl oder der Stillstand der Abtriebswelle des stufenlos regelbaren
Getriebes zugeordnet wird.
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Bei Antrieben ist es oft so, daß eine der Anschlußwellen als Antriebswelle
und die andere als Abtriebswelle bezeichnet ist. Selbstverständlich soll ein Kraft
fluß auch in umgekehrte Richtung durch das Getriebe möglich sein. Dabei wird die
als Antriebswelle bezeichnete Anschlußwelle auch als Abtriebswelle und die als Abtriebswelle
bezeichnete Welle als Antriebswelle benutzt.
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Beim Antrieb von Maschinen und Fahrzeugen gibt es Bedingungen wo eine
bestimmte Drehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit eingehalten werden soll. Man könnte
dies durch änderung der Motordrehzahl erreichen. Zweckmäßigerweise wird das Übersetzungsverhältnis
der gewünschtenlpntriebsdrehzahl bzw. Fahrgeschwindigkeit angepaßt.
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Die Motorleistung ist oft der begrenzende Faktor bei einem Gesamtantrieb.
Da besteht die Aufgabe diese Motorleistung zu nützen und den Motor zu schonen.
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Dazu wird man das Übersetzungsverhältnis der zur Verfügung stehenden
Motorleistung anpassen.
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Wenn eine gewünschte Fahrgeschwindigkeit eingehalten oder erreicht
werden soll, so ist es hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Wirkungsgrad, Geräuschentwicklung,
Schadstoffemission usw. nützlich, der gewünschten Fahrgeschwindigkeit den optimalen
Betriebspunkt des Motors zuzuordnen.
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Weiterhin besteht die Aufgabe den Motor im günstigsten Bereich zu
betreiben. Dazu wird dem optimalen Betriebspunkt des Motors die Fahrgeschwindigkei
zugeordnet.
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Die Fahrleistung soll sich weiterhin als ein Mittelwert zwischen der
gewünschten Fahrgeschwindigkeit und dem Betriebspunkt des Motors ergeben. Vorzugsweise
ist ausgehend von der gewünschten Fahrgeschwindigkeit als Bezugspunkt und dem Bezugspunkt
des optimalen Betriebspunktes des Motors der Mittelwert festzustellen und das entsprechende
Ubersetzungsverhältnis einzustellen.
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Um eine sichere Verwertung der aus der Motor - Getriebe Kombination
sich ergebenden Betriebszustände ist vorgesehen, daß die aus den Fahrbedingungen
und dem Betriebszustand des Motors sich ergebenden Faktoren elektronisch erfaßt,
übertragen und kombiniert werden, sowie steuernd und regelnd wirksam sein können.
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Bei Kraftfahrzeugen somit dem Gaspedal nicht wie bisher üblich lediglich
die Kraftstoffzufuhr zum tor beeinflußt, sondern die Fahrgeschwindigkeit je nach
Stellung desselben bestimmt werden. Dazu ist vorgesehen, daß die Gaspedalstellung
die Gewünschte Fahrgeschwindigkeit angibt.
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Im allgemeinen ist die Alotorleistung nicht auf die Antriebsleistung
abgestimmt. Um hier Abhilfe zu schaffen wird die Motorleistung der beanspruchten
Antriebsleistung angepaßt.
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Beim Zurücknehmen des Gaspedals tritt oftmals nur eine geringe Bremswirkung
ein, die insbesondere bei Gefällefahrten oder beim Auftauchen eines Hindernisses
nicht genügt. Hierzu ist vorgesehen, daß die schnelle Zurücknahme des Gaspedals
als Befehl zum Bremsen gewertet und das Übersetzungsverhältnis entsprechend verändert
wird.
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Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise
veraschaulicht, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des stufenlos verstellbaren
Getriebes mit Antriebsmotor, Fig. 2 eine Seitenansicht in abgewandelter Ausführung
mit Antriebsmotor, Fig. 3 eine weitere Ausführung mit schwenkbarer Abtriebswelle,
Fig. 4 eine möglich Antriebsverbindung der schwenkbaren Abtriebswelle, Fig. 5 das
Getriebe in einer weitere Ausführung in Seitenansicht, Fig. 6 eine Randscheibe mit
Führungsbuchse, Fig. 7 eine Kegelscheibe mit Führungsbuchse Fig. 8 eine Randscheibe
mit Führungsbuchsenaus schnitten, Fig. 9 eine Kegelscheibe mit Führungsbuchsenausschnitten,
Fig. 10 eine Ausgestaltung zur parallelen axialen Verschiebung der Kegelscheiben,
Fig.
11 eine zweiteilige Kegel- oder Randscheibe, Fig. 12 eine zweiteilige egel- oder
Randscheibe, Fig. 13 eine Kegel- oder Randscheibe mit Spreizring, Fig. 14 eine weitere
Ausgestaltung mit Spreizring, Fig. 15 eine zweiteilige Kegel oder Randscheibe, Fig.
16 eine zweiteilige Kegeln oder Randscheibe, Fig. 17 die Anpreßplatten mit Hohlzylinderausschnitten,
Fig. 18 die Anpreßplatten mit Führungsstangen, Fig. 19 ein Getriebe mit zwei Übersetzungsstufen,
Fig. 20 die drehbare und radial verstellbare Anordnung der An- oder Abtriebswelle,
Fig. 21 einen Antrieb bei veränderbarem Achsabstand, Fig. 22 eine Antriebsverbindung
der schwenkbaren Antriebswelle, Fig. 23 eine weitere Möglichkeit der Antriebsverbindung,
Fig. 24 ein Wendegetriebe abtriebsseitig, Fig. 25 ein Wendegetriebe auf der Antriebswelle,
Fig.
26 ein vor- oder nachgeschaltetes Stufengetriebe, Fig. 27 eine Ausführung mit umlauf-
und abstützbarem Verbindungsträger einer symbolisch dargestellten stufenlosen Regelstufe,
Fig. 28 einen antreibbaren Steg an dem der Verbindungsträger abstützbar ist, Fig,
29 die Verwendung eines Umschlingungsgetriebes als Regelstufe, Fig. 30 ein Umschlingungsgetriebe
mit symmetrisch zugeordneten Teilen, Fig. 31 ein weiteres Umschlingungsgetriebe,
Fig. 32 eine hydrostatische Regelstufe, axial angeordnet, Fig. 33 eine radial angeordnete,
hydrostatische Regelstufe, Fig. 34 eine weitere Regelstufe, Fig. 35 eine Regelstufe
mit Drehrichtungsumkehr, Fig. 36 eine Getriebeausführung für hohe Übertragungsleistung,
Fig. 37 eine Ausführung bei der der Verbindungsträden Abtriebteil bildet,
Fig.
38 eine Ausführung bei der der Verbindungsträger mit der Antriebswelle verbunden
ist mit symbolisch dargestellten stufenlosen Regelstufe, Fig. 39 eine Regelstufe
als Umschlingungsgetriebe ausgebildet, Fig. 40 eine durch Kegel- und Randscheiben
gebildete Regelstufe, Fig. 41 ein hydrostatisches Getriebe in axial Ausführung,
Fig. 42 ein hydrostatisches Getriebe in Radialausführung, Fig. 43 ein e Ausführung
bei der das Gehäuse von der Antriebswelle angetrieben wird, Fig. 44 eine gleichartige
Ausführung in Radialbauweise, Fig. 45 eine Ausführung mit angetriebenem Exzenter,
Fig. 46 einen Radnabenantrieb.
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Bei dem in Fig. 1 gezeigten Reibmittelgetriebe sind auf der vom Motor
1 kommenden Antriebswelle 2 mehrere als Kegelscheiben 3 ausgebildete Reibelemente
axial verschiebbar angeordnet. Diese Kegels scheiben 3 sind in reibschlüssiger Verbindung
mit den axial verschiebbaren, lamellenartig zugeordneten Randscheiben 4 die einen
den Kegelscheiben 3 angepasten als Berührungs- und bertragungsfläche dienenden Rand
5 haben und über die Haltevorrichtung 6 mit der Abtriebswelle 7 verbunden sind.
Der Druck der Feder 8 wird über die axial verschiebbare Welle 9 auf die Anpreßplatte
10 und somit auf die Kegel-und Randscheiben 3, 4 übertragen, wobei die gegenüberliegende
mit der Haltevorrichtung 6 fest verbundene Anpreßplatte 11 diesen Druck aufnimmt.
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Durch ein hydraulisches oder pneumatisches Druckmittel im Raum 12
kann der Anpreßßdruck zusätzlich reguliert werden.
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Der Motor 1 ist um die Achse des Stegs 13 schwenkbar. Dadurch kann
der Achsabstand der Antriebswelle 2 mit den Kegelscheiben 3 in Bezug zur Abtriebswelle
7 verstellt werden. Analog kann die Abtriebswelle 7 in Bezug zur Achse der Antriebswelle
2 verstellbar sein. Der verstellbare Bereich der An- oder Abtriebswelle 2 7 umfaßt
alle Stellungen ausgehend von der koaxialen Lage der Antriebswelle 2 zur Abtriebswelle
7 bis zu deren größtmöglichen Achsabstand. Dadurch wird der Laufradius der Kegelscheiben
3 und somit das Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle
7 verändert. Bei der koaxialen Lage der Antriebswelle 2 zur Abtriebswelle 7 ist
eine
schlupffreie, direkte Übertragung der Drehbewegung gegeben.
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Die kegel- und Randscheiben 3, 4 können auch wie in Fig. 2 dargestellt,
ausgebildet werden. Dabei sind die als Randscheiben 4 ausgebildeten Reibele mente
auf der Antriebswelle 2 lamellenartig und axial verschiebbar angeordnet und in reibschlüssiger
Verbindung mit den abtriebsseitig als Kegelscheiben 3 ausgebildeten Reibelemente
die mittels der Haltevorrichtung 6 mit der Abtriebswelle 7 in Verbindung sind. Die
Anpreßplatte 14 ist auf einer Seite kegelig ausgestaltet und mit der Haltevorrichtung
6 fest verbunden. Die Anpreßplatte 15 ist auf einer Seite ebenfalls kegelig und
mit der axial verschiebbaren Welle 9 fest verbunden. Die Feder 8 bewirkt eine Anpreßkraft,
wobei diese Anpreßkraft durch die Stirnnocken - Anpreßvorrichtung 16 entsprechend
dem auf die Welle 17 zu übertragenden Drehmoment reguliert oder ersetzt werden kann.
Dies geschieht dadurch, indem die mit einer Stirnnockenfläche versehenen Wellen
9 und 17 gegeneinander verdreht werden.
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Der axiale Abstand der Antriebswelle 2 zur Abtriebswelle 7 wird durch
die Schwenkbewegung des Motors 1 um die Achse der Welle 13 verändert. Dadurch wird
der Radius der Berührungspunkte der Kegel scheiben 3 mit den Randscheiben 4 verändert
und somit ein leicht regelbares Übersetzungsverhältnis bewirkt.
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Soll eine derartige Vorrichtung auch die Funktion einer Kupplung übernehmen,
so ist die Anpreßkraft so weit zu reduzieren, daß die Kegels und Randscheiben
3,
4 gegeneinander durchdrehen können. Um die direkte Berührung der Kegel- und Randscheiben
zu vermeiden werden dieselben zweckmäßigerweise mit einem Schmiermittel versehen.
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Bei der Darstellung nach Fig. 3 sind die Segelscheiben 3 auf der Antriebswelle
2 axial beweglich und werden durch die Anpreßkraft der Feder 18 und der mit einer
Führungsbuchse versehenen auf einer Seite kegelig ausgestalteten axial verschiebbaren
Anpreßplatte 19 mit den axial verschiebbaren Randscheiben 4 in reibschlüssiger Verbindung
gehalten. Die Anpreßplatte 20 ist auf einer Seite kegelig und mit der Antriebswelle
2 fest verbunden. Die Abtriebswelle 7 ist im um die Achse der Welle 7a schwenkbaren
oder umlaufbaren Steg 21 drehbar gelagert. Die Schwenk-oder Drehbewegung des Stegs
21 um die Achse der Welle 7a bewirkt eine Veränderung des Achsabstandes der Abtriebswelle
7 zur Antriebswelle 2 und damit eine Änderung des Ubersetzungsverhältnisses. Die
Schwenkbewegung ist durch eine nicht näher bezeichnete Vorrichtung einstellbar.
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Die Anordnung der Abtriebswelle 7a zur Antriebswelle 2 ist zweckmäßigerweise
so gewählt, daß deren Achse mittig zwischen der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle
7 bei deren größten Abstand verläuft. Dabei ist anzustreben, daß der Achsabstand
zwischen den Abtriebswellen 7 und 7a derart gewählt ist, daß bei einer 180 Grad
Drehung des Stegs 21 ausgehend von der koaxialen Stellung der An- und Abtriebswelle
2 und 7 deren größter Achsabstand erreicht wird.
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ber die Zahnräder 22, 23 wird die Antriebsbewegung von der Abtriebswelle
7 auf die Abtriebswelle 7a übertragen.
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Die Fig. 4 zeigt an Stelle des Zahnrades 23 die Verwendung des Innenzahnrades
77. Die Position des Zahnrades 22 und des Innenzahnrades 77 ist vertauschbar.
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Die Fig. 5 zeigt die mittenfreie Lagerung der Haltevorrichtung 6 mit
den Kegelscheiben 4 im Steg 21 der um die Achse der Abtriebswelle 7a schwenkbar
ist. Der Zahnkranz 25 ist an der Haltevorrichtung 6 befestigt und im Eingriff mit
dem auf der Abtriebswelle 7a befestigten Zahnrad 26. Durch den Druck der Feder 27
auf die Anpreßplatte 28 und die Haltevorrichtung 6 werden die Kegel- und Randscheiben
3, 4 gegeneinander gepreßt und damit eine reibschlüssige Verbindung hergestellt.
Die mittenfreie Lagerung der Haltevor richtung 6 erlaubt eine beidseitig der Kegelscheiben
3 angebrachte Lagerung der Antriebswelle 2 und somit die Verwendung einer großen
Anzahl nebeneinander angeordneter Kegel- und Randscheiben 3, 4.
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Die in der Fig. 6 gezeigte Randscheibe 4 besteht aus einem Kreisring
der innen beidseitig einen schrägen Rand 5 aufweist und mit der Führungsbuchse 30
umgeben ist. Das Profil 31 dient zur Mitnahme und gewährleistet eine exakte axiale
Führung.
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Die Führungsbuchse 32 ist in der Mitte der Kegelscheibe 3 nach Fig.
7 befestigt und mit dem Profil 33 versehen.
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Sollen mehrere egel- oder Randscheiben 3, 4 nebeneinander verwendet
werden, so ist es zweckmäßig wie in der Fig. 8 gezeigt mehrere Führungsbuchsen~
ausschnitte 34 die mit dem Profil 35 versehen sein können am Umfang oder wie nach
Fig. 9 in der Mitte der Kegel- und Randscheiben 3, 4 anzuordnen. Dabei ist vorgesehen,
daß beim Zusammenfügen mehrerer Kegel- oder Randscheiben 3, 4 die Führungsbuchsenausschnitte
34 benachbarter Kegel- oder Randscheiben 32 4 um den iiogenwinkel eines Führungsbuchsenausschnitts
34 versetzt angeordnet sind und aneinander vorbeigleiten können.
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Die in der Fig.10 gezeigten Kegelscheiben 3 sind am Umfang mit Bohrungen
zum Hindurchführen der Stangen 36 versehen. An jeder Regelscheibe 3 sind nur ein
Teil, zweckmäßigerweise die jeweils gegenüberliegenden Stangen 36 befestigt. Jede
Stange 36 ist an nur einer Kegelscheibe 3 befestigt und führt durch die Bohrungen
der benachbarten Kegelscheiben 3.
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Diese Ausführung gewährleistet eine exakte parallele axiale Verschiebung
der Kegelscheiben 3.
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In der Fig. 11 sind die Scheiben 39, 40 mit dem Spreizprofil 37, 38
versehen. Durch gegenseitiges Verdrehen der Scheiben 39, 40 die sowohl als Kegel-
oder Randscheiben ausgebildet sein können, ist deren Gesamtbreite veränderbar.
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Dies wird auch erreicht wie in Fig. 12 gezeigt, indem die Scheiben
39, 40 mit einem wellenförmigen Spreizprofil 41 versehen und zusammengefügt sind.
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In der Darstellung der Fig. 13 ist zwischen dem wellenförmigen Spreizprofil
41 der diesem Profil angepaßte Spreizring 42 angebracht. Das Verdrehen des Spreizrings
42 gegenüber den Scheiben 39, 40 bewirkt eine axiale Verstellung derselben. Der
Spreizring 42 kann auch mit der Antriebswelle 2 oder der Haltevorrichtung 6 drehfest
verbunden sein, wobei dann die Scheiben 39, 40 gegenüber dem Spreiz ring 42 verdrehbar
sind.
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Nach der Fig. 14 ist der Spreizring 42 derart ausgebildet, daß die
beidseitigen Wellenberge auf der gleichen Stelle zusammentreffen. Dies trifft auch
für das Wellenprofil der Scheiben 39, 40 zu.
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Die Fig. 15 zeigt die mit einem zick - zack förmigen Spreizprofil
43 versehenen Scheiben 39, 40.
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Die Darstellung nach Fig. 16 zeigt zwei mit dem wellenförmigen|Spreizprofil
41 versehene Ringscheiben 44,45 die sowohl als Kegel- oder Randscheiben 3, 4 ausgebildet
sein können. Durch gegenseitiges Verdrehen der Ringscheiben 44, 45 wird deren axiale
Verstellung bewirkt.
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Die Darstellung nach Fig. 17 zeigt die an den Anpreßplatten 46, 47
befestigten Hohlzylinderausschnitte 48 die derart abgestimmt sind, daß sie beim
Zusammenfügen den dafür vorgesehenen Freiraum ausfüllen. Dadurch ist bei axialer
Verstellung der Anpreßplatten 46, 47 eine gute Führung derselben gegeben. Dies kann
noch unterstützt werden, indem die
Hohlzylinderausschnitte 48 seitlich
mit einem Führungsprofil 49 versehen sind und mit dem Führungsprofil des benachbarten
Hohlzylinderausschnitts 48 zusammenwirken. Das Profil 50 ist zwecks drehfester Verbindung
mit den Kegel- und Randscheiben 3, 4 angebracht.
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In der Darstellung nach Fig. 18 sind am Umfang der Anpreßplatte 57
die Führungsstangen 52 befestigt und die beim gegenseitigen Zusammenfügen der Anpreßplatten
51, 53 durch die Führungsbuchsen 54 hindurchreichen. Durch anbringen der Feder 55
auf den Führungsstangen 52 und anspannen mittels Splint 56 in der Bohrung 57 werden
die Anpreßplatten 51, 53 gegeneinander gedrückt.
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Die Fig. 19 zeigt ein mit zwei Verstellstufen ausgebildetes Getriebe.
Auf der Antriebswelle 2 sind die Kegelscheiben 3 angebracht und mit den an der Haltevorrichtung
6a angebrachten Randscheiben 4 in reibschlüssiger Verbindung. Die Welle 58 ist mit
der Haltevorrichtung 6a fest verbunden und nimmt die Randscheiben 4 auf die mit
den an der Haltevorrichtung 6 angebrachten Kegel scheiben 3 in reibschlüssiger Verbindung
sind. Der Achsabstand der Welle 58 und der Haltevorrichtung 6a ist in Bezug zur
Achse der An-und Abtriebswelle 2, 7 verstellbar. Diese Verstellung bewirkt eine
Veränderung der Laufradien der Kegelscheiben 3 und somit ein regelbares Uberset,
zungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 7.
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Die Darstellung nach Fig. 20 zeigt die radial verstellbare Anordnung
eine der Wellen 2, 7, 58 zur Drehachse des Drehkörpers 60 im Führungsschlitz 59
des Drehkörpers 60, der in den gestellfest befestigten Kugellagern 62, 63 drehbar
gelagert ist. Der Führungskörper 61 dient zur Lagerung einer der Wellen 2, 7, 58
und zur radialen Verstellung im Führungsschlitz 59. Über das mit dem Drehkörper
60 fest verbundene Zahnrad 64 ist der Drehkörper 60 antreibbar.
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Zum Antrieb der Welle 2, 7, 58 sind geeignetes nicht gezeigte Mittel
vorgesehen.
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Die radiale Verstellung der Welle 2, 7, 58 bewirkt die Änderung des
Übersetzungsverhältnisses zwischen den Kegel- und Randscheiben 3, 4. Durch die der
Rotation der Welle 2, 7, 58 überlagerte Umlaufbewegung mit dem Drehkörper 60, kann
das durch die Kegel- und Randscheiben 3, 4 gegebene Übersetzungsverhältnis zusätzlich
beeinflußt werden. Je nach Drehrichtung und Umlaufgeschwindigkeit des Drehkörpers
60 ist eine Vor- oder Rückwärtsdrehung oder ein Stillstand der Abtriebswelle 2 einstellbar.
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Nach der Fig. 20 wird die Antriebsbewegung von der koaxial zum Drehkörper
60 angeordneten Welle 65 über die Zahnräder66, 67 auf die in der Mitte des Schwenkkörpers
68 gelagerte Welle 69 übertragen.
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Das Zahnrad 70 ist mit der Welle 69 fest verbunden und im Eingriff
mit dem Zahnrad 71 das auf der im Schwenkkörper 68 gelagerten Welle 2, 7, 58 befestigt
ist. Der Schwenkkörper 68 ist mit der Welle 2, 7, 58 um die Welle 69 schwenkbar
im Drehkörper 60 befestigt,
Dadurch ist der Achsabstand zwischen
den Kegelscheiben 3 und den Randscheiben 4 und deren Übersetzungsverhältnis verstellbar.
Zweckmäßigerweise ist der Achsabstand zwischen der Welle 2, 7, 58 zur Welle 69 derart
gewählt, daß die Achse der Welle 2, 7, 58 in einer möglichen Stellung koaxial mit
dem Drehkörper 60 und der Welle 65 verläuft.
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Die durch die einstellbare Lageveränderung der Welle 2, 7, 58 bewirkte
Übersetzungsänderung wird durch die Umlaufbewegung des Drehkörpers 60 in Abhängigkeit
der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeit weiter beeinflußt.
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Darüberhinaus bietet die geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses
und der Drehrichtung zwischen den Zahnrädern 66 und 67 oder den Zahnrädern 70 und
71 mit sehr einfachen Mitteln die Möglichkeit bei nur geringer Drehgeschwindigkeit
des Drehkörpers 60 das zwischen den Kegel- und Randscheiben 3, 4 gegebene Übersetzungsverhältnis
wesentlich zu beeinflussen. Anstelle der Zahnräder 66, 67 und 70, 71 kann auch ein
Innenzahnrad oder ein Kettentrieb verwendet werden.
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Bei der Darstellung nach der Fig. 22 ist die Antriebswelle 2 in dem
um die Antriebswelle 2a schwenkbaren Steg 72 gelagert. Der Steg 72 gewährleistet
einen immer gleich großen Achsabstand zwischen der Antriebswelle 2 und der in den
Lagerstützen 73 gelagerten Antriebswelle 2a. Dadurch ist ein dauernder Eingriff
des auf der Antriebswelle 2 montierten Zahnrades 74 mit dem auf der Antriebswelle
2a befestigten Zahnrad 75 gegeben
In der Fig. 23 ist anstatt des
Zahnrades 74 die Verwendung des Innenzahnkranzes 76 gezeigt. Die Position des Innenzahnkranzes
76 und des Zahnrades 75 kann vertauscht werden.
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Die Fig. 24 zeigt eine schaltbare, abtriebsseitig angebrachte Zahnradübersetzung.
Auf der Abtriebswelle 7a ist das Zahnrad 81 und das Innenzahnrad 82 frei drehbar
befestigt und gleichzeitig mit dem auf der Abtriebswelle 7 befestigten Zahnrad 83
im Eingriff. Das Zahnrad 81 und das Innenzahnrad 82 ist mittels einer Kupplung,
jedes für sich mit der Abtriebswelle 7a arretierbar. Je nach dem, ob nun das Zahnrad
81 oder das Innenzahnrad 82 mit der Abtriebswelle 7a arretiert ist, ergibt sich
eine Vor- oder Rückwärtsdrehung. Die Abtriebswelle 7 kann um die Abtriebswelle 7a
schwenkbar sein.
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Diese schaltbare Zahnradübersetzung kann auch wie in Fig. 25 gezeigt
antriebsseitig verwendet werden.
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Dabei ist das Zahnrad 83 auf der vom Motor kommenden Antriebswelle
2a befestigt und im Eingriff mit dem Zahnrad 81 und dem Innenzahnrad 82 das jedes
für sich auf der Antriebswelle 2 frei drehbar und mit derselben mittels Kupplung
arretierbar ist. Die Antriebswelle 2 kann;um die Antriebswelle 2a geschwenkt werden.
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In der Darstellung der Fig. 26 sind die Zahnräder 84, 85, 86, und
das Kettenrad 87 mit der Abtriebswelle 7 fest verbunden und in Antriebsverbindung
mit den Zahnrädern 89, 90, 91 und dem Kettenrad 92
die auf der
Abtriebswelle 7a frei drehbar und mittels der Kupplung 88 wahlweise mit der Abtriebswelle
7a arretierbar sind. Die Abtriebswelle 7 kann um die Abtriebswelle 7a schwenkbar
sein. Analog können die Abtriebswellen 7, 7a gegen die Antriebswellen 2, 2a ausgetauscht
werden.
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Nach der Fig. 27 ist die Welle 93 als Antriebswelle und die Welle
94 als Abtriebswelle definiert. Der Verbindungsträger 95 ist umlaufbar und kann
mittels des Freilaufs 96 gegen eine Drehrichtung gestellfest abgestützt werden,
wobei er in die entgegengesetzte Richtung freigegeben werden kann. Der Freilauf
96 kann auch schaltbar sein oder durch eine schaltbare Kupplung ersetzt werden.
Dadurch kann der Verbindungsträger 95 wahlweise in jede Richtung abgestützt und
freigegeben werden.
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Die Antriebswelle 93 treibt ein mit dem Verbindungsträger 95 verbundenes
nach Drehzahl und Drehmoment regelbares symbolisch dargestelltes Getriebe 97 an.
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Das symbolisch dargestellte Getriebe 97 kann aus der Anzahl der bekannten
regelbaren Getriebe ausgewählt werden. So können beispielsweise Reibegetriebe, die
als Reibrad- oder Umschlingungsgetriebe ausgebildet sind, sowie hydrostatische,
pneumatische hydrodynamische Getriebe verwendet werden.
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Entsprechend dem regelbaren Übersetzunsverhältnis im Getriebe 97 ist
auch das Drehmomentverhältnis zwischen der Antriebswelle 93 und der Abtriebswelle
94 veränderlich. Ist nun beim Getriebe 97 das bersetzungsverhältnis
derart
gewählt, daß an der Abtriebswelle 94 ein höheres Drehmoment gegenüber der Antriebswelle
93 jedoch in gleiche Richtung zur Folge ist, so wird das zwischen der Antriebswelle
93 und der Abtriebswelle 94 wirksame Differenzmoment das entgegen der Drehrichtung
wirkt auf den Verbindungsträ ger 95 übertragen und über den Freilauf 96 gestellfest
abgestützt. Wird nun das Übersetzungsverhältnis des regelbaren Getriebes 97 derart
verändert, daß zwischen der Antriebswelle 93 un der Abtriebswelle 94 das Drehmomentverhältnis
ausgeglichen, also gleich 1/1 ist, so ist das Differenzmoment gleich Null.
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Eine gestellfeste Abstützung des Verbindungsträgers 95 über den Freilauf
96 oder eine Kupplung kann somit entfallen. In diesem Zustand läuft der Verbindungsträger
95 in gleicher Drehzahl der Antriebswelle 93 und der Abtriebswelle 94 mit denselben
um.
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Dies hat zu Folge; datdie kraftübertragenden Teile des regelbaren
Getriebes 97 relativ zueinander in Ruhe sind und die Kraftübertragung ohne Schlupf
und völlig verlustfrei erfolgt. Damit wird die Beanspruchung der kraftübertragenden
Teile und die Geräuschentwicklung auf ein Minimum reduziert und die Lebensdauer
wesentlich erhöht.
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Mittels des Freilaufs 98 der mit dem Verbindungsträger 95 und mit
der Antriebswelle 93 in Verbindung steht oder einer entsprechenden Kupplung, können
Bremsmomente zwischen der Welle 93 und dem Verbindungsträger 95 übertragen werden.
Durch den Freilauf 98 kann vermieden werden, daß der Verbindungsträger 95 schneller
umläuft wie die Antriebswelle 93.
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Bei der Darstellung nach der Fig. 28 ist das Zahnrad 99 auf der Antriebswelle
93 befestigt und im Eingriff mit dem auf der Welle 100 befestigten Zahnrad 101.
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Das ebenfalls auf der Welle 100 befestigte Zahnrad 102 kämmt das am
umlaufbaren Steg 103 befestigte Zahnrad 104. Der Steg 103 und das Zahnrad 104 sind
koaxial und drehbar zur Welle 93 angeordnet. Über den Freilauf 96 oder eine entsprechende
Kupplung ist der Verbindungsträger 95 am umlaufbaren Steg 103 abstützbar. Durch
entsprechende Anordnung der Zahnräder 99, 101, 102, 104 und deren UTbersetzungsverhältnisse
kann die Umlaufgeschwindigkeit und die Drehrichtung des Stegs 103 bestimmt werden.
Der Steg 103 kann entfallen indem der Freilauf 96 und das Zahnrad 104 direkt verbunden
sind. Zur Übertragung eines Bremsmoments zwischen den Wellen 93, 94 ist vorgesehen,
daß der Verbindungsträger 95 mittels Freilauf 98 oder einer Kupplung wahlweise an
der Welle 93 oder dem Steg 103 abgestützt wird.
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Das beispielsweise in der Fig. 29 dargestellte regelbare Getriebbe
97 betrifft ein Umschlingungsgetriebe.
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Der Verbindungsträger 95 ist drehbar und koaxial zur An- und Abtriebswelle
93, 94 angeordnet. Die konischen Scheiben 105 sind drehfest mit der Antriebswelle
93 verbunden, wobei mindestens eine der Scheiben 105 axial verstellbar ist. Die
zugeordneten konischen Scheiben 106 sind auf der im Verbindungsträger 95 gelagerten
Welle 107 derart befestigt, daß mindestens eine der Scheiben 10h axial verstellbar
ist. Das ebenfalls auf der Welle 107 befestigte Kettenrad 108 stellt im Zusammenwirken
mit der Kette 109
und dem auf der Abtriebswelle 94 befestigten
Kettenrad 110 die Antriebsverbindung zwischen der Welle 107 und der Abtriebswelle
94 her. Das Zugmittel 111 das aus einem Riemen, Ring, Schubgliederband oder einer
Gliederkette bestehen kann, überträgt die Antriebsbewegung zwischen den Scheiben
105 und 106. Die axiale Verstellung der Scheiben 105, 106 bewirkt eine Veränderung
der Laufradien und somit eine Übersetzungsänderung. Um eine Null- oder Negativübersetzung
der Vorrichtung zu ermöglichen, wird der Steg 103 entgegengesetzt zur Drehrichtung
der Welle 93 angetrieben. Dazu treibt das auf der Welle 93 befestigte Zahnra 112
über die Zahnräder 113 den mit dem Steg 103 verbundenen Innenzahnkranz 114 an.
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Die Darstellung nach Fig. 30 zeigt den Verbindungsträger 95 symmetrisch
zu den Wellen 93, 94 angeordnet. Die beiden Konusscheibenpaare 105 und 106 sind
mittels der Wellen 114, 115 diametral im Verbindungsträger 95 gelagert. Die Welle
114 ist über das Kettenrad 116, die Kette 117 und das Kettenrad 118 antriebsverbunden
mit der Antriebswelle 93. Das Zugmittel 111 stellt die Antriebsverbindung zwischen
den Scheiben 105 und 106 her. Wogegen das auf der Welle 115 montierte Kettenrad
119 über die Kette 120 und das Kettenrad 121 die weitere Verbindung zur Abtriebswelle
94 herstellt. Anstatt der gezeigten Kettentriebe können auch Zahnräder angewandt
werden.
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Bei dem in der Fig. 31 gezeigten regelbaren Antrieb sind die Konusse
122, 123 im Verbindungsträger 95 gelagert. Das mit dem Konus 122 verbundene Zahnrad
124
ist im Eingriff mit dem Zahnrad 125 das auf der Antriebswelle 93 befestigt ist.
Abtriebsseitig ist das Zahnrad 126 mit dem Konus 123 verbunden und im Eingriff mit
dem auf der Abtriebswelle 94 befestigten Zahnrad 127. Durch axiales Verstellen des
die Konusse 122, 123 umschlingenden Ringes 128 wird das Übersetzungsverhältnis zwischen
den onussen122, 123 und somit zwischen der Antriebswelle 93 und der Abtriebswelle
94 verändert.
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In der Darstellung nach der Fig.32 ist der Verbindungsträger 95 als
hydrostatisches Pumpen- und Motor gehäuse ausgebildet und mit mehreren axial angeordneten
Zylindern 129, 130 versehen. Die in den Zylindern 129 geführten Kolben 131 werden
durch Verbindung mit der von der Antriebswelle 93 angetriebenen verstellbaren Taumelscheibe
132 hin- und herbewegt.
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Bei diesem Vorgang strömt das Druckmittel aus dem Niederdruckbehälter
133 in die Zylinder 129 und wird dann durch die Kolben 131 verdichtet und in den
Hochdruckbehälter 134 ausgestoßen. Der Durchfluß des Druckmittels zwischen den Druckbehältern
133,134 und den Zylindern 129, 130 wird durch Ventile oder Schieber gesteuert. Dadurch
kann das Druckmittel vom Hochdruckbehälter 134 in die Zylinder 130 einströmen und
die Kolben 135 bewegen. Dadurch wird die Taumelscheibe 136 und die damit verbundene
Abtriebswelle 94 in Rotation versetzt.
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Sofern an der Abtriebswelle 94 gegenüber der Antriebswelle 93 ein
höheres Drehmoment oder in entgegengesetzte Drehrichtung wirksam sein soll, wird
der
Verbindungsträger 95 über den Freilauf 96 gestellfest abgestützt. Der Rücklauf der
Abtriebswelle 94 wird durch wahlweise Zuflußsteuerung des Druckmittels zu den Zylindern
130 bewirkt. Die Druckmittelbehälter 133, 134 können auch weggelassen werden. Dadurch
ist dann ein geschlossener Kreislauf des Druckmittels gegeben.
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Eine Ausführung mit, dem Verbindungsträger 95 radial zugeordneten
Zylindern 137, 138 ist in der Fig. 33 dargestellt. Die Antriebswelle 93 ist mit
der Exzenter- oder Nockenscheibe 139 versehen und bewirkt über die Rollen 140 eine
Hin- und Herbewegung der den Zylindern 137 zugeordneten Kolben 141, wobei die Zylinder
137 radial angeordnet sin und mit dem Verbindungsträger 95 eine Einheit bilden.
Durch die Hin- und Herbewegung der Kolben 141 gelangt das Druckmittel vom Niederdruckbehälter
142 in die Zylinder 137 und wird dann in den Hochdruckbehälter 143 gepreßt. Dieser
Vorgang wird durch Ventile oder Schieber gesteuert.
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Vom Hochdruckbehälter 143 strömt das Druckmittel durch Ventile oder
Schieber gesteuert in die mit dem Verbindungsträger 95 integrierten Zylinder 138.
Dadurch wirkt ein Druck auf die Kolben 144 der über die Rollen 140 auf die Exzenter-
oder Nockenscheibe 145 übertragen wird und als wirksames Antriebsmoment die Exzenter-
oder Nockenscheibe 145 in Rotation versetzt.
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Die Abtriebswelle 94 ist in der Zeichnung verdeckt, ist jedoch koaxial
zur Antriebswelle 93 angeordnet und verläuft in Fortsetzung derselben und ist mit
Exzenterscheibe 145 verbunden.
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Soll an der Abtriebswelle 94 gegenüber der Antriebswelle 93 ein höheres
Drehmoment oder in entgegengesetzte Drehrichtung wirken, so wird der Verbindungsträger
95 durch den Freilauf 96 über den gestellfesten Maschinenteil 146 abgestützt.
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Die Fig. 34 zeigt eine Ausführung bei der die Antriebswelle 93 mit
der Konusscheibe 147 und die ilbtriebswelle 94 mit der Konusscheibe 148 versehen
ist.
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Die Kraftübertragung zwischen den Konusscheiben 147 und 148 erfolgt
über die im Verbindungsträger 95 verstellbar gelagerten Kugeln 149. Je nach Übersetzungsverhältnis
zwischen der Antriebswelle 93 und der Abtriebswelle 94 stützt der Freilauf 96 den
Verbindungsträger 95 gestellfest ab.
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Bei Wandlern bei denen durch ihre Art bedingt der Abtriebteil entgegengesetzt
zur Drehrichtung des Antriebsteils umläuft, kann wie in der Fig. 35 gezeigt ein
Wendegetriebe vorgesehen werden. Am umlaufbaren Verbindungsträger 95 ist der Steg
150 befestigt an dem die Scheiben 151 schwenkbar und rotierbar angebracht sind.
Die Scheiben 151 stellen die reibschlüssige Verbindung zwischen der an der Antriebswelle
93 befestigten Toroidalscheibe 152 und der abtriebsseitig mit der Welle 94a verbundenen
Toroidalscheibe 153 her. Das auf der Welle 94a befestigte Zahnrad 154 kämmt die
am Verbindungsträger 95 drehbar befestigten Zahnräder 155 die durch Eingriff mit
dem Innenzahnrad 156, dasselbe und die damit verbundene Abtriebswelle 94 antreiben.
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In der Darstellung der Fig.36 wird die Antriebsbewegung von den auf
der Antriebswelle 93 befestigten Kettenrädern 157 über die Ketten 158 und die Kettenräder
159 auf die im Verbindungsträger 95 gelagerten Wellen 160 und die daran befestigten
Zahnräder 161 übertragen. Diese Zahnräder 161 sind im Eingriff mit den auf auf den
Wellen 162 befestigten Zahnrädern 163 und treiben die Wellen 162 an, wobei die Wellen
162 im um die Achse der Welle 160 schwenkbaren Steg 164 gelagert ist. Die Kegelscheiben
3 sind drehfest jedoch axial verschiebbar auf den Wellen 162 befestigt. Durch reibschlüssige
Verbindung mit den mit der Abtriebswelle 94 in Verbindung stehenden Randscheiben
4 treiben sie dieselben und somit auch die Abtriebswelle 94 an. Die Feder 165 drückt
auf die, auf der Abtriebswelle 94 axial verschiebbare Anpreßplatte 166 und bestimmt
somit den Anpreßdruck zwischen den Kegelscheiben 3 und den Randscheiben 4.
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Die der Anpreßplatte 166 gegenüberliegende Anpreßplatte 167 ist mit
der Welle 94 fest verbunden und nimmt diesen Druck auf.
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Durch die Schwenkbewegung der Stege 164 wird der Achsabstand zwischen
der Welle 162 und der Abtriebswelle 94 und damit die Radien der Berührungspunkte
der Kegelscheiben 3 mit den Randscheiben 4 und folglich das Übersetzungsverhältnis
verändert. Entsprechend der Wahl des Übersetzungsverhältnisses läuft der Verbindungsträger
95 mit um, oder wird durch den Freilauf 96 gestellfest oder am umlaufbaren Steg
103 abgestützt.
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Bei der Ausführung der Fig. 37 ist der Verbindungsträger 95 als Abtriebteil
ausgebildet. Das stufenlos regelbare, symbolisch dargestellte Getriebe 97 ist im
Verbindungsträger 95 untergebracht, und wird von der Antriebswelle 93 angetrieben,
wobei die vom Getriebe 97 ausgehende Anschlußwelle 94 gestellfest abgestützt ist.
Die Rotation der Antriebswelle bewirkt in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses
im Getriebe 97 den Antrieb des Verbindungsträgers 95. Die normalerweise gestellfestabgestützte
Anschlußwelle 94 kanAzusätzlich in beliebige Drehrichtung angetrieben werden. Durch
diese Maßnahme kann das Übersetzungsverhältnis und die Drehrichtung weiterhin beeinflußt
werden. Ergänzend sei noch hinzugefügt, daß der Freilauf 96 entfallen kann.
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Der Verbindungsträger 95 ist nach der Fig. 38 mit der Antriebswelle
169 fest verbunden. Das stufenlos regelbare, symbolisch dargestellte Getriebe 97
ist am Verbindungsträger 95 angebracht und kann aus der Anzahl der bekannten Getriebe
ausgewählt werden. Die vom Getriebe 97 ausgehende Welle 170 dient als Abtriebswelle
170, wobei die ebenfalls vom Getriebe 97 ausgehende Welle 171 zur Abstützung des
Reaktionsmoments gestellfest abgestützt wird.
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Soll ein über den Regelbereich im Getriebe 97 erzielbares Übersetzungsverhältnis
zwischen der Antriebswelle 169 und der Abtriebswelle 170 erweitert oder eine Drehrichtungsumkehr
erreicht werden, so ist die Welle 171 in wahlweise Richtung anzutreiben.
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Mit dieser Maßnahme ist eine vor- und rüokwärts Bewegung sowie ei
Stillstand der Abtriebswelle 170 einstellbar.
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Die Fig. 39 zeigt als Ausführungsbeispiel ein regelbares als Verstellscheibengetriebe
ausgebildetes Ge -triebe 97 das am Verbindungsträger 95 angebracht ist.
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Der Verbindungsträger 95 ist um die Abtriebswelle 170 drehbar und
wird durch die feste Verbindung mit der Antriebswelle 169 durch dieselbe angetrieben.
Die Wellen 173, 174 sind am Verbindungsträger 95 drehbar gelagert und nehmen die
Verstellscheiben 175, 176 auf.
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Das Zahnrad 177 ist auf der Welle 173 befestigt und kämmt das auf
der Abtriebswelle 170 befestigte Zahnrad 178. Das mit der Welle 174 verbundene Zahnrad
179 greift in das Zahnrad 180 das durch Verbindung mit der am Gestell 172 befestigten
llohlwelle 171 abgestützt wird. Bei Rotation des Verbindungsträgers 95 wird das
Zahnrad 179, die Welle 174 und die Verstellscheiben 176 angetrieben. Diese Antriebsbewegung
wird mittels Kette, Ring, Schubgliederband oder Riemen 181 auf die Verstellscheiben
175 übertragen und über die Welle 173, die Zahnräder 177, 178 auf die Abtriebswelle
170 geleitet. Die axiale Verstellung der Verstellscheiben 175, 176 bewirkt eine
Änderung der Laufradien des Zugmittels 181 an den Scheiben 175, 176 und somit ein
verändertes Übersetzungsverhältnis.
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Nach der Darstellung der Fig. 40 ist die Antriebswelle 169 als Hohlwelle
ausgebildet und mit dem um die Achse der Abtriebswelle 170 und der feststehenden
Welle 171 drehbaren Verbindungsträger 95 fest verbunden. Der Steg 182 ist um die
Achse der Welle 183 schwenkbar am Verbindungsträger 95 befestigt und dient zur Aufnahme
der drehbar gelagerten Welle 184
an der die Randscheiben 4 axial
verschiebbar befestigt sind. Das Zahnrad 185 ist auf der Welle 184 befestigt und
im Eingriff mit dem auf der Welle 183 befestigten Zahnrad 186. Über die ebenfalls
an den Wellen 183 befestigten Kettenräder 187, die Ketten 188 und die auf der Abtriebswelle
170 befestigten Kettenräder 189 wird die Antriebsverbindung zur Abtriebswelle 170
hergestellt. Die Randscheiben 4 sind in reibschlüssiger Verbindung mit den Kegelscheiben
3 und den Anpreßplatten 190, 191, wobei die Anpreßplatte 190 mi der Welle 171 fest
verbunden ist und die Kegelscheiben 3 und die Anpreßplatte 191 durch die Nuten 192
drehfest jedoch axial verschiebbar befestigt sind. Die Feder 193 drückt auf die
Anpreßplatte 191 und sorgt für den Anpreßdruck zwischen den Randscheiben 4 einerseits
und den Kegelscheiben 3 sowie den Anpreßplatten 190 und 191.
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Wird die Vorrichtung angetrieben, so vollführen die Randscheiben 4
eine Planetenbewegung und eine überlagernde Drehbewegung. Die Verstellung des bersetzungsverhältnisses
erfolgt; indem durch Schwenkbewegung des Stegs 182 die Laufradien der Kegelscheiben
3 verändert werden. Darüberhinaus bietet die Wahl des Übersetzungsverhältnisses
der Ubertragungsmittel 185, 186 187, 189 zwischen der Welle 184 und der Abtriebswelle
170 die Möglichkeit das Übersetzungsverhältnis und die Drehrichtung zwischen der
Antriebswelle 169 und der Abtriebswelle 170 weiterhin zu beeinflussen. Zusätzlich
kanntdie Welle 171 angetrieben werden. In Abhängigkeit von deren Drehrichtung und
Drehgeschwindigkeit kann der regelbare Bereich
des Gesamtantriebs
und die Drehrichtung der Abtriebswelle 170 festgelegt werden.
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Die Änderung des Übersetzungsverhältnisses und der Drehrichtung zwischen
der Antriebswelle 169 und der Abtriebswelle 170 ist nicht auf die dargestellten
Beispiele begrenzt. Stattdessen kann mittels aller zur Änderung eines Übersetzungsverhältnisses
bekannter Mechanismen bei sinnvoller Zuordnung zum Verbindungsträger 95, der Abtriebswelle
170 und der Welle 171 die angestrebte Wirkung erreicht werden.
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Beim hydrostatischen in Axialbauweise ausgebildeten Getriebe wie es
die Fig. 41 zeigt s ist das mit den \iq Zylindern 194 195 versehene Pumpengehäuse
196 als Abtriebteil vorgesehen und mit der Abtriebswelle 197 verbunden. Die in den
Zylindern 194 geführten Kolben 198 wirken mit der auf der Antriebswelle 199 befestigten
Verstellscheibe 200 zusammen und bilden den Pumpenteil, wogegen die Kolben 201 mit
der abgestützten Verstellscheibe 202 zusammenwirken und den Motorteil bilden. Zwischen
den Zylindern 194 und 195 besteht ein geschlossener Kreislauf eines Druckmittels.
Diesem Kreislauf kann ein Hoch- oder Niederdruckbehälter zwischengeschaltet sein.
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Die Rotation der Verstellscheibe 200 mit der Antriebswelle 199 bewirkt
entsprechend dem Verstellwinkel, sofern gegenüber dem Pumpengehäuse 196 eine Drehzahldifferenz
besteht, eine Hin- und Herbewegung der Kolben 198. Dadurch wird ein Druckmittel
in den Hochdruckteil des Kreislaufs gepumpt und
durch geeignet
ausgebildete Ventile, Schieber oder dergl. derart gesteuert den Zylindern 195 zugeführt,
daß die Beaufschlagung der Kolben 201 die sich an der Verstellscheibe 202 abstützen
eine Antriebswirkung auf das Pumpengehäuse 196 in Drehrichtung der Antriebswelle
199 zur Folge hat.
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In Null-Stellung der Verstellscheibe 202 ist das Schluckvolumen des
Motorteils gleich Null. Dies bewirkt, daß im Pumpenteil wohl Druck erzeugt, jedoch
keine Volumenverdrängung mehr erfolgen kann. Folglich ist eine Hin- und Herbewegung
der Kolben 198 ausgeschlossen und das Pumpengehäuse 196 dreht sich mit der gleichen
Drehzahl wie die Verstellscheibe 200 und die Antriebswelle 199. Bei diesem Übersetzungsverhältnis
sind sowohl Pumpen- als auch Motorverluste ausgeschlossen. Dadurch ist eine verlustlose
Kraftübertragung zwischen der Antriebswelle 199 und der Abtriebswelle 197 gegeben.
Das Übersetzungsverhältnis ist abhängig vom Stellwinkel der Verstellscheiben 200
und 202. Zweckmäßigerweise wird der Verstellwinkel der Verstellscheiben 200, 202
proportional entgegengesetzt verstellt. Soll an der Abtriebswelle 197 die Drehrichtung
umgekehrt werden, so ist das Druckmittel entsprechend gesteuert den Zylindern 195
zuzuführen.
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Die Fig. 42 zeigt ei hydrostatisches Getriebe in Radialausführung.
Das drehbare als Abtriebteil ausgebildete Pumpen- und Motorgehäuse 196 ist mit den
Zy lindern 194, 195 versehen. An der Antriebswelle 199 ist die Exzenterscheibe 203
hubverstellbar befestigt
und in Antriebsverbindung mit den Kolben
198. Die den Zylindern 195 zugeordneten Kolben 201 wirken mit dem hubverstellbaren,
drehfest abgestützten Exzenterring 204 zusammen.
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Die Drehung der Antriebswelle 199 bewirkt in Abhängigkeit der hubstellung
der Exzenterscheibe 203 und des Exzenterrings 204 über Verbindungen zwischen den
Zylindern 194 und 195 ein hydraulische Verspannung zwischen den Kolben 198 und 201.
Diese Kraft der Verspannung drückt von den Kolben 198 auf die Exzenterscheibe 203
und von den Kolben 201 auf den Exzenterring 204 und wird mittels Schieber, Ventile
oder dergl. derart gesteuert, daß die daraus resultierende tangentiale auf den Pumpenkörper
196 wirkende Kraft in Drehrichtung auf denselben wirkt.
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Die Änderung des Übersetzungsverhältnisses wird durch verändern des
Hubvermögens der Exzenterscheibe 203 und des Exzenterringes 204 erreicht. Es ist
von Vorteil, wenn das Hubvermögen zwischen der Exzenterscheibe 203 und dem Exzenterring
204 proportional entgegengesetzt verlaufend verändert wird.
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Nach der Darstellung der Fig. 43 ist das Gehäuse 205 mit der Antriebswelle
206 fest verbunden und mit den axial angeordneten Zylindern versehen. Die Zylinder
215 und die darin hin- und her beweglichen Kolben 219 bilden im Zusammenwirken mit
der drehfest abstützbaren Schwenkscheibe 210 den Motorteil, wogegen der Pumpenteil
von den Zylindern 214, den darin geführten Kolben 216 und der damit zusammenwirkenden
Taumelscheibe 213 die an der Abtriebswelle
212 befestigt ist,
gebildet wird.
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Durch die Rotation des Gehäuses 205 wird mittels der aus den Zylindern
214, den Kolben 216 und der Taumelscheibe 213 bestehenden Pumpe, die verwendete
Hydraulikflüssigkeit in den Motor gepumpt. Dadurch werden die Kolben 219 von der
durch Ventile oder Schieber gesteuerte Hydraulikflüssigkeit derart beaufschlagt,
daß in Abhängigkeit des Verstellwinkels der Schwenkscheibe 210 ein an der Schwenkscheibe
210 abgestütztes Antriesmoment auf das Gehäuse 205 wirkt. In Null - Stellung der
Schwenkscheibe 210 ist eine Hin- und Herbewegung der Kolben 219 und somit auch ein
Schluckvermögen des Motors ausgeschlossen. Aus diesem Grunde kann von der Pumpe
keine Hydraulikflüssigkeit mehr gefördert werden.
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Somit rotieren die Kolben 216 ohne gleichzeitig überlagerte Hin- und
Herbewegung mit dem Gehäuse 205 und nehmen die Schiefscheibe 213 und die Abtriebswelle
212 mit. In diesem Zustand der direkten Antriebsübertragung sind die Pumpe und der
Motor und die damit zusammenhängenden Verluste ausgeschaltet.
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Die in der Zeichnung drehfest dargestellte Schwenkscheibe 210 kann
auch umlaufbar sein, wobei sich insbesondere bei Rotation in der Antriebswelle 206
entgegengesetzte Drehrichtung, ein größeres Übersetzungsverhältnis auch in entgegengesetzte
Drehrichtung ergibt.
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Bei der Darstellung nach Fig. 44 ist das Gehäuse 205 an der Antriebswelle
206 befestigt und mit den radial
angeordneten Zylindern 214, ,;15
versehen. Der Zylinder 214, der Kolben 216 und die auf der Abtriebswelle 212 befestigte
Exzenterscheibe 217 wirken zusammen und bilden den Pumpenteil, wahrenlsich der Motor
aus dem aus dem hubverstellbaren drehfest abgestützten Exzenter 218 zusammensetzt.
Durch die Rotation des Gehäuses 205 veranlaßt, wird von der Pumpe Hydraulikflüssigkeit
in den Motor gepreßt. Dadurch wirkt ein Drehmoment über die Exzenterscheibe 217
auf die Abtriebswelle 212 und vom Motor ausgehend ein Moment, das in Drehrichtung
auf das Gehäuse 205 wirkt und am Exzenter 218 abgestützt wird. Für die praktische
Ausführung sind mehrere Zylinder 214, 215 vorgesehen und die zweckmäßigerweise abwechslungsweise
gegeneinander versetzt angeordnet sind.
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Um die Abtriebswelle 212 zusätzlich entgegengesetzt der gleichsinnig
mit der Antriebswelle 206 vorgegebenen Drehrichtung anzutreiben, wird der Exzenter
218 wie in der Fig. 45 gezeigt, entgegengesetzt zur Drehrichtung der Antriebswelle
206 angetrieben. Zu diesem Zweck ist das auf der Antriebswelle 206 befestigte Zahnrad
219 im Eingriff mit den gestellfest gelagerten Zahnrädern 220 die Gen Zahnkranz
221 und den daran befestigten, verstellbaren Exzenter 218 antreiben.
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Die Fig. 46 zeigt ein Beispiel für den direkten Radnabenantrieb bei
Fahrzeugen. Das Zahnrad 222 ist auf der Antriebswelle 206 befestigt und im Eingriff
mit dem Zahnrad 223 welches mit dem Gehäuse 205 verbunden ist. Das Gehäuse 205 ist
mit den Zylindern 214, 215
versehen. Die Zylinder 214, die Kolben
216 und die auf der Achse 224 hubverstellbar befestigte Exzenter oder Nockescheibe
217 wirken zusammen und bilden den Motorteil. Die Radnabe 225 ist auf der Achse
224 gelagert und mit dem Exzenter 218 versehen, der mit dem 219 und dem Zylinder
215 den Pumpenteil bildet. Die an der Nabe 225 befestigte Scheibe 226 ist als Teil
einer Felge oder Bremstrommel anzusehen.
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Die Vergrößerung des Schluck- oder Fördervolumens des Motorteils gegenüber
dem Pumpenteil bewirkt bei entsprechend gesteuertem Druckmittels eine Drehrichtungsumkehr
des Exzenters 218 und der Nabe 225.
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Diese Maßnahme kannnoch dadurch unterstützt werden, indem die normalerweise
feststehende Exzenterscheibe 217 entgegengesetzt zur Drehrichtung des Gehäuses 205
angetrieben wird.
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