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Getrieberad mit variabler Ubersetzung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Getrieberad gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Derartige Getrieberäder können beispielsweise Anwendung finden bei
Motor- und Fahrrädern mit dem Ziel, die Übersetzungsverhältnisse zwischen dem Motor
und dem angetriebenen Rad entsprechend der jeweiligen Belastung, insbesondere der
Steigung der Fahrbahn zu variieren.
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Aus der DE-OS 2 412 664 ist ein Kettengetriebe bekannt, bei welchem
der wirksame Radius eines Getrieberades variierbar ist. Dieses Getrieberad besteht
im wesentlichen aus einem mit radialen Schlitzen versehenen Antriebsrad, einem,
mit einem spiralförmigen Schlitz versehenen Steuerrad und einer der Anzahl der radialen
Schlitze des Antriebsrades entsprechenden Anzahl von Kettenrädern, die jeweils mittels
einer Freilaufkupplung auf Wellen gelagert sind, welche jeweils einen radialen
Schlitz
durchdringen und mit ihrem einen Endbereich in den spiralförmigen Schlitz des Steuerrades
hineinragen. Das Antriebsrad ist verdrehfest gegenüber einer Welle gelagert, auf
welcher auch das Steuerrad gelagert ist, wobei letzteres jedoch gleichzeitig bezüglich
dieser Welle axial zwischen zwei Grenzpositionen verschiebbar ist. Während das Steuerrad
in der einen Grenzposition mit dem Antriebsrad gekuppelt ist, wird es in der anderen
Grenzposition festgebremst. Die axiale Verschiebung des Steuerrades erfolgt über
ein Gabelglied mittels einer Steuerwelle. Das über die bereits erwähnte Welle auf
das Getrieberad übertragene Antriebsdrehmoment wird somit über das Antriebsrad,
die erwähnten Freilaufkupplungen auf die Kettenräder abgeleitet. Im stationären
Betriebszustand des Getrieberades laufen somit das Steuerrad und das Antriebsrad
synchron um. Eine Änderung der Übersetzung dieses Getrieberades, nämlich dessen
wirksamen Radius kann durch vorübergehende axiale Verschiebung des Steuerrades in
dessen andere Grenzposition eingeleitet werden, wodurch dieses gebremst wird, so
daß entsprechend der spiralförmigen Gestalt des Schlitzes des Steuerrades die die
Kettenräder tragenden Wellen in den radialen Schlitzen des Antriebsrades verschoben
werden. Die jeweiligen Übersetzungsverhältnisse werden bei diesem bekannten Getriebrad
somit manuell über eine Steuerwelle eingestellt.
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Aus dem DE-GM 80 31 120.2 ist ein Keilriemengetriebe bekannt, dessen
Ubersetzungsverhältnisse sich entsprechend den jeweiligen Belastungsverhältnissen
selbsttätig anpassen. Das Getriebe ist zu diesem Zweck mit zwei Getrieberädern ausgerüstet,
die im einzelnen aus einer Trägerscheibe bestehen, welche mit vier, auf gleichem
Radius liegenden, im gleichen Winkelabstand angeordneten Bohrungen versehen ist,
in welchen Scheiben drehbar gelagert sind, auf welchen
exzentrisch
und gegenüber den Scheiben nicht drehbar Riemenscheiben aufgesetzt sind. Die Position
der Scheiben wird mittels eines Endanschlags sowie einer Rückholfeder derart fixiert,
daß sich die Riemenscheiben entweder auf einer bezüglich der Trägerscheibe inneren
oder äußeren radialen Position befinden, je nachdem ob die Trägerscheibe als Antriebs-
oder als Abtriebselement des Riemengetriebes benutzt wird. Eine belastungsabhängige
selbsttätige Regelung des Übersetzungsverhältnisses soll bei diesem bekannten Getriebe
durch das Zusammenwirken von Flieh- und Federkräften zustandekommen, welche an den
einzelnen Riemenscheiben wirken. Von Nachteil ist bei diesem bekannten Getriebe,
daß eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses erst oberhalb einer Mindestdrehzahl
stattfinden kann, welche quantitativ im wesentlichen durch die Bemessung der Rückholfedern
bestimmt wird. Aufgrund der drehfesten Lagerung der Riemenscheiben kann bei bestimmten
Betriebs- bzw. Belastungszuständen des Getriebes eine Änderung des wirksamen Radius
der Riemenscheiben nur unter Inkaufnahme eines Schlupfes zwischen diesen Riemenscheiben
und dem Riemen durchgeführt werden.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Getrieberad für ein Zugmittelgetriebe
der eingangs angegebenen Gattung unter Vermeidung der dem Stand der Technik anhaftenden
Nachteile dahingehend auszugestalten, daß eine selbsttätige, von der zu übertragenden
Zugkraft abhängige Einstellung des Übersetzungsverhältnisses ermöglicht wird. Gelöst
wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß
stehen die Mitnahmeelemente mit dem Zentralrad über besondere Führungselemente in
Verbindung, wobei die Führungselemente entweder eine radiale Verschiebung der Mitnahme
elemente oder eine Schwenkung ermöglichen. Die Mitnahmeelemente sind somit in jedem
Fall
zwischen zwei radialen Grenzpositionen relativ zu dem Zentralrad bewegbar angeordnet.
Diese beiden radialen Grenzpositionen bestimmen das Ausmaß, in welchem das Übersetzungsverhältnis
des Getrieberades selbsttätig geändert werden kann. Dadurch, daß die jeweilige radiale
Position der Führungselemente durch ein Kräftegleichgewicht zwischen den durch das
Zugmittel zu übertragenden Kräften einerseits und durch zu diesen entgegengesetzt
gerichteten Federelementen andererseits bestimmt wird, ergibt sich die Möglichkeit,
das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der zu übertragenden Zugkraft selbsttätig
einzustellen entsprechend der Charakteristik der gewählten Federelemente. Von besonderem
Vorteil ist hierbei, daß grundsätzlich eine Variabilität des Ubersetzungsverhältnisses
bereits beginnend bei der Drehzahl 0 gegeben ist und für ein Ansprechen der selbsttätigen
Anpassung des Übersetzungsverhältnisses somit keine Mindestdrehzahl erforderlich
ist.
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Das Merkmal des Anspruchs 2 bringt den Vorteil mit sich, daß über
eine entsprecnende Bemessung der Vor spannung ein von der zu übertragenden Zugkraft
abhängiger Betriebspunkt festlegbar ist, unterhalb welchem das Zugmittelgetriebe
mit einem konstanten, belastungsunabhängigen Übersetzungsverhältnis arbeitet, während
erst nach Erreichen bzw. Überschreiten dieses Betriebspunktes eine selbsttätige
Anpassung des Übersetzungsverhältnisses stattfindet.
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Durch eine einstellbare Ausbildung der Vorspannung des Federelementes
gemäß Anspruch 3 wird eine große Flexibilität des erfindungsgemäßen Getrieberades
erreicht.
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Die Ansprüche 4 bis b sind auf eine Ausführungsform eines Getrieberades
gerichtet, bei welcher die Einstellung der
Vorspannung des Federelements
in besonders einfacher Weise erfolgen kann. Eine Verstellung des wirksamen Radius
wird hierbei durch Verschiebung eines beispielweise ovalen Führungskörpers erreicht,
entlang dessen Umfang die Führungselemente geführt werden. Dadurch, daß die Führungselemente
gleichzeitig in radialen Schlitzen des Zentralrades gleitend geführt sind, ergibt
sich eine radiale Einstellmöglichkeit für die Mitnahmeelemente. Die Führungselemente
werden auf der, der Zugrichtung des Zugmittels zugekehrten Seite des Führungskörpers
auf diesem durch das Zugmittel selbst und auf der der Zugrichtung abgekehrten Seite
des Führungskörpers durch eine besondere u-förmige Führungsschiene sicher geführt.
Der Führungskörper ist im übrigen scheibenartig ausgebildet und erstreckt sich in
einer Ebene parallel zur Ebene des Zentralrades. Der Lagerblock dient gleichzeitig
der verschiebbaren Lagerung des Führungskörpers und der ortsfesten Lagerung einer
das Zentralrad tragenden Welle.
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Die Ansprüche 9 bis 12 sind auf ein zweites Ausführungsbeispiel des
Getrieberades gerichtet, bei welchenwdie Führungselemente als gegenüber dem Zentralrad
schwenkbare Traghebel ausgebildet sind. Die Winkelposition der Traghebel wird hierbei
durch eine relative Verdrehung des die Führungselemente tragenden Rades gegenüber
dem Zentralrad erzielt, wobei diese Verdrehung entgegen der Kraft von Federelementen
stattfindet. Die Kopplung zwischen dem Zentralrad und den Führungselementen findet
über besondere Druckhebel statt. Die Drehbewegungen der Traghebel werden in eine
Richtung durch Anschläge begrenzt. Der Bereich, innerhalb welchem das mit diesem
Getrieberad erzielbare Übersetzungsverhältnis geändert werden kann, wird im wesentlichen
durch die Länge der Traghebel, insbesondere
den Abstand der Projektionspunkte
der die Traghebel lagernden Achsen andererseits und der die Mitnahme elemente lagernden
Achsen andererseits bestimmt. Die Federelemente stehen auch hier unter Vorspannung,
so daß sich die eingangs bereits erwähnten Vorteile ergeben.
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Die Ansprüche 13 und 14 sind auf ein drittes Ausführungsbeispiel eines
Getrieberades gerichtet, das sich von dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel im
wesentlichen darin unterscheidet, daß die Kopplung zwischen dem Zentralrad und den
Mitnahmeelementen über Zahnkränze stattfindet, die an dem die Mitnahme elemente
tragenden Rad befestigt sind und mit einer Außenverzahnung des Zentralrades in Eingriff
stehen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird durch eine relative Verdrehung
des Rades gegenüber dem Zentralrad ein Schwenken von Schwinghebeln erreicht, an
deren einem Ende die Mitnahme elemente gelagert sind. Die der Zugkraft des Zugmittels
entgegengerichtete Kraft wird auch hier durch Federelemente aufgebracht, die einerseits
an dem Rad und andererseits an den Zahnkränzen befestigt sind.
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Die Merkmale der AnsprUche 15 und 16 stellen vorteilhafte Ausgestaltungen
dar.
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Das erfindungsgemäße Getrieberad kann vorzugsweise für verhältnismäßig
langsam. laufende Antriebssysteme, Anwendung finden.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den folgenden,
in den Zeichnungen schematisch dargestellen Ausführungsbeispielen. Es zeigen: Fig.
1 eine Seitenansicht eines mit einem erfindungsgemäßen Getrieberad ausgerüsteten
Zugmitttelgetriebes;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung gemäß der Linie
II-II der Fig. 1; Fig. 3 eine andere Schaltstellung des Getrieberades nach Fig.
1; Fig. 4 eine zweite Ausführungsform eines Getrieberades; Fig. 5 einen Schnitt
gemäß Linie V-V der Fig. 4; Fig. 6 eine andere Schaltstellung des Getrieberades
nach Fig. 4; Fig. 7 eine dritte Ausführungsform eines Getrieberades; Fig. 8 einen
Schnitt gemäß Linie VIlI-VIII der Fig. 7; Fig. 9 eine andere Schaltstellung des
Getrieberades nach Fig. 7.
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Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2, welche ein erstes AusfUhrungsbeispiel
des Erfindungsgegenstands darstellen, die Antriebswelle eines Getriebes 2 bezeichnet,
welches im wesentlichen aus einer Verstelleinheit 3 nämlich dem erfindungsgemäßen
Getrieberad und einem Abtriebsrad 4 besteht, welches auf einer Abtriebswelle 5 gelagert
ist. Die Verstelleinheit 3 steht mit dem Abtriebsrad 4 über ein Zugmittel, hier
eine Kette 6 in Verbindung.
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Die Verstelleinheit 3 besteht im einzelnen aus einem Zentralrad 7,
welches starr mit der Antriebswelle 1 gekoppelt und im wesentlichen als Kreisscheibe
ausgestaltet ist.
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Das Zentralrad 7 ist im übrigen mit einer Vielzahl von sich radial
erstreckenden, in der Draufsicht im wesentlichen rechteckförmigen Durchbrüchen 8
versehen, welche jeweils mit Abstand vor der äußeren Begrenzungsfläche des Zentralrades
und dessen Mittelpunkts enden. Die Durchbrüche dienen in noch zu erläuternder Weise
als radiale Führungseinrichtungen für Gleitkörper 9, die in diesen Durchbrüchen
entsprechend deren radialer Erstreckung radial verschiebbar sind. Seitlich neben
dem Zentralrad 7, die Antriebswelle 1 umgebend befindet sich ein Führungskörper
10, der im wesentlichen aus einem ovalen Grundkörper 11 und einem Ansatzteil 12
besteht. Der Grundkörper 11 ist im wesentlichen als Scheibe ausgebildet, die in
ihrem mittleren Bereich eine langlochartige Ausnehmung 13 aufweist, wobei diese
Ausnehmung 13 mit einem stationär angeordneten Lagerblock 14 im Eingriff steht.
Über den Lagerblock 14 ist gleichzeitig die Antriebswelle 1 gelagert. Der Lagerblock
14 ist in seinem, den Grundkörper 11 stützenden Teil in der Draufsicht im wesentlichen
rechteckig ausgebildet und überlappt den Grundkörper 11 beid-
seitig,
wie insbesondere in Fig. 2 erkennbar ist. Der Grundkörper 11 erfährt auf diese Weise
durch den Lagerblock 14 eine genaue geradlinige Führung.
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Das Ansatzteil 12 ist in seinem, dem Grundkörper 11 zugewandten Teil
gabelförmig ausgebildet, wobei zwischen den Gabelteilen eine im wesentlichen halbkreisförmige
Führungsschiene 15 angeordnet ist, die sich in der Ebene des Grundkörpers 11 koaxial
zu dessen gekrümmten>Teil und parallel zu dessen geradlinigem Teil erstreckt.
Die Wirkungsweise der Führungsschiene 15 wird im folgenden noch erläutert werden.
Das Ansatzteil 12 ist im übrigen in einer stationären, zeichnerisch nicht dargestellten
Führung gelagert, durch welche es in Richtung der Pfeile 16 geradlinig verfahrbar
gehalten ist.
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Das Ansatzteil 12 ist an seinem, dem Grundkörper 11 abgekehrten Ende
an einem Federelement 17 abgestützt, dessen dem Ansatzteil 12 abgekehrtes Ende in
einer Druckplatte 18 endet. An die Druckplatte angelenkt ist das eine Ende 19 eines
Hebels 20, der um einen stationären Gelenkpunkt 21 schwenkbar ist. Der Hebel 20
ist in an sich bekannter Weise durch nicht dargestellte Einrichtungen in jeder Winkelstellung
arretierbar. Seine Funktion im Rahmen des Erfindungsgegenstands wird im folgenden
noch erläutert werden.
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An den Gleitkörpern 9 ist jeweils eine nicht drehbare Achse 22 befestigt,
an deren äußerem Ende über eine Freilaufkupplung 23 ein Kettenrad 24 gelagert ist.
Die Freilaufkupplung 25 ist derart ausgebildet, daß eine Drehung des Kettenrades
24 in Richtung des Pfeiles 25 gegenüber der Achse 22 möglich ist, nicht hingegen
in Gegenrichtung zu dem Pfeil 25.
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Zwischen dem Kettenrad 24 und dem Gleitkörper 9 ist auf
der
Achse 22 eines jeden Gleitkörpers eine Führungsrolle 26 frei drehbar gelagert. Die
Führungsrollen 26 sind derart bemessen, daß sie auf der äußeren Umfangsfläche des
ovalen Grundkörpers 11 abrollen können und hierbei in dem Zwischenraum zwischen
der Führungsschiene 15 und dem Grundkörper 11 rollen.
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Mit 27 und 28 sind stationär angeordnete, frei drehbare, lediglich
der Führung der Kette 6 dienende Kettenräder bezeichnet. Das mit 29 bezeichnete
Kettenrad ist an dem Ende eines Schwinghebels 30 gelagert, welch letzterer an dem
stationär angeordneten Gelenkpunkt 31 schwenkbar gelagert ist. Die Position des
Schwinghebels 30 wird im übrigen durch ein Federelement 32 bestimmt, das einerseits
an dem Schwinghebel 30 und andererseits an einem stationären Befestigungspunkt 33
angebracht ist. Der Schwinghebel 30 mit dem Kettenrad 29 bildet eine Vorrichtung
zur Konstanthaltung der Spannung der Kette 6.
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Im folgenden soll kurz die Wirkungsweise des in den Fig.
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1 und 2 dargestellten Getriebes beschrieben werden: Eine in Richtung
des Pfeils 34 in die Antriebswelle 1 eingeleitete Drehbewegung wird über die Achsen
22 der Gleitkörper 9 auf deren Kettenräder 24 übertragen, die sich nur in Richtung
des Pfeils 34 gegenüber der Achse 22 drehen können und infolgedessen die Kette 6
mitnehmen.
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Die Kettenräder 6 führen hierbei während einer vollständigen Umdrehung
des Zentralrades 7 relativ zu den Durchbrüchen 8 eine radiale oszillierende Bewegung
aus. Sie treten im Verlauf ihrer ovalförmigen Umlaufbahn in der in Fig. 1 dargestellten
Stellung an der Stelle 35 den Eingriff mit der Kette 6, während sich an der Stelle
36 dieser Eingriff löst. Man erkennt, daß die Position des Führungskörpers 10 in
Richtung der Pfeile 16 bestimmt wird durch die gegeneinander wirkenden Kräfte des
Federelements 17 sowie durch die über die Kette 6 zu
übertragende
Zugkraft und damit durch die Belastung der Abtriebswelle 5. Der Führungskörper 10
ist in Richtung der Pfeile 16 zwischen einer in Fig. 1 gezeigten linken Endstellung
und einer rechten Endstellung stetig verstellbar, wobei die rechte Endstellung durch
das rechte Ende der Ausnehmung 13 gegeben ist. In der in Fig. 1 gezeigten linken
Endstellung ist somit bei gegebenen Antriebsmoment die durch die Verstelleinheit
3 entwickelte Drehkraft bzw. die Zugkraft in der Kette 6 maximal, während sie bei
gegebenen Antriebsmoment in der rechten Endstellung des Führungskörpers 10 minimal
wird. Die rechte Endstellung des Führungskörpers 10 ist in Fig. 3 dargestellt, deren
Bezugsziffern mit denjenigen der Fig. 1 übereinstimmen.
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Man erkennt aus der Darstellung der Fig. 3, daß die Kraftübertragung
von der Antriebswelle 1 über die Achse 22 der Gleitkörper 9 praktisch nur über jeweils
das Kettenrad 24 stattfindet, welches die maximale Entfernung zum Mittelpunkt der
Antriebswelle 1 aufweist, während die Kette 6 bezüglich der übrigen Kettenräder,
in denen sie im Eingriff steht, vorläuft, so daß diese aufgrund ihrer Freilaufkupplung
zur Kraftübertragung nicht beitragen.
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Voraussetzung für eine Verstellung des Führungskörpers 10 ist jedoch,
daß über die durch die Kette 6 zu übertragende Zugkraft eine Kraft in Richtung der
Pfeile 16 auf den Führungskörper 10 ausgeübt wird, welche die im wesentlichen durch
das Federelement 17 aufgebrachte Gegenkraft übersteigt. Betrachtet man beispielsweise
die rechte Endposition des Führungskörpers 10 als Anfangsstellung des Getriebes
2,findet eine Verstellung des Führungskörpers 10 in Richtung der Pfeile 16 nur dann
statt, wenn die durch die Belastung des Abtriebs bedingte Zugkraft in der Kette
6 einen im wesentlichen durch das Federelement 17 bedingten Betrag einer Gegenkraft
überwindet. Unterhalb des auf diese Weise definierbaren Belastungswertes arbeitet
das Getriebe mit konstanten Übersetzungsverhältnissen. Erst wenn dieser Belastungswert
überschritten wird, findet eine der Belastung proportionale Verschiebung des Führungskörpers
10 bis in die in Fig. 1 gezeigte linke Endstellung statt, wodurch bei gegebenem
Antriebsmoment die entwickelte Zugkraft in der Kette kontinuierlich ansteigt.
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Der Hebel 20 dient dazu, den Schaltpunkt, von dem an eine Verschiebung
des Führungskörpers 10 einsetzt entsprechend den gewünschten Bedürfnissen zu variieren.
Durch Betätigung des Hebels 20 kann außerdem bei laufendem Getriebe dieser Schaltpunkt
verändert werden.
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Man erkennt aus der vorangegangenen Darstellung, daß bei dem erfindungsgemäßen
Getriebe innerhalb eines, im wesentlichen durch die Länge der Ausnehmung 13 definierbaren
Ausmaßes in Abhängigkeit von der durch die Kette 6 zu übertragenden Zugkraft und
der mittels des Hebels 20 einstellbaren Federkraft des Federelementes 17 bei konstantem
Antriebsioment eine automatische Anpassung des Übersetzungsverhältnisses zwischen
der Antriebswelle 1
und der Abtriebswelle 5 stattfindet.
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In den Fig. 4 bis 6 ist eine erste Abwandlung des Erfindungsgegenstands
dargestellt, welche sich von dem Gegenstand der Fig. 1 bis 3 im wesentlichen darin
unterscheidet, daß die Spannung von Federelementen, die mit dem Federelement 17
der Fig. 1 funktionell vergleichbar sind, nicht einstellbar ausgebildet sind. Für
vergleichbare Funktionselemente sind bei dieser Ausführungsform gemäß den Fig. 4
bis 6 jedoch gleiche Bezugsziffern gewählt worden.
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Mit der Antriebswelle 1 starr verbunden ist das Zentralrad 7, welches
als halbseitig offener zylindrischer Körper ausgebildet ist. Das Zentralrad 7 trägt
umfangsseitig eine Vielzahl von Anlenkungspunkten 37, an welchen jeweils ein Druckhebel
38 schwenkbar befestigt ist. Das dem jeweiligen Anlenkungspunkt 37 abgekehrte Ende
des Druckhebels 38 ist jeweils an einem Traghebel 39 angelenkt, wobei jeder Traghebel
39 darüber hinaus an einem gegenüber der Antriebswelle 1 frei drehbaren Rad 40 gelagert
ist. Die Lagerung des Traghebels 39 an dem Rad 40 erfolgt jeweils mittels einer
Achse 42.
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Jeder Traghebel 39 besteht aus zwei im wesentlichen dreieckigen Platten,
zwischen welchen mittels einer Achse 41 unter Zwischenanordnung einer Freilaufkupplung
43 ein Kettenrad 44 gelagert ist. Die Freilaufkupplung 43 ist derart ausgebildet,
daß eine Drehung der Kettenräder 44 in Richtung des Pfeil es 45 gegenüber der Achse
42 möglich ist, eine Drehung in Gegenrichtung zu dem Pfeil 45 hingegen gesperrt
wird. Das wie bereits erwähnt als einseitig offener zylindrischer Körper ausgebildete
Zentralrad 7 trägt in seinem offenen Teil zwei einander diametral gegenüberliegende
Bolzen 46, während das Rad 40 ebenfalls
zwei einander diametral
gegenüberliegende Bolzen 48 trägt, und zwar derart, daß die Bolzen 46 und 48 auf
einem gemeinsamen Kreis um den Mittelpunkt der Antriebswelle 1 liegen. Die Bolzen
46bund 48 sind im übrigen derart angeordnet, daß diese innerhalb des durch die Umfangsflächen
des Zentralrades 7 umgrenzten Raumes angeordnet sind. Jeweils ein Paar Bolzen 46,
48 steht über ein Federelement 49 miteinander in Verbindung. An dem Rad 40 sind
darüber hinaus, den Bolzen 46 unmittelbar benachbart Anschläge 47 angeordnet. Das
Rad 40 trägt darüber hinaus weitere Anschläge 50 im peripheren Bereich, welche der
Begrenzung der Schwenkbewegung der Traghebel 39 um die Achsen 42 gegenüber dem Rad
40 dienen.
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Man erkennt aus der vorangegangenen Darstellung, daß durch Verdrehung
des Zentralrades 7 gegenüber dem Rad 40 entgegen der Kraft der Federelemente 49
über die Druckhebel 38 die Traghebel 39 zwischen einer ersten Endstellung, welche
in Fig. 4 gezeigt ist und einer zweiten Endstellung, welche in Fig. 6 gezeigt ist,
schwenkbar sind. Begrenzt wird diese Bewegung der Traghebel 39 einerseits durch
die Anschläge 50 und andererseits durch die Anschläge 47.
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Man erkennt aus der vorangegangenen Darstellung ferner, daß die Kraftübertragung
von der Antriebswelle 1 über die Druckhebel 38 auf die Traghebel 39 und damit auf
die Kettenräder 44 erfolgt, wobei die Winkelstellung der Traghebel 39 bezüglich
ihrer Achsen 42 durch ein Kräfte bzw.
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Momentengleichgewicht zwischen der über die Kette 6 auf das Kettenrad
44 übertragenen Zugkraft und der über die Druckhebel 38 übertragenen Druckkraft
bestimmt wird, wobei
die letztgenannte Druckkraft maßgeblich durch
die, die relative Verdrehung des Rades 40 gegenüber dem Zentralrad 7 beeinflussende
Federkraft der Federelemente 49 bestimmt wird. Man erkennt, daß bei konstantem Antriebsmoment
in ähnlicher Weise wie bei dem Gegenstand der Fig. 1 bis 3 in der Schaltstellung
gemäß Fig. 4 eine maximale Zugkraft auf die Kette 6 und in der Schaltstellung gemäß
Fig. 6 eine minimale Zugkraft in die Kette 6 eingeleitet werden kann. Über die Vorspannung
der Federelemente 49 kann auch hier ein Betriebspunkt festgelegt werden, und zwar
derart, daß unterhalb einer durch diese Vorspannung festlegbaren Zugkraft der Kette
6 das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 2 unverändert bleibt, daß hingegen erst
nach Überschreiten der auf diese Weise festlegbaren Zugkraft die Vorspannung der
Federelemente 49 überschritten wird und demzufolge bei weiterer Steigerung der Zugkraft
ein dem proportionales Verschwenken der Traghebel 39 und damit eine entsprechende
Änderung des Übersetzungsverhältnisses eingeleitet wird. In diesem Sinne kann die
Schaltstellung gemäß Fig. 6 als eine Anfangsstellung des Getriebes bezeichnet werden,
deren Übersetzungsverhältnis solange unverändert bleibt, bis der erwähnte, durch
die Vorspannung der Federelemente 49 bedingte Betriebspunkt nicht erreicht ist.
Erst nach über schreiten dieses Betriebspunktes findet eine relative Verdrehung
des Zentralrades 7 gegenüber dem Rad 40 statt, und zwar entgegen der Kraft der Federelemente
49, wodurch die Traghebel 39 maximal bis in die in Fig. 4 gezeigte Stellung, in
welcher die Zugkraft in der Kette 6 maximal wird, verschwenkt werden.
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Der wesentliche Unterschied des in den Fig. 4 bis 6 dargestellten
Ausführungsbeispiels gegenüber demjenigen der Fig. 1 bis 3 ist somit der, daß die
Vorspannung der Federelemente 49 nicht in einfacher Weise variierbar ist.
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Die Fig. 7 bis 9 schließlich zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstands, dessen Antriebswelle mit 51 und dessen Abtriebswelle
mit 52 bezeichnet ist. Auch bei dieser Ausführungsform sind Funktionselemente, die
mit denjenigen der bisherigen Figuren übereinstimmen auch übereinstimmend beziffert.
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Das mit der Abtriebswelle 52 starr verbundene Zentralrad 7 ist umfangsseitig
verzahnt und steht hierbei im Eingriff mit halbkreisförmig ausgebildeten Zahnkränzen
53, die auf Achsen 54 drehbar gelagert sind. Die Achsen 54 werden ihrerseits an
dem Rad 40 gehalten, das gegenüber der Abtriebswelle 52 frei drehbar ist. Mit den
Achsen 54 in starrer Verbindung steht jeweils ein Schwinghebel 55, an dessen, der
Achse 54 abgekehrten Ende jeweils über eine Freilaufkupplung 56 ein Kettenrad 57
gelagert ist. Die Freilaufkupplungen 56 sind jeweils derart ausgestaltet, daß eine
Drehung der Kettenräder 57 in Richtung des Pfeil es 58 frei möglich ist, eine Drehung
in Gegenrichtung zu dem Pfeil 58 hingegen blockiert wird, so daß ein Antrieb der
Antriebswelle 51 in Richtung des Pfeiles 59 zu einer Mitnahme der Kettenräder 57
führt.
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An den Zahnkränzen 53 sind Federelemente 60 befestigt, deren den Zahnkränzen
53 abgekehrtes Ende jeweils über einen Bolzen 61 an dem Rad 40 befestigt ist. Die
Drehbewegung der Zahnkränze 53 wird in beiden Richtungen jeweils durch einen Anschlag
62, der auf dem Rad 40 befestigt ist, begrenzt.
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In der einen Endstellung der Zahnkränze 53, welche in Fig. 7 gezeigt
ist, werden diese durch die Zugvorspannung eines Federelementes 60 gegen die Anschläge
62 gedrückt. Durch die Einstellung einer bestimmten Zugvorspannung in den Federelementen
60 kann ein Betriebspunkt des Getriebes derart festgelegt werden, daß bei einer
Zugkraft
unterhalb eines, durch diese Zugvorspannung im wesentlichen bestimmten Wertes das
Getriebe 2 mit einem konstanten Ubersetzungsverhältnis arbeitet, wobei erst dann
eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses eintritt, sobald die Zugkraft in der
Kette 6 den durch die Vorspannung der Federelemente 60 bestimmten Wert überschreitet.
In diesem zuletzt genannten Betriebsbereich findet ein kontinuierliches Verschwenken
der Schwinghebel 55 mit den Kettenrädern 57 bis in die Fig. 9 gezeigte zweite Endstellung
statt, in welcher die Zahnkränze 53 wiederum an den Anschlägen 62 anliegen.
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In dieser zuletzt genannten Betriebsstellung wird bei gegebenem Antriebsmoment
der Antriebswelle 51 ein maximales Abtriebsmoment entwickelt.
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Wesentlich ist somit auch für diese Ausführungsform nach den Fig.
7 bis 9, daß eine der mittels der Kette 6 zu übertragenden Zugkraft proportionale
Änderung des Übersetzungsverhältnisses stattfindet, sobald diese Zugkraft einen
durch die Vorspannung der Federelemente 60 festlegbaren Wert überschreitet.
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Bei entsprechender Zuordnung der Umdrehungsrichtungen sowie der Freilaufkupplungen
können grundsätzlich bei allen beschriebenen Getrieben Antrieb und Abtrieb vertauscht
werden.
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