DE4224972C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad für ein formschlüssiges Zugmittel mit variabler Zähnezahl, mit an einer Axial-Radial-Verstellvorrichtung anliegenden und einen Zahnkranz bildenden Zahngliedern.

Ein derartiges Zahnrad ist z. B. aus der DE 41 11 195 A1 bekannt. Dabei wird das Zahnrad von einer einen Zahnkranz erzeugenden Treibkette gebildet, die durch Längenänderung im Teilkreisdurchmesser mittels Zu- und Abführen einzelner Glieder über ein Hilfszahnrad veränderbar ist. Dabei werden die einzelnen abgeführten Glieder in einem Speicher im Innern des Zahnrads gespeichert. Die Axial-Radial-Verstellvorrichtung ist als Konuspaar ausgebildet, bei der die beiden Konen axial zueinander verstellbar sind.

Ausgehend von einem Zahnrad der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Zahnrad einfacher und kleiner zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zahnglieder von Einsatzgliedern und wenigstens einem Schaltglied gebildet werden, wobei die Zähne der Einsatzglieder permanent im Eingriffsdurchmesser des Zahnrades liegen und der Zahn des wenigstens einen Schaltgliedes bei gleichbleibender Teilung des Zahnrades zwischen einer im Eingriffsdurchmesser liegenden und einer außerhalb des Eingriffsdurchmesser liegenden stabilen Lage schaltbar ist.

Beim erfindungsgemäßen Zahnrad werden die Zähne von mehreren Einsatzgliedern und in der Regel von mehreren Schaltgliedern gebildet. Dabei sind die Einsatzglieder so ausgestaltet, daß die Zähne ständig im Eingriffsdurchmesser angeordnet sind, also bei einer das Zahnrad umgreifenden Kette mit diesem Zugmittel in Eingriff stehen. Die Zähne der Schaltglieder sind zwischen zwei Lagen hin- und herschaltbar. In der einen Lage befinden sie sich ebenfalls im Eingriffsdurchmesser und können an der Kette angreifen, wohingegen die Zähne in der zweiten Lage außerhalb des Eingriffsdurchmesser sind. Da die Teilung des Zahnrads stets konstant bleibt, rücken die Zähne der Zahnglieder in Richtung aufeinander zu, wenn der Zahn eines dazwischen liegenden Schaltgliedes aus dem Eingriffsdurchmesser herausgenommen wird. Wird der Zahn eines Schaltgliedes jedoch aus seiner außerhalb des Eingriffsdurchmessers sich befindenden Lage in den Eingriffsdurchmesser geschaltet, dann rücken die Zähne der beiden benachbarten Einsatzglieder um einen Teilungsabstand auseinander, so daß der Zahn des Schaltgliedes zwischen den beiden Zähnen der Einsatzglieder bei Aufrechterhaltung der Teilung Platz finden kann. Auf diese Weise wird ein einfach gestaltetes Zahnrad mit variabler Zähnezahl geschaffen, wobei die Gesamtzahl der Zähne des Zahnrads auf maximal die Hälfte reduziert werden kann. Die Axial-Radial-Verstellvorrichtung kann ebenfalls als Konuspaar ausgebildet sein. Es sind aber auch andere Ausführungsformen denkbar, wie verstellbare sphärische Elemente. Dabei ist wichtig, daß die axiale Stellbewegung der Stützvorrichtung in eine radiale Bewegung der Einsatzglieder umgewandelt wird.

Ein einfacher Aufbau wird vor allem auch dadurch geschaffen, daß die Einsatzglieder und die Schaltglieder jeweils den gleichen Aufbau aufweisen. Durch diesen Aufbau ist außerdem eine sehr gedrungene Bauweise möglich, so daß das Zahnrad auch bei Kleinmotoren bzw. bei kleinen Getrieben, z. B. bei Fahrrädern, eingesetzt werden kann.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Einsatzglieder insbesondere reibschlüssig an den Konen anliegen und sich abstützen. Hierdurch wird auf einfache Weise ein Überlastschutz erzielt, da die Einsatzglieder beim Überschreiten des maximal übertragbaren Drehmoments auf den Konen durchrutschen und dadurch einer Schädigung des gesamten Getriebes vorgebeugt werden kann. Durch entsprechende Belagoberflächen und/oder Anpreßkraftveränderung und/oder Schmiermittel entweder der Anlageflächen der Einsatzglieder an den Konen oder den Oberflächen der Konen kann das Grenzdrehmoment auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.

Ein Schlupf wird vorteilhaft dadurch vermieden, daß eines der Einsatzglieder formschlüssig mit wenigstens einem der Konen verbunden ist. Auf diese Weise können durch Schlupf entstehende Verluste vermieden und insbesondere relativ hohe Drehmomente auch mit kleinen Getrieben übertragen werden.

Bei einer Ausführungsform ist ein jedes Schaltglied zwischen zwei Einsatzgliedern angeordnet. Dabei wird jedes Schaltglied von zwei benachbarten Einsatzgliedern gehalten. Durch diese Anordnung bedarf es keiner zusätzlichen Elemente für die Fixierung der Schaltglieder, da diese von den Einsatzgliedern sowohl in radialer als auch in Umfangsrichtung gehalten und abgestützt werden.

Vorzugsweise bilden die Einsatzglieder und die Schaltglieder eine endlose Gliederkette. Diese Gliederkette erstreckt sich über die beiden Konen und stützt sich mit entsprechenden Stützflächen der Einsatzglieder an den Konusflächen ab.

Die beiden Lagen des Schaltgliedes, in denen dessen Zahn im bzw. außerhalb des Eingriffsdurchmessers liegt, sind stabile und insbesondere die einzigen stabilen Lagen. Auf diese Weise werden Zwischenlagen vermieden, in denen der Zahn des Schaltgliedes nur teilweise, d. h. nicht vollständig, im Eingriffsdurchmesser liegt. Durch die stabilen Lagen wird vermieden, daß der Zahn des Schaltgliedes während des Betriebs des Zahnrades eine Lage einnimmt, in der er störend am umlaufenden Zugmittel, welches eine Kette, ein Zahnriemen, eine Kugelschnur o. dgl. sein kann, angreift.

Vorzugsweise liegt der außerhalb des Eingriffsdurchmessers liegende Zahn des Schaltgliedes radial innerhalb des Eingriffsdurchmessers. Diese eine stabile Lage darstellende Position des Zahns wird dadurch erreicht, daß er radial nach innen gezogen wird. Auf diese Weise wird er aus dem Eingriffsdurchmesser herausgeführt, so daß er nicht mehr in der Lage ist, am Zugmittel anzugreifen.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß der außerhalb des Eingriffdurchmessers liegende Zahn des Schaltgliedes in Richtung auf ein benachbartes Einsatzglied verschwenkt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Zahn ebenfalls radial nach innen verlagert, jedoch zusätzlich um einen bestimmten Winkel verschwenkt.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Zahn ausschließlich verschwenkt, wobei er durch die Schwenkbewegung ebenfalls aus dem Eingriffsdurchmesser heraus und in eine Position gebracht wird, in der er nicht am Zugmittel angreifen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel können auf einfache Weise relativ hohe Zähne einfach geschaltet werden, ohne daß im Innern des Zahnrads Platzprobleme auftreten. Befindet sich der Zahn des Schaltgliedes nicht mehr im Eingriffsdurchmesser, so kann der Abstand der beiden das Schaltglied flankierenden Einsatzglieder soweit verringert werden, bis diese wieder auf Teilung zueinander stehen. Auf diese Weise verringert sich die Gesamtzähnezahl des Zahnrads um den aus dem Eingriffsdurchmesser herausgeschwenkten Zahn.

Eine stabile Lage der aufeinander folgenden Einsatzglieder, unabhängig davon, ob sie direkt oder indirekt über ein Schaltglieder miteinander verbunden sind, wird über einen gemeinsamen Anschlag geschaffen, über den sie aneinander liegen. Über diesen Anschlag können die Kräfte vom einen Einsatzglied auf das andere direkt dann übertragen werden, wenn das Schaltglied eine Position einnimmt, in der dessen Zahn außerhalb des Eingriffsdurchmessers liegt. Hierdurch wird eine Schonung der Schaltglieder erzielt, da sie nicht an der Übertragung des Drehmoments beteiligt sind. Außerdem kann durch die Anschläge eine genaue Einhaltung des Teilungsabstandes bewirkt werden. Ferner gewährleisten die Anschläge, daß die Einsatzglieder zueinander ausgerichtet sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Einsatzglieder über Zwangsführungsmittel an den Konen anliegen. Über diese Zwangsführungsmittel wird gewährleistet, daß die Einsatzglieder unabhängig vom Abstand der beiden Konen stets an diesen anliegt, wobei hierfür auf Anpreßkräfte auf die Einsatzglieder ausübende Federmittel verzichtet werden kann. Über die Zwangsführungsmittel ist außerdem gewährleistet, daß die Einsatzglieder stets an den Konusflächen anliegen.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß das Zwangsführungsmittel eine als Führungsabschnitte der Einsatzglieder aufnehmende konische Nut ausgebildet ist. In diese konische Nut greifen die Führungsabschnitte der Einsatzglieder ein und halten die Einsatzglieder fest. Werden die Konen aufeinander zu bewegt bzw. voneinander weg bewegt, dann gleiten die Führungsabschnitte in der konischen Nut, so daß die Einsatzglieder auf der Konusfläche entlang einer Mantellinie entlanggleiten.

Bei einer Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Führungsabschnitte als an den Einsatzgliedern angeordnete, sich in Richtung der Mantellinie der Konen verlaufende Stäbe ausgebildet sind. Dabei sind die Einsatzglieder verschieblich an den Stäben geführt. Dies hat den Vorteil, daß die Nuten lediglich so groß ausgeführt sein müssen, daß sie die Stäbe der Länge nach entlang einer Mantellinie aufnehmen können. Die Stäbe sind außerdem in den konischen Nuten in Umfangsrichtung verschieblich geführt, so daß sie an die unterschiedlichen Abstände der einzelnen Einsatzglieder zueinander angepaßt werden können. Abhängig von der Anzahl der im Eingriffsdurchmesser sich befindenden Zähne des erfindungsgemäßen Zahnrads verlagern sich die Einsatzglieder entlang der Stäbe und werden von diesen auf der Konusfläche der Konen gehalten.

Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Einsatzglieder über eine Vorspannkraft, z. B. eine oder mehrere Federn o. dgl., an den Konen anliegen. Dies hat den Vorteil, daß die Konen selbst nicht mit Einrichtungen für Zwangsführungsmittel ausgestattet sein müssen, so daß die Konen einfacher herstellbar sind.

Um definierte Schaltpunkte zu erhalten ist wenigstens einer der Konen, insbesondere unter einer Vorspannkraft, axial nachgiebig auf einer Verstelleinrichtung gelagert. Über die Verstelleinrichtung wird der Abstand der beiden Konen eingestellt bzw. verstellt, wobei wenigstens einer der Konen derart nachgiebig gelagert ist, daß er der Verstellkraft erst dann folgt, wenn eines der Schaltglieder von seiner einen stabilen in die andere stabile Lage überwechselt. Auf diese Weise wird zusätzlich vermieden, daß die Schaltglieder Zwischenpositionen einnehmen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele im einzelnen dargestellt sind. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipskizze eines Abschnitts des erfindungsgemäßen Zahnrads mit zwei Speichergelenkeinheiten, wobei die linke Speichergelenkeinheit in zusammengeklapptem und die rechte Speichergelenkeinheit in auseinandergeklapptem Zustand wiedergegeben ist;

Fig. 2 eine Prinzipskizze gemäß Fig. 1, wobei zusätzlich Vorspann- und Endlagenfedern wiedergegeben sind;

Fig. 3 ein Diagramm, das den Zugkraftverlauf zwischen dem zusammengeklapptem und auseinandergeklapptem Zustand einer Speichergelenkeinheit zeigt; und

Fig. 4 einen Schnitt durch einen Ausschnitt einer Ausführungsform der Erfindung mit zwei Speichergelenkeinheiten, wobei die linke Speichergelenkeinheit zusammengeklappt und die rechte Speichergelenkeinheit auseinandergeklappt ist;

Fig. 5 Prinzipskizzen anderer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Zahnrads, wobei jeweils zwei Speichergelenkeinheiten wiedergegeben sind;

Fig. 6 Prinzipskizzen einer Zwangsfixierung der Einsatzglieder zwischen den beiden Konen.

Die Fig. 1 zeigt eine Prinzipskizze zweier Speichergelenkeinheiten 1 und 2, wobei die linke Speichergelenkeinheit in zusammengeklappter und die rechte Speichergelenkeinheit in auseinandergeklappter Stellung wiedergegeben ist. Jede Speichergelenkeinheit 1 bzw. 2 weist wenigstens zwei Einsatzglieder 3 und 4 bzw. 4 und 5 auf, wobei jedes Einsatzglied einen Zahn 6 aufweist, der im momentanen Eingriffsdurchmesser 7 des Zahnrads liegt.

Zwischen den Einsatzgliedern 3 bis 5 sind Schaltglieder 8 und 9 vorgesehen, wobei, wie bereits oben erwähnt, das Schaltglied 8 in ausgeklapptem und das Schaltglied 9 in eingeklapptem Zustand dargestellt sind. Ein jedes Schaltglied 8 bzw. 9 weist zwei Klappelemente 10 und 11 auf, die im Gelenk 12 miteinander verbunden sind. Ferner ist das Klappelement 10 mit dem Einsatzglied 3 im Gelenk 13 und das Klappelement 11 mit dem Einsatzglied 4 im Gelenk 14 schwenkbar festgelegt. Die Gelenke 12 bis 14 erlauben eine begrenzte Schwenkbewegung der Klappelemente 10 und 11 an den Einsatzgliedern 3 und 4 bzw. 4 und 5.

Die Klappelemente 10 und 11 sind außerdem mit Zwischengliedern 20 versehen, die am Gelenk 12 angeordnet sind. Ein jedes Zwischenglied ist mit Anschlägen 15 und 16 versehen. Ferner sind an jedem Klappelement 10 bzw. 11 Anschläge 17 und 18 vorgesehen, wobei in der aufgeklappten Stellung, wie bei der Speichergelenkeinheit 2 wiedergegeben, die Anschläge 18 der Klappelemente 10 bzw. 11 an den Anschlägen 16 der Zwischenglieder 20 liegen und ein weiteres Öffnen der Klappelemente 10 bzw. ein weiteres Verschwenken der Klappelemente 10 und 11 um das Gelenk 12 verhindert wird. In der Fig. 1 ist bei der Speichergelenkeinheit 2 lediglich der Anschlag 16 und der Anschlag 18 für das Klappelement 11 dargestellt. Ein entsprechender Anschlag ist für das Klappelement 10 vorgesehen.

In der Lage, in der die Speichergelenkeinheit 2 wiedergegeben ist und bei der die beiden Klappelemente 10 und 11 einen auseinandergeklappten Zustand einnehmen, befindet sich ein Zahn 19, der am Zwischenglied 20 vorgesehen ist, ebenfalls im Eingriffsdurchmesser 7. Der Zahn 19 liegt unter Beibehaltung der korrekten Teilung des Zahnrads zwischen den Zähne 6 der Einsatzglieder 3 und 4. Die Beibehaltung der korrekten Teilung des Zahnrads wird über die Anschläge 16 und 18 für das Klappelement 11 am Zwischenglied 20 und über die entsprechenden, nicht dargestellten Anschläge für das Klappelement 10 am Zwischenglied 20 erreicht. Ein weiteres Auseinanderklappen der beiden Klappelemente 10 und 11, was ein weiteres Ausfahren des Zahnes 19 bewirken würde, wird dadurch verhindert.

Bei der Speichergelenkeinheit 1 sind die beiden Klappelemente 10 und 11 zusammengeklappt und es liegt der Anschlag 17 des Klappelements 11 am Anschlag 15 des Zwischengliedes 20. Entsprechend liegt das Klappelement 10 mit seinem Anschlag am Zwischenglied 20 an. Durch diese Verschwenkung der Klappelemente 10 und 11 um das Gelenk 12 wird der radiale Abstand des Gelenks 12 vom Eingriffsdurchmesser 7 vergrößert und dadurch das Zwischenglied 20, an welchem der Zahn 21, der dem Zahn 19 entspricht, aus dem Eingriffsdurchmesser 7 radial nach innen verlagert. Durch die Verschwenkung der Klappelemente 10 und 11 um das Gelenk 12 werden außerdem die Gelenke 13 und 14 soweit einander angenähert, daß sie sich überdecken. In dieser Stellung, in welcher die Speichergelenkeinheit 1 wiedergegeben ist, weisen die beiden Zähne 6 der Einsatzglieder 4 und 5 den Teilungsabstand auf. Der Zahn 21 des Zwischengliedes 20 ist zwar immer noch zwischen den beiden Zähnen 6 der Einsatzglieder 4 und 5 angeordnet, liegt jedoch radial innerhalb des Eingriffsdurchmessers 7 und trägt daher nicht zur Kraft- bzw. Drehmomentübertragung bei.

Die Fig. 2 zeigt eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung, wobei die beiden Speichergelenkeinheiten 1 und 2 zusätzlich mit jeweils einer Vorspannfeder 22 und einer Endlagenfeder 23 versehen sind. Die Vorspannfeder 22 ist als Schenkelfeder ausgebildet und erstreckt sich um das Gelenk 12 des Zwischengliedes 20. Die beiden Schenkel 24 und 25 wirken derart auf die Klappelemente 10 und 11, daß diese, wie in der Speichergelenkeinheit 1 dargestellt, zusammmengedrückt werden. Die Vorspannfeder 22 bewirkt also stets eine Verringerung des Durchmessers des Zahnrads.

Ferner ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß das Zwischenglied 20 zwei Randausnehmungen 26 und 27 aufweist, die sich jeweils über einen Teil des Umfangs des Zwischengliedes 20 erstrecken. Die Enden der Ausnehmungen 26 und 27 stellen die Endlagen für die beiden Klappelemente 10 und 11 dar. In den Ausnehmungen 26 und 27 läuft die Endlagenfeder 23, die ein im wesentliches C-förmiges Profil aufweist. Die Enden der Endlagenfeder 23 werden von den Schenkeln 24 und 25 der Vorspannfeder 22 untergriffen und in eine Richtung gedrängt, die der zusammengeklappten Lage der beiden Klappelemente 10 und 11 entspricht.

Über die Vorspannfeder 22 werden die Klappelemente 10 und 11 stets in zusammengeklapptem Zustand gehalten. Sollen die Klappelemente 10 und 11 eine Lage einnehmen, wie sie von der Speichergelenkeinheit 2 wiedergegeben wird, dann muß eine Kraft entgegen der Vorspannkraft der Vorspannfeder 22 aufgebracht werden.

Um definierte Endlagen zu erhalten, wirkt die Kraft der Endlagenfeder 23 bei auseinandergeklappten Klappelementen 10 und 11 der Vorspannkraft der Vorspannfeder 22 entgegen, da die beiden Enden der Endlagenfeder 23 die Schenkel 24 und 25 zusammendrücken. Hierdurch wird ein qualitativer Kraftverlauf F aus der Kombination der Kräfte der beiden Federn 22 und 23 erzielt, wie er im Diagramm der Fig. 3 wiedergegeben ist. Dabei stellt die Ordinate die kombinierte Zugkraft F und die Abszisse den Aufklappweg A dar. Zwischen der maximalen Zugkraft F_max und der maximalen Zugkraft F_min verläuft die Kraft zwischen der zusammengeklappten Lage aus und der auseinandergeklappten Lage A_aus nicht linear, sondern S-förmig. Die Kraft F nimmt sowohl im Anfang- als auch im Endbereich relativ rasch ab, wohingegen sie sich im mittleren Bereich nur geringfügig verringert. Dieser Kräfteverlauf ermöglicht es, daß das Schaltglied 8 bzw. 9 möglichst rasch seine Endlagen einnimmt und Zwischenlagen vermieden werden.

In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die links wiedergebene Speichergelenkeinheit 1 in eingeklapptem und die rechts wiedergegebene Speichergelenkeinheit 2 in auseinandergeklapptem Zustand dargestellt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Schaltglied 8 bzw. 9 vier Klappelemente 28 bis 31 auf. Die beiden Klappelemente 28 und 30 sind über das Gelenk 14 mit dem Einsatzglied 4 und die beiden Klappelemente 29 und 31 über das Gelenk 13 mit dem Einsatzglied 3 gelenkig verbunden. Außerdem sind die Klappelemente 28 und 29 über ein Gelenk 32 und die beiden Klappelemente 30 und 31 über das Gelenk 12 gelenkig miteinander verbunden. Der Zahn 19 ist starr am Klappelement 30 festgelegt. Ferner ist ersichtlich, daß ein jeder der Zähne 6 der Einsatzglieder 3 bis 5 an der dem Klappelement 30 zugewandten Seite eine runde Ausnehmung 33 und auf der anderen Seite eine der Zahnkontur entsprechende Ausnehmung 34 aufweist. Durch diese Ausnehmungen 33 und 34 wird die Möglichkeit geschaffen, daß bei eingeklapptem Schaltglied 9 der Zahn 21, der dem Zahn 19 entspricht, von den beiden benachbarten Zähne 6 der Einsatzglieder 4 und 5 aufgenommen wird. Der Zahnfuß greift dabei in die Ausnehmung 33 und der Zahnkopf in die Ausnehmung 34. Im Gegensatz zu den Fig. 1 und 2 wird der Zahn 21 nicht nur radial nach innen aus dem Eingriffsdurchmesser 7 bewegt, sondern er erfährt zudem eine Schwenkbewegung. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Schaltglieder 8 und 9 bei der Bewegung von ihrer ausgeklappten in ihre zusammengeklappte Lage keinen zusätzlichen Raum im Innern des Zahnrads benötigen. Bei der Klappbewegung wandert das Gelenk 32 radial nach außen und das Gelenk 12 um das Gelenk 14 in Richtung des Uhrzeigersinns. Bei dieser Bewegung wird außerdem die Endlagenfeder 23 die an den beiden Klappelementen 28 und 29 angreift, gespannt. Die Endlagenfeder 23 ist an Höckern 35 festgelegt. Außerdem ist aus Fig. 4 erkennbar, daß die Angriffspunkte der Endlagenfeder 23 an den Höckern 35 sich oberhalb des Gelenks 32 befinden, wenn das Schaltglied 8 seine ausgeklappte Stellung einnimmt, und sich beim Schaltglied 9 unterhalb des Gelenks 32 befinden. Hierdurch werden stabile Endlagen erzielt.

Einer Vorspannfeder wie in den Beispielen der Fig. 1 und 2 bedarf es bei diesem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 nicht, da die Einsatzglieder 3 bis 5 zwangsgeführt sind. Hierfür weisen die Einsatzglieder 3 bis 5 als Stäbe 36 ausgebildete Führungsabschnitte auf, an denen sie in Richtung des Doppelpfeils 37 linear verschieblich sind.

In der Fig. 5a ist schematisch das Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 wiedergegeben, wobei jedoch auf das Zwischenglied 20 verzichtet worden ist. Der Zahn 19 bzw. 21 ist in diesem Fall am Klappelement 11 befestigt, wie es schematisch durch den Arm 38 dargestellt ist.

In der Fig. 5b ist das Ausführungsbeispiel der Fig. 4 im Prinzip wiedergegeben, wo das Schaltglied 8 bzw. 9 aus vier Klappelementen 28 bis 31 aufgebaut ist. Hier ist auch deutlich die Richtung der Kraft F der Endlagenfeder 23 dargestellt. In der rechts wiedergebenen Speichergelenkeinheit, die ein ausgeklapptes Schaltglied darstellt, greift die Kraft F an den beiden Höckern 35 an, wobei die beiden Höcker 35 oberhalb des Gelenks 32 liegen. Hierdurch wird eine stabile Lage von diesem Schaltglied eingenommen, wobei sich das Gelenk 12 an einem Anschlag 39 abstützt.

In der links wiedergegebenen Speichereinheit ist das Schaltglied in zusammengeklappter Position wiedergegeben, in der die beiden Höcker 35, an denen die Kraft F der Endlagenfeder 23 angreift, unterhalb des Gelenks 32 liegen. Auch diese Position stellt eine stabile Lage dar, in der sich das Gelenk 14 an einem Anschlag 40 abstützt und koaxial zum Gelenk 13 liegt. Der Zahn 21 ist in dieser Position des Schaltglieds aus dem Eingriffsdurchmesser herausgeschwenkt. In der zusammengeklappten Position des Schaltglieds liegt das Gelenk 14 am Anschlag 40, welcher am Einsatzglied 4 vorgesehen ist, an.

Die Fig. 5c zeigt eine Ausführungsform, in der die beiden Gelenke 13 und 14 über eine Kulisse 41 miteinander verbunden sind. Werden die beiden Gelenke 13 und 14 aufeinander zu bewegt, wandern sie in der Kulisse 41, die den Zahn 19 aus dem Eingriffsdurchmesser herausbewegt, wie es in der Fig. 5c links wiedergegeben ist. Die Endlage ist dann erreicht, wenn das Gelenk 14 am Anschlag 40 des Einsatzgliedes 4 liegt.

In der Fig. 6 sind prinzipiell Ausführungsformen von Zwangsführungen der Einsatzglieder dargestellt, so daß auf die Vorspannfeder 22, wie in der Fig. 4 dargestellt, verzichtet werden kann. Die Fig. 6a zeigt schematisch die beiden Konen 42 und 43 und eine an jedem der Konen 42 und 43 vorgesehene konische Nut 44 und 45, in der Führungsabschnitte 46 der Einsatzglieder 3 bis 5 laufen. Werden die beiden Konen 42 und 43 in Richtung des Doppelpfeils 47 aufeinander zu bewegt, dann verändern die Führungsabschnitte 46 ihre Lage innerhalb der konischen Nuten 44 und 45. Die Einsatzglieder 3 bis 5 werden dann radial von der Drehachse 48 der Konen 42 und 43 weg bewegt.

Die Fig. 6b zeigt eine entsprechende Darstellung bei Innenkonen, die vorteilhaft bei schnellaufenden Zahnrädern Verwendung finden. In den Fig. 6c bis 6f sind entsprechende Ausführungsbeispiele sowohl für Innenkonen als auch für Außenkonen wiedergegeben.

Die Fig. 6g zeigt im Prinzip die Ausführungsform der Fig. 4, bei der die Zwangsführung über als Stäbe 36 ausgebildete Führungsabschnitte realisiert wird. Diese Stäbe 36 sind ebenfalls in konischen Nuten 44 und 45 angeordnet und können in Umfangsrichtung verschoben werden. In Richtung der Mantellinie, d. h. in Richtung des Pfeils 49 sind die Stäbe 36 jedoch fixiert. Auf den Stäben 36 laufen in entsprechenden Führungen 50 die Einsatzglieder 3 bis 5. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß kein zusätzlicher Raum für die Aufnahme der Führungsabschnitte geschaffen werden muß, da die Einsatzglieder 3 bis 5 mit ihren Führungen 50 auf den Stäben 36 laufen. Ferner zeigt die Fig. 6g in schematischer Weise die nachgiebige Lagerung einer der Konen, nämlich des Konus 43 über ein Federelement 51. Über dieses Federelement 51 stellt sich die Lage des Konus 43 automatisch jeweils so ein, daß die Einsatzglieder 3 bis 5 sowie die Schaltglieder durch die Teilung definierte Lagen einnehmen, insbesondere Zwischenlagen vermieden werden.

Die Schaltung des erfindungsgemäßen Zahnrads kann z. B. durch eine Verstellung des Abstands der beiden Konen 42 und 43 erfolgen, was über geeignete Verstellelemente eingeleitet werden kann.

Claims (16)

1. Zahnrad für ein formschlüssiges Zugmittel mit variabler Zähnezahl, mit an einer Axial-Radial-Verstellvorrichtung anliegenden und einen Zahnkranz bildenden Zahngliedern, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnglieder von Einsatzgliedern (3 bis 5) und wenigstens einem Schaltglied (8 bzw. 9) gebildet werden, wobei die Zähne (6) der Einsatzglieder (3 bis 5) permanent im Eingriffsdurchmesser (7) des Zahnrades liegen und der Zahn (19 bzw. 21) des wenigstens einen Schaltgliedes (8 bzw. 9) bei gleichbleibender Teilung des Zahnrades zwischen einer im Eingriffsdurchmesser (7) liegenden und einer außerhalb des Eingriffsdurchmessers (7) liegenden stabilen Lage schaltbar ist.

2. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzglieder (3 bis 5) insbesondere reibschlüssig an den Konen (42 und 43) anliegen und sich abstützen.

3. Zahnrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Einsatzglieder (3,4 oder 5) formschlüssig mit wenigstens einem der Konen (42 bzw. 43) verbunden ist.

4. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein jedes Schaltglied (8 und 9) zwischen zwei Einsatzgliedern (3 und 4 bzw. 4 und 5) angeordnet ist.

5. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Schaltglied (8 und 9) von zwei benachbarten Einsatzgliedern (3 bis 5) gehalten wird.

6. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzglieder (3 bis 5) und die Schaltglieder (8 und 9) eine endlose Gliederkette bilden.

7. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Eingriffsdurchmessers (7) liegende Zahn (21) des Schaltgliedes (9) radial innerhalb des Eingriffsdurchmessers (7) liegt.

8. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der außerhalb des Eingriffsdurchmessers (7) liegende Zahn (21) des Schaltgliedes (9) in Richtung auf ein benachbartes Einsatzglied (3) verschwenkt ist.

9. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aufeinander folgende Einsatzglieder (2 und 3 bzw. 3 und 4) über einen gemeinsamen Anschlag (40) aneinander liegen.

10. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzglieder (3 bis 5) über Zwangsführungsmittel an den Konen (42 und 43) anliegen.

11. Zahnrad nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zwangsführungsmittel eine als Führungsabschnitte (46) der Einsatzglieder (3 bis 5) aufnehmende konische Nut (44 und 45) ausgebildet ist.

12. Zahnrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsabschnitte als an den Einsatzgliedern (3 bis 5) vorgesehene, sich in Richtung der Mantellinie (49) der Konen (42 und 43) verlaufende Stäbe (36) ausgebildet sind.

13. Zahnrad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzglieder (3 bis 5) verschieblich an den Stäben (36) geführt sind.

14. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Konen (42 und 43) als Innen- oder als Außenkonen ausgebildet sind.

15. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsatzglieder (3 bis 5) über eine Vorspannkraft, z. B. eine Feder (22) o. dgl., an den Konen (42 und 43) anliegen.

16. Zahnrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Konen (43), insbesondere unter einer Vorspannkraft (Federelement 51), axial nachgiebig auf einer Verstelleinrichtung gelagert ist.