DE69313698T2

DE69313698T2 - Drehkraftübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE69313698T2
Application number: DE69313698T
Authority: DE
Inventors: Johannes Rossouw Grobbelaar
Original assignee: Reunert Mechanical Systems Ltd
Current assignee: Reunert Mechanical Systems Ltd
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1993-03-30
Publication date: 1998-01-08
Anticipated expiration: 2013-03-31
Also published as: JPH0642599A; DE69313698D1; EP0564221A1; AP9300503A0; AU663835B2; ATE158065T1; EP0564221B1; ZA932281B; MY109124A; US5393270A; AP394A; AU3554293A; KR930020054A

Description

DIESE ERFINDUNG betrifft das Ubertragen von Drehkraft. Sie betrifft genauer ein Verfahren zum Übertragen von Drehkraft, eine Drehkraft-Übertragervorrichtung und eine Anlage, in der Drehkraft von einer Quelle für Drehkraft auf eine Drehlast übertragen wird.
Diese Erfindung wird besondere Anwendung in dem Gebiet der Kraftübertragung bei motorbetriebenen Fahrzeugen mit geringer Geschwindigkeit und geringer Leistung und auch bei stationären Anwendungen finden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Gebiete begrenzt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Übertragen von Drehkraft von einer Quelle für Drehkraft auf eine Drehlast zur Verfügung gestellt, wahlweise in wenigstens zwei Antriebsmodi, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, wie sie in Anspruch 1 definiert sind, wobei die Maßnahmen, die in seinem einleitenden Teil aufgeführt sind, aus der US-A 4,696,661 bekannt sind.
Das Verfahren kann das Unterbrechen der Übertragung von Kraft von der Quelle für Drehkraft auf die Drehlast in einem neutralen Modus, indem das Gehäuse in einen neutralen Zustand bewegt wird, umfassen.
Das Bewegen der Übertragervorrichtung kann bevorzugt durch Schwenken geschehen, wobei die Übertragervorrichtung schwenkbar angebracht ist. Der erste und zweite Betriebszustand werden dann unterschiedlichen Winkelausrichtungen der Übertrager vorrichtung entsprechen. Dann kann sich der neutrale Zustand zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand befinden.
Bei einer Verfahrensklasse kann das Verbinden der Drehlast mittels der Drehlast-Anbindungseinrichtung mit der Übertrager vorrichtung fest sein, wobei das Verbinden der Quelle für Drehkraft mittels der Quellen-Anbindungseinrichtung mit der Übertragervorrichtung dann in geeigneter Weise angepaßt wird, um die Antriebsverbindung zu bewirken und um den Antrieb in Antwort auf den Zustand der Übertragervorrichtung zu trennen. Das Verbinden der Drehlast mit der Übertragervorrichtung kann dann das Verbinden der Drehlast entsprechend dem ersten Antriebsmodus mit dem ersten zwischengeschalteten Rad umfassen, und das Verbinden der Drehlast entsprechend dem zweiten Antriebsmodus mit dem zweiten zwischengeschalteten Rad. Das Verfahren kann weiterhin das Übertragen der Drehkraft mittels Reibung über die Quellen-Anbindungseinrichtung mittels flexibler, endloser Antriebselemente umfassen.
Die eine Verfahrensklasse kann weiterhin das Übertragen der Drehkraft von den jeweiligen zwischengeschalteten Rädern auf die Drehlast mittels erster und zweiter Hilfszwischenräder umfassen, die an den ersten und zweiten zwischengeschalteten Rädern befestigt sind, und über ein Ausgangsrad, das antriebsmäßig mit den ersten und zweiten Hilfsrädem und mit der Drehlast verbunden ist.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Drehkraft-übertragervorrichtung, die zum Übertragen von Drehkraft geeignet ist, von einer Quelle für Drehkraft auf eine Drehlast, wahlweise in wenigstens zwei Antriebsmodi, wobei die Übertragervorrichtung die Merkmale umfaßt, wie sie in Anspruch 8 definiert sind, wobei die Merkmale seines einleitenden Teiles aus der US-A 4,696,661 bekannt sind.
Die Anbringeeinrichtung kann das Bewegen des Gehäuses als ein Ganzes in eine neutrale Position, die einem neutralen Zustand der Übertragervorrichtung entspricht, ermoglichen, in der die Übertragung der Kraft unterbrochen ist. Die neutrale Position kann eine Position des Gehäuses als ein Ganzes sein, die zwischen den Positionen des Gehäuses als ein Ganzes liegt, welche jeweils dem ersten und zweiten Betriebszustand entsprechen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Anbringeeiprichtung eine Schwenk-Anbringeeinrichtung sein, derart, daß das Gehäuse als ein Ganzes zwischen seiner ersten und zweiten Betriebsposition schwenkbar ist.
Bei einer Klasse der Ausführungsformen kann die Anbringeeinrichtung so ausgelegt sein, daß sie das Gehäuse zur Bewegung als ein Ganzes relativ zu der Quelle für Drehkraft hält, wobei die Last-Anbindungseinrichtung fest ausgelegt ist, um die Drehlast mit dem ersten und zweiten zwischengeschalteten Rad zu verbinden, und wobei die Quellen-Anbindungseinrichtung in geeigneter Weise ausgelegt ist, um in Antwort auf die Position des Gehäuses als einem Ganzen die Antriebsverbindung zu bewirken und den Antrieb abzutrennen.
Vorteilhaft kann die Schwenkbewegung des Gehäuses als einem Ganzen um eine Achse erfolgen, die koaxial zu einer Achse einer Ausgangswelle ist, welche in der Drehlast, die verwendet wird, liegt. Die Linie oder Entfernung von der Achse der Ausgangswelle zu irgendeinem Punkt des Gehäuses - genauer zu dem ersten und zweiten zwischengeschalteten Rad - bleibt dann konstant, ungeachtet der winkelmäßigen Ausrichtung des Gehäuses.
Das erste und zweite zwischengeschaltete Rad können in der Form von Riemenscheiben vorliegen, wobei die Antriebsverbindung zwischen der Quelle für Drehkraft und den jeweiligen zwischengeschalteten Rädern auf Reibung basiert, um die volle Kraft mittels Riemen zu übertragen.
In der einen Klasse der Ausführungsformen kann die Last-Anbindungseinrichtung ein erstes Hilfszwischenrad und ein zweiten Hilfszwischenrad, die jeweils antriebsmäßig derart verbunden sind, daß sie die volle Kraft von dem ersten und zweiten zwischengeschalteten Rad erhalten, ein Ausgangsrad und eine Ausgangs-Anbindungseinrichtung umfassen, die antriebsmäßig das Ausgangsrad mit dem ersten und zweiten Hilfszwischenrad verbindet, um so die volle Kraft zu übertragen. Das erste zwischengeschaltete Rad und das erste Hilfszwischenrad können fest antriebsmäßig um eine gemeinsame Achse gelegt sein, und das zweite zwischengeschaltete Rad und das zweite Hilfszwischenrad können fest antriebsmäßig um eine gemeinsame Achse gelegt sein.
Bei einer Ausführungsform können die Hilfszwischenräder und das Ausgangsrad in der Formen von Riemenscheiben vorliegen, wobei die Ausgangs-Anbindungseinrichtung in der Form von komplementären V-Riemen vorliegen, die so ausgelegt sind, daß sie volle Kraft übertragen.
Bei einer weiteren Ausführungsform können die Hilfszwischenräder und das Ausgangsrad in der Form von Zahnkränzen vorliegen, wobei die Ausgangs-Anbindungseinrichtung in der Form einer komplementären Kette vorliegt, die so ausgelegt ist, daß sie volle Kraft überträgt.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform können die Hilfszwischenräder und das Ausgangsrad in der Form von gezahnten Rädem vorliegen, wobei die Ausgangs-Anbindungseinrichtung durch eine Anordnung gebildet wird, die bewirkt, daß die gezahnten Räder hemmen, um so die volle Kraft zu übertragen. Falls gewünscht kann stattdessen eine geeignete Kombination von beispielsweise Kettenantrieb oder Zahnrad- oder Getriebeeinrichtung benutzt werden.
In der Weiterentwicklung, wenn die Hilfszwischenräder und das Ausgangsrad in der Form von Riemenscheiben vorliegen und die Ausgangs-Anbindungseinrichtung in der Form komplementärer V- Riemen vorliegt, können die Hilfszwischenräder in der Form einstellbarer Riemenscheiben vorliegen, um zu erlauben, daß die relativen Durchmesser der Riemenscheiben eingestellt werden, um Geschwindigkeitseinstellung zu bewirken. Stattdessen können die Hilfszwischenräder in der Form von gestuften Riemenscheiben vorliegen, um die Auswahl unterschiedlicher Geschwindigkeitsverhältnisse zu ermöglichen. Bevorzugt jedoch können die zwischengeschalteten Räder anstelle der Hilfszwischenräder in der Form einstellbarer Riemenscheiben oder gestufter Riemenscheiben vorliegen. Dann kann es möglich werden, an den Längenunterschied in der Riemenlänge anzupassen, indem in geeigneter Weise der Arbeitswinkel oder die Höhe des Schwenkmechanismus geändert wird.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine Anlage, die eine Quelle für Drehkraft, eine Drehlast und eine Übertragervorrichtung wie hierin beschrieben umfaßt, wobei die Komponenten betriebsmäßig verschaltet sind, um Drehkraft von der Quelle für Drehkraft auf die Drehlast zu übertragen. Die Anlage kann in der Form eines motorbetriebenen Fahrzeuges vorliegen, wobei ein Antriebsrad des Fahrzeuges die Drehlast bildet.
Die Erfindung wird nun beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
Figuren 1, 2 und 3 jeweils in Vorderansicht, Seitenansicht und Draufsicht eine Motor- und Übertragereinheit gemäß der Erfindung;
Figuren 4 bis 7 jeweils in Vorderansichten Abänderungen in der Anordnung oder dem Aufbau der Ubertragervorrichtung der Figuren 1 bis 3;
Figur 8, in dreidimensionaler Ansicht, in einem größeren Maßstab, eine einstellbare Riemenscheibe, die zur Verwendung mit der Motor-Übertragereinheit der Figuren 1 bis 3 geeignet ist; und
Figuren 9 und 10 jeweils in Seitenschnittansicht und Draufsicht ein motorbetriebenes Fahrzeug gemäß der Erfindung.
Mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 wird eine Motor-Ubertragereinheit gemäß der Erfindung im allgemeinen mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet. Sie weist eine Verbrennungskraftmaschine auf, die im allgemeinen mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet ist, eine Ubertragervorrichtung gemäß der Erfindung und mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet und eine Ausgangswelle 16, die eine Drehlast darstellt. In der Praxis wird eine Drehlast antriebsmäßig mit der Ausgangswelle 16 verbunden sein.
Die Übertragervorrichtung 14 ist so angeordnet, daß sie Drehkraft wahlweise in zwei Modi an die Ausgangswelle 16 überträgt.
Die Verbrennungskraftmaschine 12 hat eine Ausgangswelle 18, auf der zwei Antriebs-Riemenscheiben angebracht sind, die jeweils mit den Bezugsziffern 20 und 22 bezeichnet sind.
Die Verbrennungskraftmaschine 12 ist in einer angehobenen Position auf einem Rahmen 24 gehalten, der auf einer Sohlenplatte 26 angebracht ist. Der Rahmen 24 liegt in der Form eines geeignet gekrümmten Gestells vor.
Die Ausgangswelle 16 ist für die Drehung in Lagern 17 in dem Rahmen 24 angebracht. Die Ausgangswelle 16 befindet sich parallel zu, und in diesem Fall vertikal unterhalb, der Ausgangswelle 18 der Verbrennungskraftmaschine 12. Die Ausgangswelle 16 erstreckt sich nach hinten über den Rahmen 24 hinaus, um zu ermöglichen, daß daran eine Drehlast von hinten angeschlossen wird. Sie erstreckt sich auch nach vorn gut über die Vorderseite des Rahmens 24 hinaus, um die Übertragervorrichtung 14 anzubringen, die hiernach beschrieben werden wird, und auch um eine Vorwärtsverlängerung zur Verfügung zu stellen, an der eine Drehlast angeschlossen werden kann.
Die Übertragervorrichtung 14 weist ein hohles Schwenkgehäuse 30 auf, welches mittels Lagern 32, um so das Schwenken zu ermöglichen, an der Ausgangswelle 16 unmittelbar vor dem Rahmen 24 befestigt ist. An ihrem unteren Ende ist an einem Schwenkelement 38, das an dem Schwenkgehäuse 30 befestigt ist, eine Schwenkwelle 40 angebracht, mittels der das Schwenkgehäuse 30 in Pendelart verschwenkt werden kann, wie es im allgemeinen mit der Bezugsziffer 36 in Figur 1 gezeigt ist.
Innen in dem Schwenkgehäuse 30 ist ein Ausgangsrad 42 derart angebracht, daß es antriebsmäßig mit dem Ausgang 16 verbunden ist. Es ist bedeutsam, daß das Schwenkgehäuse 30 um die Achse des Ausgangsrades 42 schwenkbar ist.
Ein erstes zwischengeschaltetes Rad 44 ist zur Drehung auf dem Schwenkgehäuse 30 angebracht, so daß es mit der ersten Antriebs-Riemenscheibe 20 ausgerichtet ist. Das erste zwischengeschaltete Rad 44 ist über eine Stummelwelle in Lagern montiert, die an dem Schwenkgehäuse angebracht sind, im allgemeinen wie es mit der Bezugsziffer 46 bezeichnet ist. Die Stummelwelle hat eine Achse, die parallel zu der Ausgangswelle 16 und in Richtung auf eine Seite der Übertragervorrichtung 14 in Querrichtung davon beabstandet ist. Im Inneren des Schwenkgehäuses 30 und auf der Stummelwelle angebracht und somit antriebsfest mit dem ersten zwischengeschalteten Rad 44 ist ein erstes Hilfszwischenrad 48 vorgesehen.
In ähnlicher Weise, und in diesem Fall symmetrisch, ist ein zweites zwischengeschaltetes Rad 54 in Richtung auf eine gegenüberliegende Seite des Schwenkgehäuses 30 vorgesehen. Auch das zweite zwischengeschaltete Rad 54 ist mittels einer Stummelwelle und Lagern, im allgemeinen wie durch die Bezugsziffer 56 bezeichnet, an dem Schwenkgehäuse 30 angebracht. Ein zweites Hilfszwischenrad 58 ist festgelegt an der Stummelwelle in dem Inneren des Schwenkgehäuses 30 und in einer Linie mit dem Ausgangsrad 42 vorgesehen.
Das erste zwischengeschaltete Rad 44 ist mit der ersten Antriebs-Riemenscheibe 20 ausgerichtet und ist antriebsmäßig mittels eines V-Riemens 50 mit der ersten Antriebs-Riemenscheibe 20 verbunden. Somit liegt bei dieser Ausführungsform das erste zwischengeschaltete Rad 44 auch in der Form einer Riemenscheibe vor.
In ähnlicher Weise ist das zweite zwischengeschaltete Rad 54 mit der zweiten Antriebs-Riemenscheibe 22 ausgerichtet und ist damit mittels eines V-Riemens 60 verbunden. Somit liegt auch das zweite zwischengeschaltete Rad 54 in der Form einer Riemenscheibe vor.
Das erste und zweite Hilfszwischenrad 48 und 58 sind miteinander und mit dem Ausgangsrad 42 ausgerichtet.
Wie aus Figur 1 ersichtlich, verbindet ein Antriebselement 51 antriebsmäßig beide Hilfszwischenräder 48 und 58 mit dem Ausgangsrad 42. Die Antriebsverbindung ist derart, daß wenn das erste zwischengeschaltete Rad 44 sich im Gegenuhrzeigersinn dreht, wie es in Figur 1 zu sehen ist, das Ausgangsrad 42 sich im Uhrzeigersinn drehen wird. Im Gegensatz dazu, wenn das zweite zwischengeschaltete Rad 54 im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, wird auch das Ausgangsrad 42 im Gegenuhrzeigersinn gedreht. (Bei anderen Ausführungsformen können getrennte Ausgangsräder, die auf einer gemeinsamen Welle angebracht werden können oder nicht, vorgesehen sein. Getrennte Antriebsverbindungen zu den Hilfszwischenrädem werden dann vorgesehen sein.)
Es soll bemerkt werden, daß die Verbindung zwischen den Hilfszwischenrädem und dem Ausgangsrad fest ist. Dies wird möglich gemacht, indem man das Schwenkgehäuse 30, an dem die zwischengeschalteten Räder und die Hilfszwischenräder angebracht sind, schwenkbar um die Ausgangswelle 16 hat, d.h. um die Achse des Ausgangsrades 42,
Bei der Benutzung wird das Schwenkgehäuse 30 in einer gewünschten Richtung 36 verschwenkt, so daß ein gewünschter der V-Riemen 50 und 60 über seine Antriebs-Riemenscheibe 20 oder 22 antriebsmäßig mit der Ausgangswelle 18 der Verbrennungskraftmaschine 12 verbunden wird. Gleichzeitig ist das andere der zwischengeschalteten Räder antriebsmäßig von seiner Ausgangs-Riemenscheibe getrennt, da sein V-Riemen durchhängt. In einer Zwischen-Ausrichtung ist keiner der V-Riemen 50, 60 verbunden und kein Antrieb wird übertragen, da beide V-Riemen durchhängen.
Vorteilhaft sind Führungen 45/55 (Figur 1) beabstandet um untere Abschnitte des ersten und zweiten zwischengeschalteten Rades 44, 54 vorgesehen, um die V-Riemen 50, 60 abzudecken, und weiterhin, wenn irgendeiner der V-Riemen 50, 60 durchhängt, diesen V-Riemen mit verlorener Bewegung abhebt, so daß er von seiner Antriebs-Riemenscheibe 20, 22 abgenommen wird. Somit wird der V-Riemen, der nicht unter Spannung steht und der somit nicht im Betrieb ist, von seinen Riemenscheiben oder wenigstens teilweise von seinen Riemenscheiben abgehoben, so daß er nicht angeschlossen ist. In ähnlicher Weise sind Führungen 21/23 (Figur 1) um die oberen Bereiche der Antriebs- Riemenscheiben 20, 22 vorgesehen, um die jeweiligen V-Riemen mit verlorener Bewegung aufzunehmen, wenn sie von den Riemenscheiben 20, 22 abgehoben sind. Die Führungen 21/23 sind auf einer Seitenplatte 25 hinter den Riemenscheiben 20, 22 angebracht. In ähnlicher Weise sind die Führungen 45/55 auf einer Seitenplatte 57 hinter den Riemenscheiben 44/54 angebracht. Die Führungen und Seitenplatten sind nur in Figur 1 gezeigt. Für die Deutlichkeit der Zeichnung sind sie bei den anderen Figuren weggelassen worden.
Der Antrieb wird dann von der Verbrennungskraftmaschine 12 über den unter Spannung stehenden V-Riemen 50/60 auf das geeignete zwischengeschaltete Rad 44/54 und dann von dem entsprechenden Hilfszwischenrad 48/58 über das Antriebselement 51 zu dem Ausgangsrad 42 und zu der Ausgangswelle 46 übertragen. Spannräder 52 halten das Antriebselement 51 unter Spannung.
Wenn das Schwenkgehäuse 30 in die entgegengesetzte Richtung verschwenkt wird, würde der Antrieb über das andere der zwischengeschalteten Räder stattfinden, welches die Drehrichtung der Ausgangswelle 16 umkehren würde. Somit sind bei der Ausführungsform der Figuren 1 bis 3 die beiden Modi, in denen der Antrieb wahlweise durch die Übertragervorrichtung 14 übertragen werden, in der Richtung entgegengesetzt. Da die erste und zweite Mtriebs-Riemenscheibe 20, 22 den gleichen effektiven Durchmesser haben, das erste und zweite zwischengeschaltete Rad 44, 54 den gleichen effektiven Durchmesser haben und das erste und zweite Hilfszwischenrad 48, 58 den gleichen effektiven Durchmesser haben, sind die Geschwindigkeitsverhältnisse im ersten und zweiten Modus gleich, in der Richtung jedoch entgegengesetzt.
Mit Bezug auf die Figuren 4 bis 7 sind der allgemeine Aufbau und die Betriebsweise der verschiedenen Übertragervorrichtungen, die jeweils durch die Bezugsziffer 114, 214, 314 und 414 bezeichnet sind, ähnlich, und gleiche Bezugsziffern bezeichnen sich auf gleiche Teile. Die Übertragervorrichtungen werden nicht wieder in Einzelheiten beschrieben, hervorgehoben werden nur die Unterschiede.
Die Übertragervorrichtung 114 verwendet einen Kettenantrieb zwischen ihren Hilfszwischenrädem 148, 158 und dem Ausgangsrad 142. Somit liegen das erste und zweite Hilfszwischenrad 148, 158 und das Ausgangsrad 142 in der Form gezahnter Räder vor. Entsprechend ist das Antriebselement 151 in der Form einer Kette. Weiterhin ist die Anordnung der Kette 151 derart, daß die Richtung des Antriebs dieselbe bleibt, ungeachtet dessen, ob der Antrieb über das erste zwischengeschaltete Rad 54 oder das zweite zwischengeschaltete Rad 44 stattfindet. Jedoch ist das zweite Hilfszwischenrad 148 kleiner als das entsprechende erste Hilfszwischenrad 158. Somit unterscheiden sich die beiden Modi, in denen der Antrieb übertragen werden kann, im Hinblick auf das Geschwindigkeitsverhältnis.
Mit Bezug auf Figur 5 ist die Übertragervorrichtung 214 ähnlich der Übertragervorrichtung 114 dahingehend, daß ein Kettenantrieb verwendet wird. Jedoch ist sie ähnlich der Vorrichtung der Figur 1 dahingehend, daß der Antrieb bei gleichen Geschwindigkeitsverhältnissen, jedoch in entgegengesetzten Drehrichtungen übertragen wird.
In den Figuren 6 und 7 liegen in jedem Fall die Hilfszwischenräder und das Ausgangsrad in Form von Zahnrädem vor, die antriebsmäßig verbunden sind, indem sie miteinander kämmen.
Bei der Ausführungsform der Figur 6 ist die Drehrichtung dieselbe, ungeachtet dessen, ob der Antrieb über das erste zwischengeschaltete Rad 44 oder das zweite zwischengeschaltete 54 stattfindet. Jedoch ist das zweite Hilfszwischenrad 358 größer als das erste Hilfszwischenrad 348, und das Geschwindigkeitsverhältnis, bei dem Kraft über das zweite zwischengeschaltete Rad 54 übertragen wird, ist größer als über das erste zwischengeschaltete Rad 44.
Bei der Ausführungsform der Figur 7 geschieht das Kämmen zwischen dem ersten Hilfszwischenrad 448 und dem Ausgangsrad 442 über ein Leerlauf-Zahnrad 452, und somit wird die übertragungsrichtung umgekehrt, abhängig davon, ob sie über das erste zwischengeschaltete Rad 44 und das zweite zwischengeschaltete Rad 54 stattfindet. Auch ist das Durchmesserverhältnis des ersten Hilfszwischenrades 448 und des zweiten Hilfszwischenrades 458 ungefähr 1:2 oder 1:3, und somit gibt es einen wesentlichen Unterschied in den Geschwindigkeitsverhältnissen.
Neben der besonderen Anordnung der Antriebsverbindung zwischen den Hilfszwischenrädem und dem Ausgangsrad sind drei Übertragungstypen beschrieben worden, nämlich über einen V-Riemen, über eine Kette und über Zahnräder. Eine geeignete Anordnung der Antriebsverbindung und ein geeigneter Typ der Antriebsverbindung werden ausgewählt werden, wobei man die beabsichtigte Verwendung der Übertragung berücksichtigen wird.
Mit Bezug auf Figur 8 wird in der Weiterentwicklung einer einstellbaren Riemenscheiben-Anordnung, die bevorzugt in Paaren verwendet wird, benutzt. Eine solche Riemenscheiben-Anordnung wird im allgemeinen durch die Bezugsziffer 70 in Figur 8 bezeichnet. Die Anordnung 70 weist eine einstellbare Riemenscheibe 72 mit Flanschen 74 auf, deren Abstand so geändert wird, daß der effektive Durchmesser eingestellt wird, bei dem der V-Riemen mit der Riemenscheibe im Eingriff ist, so daß in effektiver Weise die Geschwindigkeit der Übertragung geändert wird. Sie hat Einstelleinrichtungen, die im allgemeinen durch die Bezugsziffer 76 bezeichnet sind, mittels derer der Abstand der Flansche 74 eingestellt werden kann. Die einstellbare Riemenscheibe 70 kann irgendeine geeignete standardmäßig verfügbare Riemenscheibenanordnung sein oder kann für eine spezielle Anwendung spezifisch hergestellt werden. Wenn einstellbare Riemenscheiben auf den zwischengeschalteten Rädern verwendet werden, kann es machbar sein, anstatt daß man sie in Paaren verwendet, um die Länge des V-Riemens konstant zu halten, sie einzeln zu verwenden und den effektiven Unterschied in der Länge des V-Riemens anzupassen, indem man den Arbeitswinkel oder die Höhe des Schwenkmechanismus ändert.
Die Anmelderin sieht es als einen Vorteil an, daß die Erfindung einen einfachen und kostengünstigen, nichtsdestotrotz effektiven Weg zur Verfügung stellt, Drehkraft wahlweise in zwei Modi zu übertragen. Die beiden Modi können sich wenigstens in einem aus Drehrichtung oder Geschwindigkeitsverhält nis unterscheiden. Zusätzlich ist vorteilhaft auch ein neutraler Modus vorgesehen. Der Motor kann somit leerlaufen.
Wenn gewünscht, kann ein unabhängig betreibbarer Antriebsmodus zur Verwendung vorgesehen sein, wenn die Übertragervorrichtung im neutralen Modus ist. Somit, zum Beispiel, wenn die übertragervorrichtung wahlweise angepaßt ist, um den Antrieb in derselben Richtung und mit jeweils unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu liefern, kann der unabhängig betreibbare Antriebsmodus angepaßt werden, um den Antrieb in der umgekehrten Richtung vorzusehen. Der unabhängig betreibbare Antriebsmodus kann zum Beispiel eine getrennte Riemenscheibe auf der Ausgangswelle 18 des Motors oder der Maschine 12 verwenden, eine getrennte Riemenscheibe auf der Ausgangswelle 16, ein endloses, flexibles Antriebselement über die getrennten Riemenscheiben und einen unabhängig betreibbaren Spanner, um wahlweise den Eingriff zu bewirken und zu unterbrechen.
Es ist oft wichtig, daß der Antrieb von der Quelle für Drehkraft zu den zwischengeschalteten Rädern unter Reibwirkung stattfindet. Somit können Änderungen in Geschwindigkeit und Drehmoment durch Schlupf geglättet oder ausgeglichen werden. Daher vermeidet die Verwendung der Übertragervorrichtung eine getrennte Reibkupplung. Die Anmelderin ist der Meinung, daß die Erfindung besonders vorteilhaft bei motorbetätigten Fahrzeugen mit niedriger Leistung und niedriger Geschwindigkeit oder bei stationären Anwendungen eingesetzt werden kann.
Somit, demgemäß und mit Bezug auf die Figuren 9 und 10 ist ein motorbetriebenes Fahrzeug mit geringer Geschwindigkeit und geringer Leistung gemäß der Erfindung im allgemeinen durch die Bezugsziffer 100 bezeichnet. Das Fahrzeug 100 hat feste Achsen, auf denen jeweils linke Vorder- und Hinterräder 101 und 102 und rechte Vorder- und Hinterräder 201 und 202 angebracht sind. Es wird mittels der Motor-Übertragereinheit 10 wie oben beschrieben angetrieben und enthält die Verbrennungskraftmaschine 12 und die Übertragervorrichtung, die im allgemeinen mit der Bezugsziffer 14 bezeichnet ist. Die Einheit 10 ist der Einheit ähnlich, die mit Bezug auf die Figuren 1 und 7 beschrieben worden ist, und dieselben Bezugsziffern bezeichnen dieselben Komponenten.
Bei dieser Ausführungsform ist die Übertragervorrichtung 14 dazu ausgelegt, Leistung in derselben Richtung zu übertragen, jedoch jeweils in einem niedrigen und hohen Verhältnis in den jeweiligen Antriebsmodi. Sie ist auch in der Lage, die übertragung der Leistung in ihren neutralen Modus zu unterbrechen.
Die Einheit 10 hat eine gemeinsame Ausgangswelle 16. An einem Ende der Ausgangswelle, wie es mit der Bezugsziffer 103 bezeichnet ist, hat sie zwei Riemenscheiben, die antriebsmäßig mit endloser, flexibler Antriebselemente 104 mit einer übertragervorrichtung gemäß der Erfindung verbunden sind und im allgemeinen durch die Bezugsziffer 111 bezeichnet sind. Die Übertragervorrichtung 111 ist so angeordnet, daß sie das linke Vorder- und Hinterrad 101 und 102 gemäß der Erfindung antreibt.
In ähnlicher Weise hat sie an dem anderen Ende der Ausgangswelle 16 ein Paar Riemenscheiben 203, die antriebsmäßig mittels flexibler Antriebselemente 204 mit einer weiteren Übertragervorrichtung gemäß der Erfindung verbunden sind, die im allgemeinen durch die Bezugsziffer 211 bezeichnet ist. Die Vorrichtung 211 ist so angeordnet, daß sie das rechte Vorderund Hinterrad 201 und 202 antreibt.
Der Antrieb jeweils der linken und rechten Räder findet nach Spiegelbildart statt, und nur die rechtsseitige Antriebsanordnung wird beschrieben werden.
Die Übertragervorrichtung 214 ist in aufrechter Orientierung angeordnet (wie es am besten für die Übertragervorrichtung 114 zu sehen ist, die in Figur 9 gezeigt ist). Die Übertragervorrichtung 214 ist so ausgelegt, daß sie Antrieb mit derselben Geschwindigkeit, jedoch jeweils vorwärts und rückwärts in ihren beiden Antriebsmodi überträgt. Sie ist auch zu einem zwischengeschalteten neutralen Modus in der Lage, in der Antrieb nicht übertragen wird.
Von den Ausgangsrädern, angebracht auf einer gemeinsamen Ausgangswelle, der Vorrichtung 214 wird Antrieb mittels endloser flexibler Ketten, die jeweils durch die Bezugsziffern 205 und 206 bezeichnet sind, auf das rückwärtige rechte Rad 202 und das vordere rechte Rad 201 übertragen.
Eine Steuereinrichtung, die im allgemeinen durch die Bezugsziffer 11 bezeichnet ist, ist vorgesehen, um den Betrieb der Übertragervorrichtung 14 zu steuern. In ähnlicher Weise sind getrennte Steuereinrichtungen 111 und 211 vorgesehen, um jeweils die Steuervorrichtung 114 und die Steuervorrichtung 214 zu steuern.
Bei dieser Ausführungsform kann mittels der Steuereinrichtung 11 Drehkraft von der Verbrennungskraftmaschine 12 auf die jeweiligen Übertragervorrichtungen 114 und 214 in einer ausgewählten einen Richtung entweder in einem hohen Geschwindigkeitsverhältnis oder einem niedrigen Geschwindigkeitsverhältnis übertragen werden. Sie kann auch in einem neutralen Modus sein, in dem Antrieb nicht übertragen wird, und die Verbrennungskraftmaschine 12 darf nur leer laufen. Es sollte angemerkt werden, wie oben erläutert, daß eine getrennte Reibkupplung nicht vorgesehen ist.
Jede der Übertragervorrichtungen 114 und 214 kann wahlweise Antrieb auf die Räder übertragen, entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung. Wenn gewünscht können beide Übertragervorrichtungen unabhängig in den neutralen Modus eingestellt werden, in dem Kraft nicht übertragen wird.
Somit kann in der Verwendung ein Bediener das Fahrzeug 100 mit hoher Geschwindigkeit, mit niedriger Geschwindigkeit vorbewegen oder kann den Leerlaufmodus auswählen. Weiterhin, mittels der Übertragervorrichtungen 114 und 214 kann der Bediener das Fahrzeug 100 vorwärts oder rückwärts betreiben. Zusätzlich, da die Übertragervorrichtungen 114 und 214 unabhängig gesteuert werden können, kann eine Seite des Fahrzeugs vorwärts bewegt werden, während die andere Seite rückwärts bewegt wird oder stationär im Leerlaufmodus gehalten wird, und indem Bremsen verwendet werden, falls gewünscht. Auf diese Weise kann Schwenksteuerung erreicht werden.
Es sollte einem fachkundigen Leser leicht deutlich werden, daß weitere Anordnungen der jeweiligen Übertragervorrichtungen verwendet werden können, um unterschiedliche gewünschte Antriebsbedingungen zu erhalten.
Zusätzlich zu den Vorteilen, die für die Übertragervorrichtung genannt worden sind, ist nun durch Beispiele erläutert worden, daß Übertragervorrichtungen gemß der Erfindung verwendet werden können, um Antrieb an ein Fahrzeug in einer Weise zu übertragen, in der das Fahrzeug auf mehrere Weisen steuerbar ist. Es ist wichtig zu erkennen, daß die Ubertragervorrichtungen relativ kostengünstig vorgesehen sind und daß keine getrennte Reibkupplung erforderlich ist.

Claims

1. Verfahren zum übertragen von Drehkraft von einer Quelle für Drehkraft (12) auf eine Drehlast (16), wahlweise in wenigstens einem ersten und einem zweiten Antriebsmodus, die einem ersten und einem zweiten Betriebszustand entsprechen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

- Bereitstellen einer Übertragervorrichtung (14), welche

-- ein Gehäuse (30),

-- ein erstes und ein zweites zwischengeschaltetes Rad (44 und 54), die unabhängig drehbar auf jeweiligen Drehachsen (46 und 56) angebracht sind,

-- eine Quellen-Anbindungseinrichtung (20, 22, 50, 60), die betriebsmäßig angepaßt ist, um jeweils das erste und das zweite zwischengeschaltete Rad mit der Quelle für Drehkraft zu verbinden,

-- eine Last-Anbindungseinrichtung (48, 58, 51, 42; 148, 158, 151, 142; 248, 252, 258, 251, 242; 348, 358, 342; 448, 452, 458, 442), die betriebsmäßig angepaßt ist, um die Drehlast jeweils mit dem ersten und mit dem zweiten zwischengeschalteten Rad zu verbinden, umfaßt;

- Anbringen der Übertragervorrichtung relativ zu der Quelle für Drehkraft und der Drehlast, so daß sie wahlweise zwischen dem ersten und zweiten Betriebszustand bewegbar ist;

- Verbinden der Quelle für Drehkraft (12) mit der Drehlast (16) mittels der Quellen-Anbindungseinrichtung und der Last-Anbindungseinrichtung derart, daß

die Antriebsverbindung in dem ersten Antriebsmodus von der Quelle für Drehkraft über das erste zwischengeschaltete Rad (44) auf die Drehlast bewirkt wird und der Antrieb von der Quelle für Drehkraft auf die Drehlast über das zweite zwischengeschaltete Rad (54) getrennt ist, und

die Antriebsverbindung in dem zweiten Antriebsmodus von der Quelle für Drehkraft über das zweite zwischengeschaltete Rad (54) auf die Drehlast bewirkt wird und der Antrieb von der Quelle für Drehkraft auf die Drehlast über das erste zwischengeschaltete Rad (44) getrennt ist, wobei der erste Antriebsmodus und der zweite Antriebsmodus sich im Hinblick auf wenigstens eines aus Drehrichtung und Geschwindigkeitsverhältnis unterscheiden; und

- geeignetes Bewegen der Übertragervorrichtung in einen aus dem ersten und zweiten Betriebszustand ausgewählten Zustand, entsprechend dem ersten und dem zweiten Antriebsmodus,

gekennzeichnet durch

- Anbringen der Drehachsen (46 und 56) des ersten und zweiten zwischengeschalteten Rades (44 und 54) in fester Beziehung zu dem Gehäuse (30); und

- Bewegen des Gehäuses (30) als ein Ganzes relativ zu der Quelle für Drehkraft in einen ausgewählten der Betriebszustände, um den ersten oder den zweiten Antriebsmodus einzurichten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (30) als ein Ganzes in einen neutralen Zustand der Übertragervorrichtung, der einem neutralen Modus entspricht, bewegt wird, um die Kraftübertragung von der Quelle für Drehkraft auf die Drehlast zu unterbrechen.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Gehäuse (30) schwenkbar angebracht ist, wobei der erste und zweite Betriebszustand unterschiedlichen Winkelausrichtungen des Gehäuses entsprechen, und bei dem das Gehäuse bewegt wird, indem es verschwenkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der neutrale Zustand zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand liegt.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Drehlast mittels der Last-Anbindungseinrichtung ständig mit dem ersten und dem zweiten zwischengeschalteten Rad (44 und 54) verbunden ist und bei dem die Quelle für Drehkraft in Antwort auf die Bewegung des Gehäuses als ein Ganzes mittels der Quellen-Anbindungseinrichtung mit einem, dem ersten oder dem zweiten, zwischengeschalteten Rad (44 und 54) verbunden und von dem anderen getrennt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Drehkraft mittels flexibler, endloser Antriebselemente (50, 60) durch Reibung auf das zwischengeschaltete Rad (44, 54) übertragen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem Drehkraft von dem jeweiligen zwischengeschalteten Rad (44, 54) auf ein Ausgangsrad (42; 142; 242; 343; 442) übertragen wird, das über ein erstes und zweites Hilfszwischenrad (48, 58; 148, 158; 248, 258; 348, 358; 448, 452, 458), die antriebsmäßig mit dem jeweiligen ersten und zweiten zwischengeschalteten Rad verbunden sind, fest mit der Drehlast (16) verbunden ist, wobei das Ausgangsrad mittels einer Ausgangs-Anbindungseinrichtung (51; 151; 251) mit dem ersten und zweiten Hilfszwischenrad verbunden ist.

8. Drehkraft-Übertragervorrichtung (14), dazu geeignet, Drehkraft von einer Quelle für Drehkraft (12) zu einer Drehlast (16) zu übertragen, wahlweise in wenigstens zwei Antriebsmodi, mit:

- einen Gehäuse (30),

- einem ersten und einem zweiten zwischengeschalteten Rad (44 und 54), die unabhängig drehbar auf jeweiligen Drehachsen (46 und 56) angebracht sind,

- einer Quellen-Anbindungseinrichtung (20, 22, 50, 60), die betriebsmäßig angepaßt ist, um jeweils das erste und das zweite zwischengeschaltete Rad mit der Quelle für Drehkraft zu verbinden,

- einer Last-Anbindungseinrichtung (48, 58, 51, 42; 148, 158, 151, 142; 248, 252, 258, 251, 242; 348, 358, 342; 448, 452, 458, 442), die betriebsmäßig angepaßt ist, um die Drehlast jeweils mit dem ersten und mit dem zweiten zwischengeschalteten Rad zu verbinden,

- einer Einrichtung zum Anbringen der Übertragervorrichtung relativ zu der Quelle für Drehkraft und der Drehlast und zum wahlweisen Bewegen der Übertragervorrichtung in geeigneter Weise zwischen einem ersten und einem zweiten Betriebszustand, die einem ersten und einem zweiten Antriebsmodus entsprechen, wobei die Übertragervorrichtung zum Verbinden der Quelle für Drehkraft (12) mit der Drehlast (16) mittels der Quellen-Anbindungseinrichtung und der Last-Anbindungseinrichtung ausgelegt ist, derart, daß die Antriebsverbindung in dem ersten Antriebsmodus von der Quelle für Drehkraft über das erste zwischengeschaltete Rad (44) auf die Drehlast bewirkt wird und der Antrieb von der Quelle für Drehkraft auf die Drehlast über das zweite zwischengeschaltete Rad (54) getrennt ist, und

die Antriebsverbindung in dem zweiten Antriebsmodus von der Quelle für Drehkraft über das zweite zwischengeschaltete Rad (54) auf die Drehlast bewirkt wird und der Antrieb von der Quelle für Drehkraft auf die Drehlast über das erste zwischengeschaltete Rad (44) getrennt ist, wobei der erste Antriebsmodus und der zweite Antriebsmodus sich im Hinblick auf wenigstens eines aus Drehrichtung und Geschwindigkeitsverhältnis unterscheiden;

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Drehachsen (46 und 56) des ersten und zweiten zwischengeschalteten Rades (44 und 54) in fester Beziehung zu dem Gehäuse (30) sind; und

- die Anbringe- und Bewegeeinrichtung zum Bewegen des Gehäuses (30) als ein Ganzes relativ zu der Quelle für Drehkraft in einen ausgewählten der Betriebszustände ausgelegt ist, um den ersten oder den zweiten Antriebsmodus einzurichten.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Anbringe- und Bewegeeinrichtung so ausgelegt ist, daß die Bewegung des Gehäuses als ein Ganzes in einen neutralen Zustand, der einem neutralen Modus entspricht, in dem die Kraftübertragung unterbrochen ist, ermöglicht wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der neutrale Zustand zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebszustand liegt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die Anbringeeinrichtung eine Schwenk-Anbringeeinrichtung (16, 32) ist, so daß das Gehäuse (30) als ein Ganzes zwischen ihrem ersten und zweiten Betriebszustand schwenkbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 8 bis 10, wobei die Drehlast mittels der Last-Anbindungseinrichtung ständig mit dem ersten und zweiten zwischengeschalteten Rad (44 und 54) verbunden ist und wobei die Quelle für Drehkraft in Antwort auf die Bewegung des Gehäuses als ein Ganzes mittels der Quellen-Anbindungseinrichtung mit einem, dem ersten oder dem zweiten, zwischengeschalteten Rad (44 und 54) verbunden und von dem anderen getrennt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, die ein Schwenkelement (38) aufweist, mittels dem das Gehäuse (30) nach Pendelart um die Achsen der Ausgangslast (16) verschwenkt werden kann.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der das erste und zweite zwischengeschaltete Rad in Form von Riemenscheiben (44,

54) vorliegen und bei der die Antriebsverbindung zwischen der Quelle für Drehkraft und den jeweiligen zwischengeschalteten Rädern über Riemen (50, 60) durch Reibung erfolgt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei der die Last-Anbindungseinrichtung

- ein erstes Hilfszwischenrad (48) und ein zweites Hilfszwischenrad (58), die jeweils antriebsmäßig mit dem ersten und zweiten zwischengeschalteten Rad (44 und 54) verbunden sind,

- ein Ausgangsrad (42), das mit der Drehlast verbunden ist, und

- eine Ausgangs-Anbindungseinrichtung (51; 151), die antriebsmäßig das Ausgangsrad mit dem ersten und zweiten Hilfszwischenrad verbindet,

umfaßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, bei der das erste zwischengeschaltete Rad und das erste Hilfszwischenrad antriebsmäßig fest um eine gemeinsame Achse (46) gelegt sind und bei der das zweite zwischengeschaltete Rad und das zweite Hilfszwischenrad antriebsmäßig fest um eine gemeinsame Achse (56) gelegt sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Hilfszwischenräder (48, 58) und das Ausgangsrad (42) in der Form von Riemenscheiben vorliegen und bei der die Ausgangs-Anbindungsein richtung in der Form eines komplementären V-Riemens (51) vorliegt.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Hilfszwischenräder (148, 158) und das Ausgangsrad (142) in der Form von Zahnkränzen vorliegen und bei der die Ausgangs-Anbindungs einrichtung in der Form einer komplementären Kette (151) vorliegt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, bei der die Hilfszwischenräder (348, 448; 358, 458) und das Ausgangsrad (342, 442) in der Form von gezahnten Rädern vorliegen und bei der die Ausgangs-Anbindungseinrichtung durch eine Anordnung (452) gebildet ist, die bewirkt, daß die gezahnten Räder kämmen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die zwischengeschalteten Räder in der Form einstellbarer Riemenscheiben (70) vorliegen, um zu ermöglichen, daß die relativen Durchmesser der Riemenscheiben eingestellt werden können, um Geschwindigkeitseinstellung zu bewirken.

21. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die zwischengeschalteten Räder in der Form stufiger Riemenscheiben vorliegen, um die Auswahl unterschiedlicher Geschwindigkeitsverhältnisse zu ermöglichen.

22. Anlage (100), einschließlich einer Quelle für Drehkraft (12) und einer Drehlast, und die eine Übertragervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 21 umfaßt, um Drehkraft von der Quelle für Drehkraft zu der Drehlast zu übertragen.

23. Anlage nach Anspruch 22, die in der Form eines motorbetriebenen Fahrzeuges (100) vorliegt, wobei ein Antriebsrad (101, 102, 201, 202) des Fahrzeuges die Drehlast bildet.