DE69506101T2 - Stufenloses getriebe mit hin- und hergehenden zwischenbewegungen - Google Patents
Stufenloses getriebe mit hin- und hergehenden zwischenbewegungenInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Regelantrieb, dazu bestimmt, zwischen einer rotierenden Antriebswelle und einer rotierender Abtriebswelle verbunden zu sein und zu gestatten, das Übersetzungsverhältnis zwischen dieser bei den Wellen kontinuierlich zu variieren.
- Es wurden bereits verschiedene Ausführungsformen von Regelantrieben mit hin- und hergehenden Zwischenbewegungen einer variablen Amplitude beschrieben, die das Übersetzungsverhältnis bestimmt.
- FR-A-1.133.080 beschreibt somit einen Regelantrieb mit Pleuel /Kurbel-Systemen mit Torsionsstab und Freilauf. FR-A-125.083 beschreibt einen Regelantrieb mit einer Reihe von pheripheren Einheiten, die unter der Einwirkung eines Nockens schwingen und durch Freiläufe an eine Abtriebswelle gekoppelt sind. Das übersetzungsverhältnis hängt von der Amplitude der zyklischen Bewegung der peripheren Einheiten ab, welche Amplitude selbst von der Exzentrizität des Nockens abhängt. FR-A-2.200.933 beschreibt ferner einen Regelantrieb mit Stirnrädergetriebe mit variablem Verhältnis, der wie ein Generator rechteckiger Wellen funktioniert, wobei die Variation der Amplituden der rechteckigen dellen die Variation des Übersetzungsverhältnisses bewirkt.
- Ferner sind bereits Regelantriebe bekannt, die ein geneigtes Wälzlager aufweisen, das gestattet, hin- und hergehende Zwi schenbewegungen zu erzeugen, die an eine Abtriebswelle durch einen Mechanismus mit Freiläufen übertragen werden (siehe beispielsweise FR-A-538.532).
- Trotz des langen Bestehens dieser Dokumente konnten die darin beschriebenen verschiedenen Vorrichtungen unter Berücksichtigung ihrer schwachen Leistung dennoch nicht in der Praxis verwendet werden. Außer den bedeutenden Verlusten, die durch die zahlreichen in Bewegung befindlichen Teile hervorgerufen werden, hat ihre theoretische Konzeption tatsächlich zur Folge, daß die erzeugten hin- und hergehenden Bewegungen nicht in Form kontinuierlich aufeinanderfolgender Rechteckimpulse sind. Daher ist es erforderlich, eine hydraulische Kupplung und/oder ein Trägheitsschwungrad mit dem Regelantrieb zu verbinden, was zu einer Überdimensionierung der Einheit führt. Ferner erzeugen die Bewegungen des Regelantriebs starke Erschütterungen. Außerdem ist bei diesen bekannten Regelantrieben die Kraftübertragung einer Motorbremse nicht möglich.
- Ferner erzeugen die bei hoher Frequenz ausgeführten Bewegungen Vibrations- und Ermüdungsprobleme, die in den bekannten Regelantrieben nicht berücksichtigt sind. Die sich addierenden mechanischen Spiele der in Bewegung befindlichen Teile verringern zusätzlich die Leistungen, die Funktionsgenauigkeit und die Beständigkeit dieser Regelantriebe in der Zeit, vor allem für den in FR-A-2.200.330 beschriebenen Regelantrieb.
- Auch die Steuerung im Betrieb und unter Last der Amplitudenvariation, die die Variation des Übersetzungsverhältnisses induziert und ganz allgemein die Steuerung der verschiedenen Funktionsarten der bekannten Regelantriebe bringen Probleme mit sich, die nicht restlos gelöst sind. Tatsächlich müssen diese Steuerungen ausgeführt werden infolge kostspieliger, komplexer, voluminöser, hydraulischer Regelungssysteme, die eine große Menge an Energie verbrauchen.
- Die Erfindung zielt darauf ab, diesen Mängeln abzuhelfen, indem sie einen Regelantrieb mit kontinuierlich variablem Überset zungsverhältnis vorschlägt, welcher Regelantrieb hin- und hergehende Zwischenbewegungen einer variablen Amplitude aufweist, deren praktische Leistungen verbessert sind.
- Insbesondere zielt die Erfindung darauf ab, einen derartigen Regelantrieb vorzuschlagen, welcher keinen Einsatz einer hydraulischen Kupplung und/oder eines Trägheitsschwungrads benötigt und dessen Soll-Leistung der Kraftübertragung verbessert ist und vor allem gleich oder sehr nahe 1 beträgt.
- Ferner zielt die Erfindung darauf ab, einen derartigen Regelantrieb vorzuschlagen, der in der Praxis und industriell ausgeführt werden kann, d. h. in dem die technologischen Probleme auf ein Minimum reduziert werden und leicht beherrscht werden können, insbesondere was die Einstellung, Langlebigkeit, Erschütterungen, Auswuchtungen, Funktionsspiele usw. angeht.
- Ferner zielt die Erfindung darauf ab, einen derartigen Regelantrieb vorzuschlagen, dessen Steuerung der Variationen des Übersetzungsverhältnisses einfach ist und vor allem ohne Regelung oder mit einer einfachen elektrischen Regelung erfolgen kann.
- Ferner zielt die Erfindung darauf ab, einen derartigen Regelantrieb vorzuschlagen, der im Betrieb gemäß mehrerer Funktionsarten umgeschaltet werden kann, vor allem gemäß einer Antriebsart mit Motorbremse, einem Rücklaufmodus und einem Leerlaufmodus.
- Die Erfindung zielt ferner darauf ab, einen derartigen Regelantrieb vorzuschlagen, bei dem das Übersetzungsverhältnis bei voller Leistung kontinuierlich zwischen einem Mindestwert R1 und einem Höchstwert R2 zumindest siebenmal höher als R1 modifiziert werden kann.
- Ferner zielt die Erfindung darauf ab, einen derartigen Regelantrieb vorzuschlagen, dessen Antwortzeit nach einer Steuerung der Variation des Übersetzungsverhältnisses sehr gering ist, vor allem unter oder in einer Größenordnung von 1 s.
- Ferner zielt die Erfindung darauf ab, einen derartigen Regelantrieb vorzuschlagen, der an einen Verbrennungsmotor gekuppelt werden kann und der gestattet, Drehzahländerungen einer Lastwelle zu steuern, indem die thermodynamischen Funktionsparameter des Motors und folglich das von dem Motor abgegebene Moment konstant bleiben. Insbesondere die Steuerung der Einströmungsgase des Motors muß im wesentlichen konstant bleiben, auf dem optimalen Niveau des spezifischen Verbrauchs des Motors, wobei die Leistungsänderungen im wesentlichen durch die Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Regelantriebs erhalten werden.
- Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung einen Regelantrieb, der dazu bestimmt ist, mit einer rotierenden Antriebswelle und einer rotierenden Abtriebswelle verbunden zu werden, wie aus DE-C-93 82 89 bekannt, mit:
- - mindestens zwei geneigten Wälzlagern, wobei jedes geneigte Wälzlager einen äußeren Käfig und einen inneren Käfig aufweist, die eine gemeinsame Achse festlegen, die die Achse des geneigten Wälzlagers ist,
- - Mitteln zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse jedes geneigten Wälzlagers gemäß einem Neigungswinkel, dessen Wert, welcher bezogen auf eine feststehende Achse des Regelantriebs regelbar ist, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes bestimmt,
- - wobei der eine der Käfige des geneigten Wälzlagers ein Eingangskäfig ist, der eine Antriebsdrehbewegung erhält und ausgehend von der Drehbewegung der Antriebswelle um die feststehende Achse in Drehbewegung versetzt wird,
- - wobei der andere Käfig des geneigten Wälzlagers ein Ausgangskäfig ist, der mit der Einheit des geneigten Wälzlagers entsprechend hin- und hergehender Schwingungsbewegungen (in Translation oder in Rotation) einer Amplitude angetrieben wird, die zu dem Neigungswinkel der Achse des geneigten Wälzlagers bezogen auf die entsprechende fest stehende Achse proportional ist, wobei dieser Ausgangskäfig mit mindestens einer Druckvorrichtung zusammenwirkt, um seine hin- und hergehenden Bewegungen (in Translation oder in Rotation) zu steuern,
- - Kraftübertragungsmittel, die geeignet sind, die hin- und hergehenden Bewegungen jeder Druckvorrichtung in eine in eine Richtung wirkende Drehbewegung der Abtriebswelle umzuwandeln und zu übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse jedes geneigten Wälzlagers angepaßt sind, damit diese Achsen alle normalerweise (d. h. außerhalb der Phasen der Variation des Übersetzungsverhältnisses) denselben Neigungswinkel bezogen auf die entsprechende feststehende Achse aufweisen, jedoch bezogen auf die Antriebsdrehbewegung zueinander gemäß einem konstanten und unveränderlichen Phasenverschiebungswinkel phasenverschoben sind, so daß an die Abtriebswelle zueinander phasenverschobene Bewegungen übertragen werden,
- daß die Kraftübertragungsmittel angepaßt sind, damit in jeder Phase der Bewegung mindestens eines der geneigten Wälzlager in Eingriff steht und eine Belastung überträgt, und mindestens eines der geneigten Wälzlager nicht in Eingriff steht und auf die Abtriebswelle keine Belastung überträgt,
- - daß die Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse jedes geneigten Wälzlagers angepaßt sind, um die Neigung aller geneigten Wälzlager ausgehend von einem Steuersignal der Variation des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes zu modifizieren, und
- - daß die Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse jedes geneigten Wälzlagers angepaßt sind, um die Regelung der Neigung der geneigten Wälzlager schrittweise auszuführen, wobei die Neigung jedes geneigten Wälzlagers in einer Phase der Bewegung modifiziert wird, wo dieses geneigte Wälzlager nicht in Eingriff steht und keine Belastung an die Abtriebswelle überträgt.
- Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß weisen die Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse der geneigten Wälzlager auf:
- · bewegliche Steuermittel, die angepaßt sind, um sich gemäß einer Steueramplitude zu verlagern, die einer gewünschten Neigungsänderung, insbesondere proportional entspricht,
- · für jedes geneigte Wälzlager oder jede Gruppe geneigter Wälzlager, die gleichzeitig in Eingriff stehen, ein Organ zur Steuerung eines Mechanismus zur Kontrolle der Neigung des geneigten Wälzlagers bzw. der geneigten Wälzlager und
- · mechanische Speichermittel, die zwischen den beweglichen Steuermitteln und jedem Steuerorgan zwischengeschaltet sind, wobei diese mechanischen Speichermittel angepaßt sind, um eine einer Neigungsänderung entsprechende Steueramplitude zu speichern und nur eine Steuerdrehbewegung an ein Steuerorgan zu übertragen, wenn der durch dieses Steuerorgan entgegenwirkende Widerstand kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß weisen diese mechanischen Speichermittel für jedes Steuerorgan eine Torsionsfeder auf, die zwischen zwei rotierenden Wellen der Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse der geneigten Wälzlager zwischengeschaltet ist.
- In einer ersten Variante der Erfindung weist der Regelantrieb zwei Paare geneigter Wälzlager auf, wobei jedes Paar durch eine feststehende Welle getragen ist, die von dem anderen Paar verschieden ist, wobei die beiden geneigten Wälzlager ein und desselben Paars um 180º phasenverschoben sind, wobei jedes geneigte Wälzlager durch eine feststehende Welle getragen ist, die bezogen auf jedes geneigte Wälzlager um 90º phasenverschoben ist, das durch die andere feststehende Welle getragen ist.
- Erfindungsgemäß weist der Regelantrieb mindestens zwei Einheiten zur teilweisen Kraftübertragung, die geeignet sind, ge genphasige Bewegungen an die Abtriebswelle zu übertragen, und vor allem vier Einheiten zur teilweisen Kraftübertragung auf, die geeignet sind, an die Abtriebswelle zueinander um 90º phasenverschobene Bewegungen zu übertragen.
- Jede Einheit zur teilweisen Kraftübertragung einer Bewegung umfaßt
- - eine erste Kraftübertragungsvorrichtung, die geeignet ist, ausgehend von der Drehbewegung der Antriebswelle eine hin- und hergehende Bewegung von mindestens einer Druckvorrichtung gemäß einer bestimmten, aber kontinuierlich regelbaren Amplitude zu erzeugen,
- - eine zweite Kraftübertragungsvorrichtung, die geeignet ist, die hin- und hergehende Bewegung der Druckvorrichtung in eine hin- und hergehende Drehbewegung einer schwingenden Welle umzuwandeln,
- - eine dritte Vorrichtung zur unidirektionalen Kraftübertragung der Drehbewegung der schwingenden Welle an ein Ausgangsdrehorgan, das in Drehbewegung an die Welle gekuppelt ist, die einzig in die eine oder andere Drehrichtung schwingt, wobei das Ausgangsdrehorgan in Drehbewegung an die Abtriebswelle gekuppelt ist.
- In einer zweite Variante weist der Regelantrieb erfindungsgemäß zwei geneigte, zueinander um 90º phasenverschobene Wälzlager auf, und die Kraftübertragungsmittel sind angepaßt, um an die Abtriebswelle die Bewegungen jedes Ausgangskäfigs abwechselnd während jeder Vierteldrehung der Antriebswelle zu übertragen.
- In einer Ausführungsform ist der Regelantrieb erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß er mindestens eine rotierende und sich hin- und herbewegende Druckvorrichtung aufweist, die mindestens eine Fläche aufweist, die sich im Kontakt mit einer Fläche befindet, die mit dem Ausgangskäfig eines geneigten Wälzlagers fest verbunden ist. Erfindungsgemäß ist der Ausgangskäfig der äußere Käfig des geneigten Wälzlagers.
- Ein erfindungsgemäßer Regelantrieb kann derart ausgeführt sein, daß die geneigten Wälzlager und die Einheiten zur teilweisen Kraftübertragung hin- und hergehende Bewegungen erzeugen, deren Geschwindigkeitsverlauf eine fast viereckige Form hat, wobei die Wechselfolgen auf jede Umdrehung der Drehbewegung kontinuierlich aufeinanderfolgen und die Abtriebswelle mit einer gleichförmigen konstanten Geschwindigkeit antreiben, wenn sich die Antriebswelle bei konstanter Geschwindigkeit dreht.
- Ferner ist ein erfindungsgemäßer Regelantrieb dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangskäfig und jede entsprechende Druckvorrichtung Kontaktflächen festgelegter komplementärer Formen festlegen, um die kontinuierlich aufeinanderfolgenden, hin- und hergehenden Bewegungen von fast rechteckiger Form zu erzeugen.
- Erfindungsgemäß sind die komplementären Formen festgelegt, damit, wenn die Antriebswelle sich bei einer konstanten Geschwindigkeit dreht, die Geschwindigkeit (in Rotation oder in Translation) der Druckvorrichtung mindestens im wesentlichen während einer Dauer konstant ist, die mindestens einer Vierteldrehung der Antriebsdrehwelle entspricht.
- Erfindungsgemäß ist jede Druckvorrichtung mit einem rotierenden Ausgangsorgan mittels mindestens einer in einer Richtung wirkenden Verbindungsvorrichtung verbunden.
- Erfindungsgemäß weist der Regelantrieb mindestens eine unidirektionale Verbindungsvorrichtung auf, die zwischen einer aktiven Position unidirektionaler Blockierung und einer inaktiven Position gesteuert werden kann, wobei die Druckvorrichtung oder eine dazwischenliegende schwingende Welle und das entsprechende rotierende Ausgangsorgan zueinander drehbeweglich bleiben. Diese dritte Vorrichtung zur unidirektionalen Kraftübertragung umfaßt vorteilhafterweise zwei in einer Richtung wirkende Verbin dungsvorrichtungen, die im entgegengesetzten Sinn angebracht sind, wobei eine unidirektionale Antriebs- Verbindungsvorrichtung eine unidirektionale Blockierung in Antriebsrichtung ausführt und eine weitere unidirektionale rückläufige Verbindungsvorrichtung eine unidirektionale Blockierung in Rückwärtsrichtung ausführt. Ferner weist der erfindungsgemäße Regelantrieb Mittel zur Steuerung jeder unidirektionalen Verbindungsvorrichtung gemäß mindestens dreier Funktionsmodi auf:
- - eines Antriebsmodus mit Motorbremse, in dem die unidirektionale Antriebs-Verbindungsvorrichtung konstant in aktiver Position gehalten wird und die unidirektionale in Rücklaufrichtung wirkende Verbindungsvorrichtung einzig dann in aktiver Position gehalten wird, wenn die entsprechende Druckvorrichtung und das entsprechende rotierende Ausgangsorgan sich in Antriebsrichtung verlagern.
- - eines Rücklauf-Modus', in welchem die unidirektionale Antriebs-Verbindungsvorrichtung konstant in inaktiver Position gehalten wird und die unidirektionale in Rücklaufrichtung wirkende Verbindungsvorrichtung konstant in aktiver Position gehalten wird,
- - eines Leerlaufstellungs-Modus', in welchem die beiden unidirektionalen Verbindungsvorrichtungen in inaktiver Position gehalten werden.
- Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß ist jede unidirektionale Verbindungsvorrichtung aus einer zylindrischen Schraubenfeder gebildet, deren eines Ende in dem rotierenden Ausgangsorgan verankert ist und deren anderes Ende mit einer beweglichen Reibungsfläche zusammenwirkt, und der Regelantrieb weist Mittel zur Kontrolle jeder beweglichen Reibungsfläche im Betrieb auf, die angepaßt sind, damit, wenn die Reibungsfläche gegen das Ende der Feder gedrückt ist, diese eine in einer Richtung wirkende Blockierung ausführt, und damit, wenn diese Reibungsfläche nicht gegen das Ende der Feder gedrückt ist, das rotierende Or gan drehbeweglich ist, wobei jede Feder im Betrieb in aktiver oder in inaktiver Position gesteuert werden kann.
- Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß weist der Regelantrieb eine in Rücklaufrichtung wirkende unidirektionale Verbindungsfeder und Mittel auf, die angepaßt sind, um im Antriebsmodus mit Motorbremse hin- und hergehende Bewegungen in axialer Translation der Reibungsfläche der in Rücklaufrichtung wirkenden unidirektionalen Verbindungsfeder zu erzeugen, die im Hochfrequenzbetrieb in aktiver Position in der Antriebsrichtung der entsprechenden Druckvorrichtung und in inaktiver Position in Rücklaufrichtung der entsprechenden Druckvorrichtung zyklisch kommutiert wird.
- Ferner betrifft die Erfindung einen Regelantrieb, der in Kombination ganz oder teilweise vorstehende oder nachfolgende Merkmale aufweist.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, die sich auf die beigefügten Figuren bezieht, in denen:
- - Fig. 1 ein Schema im Achsschnitt ist, das die Kinematik einer Einheit eines Regelantriebs gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
- - Fig. 2 eine Detailansicht im Achsschnitt eines Endes antriebswellenseitig einer feststehenden Welle eines Regelantriebs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- - Fig. 3 eine Detailansicht im Achsschnitt in axialer Verlängerung von Fig. 2 des anderen Endes abtriebswellenseitig der feststehenden Welle eines Regelantriebs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- - Fig. 4 eine Detailansicht im Achsschnitt eines Mechanismus zur Regelung des Spiels des Regelantriebs von Fig. 2 und Fig. 3 ist;
- - Fig. 5a, 5b, 5c und 5d schematische Darstellungen im Achsschnitt sind, die verschiedene Positionen darstellen, die durch ein geneigtes Kraftübertragungswälzlager eines Regelantriebs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung während der Drehung der Antriebswelle eingenommen werden, wobei die Neigung des Wälzlagers in Bezug auf die feststehende Welle unveränderlich bleibt;
- - Fig. 6a, 6b, 6c und 6d schematische Schnittdarstellungen entlang der Linie VI-VI von Fig. 5a, 5b, 5c und 5d sind;
- - Fig. 7 und Fig. 8 ähnliche Ansichten wie Fig. 5a und 6a des Wälzlagers sind, das mit einer Neigung null in Bezug auf die feststehende Welle dargestellt ist;
- - Fig. 9 ein Graph ist, der die Geschwindigkeitskurven der Druckvorrichtungen eines erfindungsgemäßen Regelantriebs im Verlauf der Zeit wiedergibt und eine Verringerung der Neigung veranschaulicht, die eine Verringerung des Übersetzungsverhältnisses erzeugt;
- - Fig. 10 eine Detailansicht von Fig. 9 ist;
- - Fig. 11 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 9 ist, die eine Erhöhung der Neigung veranschaulicht, die eine Erhöhung des Übersetzungsverhältnisses erzeugt;
- - Fig. 12 eine Detailansicht von Fig. 11 ist;
- - Fig. 13 eine schematische Darstellung in Achsschnitt ist, welche die allgemeine Kinematik eines Mechanismus zur Steuerung der Änderung des Übersetzungsverhältnisses eines erfindungsgemäßen Regelantriebs darstellt;
- - Fig. 14 eine perspektivische schematische Darstellung eines Mechanismus zur Steuerung des Betriebs der unidirektionalen Verbindungsvorrichtungen eines Regelantriebs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
- - Fig. 15 eine schematische perspektivische Explosionsansicht ist, die einen Mechanismus zur Steuerung einer unidirektionalen Verbindungsvorrichtung eines Regelantriebs nach der ersten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht;
- - Fig. 16 eine schematische Detail-Teilansicht in Achsrichtung des Mechanismus von Fig. 15 ist;
- - Fig. 17 eine ähnliche Schnittansicht wie Fig. 16 ist, die eine Ausführungsvariante des Mechanismus veranschaulicht;
- - Fig. 18 eine schematische Teilansicht im Achsschnitt ist, welche die Kinematik einer Ausführungsvariante der dritten unidirektionalen Kraftübertragungsvorrichtungen eines erfindungsgemäßen Regelantriebs veranschaulicht;
- - Fig. 19 eine schematische Schnittansicht durch die feststehende Achse der geneigten Wälzlager einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Regelantriebs mit zwei geneigten Wälzlagern ist;
- - Fig. 20 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XX-XX von Fig. 19 ist;
- - Fig. 21 eine schematische Schnittansicht durch die feststehende Achse der geneigten Wälzlager einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Regelantriebs mit zwei geneigten Wälzlagern ist, der im einzelnen für eine Zykluskraftübertragung bestimmt ist;
- - Fig. 22 eine schematische Schnittansicht entlang der Linie XXII-XXII von Fig. 21 ist.
- Der erfindungsgemäße Regelantrieb, der in Fig. 1 bis 3 dargestellt ist, weist ein geschlossenes Gehäuse 1 auf, das zwei feststehende Wellen 2a, 2b der verschiedenen, parallel zueinander verlaufenden feststehenden Achsen 23a, 23b trägt. Jede feststehende Welle 2a, 2b ist mit zwei Einheiten 7 bis 12, 7' bis 12' zur teilweisen Kraftübertragung verbunden, welche Einheiten um ein und dieselbe feststehende Achse 23a, 23b herum zentriert sind und um 180º phasenverschobene Bewegungen an ein und dasselbe Ausgangsritzel bzw. Abtriebsritzel 4a, 4b übertragen, das um jede feststehende Achse 23a, 23b herum drehbar angebracht ist. Die beiden Ausgangsritzel 4a, 4b sind alle beide durch das Gehäuse 1 hindurch mit einem Zahnrad oder mit einem Kranz verbunden, der mit einer Abtriebswelle 6 fest verbunden ist oder diese Abtriebswelle 6 bildet. Die beiden Ausgangsritzel 4a, 4b sind beispielsweise direkt in Eingriff mit einem Antriebskranz eines Differentials, der die Abtriebswelle 6 des Regelantriebs bildet. Die Einheiten 7a bis 12a, 7'a bis 12'a zur teilweisen Kraftübertragung, die durch eine 2a der feststehenden Wellen getragen sind und um dieselbe feststehende Achse 23a herum zentriert sind, sind bezogen auf jede der Einheiten 7b bis 12b, 7'b bis 12'b zur teilweisen Kraftübertragung um 90º phasenverschoben, die um die andere feststehende Achse 23b herum zentriert sind und durch die andere feststehende Welle 2b getragen sind (d. h., sie übertragen an ihr Ausgangsritzel 4a Bewegungen, die um 90º phasenverschoben sind in Bezug auf die Bewegungen, die an das Ausgangsritzel 4b der anderen feststehenden Achse 23b übertragen werden). Die entgegengesetzt gerichteten Bewegungen (um 180º phasenverschoben) der beiden Ausgangsritzel 4a, 4b können in derselben Richtung (in Phase) an eine gemeinsame Abtriebswelle 6 mittels eines Mechanismus von Wendegetriebe-Ritzeln übertragen werden, der nachfolgend beschrieben wird. Jede Kraftübertragungseinheit 7 bis 12, 7' bis 12' ist auch mit einem Eingangsritzel 3a, 3b verbunden, das drehbar um jede feststehende Welle 2a, 2b angebracht ist und das mit ein und derselben Antriebswelle 5 durch das Gehäuse 1 hindurchgehend gekuppelt ist. Die Antriebswelle 5 wird beispielsweise durch einen Verbrennungsmotor angetrieben.
- In Fig. 2 bis 4 sind einzig die Einheiten 7 bis 12 und 7' bis 12' zur teilweisen Kraftübertragung, welche Einheiten durch eine 2a der feststehenden Wellen getragen sind, im Detail abgebildet. Die Einheiten zur teilweisen Kraftübertragung, die durch die andere feststehende Welle 2b getragen sind, sind identisch, aber um einen Winkel von 90º phasenverschoben in Bezug auf diejenigen der feststehenden Welle 2a (Fig. 1). Ferner sind zwei Einheiten zur teilweisen Kraftübertragung gegenphasig, die durch ein und dieselbe feststehende Welle 2a oder 2b getragen sind.
- Nachstehend erfolgt unter Bezugnahme auf Fig. 2 bis 4 die Beschreibung der beiden Kraftübertragungseinheiten 7 bis 12, 7' bis 12', die durch eine 2a der beiden feststehenden Wellen 2a, 2b getragen sind.
- Jede Einheit 7 bis 12, 7' bis 12' zur teilweisen Kraftübertragung umfaßt eine erste Kraftübertragungvorrichtung 7, 7', die ausgehend von der Drehung der Antriebswelle 5 eine hin- und hergehende Bewegung in axialer Translation einer Druckvorrichtung 8, 8' gemäß einer bestimmten Amplitude erzeugt, welche jedoch kontinuierlich variieren kann; eine zweite Kraftübertragungsvorrichtung 9, 9', die die in Translation hin- und hergehende Bewegung der Druckvorrichtung 8, 8' in eine hin- und hergehende Drehbewegung einer schwingenden Welle 10, 10' umformt; und eine dritte Vorrichtung 11, 11' zur unidirektionalen Kraftübertragung der Drehbewegung der schwingenden Welle 10, 10' an ein Ausgangsdrehorgan 12, 12', das durch die schwingende Welle 10, 10' einzig in die eine oder andere Drehrichtung in Drehbewegung versetzt wird, wobei das Ausgangsdrehorgan 12, 12' die Abtriebswelle 6 mittels des Ausgangsritzels 4a in Drehbewegung versetzt.
- Die beiden Ausgangsdrehorgane 12 und 12' der Kraftübertragungseinheiten 7 bis 12 und 7' bis 12', die sich um ein und dieselbe feststehende Achse 23a herum drehen, sind an dasselbe Ausgangsritzel 4a gekuppelt, das durch diese feststehende Achse 23a getragen ist. Und die beiden Kraftübertragungseinheiten 7 bis 12, 7' bis 12' empfangen die Antriebsbewegung durch dasselbe Eingangsritzel 3a, das sich um diese feststehende Achse 23a herum dreht und an das die ersten Kraftübertragungsvorrichtungen 7, 7' gekuppelt sind.
- Jede erste Kraftübertragungsvorrichtung 7, 7' weist ein geneigtes Wälzlager auf, das an der feststehenden Welle 2a derart angebracht ist, daß die Ausrichtung der Achse 13, 13' des Wälzlagers in Bezug auf die entsprechende feststehende Achse 23a modifiziert werden kann. Jedes geneigte Wälzlager umfaßt beispielsweise zwei Reihen von Kugeln oder Rollen, eine an jeder axialen Seite des Wälzlagers, und einen äußeren 14, 14' und inneren 18, 18' Käfig, die Laufringe festlegt. Diese Laufringe sind symmetrische Laufringe, die sich um eine Achse 13, 13' herum drehen, die die Achse des geneigten Wälzlagers ist, und umschließen die Kugeln oder Rollen, so daß der äußere und innere Käfig zueinander drehbeweglich, aber axial zueinander fest verbunden sind in der Art eines traditionellen Kugellagers.
- Der äußere Käfig 14, 14' eines jeden geneigten Wälzlagers ist ein Eingangskäfig 14, 14', der um die feststehende Achse 23a herum ausgehend von der Drehbewegung der Antriebswelle 5 in Drehung versetzt wird. Zu diesem Zweck ist das Eingangsritzel 3a an der Außenseite eines Zylinders 15 geformt, der auf jeder Seite in axialer Richtung zwei Gabeln 16 und 16' trägt, die diametral gegenüberliegend sind und die mit dem äußeren Käfig 14, 14' durch eine Gelenkverbindung 17, 17' mit radialer Achse verbunden sind (Fig. 1). Die beiden Gabeln 16, 16' bilden somit eine Fläche zum Mitnehmen eines jeden äußeren Käfigs 14, 14', der mit dieser Fläche gelenkig verbunden ist und durch das entsprechende Eingangsritzel 3a mitgenommen wird. Der innere Käfig 18, 18' eines jeden geneigten Wälzlagers 7, 7' ist ein Ausgangskäfig 18, 18', der mit radialen Flächen 19, 19', 22, 22' zusammenwirkt, die durch die Druckvorrichtung 8, 8' getragen sind, um seine hin- und hergehenden Translationsbewegungen zu steuern, die durch die Drehung des äußeren geneigten Käfigs 14, 14' erzeugt werden, wobei er selbst hin- und hergehende Schwingungen erzeugt (d. h. Schwingungen und Winkelbewegungen der Radialebene des Wälzlagers und des inneren Käfigs 18, 18'). Zu diesem Zweck weist der innere Käfig 18, 18' mindestens einen Kranzteil 20, 20' auf, der sich nach innen ragend und in Richtung auf die feststehende Achse 23a in einer Kehle 21, 21' erstreckt, die von und zwischen einer radialen Fläche 19, 19' und einer gegenüberliegenden radialen Fläche 22, 22' definiert ist, die bezüglich der Druckvorrichtung 8, 8' alle beide in Drehung blockiert und regelbar in Translation befestigt sind. Der Kranzteil 20, 20' weist eine axiale Rille 97 auf, in die ein Keil oder ein Nocken 96 eingreift, der mit der Druckvorrichtung 8, 8' fest verbunden ist, um den inneren Käfig 18, 18' drehfest zu halten. In einer nicht dargestellten Variante kann der Kranzteil 20, 20' durch einen vollständigen Kranz ersetzt werden und der innere Käfig 18 kann um die feststehende Welle 2a herum frei drehbar sein.
- Die Seitenflächen 24, 24' und 25, 25' dieses Kranzteils 20, 20' gelangen in Kontakt mit Flächen 19, 19' und 22, 22' der Kehle 21, 21', so daß einerseits die Druckvorrichtungen 8, 8' in Translation angetrieben werden und andererseits Modifizierungen der Neigung des geneigten Wälzlagers in Bezug auf die feststehende Achse 23a der feststehenden Welle 2a gestattet werden. Im einzelnen bilden diese Seitenflächen 24, 24', 25, 25' Flächen, die an den entsprechenden Flächen 19, 19', 22, 22' der Kehle 21, 21' rollen. Auf diese Weise definieren der Kranzteil 20, 20' des inneren Käfigs 18, 18' und die Fläche 19, 19' der Druckvorrichtung 8, 8' Kontaktflächen 19, 19' und 24, 24' komplementärer Formen, die festgelegt sind, um aufeinander zu rollen. Wenn sich der äußere Käfig 14, 14' um die feststehende Welle 2a dreht, schwingt der innere Käfig 18, 18' in Bezug auf die feststehende Achse 23a dieser feststehenden Welle 2a, wobei seine Neigung (d. h. die Position der Radialebene des Wälzlagers) in Bezug auf diese Achse 23a winklig gemäß einer hin- und hergehenden Schwingungsbewegung auf jeder Seite einer zur feststehenden Achse 23a radialen Ebene variiert. Daher wird die Druckvorrichtung 8, 8', die durch den Kranzteil 20, 20' angetrieben wird, in einer hin- und hergehenden axialen Translationsbewegung längs der feststehenden Achse 23a angetrieben.
- Die Amplitude dieser Schwingungen hängt von der dem äußeren Käfig 14, 14' verliehenen Neigung in Bezug auf die feststehende Achse 23a der feststehenden Welle 2a ab.
- Diese Neigung, die der Ausrichtung der Achse 13, 13' des geneigten Wälzlagers entspricht, wird beibehalten, sie kann jedoch durch Regelmittel modifiziert und geregelt werden, die die Ausrichtung dieser Achse 13, 13' bezogen auf die feststehende Achse 23a bestimmen. Der Antriebszylinder 15, der das Antriebsritzel 3a trägt, ist in Bezug auf das Gehäuse 1 durch zwei Wälzlager 26, 26' drehbar um die feststehende Welle 2a herum angebracht. Dieser Zylinder 15 weist zwei Kolben 27, 27', die sich parallel zur feststehenden Achse 2a jeweils in Richtung der äußeren Käfige 14, 14' erstrecken und zwei weitere Regelkolben 28, 28' auf, die zu den beiden ersten diametral gegenüberliegend sind. Die beiden Kolben 27, 27' oder 28, 28' eines Kolbenpaars weisen gegenläufige Innengewinde auf und greifen jeweils mit entsprechenden Gewinden 29, 29' oder 30, 30' von Schrauben, die durch Ritzel 31, 32 getragen sind, ein. Die beiden Ritzel 31, 32 sind drehbar bezogen auf den Zylinder 15 angebracht. Die Innenverzahnung 33 eines Kranzes 34 (Fig. 2) gelangt mit den Zähnen der Ritzel 31, 32 in Eingriff, um sie in Drehung zu versetzen. Wenn sich der Kranz 34 bezogen auf den Zylinder 15 dreht, drehen sich somit die Ritzel 31, 32 um ihre Achse herum und die Kolben 27, 27' und 28, 28' gleiten in Translation parallel zur feststehenden Achse 23a. Die beiden Kolben 27, 27' und 28, 28' ein und desselben Kolbenpaars gleiten in entgegengesetzte Richtungen. Die Kolben des ersten Paars 27, 27' gleiten in entgegengesetzter Richtung der Kolben des zweiten Paars 28, 28'. Das freie Ende 35, 35' bzw. 36, 36' jedes Kolben 27, 27' und 28, 28' bildet einen Anschlag, der gegen eine entsprechenden Seitenfläche 37, 37', 38, 38' des äußeren Käfigs 14, 14' in Anlage kommt. Auf diese Weise wird die Neigung dieses äußeren Käfigs 14, 14' bezogen auf die Achse der feststehenden Welle 2a modifiziert. Der Kranz 34 ist über ein Wälzlager 39 drehbar bezogen auf den Zylinder 15 montiert. Der Kranz 39 weist außerdem eine Außenverzahnung 40 auf, die gestattet, ihn in Drehung zu versetzen. Ferner trägt jeder Zylinder 15 ein Kettenritzel mit Außenverzahnung 41, die gestattet, die Position des Kranzes 34 bezogen auf den Zylinder 15 mittels eines nachfolgend beschriebenen Mechanismus zur Steuerung der Neigung zu kennzeichnen.
- Die beiden Druckvorrichtungen 8, 8' sind konzentrische Zylinder um die feststehende Achse 23a und die feststehende Welle 2a herum und sind in Translation beweglich angebracht und drehfest zueinander durch ein mit Kugeln und axialen Rillen ausgestattetes System 56. Jede feststehende Welle 2a ist getragen durch eines seiner freien Enden und drehfest bezogen auf das Gehäuse 1. Das andere freie Ende der feststehenden Welle 2a ist nicht mit dem Gehäuse 1 verbunden, aber durch die innere Druckvorrichtung 8' größerer Länge getragen. Ein System 55 von Kugeln und axialen Rillen hält die innere Druckvorrichtung 8' einer größeren Länge bezogen auf die feststehende Welle 2a drehfest, indem es die hin- und hergehenden axialen Translationen der Druckvorrichtung 8' gestattet.
- Die in Kontakt gelangenden komplementären Formen der Seitenflächen 24, 24' und 25, 25' des Kranzteils 20, 20' und der mit der Druckvorrichtung 8, 8' fest verbundenen Flächen 19, 19' und 22, 22' sind derart festgelegt, daß, wenn sich die Antriebswelle 5 bei konstanter Geschwindigkeit dreht, die erzeugte Translationsgeschwindigkeit der Druckvorrichtung 8, 8' mindestens im wesentlichen während einer Dauer konstant ist, die mindestens einer Viertelumdrehung der rotierenden Antriebswelle 5 entspricht. Somit wird gewährleistet, daß bei jeder Umdrehung der Antriebswelle 5 mindestens eine der Druckvorrichtungen 8, 8', die zueinander in ihren Bewegungen um 90º phasenverschoben sind, aktiv ist und die Antriebsbewegung während mindestens einer Vierteldrehung (siehe Fig. 9 und 11) überträgt. Diese jeweiligen Formen der Flächen 19, 19', 24, 24' und 22, 22', 25, 25' sind ebenfalls festgelegt, um aufeinander mit einem Minimum an Schlupf zu rollen. Vorteilhafterweise weisen mindestens die Teile der Flächen, die sich während der Phasen konstanter Geschwindigkeit der Druckvorrichtung in Kontakt befinden, Formen auf, die festgelegt sind, um mindestens für eine Neigungsposition ohne Schlupf zu rollen - vor allem und vorzugsweise die mittlere Neigungsposition - des Variationsbereichs dieser Neigung.
- Die Seitenflächen 24, 24' und 25, 25' des Kranzteils 20, 20' und die Flächen 19, 19' und 22, 22', die mit der Druckvorrichtung 8, 8' fest verbunden sind, erstrecken sich um ihre Achse 13, 13' und 23a herum auf einem Winkelsektor kleiner 90º. Die beiden geneigten Wälzlager ein und derselben feststehenden Achse 23a, 23b sind zueinander symmetrisch bezogen auf eine radiale Symmetriemittelebene des entsprechenden Antriebsszylinders 15a, 15b. Ein Beispiel für die Form der Flächen 19, 19', 22, 22', 24, 24', 25, 25', die sich in Kontakt mit dem geneigten Wälzlager und der Druckvorrichtung 8, 8' befinden, geht hervor aus Fig. 4 und Fig. 5a bis 5d, 6a bis 6d, 7 und 8, die schematisch ein geneigtes Wälzlager in verschiedenen Positionen darstellen.
- Der Kranzteil 20 ist aus mindestens einem Teil des Umdrehungsvolumens um die Achse 13 des Wälzlagers herum gebildet. Seine auf die Seite des Zylinders 15 ausgerichtete Seitenfläche 25 hat ein Profil, das gegen die Fläche 22 gegenüber des Anschlags 62 rollt, der mit der Druckvorrichtung 8 fest verbunden ist.
- Die Seitenfläche 24 des Kranzteils 20, der vom Zylinder 15 abgewandt ausgerichtet ist, rollt gegen die Fläche 19 gegenüber dem Anschlag 59, der mit der Druckvorrichtung fest verbunden ist.
- Fig. 5a und 6a geben die Positionen bezüglich des Kranzteils 20 und der Flächen 19, 22 der Anschläge 59, 62 wieder, wenn die Druckvorrichtung in ihre Position zurückgedrückt wird, die am weitesten vom Zylinder 15 entfernt ist, wie in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt. Fig. 5b und 6b stellen diese Positionen nach einer Drehung von 90º des Zylinders 15 und' des äußeren Käfigs 14 des Wälzlagers dar. Fig. 5c, 6c und 5d, 6d zeigen diese Positionen nach einer Drehung von 180º bzw. 270º bezogen auf Fig. 5a, 6a des Zylinders 15 und des äußeren Käfigs 14 des Wälzlagers. Wie erkennbar, erzeugt die Drehung des Zylinders 15 eine hin- und hergehende Translationsbewegung der Anschläge 59, 62 und folglich der Druckvorrichtung 8, deren Amplitude mit dem Wert des Neigungswinkels der Achse 13 bezogen auf die Achse 23a der feststehenden Welle 2a wächst.
- Wenn diese Neigung null ist (Fig. 7 und 8) bleibt die Druckvorrichtung 8 unbeweglich.
- Ferner weist der Regelantrieb einen Mechanismus zur Regelung des axialen Spiels zwischen den Kontaktflächen 19, 19', 22, 22' beiderseits des Kranzteils 20, 20' (Fig. 4) auf.
- Wie in Fig. 4 erkennbar, sind die Flächen 19 und 22 an gänzlich radialen Flächen bzw. zweier Anschläge 59, 62 gebildet, die axial gleitend durch Rillen 60 außerhalb der Druckvorrichtung 8 angebracht sind. Diese Anschläge 59, 62 sind axial gehalten und in axialer Translation in entgegengesetzte Richtungen jeweils durch zwei Hülsen 63, 64 gesteuert, die gegen diese, den Flächen 19, 22 abgewandten Anschläge 59, 62 in Anlage kommen. Die Hülsen 63, 64 weisen ein Innengewinde auf, das mit einem Gewinde 65, 66 der äußeren Oberfläche der Druckvorrichtung 8 eingreift. Ein Kettenritzel 42, das in Drehung durch einen Steuermechanismus gesteuert wird, versetzt die eine und/oder die andere der beiden Hülsen 63, 64 beim Drehen in Richtung der axialen Annäherung der Anschläge 59, 62, wenn die Neigung des Wälzlagers verringert ist, und in Richtung der Entfernung im entgegengesetzten Fall.
- Das Ritzel 42 ist in bezüglich des Gehäuses 1 durch eines Radiallagers oder Wälzlagers 61 drehbar montiert. Es versetzt die Hülsen 63, 64 in Drehbewegung um die Druckvorrichtung 8 herum mittels eines Differentialmechanismus 67. Die Drehbewegung der Hülsen 63, 64 treibt ihre axiale Translation längs der Druckvorrichtung 8 dank der Gewinde 65, 66 an.
- Das Zahnrad 42 trägt zwei Zahnräder 68 mit einer zur radialen Drehachse konischen Verzahnung. Jedes Zahnrad 68 ist drehbeweglich angebracht und mit einem Ende einer Torsionsfeder 69 verbunden, deren anderes Ende in dem Zahnrad 42 verankert ist.
- Das Zahnrad 68 steht auf einer Seite mit einem Zahnrad 70 mit konischer Verzahnung in Eingriff, das durch Keilnuten 71 mit der Hülse 63 gekuppelt ist. Das Zahnrad 70 ist durch ein Radiallager oder ein Wälzlager 72 drehbar bezogen auf das Zahnrad 42 montiert. Das Zahnrad 68 steht auf der anderen Seite mit einem Zahnrad 73 mit konischer Verzahnung in Eingriff, das drehbar um eine zylindrische axiale Verlängerung herum des Zahnrads 70 angebracht ist. Dieses Zahnrad 73 weist eine gerade Außenverzahnung auf, die mit einem Ritzel 74 in Eingriff steht, das mit einem Ende einer Verbindungsstange 75 drehfest verbunden ist, die die Anschläge 59, 62 axial durchquert. Das entgegengesetzte Ende dieser Verbindungsstange 75 ist mit einem Ritzel 76 verbunden, das mit einer geraden Außenverzahnung eines Zahnrads 77 in Eingriff steht, um es um die Druckvorrichtung 8 herum in Drehung zu versetzen. Dieses Zahnrad 77 ist in Drehung an eine Hülse 64 über axiale Keilnuten 78 gekuppelt. Dieses Zahnrad 77 ist bezogen auf den Zylinder 15 mittels eines Radiallagers oder eines Wälzlagers 79 drehbar montiert.
- Dank dieses Differentialmechanismus 67 kann die Drehung des Zahnrads 42 bei der Verlagerung nur den Anschlag 59, 62 mitnehmen, der nicht am Kranzteil 20 in Anlage ist. In der in Fig. 4 wiedergegebenen Position ist es der Anschlag 59, der verlagert werden kann. Ferner gestatten die Torsionsfedern 69, die Anschläge 59, 62 in eine Mittelposition zur axialen Zentrierung auf jeder Seite des Kranzteils 20 rückzustellen.
- Somit kann man den Abstand der Flächen 22, 22' und 19, 19' als Funktion der Neigung des Wälzlagers und nachzustellende Spiele modifizieren. Diese Regelung kann automatisch erfolgen bei der Modifizierung der Neigung dank gemeinsamer Steuermittel (Fig. 13).
- In einer nicht wiedergegebenen Variante kann der Mechanismus zur Regelung des Axialspiels zwischen den Flächen durch eine Vorrichtung zur Regelung der axialen Position nur des einen 59 der Anschläge gebildet sein, wobei der andere Anschlag 62 axial blockiert und mit der Druckvorrichtung 8 fest verbunden ist. In diesem Fall ist der Mechanismus auf das Ritzel 42 beschränkt, das direkt mit den Rillen 71 an der Hülse 63 mit Innengewinde montiert ist.
- Fig. 13 zeigt die Steuermittel zur Regelung der Neigung der Wälzlager und Spiele, die gestatten, das Übersetzungsverhältnis des Regelantrieb zu variieren. Eine Steuerdrehwelle 90 trägt ein Ritzel 82, das zwei ähnliche mechanische Steuereinheiten 92a, 92b steuert, eine für die Kraftübertragungseinheiten jeder feststehenden Achse 23a, 23b. Die Antriebswelle 90 ist beweglich und wird gemäß einer Steueramplitude in Drehung versetzt, die einem Steuersignal zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Regelantriebs entspricht, die durch den Benutzer vorgegeben wird. Die Winkelposition der Antriebswelle 90 bestimmt den Wert des Neigungswinkels aller geneigten Wälzlager und folglich das Übersetzungsverhältnis des Regelantriebs.
- Jede mechanische Steuereinheit 92a, 92b weist eine Nebenantriebswelle 43a, 43b auf. Diese Nebenantriebswelle 43a, 43b ist an das Ende einer Torsionsfeder 89a, 89b gekuppelt, deren anderes Ende an ein Ritzel 93a, 93b gekuppelt ist, das mit dem Ritzel 82 in Eingriff steht. Die Torsionsfeder 89a, 89b ist in der Lage, den Rotationsweg zu speichern, der durch die Antriebswelle 90 gewährt wird, und ihn an die Nebenantriebswelle 43a, 43b schrittweise in den Betriebsphasen zurückzugeben, wo die mechanische Einheit 92a, 92b den geringsten Widerstand bietet. Somit spielen die Torsionsfedern 89a, 89b die Rolle von mechanischen Speichermitteln, die die Steueramplitude der Steuerwelle 90 speichern, die einer Neigungsmodifizierung ent spricht. Die Federn 89a, 89b spielen ebenfalls die Rolle eines Widerstandsdetektors, indem sie nur eine Steuerrotation übertragen, wenn der durch die entsprechende Einheit 92a, 92b entgegenwirkende Widerstand, kleiner als ein vorbestimmter Schwellenwert ist. Somit wird gewährleistet, daß die Neigungsmodifizierungen jedes geneigten Wälzlagers und die Regelungen von Spielen nicht während der Phasen der Verlagerung bei konstanter Geschwindigkeit der entsprechenden Druckvorrichtung(en) 8, 8' eintreten, wo diese Druckvorrichtung(en) Leistung überträgt bzw. übertragen.
- Die Nebenantriebswelle 43a, 43b versetzt die Ritzel 44a, 44'a, 44b, 44'b in Drehung, die durch eine Kette 45a, 45'a, 45b, 45'b mit den Ritzeln 42a, 42'a, 42b, 42'b zur Regelung des Spiels zwischen den Anschlägen 59, 62 der geneigten Wälzlager verbunden sind (wie vorstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben). Jede Antriebswelle 43a, 43b trägt ebenfalls ein Ritzel 46a, 46b, das mit einem Ritzel 47a, 47b in Eingriff steht, das mit einem drehbaren Planetenträger eines Umlaufgetriebezugs 48a, 48b fest verbunden ist.
- Beim Drehen läßt das Ritzel 46a, 46b folglich die Achsen der Satellitenzahnräder 49a, 49b mit konischer Verzahnung des Umlaufgetriebezugs 48a, 48b drehen. Eines 50a, 50b der Planetenräder mit konischer Verzahnung des Umlaufgetriebezugs 48a, 48b ist mit einem Ritzel 51a, 51b fest verbunden und durch eine Kette 52a, 52b mit dem Ritzel 41a, 41b verbunden, das durch den Antriebszylinder 15 getragen ist. Das andere Planetenrad 53a, 53b mit konischer Verzahnung ist mit einem Ausgangsritzel 54a, 54b drehfest verbunden, das mit der Außenverzahnung 40a, 40b des Steuerkranzes 34a, 34b mit doppelter Verzahnung in Eingriff steht, der von dem Zylinder 15a, 15b getragen ist. Die innere Verzahnung des Antriebskranzes 34a, 34b steht mit den Zahnrädern 31, 32 in Eingriff, um die Neigung der geneigten Wälzlager aufrechtzuerhalten (wenn sie bezogen auf den Zylinder 15 unbeweglich bleibt) oder zu verändern (wenn sie sich bezogen auf den Zylinder 15 dreht).
- Wenn die Antriebswelle 43a, 43b sich nicht dreht, drehen sich somit die Zentralräder 50a, 50b, 53a, 53b in zueinander umgekehrter Richtung bei derselben absoluten Geschwindigkeit und werden durch das Zahnrad 41a, 41b und den Kranz 34a, 34b angetrieben. Die Drehung der Nebenantriebswelle 43a, 43b erzeugt eine Drehung der Achse der Planetenräder 49a, 49b und folglich eine relative Winkelverschiebung des Kranzes 34a, 34b bezogen auf das Zahnrad 41a, 41b und den Zylinder 15. Die Ritzel 31, 32 drehen sich und der Neigungswinkel wird modifiziert. Dieselbe Drehung der Nebenantriebswelle 43a, 43b erzeugt auch eine Drehung der Zahnräder 42a, 42'a, 42b, 42'b, die die Breite der Kehle 21, 21' modifizieren, in die der Kranzteil 20, 20' des inneren Käfigs 14, 14' des entsprechenden geneigten Wälzlagers eingesetzt ist.
- In dem dargestellten Beispiel weist der Steuermechanismus eine mechanische Steuereinheit 92a, 92b und einen Umlaufgetriebezug 48a, 48b für jeden Strang einer feststehenden Welle 2a, 2b auf. In einer nicht gezeigten Variante ist es möglich, nur eine einzige Nebenantriebswelle 43a, eine einzige Steuereinheit 92a, einen einzigen Umlaufgetriebezug 48a vorzusehen, dessen Ausgangsritzel 54a koaxial mit einem zweiten Ausgangsritzel 54b verbunden ist, das mit dem Steuerkranz 34b des Zylinders 15b der zweiten feststehenden Welle 2b in Eingriff steht. In diesem Fall ist die zweite Torsionsfeder 89b zwischen den beiden Ausgangsritzeln 54a, 54b zwischengeschaltet.
- Wenn die Antriebswelle 90 feststehend bleibt, ist die Neigung der Achse 13, 13' dieselbe für alle geneigten Wälzlager 7, 7' und bleibt konstant. Das Übersetzungsverhältnis bleibt folglich unverändert. Die Achsen der geneigten Wälzlager 7a, 7b, 7'a, 7'b beschreiben eine Drehung um jede feststehende Achse 23a, 23b herum gemäß zueinander um 90ºphasenverschobenen Bewegungen, so daß an die Abtriebswelle 6 phasenverschobene Bewegungen übertragen werden.
- Das Versetzen der Antriebsrotationswelle 90 in Drehung wird ausgehend von der Betätigung eines Steuerpedals 94 durch den Benutzer erhalten, das gestattet, das Übersetzungsverhältnis und folglich die Leistung zu regeln, die an die Abtriebswelle 6 durch den Regelantrieb gemäß der Erfindung übertragen wird. Folglich ist eine Kraftübertragungvorrichtung 95 zwischen diesem Pedal 94 und der Antriebswelle 90 vorgesehen.
- Es ist anzumerken, daß diese Kraftübertragungsvorrichtung 95 auf ihren einfachsten Ausdruck reduziert werden kann, d. h. beispielsweise in Form einer mechanischen Kraftübertragung. Dank der Tatsache, daß der Regelantrieb mehrere geneigte, wechselseitig in Eingriff stehende Wälzlager mit phasenverschobenen Bewegungen aufweist, bedarf die Regelung der Neigung der geneigten Wälzlager und des Spiels der Anschläge 59, 62 tatsächlich nicht des Anwendens einer größeren Steuerkraft, da diese Regelung schrittweise, Wälzlagler für Wälzlager in den Bewegungsphasen erfolgt, wo das geneigte Wälzlager keine Kraft überträgt, d. h. während der Beschleunigungsphasen und Verzögerungsphasen der entsprechenden Druckvorrichtung 8. Ferner werden die Trägheitskräfte der Druckvorrichtungen durch Konstruktion durch das Richtmoment der geneigte Wälzlager kompensiert, was dazu tendiert, zusätzlich die erforderliche Kraft für die Steuerung der Neigungsänderung zu verringern. In der Praxis ist diese Kraft auf die Kraft begrenzt, die erforderlich ist, um die Verdrehspannung in der einen Richtung oder in der anderen Richtung der Torsionsfedern 89a, 89b zu erzeugen, die zwischen der Antriebsdrehwelle 90 und jeder der beiden sekundären Steuerwellen 43a, 43b eines jeden Strangs einer feststehenden Achse 23a, 23b zwischengeschaltet sind.
- Die Steuerung der Regelung des Übersetzungsverhältnisses eines erfindungsgemäßen Regelantriebs benötigt daher keine kostspielige, voluminöse hydraulische Steuerung, die den Gesamtwirkungsgrad der Kraftübertragung beeinträchtigen kann.
- In der Ausführungsform, die in Fig. 13 wiedergegeben ist, ist der erfindungsgemäße Regelantrieb dennoch mit einer Vorrichtung 95 zur Übertragung des Steuersignals an die elektronische Regelung versehen.
- Diese Übertragungsvorrichtung 95 weist eine elektronische Vorrichtung 80 zur Verarbeitung des Signals auf, welches ein Steuersignal 87 für einen Elektromotor 81 erzeugt, dessen Welle mit dem Ritzel 82 der Antriebswelle 90 gekuppelt ist. Die elektronische Vorrichtung 80 empfängt ein Positionssignal 83 von der Welle des Motors 81, ein Geschwindigkeitssignal 84 von der Eingangsantriebswelle 5 des Regelantriebs, ein Signal 85, das die Richtung des durch den Regelantrieb übertragenen Moments identifiziert (mul bzw. im Uhrzeigersinn oder Rücklaufrichtung) und ein Signal 86 für die Position des Pedals 94, das durch den Benutzer betätigt wird. Die elektronische Vorrichtung 80 ist eine Datenverarbeitungseinrichtung und weist Totspeicher bzw. ROM und lebende Speicher bzw. Direktzugriffsspeicher und Rechenprozessoren auf. Sie ist programmiert, um das Signal 87 zur Steuerung des Elektromotors 81 sowie ein Signal 88 zur Steuerung der thermodynamischen Parameter des mit dem Regelantrieb verbundenen Verbrennungsmotors zu erzeugen, vor allem der Öffnung für die Einlaßgase, die durch den Vergaser des Verbrennungsmotors abgegeben werden. Erfindungsgemäß ist die elektronische Vorrichtung 80 programmiert, um den spezifischen Verbrauch des Verbrennungsmotors zu optimieren, indem der durchschnittliche effektive Druck des Verbrennungsmotors geregelt wird. Zu diesem Zweck werden die Merkmale der spezifischen Isoverbräuche und die effektiven Merkmale des Durchschnittsdrucks als Funktion der Drehzahl in der elektronischen Einrichtung 80 gespeichert.
- Jede Dreheinheit, die vom Zylinder 15, den Ritzeln 31, 32 der Kolben 27, 27', 28, 28' des Kranzes 34a, 34b gebildet sind, bildet mit dem Mechanismus zur Steuerung der Neigung, der in Fig. 13 wiedergegeben ist, - und vor allem mit jeder Steuereinheit 92a, 92b - Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse 13, 13' der geneigten Wälzlager 7, 7', die durch jede feststehende Welle 2a, 2b getragen sind.
- In einem erfindungsgemäßen Regelantrieb kann eine Änderung, (Erhöhung bzw. Verringerung) der übertragenen Leistung erhalten werden durch eine Änderung (Verringerung bzw. Erhöhung) der Neigung der geneigten Wälzlager, die eine Änderung (Erhöhung bzw. Verringerung) der Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors erzeugen.
- Das freie Ende 58, 58' jeder Druckvorrichtung 8, 8', die den Flächen 19, 19' und 22, 22' gegenüberliegt, die mit den geneigten Wälzlagern zusammenwirken, bildet die innere Schraube einer zweiten Kraftübertragungsvorrichtung 9, 9', die durch eine Kugelumlaufspindel ohne Rückführung gebildet ist, deren Kugeln axial vorgespannt sind und deren Übersetzungsverhältnis unveränderlich ist. Die axialen, hin- und hergehenden Bewegungen der Druckvorrichtungen 8, 8' werden auf diese Weise in Winkelschwingungen einer schwingenden Welle 10, 10' mit Innengewinde umgeformt, die die Mutter der Kugelumlaufspindel bildet.
- Diese schwingende Welle 10, 10' ist mit dem Ausgangsritzel 4a, 4b mittels einer dritten Vorrichtung 11, T1' zur unidirektionalen Kraftübertragung verbunden (Fig. 1 und 3), die die Bewegung der schwingenden Welle in einer einzigen Drehrichtung überträgt. Jede dritte Vorrichtung 11, 11' zur unidirektionalen Kraftübertragung weist zwei unidirektionale Verbindungsvorrichtungen 101, 101', 102, 102' auf, die gegenläufig angebracht sind, nämlich eine innere, rückläufige Vorrichtung 101, 101', (101a, 101'a, 101b, 101'b in Fig. 1), die eine unidirektionale Blockierung in Rücklaufrichtung ausführt, und konzentrisch zur vorhergehenden eine äußere Antriebsvorrichtung 102, 102' (102a, 102'a, 102b, 102'b in Fig. 1), die eine unidirektionale Blockierung in Antriebsrichtung ausführt. Jede unidirektionale Verbindungsvorrichtung kann zwischen einer aktiven unidirektionalen Blockierungsposition und einer inaktiven Position gesteuert werden, die die schwingende Welle 10, 10' und das Drehorgan 12, 12' zueinander drehbeweglich mit dem Ausgangsritzel 4a, 4b verbunden läßt.
- Jede unidirektionale Verbindungsvorrichtung 101, 101', 102, 102' ist durch eine zylindrische Schraubenfeder gebildet, deren eines Ende in dem Drehorgan 12, 12' verankert ist und deren an deres Ende mit einer Reibungsfläche 103, 103' bzw. 104, 104' zusammenwirkt. Wenn die Reibungsfläche gegen das Ende der Feder aufgedrückt ist, führt diese eine unidirektionale Blockierung aus. Im gegenteiligen Fall, wenn diese Reibungsfläche nicht gegen das Ende der Feder aufgedrückt ist, ist das Drehorgan 12, 12' drehbeweglich bezogen auf die schwingende Welle 10, 10'.
- Die beiden zylindrischen Schraubenfedern sind in entgegengesetzter Richtung angebracht (d. h., wobei ihre Schraubengänge in entgegengesetzter Richtung gewunden sind), um unidirektionale Blockierungen in den beiden Drehrichtungen der schwingenden Welle 10, 10' auszuführen. Jede Feder bildet eine unidirektionale Verbindungsvorrichtung, die als Freilauf dient, nämlich eine in einer Drehrichtung der schwingenden Welle 10, 10' und die andere in der anderen Drehrichtung der schwingenden Welle 10, 10').
- Der Mechanismus weist außerdem für jede Feder Mittel zur Kontrolle der beweglichen Reibungsfläche im Betrieb auf, so daß jede Feder im Betrieb bei hoher Frequenz (für den Rücklaufmodus) gesteuert werden kann und unabhängig voneinander in aktiver oder in inaktiver Position. Die beiden Federn sind konzentrisch. Die schwingende Welle 10, 10' bestimmt zwei zylindrische Wände, die sich jeweils innerhalb jeder Feder erstrecken, so daß die Windungen dieser Federn an diesen zylindrischen Wänden in aktiver Position anliegen können. Das allgemeine Arbeitsprinzip einer derartigen, als Freilauf dienenden Feder ist an sich bekannt (vor allem aus den französischen Patenten FR- 1.166.870 oder FR-1.540.975). Eine ausreichende axiale Kraft greift an der Reibungsfläche 103, 103', 104, 104' gegen das Ende der Feder an, so daß ein Anliegen der Windungen der Feder an die zylindrische Wand der schwingenden Welle 10, 10' erzeugt wird, so daß die schwingende Welle 10, 10' und das Ausgangsorgan 12, 12' in einer Drehrichtung fest verbunden werden. Jede Reibungsfläche 103, 103', 104, 104' hat eine kegelstumpfartige Form, um einen Keil zu bilden, der ins Innere der Feder eingreift, die in Drehung durch Kontaktreibung blockieren kann.
- Die Reibungsflächen 103, 103', 104, 104' wirken jeweils mit einem Ende 105, 105', 106, 106' jeder Feder zusammen. Das entgegengesetzte Ende 107, 107', 108, 108' einer jeden Feder ist drehfest bezogen auf das Ausgangsdrehorgan 12, 12', das zwei Aussparungen 109, 109', 110, 110' aufweist, in denen die axial umgeschlagenen Enden der Federn eingreifen und verankert sind. Ferner definiert das Ausgangsdrehorgan 12, 12' zwei äußere zylindrische Hülsen, die sich jeweils unmittelbar außerhalb und längs jeder Feder erstrecken. Das Ausgangsdrehorgan 12, 12' ist mit dem Ausgangszahnrad 4a der entsprechenden feststehenden Achse 23a gekuppelt. Jede erfindungsgemäße dritte Kraftübertragungsvorrichtung 11, 11' ist bezogen auf das Gehäuse 1 des Regelantriebs durch Kugellager 111, 111' getragen und geführt.
- Die außerhalb gelegene Feder 102, 102' eines größeren Durchmessers bildet eine in einer Antriebsrichtung der schwingenden Welle 10, 10' wirkende unidirektionale Verbindungsvorrichtung, d. h., die das Ausgangsdrehorgan 12, 12' in dieser Antriebsdrehrichtung einzig dann antreibt, wenn sich die schwingende Welle 10, 10' in dieser Antriebsrichtung dreht. Für diese Feder 102, 102' ist die direkte Richtung folglich die Antriebsrichtung der schwingenden Welle 10, 10'. Die Kontrollmittel der Reibungsfläche 104, 104', die mit dieser Feder 102, 102' zusammenwirkt, weisen ein Kupplungsteil 113, 113' auf, das auf der Seite der Feder einen Kranz aufweist, der axial zum Ende sich verjüngend verlängert ist, und die Reibungsfläche 104, 104' bildet. Dieser Kranz ist auf der anderen Seite axial durch Verbindungslamellen 114, 114' verlängert. Das Kupplungsteil 113, 113' ist bezogen auf die schwingende Welle 10, 10' drehfest, aber in axialer Translation bezogen auf diese schwingende Welle 10, 10' beweglich geführt. Ein Kranz 115, 115', der mit der schwingenden Welle 10, 10' fest verbunden ist, wird von den Verbindungslamellen durchquert. Um die Verbindungslamellen 114, 114' herum sind Scheiben angeordnet und bilden geneigte Flächen 116, 116', in die Schuhe 117, 117' mit trapezförmigem Querschnitt eingerückt werden können. Die Schuhe 117, 117' haben eine Form eines Rotationskörpers oder eines Prismas. Ein Belleville-Dichtungsring 118, 118' stellt die Reibungsfläche in ak tive Position zurück. Die Schuhe 117, 117' gestatten, die Reibungsfläche 104, 104' von der Feder 102, 102' zu beabstanden und die Reibungsfläche in inaktive Position gegen die Rückstellkraft zu bringen, die durch die Scheibe 118, 118' ausgeübt wird.
- Die Vorrichtung zur Kontrolle der inneren Feder der einen 11' der Kraftübertragungsvorrichtungen ist detaillierter in Fig. 15 dargestellt. Die innere Feder 101' bildet eine in Rücklaufrichtung wirkende unidirektionale Verbindungsvorrichtung, d. h. in der der Antriebsrichtung entgegengesetzten Richtung. Für diese Feder 101' ist die direkte Richtung folglich die Rücklaufrichtung. Somit kann die Feder 101' entweder in eine Betriebsweise, in der sie eine rückläufige Bewegung der schwingenden Welle 10' an das Ausgangsdrehorgan 12' überträgt oder in eine Betriebsweise, in der sie einzig in der Antriebsrichtung der schwingenden Welle 10' ein Widerstandsmoment des Ausgangsdrehorgans 12' (Motorbremse) an die schwingende Welle 10' überträgt oder in eine Betriebsweise kommutiert werden, wo sie permanent inaktiv ist.
- In der Betriebsweise mit Motorbremse, wenn sich die schwingende Welle 10' in Rücklaufrichtung dreht und das Ausgangsdrehorgan 12' sich in der Antriebsrichtung drehen soll, muß die Feder 101' in inaktive Position gebracht sein, d. h., sie darf keine unidirektionale Verbindung herstellen. Wenn sich jedoch die schwingende Welle 10' in Antriebsrichtung dreht wie das Ausgangsdrehorgan 12', um eine Antriebsverzögerung zwischen den beiden Wellen zu übertragen, muß die Feder 101' zyklisch kommutiert werden im Hochfrequenzbetrieb in aktiver Position in Antriebsrichtung der schwingenden Welle 10' und in inaktiver Position in Rücklaufrichtung der schwingenden Welle 10'.
- Im gegenteiligen Fall, wenn die Betriebsweise in Rücklaufrichtung (Rückwärtsgang) gewählt ist, muß die Feder 101' permanent in aktiver Position sein, um die Schwingungen in Rücklaufrichtung der schwingenden Welle 10' in eine Rücklaufbewegung des Ausgangsdrehorgans 12' zu übertragen.
- Die Reibungsfläche 103' der Feder 101' ist aus drei Nocken gebildet, die zueinander um 120º winklig verteilt sind, die sich axial vorstehend in Richtung auf die Feder 101' erstrecken und von einem durchlochten Kranz 119' getragen sind. Ein Belleville-Dichtungsring 120' ist um die Nocken herum angeordnet und kommt auf einer Seite an dem Kranz 119' und auf der anderen Seite an einer radialen Fläche 121' (Fig. 3) der schwingenden Welle 10' in Anlage, um die Reibungsfläche 103' in inaktive Position zurückzudrücken. Die Nocken, deren Anzahl verschieden von drei sein kann, bilden die Reibungsfläche 103'.
- Die radiale Fläche 122' des Kranzes 119', die zu den Nocken axial entgegengesetzt ist, wird durch die Scheibe 120' im Kontakt einer Vielzahl von Druckvorrichtungen 123' zurückgedrückt, die sich parallel zur feststehenden Achse 23a erstrecken, die gleichmäßig um diese Achse herum verteilt sind und frei gleitend in axialer Translation durch ein Ritzel 124' hindurch angebracht sind, welches selbst drehbar bezogen auf das Gehäuse 1 um die feststehende Achse 23a dank eines Kugellagers 125' (Fig. 3) angebracht ist. Die Druckvorrichtungen 123' werden in ihrer axialen Translationsbewegung durch einen Nocken 126' mit axialen bogenförmigen Ausschnitten 127' und axialen Naben 128' gesteuert, die an einer radialen Fläche eines Steuerkranzes 129' gebildet sind. Der Steuerkranz 129' ist an einem zylindrischen Träger 130' (Fig. 3) angebracht, der mit dem Gehäuse 1 mittels axialer Rillen 131' fest verbunden ist, die den Steuerkranz 129' in Drehung blockieren, aber seine Bewegungen in axialer Translation gestatten.
- Der Steuerkranz 129' ist axial entgegengesetzt zum Nocken 126' durch Verbindungslamellen 132' verlängert, die zwei Scheiben 133' tragen und zwischen diesen innere geneigte Flächen 134' festlegen, die mit Steuerschuhen 135' zusammenwirken, die zwischen diese geneigten Flächen 134' eingerückt werden können, wenn sie radial von der feststehenden Achse 23a der feststehenden Welle 2a angenähert sind.
- Die freien Enden der Verbindungslamellen 132' bilden eine nach außen ragende Schulter, die die äußere Scheibe 133' zurückhält. Die andere Scheibe 133' kommt an einem Kranz 136' in Anlage, der am Gehäuse 1 befestigt ist, und die Verbindungslamellen 132' durchqueren die axiale Bohrung dieses Kranzes 136'. Ein Belleville-Dichtring 137' kommt auf einer Seite auf einer radialen Fläche des Gehäuses 1 und auf der anderen Seite an den freien Enden der Verbindungslamellen 132' in Anlage (Fig. 3), um den Nocken 126' im Kontakt der Druckvorrichtungen 123' axial zurückzudrücken. Der Belleville-Dichtungsring 137' bildet folglich ein Rückstellmittel der Reibungsfläche 103' in eine Position, die gegen das entsprechende Ende der Feder 101' aufgedrückt ist.
- Die axiale Rückstellkraft, die durch diesen Belleville- Dichtungsring 137' ausgeübt wird, ist größer als die axiale Rückstellkraft, die durch den Belleville-Dichtungsring 120' ausgeübt wird, der vorstehend beschrieben wurde und in entgegengesetzter Richtung um die Nocken herum angebracht ist, die die Reibungsfläche 103' bilden. Das Ritzel 124' wird mittels einer Kette und einer Antriebsvorrichtung (Fig. 14) synchron mit der Drehzahl der Antriebswelle 5 des Regelantriebs in Drehung versetzt, der die hin- und hergehenden Bewegungen der Druckvorrichtung 8' und die hin- und hergehenden Schwingungen der schwingenden Welle 10' mittels der Kugelumlaufspindel 30 erzeugt. Bei der Drehung des Ritzels 124' gelangen die Druckvorrichtungen 123' wechselweise in Kontakt mit den Naben 128' und den bogenförmigen Ausschnitten 127', was hin- und hergehende axiale Translationsbewegungen der Reibungsfläche 103' erzeugt. Auf diese Weise, wenn die Steuerschuhe 135' nicht in der Kehle eingerückt sind, die durch die geneigten Flächen 134' gebildet ist, wird die Reibungsfläche 103' wechselweise in aktiver und in inaktiver Position durch den Nocken 126' dank der Drehung des Ritzels 124' gesteuert.
- Wenn die Schuhe 135' im Kontakt mit den geneigten inneren Flächen 134' eingerückt sind, ist der Nocken 126' von den Druckvorrichtungen 123' gegen die Rückstellkraft der Scheibe 137' beabstandet und die Reibungsfläche 103' ist permanent in inaktiver Position.
- Die Feder 101', die eine Blockierung in Rücklaufrichtung ausführt, wobei die Naben 128' die Reibungsfläche 103' in aktiver Position steuern, sind an dem Nocken 126' derart verteilt, daß diese Feder 101' eine unidirektionale Blockierung in Rücklaufrichtung ausführt, wenn sich die schwingende Welle 10' in Antriebsrichtung dreht. Daher kann das Widerstandsmoment von dem Ausgangsorgan 12' an die schwingende Welle 10' übertragen werden, wenn sich diese letztgenannte in Antriebsrichtung dreht. Auf diese Weise wird eine Motorbremse ausgeführt.
- Die Feder 101' wird ebenfalls verwendet, um eine unidirektionale Blockierung in Rücklaufrichtung auszuführen, wenn sich die schwingende Welle 10' in Rücklaufrichtung dreht, um eine Bewegung des Rückwärtsgangs zu übertragen.
- Zu diesem Zweck haben die Steuerschuhe 135' einen doppelt trapezförmigen Querschnitt, d. h. in Form eines Rhombus, dessen radiale Scheitel abgestumpft sind, um zwei Trapeze zu bilden, die durch ihre größere Basis verbunden sind (Fig. 16). Die Schuhe 135' sind aus einem Teil eines Rotationskörpers oder eines Prismas gebildet.
- Die äußeren geneigten Oberflächen der Schuhe 135' können zwischen äußeren geneigten Flächen 138' eingerückt werden, die in äußeren Scheiben 139' angeordnet sind, die die zuvor beschriebenen Scheiben 133' umgeben. Die geneigten Flächen 138' bilden eine Kehle eines in Richtung auf die Achse 23a der entsprechenden feststehenden Welle 2a konisch erweiterten Querschnitts, welche Kehle symmetrisch zu der inneren Kehle ist, die durch die zuvor beschriebenen inneren geneigten Flächen 134' gebildet ist. Die extreme äußere Scheibe 139' gelangt gegen die radiale Fläche des Gehäuses 1 in Anlage. Die andere Scheibe 139' gelangt gegen den Kranz 136' in Anlage, der mit dem Gehäuse 1 mittels eines Belleville-Dichtrings 140' fest verbunden ist, der ihn elastisch in Richtung auf den Steuerschuh 135' zurück drückt. Diese Scheibe 139' ist axial bis zum Nocken 126' durch drei axiale Erweiterungen 141' (Fig. 15) verlängert, die sich zwischen den Verbindungslamellen 132' durch bogenförmige Ausschnitte 142' der axialen Bohrung des Kranzes 136' hindurch erstrecken.
- Die freien Enden 143' dieser Erweiterungen 141' sind in Schlitzlöchern 144' zylindrischer Form eingerückt, die axial durch den Steuerkranz 129' hindurch angeordnet sind. Somit können die freien zylindrischen Enden 143' der axialen Erweiterungen 141' den Kranz 129' durchqueren, um die bogenförmigen Ausschnitte 127' zwischen den Naben 128' des Kranzes 129' auszufüllen (Fig. 15).
- Die Verbindungslamellen 132' erstrecken sich axial in Bezug auf jede der Naben 128' des Nockens 126'.
- Wenn die Schuhe 135' radial nach außen, im Kontakt mit den äußeren geneigten Flächen 138' beabstandet sind, wird die Scheibe 139' somit axial gegen den Belleville-Dichtring 140' zurückgedrückt und die freien Enden 143' der axialen Erweiterungen 141' füllen die bogenförmigen Ausschnitte 127' des Nockens 126' aus.
- Dadurch bleibt die Reibungsfläche 103' permanent in aktiver Position, wobei die Feder 101' eine unidirektionale Blockierung in Rücklaufrichtung ausführt. Das Ausgangsorgan 12' wird nun in Rücklaufrichtung durch die in Rücklaufrichtung wirkenden Schwingungen der schwingenden Welle 10' angetrieben. In neutraler Position wirken Schuhe 135' (Fig. 3 und 16), die Naben 128' und die bogenförmigen Ausschnitte 127' des Nockens 126' mit den Druckvorrichtungen 123' zusammen, um die Reibungsfläche 103' zyklisch zu steuern. Und wenn die Schuhe 135' radial im Kontakt mit den inneren geneigten Flächen 134' angenähert sind, ist die Reibungsfläche 103' in inaktiver Position.
- Der Belleville-Dichtring 140' drückt den Ring 139' in eine Position, wo die freien Enden der axialen Erweiterungen nicht die bogenförmigen Ausschnitte 127' ausfüllen und zwar, wenn die Schuhe 135' in neutraler Position sind oder radial nach innen angenähert sind.
- Fig. 15 stellt ebenfalls eine Ausführungsform der Mittel 145 zur Betätigung der verschiedenen Steuerschuhe 135, 135', 117, 117' dar. Diese Betätigungsmittel 145 sind aus einer Quetschvorrichtung gebildet, die zwei Gelenkarme 146, 147 um eine Achse 148 herum aufweist, die parallel zur Achse 23a der entsprechenden feststehenden Achse 2a verläuft.
- Die Schuhe 135, 135' oder 117, 117' sind an den Enden 146, 147 um eine Achse 149, 150 herum gelenkig angebracht, die parallel zur Drehachse 148 der Arme und zur feststehenden Achse 23a der schwingenden Welle 10' und der entsprechenden feststehenden Welle 2a verläuft.
- Ein Steuerkabel 151 gestattet, die auf diese Weise ausgeführte Quetschvorrichtung nachzuspannen und die Schuhe radial anzunähern.
- Eine weiteres Steuerkabel 152, das entgegengesetzt zur Drehachse 148 bezogen auf die erste angeordnet ist, gestattet, die Arme 146, 147 und folglich die Schuhe radial nach außen zu spreizen. Ähnliche Betätigungsmittel werden für die Schuhe 117, 117' der Vorrichtung zur Kontrolle der äußeren Feder 102, 102' verwendet.
- Die Mittel zur Kontrolle der Feder 101' können Gegenstand weiterer Ausführungsvarianten sein. Beispielsweise die Naben 128' des Nockens 126' können angeordnet sein, um die Reibungsfläche 103' von dem Ende der Feder 101' zu spreizen, wobei Rückstellmittel vorgesehen sind, um diese Reibungsfläche 103' in aktiver Position gegen das Ende der Feder 101' anzudrücken. Auf diese Weise kann man besser die axiale Kraft des Angreifens der Reibungsfläche 103' an der Feder 101' kontrollieren, wie vorstehend angegeben. Ferner kann die Anzahl der Druckvorrichtungen 123', der bogenförmigen Ausschnitte 127' und der Naben 128', der Verbindungslamellen 132' und der axialen Erweiterungen 141' verschieden von drei sein. Die Nocken, die die Reibungsfläche 103' bilden, können ebenfalls durch einen Schaft eines Endes ersetzt werden, wie für die Reibungsfläche 104, 104' der äußeren Feder 102, 102' beschrieben.
- Fig. 17 stellt eine Ausführungsvariante von Fig. 16 dar, in der die axialen Erweiterungen 141' axial auf einer peripheren, zylindrischen Hülse 155' ganz in Anschlag kommen, die den Kranz 129' außen überdeckt, der den Nocken 126' bildet, um diesen Nocken zu inaktivieren. Wenn die Schuhe 135' nach außen beabstandet sind, stößt der freie extreme Rand der Hülse 155' die Druckvorrichtungen 123' zurück. Ferner werden die extremen Scheiben, die die extremen inneren und äußeren geneigten Flächen bilden, durch Verlängerungen 156', 157' ersetzt, die mit dem Gehäuse 1 fest verbunden sind. Die innere Scheibe 133', die die innere geneigte Fläche 134' auf der Seite der Feder bildet, ist durch Verbindungslamellen 132' getragen und gelangt gegen den Kranz 136' in Anlage, der mit dem Gehäuse 1 mittels eines Belleville-Dichtrings 158' fest verbunden ist, der ihn in Richtung auf den Steuerschuh 135' zurückdrückt. Daher ist die unidirektionale Kraftübertragungsvorrichtung in neutraler Position des Steuerschuhs 135' inaktiv, wobei die Reibungsfläche 103' nicht gegen die Feder 101' eingerückt ist. Wenn die Steuerschuhe 135' in die inneren geneigten Flächen 134' eingerückt sind, wirkt der Nocken 126' mit den Druckvorrichtungen 123' zusammen und die Feder 101' ist in der Betriebsweise mit Motorbremse aktiviert. Wenn die Steuerschuhe 135' in den äußeren geneigten Flächen 138' beabstandet sind, ist die Feder 101' in der Betriebsweise in Rücklaufrichtung aktiviert.
- Fig. 14 zeigt eine Ausführungsform der Antriebsvorrichtung der Ritzel 124a, 124'a, 124b, 124'b zur Steuerung der inneren Federn 101, 101', die die in Rücklaufrichtung wirkenden unidirektionalen Verbindungsvorrichtungen der vier unidirektionalen Kraftübertragungsvorrichtungen 11a, 11'a, 11b, 11'b des Regelantriebs bilden. Die Antriebswelle 5, die das Ritzel trägt, das mit den Eingangsritzeln 3a, 3b in Eingriff steht, ist axial verlängert, um Kettenritzel 161a, 161'a, 161b, 161'b zu tragen und in Drehung zu versetzen, wobei jedes von ihnen durch eine Kette 162a, 162'a, 162b, 162'b mit dem Ritzel 124a, 124'a, 124b, 124'b zur Steuerung der unidirektionalen Verbindungsfeder verbunden ist. Das Übersetzungsverhältnis, das durch diese Ritzel und diese Ketten festgelegt ist, ist als Funktion der Anzahl von Naben und bogenförmigen Ausschnitten des Nockens 126' angepaßt, der die Reibungsfläche 103, 103' der Feder 101, 101' steuert. In Fig. 14 sind ferner die beiden Ausgangsritzel 4a, 4b dargestellt, die mit dem Ritzel 6 in Eingriff stehen, das die Abtriebswelle bildet.
- Fig. 9 ist ein Graph, welcher die Bewegungen veranschaulicht, die durch den Regelantrieb an der Abtriebswelle 6 ausgehend von der Drehung der Antriebswelle 5 erzeugt werden. In dieser Figur wurden vier Kurven Ca, Cb, C'a und C'b dargestellt, die jeweils die Translationsgeschwindigkeiten der vier Druckvorrichtungen 8a, 8b, 8'a, 8'b oder auch die Drehzahlen der vier schwingenden Wellen 10a, 10b, 10'a, 10'b (Fig. 1) wiedergeben, die zueinander um 90º phasenverschoben sind.
- Dank der dritten Vorrichtungen 11a, 11'a, 11b, 11'b zur unidirektionalen Kraftübertragung werden die positiven Geschwindigkeiten der vier schwingenden Wellen an die Abtriebswelle 6 übertragen, wenn der Regelantrieb in einer Betriebsweise in Antriebsrichtung gesteuert ist. Im einzelnen kuppeln die unidirektionalen Kraftübertragungsvorrichtungen 11a, 11'a, 11b, 11'b nur die schwingenden Wellen an die Abtriebswelle 6 in den Abschnitten mit konstanter Geschwindigkeit der schwingenden Wellen. Wie erkennbar, folgen diese Abschnitte konstanter Geschwindigkeit kontinuierlich aufeinander, so daß sich die Abtriebswelle 6 gleichmäßig bei der Geschwindigkeit VS dreht. Die Schwingungsamplitude der schwingenden Wellen hängt von dem Wert des Neigungswinkels der geneigten Wälzlager der ersten Kraftübertragungsvorrichtungen 7a, 7'a, 7b, 7'b ab.
- Auch die zweiten 9a, 9b, 9'a, 9'b und dritten 11a, 11b, 11'a, 11'b Kraftübertragungsvorrichtungen bilden Kraftübertragungsmittel, die angepaßt sind, damit in jeder Phase der Bewegung mindestens eins der geneigten Wälzlager 7a, 7b, 7'a, 7'b in Eingriff steht und eine Kraft überträgt, während mindestens eins der geneigten Wälzlager 7a, 7b, 7'a, 7'b (vor allem die drei anderen in der dargestellten ersten Ausführungsform und mindestens diejenigen, die durch die andere feststehende Welle getragen sind und deren Neigung durch eine andere Dreheinheit kontrolliert ist) nicht in Eingriff steht und keine Kraft an die Abtriebswelle 6 überträgt.
- In Fig. 9 ist die Wirkung einer Modifizierung der Neigung der geneigten Wälzlager ausgehend von einer Einwirkung des Benutzers auf das Steuerpedal 94 dargestellt, die durch Pfeil F1 schematisch wiedergegeben ist. Diese Einwirkung tendiert dazu, die Neigung der geneigten Wälzlager bezogen auf die feststehende Achse 23a, 23b der feststehenden Wellen 2a, 2b zu verringern.
- Fig. 10 zeigt mehr im einzelnen den Verlauf der Geschwindigkeit einer Druckvorrichtung 8a bei einer Modifizierung der Neigung des geneigten Wälzlagers. Wie man zuvor erkennen konnte, wird die Neigung der geneigten Wälzlager nur in ihrer Beschleunigungsphase oder Verzögerungsphase modifiziert, d. h. außerhalb der Phasen, wo die dritte entsprechende unidirektionale Kraftübertragungsvorrichtung 11a, 11'a, 11b, 11'b in Antriebsrichtung in Eingriff steht, wo die entsprechenden Druckvorrichtungen eine konstante Geschwindigkeit haben.
- Am Ende einer Beschleunigungsperiode der Druckvorrichtung 8a hat das geneigte Wälzlager eine verringerte Neigung. Da sich die Antriebswelle S bei konstanter Geschwindigkeit dreht, resultiert daraus in einem ersten Takt eine Verringerung der Geschwindigkeit der Druckvorrichtung 8a am Ende der Beschleunigungsperiode. Dennoch, sobald die unidirektionale Verbindungsvorrichtung 101a in der entsprechenden Rücklaufvorrichtung gekuppelt ist und die in Rücklaufrichtung wirkende unidirektionale Verbindungsvorrichtung 101'b, die unmittelbar zuvor aktiv war, ausgekuppelt ist, kann die Geschwindigkeit der Antriebs welle 5 beschleunigen gemäß der Steigung P, die in Fig. 10 wiedergegeben ist.
- Die Geschwindigkeit der Druckvorrichtung 8a steigt folglich mit der Geschwindigkeit des Verbrennungsmotors, der mit der Antriebswelle 5 verbunden ist, bis die Geschwindigkeit VS der Abtriebswelle 6 erreicht wird, die als einheitlich vorausgesetzt wird und durch die Last auferlegt ist. Die Amplitude des Hubs der Druckvorrichtung 8a und die Periode der Zeit, die für diesen Hub erforderlich ist, ist um einen Wert verringert, der zu der Verringerung der Neigung proportional ist, die durch das entsprechende geneigte Wälzlager 14a, 18a eingenommen ist.
- Die anderen geneigten Wälzlager erhalten sukzessiv nacheinander auf dieselbe Weise ihre Neigung modifiziert bis zu dem Wert, der durch die Steuerung des Benutzers auferlegt ist, d. h. durch die Drehung der Steuerwelle 90 (Fig. 13). Auf diese Weise erhält man eine Erhöhung der durch den Regelantrieb übertragenen Leistung dank einer Erhöhung der Drehzahl der Antriebswelle 5 und des angeschlossenen Verbrennungsmotors, wobei die Geschwindigkeit der Abtriebswelle 6 als konstant vorausgesetzt wird.
- Fig. 11 und 12 veranschaulichen den Verlauf der Geschwindigkeitskurven bei einer Erhöhung der Neigung der geneigten Wälzlager zum Zweck einer Verringerung der übertragenen Leistung. Aufgrund der Erhöhung der Neigung des geneigten Wälzlagers 14a, 18a würde die Druckvorrichtung 8a dazu tendieren, daß ihre Geschwindigkeit diejenige VS der Abtriebswelle 6 am Ende der Beschleunigungsperiode überschreitet. Diese Geschwindigkeit ist dennoch auf diejenige der Abtriebswelle 6 begrenzt unter Berücksichtigung der Kupplung bzw. des Einschaltens der unidirektionalen Verbindungsvorrichtung 101a in Rücklaufrichtung am Ende der Beschleunigungsperiode. Die Amplitude der Translationsbewegungen einer jeden Druckvorrichtung erhöht sich folglich sukzessiv und die Drehzahl der Antriebswelle 5 sowie des angeschlossenen Verbrennungsmotors verringert sich demzufolge.
- Pfeil F2 zeigt schematisch den Moment, wo der Benutzer das Steuerpedal 94 zum Zweck der Verringerung der Leistung betätigt, d. h. den Moment, wo die Steuerwelle 90 eine Drehung erfährt.
- Wie aus Fig. 9 und 11 hervorgeht, gestattet der erfindungsgemäße Regelantrieb, Bewegungen mit gleichmäßiger Geschwindigkeit an der Abtriebswelle 6 zu erzeugen, die kontinuierlich aufeinanderfolgen. Das Übersetzungsverhältnis des Regelantriebs ist einerseits durch die Möglichkeiten der Neigung der verschiedenen geneigten Wälzlager und andererseits durch die Durchmesserverhältnisse der verschiedenen in Drehung gekuppelten Drehorgane bestimmt. Die Höchstleistung, die ein derartiger Regelantrieb übertragen kann, ist ebenfalls durch die Werte der Hertz- Drücke auf Höhe der Kontakte zwischen den Kranzteilen der inneren Käfige der geneigten Wälzlager und den seitlichen Flächen begrenzt, die mit den mit diesen Kranzteilen in Kontakt befindlichen Druckvorrichtungen fest verbunden sind. In der Praxis kann durch Berechnung bestimmt werden, daß bei einem erfindungsgemäßen Regelantrieb, dessen Raumbedarf im wesentlichen geringer als derjenige eines herkömmlichen automatischen Getriebes ist, die zulässige Leistung derjenigen der Mehrheit der Verbrennungsmotoren entspricht, die für die Kraftfahrzeuge verwendet werden. Dennoch kann die Höchstleistung, die der erfindungsgemäße Regelantrieb übertragen kann, je nach Bedarf mit geringer Modifikation ohne Schwierigkeiten erhöht werden.
- Beispielsweise kann man diese Leistung verdoppeln, indem man an die Abtriebswelle die Bewegungen negativer Geschwindigkeit einer jeden Druckvorrichtung 8a, 8b, 8'a, 8'b überträgt. Fig. 18 veranschaulicht schematisch eine derartige Ausführungsvariante. In dieser Variante ist jede schwingende Welle 10b, 10'b an ein Ritzel 163b, 163'b gekuppelt, das mit einem Ritzel 164b, 164'b in Eingriff steht, das mit einer schwingenden Welle 165b, 165'b in Drehung fest verbunden ist, deren Drehbewegungen eine zur schwingenden Welle 10b, 10'b entgegengesetzte Richtung haben. Eine Feder mit Windungen 166b, 166'b, die als Freilauf dient, überträgt die Schwingungen der Welle 165b, 165'b in Antriebs richtung an ein zweites Ausgangsritzel 167b, das an die Abtriebswelle 6 gekuppelt ist. Die unidirektionalen Verbindungsvorrichtungen 166, 166'b, die durch die Federn gebildet sind, sind angepaßt, um die Bewegungen einzig in Antriebsrichtung zu übertragen und können in aktiver Position und in inaktiver Position durch ähnliche Steuervorrichtungen kommutiert werden wie diejenigen, die zuvor für die Vorrichtungen 102, 102' zur unidirektionalen Verbindung in Antriebsrichtung beschrieben wurden. Auf ganz naheliegende Weise wird diese einzig unter Bezugnahme auf die zweite feststehende Achse 23b beschriebene Variante ebenfalls für die erste feststehende Achse 23a verwendet. Unter diesen Bedingungen wird die an die Abtriebswelle 6 übertragene Leistung verdoppelt.
- Ferner ist es möglich, an jedes geneigte Wälzlager nicht nur eine einzige Druckvorrichtung 8a, 8b, 8'a, 8'b, sondern mehrere, beispielsweise zwei Druckvorrichtungen anzuschließen. Die zweite Druckvorrichtung kann mit einem Kranzteil zusammenwirken, der zu dem ersten, zuvor beschriebenen diametral entgegengesetzt ist. Und die zweite Druckvorrichtung einer Kraftübertragungseinheit ist mit derselben unidirektionalen Kraftübertragungsvorrichtung verbunden wie die erste Druckvorrichtung der anderen Kraftübertragungseinheit, die um dieselbe feststehende Achse herum angeordnet ist. Die übertragbare Höchstleistung wird somit verdoppelt.
- Fig. 19 und 20 zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Regelantriebs, der einzig zwei geneigte Wälzlager 207, 207' aufweist, die alle beide um dieselbe einzige feststehende Achse 223 herum in Drehung versetzt werden. Die beiden geneigten Wälzlager 207, 207' befinden sich nicht in Phasenopposition, sondern sind zueinander um 90º phasenverschoben. Diese beiden Wälzlager 207, 207' legen Achsen 213, 213' fest, die bezogen auf die feststehende Achse 223 geneigt sind. Während der Drehung drehen sich die Achsen 213, 213' somit um die feststehende Achse 223 herum, indem sie einen Kegel beschreiben, wobei die Radialebene des Wälzlagers 207, 207' regelmäßig beiderseits einer Radialebene schwingt, die senkrecht zur feststehenden Achse 223 verläuft. Die beiden Achsen 213, 213' weisen denselben Neigungswinkel bezogen auf die entsprechende feststehende Achse 223 auf, sie sind jedoch zueinander um 90º phasenverschoben (bezogen auf die Antriebsdrehbewegung), wobei dieser Phasenverschiebungswinkel während der Bewegung konstant bleibt. Jede dieser Schwingungsbewegungen des Wälzlagers 207, 207' in einer Richtung und in der anderen Richtung wird an die Abtriebswelle 6 übertragen, die in dem Beispiel von Fig. 19 und Fig. 20 ein Zahnkranz ist.
- Diese zweite Ausführungsform differiert ebenfalls von der ersten, indem die Druckvorrichtungen 8, 8' der ersten Ausführungsform durch Druckvorrichtungen 208, 208' ersetzt wurden, die drehbeweglich und um eine feststehende Achse 200, 200' herum schwingend angebracht sind, die senkrecht zur feststehenden Achse 223 der Wälzlager 207, 207' verläuft. Außerdem wird die Antriebsbewegung durch den inneren Käfig 214, 214' der Wälzlager 207, 207' aufgenommen. Somit ist es in dieser Ausführungsform der innere Käfig 214, 214' jedes Wälzlagers 207, 207', der den Eingangskäfig bildet, der die Antriebsbewegung mittels einer Einheit aufnimmt, die um die feststehende Achse 223 herum drehbar angebracht ist und einen Zylinder 215 aufweist, der bezogen auf den Rahmen des Regelantriebs drehbar angebracht ist und auf ähnliche Weise wie die Zylinder 15a, 15b des Regelantriebs gemäß der ersten, in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform in Drehbewegung versetzt wird.
- Jede rotierende Druckvorrichtung 208, 208' wirkt mit dem äußeren Ausgangskäfig 218, 218' des entsprechenden geneigten Wälzlagers 207, 207' zusammen, um die Schwingungsbewegungen dieses äußeren Käfigs zu empfangen und sie an den Abtriebskranz 6 mittels eines unidirektionalen Kraftübertragungsmechanismus 201 bzw. 201' zu übertragen, der die Funktion hat, die Schwingungsbewegungen der entsprechenden Druckvorrichtung 208, 208' in eine einzige Richtung wirkende Drehbewegung des Abtriebskranzes 6 umzuformen.
- Der Zylinder 215 weist einen Mechanismus zur Kontrolle und Regelung der Ausrichtung der Achse 213, 213' jedes Wälzlagers 207, 207' bezogen auf die feststehende Achse 223 auf.
- Für das erste geneigte Wälzlager 207 weist der Zylinder 215 zwei Kolben 227, 228 auf, die sich parallel zur feststehenden Achse 223 erstrecken, welche Kolben gegenläufige Innengewinde aufweisen und jeweils mit entsprechenden Gewindeschrauben 229, 230 eingreifen, die durch Ritzel 231, 232 getragen sind, die selbst an dem Zylinder 215 drehbar angebracht sind, so daß sie mit einem Antriebskranz in Eingriff stehen können, der einer der Kränze 34a, 34b des Steuermechanismus von Fig. 13 sein kann. Wenn dieser Antriebskranz sich bezogen auf den Zylinder 215 dreht, drehen sich die Ritzel 231 und 232 um ihre Achse herum und die Kolben 227, 228 gleiten in Translation parallel zur feststehenden Achse 223. Die beiden Kolben 227, 228 sind gegenläufig innengewindet, und die Gewindeschrauben 229, 230 sind in entgegengesetzter Richtung angeordnet. Auf diese Weise, wenn der erste Kolben 227 sich in Translation parallel zur Achse 223 in einer Richtung verlagert, verlagert sich der andere Kolben 228 in Translation parallel zur feststehenden Achse 223 in der anderen Richtung. Die Funktionsweise ist folglich ähnlich dem Mechanismus zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse der Wälzlager, die unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform von Fig. 1 beschrieben wurde (Kolben 27, 27', 28, 28', Gewinde 29, 29', 30, 30', Ritzel 31, 32).
- Die freien Enden 235, 236 jedes Kolbens 227, 228 gelangen in Anlage gegen eine Seitenfläche 237, 238, die mit dem inneren Eingangskäfig 214 des Wälzlagers 207 fest verbunden ist.
- In Fig. 19 wurden axial zu jedem Kolben 227, 228 entgegengesetzt zwei weitere Kolben dargestellt, die sich auf der anderen Seite jedes entsprechenden Ritzels 231, 232 erstrecken und Ausgleichsgewichte an ihren freien Enden tragen. Auf diese Weise wird das Auswuchten des Mechanismus gewährleistet.
- Die Neigung des anderen geneigten Wälzlager 207' wird durch einen ähnlichen Mechanismus kontrolliert, der in punktierter Linie in Fig. 19 dargestellt ist.
- Dennoch werden die beiden Mechanismen zur Kontrolle der Neigung der beiden Wälzlager 207, 207' nicht durch denselben Steuerkranz gesteuert, so daß jedes geneigte Wälzlager 207, 207' seine Neigung unabhängig voneinander modifiziert bekommt.
- Für die Steuerung der Neigung jedes der Wälzlager 207, 207' kann man beispielsweise die Steuereinheit verwenden, die in Fig. 13 dargestellt ist, und die Kolben 231, 232 des ersten geneigten Wälzlagers 207 an einen ersten Steuerkranz 34a kuppeln, und die Ritzel, die die Neigung des anderen geneigten Wälzlagers 207' steuern, die bezogen auf das erste leicht axial verschoben sind, an den zweiten Steuerkranz 34b.
- Der Zylinder 215 ist axial auf der Seite jedes Wälzlagers 207, 207' verlängert.
- Der innere Eingangskäfig 214, 214' jedes Wälzlagers 207, 207' ist mit einer Verlängerung des Zylinders 215 durch eine transversale Achse 216, 216' verbunden, die senkrecht zur feststehenden Achse 223 verläuft. Jede transversale Achse 216, 216' bewirkt in Drehung um die feststehende Achse 223 herum eine feste Verbindung zwischen dem inneren Käfig 214, 214' und dem Zylinder 215. Dennoch gestattet jede transversale Achse 216, 216' die Schwenkbewegungen des inneren Eingangskäfigs 214, 214' des bezogen auf diese transversale Achse 216, 216' geneigten Wälzlagers während der Änderungen der Neigung der Achse 213, 213'. Die beiden transversalen Achsen 216, 216' sind zueinander orthogonal.
- Der äußere Ausgangskäfig 218, 218' jedes geneigten Wälzlagers weist einen Kranz oder einen Kranzteil 220, 220' auf, der sich radial nach außen ragend in eine Kehle 221, 221' erstreckt, die durch und zwischen zwei radiale(n) Flächen 219, 219' 222, 222' festgelegt ist, die mit der Druckvorrichtung 208, 208' fest verbunden sind. Dieser Kranz 220, 220' und diese Flächen legen Kontaktoberflächen komplementärer Formen fest, die festgelegt sind, um aufeinander zu rollen, indem eine Geschwindigkeit der Drehung der entsprechenden Druckvorrichtung 208, 208' gewährleistet wird, die während mindestens einer Vierteldrehung des Zylinders 215 und der inneren Käfige 214, 214' der Wälzlager 207, 207' konstant bleibt. Im Fall von in Drehung schwingenden Druckvorrichtungen 208, 208' können diese komplementären Formen auf ähnliche Weise festgelegt werden wie diejenigen eines Getriebes.
- Ebenso wie in der ersten Ausführungsform von Fig. 1 kann ein Mechanismus zur Regelung des Spiels zwischen den Flächen 219, 222 bzw. 219', 222' beiderseits des Kranzteils 220, 220' vorgesehen sein. Beispielsweise eine 222 der Flächen kann bezogen auf die Druckvorrichtung 208 fest angebracht werden, während die andere 219 tangential zwischen den beiden extremen Positionen beweglich angebracht ist, von denen eine von der feststehenden Fläche 222 beabstandet ist, während die andere der gegenüberliegenden feststehenden Fläche 222 angenähert ist. Ein Teil in Form eines Keils, parallel zur Drehachse 200 der Druckvorrichtung 208 ist axial beweglich angebracht, so daß es mehr oder weniger in einen Raum eingerückt werden kann, der zwischen einer radialen Fläche, die mit der Druckvorrichtung 208 fest verbunden ist, und einer Anlagefläche gegenüber der Fläche 219 angeordnet ist. Wenn dieses Teil in Form eines Keils vollständig eingerückt ist, ist die Fläche 219 in ihrer der Fläche 222 am meisten angenäherten Position, wobei das Spiel minimal ist. Im Gegenteil, wenn dieses Teil in Form eines Keils vollständig axial freigesetzt ist, ist die Fläche 219 von der Fläche 222 beabstandet, wobei der Abstand maximal ist. Die axiale Position des Teils in Form eines Keils kann dank eines Ritzels kontrolliert werden, das drehbar um die Achse 200 herum angebracht ist, und das mit dem Steuermechanismus von Fig. 13 ähnlich wie die Ritzel 42a, 42b zusammenwirken kann.
- Jeder Mechanismus 201, 201' zur unidirektionalen Kraftübertragung gestattet, die Schwingungsbewegungen einer jeden Druck vorrichtung 208, 208' umzuformen und an den Abtriebskranz 6 zu übertragen, indem er diesen Abtriebskranz 6 in Drehung in eine einzige Drehrichtung versetzt.
- Zu diesem Zweck kann man unidirektionale Kraftübertragungsvorrichtungen verwenden, die ähnlich zu den dritten unidirektionalen Kraftübertragungsvorrichtungen 11, 11' sind, die unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform von Fig. 1 bis Fig. 3 beschrieben sind. Beispielsweise genügt es, die beiden schwingenden Wellen 10a, 10'a der ersten Ausführungsform von Fig. 1 mit der schwingenden Druckvorrichtung 208 der zweiten Ausführungsform von Fig. 19 und die beiden schwingenden Wellen 10b, 10'b mit der schwingenden Druckvorrichtung 208' fest zu verbinden.
- Fig. 20 zeigt einzig auf schematische Weise ähnlich wie Fig. 1 die beiden unidirektionalen Kraftübertragungsvorrichtungen 211, 211' des Mechanismus 201 zur unidirektionalen Kraftübertragung. Die Struktur kann ähnlich der in Fig. 2 und Fig. 3 dargestellten sein. Insbesondere weist jede Vorrichtung zwei zylindrische Schraubenfedern, die in entgegengesetzter Richtung angebracht sind, und Steuermittel gemäß einem Antriebsmodus mit Motorbremse und/oder gemäß einem Rücklauf-Modus und/oder gemäß einem Leerlaufstellungs-Modus auf. Eine 211 der unidirektionalen Kraftübertragungvorrichtungen umfaßt ein Ausgangsdrehritzel 212, das direkt mit dem Abtriebskranz 6 in Eingriff steht, und die andere unidirektionale Kraftübertragungsvorrichtung 211' umfaßt ein Ausgangsdrehritzel 212', das mit dem Abtriebskranz 6 mittels eines Wendegetriebes 204, 204' in Eingriff steht.
- Wie in Fig. 19 und 20 erkennbar, ist diese zweite Ausführungsform dahingehend vereinfacht, daß der Regelantrieb nur zwei geneigte Wälzlager und keine Kugelumlaufspindel aufweist. Außerdem ist die Abmessung des Regelantriebs noch weiter reduziert aufgrund vor allem der Tatsache, daß die Druckvorrichtungen 208, 208' in Drehung schwingen und nicht mehr in Translation. Man kann bedenken, daß diese zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform dahingehend diffe riert, daß jedes der beiden Wälzlagerpaare ein und derselben feststehenden Welle 2a, 2b in einem einzigen geneigten Wälzlager zusammengefaßt ist, dessen Schwingungsbewegungen in den beiden Richtungen an den Abtriebskranz 6 übertragen werden, wobei die schwingenden Wellen 10, 10' als Drehdruckvorrichtungen dienen, die durch die geneigten Wälzlager direkt angetrieben werden.
- Wie in Fig. 19 erkennbar, kann die Antriebswelle 5 direkt an den Zylinder 215 gekuppelt werden, in Verlängerung dieses Zylinders 215, entgegengesetzt zu einem 207' der geneigten Wälzlager.
- In der dritten Ausführungsform von Fig. 21 und Fig. 22 umfaßt der erfindungsgemäße Regelantrieb ferner zwei geneigte Wälzlager 307, 307', die ähnlich angebracht sind wie in der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform. Der Regelantrieb dieser dritten Ausführungsform ist eher für eine Kraftübertragung für Zweiräder geeignet. Diese vereinfachte Kraftübertragung gestattet, an den Abtriebskranz 6 eine Drehbewegung in einer einzigen Antriebsrichtung ausgehend von einer Drehbewegung der Antriebswelle 5 zu übertragen, die an ein Tretlager gekuppelt ist, beispielsweise mittels einer nicht dargestellten Kraftübertragung mit Kegelrädern.
- Die Antriebswelle 5 ist direkt an innere Eingangskäfige 314, 314' geneigter Wälzlager 307, 307' dank der transversalen Achsen 316, 316' gekuppelt. Die Neigung der Achse 313, 313' jedes Wälzlagers 307, 307' wird auf ähnliche Weise kontrolliert wie die zweite Ausführungsform dank eines Ritzels 331, 331', das durch den Zylinder 315 getragen ist. Das Ritzel 331, 331' trägt eine Schraube 329, 329', deren Gewinde mit einem Innengewinde eines Kolbens 327, 327' zusammenwirkt. Das freie Ende des Kolbens 327, 327' hat die Form eines Gabelgelenks, das eine Achse aufnimmt, die mit einer Erweiterung 328, 328' des inneren Käfigs 314, 314' fest verbunden ist. Jeder Kolben 331, 331' wird in Drehung bezogen auf den Zylinder 315 durch einen ähnlichen Mechanismus zur Steuerung der Neigung gesteuert wie derjenige in Fig. 13 dargestellte, der jedoch in dieser Variante auch vereinfacht sein kann. Tatsächlich kann die Steuerwelle 90 anstelle des Elektromotors 81 direkt durch den Benutzer mittels einer traditionellen Seilübertragung betätigt werden.
- Außerdem kann der Mechanismus von Fig. 13, der bei der dritten Ausführungsform benutzt wird, vereinfacht sein. Insbesondere diese dritte Ausführungsform benötigt keinen Mechanismus zur Regelung des Spiels zwischen den Kontaktflächen einer jeden Druckvorrichtung. Demzufolge ist der Steuermechanismus für die Regelung dieses Spiels nicht erforderlich.
- Ebenso wie in der zweiten Ausführungsform hat jedes geneigte Wälzlager 307, 307' seinen äußeren Ausgangskäfig 318, 318', der einen Kranz 320, 320' trägt, der mit zwei Druckvorrichtungen 308a, 308b, 308'a, 308'b zusammenwirkt, die bezogen auf das entsprechende geneigte Wälzlager 307, 307' zueinander diametral entgegengesetzt sind.
- Jede Druckvorrichtung ist aus einem Zylinder gebildet, der drehbeweglich um eine Achse 300a, 300b, 300'a, 300'b herum angebracht ist, die zu der feststehenden Achse 323 der Antriebswelle 5 orthogonal ist. Jede Druckvorrichtung ist drehbeweglich bezogen auf den Rahmen des Regelantriebs mittels Wälzlagern angebracht. Jede Druckvorrichtung 308a, 308b, 308'a, 308'b ist ähnlich zu den Druckvorrichtungen 208, 208', die unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform beschrieben wurden. Dies trifft auch auf die Kränze 320, 320' der Wälzlager 307, 307' zu. Somit tragen die Druckvorrichtungen Flächen 319, 322, die eine Kehle 321 festlegen, die den Kranz 320, 320' des entsprechenden geneigten Wälzlagers 307, 307' aufnehmen.
- Eine unidirektionale Verbindungsvorrichtung 311a, 311b, 311'a, 311'b mit zylindrischer Schraubenfeder gestattet, die Schwingungen jeder Druckvorrichtung 308a, 308b, 308'a, 308'b zu übertragen, die dem Abtriebskranz 6 entspricht.
- Eine unidirektionale Verbindungsvorrichtung 311a, 311'a umfaßt eine zylindrische Schraubenfeder 302'a, die die niedrigerer Druckvorrichtung 308a, 308'a mit einem Ausgangsdrehorgan 312'a verbindet, das ein Ritzel trägt, welches direkt auf dem Abtriebskranz 6 für eine unidirektionale Kraftübertragung in Antriebsrichtung in Eingriff steht.
- Die zylindrische Schraubenfeder 302'b der höheren unidirektionalen Verbindungsvorrichtung 311b, 311'b ist in entgegengesetzter Richtung gewunden und gestattet, die Bewegungen in Rücklaufrichtung der Druckvorrichtung 308b, 308'b zu übertragen. Das Ausgangsdrehorgan 312'b ist mit einem Abtriebskranz 6 mittels eines Umkehrgetriebes 304, 304' verbunden. Wenn das geneigte Wälzlager 307, 307' in eine Richtung schwenkt, wird somit die Bewegung mittels der niedrigeren unidirektionalen Verbindungsvorrichtung 311a, 311'a übertragen und wenn es in die andere Richtung schwenkt, wird die Bewegung durch die höhere unidirektionale Verbindungsvorrichtung 311b, 311'b übertragen, wobei der Abtriebskranz 6 in allen Fällen in derselben Antriebsdrehrichtung angetrieben wird.
- Der Abtriebskranz 6 kann direkt an die Nabe eines Rads eines Zweirads gekuppelt werden. Der Mechanismus zur Kontrolle der Neigung (nicht dargestellt in Fig. 21 und 22) ist innerhalb eines Gehäuses eingebaut, das den Rahmen bildet und die verschiedenen Elemente des erfindungsgemäßen Regelantriebs einschließt.
- Dank des Vorhandenseins der geneigten Wälzlager 307, 307', die um 90º phasenverschoben sind, zwingt der Steuermechanismus, wenn der Benutzer eine Modifizierung der Neigung in Gang setzt, schrittweise die Modifizierung der Neigung eines jeden der Wälzlager 307, 307' in einer Bewegungsphase auf, wo dieses Wälzlager auf dem Abtriebskranz 6 nicht in Eingriff steht und wo die beiden entsprechenden unidirektionalen Verbindungsvorrichtungen ausgekuppelt sind. Jedes Wälzlager 307, 307' steht tatsächlich wechselseitig in Eingriff während einer Vierteldrehung der Antriebswelle 5 mittels wechselweise einer jeden unidirektionalen Verbindungsvorrichtung 300a, 300'a, daraufhin 300b, 300'b.
- Dank der Federn 89a, 89b des Steuermechanismus bedarf die Modifizierung der Neigung somit fast keiner Kraft und ist extrem einfach.
- In der zweiten und dritten Ausführungsform umfaßt der Regelantrieb zwei geneigte Wälzlager, die auf derselben feststehenden Achse 223, 232 zentriert sind, die die Achse der Antriebswelle 5 ist. In einer nicht dargestellten Variante können die beiden Wälzlager auch auf zwei verschiedenen feststehenden Achsen zentriert sein.
- Es ist anzumerken, daß ein erfindungsgemäßer Regelantrieb ein Übersetzungsverhältnis beschafft, das zwischen 0 und einem höheren Wert variieren kann, typischerweise der Größenordnung des Doppelten des größten Übersetzungsverhältnisses, das durch ein herkömmliches Handschalt- und automatisches Getriebe beschafft wird (Fünfter Gang des Verhältnisses 1). Ferner erfolgt jegliche Veränderung des Kräfteverhältnisses in einer sehr kurzen Zeit, vor allem unter 1 s. Die Änderung des Übersetzungsverhältnisses beeinflußt fast nicht den Wirkungsgrad der Kraftübertragung.
- Und der mechanische Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Regelantriebs ist exzellent. Die Berechnungen zeigen, daß dieser Wirkungsgrad höher als 0,95 ist.
- Ein erfindungsgemäßer Regelantrieb ist vorteilhafterweise anwendbar, um die Kraftübertragung eines Straßen-Kraftfahrzeugs auszuführen (Fig. 1 bis 3 oder 19 und 20) oder eines Fahrrads (Fig. 21 und 22). In dem ersten Fall kann er an einen Verbrennungsmotor gekuppelt sein. Es ist anzumerken, daß es in dem Fall nicht erforderlich ist, eine ausrückbare Kupplung vorzusehen unter Berücksichtigung dessen, daß das übersetzungsverhältnis des erfindungsgemäßen Regelantriebs auf einen Wert Null geregelt werden kann. Ferner weist der erfindungsgemäße Regelan trieb in dieser Anwendung zahlreiche entscheidende Vorteile auf, und insbesondere:
- - einen ausgezeichneten mechanischen Übertragungswirkungsgrad;
- - einen sehr geringen Raumbedarf und insbesondere bei äquivalenter übertragener Leistung geringeren Platzbedarf als derjenige eines Getriebes;
- - geringere Herstellungskosten als diejenigen eines Automatikgetriebes;
- - eine Verringerung des Kraftstoffverbrauchs des Motors der Größenordnung von 5 bis 30%, da die thermodynamischen Parameter des Motors im Betrieb auf den Werten aufrechterhalten werden können, die denjenigen am nächsten sind, die den geringsten Verbräuchen entsprechen (bei großer Öffnung des Einlasses der Verbrennungsgase), wobei die Beschleunigungen und Verzögerungen im wesentlichen erhalten werden (außer beim Start des Fahrzeugs) durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses;
- - geringe Antwortzeiten, die ein lebendiges Auftourenkommen des Fahrzeugs ermöglichen;
- - eine Motorbremse hohen Werts, wobei sich der Motor bei einer hohen Drehzahl dreht;
- - ein durchschnittliche Leistungsausbeute, die für die Sportwettkampffahrzeuge aufgrund der Unterdrückung der Geschwindigkeitswechsel verfügbar ist;
- - die Möglichkeit, sich von dem Differential und dem Verteilergetriebe zu befreien, indem man einen Regelantrieb verwendet, der an jedes Rad des Fahrzeugs gekuppelt ist;
- - eine Vereinfachung der Bedienung der Fahrzeuge, was insbesondere für die Ausbildung, im Sportwettkampf oder an Militärfahrzeugen wie den Panzern geschätzt wird.
Claims (15)
1. Regelantrieb, dazu bestimmt, mit einer rotierenden
Antriebswelle (5) und einer rotierenden Abtriebswelle (6)
verbunden zu sein, mit:
- mindestens zwei geneigten Wälzlagern (7, 7', 207, 207',
307, 307'), wobei jedes geneigte Wälzlager (7, 7', 207,
207', 307, 307') einen äußeren Käfig (14, 14', 218,
218', 318, 318') und einen inneren Käfig (18, 18', 214,
214', 314, 314') aufweist, die eine gemeinsame Achse
(13, 13', 213, 213') festlegen, die die Achse des
geneigten Wälzlagers ist,
- Mitteln zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse (13,
13', 213, 213', 313, 313') jedes geneigten Wälzlagers
gemäß einem Neigungswinkel, dessen Wert, welcher
bezogen auf eine feststehende Achse (23a, 23b, 223, 323)
regelbar ist, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes
bestimmt,
- wobei der eine (14, 14', 214, 214', 314, 314') der
Käfige des geneigten Wälzlagers ein Eingangskäfig ist,
der eine Antriebsdrehbewegung erhält und ausgehend von
der Drehbewegung der Antriebswelle (5) um die
feststehende Achse (23a, 23b, 223, 323) in Drehbewegung
versetzt wird,
- wobei der andere Käfig (18, 18', 218, 218', 318, 312')
des geneigten Wälzlagers ein Ausgangskäfig ist, der mit
der Einheit des geneigten Wälzlagers entsprechend hin-
und hergehender Schwingungsbewegungen einer Amplitude
angetrieben wird, die zu dem Neigungswinkel der Achse
(13, 13', 213, 213', 313, 313') des geneigten
Wälzlagers bezogen auf die entsprechende feststehende Achse
(23a, 23b, 223, 323) proportional ist, wobei dieser
Ausgangskäfig mit mindestens einer Druckvorrichtung (8,
8', 208, 208', 308a, 308'a, 308b, 308'b) zusammenwirkt,
um seine hin- und hergehenden Bewegungen zu steuern,
- Kraftübertragungsmittel (9, 9', 11, 11', 201, 201',
311a, 311'a, 311b, 311'b), die geeignet sind, die hin-
und hergehenden Bewegungen jeder Druckvorrichtung in
eine in eine Richtung wirkende Drehbewegung der
Abtriebswelle (6) umzuwandeln und zu übertragen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse
(13, 13', 213, 213', 313, 313') jedes geneigter.
Wälzlagers (7, 7', 207, 207', 307, 307') angepaßt sind, damit
diese Achsen (13, 13', 213, 213', 313, 313') alle
normalerweise denselben Neigungswinkel bezogen auf die
entsprechende feststehende Achse (23a, 23b, 223, 323)
aufweisen, jedoch bezogen auf die Antriebsdrehbewegung
zueinander phasenverschoben sind, so daß an die
Abtriebswelle (6) zueinander phasenverschobene Bewegungen
übertragen werden,
daß die Kraftübertragungsmittel (9, 9', 11, 11', 201,
201', 311a, 311'a, 311b, 311'b) geeignet sind, damit in
jeder Phase der Bewegung mindestens eines der geneigten
Wälzlager (7, 7', 207, 207', 307, 307') in Eingriff steht
und eine Belastung überträgt, und mindestens eines der
geneigten Wälzlager (7, 7', 207, 207', 307, 307') nicht
in Eingriff steht und auf die Abtriebswelle (6) keine
Belastung überträgt,
daß die Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse
(13, 13', 213, 213', 313, 313') jedes geneigten
Wälzlagers (7, 7', 207, 207', 307, 307') geeignet sind, um die
Neigung aller geneigten Wälzlager (7, 7', 207, 207', 307,
307') ausgehend von einem Steuersignal der Veränderung
des Übertragungsverhältnisses des Getriebes zu
modifizierer, und
daß die Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse
(13, 13', 213, 213', 313, 313') jedes geneigten
Wälzlagers (7, 7', 207, 207', 307, 307') geeignet sind, um die
Regelung der Neigung der geneigten Wälzlager (7, 7', 207,
207', 307, 307') schrittweise auszuführen, wobei die
Neigung jedes geneigten Wälzlagers (7, 7', 207, 207', 307,
307') in einer Phase der Bewegung modifiziert wird, wo
dieses geneigte Wälzlager (7, 7', 207, 207', 307, 307')
nicht im Eingriff steht und keine Belastung an die
Abtriebswelle (6) überträgt.
2. Regelantrieb nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der Achse
(13, 13', 213, 213', 313, 313') der geneigten Wälzlager
(7, 7', 207, 207', 307, 307') aufweisen:
- bewegliche Steuermittel (90), die eine einer
Neigungsänderung entsprechende Steueramplitude erzeugen,
und für jedes geneigte Wälzlager (7, 7', 207, 207',
307, 307') oder jede Gruppe geneigter Wälzlager, die
gleichzeitig im Eingriff stehen, ein Organ (34a, 34b)
zur Steuerung eines Mechanismus zur Kontrolle der
Neigung des geneigten Wälzlagers bzw. der geneigten
Wälzlager (7, 7', 207, 207', 307, 307'), und
- mechanische Speichermittel (89a, 89b), die zwischen den
beweglichen Steuermitteln (90) und jedem Steuerorgan
(34a, 34b) zwischengeschaltet sind, wobei diese
mechanischen Speichermittel (89a, 89b) geeignet sind, um
eine einer Neigungsänderung entsprechende
Steueramplitude zu speichern und nur eine Steuerdrehbewegung an
ein Steuerorgan (34a, 34b) zu übertragen, wenn der
durch dieses Steuerorgan (34a, 34b) entgegenwirkende
Widerstand keiner als ein vorbestimmter Schwellenwert
ist.
3. Regelantrieb nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mechanischen Speichermittel (89a, 89b) für jedes
Steuerorgan (34a, 34b) eine Torsionsfeder (89a, 89b)
aufweisen, die zwischen zwei rotierenden Wellen (93a, 43a;
93b, 43b) der Mittel zur Kontrolle der Ausrichtung der
Achse (13, 13', 213, 213', 313, 313') der geneigten
Wälzlager (7, 7', 207, 207', 307, 307') zwischengeschaltet
ist.
4. Regelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgangskäfig (18, 18', 218, 218', 318, 318')
jedes geneigten Wälzlagers und die entsprechende
Druckvorrichtung (8, 8', 208, 208', 308a, 308'a, 308b, 308'b)
Kontaktflächen festgelegter komplementärer Formen
festlegen, um kontinuierlich aufeinanderfolgende, hin- und
hergehende Bewegungen zu erzeugen.
5. Regelantrieb nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die komplementären Formen festgelegt sind, damit,
wenn sich die Antriebswelle (5) bei konstanter
Geschwindigkeit dreht, die Geschwindigkeit der Druckvorrichtung
(8, 8', 208, 208', 308a, 308'a, 308b, 308'b) mindestens
im wesentlichen während einer Dauer konstant ist, die
mindestens einer Vierteldrehung der rotierender.
Antriebswelle (5) entspricht.
6. Regelantrieb nach einem der Ansprüche 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß er einen Mechanismus zur Regelung des Axialspiels
zwischen den Kontaktflächen (19, 19', 22, 22') der
Druckvorrichtung (8, 8'), zwischen denen sich ein Teil (20,
20') des Kranzes erstreckt, der durch den Ausgangskäfig
(18, 18') des geneigten Wälzlagers getragen ist, und
gemeinsame Mittel zur Steuerung der Neigung der geneigten
Wälzlager (7, 7', 207, 207', 307, 307') und des
Mechanismus zur Regelung des Axialspiels aufweist, so daß die
Regelung des Axialspiels automatisch als Funktion von der
Neigung der geneigten Wälzlager (7, 7', 207, 207', 307,
307') erfolgt.
7. Regelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Druckvorrichtung (8, 8', 208, 208', 308a, 308'a,
308b, 308'b) mit einem rotierenden Ausgangsorgan (12,
12', 212, 212', 312a, 312'a, 312b, 312'b) mittels
mindestens einer unidirektionalen Verbindungsvorrichtung
verbunden ist.
8. Regelantrieb nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Druckvorrichtung (8, 8', 208, 208', 308a, 308'a,
308b, 308'b) mit dem rotierenden Ausgangsorgan (12, 12',
212, 212', 312a, 312'a, 312b, 312'b) mittels zweier
unidirektionaler Verbindungsvorrichtungen (101, 101', 102,
102') verbunden ist, die im entgegengesetzter Sinn
angebracht sind, wobei eine unidirektionale
Antriebs-Verbindungsvorrichtung (102, 102') eine unidirektionale
Blockade in Antriebsrichtung ausführt und eine weitere
unidirektionale rückläufige Verbindungsvorrichtung (101, 101')
eine unidirektionale Blockade in Rückwärtsrichtung
ausführt.
9. Regelantrieb nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß er Mittel zur Steuerung jeder unidirektionalen
Verbindungsvorrichtung (101, 101', 102, 102') gemäß
mindestens dreier Funktionsmodi aufweist:
- eines Antriebsmodus mit Motorbremse, in dem die
unidirektionale Antriebs-Verbindungsvorrichtung (102, 102')
konstant in aktiver Position gehalten wird und die
uni
direktionale in Rücklaufrichtung wirkende
Verbindungsvorrichtung (101, 101') einzig dann in aktiver Position
gehalten wird, wenn die entsprechende Durckvorrichtung
(8, 8') und das entsprechende rotierende Ausgangsorgan
(12, 12') sich in Antriebsrichtung verlagern,
- eines Rücklauf-Modus', in welchem die unidirektionale
Antriebs-Verbindungsvorrichtung (102, 102') konstant in
inaktiver Position gehalten wird und die
unidirektionale in Rücklaufrichtung wirkende Verbindungsvorrichtung
(103, 103') konstant in aktiver Position gehalten wird,
- eines Leerlaufstellungs-Modus', in welchem die beiden
unidirektionalen Verbindungsvorrichtungen (101, 101',
102, 102') in inaktiver Position gehalten werden.
10. Regelantrieb, nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede unidirektionale Verbindungsvorrichtung (101,
101', 102, 102') eine zylindrische Schraubenfeder
aufweist, deren eines Enäe in dem rotierenden Organ (12,
12') verankert ist und deren anderes Ende mit einer
beweglichen Reibungsfläche (103, 103', 104, 104')
zusammenwirkt, und daß er Mittel zur Kontrolle jeder beweglichen
Reibungsfläche (103, 103', 104, 104') im Betrieb
aufweist, die geeignet sind, um dann, wenn die
Reibungsfläche (103, 103', 104, 104') gegen das Ende der Feder (101,
101', 102, 102') gedrückt ist, diese eine in einer
Richtung wirkende Blockade ausführt, um dann, wenn diese
Reibungsfläche (103, 103', 104, 104') nicht gegen das Ende
der Feder (101, 101', 102, 102') gedrückt ist, das
rotierende Organ (12, 12') drehbeweglich ist, wobei jede Feder
(101, 101', 102, 102') im Betrieb in aktiver oder in
inaktiver Position gesteuert werden kann.
11. Regelantrieb nach Anspruch 9 und 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß er eine in Rücklaufrichtung wirkende unidirektionale
Verbindungsfeder (101, 101') und Mittel aufweist, die
geeignet sind, um in dem Antriebsmodus mit Motorbremse hin-
und hergehende Bewegungen in axialer Translation der
Reibungsfläche (103, 103') der in Rücklaufrichtung wirkenden
unidirektionaler Verbindungsfeder (101, 101') zu
erzeugen, die in aktiver Position in der Antriebsrichtung
entsprechenden Druckvorrichtung mit hoher Frequenz
betrieben und in inaktiver Position in der Rücklaufrichtung
der entsprechenden Druckvorrichtung kommutiert wird.
- 12. Regelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß er zwei geneigte, zueinander um 90º phasenverschobene
Wälzlager (207, 207', 307, 307') aufweist und daß die
Kraftübertragungsmittel (201, 201', 311a, 311'a, 311b,
311'b) geeignet sind, um an die Abtriebswelle (6) die
Bewegungen jedes Ausgangskäfigs (218, 218', 318, 318')
abwechselnd während jeder Vierteldrehung der Antriebswelle
(5) zu übertragen.
13. Regelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß er zwei Paare geneigter Wälzlager (7a, 7'a, 7b, 7'b)
aufweist, wobei jedes Paar durch eine feststehende Welle
(2a, 2b) getragen ist, die von dem anderen Paar
verschieden ist, wobei die beiden geneigten Wälzlager ein und
desselben Paars um 180º phasenverschoben sind, wobei
je
des geneigte Wälzlager (7a, 7'a, 7b, 7'b) durch eine
feststehende Welle (2a, 2b) getragen ist, die bezogen auf
jedes geneigte Wälzlager (7b, 7'b, 7a, 7'a) um 90º
phasenverschoben ist, das durch die andere feststehende
Welle (2b, 2a) getragen ist.
14. Regelantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß er mindestens eine rotierende und sich hin- und
herbewegenden Druckvorrichtung (208, 208', 308a, 308'a,
308b, 308'b) aufweist, die mindestens eine Fläche (219,
222) aufweist, die sich im Kontakt mit einer Fläche
befindet, die mit dem Ausgangskäfig (218, 218', 318, 318')
eines geneigten Wälzlagers (207, 207', 307, 307') fest
verbunden ist.
15. Regelantrieb nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgangskäfig (218, 218', 318, 318') der äußere
Käfig des geneigten Wälzlagers (207, 207', 307, 307')
ist.
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