DE69731489T2

DE69731489T2 - Automatisch regelbarer momentwandler mit waagenbalken

Info

Publication number: DE69731489T2
Application number: DE69731489T
Authority: DE
Inventors: C. Grover HUNT
Original assignee: Hunts' Serendipity Inc Northbrook; Hunts Serendipity Inc
Current assignee: Hunts' Serendipity Inc Northbrook; Hunts Serendipity Inc
Priority date: 1997-06-13
Filing date: 1997-06-13
Publication date: 2005-10-20
Anticipated expiration: 2017-06-14
Also published as: CA2294083C; JP2002511134A; CA2294083A1; DE69731489D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung: Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Übertragen von Energie aus einer Quelle zu einem Arbeitspensum für einen Skalenbereich von Kapazitäten und Geschwindigkeitsdrehzahlen, das zur Leistungsfähigkeit einer reibungslosen und schnellen Übersetzungsbereitstellung führt, welche die Eingangsleistung auf die Arbeitslast abstimmt.
Beschreibung des bisherigen Stands der Technik: Maschinen mit diesem Leistungsvermögen verwenden Friktionskegel, variabel einstellbare Antriebsriemenscheiben, Mehrfachgetriebespursysteme und zugleich ein Verfahren für ein Umschalten in das Übersetzungsverhältnis, das in geeigneter Weise zulässt, dass die Energiequelle die Arbeitslast trägt. Diese Systeme sind auf den Energieleistungsbereich beschränkt, in den sie für das Tragen eingestuft werden können. Sie sind häufig voluminös, schwer und mit Bestandteilen und Ausrichtungsstrukturen voll bepackt, die deren Leistungsfähigkeit reduzieren und die Nutzungsdauer verkürzen. Sie sind zudem Stoßschlagschäden ausgesetzt, die durch plötzliche Veränderungen in der Arbeitslast hervorgerufen werden können.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung weist relativ wenige Einzelteile auf, wovon der größte Teil gemeinsam verwendet wird, und die von den Herstellern zur Verfügung stehen. Die Leistungsfähigkeit und Haltbarkeit dieser Einzelteile haben sich für deren Einsatzgebiet einwandfrei bewährt. Eine einfache und kompakte Ausgestaltung aus divergenten Übersetzungsenergiebahnen, die von einem Spannungsreaktionsdrehpunkt und einem Waagebalkenmechanismus regulierbar gesteuert werden, machen diese Erfindung gegenüber Stoßschlägen absorbierend und demzufolge ist sie stoß- und schlagfest. Deren Ausnutzung einer einfachen und bewährten Übersetzung lässt zu, dass sie kompakt, leichtgewichtig, leistungsstark, haltbar und preisgünstig ist, wobei sie eine reibungslose Spannweiteneinstellung von Übersetzungsverhältnissen zwischen deren höchsten und niedrigsten Drehzahlgrenzen bereitstellt. Die einfache Konstruktion des Mechanismus ermöglicht, dass sie mit Hilfe von Instrumenten skaliert werden kann, deren Energieleistungen sich sowohl für den Bereich eines Kleinmotors als auch für die Anwendungen eines Megaindustriemotors eignen. Die vorliegende Erfindung soll insbesondere dort von Nutzen sein, wo eine Antriebskraft mit einer breiten Leistungskapazität, jedoch mit einem begrenzten Drehmomentbereich, an eine variierende Last angeschlossen werden soll, die mit einem umfangreichen Drehzahlgeschwindigkeitsbereich angetrieben werden muss. Sie ist außerdem nützlich, wenn eine Unterbrechung oder Leistungsregenerierung benötigt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Aus den Zeichnungen geht ein besseres Verständnis für die Erfindung hervor, wenn man den ausführenden Betriebsvorgang in den Zeichnungen der 1, 4 und 10 von oben und in allen anderen Figuren in Uhrzeigenichtung betrachtet. Eine Bewegung gegen den Uhrzeigersinn wird durch Rücklaufsperrlager verhindert und dadurch, dass die Energieleistung von der Eingangsseite zur Ausgangsseite verläuft.
1 ist eine Querschnittszeichnung des Waagebalkens mit einer automatischen Transmission, die man mit deren Elementen in Zusammenhang mit 4 im Hinblick auf ein komplettierendes Verständnis sehen sollte.
2 ist eine Querschnittsansicht eines Energieabnehmerstützpunkts, die dessen Gleitvorrichtungen in der Bahn der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe an der linken Seite und in der Bahn des Eingangsplanetenradkerns an der rechten Seite zeigt.
3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 3-3 der 1 entnommen ist, welche die Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe und das Lager zeigt, das sie in dem Energiering unterstützt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 4-4 der 1 entnommen und um 90 Grad gedreht ist, um die Elemente der flexiblen Zwischenglieder-Spannungsausrichtungseinheit aufzuzeigen, die in 1 nicht zu sehen ist, und als Ruhedrehzahlausgang oder niedriger Drehzahlausgang dient.
5 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 5-5 der 1 entnommen ist und die Funktionsteile der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe zeigt, die über dem Eingangsplanetenrad in einer Ruhestellung gelagert ist, die mittels durchgehender Linien dargestellt ist, und wobei die kreuzende Betriebsbedingung mittels gestrichelter Linien gekennzeichnet ist.
6 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 6-6 der 1 entnommen ist und das Eingangsplanetenrad und dessen Bestandteile zeigt, wie sie für die Übereinkunft mit den in 3, 4 und 5 dargestellten Teilen ausgelegt sein sollen.
7 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 7-7 der 1 entnommen ist und den Eingangsplanetenrad-Antriebssatz mit dessen Zahnradkreis-Waagebalken zeigt, die über Kugellager an den Planetenradkernen befestigt sind.
8 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 8-8 der 1 entnommen ist und den Augangsplanetenrad-Getriebesatz und die unterstützenden Traglager für die hohen und niedrigen Drehzahlenergiebahnen zeigt.
9 ist eine Querschnittsansicht wie 5, welche die Funktionsteile der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe zeigt, wie sie sich bei Inbetriebnahme oder bei schwerer Belastung verhalten, wenn die Drehzahlausgangsachswelle niedrig ist.
10 ist eine Querschnittsansicht wie 4, welche die Funktionsteile der flexiblen Zwischenglieder-Spannungsausrichtungseinheit zeigt, wie sie sich bei mittlerer Belastung und einer hohen Drehzahlausgangsachswelle verhalten.
11 ist eine Querschnittsansicht wie 5 und 9, welche die Funktionsteile der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe zeigt, wie sie sich bei schwerer Belastung und hoher Drehzahlausgangsachswelle verhalten.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die Energie für die vorliegende Erfindung 10 kann durch hydrostatische, elektromotorische und andere Kraftverfahren zugeführt werden, aber für diese Ausgestaltung ist ein Antriebsritzel mit einer Achswelle 12 (1 und 3) gewählt worden. Das Antriebsritzel 12 verbindet eine nicht dargestellte, antreibende Drehmomentquelle und verzahnt mit einem Getriebeenergiering 14 (1, 3, 4, 5, 10), die sich innerhalb des Gehäuses 104 in einem Lagerelement 110 (1, 3, 4, 10) drehen und daraufhin den Energiestrom an die Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 weiterleiten, die sich in einem Kugellager 112 (1, 4, 10) wenden kann, welches sie in dem Energiering 14 fixiert. Die Energie kommt an die Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16, da sie zusammen mit dem Energiering 14 über die Befestigung an flexible Zwischenglieder 18 (1, 5, 9, 11) mitgezogen wird, welche sich von den Anschlussstellen 34 (1, 3, 5) zu dem Energiering 14 erstrecken, und die über Rollgleitführungen 20 (5) an der Laufkranzkante der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 und durch die Energieabnehmerstützpunkte 22 (1, 2, 5, 9) über die Rollgleitführungen 26 (3, 5, 9, 11) an den Nabenbereich der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 zu deren Anschlussstellen 36 (5) auf die Aufnahmespulen 24 (5, 9, 11) übergeleitet werden. Die Aufnahmespulen 24 sind auf den Umlenkhebeln 28 (3, 4, 5, 9, 10, 11) angebracht, die gegengewichtig sind, um zentrifugal in Leerlaufstellung bleiben zu können. Die Umlenkhebel 28 können angetrieben werden, um die Aufnahmespulen 24 zum Laufkranzkantenbereich der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 zu bewegen, als Ergebnis von der auf sie beaufschlagten Kraft durch die Greifer 30 der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 (3, 4, 5), da sie auf den auf sie einwirkenden Druck über die Energieabnehmerstützpunkt-Spannungsausrichtungseinheit 32 (4, 10) reagieren, die sich mit ihren Elementen – 88 durchgehend zu 28 – aufgrund von deren physikalischen Positionierung an der linken Seite der Zeichnung der 4 befindet. Die Aufnahmespulen 24 sind federbelastet, damit die Energieabnehmerstützpunkte 22 zum Nabenbereich der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 gezogen werden können, und diese weist eine größere Spannung auf, wenn die Aufnahmespulen 24 und/oder die Energieabnehmerstützpunkte 22 in die Richtung des Laufkranzkantenbereichs befördert worden sind. Alle flexiblen Zwischenglieder 18 von den Anschlussstellen 34 innerhalb des Energierings 14 zu den Anschlussstellen 36 auf den Aufnahmespulen 24 befinden sich in dem inneren Kreisumfang des Energierings 14 und drehen sich in dessen gleicher Ebene. Auf Grund der unterschiedlichen Belastungsbedingungen können die Anschlussstellen 34 vor oder hinter den Rollgleitführungen 20 gleiten. Wenn die Belastung schwer ist, gleiten die Anschlussstellen 34 der flexiblen Zwischenglieder 18 zum Energiering 14 – wie in den 8 und 11 dargestellt ist – vor die Rollgleitführungen 20 an den Laufrand der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 und mit den oder hinter die Rollgleitführungen, wenn die Belastung leichter wird, wobei dann dies dazu führt, dass sie der Antriebskraft nachlaufen. Dieses Vorziehen oder Zurückfallen erhöht die Spannung in den flexiblen Zwischengliedern 18 und bewirkt dabei, dass sich die Energieabnehmerstützpunkte 22 vom Nabenbereich weg und zum Laufkranzkantenbereich der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 bewegen, was zu einem reduzierten Ausgangs-/Eingangs-Drehzahlübersetzungsverhältnis führt, und zwar im Vergleich zu dem Ausgangs-/Eingangs-Drehzahlübersetzungsverhältnis, das realisiert wird, wenn die Erfindung 10 an dem Nabenbereich mit den Energieabnehmerstützpunkten 22 einwirkt. Wenn die Erfindung 10 für eine Beförderung oder für andere Anwendungen eingesetzt wird, wo eine negative Belastung auftritt, stellt sie einen unterbrechenden und Energie regenerierenden Betriebsvorgang bereit.
Die Energieabnehmerstützpunkte 22 (2) sind ein wichtiger Bestandteil des Mechanismus, mit dem der Energiestrom über die Planetenradkerne 46 (5, 6, 7, 9, 11) mit den Zahnradkreis-Waagebalken 54 (1 und 7) zu einer niedrigen Übersetzungsdrehzahl-Energiebahn 40 (1, 4, 10) umgeleitet wird, die ein Eingangshohlrad 56 (1, 4, 7, 10) aufweist, das mit dem Ausgangssonnenrad 70 (1, 4, 8, 10) oder mit einer hohen Übersetzungsdrehzahl-Energiebahn 38 (1, 4, 10) verbunden ist, die ein Eingangssonnenrad 58 (1, 4, 7, 10) umfasst, das mit dem Ausgangsgetriebezahnrad 74 (1, 4, 8, 10) und mit dem Kontinuum von Zwischenrelationen entsprechend zu deren Position auf den jeweiligen Energiebahnen 42 (1, 2, 3) und 44 (1, 5, 6, 9, 11) in der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 und in den Planetenradkernen 46 verbunden ist. Die hohe Übersetzungsdrehzahl-Energiebahn 38 sowie die niedrige RPM-Energiebahn 40 werden in den 4 und 10 dargestellt. Die Energieabnehmerstützpunkte 22 bestehen aus zwei Teilen, die mittels eines Gelenksteges 116 (1, 2) zusammengehalten werden, der es aber zulässt, dass sie sich um die Gelenkstegachse 116 oder um den Anlenkungsdrehpunkt 48 (3, 5, 6, 9, 11) frei drehen können. Daher können sich die Energieabnehmerstützpunkt-Gleitvorrichtungen 50, 52 (1 und 2) mit Bezug zueinander und ohne Drehmoment rund um die Achse drehen. An den beiden Enden der Energieabnehmerstützpunkte 22 befinden sich die Gleitvorrichtungen 50, 52 (2), die in die Energiebahn 42 der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 und in die Energiebahn 44 des Eingangsplanetenradkerns 46 einpassen können. Dies stellt eine Verbindung des Energiestroms zwischen der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 und den Eingangsplanetenradkernen 46 her, was eine wichtige Veränderung bewirkt. Der Energiestrom verändert sich dabei von einer Drehmomentkraft in eine Vektorkraft. Die Vektorkraft umfasst die Amplitude des Energiestroms von der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 und bewegt sich auf der Tangentelinie in die Betriebsrichtung, die durch die Position von dem Positionierscheiben-Anlenkungsdrehpunkt 48 auf dem Kreisumfang bestimmt wird, der in dem bestimmten Moment von dem Anlenkungsdrehpunkt 48 geprägt wird. Diese Vektorkraft, die durch die Anlenkungsdrehpunkte 48 wirkt, bewegt sich entlang der Energiebahn 44 (6) der Eingangsplanetenradkerne 46 und entsprechend der Dynamik der Kräfte, die über die Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 auf die Energieabnehmerstützpunkte 22 einwirken. Die Vektorkraft befindet sich an der Nabenposition, wenn die über die flexiblen Zwischenglieder-Spannungseinheiten 24 und 28 (5, 9, 11) bereitgestellte Spannung stärker als die Antriebskraft ist, und sie befindet sich an der Laufrandposition, wenn die Antriebskraft stärker als die Spannungskraft ist, und sie positioniert sich ansonsten an irgendeiner Stelle, an der die beiden Kräfte entlang den Energiebahnen 42 zu der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 gleichwertig sind, und demzufolge an irgendeiner Stelle entlang den Energiebahnen 44 der Planetenradkerne 46. Ein virtueller Waagebalken wird als Zahnradkreis-Waagebalken 54 (7) bereitgestellt, dessen Zähne mit den Zähnen des Eingangshohlrades 56 und mit den Zähnen des Eingangssonnenrades 58 ineinander greifen, das dann den Laufring des Kugellagers 60 ergibt, der mit dem Planetenradkern 46 (7) verbunden ist. Es ist wichtig, zur Kenntnis zu nehmen, dass der Eingangszahnradkreis-Waagebalken 54 so frei ist, dass er sich auf seinem Kugellager 60 in jede Richtung drehen kann, ohne dass er auf den Eingangsplanetenradkern 46 einen Drehmomenteinfluss ausübt, und ohne dass ein Drehmomenteinfluss von dem ihn tragenden Eingangsplanetenradkern 46 erfolgt, und demzufolge kein Drehmomenteinfluss auf die Eingangsplanetenradscheibe 62 (5, 6) stattfindet, in welcher der Eingangsplanetenradkern 46 getragen wird. Der Planetenradkern 46 steckt in einem Kugellager 106 (1) der Eingangsplanetenradscheibe 62, und er kann sich daher in Relation zu dessen Eingangsplanetenradscheibe 62 drehen, jedoch nur über einen Bogen, der durch einen Anschlag 64 auf der Eingangsplanetenradscheibe 62 (5) und durch zwei Stege 66 auf dem Planetenradkern 46 (5) begrenzt wird. Die Energiebahn 44 des Planetenradkerns (6) ist gebogen, um den Anlenkungsdrehpunkt 48 (3, 5, 6, 9, 11) stets an dem Schnittpunkt der Tangentelinie und der Radiuslinie des verfolgenden Kreises zu halten, wobei dessen Stege 66 verhindern, dass er nach der Radiuslinie abgleitet, wo die Zahnradzähne ineinander greifen, sobald er an der Zahnradkante oder an den Nabenextremitäten seinen Weg einnimmt. Legen Sie eine Figur über eine andere Figur, wie Figur X/Figur Y, wenn in den kommenden Ausführungen eine diesbezügliche Anmerkung erfolgt. Wenn der Anlenkungsdrehpunkt 48, der sich als ein Energieabnehmer-Stützpunkt in Relation auf die miteinander verzahnten Zähne des Zahnradkreis-Waagebalkens 54 verhält, an dem Laufrandbereich 9/7 der Eingangsplanetenradscheibe 62 ist, befindet sich die Vektorkraft, die diese trägt, direkt mit der Tangente des Kreises in einer Linie, wobei der Kreisumfang durch den Kontaktbereich der Zähne des Zahnradkreis-Waagebalkens 54 und der Zähne des Eingangshohlrades 56 den Eingangsplaneten-Antriebssatz 68 (7) passiert, welcher aus dem Eingangshohlrad 56, dem Zahnradkreis-Waagebalken 54 und dem Eingangssonnenrad 58 besteht, und daher wird die ganze Energie zur Bewegung der Eingangshohlradzähne 56 in die Betriebsrichtung gelenkt. Die Vektorkraft befindet sich auf der Tangentelinie des verzahnten Bereiches (5/7) der Zahnradkreis-Waagebalkenzähne 54 zusammen mit den Eingangssonnenradzähnen 58, sobald sich der Anlenkungsdrehpunkt 48 an dem Nabenbereich der Eingangsplanetenradscheibe 62 befindet, und daher wird die ganze Energie zur Bewegung der Sonnenradzähne 58 in die Betriebsrichtung gelenkt. Dieser hohe Übersetzungsdrehzahlausgang bewegt die Arbeitslast nicht ständig, denn er ist schnell in einen niedrigeren Drehzahlausgang durch eine Antriebskraftsteigerung zu verändern, die größer als die Spannungskraft ist. An allen Positionen, an denen der Anlenkungsdrehpunkt 48 entlang der Energiebahn 44 des Planetenradkerns in eine Ruhestellung (11/7) kommen könnte, wird dessen virtueller Momentendrehpunktvektor von dessen prägendem Kreis entlang der Tangente des Umfangs gelenkt. Die Zähne des Zahnradkreis-Waagebalkens 54 befinden sich stets mit den Zähnen des Eingangshohlrads 56 und den Zähnen des Eingangssonnenrads 58 des Eingangsplaneten-Antriebssatzes 68 in Eingriff. Diese Betriebsbedingung zusammen mit dem Freiraum zum Drehen in jede Richtung auf dem Kugellager 60 verhilft dem Zahnradkreis-Waagebalken 54 zu einer Wirkung, als ob er ein Durchlauf-Ausgleichsträger sei. Er reagiert als ein Waagebalken für die Vektorkraft des virtuellen Momentendrehpunkts und leitet daher den Energiestrom auf die Zahnräder des Eingangshohlrads 56 und des Eingangssonnenrads 58 in Übersetzungsrelationszahlen von 0% bis 100% alternierend und in jeder beliebigen Kombination weiter. Das Hohlrad 56 des Eingangsplaneten-Antriebssatzes 68 (7) ist mit dem Sonnenzentralrad 70 (8) des Ausgangsplaneten-Getriebesatzes 72 (8) zweckgebunden verknüpft, der aus einem Ausgangsgetriebezahnrad 74, einem Ausgangsplanetenradgetriebe 80 (1 und 8) und einem Ausgangssonnenrad 70 besteht, wobei das Eingangssonnenrad 58 des Eingangsplaneten-Antriebssatzes 68 mit dem Ausgangsgetriebezahnrad 74 des Ausgangsplaneten-Getriebesatzes 72 und mit den Rücklaufsperrlagern 78 (1, 4, 8, 10) und 76 (1, 4, 10) zweckgebunden verknüpft ist, welche die Elemente von deren jeweiligen Übersetzungsdrehzahl-Energiebahnen 40 und 38 unterstützen. Man erhält ein niedriges Ausgangsdrehzahl-/Eingangsdrehzahl-Übersetzungsverhältnis, wenn sich der Anlenkungsdrehpunkt 48 an dem Zahnradrandbereich befindet, und ein hohes Ausgangsdrehzahl-/Eingangsdrehzahl-Übersetzungsverhältnis, wenn der Anlenkungsdrehpunkt 48 an dem Nabenbereich ist. Die Eingangsseite von diesem zweifachen und spiegelbildlichen Energiebahnpaar 38 und 40 des Planetengetriebes stellt einen einzigartigen Eingangsplaneten-Antriebssatz 68 zur Verfügung, und zwar wegen der Art und Weise, wie der Energiestrom zum Hohlrad 56 und zum Sonnenrad 58 über den virtuellen Momentendrehpunkt des Anlenkungsdrehpunkts 48 und des Zahnradkreis-Waagebalkens 54 übertragen wird. Die Ausgangsseite von diesen Energiebahnen 38 und 40 ist wie jeder andere Ausgangsplaneten-Getriebesatz 72 ausgelegt, dessen Ausgangsplanetenradgetriebe 80 allein, alternierend und in jeglicher Kombination mit den beiden Zahnrädern, seinem Ausgangsgetriebezahnrad 74 und seinem Sonnenzentralrad 70, angetrieben wird, wobei die Energie über dessen Ausgangsplanetenradscheibe 86 (8) zu einer integralen Ausgangsachswelle 82 (1, 3, 4, 5, 7) etc. befördert wird.
Bezüglich der Ausführung der vorliegenden Erfindung 10 ist es wichtig, eine Spannung für die flexiblen Zwischenglieder 18 bereitzustellen, welche über den gewünschten Leistungsbereich hindurch die Energieabnehmerstützpunkte 22 zu deren Nabenbereich auf der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 hinzieht, wobei die Spannungskraft annähernd wie, jedoch weniger als die Kraft ist, die von der Antriebsquelle beaufschlagt werden kann. Dieses gewährleistet die Fähigkeit, die Energieabnehmerstützpunkte 22 in eine Stellung mitzuziehen, in der das Übersetzungsverhältnis reduziert wird, und in der während eines Drehmomentbereichs der Antriebsquelle eine schwere Arbeitslast gehandhabt werden kann. Es ist hilfreich, einen Weg für das Ausrichten der Spannung während des Betriebsvorgangs vorzusehen, und es sollte verständlich sein, dass die Spannung und deren Ausrichtung mittels elektromagnetischer, hydrostatischer, hebelwirkender und anderen Ausrichtungsmethoden gehandhabt werden kann. Für diese Ausgestaltung werden eine regulierbare Kontaktfeder 84 (5, 9, 11), flexible Zwischenglieder-Spannungseinheiten 24 und 28 (5, 9, 11) und eine flexible Zwischenglieder-Spannungseinheit 32 (4, 10) zur Verfügung gestellt.
Die Aufnahmespulen 24 der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 weisen Kontaktfedern 84 auf (5), die für das benötigte Spannungsvolumen abgestimmt werden können, um die vorliegende Erfindung 10 in kritischen und bei normalen Laufbedingungen betriebsbereit zu halten; doch bei Inbetriebnahme benötigt die Antriebsquelle möglicherweise eine reduzierte Spannung, damit deren Betriebsaufnahmestärke die Energieabnehmerstützpunkte 22 zum Randbereich der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 befördern kann, wo eine maximale Getriebereduktion realisiert werden kann. Aus diesem Grund ist eine flexible Zwischenglieder-Spannungsausrichtungseinheit 32 (4, 10) miteinbezogen worden. Deren Betriebszweck besteht darin zuzulassen, dass die Aufnahmespulen 24 an dem Nabenbereich in Ruhestellung gehen, sobald ein niedriges Ausgangsdrehzahl-Übersetzungsverhältnis vorhanden ist, und dass diese sich anschließend zum Zahnradrandbereich bewegen, wenn sich das Ausgangsdrehzahl-Übersetzungsverhältnis erhöht. Beachten Sie, dass diese Vorgänge in der flexiblen Zwischenglieder-Spannungseinheit 24 und 28 (5) jeweils mit durchgehenden und gestrichelten Linien gekennzeichnet sind. Diese Spannungswerte sind dynamisch veränderbar und sind auf die Ausgangsmerkmale der Antriebsquelle zu beziehen. Die Spannungsausrichtung wird verwirklicht, wenn sich die Drehzahl der Ausgangsachswelle 82 (4) erhöht, indem Druck auf die Greifer 30 der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 beaufschlagt wird, welche auf die Aufnahmespulen 24 der Umlenkhebel 28 einwirken, um die Aufnahmespulen 24 zu veranlassen, dass sie sich aus ihrem Nabenbereich zum Randbereich der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 16 bewegen. Dies verlängert den durch die flexiblen Zwischenglieder 18 zu umspannenden Abstand, welches die Federspannkraft der Aufnahmespulen 24 erhöht. Dies erfolgt als Ergebnis einer Verbindung von der Zugspannungsaktivierungsscheibe 88 (1, 4, 10) mit der Ausgangsachswelle 82 gemäß der vorliegenden Erfindung 10. Die Zugspannungsaktivierungsscheibe 88 umfasst Gewichtslastgreifer 90 (1, 4, 10), die bei einer Zentrifugalkraft gegen die Eingangsplatine 92 der Gleitplatte 94 pressen, welches ein Bestandteil der flexiblen Zwischenglieder-Spannungseinheit 32 (4, 10) ist. Diese Platine 92 und die Pendantplatine 96 an der Ausgangsseite der Gleitplatte 94 werden jeweils von den Kugellagerelementen 98 und 108 gehalten, die zulassen, dass sich die Platinen 92 und 96 sowie die gegen diese pressenden Greifer 30 und 90 unter den unterschiedlichen Drehzahlverhältnissen drehen, wobei sie von beiden Seiten die Druckkraft der Greifer 30 und 90 zueinander übertragen und ausgleichen. Dieser Druckausgleich ist möglich, da sich die Gleitplatte 94 zur und von der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe 94 hin und weg bewegen kann, und zwar in den Profilausschnitten 100 des Gehäuses 104 und in den Profilausschnitten 102 des äußeren Laufrings des Rücklaufsperrlagers 76 (1, 4, 10). Die Gleitplatte 94 verbindet außerdem den äußeren Laufring des Rücklaufsperrlagers 76 mit dem Gehäuse 104 und verhindert dadurch einen Rückwärtslauf der Übersetzungsdrehzahl-Energiebahn 38. Da das Übersetzungsdrehzahlverhältnis der Ausgangsachswelle 82 den Zentrifugaldruck der aktivierenden Greifer 90 solange erhöht, bis die Greifer 90 das Limit ihres Weges erreichen, der ausgerichtet werden soll, tritt dies ein, sobald sich die ganze Spannung in den flexiblen Zwischengliedern 18 dem unteren Bereich der Leistungsnutzkraft nähert, die von der Antriebsquelle ausgeht. Deshalb wird es möglich, die Drehzahlgeschwindigkeit oder das Arbeitslasthandhabungsvermögen zu erhöhen, indem mehr Kraft beaufschlagt wird, die allein schon selbst diese Wirkungskraft hätte, aber auch deshalb, da die größere Wirkkraft die Energieabnehmerstützpunkte 22 von dem Nabenbereich weg befördert und somit ein niedrigeres Übersetzungsverhältnis bereitgestellt wird.
Bei diesem vorgestellten Patent ist davon auszugehen, dass für die Fachleute, die mit der Herstellung von Vorrichtungen für Drehzahlübersetzungen vertraut sind, sofort erkennbar ist, welche Möglichkeiten es für eine Verbesserung dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung gibt, wie zum Beispiel, durch sowohl das Hinzufügen einer Schaltkupplung zum Zu- oder Abschalten einer Energiequelle sowie zum An- oder Abkuppeln einer Arbeitslast, durch ein Umkehrgetriebe, durch die Erweiterung der Ausgangsachswelle über die Eingangsseite des Gehäuses, durch die Verlegung der Aufnahmespulen, durch den Austausch mit steuerbaren Kupplungen anstelle der Rücklaufsperrlager, durch Änderungen der Energiebahntypen und Übersetzungsverhältnisse, sowie durch andere Gleitbahnkonfigurationen als auch durch die Verbesserung der hohen Übersetzungsdrehzahl-Energiebahn-Vorspannung mit hebel- und kurbelwirkenden, hydrostatischen und elektromotorischen Ausrichtungsmethoden. All diese und weitere Art und Weisen bezüglich einer Verbesserung unterliegen dem Schutzumfang dieser Erfindung. Die dargestellte Ausführungsform wurde lediglich auf Grund ihrer kompakten Einfachheit, ihrer betrieblichen Leistungsfähigkeit, ihrem skalierbaren Funktionsvermögen und ihrer insgesamt praktischen Nützlichkeit und Durchführbarkeit gewählt.

Claims

Energieübertragungsvorrichtung (10) für das Übertragen von Energie von einer Quelle zu einem Arbeitspensum in der Weise, dass ein Kontinuum von Zwischenrelationen zwischen den höchsten Drehzahlrelations- und niedrigsten Drehzahlrelationsgrenzen bereitgestellt wird, welche umfasst: Mittel für das Ausrichten und Unterstützen der Elemente der Energieübertragungsvorrichtung während ein Leistungseingang und ein Leistungsausgang zugelassen wird, Mittel für das Bereitstellen eines Anlenkstützpunktes (48) und eines Waagebalkens (54), die für die Aufnahme von Energieleistung und deren Weiterleitung zu divergenten Relationsenergieleiterbahnen (38, 40) positioniert und eingespannt sind, und zwar dergestalt, dass die genannten Energiebahnen (38, 40) von dem Waagebalken (54) einen vorbestimmten Energiebereich mit Inverszuteilung aufnehmen, Mittel für die Aufnahme der Energie von der Quelle und für deren Weiterleiten an den Anlenkstützpunkt (48), Mittel für das Halten des Anlenkstützpunktes (48) und von dessen Energieübertragung an ein vorbestimmtes Bereichskontinuum von Stellen entlang des Waagebalkens (54), Mittel für das Halten des Waagebalkens (54), das zulässt, dass dieser kontinuierlich Energien von dem Anlenkstützpunkt (48) aufnimmt und diese an die Energiebahnen (38, 40) weiterleitet, Mittel für die Steuerung der Energiebahnreaktionen in Energiekräfte und Mittel für die Aufnahme der Energiekräfte von den Energiebahnen (38, 40) und für die Weiterleitung der Energiekraft an das Arbeitspensum.
Energieübertragungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 1 für das Übertragen von Energie von einer Quelle zu einem Arbeitspensum in der Weise, dass ein Kontinuum von Zwischenrelationen zwischen den höchsten Drehzahlrelations- und niedrigsten Drehzahlrelationsgrenzen bereitgestellt wird, und dass sich das automatisch regulierte Drehzahlverhältnis in Reaktion auf die dynamischen Spannungsveränderungen multipliziert, die aus den Abweichungen des Arbeitspensums, der Geschwindigkeit und des Drehmoments der Energiequelle resultieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel für das Ausrichten und Unterstützen der Elemente der Energieübertragungsvorrichtung, während ein Leistungseingang und ein Leistungsausgang zugelassen wird, ein Gehäuse (104) aufweist; dass das Mittel für das Bereitstellen eines Anlenkstützpunkts und eines Waagebalkens, die für die Aufnahme von Energie und deren Weiterleitung zu divergenten Relationsenergiebahnen positioniert und eingespannt sind, eine Anordnung von Planetenradkernen (46) umfasst, die kontinuierlich Energie von einem Satz von Energieabnehmerstützpunkten aufnehmen (22), und die kontinuierlich diese an einen Satz von Zahnradkreis-Waagebalken (54) weiterleiten, die wiederum die Energie kontinuierlich an die divergenten Relationsenergiebahnen (38, 40) weitergeben; dass das Mittel für das Bereitstellen und Halten der divergenten Relationsenergiebahnen (38, 40) dies in der Weise ausführt, dass die Bahnen (38, 40) von dem Waagebalken einen vorbestimmten Bereich der Energie mit Inverszuteilung aufnehmen, und dass es eine Anordnung eines miteinander verbundenen Eingangsplaneten-Antriebssatzes (68) mit einem Ausgangsplaneten-Getriebesatz (72) umfasst; dass das Mittel für die Aufnahme der Energie von der Quelle und für deren Weiterleiten an den Anlenkstützpunkt eine Leistungsaufnahmevorrichtung (12) umfasst, die an die Energiequelle und an einen drehbaren Energiering (14) angeschlossen ist, wobei der Energiering (14) die Leistungsaufnahmevorrichtung (12) und eine Anordnung von flexiblen Zwischengliedern (18) verbindet, wobei an die Anordnung der flexiblen Zwischenglieder (18) Energieabnehmerstützpunkte (22) befestigt sind und der Energiering (14) an die Anordnung der flexiblen Zwischenglieder-Spannungseinheiten (24, 28) angeschlossen wird/ist; dass das Mittel für das Halten des Waagebalkens und dessen Energieübertragung an ein vorbestimmtes Bereichskontinuum von Stellen entlang des Waagebalkens eine Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe (16) mit Gleitschienen (42) für eine Anordnung von Energieabnehmerstützpunkt-Gleitvorrichtungen (50, 52) umfasst sowie Führungen (20, 26) für die genannten flexiblen Zwischenglieder (18), wobei mit der genannten Anordnung von flexiblen Zwischenglieder-Spannungseinheiten (24, 28) die flexiblen Zwischenglieder (18) verbunden und innerhalb des Kreisumfangs und in der Ebene des Energierings (14) drehbar gehalten werden; dass das Mittel für das Halten des Waagebalkens, das zulässt, dass dieser kontinuierlich Energieleistungen von dem Anlenkstützpunkt (48) aufnimmt und diese an die Energiebahnen (38, 40) weiterleitet, eine Anordnung von Energieabnehmerstützpunkten (22) mit Energieabnehmerstützpunkt-Gleitvorrichtungen (50, 52) an jedem Ende umfasst, das an die flexiblen Zwischenglieder (18) befestigt ist, und das die Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe (16) mit der Anordnung von Planetenradkernen (46) verbindet; dass das Mittel für die Steuerung der Energiebahnreaktionen in Energiekräfte eine flexible Zwischenglieder-Spannungsausrichtungseinheit (32) umfasst, die an eine Ausgangsachse (82) angeschlossen ist, und die steigenden Druck mit einer steigenden Ausgangsdrehzahl beaufschlagt und die flexiblen Zwischenglieder-Spannungseinheiten (24, 28) zu erhöhten Spannungspositionen antreibt; und gekennzeichnet dadurch, dass das Mittel für die Aufnahme der Energiekräfte von den Energiebahnen und für die Weiterleitung der Energiekraft an das Arbeitspensum eine Ausgangsachse (82) als festes Integrationsbestandteil eines Ausgangsgetriebezahnrades (74) umfasst, das von den Energiebahnen (38, 40) angetrieben wird, und das die flexible Zwischenglieder-Spannungsausrichtungseinheit (32) verbindet.
Energieübertragungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Eingabeeinheit, die ein Leistungsaufnahmevorrichtung (12) mit einer Achse ist.
Energieübertragungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiering (14) Anschlussstellen (34) für die Anordnung der flexiblen Zwischenglieder (18) bereitstellt und in dem erwähnten Gehäuse (104) für die Aufnahme von Energieleistung aus der Leistungsaufnahmevorrichtung (12) und für das drehbare Unterstützen innerhalb des Innenkreisumfangs der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe (16) verzahnt und drehbar befestigt ist.
Energieübertragungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der flexiblen Zwischenglieder (18) einen Anschluss an den Anschlussstellen (34) in dem Energiering (14) durch die vorstehend genannten Führungen (20, 26) auf der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe (16) bereitstellen, und zwar über die angebrachten Energieabnehmerstützpunkte (22) mit den Anschlussstellen (36) auf den flexiblen Zwischenglieder-Spannungseinheiten (24, 28), und als Folge der interaktiven Spannungen zwischen den Zwischenglieder-Spannungseinheiten (24, 28) und der Energiequelle wird bewirkt, dass sich die Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe (16) mit dem Energiering (14) nahezu synchron dreht, und dass sich die Energieabnehmerstützpunkte (22) zwischen den Naben- und Zahnkranzbereichen der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe (16) und den Planetenradkernen (46) positionieren.
Energieübertragungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe (16), deren Gleitschienen (42) regulierbar sind, und deren flexible Zwischenglieder-Spannungseinheiten (24, 28) einen Satz Umlenkhebel (28) aufweisen, einen Satz federbelastete Aufwickelspulen (24) trägt, die zur Zuführung einer Spannung ausgerichtet sind, die annähernd, aber niemals gleich mit der Spannung ist, die von der Energiequelle ausgeht, und die mit flexiblen Anschlussstellen (34, 36) ausgestattet ist, die alle Energie von dem Energiering (14) durch das Anschließen an die flexiblen Zwischenglieder (18) aufnehmen, die dann an die Energieabnehmerstützpunkte (22) weitergegeben wird, und durch die Spannungsinteraktion der Aufwickelspulen (24) mit den Spannungen aus der Energiequelle, welche die Energieabnehmerstützpunkte (22) zwischen den Naben- und Zahnkranzbereichen so positionieren, dass sie als Momentendrehpunkte funktionieren können, prägen sie die Energie entlang des Waagebalken-Zahnradkreissatzes (54) in einer Positionierung ein, welches das richtige Drehzahlverhältnis bewirkt, damit die Energie das Arbeitspensum bewerkstelligen kann.
Energieübertragungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Satz Energieabnehmerstützpunkte (22), deren Enden Gleitvorrichtungen (50, 52) sind, mit Gelenkstegen (116) drehbar verbunden sind, um Anlenkungen (48) bereitzustellen, und um durch das Anschließen an die flexiblen Zwischenglieder (18) zu und von den Bahnen (42, 44) gleiten zu können, und das Bereitstellen durch die Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe (16) und durch die Planetenradkerne (46) des Eingangsplaneten-Antriebssatzes (68) wird die Energie von den Gleitschienenbahnen (42) der Energieabnehmerstützpunkt-Positionierscheibe mit den Bahnen (44) der Planetenradkerne (46) verbunden, und während des Vorgangs verändert sich die als Drehmomentkraft aufgenommene Energie in eine Vektorkraft, die an die Planetenradkerne (46) weitergeleitet wird, und die Zahnradkreis-Waagebalken (54) wandeln sich in dem Momentendrehpunktsverlauf zu einem Waagebalken.
Energieübertragungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der Planetenradkerne (46) mit den Energieabnehmerstützpunkt-Gleitbahnen (44) den Satz der frei drehbaren Zahnradkreis-Waagebalken (54) befördern und für eine begrenzende Drehung an dem Eingangsplaneten-Antriebssatz (68) angebracht sind, um die Energie von den Energieabnehmerstützpunkten (22) aufnehmen und diese durch die Zahnradkreis-Waagebalken an die Anordnung der divergenten Relationsenergieleiterbahnen (38, 40) übertragen zu können.
Energieübertragungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung der miteinander verbundenen Planetenradantriebssätze (68, 72) ein Planetenwerktyp ist, worin das zentrale Sonnenrad (58) des Eingangsplaneten-Antriebssatzes (68) mit einem Zahnradkranz (74) des Ausgangsplaneten-Getriebesatzes (72) zweckgebunden ist, und somit divergente Relationsenergieleiterbahnen (38, 40) bereitstellen kann, die innerhalb eines regulierbar vorbestimmten Bereiches sowie unter Inverszuteilung Energie von den Zahnradkreis-Waagebalken (54) aufnehmen und diese an die Ausgangsachse (82) weiterleiten können.
Energieübertragungsvorrichtung (10) gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die flexible Zwischenglieder-Spannungsausrichtungseinheit (32) die Ausgestaltung einer Drehplatine (92) auf der Eingangsseite und die einer Drehplatine an der Ausgangsseite einer Gleitauflage (94) ist, die den Druck der reaktiven Teile der flexiblen Zwischenglieder-Spannungsausrichtungseinheit (32) und den Druck der reaktiven Teile der flexiblen Zwischenglieder-Spannungseinheiten (24, 28) zum Feststellen und Abgleichen von Druckdifferenzen zulässt und somit eine variable Spannung zuführen kann, die aus der Fliehkraftwirkung resultiert, und die als Isolationsvorrichtung bei einer Drehzahlfehlanpassung fungiert und diesbezüglich mit den Energieabnehmerstützpunkt-Spannungseinheiten kommuniziert sowie die Energieabnehmerstützpunkte (22) für den effektiven Betrieb der Energieübertragungsvorrichtung (10) in Position bringt.