DE69839094T2

DE69839094T2 - Stufenloses verstellbares gehäuse

Info

Publication number: DE69839094T2
Application number: DE69839094T
Authority: DE
Inventors: Donald C. Fallbrook MILLER
Original assignee: Fallbrook Technologies Inc
Current assignee: Fallbrook Technologies Inc
Priority date: 1997-10-22
Filing date: 1998-10-22
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2018-10-23
Also published as: JP4829199B2; CN1281540A; JP2008069979A; JP4061452B2; AU1116499A; US20010011049A1; JP2001521109A; DK1023545T3; CA2306557C; US20020042322A1; KR20010031352A; WO1999020918A1; DE69839094D1; US6322475B2; JP4273360B2; KR100584022B1; CN1146693C; CA2306557A1; KR20050098020A; JP2008075878A

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Das Gebiet der Erfindung betrifft Getriebe. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf stufenlos verstellbare Getriebe.
Beschreibung der einschlägigen Technik
Für die Schaffung eines stufenlos verstellbaren Getriebes sind verschiedene Traktionsrollgetriebe entwickelt worden, bei welchen die Energie über Traktionsrollen übertragen wird, die in einem Gehäuse zwischen Drehmomenteneingangs- und -ausgangsscheiben gehaltert sind. Bei diesen Getrieben sind die Traktionsrollen auf Haltekonstruktionen montiert, die, wenn sie geschwenkt werden, den Eingriff von Traktionsrollen mit den Drehmomentscheiben in Kreisen sich je nach dem gewünschten Übertragungsverhältnis variierender Durchmesser verursachen.
Der Erfolg dieser herkömmlichen Lösungen war jedoch begrenzt. Zum Beispiel ist in dem gattungsmäßigen US-Patent Nr. 5,236,403 von Schievelbusch eine Antriebsnabe für ein Fahrzeug mit einem variabel einstellbaren Übersetzungsverhältnis beschrieben. Schievelbusch lehrt die Verwendung zweier Irisplatten, eine auf jeder Seite der Traktionsrollen, um die Drehachse jeder der Rollen zu kippen. Die Verwendung von Irisplatten kann jedoch wegen der großen Zahl von Teilen, die erforderlich sind, um die Irisplatten während des Umschaltens des Getriebes einzustellen, sehr kompliziert sein. Eine andere Beschränkung dieser Ausgestaltung besteht darin, daß sie die Verwendung von zwei Halbachsen erfordert, eine auf jeder Seite der Rollen, um einen Spalt in der Mitte der zwei Halbachsen vorzusehen. Der Spalt ist notwendig, denn die Rollen werden anstelle mit einer linearen Gleitbewegung mit einer Drehbewegung umgeschaltet bzw. verschoben. Die Verwendung zweier Achsen ist nicht wünschenswert und erfordert ein komplexes Befestigungssystem, um zu verhindern, daß die Achsen sich biegen, wenn das Getriebe unbeabsichtigt aufgestoßen wird, was oft der Fall ist, wenn das Getriebe in einem Fahrzeug verwendet wird. Eine weitere andere Beschränkung dieser Ausgestaltung liegt darin, daß sie nicht für ein automatisches Getriebe vorgesehen ist.
Deshalb besteht ein Bedürfnis nach einem stufenlos regelbaren Getriebe mit einem einfacheren Umschaltverfahren und einer einzigen Achse. Zusätzlich besteht eine Notwendigkeit für ein automatisches Traktionsrollengetriebe, welches für das automatische Umschalten ausgestaltet ist. Weiterhin erfordert die praktische Kommerzialisierung von Traktionsrollengetrieben Verbesserungen bei der Zuverlässigkeit, Leichtigkeit des Umschaltens, der Funktion und Einfachheit des Getriebes.
Zusammenfassung der Erfindung
Aspekte der Erfindung werden in den anliegenden Ansprüchen definiert.
Die vorliegende Erfindung schließt ein Getriebe ein für die Verwendung in drehangetriebenen oder linear angetriebenen Maschinen und Fahrzeugen. Zum Beispiel kann das vorliegende Getriebe in Fahrzeugen verwendet werden, wie zum Beispiel Kraftfahrzeugen, Motorrädern und Fahrrädern. Das Getriebe kann zum Beispiel von einem Antriebskraftübertragungsmechanismus angetrieben werden, wie zum Beispiel einem Kettenrad, Zahnrad, einer Riemenscheibe oder einem Hebel mit wahlweisem Antrieb einer Einwegekupplung, die an einem Ende der Hauptwelle angebracht ist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann ein Getriebe vorgesehen sein mit einer Welle, einem drehbaren Antriebsteil, welches auf der Welle drehbar montiert ist, einem drehbar auf der Welle montierten angetriebenen drehbaren Teil, einer Vielzahl von Antriebskrafteinstellmitteln, die reibungsmäßig zwischen dem drehbaren Antriebsteil und dem drehbaren angetriebenen Teil angeordnet und geeignet ausgestaltet sind, die Antriebskraft von dem Antriebsteil auf das angetriebene Teil zu übertragen, und mit einem drehbaren Halteteil, welches konzentrisch über der Welle und zwischen der Welle und den Antriebskrafteinstellmitteln angeordnet ist und sich in Reibeingriff mit der Vielzahl von Antriebskrafteinstellmitteln befindet, so daß die Antriebskrafteinstellmittel jedes einen Dreipunktreibkontakt gegen das Antriebsteil, das angetriebene Teil und das Halteteil machen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann mindestens ein nach außen verlängerbares Gewicht vorgesehen sein, welches mit der Vielzahl von Antriebskrafteinstellmitteln verkoppelt ist und drehbar an der Welle angebracht ist. Das mindestens eine Gewicht kann geeignet ausgestaltet sein, um einen Drehachsenwechsel der Vielzahl von Antriebskrafteinstellmitteln zu betätigen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Teilansicht des Getriebes der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine auseinandergezogene Teilansicht des Getriebes der 1.
3 ist eine Ausschnittsendansicht des Getriebes der 1.
4 ist eine Ausschnittsseitenansicht des Getriebes der 1.
5 und 6 sind Ausschnittsseitenansichten des Getriebes der 1 unter Darstellung des in unterschiedliche Positionen umgeschalteten Getriebes der 1.
7 ist eine Ausschnittsendansicht einer alternativen Ausführungsform des Getriebes der Erfindung, wobei das Getriebe automatisch schaltet.
8 ist eine Seitenansicht des Getriebes der 7.
9 ist eine Ausschnittsendansicht einer alternativen Ausführungsform des Getriebes der Erfindung, wobei das Getriebe eine stationäre Nabenhülle einschließt.
10 ist eine Ausschnittsseitenansicht des Getriebes der 9.
11 ist eine Ausschnittsseitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Getriebes der 1, wobei das Getriebe zwei Axialdrucklager hat.
12 ist eine Ausschnittsseitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, wobei ein erster und zweiter drehbarer Einwegeantrieb ein Eingangsdrehmoment zu dem Getriebe vorsieht.
13 ist eine schematische Ausschnittsendansicht einer anderen alternativen Ausführungsform des Getriebes der Erfindung.
14 ist eine schematische vordere Ausschnittsansicht des Getriebes der 13.
15 ist eine schematische Endansicht eines Gehäuses für das Getriebe der 13 und 14.
16 ist eine schematische, vordere Ausschnittsansicht einer anderen alternativen Ausführungsform des Getriebes der Erfindung.
17 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Halteteils.
18 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Halteteils.
19 ist eine Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform eines Halteteils.
20 ist eine schematische Ausschnittsseitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung mit: einem Axialdrucklager, einer Scheibe und einem Spannteil.
21 ist eine schematische Ausschnittsseitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung, wobei das Halteteil an jedem Ende ein Axialdrucklager, eine Scheibe hat und die Schwenkhalterungen Schenkel haben.
22 ist eine Vorderansicht einer Scheibe des Getriebes der 21.
23 ist eine Seitenansicht einer Schwenkstütze des Getriebes der 21.
24 ist eine Bodenansicht einer Schwenkstütze des Getriebes der 21.
25 ist eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform einer stationären Halterung.
26 ist eine Ausschnittsseitenansicht der stationären Halterung der 25.
27 ist eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform einer stationären Halterung.
28 ist eine Ausschnittsseitenansicht der stationären Halterung der 27.
29 ist eine Ansicht der stationären Halterung der 24 teilweise von oben.
30 ist eine Vorderansicht einer alternativen Ausführungsform einer stationären Halterung.
31 ist eine Ausschnittsseitenansicht der stationären Halterung der 30.
32 ist eine Ausschnittsseitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Hauptwelle der 2.
33 ist eine Ausschnittsendansicht der Welle der 32.
34 ist eine schematische Ausschnittsvorderansicht einer alternativen Ausführungsform des Getriebes der Erfindung.
35 ist eine schematische Ausschnittsseitenansicht einer alternativen Ausführungsform des Getriebes, welches automatisch schaltet.
36 ist eine schematische Ausschnittsendansicht des ringförmigen Lagers, das in 35 dargestellt ist.
37 ist eine schematische Ausschnittsseitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Erfindung mit einem Ausrollmechanismus.
38 ist eine Vorderansicht des alternativen Ausrollmechanismus der 37.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die folgende ausführliche Beschreibung richtet auf sich gewisse spezielle Ausführungsformen der Erfindung. Die Erfindung kann jedoch auf viele unterschiedliche Arten ausgeführt sein, wie durch die Ansprüche definiert und abgedeckt ist. In dieser Beschreibung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei gleiche Teile durchweg mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet werden.
Die vorliegende Erfindung weist ein stufenlos verstellbares Getriebe auf, das in Verbindung mit einer beliebigen Art von Maschine verwendet werden kann, die ein Getriebe benötigt. Zum Beispiel kann das Getriebe in (i) einem motorisierten Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Kraftfahrzeug, Motorrad oder Wasserfahrzeug, (ii) einem nicht motorisierten Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Fahrrad, Dreirad, Tretroller, Übungsgerät oder (iii) einer industriellen Antriebskraftanlage, wie zum Beispiel einer Bohrerpresse oder Stromerzeugungsanlage, wie zum Beispiel ein Windrad, verwendet werden.
Die 1 bis 4 offenbaren eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine perspektivische Teilansicht eines Getriebes 100. 2 ist eine auseinandergezogene Ansicht des Getriebes 100 der 1. 3 zeigt eine Querschnittsendteilansicht des Getriebes 100. 4 zeigt eine Ausschnittsseitenansicht des Getriebes 100.
Bei allgemeiner Bezugnahme auf die 1 bis 4 ist eine hohle Hauptwelle 102 an einem Rahmen einer (nicht gezeigten) Maschine angebracht. Die Welle 102 kann an jedem Ende mit einem Gewinde versehen sein, um die Möglichkeit vorzusehen, eine (nicht gezeigte) Befestigungseinrichtung zu verwenden, um das Getriebe 100 auf der Hauptwelle 102 zu sichern und/oder die Hauptwelle 102 an einer Maschine anzubringen. Ein drehbares Treibrad 401 (4) mit einem Kettenrad oder einer Riemenscheibe ist drehbar an der Hauptwelle 102 angebracht, um ein Eingangsdrehmoment auf das Getriebe 100 vorzusehen. Eine Antriebshülse 104 ist koaxial an das drehbare Treibrad 401 (4) angekoppelt und drehbar über der Hauptwelle 102 angeordnet. Eine Oberfläche 106 (2) der Antriebshülse 104 gegenüber dem drehbaren Antriebsrad 401 (4) kann eine Vielzahl von seichten Nuten 108 einschließen.
Eine erste Rollenkäfiganordnung 110 ist koaxial an die Antriebshülse 106 gegenüber dem drehbaren Treibrad 401 gekoppelt und ist auch drehbar über der Hauptwelle 102 angeordnet. Die erste Rollenkäfiganordnung 110 hat eine Vielzahl von zylindrischen Rollen 112, die radial um einen Mittelpunkt der Rollenkäfiganordnung 110 herum angeordnet sind. Jede der zylindrischen Rollen 112 ist drehbar auf der ersten Rollenkäfiganordnung 110 derart angebracht, daß jede der Rollen um ihre Längsachse drehen kann. Vorzugsweise gibt es eine eine-zu-eins-Korrelation zwischen jeder der seichten Nuten 108 und jeder der zylindrischen Rollen 112. Wahlweise können die zylindrischen Rollen 112 mit Rollen einer alternativen geometrischen Gestaltung ausgetauscht werden, wie zum Beispiel mit Kugelrollen.
Ein Spannungserzeuger 118 (2), wie zum Beispiel eine Feder, ist drehbar über der Hauptwelle 102 angeordnet und friktionsmäßig koaxial an die erste Rollenkäfiganordnung 110 gegenüber der Antriebshülse 104 gekoppelt. Ferner ist ein drehbares Antriebsteil 120 drehbar an der Hauptwelle 102 angebracht und koaxial mit einer Seite der ersten Rollenkäfiganordnung 110 gegenüber der Antriebshülse 104 verkoppelt. Eine Oberfläche 107 (4) des drehbaren Antriebsteils 120 gegenüber der Antriebshülse 104 weist eine Vielzahl von seichten Nuten 109 (4) auf. Eine relative Drehung des Rollenkäfigs 110 bezüglich der Antriebshülse 104 veranlaßt die zylindrischen Rollen 112, auf den seichten Nuten 108, 109 zu rollen und die seichten Nuten 108, 109 längs der Achse der Hauptwelle 102 aufeinander zu oder voneinander fort zu bewegen.
Eine Vielzahl von kugelförmigen Antriebskrafteinstellmitteln 122A, 122B, 122C befindet sich in Reibkontakt mit einer Seite des drehbaren Antriebsteils 120 gegenüber der Rollenkäfiganordnung 110. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C aus gehärtetem Stahl hergestellt; die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C können jedoch alternativ andere Gestaltungen aufweisen und aus anderen Materialien hergestellt sein. Eine Vielzahl von Spindeln 130A, 130B, 130C ( 2) erstreckt sich jeweils durch Mehrfachdurchgänge 128A, 128B, 128C (2) in den Antriebskrafteinstellmitteln 122A, 122B, 122C. Radiallager (nicht gezeigt) können über jeder der Spindeln 130A, 130B, 130C (2) angeordnet sein, um die Drehung der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C zu erleichtern.
Eine Vielzahl von Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C hält jeweils die Spindeln 130A, 130B, 130C (2). Die Halterung 134A weist zwei Schenkel 135A und 137A für die Verbindung mit einem Verhältniswechsler 166 auf, der in größerer Einzelheit nachfolgend diskutiert wird. In ähnlicher Weise weist die Halterung 134B zwei Schenkel 135B und 137B auf, und die Schwenkhalterung 134C weist zwei Schenkel 135C und 137C auf.
Die Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C weisen jeweils Schwenkringe 136A, 136B, 136C auf. Der Schwenkring 136A hat vier Öffnungen 138A, 140A, 142A, 144A (2). In ähnlicher Weise hat die Schwenkhalterung 134B vier Öffnungen 138B, 140B, 142B und 144B, und die Schwenkhalterung 134C hat vier Öffnungen 138C, 140C, 142C und 144C. (2). Die Öffnun gen 138A, 138B, 138C liegen jeweils gegenüber den Öffnungen 140A, 140B, 140C auf den Schwenkringen 136A, 136B und 136C. Zusammen sind die Öffnungen 138A, 138B, 138C und die Öffnungen 140A, 140B, 140C jeweils ausgestaltet, um die Spindeln 130A, 130B, 130C (2) aufzunehmen.
Die Öffnungen 142A, 142B, 142C (2) sind jeweils gegenüber den Öffnungen 144A, 144B, 144C (2) auf den Schwenkringen 136A, 136B, 136C angeordnet. Zusammen sind die Öffnungen 142A, 142B, 142C und die Öffnungen 144A, 144B, 144C ausgestaltet, um die Mehrfachbewegungssperren 150A, 150B, 150C (2) aufzunehmen. Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Bewegungssperren 150A, 150B, 150C jeweils zylindrische starre Stangen, die an jedem Ende etwas angewinkelt sind. Ein mittiger Abschnitt jeder der Bewegungssperren 150A, 150B, 150C ist an einem der mehreren Schenkel 153 (2) einer stationären Halterung 152 (2) befestigt. Die stationäre Halterung 152 ist fest an der Hauptwelle 102 angebracht.
Ein Stützteil 154 ist gleitend und drehbar über der Hauptwelle 102 nahe einer Seite der stationären Halterung 152 (2) angeordnet, welche dem drehbaren Antriebsteil 120 gegenüberliegt. Das Stützteil 154 steht in Reibkontakt mit jedem der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C. Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Stützteil 154 ein zylindrischer Ring mit einem im wesentlichen gleichmäßigen äußeren Umfang von einer Querschnittsendansicht. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Stützteil 154 ein zylindrischer Ring mit einem ersten und zweiten Flansch (nicht gezeigt), die sich jeweils radial nach außen von einem ersten und zweiten Ende des Stützteils 154 erstrecken, um zu verhindern, daß die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C von dem Stützteil 154 außer Eingriff kommen. Bei einer weiteren anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Stützteil 154 ein zylindrischer Ring mit einer dem Namen nach konkaven äußeren Oberfläche (17).
Das Stützteil 154 kann die Hauptwelle 102 berühren und auf dieser rotieren oder kann über der Hauptwelle 102 aufgehängt sein, ohne sie im wesentlichen wegen der Zentrierdrücke zu berühren, die von den Antriebskrafteinstellmitteln 122A, 122B, 122C aufgebracht werden.
Unter besonderer Bezugnahme auf 2 steht ein Umschaltteil 160, wie zum Beispiel eine nicht flexible Stange, mit einem inneren Durchgang der Hauptwelle 102 in Gleiteingriff. Zwei Verlängerungen 162, 164 erstrecken sich senkrecht von dem Umschaltteil 160 durch eine Öffnung 165 in der Hauptwelle 102. Ein erstes Ende 161 des Umschaltteils 160 nahe der Antriebsseite des Getriebes 100 ist mit einer Anlenkung 163 verbunden, zum Beispiel einem Kabel. Die Anlenkung 163 ist an einem der Hauptwelle 102 entgegengesetzten Ende mit einem (nicht gezeigten) Umschaltstellglied verbunden. Ein Spannteil 202, zum Beispiel eine Feder, ist mit einem zweiten Ende des Umschaltteils 160 durch eine Befestigungseinrichtung 204 verbunden.
Unter nochmaliger besonderer Bezugnahme auf 2 schaffen die Verlängerungen 162, 164 die Verbindung mit dem Verhältniswechsler 166. Der Verhältniswechsler 166 weist eine ebene Plattform 168 und eine Vielzahl von Schenkeln 171A, 171B, 1710 auf, die sich von der Oberfläche der Plattform 168 nahe dem Stützteil 154 senkrecht erstrecken. Der Schenkel 171A weist zwei Anlenkstifte 172A, 173A auf. In ähnlicher Weise weist der Schenkel 171B zwei Anlenkstifte 172B und 173B auf, und der Schenkel 171C weist zwei Anlenkstifte 172C und 173C auf. Die Anlenkstifte 172A, 172B, 172C und die Anlenkstifte 173A, 173B, 173C werden verwendet, um den Verhältniswechsler 166 mit jeder der Schwenkhalterungen 134A, 134B und 134C zu verkoppeln.
Hinsichtlich der Koppelung der Halterung 134A und des Verhältniswechslers 166 steht der Anlenkstift 172A mit einem Ende des Schenkels 137A der Halterung 134A gegenüber dem Schwenkring 136A in Eingriff, und der Anlenkstift 172B steht mit einem Ende des Schenkels 135A gegenüber dem Schwenkring 136A in Eingriff. Ferner steht im Hinblick auf die Kopplung zwischen der Schwenkhalterung 134B und dem Verhältniswechsler 166 der Anlenkstift 173B mit einem Ende des Schenkels 137B gegenüber dem Schwenkring 136B in Eingriff, und der Anlenkstift 172C steht mit einem Ende des Schenkels 135B gegenüber dem Schwenkring 136B in Eingriff. Schließlich steht im Hinblick auf die Kupplung zwischen der Schwenkhalterung 134C und dem Verhältniswechsler 166 der Anlenkstift 173C mit einem Ende des Schenkels 137C gegenüber dem Schwenkring 136C in Eingriff, und der Anlenkstift 173A steht mit einem Ende des Schenkels 137B gegenüber dem Schwenkring 136C in Eingriff.
Obwohl nur drei Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C offenbart sind, kann das Übersetzungsgetriebe 100 der Erfindung mit weniger (zum Beispiel 2) oder mehr (zum Beispiel 4, 5, 6 oder mehr) Antriebskrafteinstellmitteln ausgestaltet sein. Ferner können die Anzahl von Schenkeln am Verhältniswechsler 166, die Anzahl von Schenkeln an der stationären Halterung 152, die Anzahl von Bewegungssperren, die Anzahl von Schwenkhalterungen im Getriebe alle entsprechend der Anzahl von Antriebskrafteinstellmitteln, die verwendet werden, eingestellt werden.
Unter erneuter allgemeiner Bezugnahme auf die 1 bis 4 steht ein drehbares, angetriebenes Teil 170 mit der Hauptwelle 102 nahe dem Verhältniswechsler 166 drehbar in Eingriff (2). Das drehbare, angetriebene Teil 170 steht in Reibkontakt mit jedem der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C. Eine Oberfläche 174 des drehbaren, angetriebenen Teils 170 gegenüber den Antriebskrafteinstellmitteln 122A, 122B, 122C weist eine Vielzahl von seichten Nuten 176 auf. Das drehbare, angetriebene Teil 170 steht in koaxialer Reibberührung mit einem zweiten Spannungserzeuger 178 (2), zum Beispiel einer Feder, und einer zweiten Rollenkäfiganordnung 180, die in ihrer Gestaltung der Rollenkäfiganordnung 110 ähnlich ist. Der zweite Spannungserzeuger 178 (2) und die zweite Rollenkäfiganordnung 180 sind drehbar über der Hauptwelle 102 angeordnet. Ein Nabentreibrad 186 (4) ist drehbar über der Hauptwelle 102 angeordnet und steht koaxial mit einer Seite der zweiten Rollenkäfiganordnung 180 gegenüber dem drehbaren, angetriebenen Teil 170 in Eingriff. Das Nabentreibrad 186 (4) kann unter Verwendung einer beliebigen herkömmlichen Getriebeeinrichtung an einem Nabenmantel 302 (3 und 4) befestigt sein. Bei einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich das Nabentreibrad 186 nahe dem Nabenmantel 302 und ist mit einem drehbaren Einwegetreibrad 300 verbunden, wie zum Beispiel einer Einwegerollenkupplung. Das drehbare Einwegetreibrad 300 (3 und 4) ist drehbar mit dem Nabenmantel 302 verkoppelt (3 und 4).
Man bemerke, daß die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C in engem Dreipunktereibkontakt mit dem Antriebsteil 120, dem Halteteil 154 und dem angetriebenen Teil 170 aufgehängt sind.
Der Nabenmantel 302 (3 und 4) hat eine Vielzahl von Löchern 304 (3),die für ein Mittel zum Anbringen des Nabenmantels 302 an einem Rad, Propeller oder einem anderen Vortriebsmittel sorgen. Der Nabenmantel 302 ist abgestützt und frei für eine Drehung auf der Hauptwelle 102 mittels Nabenlagern 410 (4), welche in Schlitze in dem Nabentreibrad 186 passen. Eine Unterlegscheibe 412 (4) ist an der Hauptwelle 102 nahe einer Seite des Nabentreibrades 186 gegenüber der zweiten Rollenkäfiganordnung 180 befestigt, um die Drehung der Nabenlager 410 zu erleichtern (4).
Die 5 und 6 sind Seitenschnittansichten des Getriebes der 1 unter Darstellung des Getriebes der 1 in zwei unterschiedlichen Schaltpositionen. Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 wird nachfolgend ein Verfahren zum Schalten des Getriebes 100 aufgezeigt.
Nach Eingabe einer Kraft beginnt die Antriebshülse 104 in Uhrzeigerrichtung zu drehen. (Es ist zu bemerken, daß das Getriebe 100 auch ausgestaltet wird, um in einer Gegenuhrzeigerrichtung angetrieben zu werden.) Zu Beginn der Drehung der Antriebshülse 104 wird ein axialer Nenndruck von den Spannungserzeugern 118, 178 (2) zugeführt, um sicherzustellen, daß das drehbare Antriebsteil 120, das drehbare angetriebene Teil 170 und das Halteteil 154 mit den Antriebskrafteinstellmitteln 122A, 122B, 122C in Zugkontakt sind.
Die Drehung der Antriebshülse 104 in Uhrzeigerrichtung bringt die erste Rollenkäfiganordnung 110 durch Eingriff dazu, in einer ähnlichen Richtung zu drehen. Bei einem niedrigen Drehmoment bleiben die Rollen 112 zwischen den flachen Nuten 108 und 109 des drehbaren Antriebsteils 120 und der Antriebshülse 104 zentriert. Sobald ein zusätzliches Drehmoment aufgebracht wird, rutschen die Rollen 112 die schrägen Seiten der Nuten 108 nach oben und drücken die Antriebshülse 104 und das drehbare Antriebsteil 120 weiter fort. Dieselbe Tätigkeit tritt an dem gegenüberliegenden Ende des Getriebes 100 auf, wo das drehbare angetriebene Teil 170 mit dem Nabentreibrad 186 durch die zweite Rollenkäfiganordnung 180 in Eingriff tritt. Somit drücken die erste Rollenkäfiganordnung 110 und die zweite Rollenkäfiganordnung 180 das drehbare Antriebsteil 120 und das drehbare angetriebene Teil 170 gegen die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C zusammen, wodurch der Reibkontakt der Antriebskrafteinstellmittel 12A, 122B, 122C gegen das Halteteil 154, Antriebsteil 120 und das angetriebene Teil 170 erhöht wird.
Sobald das erste drehbare Antriebsteil 120 von der Rollenkäfiganordnung 110 in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, dreht das erste drehbare Antriebsteil 120 die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C. Die Drehung der Kraftantriebseinstellmittel 122A, 122B, 122C in Uhrzeigerrichtung veranlaßt eine Drehung des drehbaren angetriebenen Teils 170 in Uhrzeigerrichtung.
Durch die Uhrzeigerdrehung des drehbaren, angetriebenen Teils 170 kommt die zweite Rollenkäfiganordnung 180 in Eingriff, um in einer Uhrzeigerrichtung zu drehen. Ihrerseits tritt die Uhrzeigerdrehung der zweiten Rollenkäfiganordnung 180 mit dem Nabentreibrad 186 (4) in Eingriff, um einen Antrieb in Uhrzeigerrichtung vorzusehen. Die Uhrzeigerdrehung (bzw. Drehung in Uhrzeigerrichtung) des Nabentreibrads 186 veranlaßt die Drehung des drehbaren Einwegetreibrades 300 in Uhrzeigerrichtung. Das drehbare Einwegetreibrad 300 treibt dann den Nabenmantel 302 (3 und 4) für eine Drehung in Uhrzeigerrichtung an.
Das Umschaltteil 160 wird verwendet, um die Drehachse für die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C zu modifizieren bzw. zu verändern. Zum Umschalten des Getriebes 100 schiebt das Umschaltstellglied (nicht gezeigt) das Umschaltteil 160 in einer ersten Richtung 500 (5). Ein Abfallen der Spannung der Anlenkung 163 durch das Umschaltstellglied (nicht gezeigt) veranlaßt das Umschaltteil 160, durch das Spannteil 202 in einer zweiten und entgegengesetzten Richtung 600 (6) zu gleiten. Der besondere Aufbau des vorliegenden Getriebes 100 sorgt für ein viel leichteres Umschalten als Rollenzuggestaltungen nach dem Stand der Technik.
Wenn das Umschaltteil 160 von einem Benutzer in irgendeiner Richtung bewegt wird, treten die Verlängerungen 162, 164 mit dem Verhältniswechsler 166 in Eingriff, um sich über die Hauptwelle 102 axial zu bewegen. Wenn das Umschaltteil 160 bewegt wird, schwenkt unter Bezugnahme auf 5 der Verhältniswechsler 166 die Halterungen 134A, 134B, 134C. Das Schwenken der Halterungen 134A, 134B, 134C kippt die Kugelspindeln 130A, 130B, 130C und verändert die Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122a, 122B und 122C. Wenn das Umschaltteil 160 in der Richtung 500 bewegt wird, wird die Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C so verändert, daß das drehbare Antriebsteil 120 eine Oberfläche des Antriebskrafteinstellmittels 120A, 120B, 120C enger an der Drehachse der Antriebskrafteinstellmittel 120A, 120B, 120C berührt. Ferner kontaktiert das drehbare, angetriebene Teil 170 das Antriebskrafteinstellmittel an einer Stelle auf einer Oberfläche jedes der Antriebskrafteinstellmittel 120A, 120B, 120C weiter von der Drehachse der Antriebskrafteinstellmittel 120A, 120B, 120C fort. Die Einstellung der Drehachse für die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C erhöht eine Ausgangs-Winkelgeschwindigkeit für das Getriebe 100, denn für jede Umdrehung des drehbaren Antriebsteils 120 dreht das drehbare angetriebene Teil 170 mehr als einmal.
Bei der Betrachtung der 6 ist das Getriebe 100 nach der Erfindung in einer Position gezeigt, in welcher eine Abnahme der Ausgangs-Winkelgeschwindigkeit des Getriebes 100 veranlaßt wird. Sobald das Umschaltteil 160 in der Richtung 600 – entgegengesetzt zu der ersten Richtung 500 – geführt wird, wird die Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B. 122C derart verändert, daß das drehbare angetriebene Teil 170 mit einer Oberfläche jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C enger an der Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C in Berührung kommt. Weiterhin berührt das drehbare Antriebsteil 120 jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C an einem Punkt auf einer Oberfläche jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C weiter weg von der Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C. Die Einstellung der Drehachse für die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C verringert eine Ausgangs-Winkelgeschwindigkeit für das Getriebe 100, denn für jede Umdrehung des drehbaren Antriebsteils 120 dreht das rotierbare angetriebene Teil 170 weniger als einmal.
Die 7 und 8 veranschaulichen ein automatisches Getriebe 700 nach der vorliegenden Erfindung. Zwecks Vereinfachung der Beschreibung werden nur die Unterschiede zwischen dem Getriebe 100 nach den 1 bis 6 und dem automatischen Getriebe 700 beschrieben. 7 ist eine Teilendansicht des Getriebes 700, und 8 ist eine Teilseitenansicht des Getriebes 700.
Eine Vielzahl von Spannteilen 702A, 702B, 702C, die jeweils eine Feder sein können, schaffen die Verbindung zu jedem der Schwenkringe 136A, 136B, 136C. Das Spannteil 702A ist an einem ersten Ende mit dem Schwenkring 136A und an einem zweiten Ende gegenüber dem ersten Ende mit dem Schwenkring 136B verbunden. Ferner ist das Spannteil 702B an einem ersten Ende nahe der Öffnung 138B mit dem Schwenkring 136B verbunden und an einem zweiten Ende gegenüber dem ersten Ende nahe der Öffnung 138C mit dem Schwenkring 136C verbunden. Weiterhin ist das Spannteil 702 an einem ersten Ende mit dem Schwenkring 136C nahe der Öffnung 138C und an einem zweiten Ende gegenüber dem ersten Ende mit dem Schwenkring 136A nahe der Öffnung 138A verbunden.
Das Getriebe 700 weist auch flexible Verlängerungsteile 708A, 708B, 708C auf, die jeweils an einem ersten Ende mit den Schwenkringen 136A, 136B, 136C verbunden sind. Das Getriebe 700 weist auch ein erstes ringförmiges Lager 806 und ein zweites ringförmiges Lager 816 auf, um das Schalten des Getriebes 700 zu unterstützen. Das erste ringförmige Lager 806 ist gleitbar an dem Nabenmantel 302 derart angebracht, daß das ringförmige Lager 806 zunächst ferner zu dem drehbaren Antriebsteil 120 oder dem drehbaren angetriebenen Teil 170 hin gerichtet werden kann. Das zweite ringförmige Lager 816 ist auch ausgestaltet, um entweder zu dem drehbaren Antriebsteil 120 oder dem drehbaren angetriebenen Teil 170 hin geschoben zu werden; das zweite ringförmige Lager 816 ist jedoch nicht um die Hauptwelle 102 drehbar, anders als das erste ringförmige Lager 806. Das erste ringförmige Lager 806 und das zweite ringförmige Lager 816 haltern bzw. stützen mehrere Lagerkugeln 808. Ein zweites Ende jedes der Verlängerungsteile 708A, 708B, 708C schafft die Verbindung zu dem zweiten ringförmigen Lager 816 (8).
Mehrere Verlängerungsteile 718A, 718B, 718C verbinden jeweils das erste ringförmige Lager 806 mit mehreren Gewichten 720A, 720B, 720C. Eventuell kann eine Vielzahl von Riemenscheiben 822 verwendet werden, um die Verlängerungsteile 718A, 718B, 718C von dem ersten ringförmigen Lager 806 zu den Gewichten 720A, 720B, 720C zu führen und die Verlängerungsteile 708A, 708B, 708C zu dem zweiten ringförmigen Lager 816 zu führen.
Immer noch nach den 7 und 8 wird ein Betriebsverfahren des Getriebes 700 beschrieben.
Ähnlich der Ausführungsform der Erfindung, die in 1 offenbart ist, veranlaßt ein Eingangsdrehmoment in Uhrzeigerrichtung eine Drehung der Antriebshülse 104, der ersten Rollenkäfiganordnung 110 und des drehbaren Antriebseils 120 in Uhrzeigerrichtung. Das drehbare Antriebsteil 120 tritt mit den Antriebskrafteinstellmitteln 122A, 122B, 122C zur Rotation in Eingriff und treibt dadurch das drehbare angetriebene Teil 170 an. Die Drehung des angetriebenen, drehbaren Teils 170 treibt die zweite Rollenkäfiganordnung 180 an und erzeugt ein Ausgangsdrehmoment.
Im Unterschied zu dem in 1 veranschaulichten Getriebe 100 wird jedoch das Drehzahlverhältnis zwischen dem drehbaren Antriebsteil 120 und dem drehbaren angetriebenen Teil 170 automatisch durch eine zentrifugale Auswärtsbewegung der Gewichte 720A, 720B, 720C eingestellt. Sobald sich die Gewichte 720A, 720B, 720C nach außen verlängern, ziehen die Verlängerungen 718A, 718B, 718C das erste ringförmige Lager 806 zu dem drehbaren Antriebsteil 120 hin. Die Bewegung des ersten ringförmigen Lagers 806 zu dem drehbaren Antriebsteil 120 hin veranlaßt in ähnlicher Weise die Bewegung der Lager 808 und des zweiten ringförmigen Lagers 816 zu dem drehbaren Antriebsteil 120 hin.
Die Bewegung des ersten ringförmigen Lagers 806 zu dem drehbaren Antriebsteil 120 hin läßt die Verlängerungsteile 708A, 708B, 708C die Schwenkringe 306A, 306B, 306C jeweils schwenken und die Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C einstellen. Nach der Einstellung berührt das drehbare angetriebene Teil 170 eine Oberfläche der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C dichter an der Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C. Umgekehrt berührt das drehbare Antriebsteil 120 die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C an einer Stelle auf einer Oberfläche jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C weiter von der Drehachse der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C fort. Die Einstellung der Drehachse für die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C verringert eine Ausgangs-Winkelgeschwindigkeit für das Getriebe 100, denn für jede Drehung des drehbaren Antriebsteil 120 dreht das drehbare angetriebene Teil 170 weniger als einmal. Wenn der Nabenmantel 302 langsamer dreht, stellen die Kompressionsteile 702A, 702B, 7020 die Drehachse der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C ein, um eine geringere Ausgangs-Winkelgeschwindigkeit im Verhältnis zu der Eingangs-Winkelgeschwindigkeit vorzusehen.
Die 9 und 10 veranschaulichen eine alternative Ausführungsform der Erfindung. Zum Zweck der Vereinfachung der Beschreibung werden nur die Unterschiede zwischen dem Getriebe 100 der 1 und einem Getriebe 900 der 9 und 10 beschrieben. 9 ist eine Teilendansicht des Getriebes 900, und 10 ist eine Teilseitenansicht des Getriebes 900.
Das Getriebe 900 weist flexible Verlängerungsteile 908A bzw. 908B bzw. 908C auf, die an einem ersten Ende mit den Schwenkringen 136A, 136B, 136C verbunden sind. Ein zweites Ende der Verlängerungsteile 908A, 908B, 908C schafft die Verbindung zu einem Synchronisationsteil 912. Ferner steht jedes der Verlängerungsteile 908A, 908B, 908C in Gleiteingriff mit einer Vielzahl von Riemenscheiben 916 (9), die an dem Nabenmantel 302 befestigt sind. Es sei bemerkt, daß die Anzahl und der Ort jeder der Riemenscheiben 916 (9) verändert werden kann. Zum Beispiel kann eine unterschiedliche Riemenscheibenanordnung verwendet werden, um die Verlängerungsteile 908A, 908B, 908C je nach dem ausgewählten Rahmen der Maschine oder des Fahrzeuges zu führen, welches das Getriebe 900 verwendet. Zusätzlich können die Riemenscheiben 916 und Verlängerungsteile 908A, 908B, 908C innerhalb des Nabenmantels 302 angeordnet sein.
Der Nabenmantel 302 des Getriebes 900 ist drehfest. Ferner weist der Nabenmantel 302 eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Öffnungen auf, die verwendet werden, um die Verlängerungsteile 908A, 908B, 908C zu dem Synchronisationsteil 912 zu führen.
Es sei bemerkt, daß nach der in den 9 und 10 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung die Umschaltanordnung des Getriebes 100 der 2 eliminiert sein kann, einschließlich der Hauptwelle 102 (2), des Spannteils 202 (2), der Verlängerungen 162, 164 (2) und des (nicht gezeigten) Umschaltstellgliedes.
Anhand der 9 und 10 wird ein Betriebsverfahren des Getriebes 900 beschrieben. Ähnlich der Ausführungsform der Erfindung, die in 1 offenbart ist, veranlaßt ein Eingangsdrehmoment eine Drehung der Antriebshülse 104, der ersten Rollenkäfiganordnung 110 und des drehbaren Antriebsteils 120 im Uhrzeigersinn. Das drehbare Antriebsteil 120 kommt mit den Antriebskrafteinstellmitteln 122A, 122B, 122 in Dreheingriff, um dadurch das drehbare angetriebene Teil 170 anzutreiben. Die Drehung des drehbaren angetriebenen Teils 170 treibt die zweite Rollenkäfiganordnung 180 an und erzeugt ein Ausgangsdrehmoment.
Bei dem Getriebe 900 wird das Drehzahlverhältnis zwischen dem drehbaren Antriebsteil 120 und dem drehbaren angetriebenen Teil 170 durch das Manipulieren oder die Beeinflussung des Synchronisationsteils 912 eingestellt. Sobald das Synchronisationsteil 912 von dem Nabenmantel 302 nach außen geführt wird, schwenken jeweils die Verlängerungsteile 908A, 908B, 908C die Schwenkringe 136A, 136B, 136C derart, daß die Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B und 122C in ähnlicher Weise geschwenkt wird. Die Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C wird derart geändert, daß das drehbare Antriebsteil 120 eine Oberfläche der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C weiter von der Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C fort berührt. Umgekehrt berührt das drehbare angetriebene Teil 170 die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C an einer Stelle auf einer Oberfläche jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C dichter an der Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C. Die Einstellung der Drehachse für die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C verringert die Ausgangs-Winkelgeschwindigkeit für das Getriebe 100, denn für jede bzw. pro jeweiliger Drehung des drehbaren Antriebsteils 120 dreht das drehbare angetriebene Teil 170 weniger als einmal.
Wenn das Synchronisationsteil 912 zu dem Nabenmantel 302 hin geführt wird, verkürzen sich die Spannteile 702A, 702B, 702C. Dieses Verkürzen veranlaßt, daß ein Ende der Schwenkringe 136A, 136B, 136C nahe dem drehbaren angetriebenen Teil 170 zu der Hauptwelle 102 hin schwenkt. Das Schwenken der Schwenkringe 136A, 136B, 136C läßt die Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C sich derart ändern, daß das drehbare angetriebene Teil 170 langsamer dreht als das drehbare Antriebsteil 120.
11 veranschaulicht eine andere alternative Ausführungsform der Erfindung, einschließlich eines Getriebes 1100 mit einem ersten Axialdrucklager 1106 und einem zweiten Axialdrucklager 1108. Das erste Axialdrucklager 1106 ist drehbar über der Hauptwelle 102 angeordnet und zwischen dem Stützteil 154 und den Verlängerungen 162, 164 positioniert. Das zweite Axialdrucklager 1108 ist über der Hauptwelle 102 auf einer Seite des Stützteiles 154 gegenüber dem ersten Axialdrucklager 1106 angeordnet. Das Getriebe 1100 kann eventuell auch einen zweiten Verhältniswechsler aufweisen, wie zum Beispiel den Verhältniswechsler 1110, der über der Hauptwelle 102 angeordnet und axial verschiebbar ist.
Wenn die Verhältniswechsler 166, 1110 axial gleiten, um ein Umschalten des Getriebes 1100 zu veranlassen, schieben die Verhältniswechsler 166, 1110 auch die Axialdrucklager 1106, 1108. Das Gleiten der Axialdrucklager 1106, 1108 zwingt das Stützteil 154 in Übereinstimmung mit den Verhältniswechslern 166, 1110 zu gleiten. Ein kleines Spiel ist zwischen dem Stützteil 154 und den Axialdrucklagern 1106, 1108 so vorgesehen, daß die Axialdrucklager 1106, 1108 das Stützteil 154 nicht berühren, es sei denn, wenn das Getriebe 1100 gerade am Umschalten ist.
12 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der Erfindung. 12 zeigt ein Getriebe 1200, welches ähnlich der Ausführungsform der Erfindung arbeitet, die in 10 beschrieben ist; das Getriebe 1200 der 12 weist jedoch zwei drehbare Treibräder 1204, 1206 und eine drehbare Antriebswelle 1212 auf. Die drehbare Antriebswelle 1212 ist fest an der Antriebshülse 104 angebracht.
Nach 12 weist ein erstes drehbares Treibrad 1204 eine Einwegekupplung 1208 auf, die so aufgebaut ist, daß sie auf die Drehung des drehbaren Treibrades in einer ersten Richtung die drehbare Antriebswelle 1212 dreht. Das zweite drehbare Treibrad 1206 weist eine Einwegekupplung 1210 auf. Das zweite drehbare Treibrad 1206 ist so aufgebaut, daß es nach der Drehung des zweiten drehbaren Treibrades 1206 in einer zweiten Richtung mit der Antriebshülse 104 in Eingriff kommt, wobei diese zweite Richtung entgegen der Ansteuerungsrichtung des ersten drehbaren Treibrades 1204 ist. Das zweite drehbare Treibrad 1206 ist fest an der Antriebshülse 104 angebracht.
13 veranschaulicht schematisch eine andere alternative Ausführungsform der Erfindung mit einem Getriebe 1300, welches zum automatischen Umschalten aufgebaut ist. Drei Riemenscheiben 1306, 1308, 1310 sind jeweils mit den Schwenkringen 136A, 136B und 136C verbunden. Ein Kabel 1312 ist um die Riemenscheibe 1306 geführt und schafft an einem ersten Ende die Verbindung mit der Hauptwelle 102 und an einem zweiten Ende die Verbindung mit einem (nicht gezeigten) ringförmigen Ring, ähnlich dem ringförmigen Ring 816 der 8. In ähnlicher Weise wird ein Kabel 1314 um die Riemenscheibe 1308 geführt und schafft an einem ersten Ende die Verbindung mit der Hauptwelle 102 und an einem zweiten Ende die Verbindung mit dem ringförmigen (nicht gezeigten) Ring. Schließlich ist ein Kabel 1316 um die Riemenscheibe 1310 geführt und schafft an einem ersten Ende die Verbindung mit der Hauptwelle 102 und an einem zweiten Ende die Verbindung mit dem (nicht gezeigten) ringförmigen Ring.
14 veranschaulicht schematisch das Getriebe 1300 der 13 von einem Vorderende. Eine Vielzahl von Spannteilen 1404, 1406, 1408 verbindet jeweils die Schwenkringe 136A, 136B und 136C. Das Spannteil 1404 schafft an einem ersten Ende die Verbindung zu dem Schwenkring 136A und an einem zweiten Ende gegenüber dem ersten Ende die Verbindung mit dem Schwenkring 136B. Das Spannteil 1406 schafft an einem ersten Ende die Verbindung mit dem Schwenkring 136B und an einem zweiten Ende gegenüber dem ersten Ende die Verbindung am Schwenkring 136C. Das Spannteil 1408 schafft an einem ersten Ende die Verbindung mit dem Schwenkring 136A und an einem zweiten Ende gegenüber dem ersten Ende die Verbindung am Schwenkring 136C.
15 veranschaulicht schematisch ein Gehäuse 1500 für das Getriebe 1300 der 13 und 14. Das Gehäuse 1500 weist drei hohle Führungsrohre 1504, 1506 und 1508 auf. Jedes der hohlen Führungsrohre 1504, 1506, 1508 schafft an einem ersten Ende die Verbindung mit einem Nabenmantel 1512, welcher das Getriebe 1300 hält, und an einem zweiten Ende gegenüber dem ersten Ende die Verbindung mit einem Getrieberad 1514. Drei Spannteile 1516, 1518, 1520 sind jeweils in den Führungsrohren 1504, 1506, 1508 angeordnet und an einem ersten Ende mit dem Getrieberad 1514 verbunden. Ein zweites Ende der Spannteile 1516, 1518,1520 gegenüber dem Getrieberad 1514 sind jeweils mit Kugelgewichten 1526, 1528, 1530 verbunden. Bei alternativen Ausführungsformen der Erfindung können die Gewichte 1526, 1528, 1530 auch an andere geometrische Gestaltungen angepaßt sein.
Mehrere Verbindungsteile 1532, 1534, 1536 erstrecken sich jeweils von den Gewichten 1526, 1528, 1530 zu einem (nicht gezeigten) Ringteil, wie zum Beispiel dem Ringteil 806 der 8.
Wenn wir uns nun dem Betriebsverfahren des Gehäuses 1500 der 15 zuwenden, so veranlaßt die Drehung des Nabenmantels 1512 die Drehung der hohlen Führungsrohre 1504, 1506, 1508. Sobald die Führungsrohre 1504, 1506, 1508 drehen, fahren die Gewichte 1526, 1528, 1530 nach außen zu dem Getrieberad 1514 hin aus. Die Auswärtsbewegung der Gewichte 1526, 1528, 1530 verursacht ein Verschieben der Drehachse der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C der 13 und 14.
16 ist eine andere alternative Ausführungsform der Erfindung. 16 zeigt schematisch eine Handversion des in den 13 und 14 gezeigten Getriebes 1300. Zwecks Vereinfachung der Beschreibung werden nur die Unterschiede zwischen dem Getriebe 1600 der 16 und dem Getriebe 1300 der 13 und 14 beschrieben. Das Getriebe 1600 weist ein flexibles Kabel 1602 auf, welches an einem ersten Ende die Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Umschaltstellglied schafft. Das Kabel 1602 erstreckt von dem (nicht gezeigten) Stellglied durch den zentralen Durchgang der Hauptwelle 102 und erstreckt sich dann durch eine (nicht gezeigte) Öffnung an der Hauptwelle 102. Von der (nicht gezeigten) Öffnung erstreckt sich das Kabel 1602 um die Riemenscheibe 1308. Von der Riemenscheibe 1308 wird das Kabel um die Riemenscheibe 1306 geführt. Von der Riemenscheibe 1306 erstreckt sich das Kabel zu der Riemenscheibe 1308. Schließlich schafft das Kabel 1602 von der Riemenscheibe 1308 die Verbindung mit der Hauptwelle 102.
Sobald unter weiterer Bezugnahme auf 16 das Kabel 1602 zu dem (nicht gezeigten) Umschaltstellglied geführt wird, zieht das Kabel 1602 an den Riemenscheiben 1304, 1306, 1308 und verursacht dadurch ein Umschalten der Drehachse jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C. Wenn umgekehrt das (nicht gezeigte) Umschaltstellglied das Kabel 1602 freigibt, veranlassen die Spannteile 1404, 1406, 1408 jede der Drehachsen der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C, in einer zweiten und entgegengesetzten Richtung umzuschalten. Unter Bezugnahme auf die 17–19 werden drei alternative Ausführungsformen des Stützteils 154 beschrieben. In 17 ist das Stützteil 154 ein zylindrischer Ring mit einer dem Namen nach konkaven äußeren Oberfläche.
In 18 ist der Umfang des Stützteils 1800 der engste nahe einem Mittelpunkt 1802 des Stützteil. Von dem Mittelpunkt nimmt der äußere Umfang des Stützteils 154 zu jedem der Enden des Stützteils 154 zu. Es sei bemerkt, daß die von der äußeren Oberfläche des Stützteils 154 erzeugte Steigung allmählich aus der Horizontalen relativ zu seiner Längsachse am Mittelpunkt 1802 bis zu einem 30 Gradwinkel an jedem der Enden des Stützteils 154 zunimmt. Die Form des Stützteils 1800 gestattet eine axiale Bewegung des Stützteils 1800, wobei ein leichtes Umschalten des Getriebes unterstützt und auch verhindert wird, daß das Stützteil 154 während des Umschaltens an jedem seiner Enden verschoben wird.
19 zeigt ein Stützteil 1900 mit einer konkaven äußeren Oberfläche. Die Form des Stützteils 1900 verhindert ein Wandern des Stützteils 1900 über die Hauptwelle 102, während das Getriebe 100 in Benutzung ist.
20 zeigt eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das erste Axialdrucklager 1106 ist drehbar über der Hauptwelle 102 angeordnet und befindet sich zwischen dem Stützteil 154 und einer ersten Druckscheibe 2006. Das zweite Axialdrucklager 1108 ist über der Hauptwelle 102 auf einer Seite des Stützteils 154 gegenüber dem ersten Axialdrucklager 1106 angeordnet. Das zweite Axialdrucklager 1108 ist zwischen dem Stützteil 154 und einer zweiten Druckscheibe 2008 positioniert. Die zweite Druckscheibe 2008 ist betrieblich mit einem Spannungserzeuger 2018 verbunden. Der Spannungserzeuger 2018 sorgt für eine Kraft, welche das Stützteil 154 in seine neutrale Position zurückführt, wenn das Getriebe 2000 nicht im Umschalten begriffen ist. Gegenüber der zweiten Druckscheibe 2008 kann der Spannungserzeuger 2018 an der Hauptwelle 102, der stationären Halterung 152 (nicht gezeigt) oder einer anderen Komponente des Getriebes 200 befestigt sein.
Ein erstes Ende eines Spannungserzeugers 2016 berührt die erste Druckscheibe 2006. Das andere Ende des Spannungserzeugers 2016 kann an der Hauptwelle 102, der stationären Halterung 152 (2) oder einer anderen Komponente des Getriebes 2000 befestigt sein. Vorzugsweise ist zum Minimieren der Reibung ein kleines Spiel zwischen dem ersten Axialdrucklager 1106, dem zweiten Axialdrucklager 1108 und dem Stützteil 154 erlaubt.
21 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform der Erfindung unter Verwendung des ersten Axialdrucklagers 1106 (auch in 11 gezeigt) und des zweiten Axialdrucklagers 1108 (auch in 11 gezeigt). Das erste Axialdrucklager 1106 ist drehbar über der Hauptwelle 102 angeordnet und befindet sich zwischen dem Stützteil 154 und einer ersten Druckscheibe 2106. Das zweite Axialdrucklager 1108 ist über der Hauptwelle 102 angeordnet und befindet sich zwischen dem Stützteil 154 und einer zweiten Druckscheibe 2108. Jede der Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C hat vier Verlängerungen 2110, 2112 (24), 2114, 2116 (24), die geeignet ausgestaltet sind, um eine Ankopplung an das Stützteil 154 vorzusehen. Die Verlängerungen 2110, 2112, 2114, 2116 der Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C sind geeignet ausgestaltet, um das Stützteil 154 so zu führen, daß es während des Betriebes des Getriebes fortwährend unter den Antriebskrafteinstellmitteln 122A, 122B, 122C positioniert ist. Die erste Druckscheibe 2106 ist zwischen dem ersten Axialdrucklager 1106 und den Verlängerungen 2110, 2112, 2114, 2116 der Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C angeordnet. Vorzugsweise ist zum Minimieren der Reibung ein kleines Spiel zwischen dem ersten Axialdrucklager 1106, dem zweiten Axialdrucklager 1108 und dem Stützteil 154 erlaubt.
22 zeigt eine Vorderansicht der Druckscheibe 2108 des Getriebes 2100 der 21. Die Druckscheibe 2108 hat an ihrer Außenkante eine Vielzahl von Nuten, um zu verhindern, daß die zweite Druckscheibe 2108 während des Umschattens die Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C berührt.
Die 23 und 24 zeigen eine beispielhafte Schwenkhalterung, wie sie zum Beispiel in 21 gezeigt ist, wobei die Schwenkhalterung aus einem zweiteiligen Aufbau hergestellt ist. 23 ist eine Seitenansicht der Schwenkhalterung, und 24 veranschaulicht eine Bodenansicht der Schwenkhalterung.
Zur Bildung der Schwenkhalterung der 23 und 24 werden ein erster Schwenkhalterungsteil 2120A und ein zweiter Schwenkhalterungsteil 2118A zusammengepreßt. Die erste Schwenkhalterung 2120A und das zweite Schwenkhalterungsteil 2118A sind aus einer Draufsicht in der Form grob halbzylindrisch. Der erste Schwenkhalterungsteil 2120A weist die Verlängerungen 2112 und 2110 (4) auf. Ferner weist der zweite Halterungsteil 2118A die Verlängerungen 2116 und 2114 (24) auf.
Der erste Schwenkhalterungsteil 2118A und der zweite Schwenkhalterungsteil 2120A können durch eine beliebige Anzahl von herkömmlichen Befestigungstechniken zusammen befe stigt werden. Zum Beispiel können Vertiefungen 2130 an dem zweiten Schwenkhalterungsteil 2120A gebildet sein, und eine Vertiefung 2134A kann an dem zweiten Schwenkhalterungsteil 2118A so gebildet sein, daß der Schwenkhalterungsteil 2120A und der Schwenkhalterungsteil 2118A durch Einschnappen zusammengebracht werden können. Nuten 2122A an dem ersten Schwenkhalterungsteil 2120A sind ausgestaltet, um die Querverbindung jeder der Schwenkhalterungen in dem Getriebe zu ermöglichen, wie zum Beispiel durch einen Verbinder 2720 (27).
Die 25 und 26 veranschaulichen eine alternative Ausführungsform der stationären Halterung 152. Die stationäre Halterung 152 hat eine Vielzahl von Bewegungssperren 2510, 2512, 2514, 2516, 2518 und 2520. Die Bewegungssperren 2510, 2512, 2514, 2516, 2518 und 2520 können eventuell als integraler Teil der Schenkel 153 der stationären Halterung 152 gebildet sein. Die stationäre Halterung 152 weist ferner Schwenkanschläge 2520, 2532 und 2534 auf, die um einen Mittelpunkt der stationären Halterung 152 herum radial angeordnet sind. Die Schwenkanschläge 2530, 2532, 2534 verhindern eine Drehung der Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C zu weit sowie das Erreichen des drehbaren angetriebenen Teils 170 und/oder des drehbaren Antriebsteils 120.
Die 27, 28 und 29 veranschaulichen eine weitere andere Ausführungsform der stationären Halterung 152. Jeder Schenkel 153 der stationären Halterung 152 hat eine Nut 2760, die zur Aufnahme einer von drei Bewegungssperren 272A, 2702B, 2702C aufgebaut ist. Jede Bewegungssperre 2702A, 2702B, 2702C weist ein Drehteil 2730 auf, welches in die Nut 2760 paßt. Die Nut 2760 hat einen Radius, der gleich oder etwas größer als der Radius des Drehteils 2730 ist. Das Drehteil 2730 hat eine zylindrische oder Kugelgestalt, welche es ihm erlaubt, sich in der Nut 2760 zu drehen. Die Enden des Drehteils 2730 sind jeweils mit einer Winkelhalterung 2710A und einer Winkelhalterung 2710B verbunden. Die Winkelhalterung 2710A und die Winkelhalterung 2710B sind jeweils gegenüber der Nut 2760 mit den Verbindern 2720A, 2720B verbunden. Die Verbinder 2720A, 2720B schaffen die Verbindung mit den Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C, wodurch die Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C mit der stationären Halterung 152 verankert werden und auch sichergestellt wird, daß alle Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C in Übereinstimmung drehen. Die Verbinder 2720A und 2720B passen in die Nuten 2122A (23) des ersten Schwenkhalterungsteils 2120 oder die Öffnungen 142, 144 (21) der Schwenkhalterungen 134a, 134B, 134C.
Die Verbinder 2720A und 2720B sind jeweils an einem Ende gegenüber den Winkelhalterungen 2710A und 2710B mit den Schwenkteilen 2740A und 2740B angebracht. Die Schwenkteile 2740A und 2740B sind jeweils in die Öffnungen 142, 144 jeder der Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C eingesetzt, wodurch ein Schwenkpunkt für jede der Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C vorgesehen wird.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Hauptwelle 102 geeignet ausgestaltet sein, um zu der stationären Halterung 152 in solcher Weise zu passen, daß eine Drehung der stationären Halterung 152 um die Hauptwelle 102 herum verhindert wird. Bei der Ausführungs form der Erfindung, die in 27 offenbart ist, verhindert zum Beispiel eine Öffnung 2780 mit flacher Kante in der Mitte der stationären Halterung 152 ein Drehen der stationären Halterung 152. Beispielhaft ist eine Hauptwelle 102 mit einem angepaßten äußeren Durchmesser in den 32 und 33 gezeigt. Außerdem ermöglicht die Öffnung 2780 mit der flachen Kante ein schnelles Anordnen der stationären Halterung 152 an der Welle 102. Alternativ kann die stationäre Halterung 152 mit herkömmlichen Mitteln an der Hauptwelle 102 befestigt werden.
Die 30 und 31 veranschaulichen eine alternative Ausführungsform der stationären Halterung 152 der 27–29. Die stationäre Halterung 152 hat einen Schenkel 153. Bei dieser Ausführungsform sind die Bewegungssperre 2702B (27) und die Bewegungssperre 2702C (27) geeignet ausgestaltet, um direkt mit der anderen Schwenkhalterung 134A, 134B, 134C in dem Getriebe verbunden zu werden. Weil die Bewegungssperre 2702A an der Hauptwelle 102 verankert ist, ist auch jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C über ihre Verbindung mit der Bewegungssperre 2702A mit der Hauptwelle 102 verankert. In vorteilhafter Weise verringert die Verwendung nur eines Schenkels 153 die Herstellungskosten gegenüber den Ausführungsformen der Erfindung, welche mehrere Schenkel haben.
Die 32 und 33 veranschaulichen eine weitere andere Ausführungsform der Hauptwelle 102. Die Hauptwelle 102 der 32 und 33 kann in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung, welche das Getriebe 1600 einschließen (in 16 gezeigt), verwendet werden. Mindestens ein flexibles Kabel 1602, welches in der Hauptwelle 102 angeordnet ist, läuft um eine Riemenscheibe 3212 durch ein Loch 3210 und tritt an einem Ende aus der Hauptwelle 102 aus. Eine Befestigungseinrichtung 3214, wie zum Beispiel ein Bolzen oder Stift, befestigt die Riemenscheibe 3212 in Position. Die Hauptwelle 102 hat einen Schlitz 2316, welcher das leichte Einführen der Riemenscheibe 3212 in die Hauptwelle 102 während der Herstellung erlaubt. Eventuell kann die Hauptwelle 102 in dem Bereich der Riemenscheibe 3212 durch Vergrößern des Mantels der Hauptwelle 102 verstärkt werden. Ferner kann die Hauptwelle 102 ausgestaltet sein, um einen Schwenkanschlag 3218 für die Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C zu bestimmen. Der Schwenkanschlag 3218 verhindert in wirksamer Weise, daß die Schwenkhalterungen 134a, 134B, 134C während des Schaltens und Erreichens des drehbaren Antriebsteils 120 und/oder des drehbaren angetriebenen Teils 170 zu weit schwenken. Auch kann ein Flansch 3220 des Schwenkanschlages 3218 verwendet werden, um zu verhindern, daß das Stützteil 154 (2) sich zu weit axial bewegt. Weiterhin kann ein Spannungserzeuger 2016 (20), wie zum Beispiel eine Feder, gegen den Flansch 3220 positioniert werden, um mitzuhelfen, das Stützteil 154 zentral unter den Antriebskrafteinstellmitteln 122A, 122B, 122C positioniert zu halten.
33 zeigt einen Querschnitt der Hauptwelle 102, wobei auf dieser ein flacher Bereich gebildet ist, um es dem Loch 2780 mit flacher Kante bei den stationären Halterungen 152, die in den 27–31 dargestellt sind, zu erlauben, schnell auf der Hauptwelle 102 angeordnet zu werden. Die Gestalt der Hauptwelle 102 und der stationären Halterung 154 kann jedoch auf andere passende Konfigurationen geeignet ausgestaltet sein.
34 veranschaulicht eine weitere andere alternative Ausführungsform der Erfindung. 34 ist eine schematische Darstellung einer Handversion des Getriebes 1300, welches in den 13 und 14 gezeigt ist. Zwecks Vereinfachung der Beschreibung werden nur die Unterschiede zwischen dem Getriebe 3400 der 34 und dem Getriebe 1300 der 13 beschrieben. Das Getriebe 3400 weist drei flexible Kabel 1312, 1314 und 1316 auf, die sich von dem Getriebe 1300 dadurch unterscheiden, daß sich das zweite Ende der Kabel durch drei Öffnungen (nicht gezeigt) an der Hauptwelle 102 erstreckt und in den zentralen Durchgang der Hauptwelle 102 eintritt. Die drei flexiblen Kabel 1312, 1314 und 1316 erstrecken sich dann durch ein Ende der Hauptwelle 102 und enden an einem herkömmlichen Umschaltstellglied.
35 zeigt eine weitere andere alternative Ausführungsform der Erfindung. 35 ist ein schematischer Seitenausschnitt eines Getriebes 3500, welches automatisch schaltet. 36 ist ein schematischer Endausschnitt des ringförmigen Lagers des Getriebes 3500 der 35. Die Merkmale des Getriebes 3500, welches in den 35 und 36 gezeigt ist, können in Verbindung mit den Merkmalen verwendet werden, die in den 13–15 veranschaulicht sind.
Das Getriebe 3500 beinhaltet mehrere identisch aufgebaute Kabelanordnungen, eine für jedes der Antriebskrafteinstellmittel 122A, 122B, 122C. Zwecks Vereinfachung der Beschreibung wird jedoch eine der Kabelanordnungen erläutert. Das flexible Kabel 1316 ist an einem ersten Ende an der (nicht gezeigten) Hauptwelle 102 angebracht. Von der Hauptwelle 102 läuft das flexible Kabel 1316 um die Riemenscheibe 1310 herum und läuft weiter zu der Riemenscheibe 3520A, die an einem der Schenkel 153 der stationären Halterung 152 angebracht ist. Nach dem Umwickeln der Riemenscheibe 3520A gelangt das flexible Kabel 1316 durch die Öffnung 3614 (36) und endet durch Anbringen an dem zweiten ringförmigen Lager 816. Das zweite ringförmige Lager 816 ist stationär und dreht nicht.
Von einem ersten Ende, welches an dem ersten ringförmigen Lager 806 angebracht ist, gelangt das flexible Kabel 1532 durch eine Öffnung 3624 und läuft zu einer Riemenscheibe 3522A. Von der Riemenscheibe 3522A gelangt das Kabel 1532 durch eine (nicht gezeigte) Öffnung in dem Nabenmantel 302 zu der Riemenscheibe 3524A.
Bei der in 35 gezeigten Ausführungsform der Erfindung dreht das erste ringförmige Lager 806 mit dem Nabenmantel 302. Die Drehung des ersten ringförmigen Lagers 806 wird durch Kugellager 808 gefördert, die zwischen dem ersten ringförmigen Lager 806 und dem zweiten ringförmigen Lager 816 angeordnet sind. Von der Riemenscheibe 3524A kann ein flexibles Kabel 3532 um eine oder mehrere weitere Riemenscheiben (nicht gezeigt) gelangen oder direkt zu dem (in 15 gezeigten) Gewicht 1526 weiterlaufen und an diesem angebracht werden.
Die 37 und 38 veranschaulichen eine alternative Ausführungsform des Getriebes 3700 mit einem Ausroll- bzw. Leerlaufmechanismus 3710. Der Leerlaufmechanismus 3710 kann in Verbindung mit Fahrrädern, Motorrädern, Kraftfahrzeugen und Maschinen verwendet werden, bei denen die Freigabe des Getriebes erwünscht ist. Der Leerlaufmechanismus 3710 ist zwischen dem Nabentreibrad 186 und der zweiten Rollenkäfiganordnung 180 positioniert. Wenn ein Drehmoment auf das drehbare angetriebene Teil 170 aufgebracht wird, reagiert die zweite Rollenkäfiganordnung 180 durch Drehen in derselben Richtung wie das drehbare angetriebene Teil 170. Die Rollen 112 rollen die seichten bzw. flachen Nuten des drehbaren angetriebenen Teils 170 hinauf. Die Wirkung der Rollen 112 veranlaßt den Leerlaufmechanismus 3710, zu dem Nabentreibrad 186 hin geführt zu werden. Der Leerlaufmechanismus 3710 dreht nicht mit dem drehbaren angetriebenen Teil 170, denn zwei Schlitze 3716A und 3716B in dem Leerlaufmechanismus 3710 kommen mit einem Kupplungsring 3714 in Eingriff. Der Kupplungsring 3714 ist friktionsmäßig an der Hauptwelle 102 angebracht und hat zwei Zacken, die sich in die zwei Schlitze 3716A und 3716B des Leerlaufmechanismus 3710 erstrecken. Der Leerlaufmechanismus 3710 kommt mit dem Nabentreibrad 186 in Berührung und erzeugt eine Reibung zwischen dem Leerlaufmechanismus 3710 und dem Nabentreibrad 186. Kerben 3711 können auf der schräg zulaufenden Fläche des Leerlaufmechanismus 3710 zur Erhöhung der Reibung eingeschnitten sein. Die Reibung läßt die Rollen 112 weiterhin auf den Seiten der flachen Nuten des drehbaren angetriebenen Teils 170 und den Leerlaufmechanismus 3710 nach oben rollen, bis eine ausreichende Kraft gegen das Nabentreibrad 186 aufgebracht ist, so daß es eine Verbindung erfährt und mit dem Leerlaufmechanismus dreht.
Der Kupplungsring 3714 dreht dann mit dem Leerlaufmechanismus 3710. Wenn das Drehmoment freigegeben wird, stößt ein Kupplungsspannungserzeuger 3712 den Leerlaufmechanismus 3710 von dem Nabentreibrad 186 weg, wobei der Leerlaufmechanismus 3710 von dem Nabentreibrad 186 außer Eingriff kommt und das Nabentreibrad 186 sowie der Nabenmantel 302 die Möglichkeit bekommen, das Drehen fortzusetzen.
Bei nochmaliger Betrachtung der 37 wird eine alternative Umschaltmethode für das Getriebe 3700 beschrieben. Zwecks Vereinfachung werden nur die Unterschiede zwischen dem Getriebe 3700 und anderen zuvor beschriebenen Ausführungsformen vermerkt. Die Schwenkhalterungen 134a, 134B, 134C veranlassen, wenn sie hochgeschaltet werden, daß die Schwenkhalterungsschenkel 3730, die an den Schwenkhalterungen 134A, 134B, 134C angebracht sind, mit der ersten Druckscheibe 2006 in Berührung kommen und diese zu der Antriebsseite des Getriebes 3700 hin stoßen. Die Bewegung der ersten Druckscheibe 2006 veranlaßt, daß sowohl das erste Axialdrucklager 1106 als auch das Stützteil 154 zu der stationären Halterung 152 hin gestoßen werden. Der Spannungserzeuger 2018 verhindert, daß sich das Stützteil 154 zu weit bewegt, und veranlaßt, wenn das Getriebe 3700 nach unten geschaltet wird, daß das Stützteil 154 zu den Schwenkstützschenkeln 3730 hin gestoßen wird.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein neues Schaltgetriebe zur Verfügung gestellt, welches ein fortlaufend veränderbares Eingangs-/Ausgangs-Winkelgeschwindigkeitsverhältnis schafft, wobei eine Eingangs-/Ausgangs-Winkelgeschwindigkeit bis zu einem 900% Bereich ermöglicht wird. Ferner kann das Getriebe entweder von Hand oder automatisch betätigt werden.
Weiterhin stellt das Getriebe nach der Erfindung eine einfache Gestaltung zur Verfügung, welche eine Realisierung einer minimalen Teileanzahl erfordert und deshalb einfach herzustellen, kompakt, leicht ist und sehr wenig Reibung erzeugt. Durch das Getriebe sind doppelte, sich überlappende oder nutzlose Zahnräder eliminiert, die man in Getrieben mit Zahnrädern vorfindet. Das Schaltgetriebe eliminiert die Notwendigkeit von Kupplungen, die für die Gangveränderungen herkömmlich verwendet werden. Schließlich kann das Schaltgetriebe dadurch Energie und Kraftstoff sparen, daß es ein ideales Winkelgeschwindigkeitsverhältnis vom Eingang zum Ausgang vorsieht.

Claims

Übersetzungsgetriebe, welches aufweist: eine Welle (102), ein drehbares Antriebsteil (120), welches auf der Welle (102) drehbar montiert ist, ein drehbares angetriebenes Teil (170), welches auf der Welle (102) drehbar montiert ist, eine Mehrzahl kugelförmiger Antriebskrafteinstellmittel (122A, 122B, 122C), wobei jedes der kugelförmigen Antriebskrafteinstellmittel eine zentrale Bohrung (128A, 128B, 128C) aufweist und wobei jedes der kugelförmigen Antriebskrafteinstellmittel um eine Rotationsachse drehbar ist, die durch die Bohrung definiert wird, und eine Mehrzahl von Spindeln (130A, 130B, 130C), wobei jede der Spindeln durch eine der Bohrungen eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein drehbares, im wesentlichen zylindrisches Halteteil (154) konzentrisch über der Welle angeordnet und axial bewegbar ist, wobei das Halteteil in Reibeingriff mit jedem der Antriebskrafteinstellmittel steht und jede Spindel mit dem Halteteil funktionell verbunden ist, und die Drehachse jedes Antriebskrafteinstellmittels (122A, 122B, 122C) im wesentlichen gleichzeitig und gleichermaßen in Reaktion auf eine axiale Bewegung des drehbaren Halteteils (154) einstellbar ist.
Übersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, welches weiterhin zwei Lager (1106, 1108) und zwei ebene Plattformen bzw. Scheiben (1102, 1104) aufweist, wobei eines der Lager und eine der ebenen Plattformen an jedem Ende des drehbaren Halteteils angeordnet ist, so daß jedes Lager sich zwischen einer der ebenen Plattformen und einem Ende des drehbaren Halteteils befindet.
Übersetzungsgetriebe nach Anspruch 2, wobei die beiden Lager (1106, 1108) und die beiden ebenen Plattformen (1102, 1104) zu einer axialen Bewegung in der Lage sind, wobei das drehbare Halteteil sich in Reaktion auf die axiale Bewegung der beiden Lager und der beiden ebenen Plattformen in axialer Richtung bewegt.
Übersetzungsgetriebe nach Anspruch 3, welches weiterhin eine Mehrzahl von Schenkeln (135, 136), zumindest einen Schenkel für jede Spindel, aufweist, wobei die Schenkel die Spindeln funktionell mit zumindest einer der ebenen Plattformen (1102, 1104) verbinden.
Übersetzungsgetriebe nach Anspruch 4, welches weiterhin ein Umschaltteil (160) aufweist, wobei zumindest ein Abschnitt der Welle (102) hohl ist, das Umschaltteil zumindest teilweise innerhalb des hohlen Abschnitts der Welle (102) angeordnet ist, wobei die Welle eine Öffnung (165) aufweist, die es ermöglicht, daß das Umschaltteil funktionell mit zumindest einer der ebenen Plattformen bzw. Scheiben verbunden wird.
Übersetzungsgetriebe nach Anspruch 5, wobei das Umschaltteil (160) axial bewegbar ist und wobei das drehbare Halteteil (154), die beiden Lager (1106, 1108) und die beiden ebenen Plattformen (1102, 1104) sich in direkter Reaktion auf die axiale Bewegung des Umfangteils (160) in axialer Richtung bewegen.
Übersetzungsgetriebe nach Anspruch 3, welches weiterhin eine Mehrzahl von Schenkeln aufweist, wobei zwei der Schenkel jeweils zumindest teilweise jede der Spindeln (130A, 130B, 130C) haltern und die Schenkel die Spindeln mit dem drehbaren Halteteil (154) funktionell verbinden.
Übersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, welches außerdem aufweist: zwei Lager (1106, 1108), wobei jedes der Lager koaxial an der Welle (102) montiert ist, ein erstes der Lager in Reibkontakt mit einem ersten Ende des Halteteils (154) und ein zweites der Lager mit einem zweiten Ende des Halteteils (154) in Reibkontakt steht, und zwei ebene Plattformen (1102, 1104) jeweils an der Welle (102) fest angebracht sind, wobei eine erste der ebenen Plattformen und das erste Ende des drehbaren Halteteils jeweils eine Lauffläche für das erste der beiden Lager bereitstellt, wobei eine zweite der ebenen Plattformen und das zweite Ende des drehbaren Halteteils jeweils eine Lauffläche für das zweite der beiden Lager bereitstellt.
Übersetzungsgetriebe nach Anspruch 8, wobei im Fall einer axialen Bewegung des drehbaren Halteteils (154), der beiden Lager (1106, 1108) und der beiden ebenen Plattformen (1102, 1104) eine Mehrzahl von Schenkeln (171A, 171B, 171C) in Eingriff steht und dadurch bewirkt, daß die Spindeln die Drehachse der Antriebskrafteinstellmittel im wesentlichen gleich und gleichzeitig einstellen.
Übersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, welches weiterhin aufweist: zumindest ein nach außen verlängerbares Gewicht (720A, 720B, 720C), welches funktionell mit zumindest einer der Spindeln (130A, 130B, 130C) verbunden ist, und zumindest ein flexibles Spannteil (708A, 708B, 708C), welches das zumindest eine Gewicht mit zumindest einer der Spindeln funktionell verbindet.