DE7204890U - Stufenlos regelbares Getriebe mit einem taumelscheibenartig gelagerten Glied - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos regelbares Getrieber bei dem durch ein auf der Antriebswelle taumelscheibfanartig gelagertes, bezüglich seiner Neigung änderbares bzw. einstellbares und mit ihr umlaufendes Glied über Gestänge hin- und hergehende Schwingbewegungen ausführende Teile gesteuert werden, und deren Schwingbewegungen über Klemmteile die Abtriebswelle in einer Richtung in Drehung versetzen. Getriebe dieser Art sind bekannt (DT-PS 1 021 673).

Getriebe nach der. DT-PS 1 021 673 haben sich bewährt, weisen jedoch den Nachteil auf,, daß die Abtriebsdrehzahl verhältnismäßig niedrig ist, da die Schwingbewegungen ausführenden Teile in Umfangsrichtung der Abtriebswelle hin- und herbewegt werden. Lag die Eingangsdrehzahl eines solchen Getriebes beispielsweise bei 1 400 U/min, dann konnte die Abtriebsdrehzahl nicht über 80 U/min gesteigert werden. Hinzu kam, daß die Gestänge präzise bearbeitet werden mußten, um jegliches Spiel auszuschliessen. Durch die verwendeten, als Keile ausgebildeten, federbelasteten Klemmteile trat Schlupf und damit ein Drehzahlverlust auf, ganz abgesehen von der verhältnismäßig hohen Wärmeentwicklung, die die Lebensdauer dieser Getriebe stark beeinträchtigt.

Dipl.-Ing. Heinz Lesser, Patentanwalt D—8 München 81, Cosimastto&e 81 ■ Telefon: (081Ί) 983820

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnten Getriebe so weiterzuentwickeln, daß Schlupf zwischen den durch das Taumelglied in Schwingbewegung versetzter. Teilen und den über Kiemmittel in Drehung versetzten Teilen vermieden, zwischen An- und Abtriebswelle Synchronlauf hergestellt werden kann, d.h. daß der Regelbereich soweit gesteigert wird, daß die Abtriebsdrehzahl die Antriebsdrehzahl erreichen kann und außerdem die Baulänge eines solchen Getriebes verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwingbewegungen ausführenden Teile aus mit dem taumelscheibenartigen Glied über angelenkte Stangen od. dgl. verbundenen Freilaufkupplungsteilen bestehen, die auf mindestens zwei, zylindrischen Querschnitt aufweisenden Radialarmen eines die Antriebswelle und die Abtriebswelle lagernden, gegen Verdrehen gesicherten Trägers frei drehbar gelagert sind und die anderen Freilaufkupplungsteile aus auf den Radialarmen gelagerten Zahnrädern od. dgl. bestehen, die mit einem auf der Abtriebswelle festgelegten Zahnrad in Eingriff sind. Erreicht wird, daß ein erfindungsgemäß ausgebildetes Getriebe billiger herzustellen ist als die bekannten Getriebe, da alle Teile des Getriebes Drehteile sind und deren Bearbeitung preisgünstig erfolgen kann. Weiterhin wird die Montagezeit eines solchen Getriebes erheblich verringert, da alle Teile aufsteckbar ausgebildet sind. Selbstverständlich wird auch die oben angeführte Aufgabe gelöst.

Wird einem solchen Getriebe ein schaltbarer Trieb zugeordnet, der die Drehrichtung der Abtriebswelle zu ändern gestattet, was für den Einsatz des Getriebes bei Kraftfahrzeugen wichtig ist, dann empfiehlt es sich nach einem weiteren Merkmal der Erfindung, auf der Antriebswelle ein Zahnrad über eine in beiden Drehrichtungen schaltbare Freilaufkupplung zu lagern, dessen Zähne mit den Zähnen der mit der Abtriebswelle verbundenen Zahnräder od. dgl. in Eingriff stehen, das taumelscheiben-

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artige Glied auf der Antriebswelle frei drehbar zu lagern und mit der Abtriebswelle über eine weitere, in beiden Drehrichtungen schaltbare Freilaufkupplung kuppelbar aus- !Ubilden. Wenngleich diese Lösung die Baulänge des Getriebes etwas vergrößert, wird dadurch das Getriebe für Kraftfahrzeuge verwendbar, es läßt sich also die Drehzahl der Antriebsräder von Kraftfahrzeugen mit verhältnismäßig einfachen Mitteln stufenlos ändern. Es empfiehlt sich, Freilaufkupplungen aus zwei koaxial ineinander angeordneten, in axialer Richtung relativ zueinander bewegbaren Hülsen zu verwenden, von denen die innere außer dem Führen von federbelastete Klemmrollen schaltenden Bolzen dienenden Radialbohrungen an der Innenfläche Klemmflächen für die Klemmrollen aufweist und die äußere mit einer Konusfläche versehen ist. Diese Freilaufkupplungen sind nur in einer Drehrichtung schaltbar. Wird dafür gesorgt, daß beiderseits jedes Bolzens eine Klemmfläche ν rgesehen ist und jeder Bolzen zwei Schrägflächen gleicher und entgegengesetzter Neigung aufweist, dann lassen sich diese Freilaufkupplungen auch in beiden Drehrichtungen schalten, ohne daß die Herstellungskosten wesentlich

erhöht werden.

Die Erfindung wird anhand zweier Ausführungsbeispiele nachstehend schematisch erläutert. Es zeigt:

Figur 1

Figur 2

Figur 3

einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Getriebe,

einen Schnitt nach der Linie I-I der Figur

einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäß ausgebildetes Getriebe, vorzugsweise für

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Dipl.-lng. He.'ni lesser, Palentanwalt D-8 Münden 81, Cosimostrafjo 81 · Telefon·. (OSIl) 983820

Figur 4

Kraftfahrzeuge und

einen Schnitt nach den Linien II-II und III-III der Figur 3.

In einem zweiteiligen Gehäuse 1 und 2 ist ein radial geteilter, das heißt aus zwei Ringscheiben bestehender Ring 3, 3¹ angeordnet, der radiale Löcher aufweist, in welche Zapfen 4 von Radialarmen 7 eines sternförmigen Trägers 5 einfassen, der sowohl mit dem Ring 3, 3¹ als auch mit dem Gehäuse 1 und 2 durch Schrauben 6 fest verbunden ist. Auf den Radialarmen 7 des Trägers 5 sind außer Kegelrädern 8 auch Kurbeln 9 je mittels Wälzlagern 10 und 11 gelagert. Die Kegelräder 8 befinden sich mit einem Zentralrad 8¹ ständig in Eingriff, welches mit einer Abtriebswelle 12 fest verbunden und durch Wälzlager 13, 14 gelagert ist. Zwischen den Kegelrädern 8 und den mit Kurbelzapfen 9¹ versehenen Kurbeln 9 sind an sich bekannte Klemmkörper 15 vorgesehen, die in einer Drehrichtung kraftschlüssig wirken. Die Kurbelzapfen 9¹ sind durch Gelenkstangen 16 mit Zapfen 17 eines Ringes 18 verbunden, der von einem Wälzlager 19 getragen wird, welches auf einem radial geteilten, und mit Schrauben 20 verbundenen Ring 21, 22' angeordnet ist, der hier auf einem mit einer Antriebswelle 22 verbundenen Bolzen 23 gelagert ist und mit ihr umläuft. Die Antriebswelle 22 ist durch Wälzlager 24, 25 gelagert. Auf der Antriebswelle 22 ist eine mit einer Nase 26 versehene Muffe verschiebbar gelagert und mit einem Keil 28 gegenüber der Antriebswelle gegen Verdrehen gesichert. Die Muffe 27 trägt ein Wälzlager 27', welches mit einem Gewindering 29 verbunden ist, der in das Gewinde 30 eines Kegelrades 31 einfaßt,

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Dlpl.-lng. Heinz Loner, Polentanwall D-8 München 81, Cosimasttafte 81 · Telefon: (0811) 983820

welches im Gehäuseteil 1 drehbar gelagert ist und von zwei Ringhälften 32, 32", die mit dem Gehäuseteil 1 durch Schrauben 33 fest verbunden sind, gegen axiales Verschieben gehalten wird. Das Kegelrad 31 kann durch ein Ritzel 34 mittels eines in Figur 1 nicht dargestellten Handrades od. dgl. gedreht werden. Da der Gewindering 29 eine axiale Bewegung ausführen muß, wird er von einem im Gehäuseteil 1 befestigten Bolzen 35 geführt.

Bei umlaufender Antriebswelle 22 und senkrecht zu ihr stehendem Ring 18 führt die Abtriebswelle 12 keine Drehbewegung aus. Wird jedoch das Kegelrad 31 so gedreht, daß der Gewindering 29 die Muffe 27 und damit die Nase 26 in Richtung auf den Ring 18 verschiebt, dann werden der auf dem Bolzen 23 gelagerte Ring 21, 21', das Wälzlager 19 und der Ring 18 zu einer Neigung gezwungen, welche die mit den Zapfen 17 in Verbindung stehenden Gelenkstangen 16 zu einer axial hin- und hergehenden Bewegung veranlaßt. Dadurch werden die Kegelräder 8 und 8' in Umlauf versetzt; je nach Neigung des Ringes 18 kann die Abtriebsdrehzahl von O bis zu einem Höchstwert verändert werden.

Das in Figur 3 dargestellte Getriebe beruht auf dem gleichen Prinzip wie das Getriebe nach Figur 1 und 2 mit den Unterschieden, daß die Bewegungen ausführenden Teile bei Erreichen einer festlegbaren Höchstdrehzahl der Abtriebswelle 12 auskuppelbar sind, die Drehzahlregelung auf eine andere Weise erfolgt und die Abtriebsdrehzahl umkehrbar ist.

Die Wirkungsweise ist folgende: Auf der Antriebswelle 22 ist eine mit ihr kuppelbare und nicht verschiebbare Hülse angeordnet, die durch Bolzen 37 mit der Muffe 27 verbunden .ist.

Dipl.-lng, Ηοίηι Lewer, Patentanwalt D-8 München 81, Coiimaslra&o 81 ■ Telefon: (0811) 98 3820

Die Muffe 27 ist gegenüber der Hülse 36 axial verschiebbar und mit einem Ring 38 verbunden, der mit einer Konusfläche 39 versehen ist und auf der Hülse ~ verschoben werden kann. Die Hülse 36 weist in beiden Drehrichtungen wirkende Klemmflächen 40 (Figur 4) auf, in denen Rollen 41 angeordnet sind, die durch Federn 42 mit der Antriebswelle 22 eine kraftschlüssige Verbindung herstellen. Die Hülse 36 ist außerdem mit Radialöffnungen 43 versehen, in denen Bolzen 44 geführt werden, die am einen Ende keilförmig verlaufen und deren andere Enden sich am Ring 38 abstützen und Rollen 41 von der Hülse 36 und der Antriebswelle 22 lösen, wenn die Muffe 27 und der mit ihr verbundene Ring 38 so verschoben werden, daß die Bolzen 44 nach innen gedrückt werden. Das auf der Antriebswelle 22 drehbar gelagerte und mit den Kegelrädern 8 in Eingriff stehende Kegelrad 8¹' weist in seinem Bund 45 die gleichen Klemmflächen, Radialöffnungen, Bolzen, Federn und Rollen auf, wie die Hülse 36. Der gleichfalls mit einer Konusfläche 46 versehene Ring 47 ist auf dem Bund des Kegelrades 8¹¹ verschiebbar angeordnet und durch eine Gabel 48, welche auf einem im Gehäuseteil 1 befestigten Bolzen 49 axial beweglieh gelagert ist, mit der Muffe 27 verbunden. Die Gabel 48 kann zum Beispiel von einem im Gehäuseteil 1 schwenkbar gelagerten Hebel 50, Regler od. dgl., verschoben werden. Durch ein im Gehäuseteil 2 drehbar angeordnetes Ritzel 8'·', mit welchem sich das auf der Abtriebswelle 12 drehbar gelagerte Zentralrad 8' und das Kegelrad 8·'·' ständig in Eingriff befinden, wird mittels einer doppelt wirkenden Klauenkupplung 51 die Abtriebsdrehrichtung bei gleichbleibender Antriebsdrehrichtung umkehrbar.

Die in Figur 3 dargestellte Ausführung zeigt den Betriebszustand, bei welchem der Kraftschluß zwischen der Antriebswelle 22 und der Hülse 23 gelöst ist und zwischen dem Kegelrad 8¹J

Dipl.-lng. Heinz lejsef, Patentanwalt D-8 München 81, Cosimoslioije 81 · Telefon: (0311) ^r/3:i8X)

und der Antriebswelle 22 Kraftschluß erfolgt, wobei die Hülse die Muffe 27 und der auf der Welle 22 drehbar angeordnete Ring 21, 21· nicht mehr mit der Antriebswelle 22 umlaufen, und auch die Kurbel 9, die Gelenkstangen 16 und der Ring 18 keine Bewegung mehr ausführen. Durch den zwischen der Antriebswelle 22 und dem Kegelrad 8¹¹ bestehenden Kraftschluß verläuft der Kraftfluß von der Antriebswelle 22 direkt über die Kegelräder zur Abtriebswelle 12 und auch umgekehrt.

Insbesondere dadurch, daß die die Drehzahl änderbaren Teile bei Erreichen einer festlegbaren Höchstdrehzahl der Abtriebswelle abschaltbar sind und keine Bewegung mehr ausführen, läßt sich die Lebensdauer und der Wirkungsgrad eines solchen Getriebes erheblich steigern.

Es wurde oben darauf hingewiesen, daß sich eine vergrösserte Baulänge des Getriebes ergibt, wenn man zusätzliche Mittel für die Drehrichtungsumkehr der Abtriebswelle vorsieht.

Dazu ist zu bemerken, daß es durchaus möglich ist, durch den Einsatz umschaltbarer Freiläufe, welche an Stelle der Klemmkörper eingebaut werden, die in Figur 3 für die Drehrichtungsumkehr erforderlichen Zahnräder mit Klauenkupplung 51 wegfallen zu lassen. Die. Baulänge eines Getriebes nach Figur 1 bleibt dadurch erhalten.

Ein Getriebe nach Figur 1 kann auch für verschiedene Fahrzeuge verwendet werden, wenn eine Drehrichtungsumkehr mittels umschalt barer Freiläufe erfolgt.

Zu erwähnen ist schließlich noch, daß es zweckmäßig ist, zwischen benachbarten Bolzen angeordnete Klemmflächen der vorerwähnten Freilaufkupplungen durch eine einzige Feder gegen die Bolzen anzudrücken, weil dies die Zahl der verwendeten Teile verringert. Wird jede Feder als Blattfeder ausgebildet und

'sind ihre Enden der Form der Klemmrollen angepaßt, dann sind die zu verwendenden Teile nicht nur sehr einfach, die Freilauf kupplungen lassen sich auch sehr schnell montieren bzw. demon-

—tieren-.

Claims (5)

SCHUTZANSPRÜCHE

1. Stufenlos regelbares Getriebe, bei dem durch ein auf der Antriebswelle taumelscheibenartlg gelagertes, bezüglich seiner Neigung änderbares bzw. einstellbares und mit ihr umlaufendes Glied über Gestänge hin- und hergehende Schwingbewegungen ausführende Teile gesteuert werden, und deren Schwingbewegungen über Klemmteile die Abtriebswelle in einer Richtung in Drehung versetzen, dadurch gekennzeichnet , daß die Schwingbewegungen ausführenden Teile aus mit dem taumelscheibenartigen Glied (17, 18, 21, 21') über angelenkte Stangen (16) od. dgl. verbundenen Freilaufkupplungsteilen (9) bestehen, die auf mindestens zwei, zylindrischen Querschnitt aufweisenden Radialarmen (7) eines die Antriebswelle 22 und die Abtriebswelle 12 lagernden, gegen Verdrehen gesicherten Träger (5) frei drehbar gelagert sind, und die anderen Freilaufkupplungsteile aus auf den Radialarmen (7) gelagerten Zahnrädern (8) bestehen, die mit einem auf der Abtriebswelle (12) festgelegten Zahnrad (8') in Eingriff sind.

2. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 1 mit einem schaltbaren Trieb, der die Drehrichtung der Abtriebswelle zu ändern gestattet, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet , daß auf der Antriebswelle (22) ein Zahnrad (8¹¹) über eine in beiden Drehrichtungen schaltbare Freilaufkupplung gela-

gert ist, dessen Zähne mit den Zähnen der mit der Abtriebswelle verbundenen Zahnräder (8) od. dgl. in Eingriff stehen, das taumelscheibenartige Glied (17, 18, 21, 21') auf der Antriebswelle (22) frei drehbar gelagert und mit der Antriebswelle über eine weitere, in beiden Drehrichtungen schaltbare Freilaufkupplung kuppelbar ist und die äußeren Teile der Freilaufkupplungen gemeinsam steuerbar sind.

3. Stufenlos regelbares Getriebe insbesondere nach Anspruch 1 und 2, mit einer Freilaufkupplung aus zwei koaxial ineinander angeordneten, in axialer Richtung relativ zueinander bewegbaren hülsen, von denen die innere außer dem Führen von federbelastete Klemmrollen schaltenden Bolzen dienenden Radialbohrungen an der Innenfläche Klemmflächen für die Klemmrollen aufweist und die äußere Hülse mit einer Konusf^äche versehen ist, dadurch gekennzeichnet , daß beiderseits jedes Bolzens (44) eine Klemmfläche (40) vorgesehen ist und jeder Bolzen zwei Schrägflächen gleicher und entgegengesetzter Neigung aufweist.

4. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen benachbarten Bolzen (44) angeordnete Klemmrollen (41) durch eine einzige Feder (42) gegen die Bolzen anpressbar sind.

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5. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Feder als Blattfeder (42) ausgebildet ist und ihre Enden der Form der Klemmrollen (41) angepaßt sind.