DE7634710U1 - Zahnradgetriebe mit veränderbarer Übersetzung - Google Patents

Description

321 - DT

CCtI

etc

CL CCIt

Herr Manfred Vorbach, JagstbergerstraJie 129,

7119 MuIfingen

Zahnradgetriebe mit veränderbarer übersetzung

Die Erfindung betrifft ein Zahnradgetriebe mit veränderbarer übersetzung.

7634710 24,05.78

Bekannt sind bereits Zahnradgetriebe, bei denen sich durch Wechseln von Zahnrädern das über- oder Untersetzungsverhältnis verändern läßt. Der Radwechsel kann von Hand oder auch durch eine automatische Schalteinrichtung erfolgen. Je feiner die Abstufung gewählt wird, um so mehr Stufen sind für eine Gesamtübersetzung erforderlich und um so größer ist der Aufwand für das Getriebe. Derartige Getriebe besitzen zwar den Vorzug hoher Wirtschaftlichkeit und auch Zuverlässigkeit, lassen sich jedoch nur stufenweise in ihrer übersetzung ändern. Die Abtriebsdrehzahl stellt daher oft einen nicht optimalen Kompromiß dar. Insbesondere bei Handschaltung bedeutet ferner jeder Schaltvorgang immer einen antriebslosen Zustand, der den Antriebsfluß unterbricht. Bekannt sind weiterhin stufenlos verstellbare mechanische Getriebe, bei denen durch Spreizscheiben ein umlaufender Riemen auf verschiedene Durchmesser stellbar ist. Solche Getriebe besitzen zwar einen ununterbrochenen Antriebsfluß, arbeiten jedoch mittels Reibungsschluß und sind so relativ hohem Verschleiß unterworfen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Kombination der Vorteile beider Getriebearten.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, daß mindestens eines der Zahnräder einer Ubersetzungsstufe etwa die Form einer Halbkugel aufweist, auf der Zähne mit gleichem allseitigem Abstand und mit auf den Mittelpunkt der Halbkugel gerichteter radialer Achse an der Oberfläche der Halbkugel angeordnet sind.

Eine besonders zweckmäßige Anordnung ergibt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß das eine Zahnrad um eine Achse drehbar und das andere Zahnrad sowohl um seine Achse in Ubertragungsdrehrichtung drehbar, als auch senkrecht dazu auf dem ersten Zahnrad abwälzbar gelagert ist.

7634710 24.05.78

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, daß das erste Zahnrad als treibendes Zahnrad und das andere, getriebene Zahnrad als Schaltzahnrad dient, das mit seiner Welle mit der Abtriebswelle verbunden und um eine senkrecht zur Welle liegende und durch den Mittelpunkt des zweiten Zahnrades verlaufende Achse schwenkbar ist, wobei diese Achse längs einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des ersten Zahnrades geführt ist.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch diese Anordnung und Ausbildung von Zahnrädern ein praktisch stufenlos verstellbares Zahnradgetriebe entsteht. Da die Zähne mit allseitigem gleichem Abstand an der Oberfläche des als Halbkugel ausgebildeten Zahnrades angeordnet sind, kann sich das Gegenzahnrad in beliebigen Richtungen mit Formschluß auf der Oberfläche des ersten Zahnrades bewegen, also sowohl in Aritriebsdrehrichtung, als auch senkrecht dazu, um den wirksamen Durchmesser zu verändern, wodurch die Veränderung der Abtriebsdrehzahl entsteht. Die geringen Durchmesserunterschiede zwischen den wirksamen Durchmessern bei der Drehzahlverstellung werden durch das Zahnspiel kompensiert, so daß sich immer eine mittlere Drehzahl einstellt. Das Verstellen des zweiten Zahnrades kann von Hand oder auch durch eine automatisch arbeitende Verstelleinrichtung erfolgen. Die Drehzahl kann somit kontinuierlich verändert werden, ohne die übertragung der Antriebskraft zu unterbrechen. Andererseits bietet die Zahnradausführung die Gewähr für Zuverlässigkeit und hohe Lebensdauer des Getriebes. Das Zahnradgetriebe nach der Erfindung kann so auf Grund seiner Auslegung vielseitig eingesetzt werden, wobei insbesondere eine hohe Anpassung an die jeweilige optimale Drehzahl,, also ein hoher Wirkungsgrad des gesamten Antriebssystems erreichbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

7634710 24.05.78

■; ) 111* 1 > J ) J J.1 1

Figur 1 die Draufsicht auf das Zahnradgetriebe; Figur 2 die Ansicht gemäß Linie II - II in Figur 1.

Die Figur 1 zeigt einen beliebigen Motor 1, dessen Abtriebswelle 2 mit der Eingangswelle 3 des Zahnradgetriebes gekuppelt ist. Auf der Eingangswelle 3 sitzt ein erstes Zahnrad Zf₅ das etwa die Form einer Halbkugel besitzt. Auf der gewölbten Oberfläche Zf¹ sind mit allseitigem gleichem Abstand Zähne 5 angeordnet. Auf dieser Oberfläche V wälzt sich ein zweites Zahnrad 6 abj das in gleicher Weise die Form einer Halbkugel aufweist und auf seiner gewölbten Oberfläche 6' ebenfalls mit Zähnen 7 bestückt ist. Diese Zähne 7 entsprechen in Anordnung und Ausbildung den Zähnen 5 des ersten Zahnrades Zf, so daß cie formschlüssig ineinandergreifen können. Das zweite Zahnrad 6 sitzt auf einer Welle 8, die durch ein Lager 9 geführt ist, wie Figur 2 zeigt. Dieses Lager 9 ist an einer Ac\se 10 angeordnet, die an beiden Enden außerhalb des Zahnrades 6 drehbar in Schwenkhebeln 11 gelagert ist. Die Achse 10 läuft durch den Mittelpunkt 6" des Zahnrades 6. Die beiden Schwenkhebel 11 können ihrerseits um Lager 12 schwenken, die diametral zum Mittelpunkt Zf" des Zahnrades if angebracht sind. Der Schwenkhebel 11 kann durch ein nicht dargestelltes Gestänge oder dgl» von Hand oder durch eine automatisch arbeitende Verstelleinrichtung in Pfeilrichtung geschwenkt werden, wobei sich das zweite Zahnrad 6 auf dem ersten Zahnrad 1+ abwälzt, und zwar bis etwa in die strichpunktiert angedeutete andere Endstellung. Die Welle 8 ist über ein Winkelgetriebe 16 mit einer an der Achse 10 gelagerten Zwischenwelle 17» einem koaxial zur Achse 10 gelagerten Zannradgetriebe 18 mit einer Gelenkwelle 13 verbunden, wobei durch eine Axialführung 15 der Längsversatz bei der Verstellung des Zahnrades 6 zu einer axial fest gelagerten Abtriebswelle IZf ausgeglichen wird.

Die Zähne 5 und 7 sind an den Ecken gleichseitiger Dreiecke

7634710 24.05.78

(Figur 2) angebracht und können im Grundriß rund, sechseckig oder dgl. als Segment ausgebildet sein. Es kann auch das eine Zahnrad Zf oder 6 nur mit den hervorstehenden Zähnen 5 oder 7 ausgestattet und das jeweils andere Zahnrad 6 oder 1+ mit den dazu passenden Zahnlücken versehen sein. Die Achsen der Zähne ·

5 und 7 bzw. auch die der zugehörigen Zahnlücken sind immer auf den Mittelpunkt V bzw. 6" des jeweiligen Zahnrades Zf bzw.

6 gerichtet, wie strichpunktiert mit 5¹ und 7¹ angedeutet ist.

Wird das erste Zahnrad 1+ angetrieben, dann wirkt in der Stellung gemäß Figur 1 der größte Durchmesser am ersten Zahnrad If auf den kleinsten Durchmesser am zweiten Zahnrad 6, so daß also maximale übersetzung eingestellt ist. Die wirksamen Durchmesser liegen jeweils senkrecht zur Drehachse des Zahnrades, also zur Welle 3 bzw. 8. Wird nunmehr das Zahnrad 6 im Uhrzeigersinn mit Hilfe der Schwenkhebel 11 geschwenkt, dann wälzt sich das Zahnrad 6 zusätzlich zu seiner Antriebsdrehrichtung um die Welle 8 senkrecht dazu auf dem ersten Zahnrad 1+ ab, wodurch sich der wirksame Durchmesser am Zahnrad 6 vergrößert und am Zahnrad if verkleinert, bis die Minimal st eil ung in der strichpunktiert, in Figur 1 angedeuteten Lage erreicht ist.

Denkbar ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung auch die Ausbildung des zweiten Zahnrades als zylindrisches Teil. Ferner kann die Abtriebswelle 14 auch in anderer Richtung gelegt sein.

7634710 24.05.78

Claims (1)

1. P "- - üunsprüche

   1. Zahnradgetriebe mit veränderbarer übersetzung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Zahnräder (Zf oder 6) etwa die Form einer Halbkugel aufweist, auf der Zähne (5, 7) mit gleichem allseitigem Abstand und mit auf den Mittelpunkt der Halbkugel gerichteter radialer Achse (5¹, 7») an der gesamten Oberfläche (Zf¹, 6¹) der Halbkugel angeordnet sind.

   2. Zahnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Zahnrad (Zf) um eine Achse (3) drehbar und das andere Zahnrad (6) sowohl um seine Achse (8) in Ubertragungsdrehrichtung drehbar, als auch senkrecht dazu auf dem ersten Zahnrad (Zf) abwälzbar gelagert ist.

   3. Zahnradgetriebe nach den Ansprüchen 1und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Zahnrad (Zf) als treibendes Zahnrad und das andere, getriebene Zahnrad (6) als Schaltzahnrad dient, das mit seinsr Welle (8) mit der Abtriebswelle (IZf) verbunden und um eine senkrecht zur Welle (8) liegende und durch den Mittelpunkt des zweiten Zahnrades (6) verlaufende Achse (10) schwenkbar ist, wobei diese Achse (10) längs einer Kreisbahn um den Mittelpunkt des ersten Zahnrades (Zf) geführt ist.

   Zahnradgetriebe nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, j daß die Achse (10) um diametral zum Mittelpunkt des ersten Zahnrades (Zf) angeordnete Lager (12) schwenkbar ist.

   7634710 24.05.78

   5· Zahnradgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis l\_t dadurch gekennzeichnet, daß beide Zahnräder (Zf, 6) einer Übersetzungsstufe die Form einer Halbkugel aufweisen und mit entgegengesetzt sich änderndem Durchmesserverhältnis aufeinander abwälzen.

   6· Zahnradgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (5, 7) an den Ecken von gleichseitigen Dreiecken angeordnet sind.

   7. Zahnradgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (5, 7) segmentartig im Grundriß rund, sechseckig oder dgl. ausgebildet sind.

   7634710 24.05.78