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Stufenlos regelbares Getriebe Die mit einem üblichen stufenlos regelbaren
Getriebe erreichbaren Drehzahlbereiche liegen in der Größenordnung von i :6 und
sind daher für viele Anwendungsfälle bei weitem nicht ausreichend. So werden z.
B. bei Werkzeugmaschinen Regelbereiche von i : 40 und mehr verlangt. Dabei wird
zusätzlich gefordert, diese großen Regelbereiche ohne Kraftunterbrechung zu durchfahren.
Anordnungen, mit deren man diesen Anforderungen zu entsprechen versucht hat, haben
bisher einen so großen Aufwand an Mitteln erfordert, daß sich diese Lösungen in
der Praxis nicht haben durchsetzen können.
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Durch die Erfindung soll ein Getriebe angegeben werden, das es mit
einfachsten Mitteln gestattet, bei dauerndem Kraftschluß die Drehzahl in sehr weiten
Grenzen zu verändern. Zu diesem Zweck geht die Erfindung von einem Getriebe aus,
das aus einem Regelgetriebe und einem nachgeschalteten Zahnradgetriebe sowie ausschaltbaren
Kupplungen besteht, durch welche die Abtriebswelle des Regelgetriebes entweder unmittelbar
oder unter Zwischenschaltung des Zahnradgetriebes mit der anzutreibenden Ausgangswelle
gekuppelt werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß die feste Übersetzung des
Zahnradgetriebes gleich dem umgekehrten Gesamtregelbereich des Regelgetriebes ist
und daß zwischen der Antriebswelle des Regelgetriebes und der Ausgangswelle ein
Getriebe mit einer festen Übersetzung, die gleich. dem Verhältnis einer der Grenzabtriebsdrehzahlen
des Regelgetriebes zu seiner Antriebsdrehzahl ist, sowib eine Kupplung zum Ein-
und Ausschalten des Getriebes angeordnet ist. Damit wird erreicht, daß das Regelgetriebe
zunächst
bei unmittelbarer Kupplung seiner Abtriebswelle mit der Ausgangswelle in einem Sinne
ausgeregelt, dann das Regelgetriebe durch Kupplung seiner Antriebswelle mit der
Ausgangswelle ausgeschaltet und wieder zurück geregelt und schließlich nach erneuter
Kupplung der Abtriebswelle des Regelgetriebes mit der Ausgangswelle der Regelbereich
des Regelgetriebes nochmals durchfahren werden kann. Dieses Verfahren kann wiederholt
werden, wenn weitere nachgeschaltete Zahnradgetriebe mit Kupplung sowie weitere
zwischen der Antriebswelle des Regelgetriebes und der Ausgangswelle liegende Getriebe
mit Kupplung vorgesehen werden, für deren Übersetzungen die entsprechenden Gesichtspunkte
gelten wie vorher. Einzelheiten werden sich aus der Beschreibung der Ausführungsbeispiele
ergeben, die in der Zeichnung in einer schematischen Darstellung wiedergegeben sind.
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Das dargestellte Getriebe gemäß der Erfindung umfaßt ein stufenlos
regelbares Getriebe i, das schematisch als ein Keilriemengetriebe mit einer von
einem Motor 2 mit fester Drehzahl getriebenen Antriebswelle 3 und einer geregelten
Abtriebswelle 4 gezeichnet ist. Die mit veränderlicher Drehzahl anzutreibende Ausgangswelle
5 kann durch eine ausschaltbare Kupplung 6 unmittelbar mit der Ab triebswelle 4
verbunden werden. Die Ausgangswelle 5 trägt weiter fest ein Rad 8 eines als Kettentrieb
gezeichneten Getriebes 7 mit fester Übersetzung, dessen zweites Rad 9 .durch eine
ausschaltbare Kupplungio mit der Antriebswelle3 des Regelgetriebes i verbunden werden
kann. Endlich ist noch ein Zahnradgetriebe vorgesehen, das aus zwei Zahnradpaaren
i i, 12 und 13, 14 besteht, deren Zahnräder 12 und 13 durch eine Vorgelegewelle
15 starr verbunden sind. Das Zahnrad i i ist mit der Abtriebswelle 4 fest gekuppelt,
und das Zahnrad 14 kann durch eine ausschaltbare Kupplung 16 mit der Ausgangswelle
5 gekuppelt werden. Die übrigen in der Zeichnung ersichtlichen Teile mögen zunächst
noch außer Betracht bleiben. Die Regelvorrichtung des Getriebes sowie die zur Betätigung
der Kupplungen nötigen Vorrichtungen sind nicht dargestellt. Die Übersetzung zwischen
den Zahnrädern i i und 14 ist gleich dem umgekehrten Gesamtregelbereich des Regelgetriebes
i, die Übersetzung des Getriebes 7 gleich dem Verhältnis der niedrigsten Abtriebsdrehzahl
des Regelgetriebes i zu seiner Antriebsdrehzahl.
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Das Getriebe arbeitet in folgender Weise: Es seien zunächst die Kupplungen
io und 16 ausgeschaltet, dagegen sei durch Einschalten der Kupplung 6 die Ausgangswelle
5 unmittelbar mit der Abtriebsw elle 4 des Regelgetriebes i verbunden. Bei dieser
Schaltung kann, ausgehend von der höchsten Abtriebsdrehzahl des Regelgetriebes,
dieses zunächst auf seine niedrigste Drehzahl heruntergeregelt werden, wodurch der
gleiche Drehzahlbereich von der Ausgangswelle 5 durchlaufen wird. Bei der niedrigsten
Abtriebsdrehzahl hat auch das Rad 8 des Getriebes 7 diese Drehzahl, während das
Rad 9 .dieses Getriebes infolge seiner Übersetzung die Drehzahl der Antriebswelle
3 aufweist, also mit dieser synchron läuft. Infolgedessen kann bei diesem Betriebszustand
das Rad 9 mittels der Kupplung io mit der Antriebswelle 3 verbunden und die Ausgangswelle
5 durch Lösen der Kupplung 6 von der Abtriebswelle 4 getrennt werden, ohne daß der
Antrieb der Ausgangswelle 5 gestört wird. Diese wird jetzt unter Ausschaltung des
Regelgetriebes i über die Kupplung io und das Getriebe? unmittelbar von der Antriebswelle
3 angetrieben. Das Regelgetriebe i kann nunmehr wieder auf seine höchste Abtriebsdrehzahl
geregelt werden, wodurch wegen der angegebenen Übersetzung zwischen den Zahnrädern
i i und 14 dieses die der niedrigsten Abtriebsdrehzahl des Regelgetriebes entsprechende
Drehzahl des Rades 8 und damit der Ausgangswelle 5 annimmt. Wegen dieses Gleichlaufs
zwischen der Ausgangswelle 5 und dem Zahnrad 14 können beide jetzt durch die Kupplung
16 miteinander verbunden werden, während die Kupplung io gelöst wird, ohne daß der
Antrieb der Ausgangswelle 5 durch Stoß oder Kraftunterbrechung gestört wird. Die
Ausgangswelle 5 wird nun von ,der ,mit ihrer höchsten Drehzahl laufenden Abtriebswelle
4 über das Zahnradgetriebe i i bis 14 und die Kupplung 16 mit der niedrigsten Abtriebsdrehzahl
des Regelgetriebes i angetrieben. Durch Herunterregeln des Regelgetriebes kann die
Drehzahl ,der Ausgangswelle 5 nochmals entsprechend der Gesamtübersetzung des Regelgetriebes
i vermindert werden, so daß der Regelbereich des Gesamtgetriebes gleich dem Quadrat
des Regelbereichs des Regelgetriebes i ist.
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Die Zeichnung zeigt noch, wie man das Getriebe durch den Anbau weiterer
.dem Getriebe 7 samt Kupplung 8 und dem Zahnradgetriebe i i, 14 samt Kupplung i6
entsprechender Getriebe und Kupplungen erweitern kann. Es ist je ein weiteres Getriebe
eingezeichnet. Entsprechend dem Getriebe 7 ist ein Getriebe 17 mit fester Übersetzung
angeordnet, dessen eines Rad i8 auf der Ausgangswelle 5 befestigt ist und dessen
anderes Rad i9 durch eine Kupplung 20 mit der Antriebswelle 3 gekuppelt werden kann.
Das dem Zahnradgetriebe i 1, 14 entsprechende Zahnradgetriebe besteht aus den Zahnradpaaren
21, 22 und 23, 24, die durch eine Vorgelegewelle 25 verbunden sind. Das Zahnrad
21 ist starr mit dem Zahnrad 14 verbunden, während eine Kupplung 26 zur Kupplung
des Zahnrades 24 mit der Ausgangswelle 5 vorgesehen. ist. Die Übersetzung des Getriebes
17 ist gleich den Produkt aus der Übersetzung des Getriebes 7 und dem Regelbereich
des Regelgetriebes i, die übersetzung des Zahnradgetriebes 21, 24 gleich dem des
Zahnradgetriebes 11, 14. Damit ergeben sich in bezug auf die niedrigste Drehzahl
der Abtriebswelle 5, die durch die Getriebe 8 und 11, 14 erreicht werden kann, die
gleichen Verhältnisse wie vorher für die niedrigste Drehzahl der unmittelbar mit
der Abtriebswelle 4 verbundenen Ausgangswelle 5. Demgemäß kann von dieser Drehzahl
ausgehend durch Einschalten der Kupplung 20 und Lösen der Kupplung 16 und Heraufregeln
des Regelgetriebes i
mit nachfolgendem Einschalten der Kupplung
26 und Ausrücken der Kupplung2o durch nochmaliges Herunterregeln des Regelgetriebes
i dessen Regelhereich nochmals durchlaufen werden, wodurch der Gesamtregelbereich
auf die dritte Potenz des Regelbereichs des Regelgetriebes i gebracht wird. Dieses
Verfahren kann durch Anordnung weiterer Getriebepaare, entsprechend 7 und 11, 14
sowie 17 und 21, 24, und Kupplungen fortgesetzt werden.
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Jedes weitere den Getrieben 7 und 17 entsprechende Getriebe hat eine
Übersetzung gleich dem Produkt des vorhergehenden Getriebes mit dem Regelbereich
des Regelgetriebes i, während die Übersetzungen aller den Zahnradgetrieben 11, 14
und 21, 24 entsprechenden Getriebe einander gleich sind.
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Anstatt von der höchsten, dilrch das Regelgetriebe i allein erreichbaren
Drehzahl der Ausgangswelle 5 auszugehen und von dort aus herunterzuregeln, kann
auch die niedrigste Drehzahl als Ausgang genommen und von ihr aus heraufgeregelt
werden. Dann erhalten die Übersetzungen der nachzuschaltenden Getriebe die umgekehrten
Werte wie bei der dargestellten Ausführung.