DE840339C - Stufenloses Schaltgetriebe - Google Patents

Description

• Stufenloses Schaltgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses Schaltgetriebe mit Reibscheiben, bei dem die Drehbewegung von einer kegelartigen Scheibe mit konkaver und nach einer kreisbogenförmigen Erzeugenden gekrümmten Lauffläche auf eine mit ihr gleichachsige kegelartige Scheibe übertragen wird, deren Lauffläche einen Kreisbogen mit gleichem Krümmungsmittelpunkt und gleichem Halbmesser wie der der Erzeugenden der anderen Kegelscheibe als Erzeugende hat, wobei zwischen den beiden Kegelscheiben zwei lose umlaufende Zwischenscheiben auf Schwenkzapfen gelagert sind und die an den Schwenkzapfen befindlichen Drehachsen sich beständig in einer die beiden Kegelscheiben gemeinsamen Achse enthaltenden Ebene befinden und mit dieser Achse veränderliche, aber stets unter sich gleiche Winkel bilden. Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe unterscheidet sich von bekannten Getrieben dieser Art durch Verbesserungen, deren Hauptzweck darin besteht, die auf die Reibscheiben ausgeübten Drücke stets vollkommen auszugleichen und demgemäß eine beständige Übertragung der Leistung zu bewirken, selbst wenn die Ausführung der Getriebeteile nicht einwandfrei ist, etwa wenn die Kegelscheiben und die Zwischenscheiben nicht ganz genau mittig oder wenn die Abstände zwischen den Achsen nicht sehr genau eingestellt -sind, wie dies in der Praxis häufig der Fall ist.
• Gemäß der Erfindung ist ein Reibungsschaltgetriebe der vorgenannten Art so ausgebildet, daß die Schwenkzapfen der Zwischenscheiben an gleichen und einander gegenüberliegenden Seiten eines mittels Kugelgelenken gelagerten Vierecks angebracht sind, dessen dritte Seite festliegt, während die der dritten Seite gleiche vierte Seite längs verschiebbar und schwenkbar an einem festen Träger gelagert ist.
• Vorzugsweise sind gemäß der Erfindung federnde Mittel vorgesehen, die das Bestreben haben, die beiden Kegelscheiben einander in Richtung ihrer gemeinsamen Drehachse zu nähern.
• Das stufenlose Schalten kann durch gleichzeitiges Verschwenken der Träger der Schwenkzapfen der Zwischenscheiben mit Hilfe zweier ineinander eingreifenden Zahnsektoren bewirkt werden.
• Die beiden Kegelscheiben können lose und mit Spiel auf ihren Wellen gelagert sein, und die Kupplung jeder Kegelscheibe mit der zugehörigen Welle kann durch Kugeln erfolgen, die einerseits in kegelförmige Aussparungen der Endfläche der Kegelscheibe und andererseits in gleiche Aussparungen eines auf der Welle befestigten Körpers eingreifen.
• Das erfindungsgemäße Schaltgetriebe wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher beschrieben, auf der die Fig. i bis 4 schematische, zur Erklärung dienende Skizzen sind, wogegen die Fig. 5 und 6 ein praktisches Ausführungsbeispiel darstellen.
• Fig. i ist eine schematische Darstellung der Kegelscheiben und der Zwischenscheiben des Getriebes; Fig. 2 zeigt schematisch die Lagerung der Kegelscheiben auf ihren Wellen; Fig. 3 zeigt schematisch die Gelenke der beiden die Zwischenscheiben tragenden Träger; Fig. 4 ist ein schematischer Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig.3 und zeigt die Teile, auf denen der die beiden Querträger miteinander verbindende Lenker gelagert ist; Fig. 5 zeigt das Getriebe zur Hälfte in Ansicht und zur Hälfte in lotrechtem Schnitt gemäß der Linie B-B der Fig. 6; Fig. 6 zeigt auf der rechten Seite eine halbe Ansicht des Getriebes mit geöffnetem Getriebekasten und auf der linken Seite einen Schnitt gemäß der Linie A-A der Fig. 5.
• Das Getriebe besteht hauptsächlich in an sich bekannter Art aus zwei Kegeln i und 2 mit gleicher :1chse X-X' (Fig. i) und konkaven Laufflächen, deren Meridiane Kreisbögen mit gleicher Mitte O oder O' und gleichem Halbmesser R sind. Die eine der Kegelscheiben wirkt als Antriebs- und die andere als Abtriebsscheibe. Die Übertragung der Leistung von einer Kegelscheibe auf die andere geschieht durch zwei Zwischenscheiben 3 und 4, die symmetrisch zur Achse X-X' angeordnet sind. Deren Drehachsen 0-Y und 0'-Y' werden in der Ebene X-X', Y-Y' festgehalten. Dagegen werden diese Drehachsen in bezug auf die rechtwinklig zu X-X' verlaufende Ebene 0-O' schräg gestellt. Das Profil der Lauffläche dieser Zwischenscheiben ist ebenfalls kreisbogenförmig ausgebildet, und zwar mit dem gleichen Mittelpunkt und dem gleichen Halbmesser wie das Profil der Kegelscheiben 1, 2.
• Jeder Schräglage der Drehachsen der Zwischenscheiben entspricht ein bestimmtes Über- oder Untersetzungsverhältnis zwischen den Kegelscheiben i und 2, und dieses Verhältnis kann stufenlos zwischen zwei einander entgegengesetzten Werten K und i/K verändert werden.
• Die besonderen Anordnungen, die den Gegenstand der Erfindung bilden, sind die folgenden: Jede Zwischenscheibe 3 oder 4 ist durch Rollen-oder Kugeldrucklager 5 auf einem Schwenkzapfen 6 gelagert, der an einem rechtwinklig zur Ebene X-X', Y-Y' verlaufenden Träger 7 festsitzt. An den Enden dieses Trägers sind Drehzapfen 8 und 9 vorgesehen. Der eine Zapfen 8 sitzt in einem in den Getriebekasten i i eingebauten Kugelgelenk io. Der andere Zapfen 9 sitzt in einem Kugelgelenk 12 eines Lenkers 13, der sich etwas verschieben läßt. Zu diesem Zweck ist dieser Lenker in einer durch zwei Kreissegmente 25 gebildeten Gleitführung gelagert, und die Kreissegmente sind in Aussparungen 15 des Getriebekastens i i derart angeordnet, daß sie sich etwas um eine rechtwinklig zur Ebene X-X', Y-Y' verlaufende Achse verschwenken lassen. Die dadurch erzielte Gleit- und Schwenkmöglichkeit des Lenkers 13 gestattet es den beiden Trägern 7, etwas in bezug auf den Getriebekasten auszuschwingen, wobei sie trotzdem im wesentlichen parallel zueinander verbleiben, so daß die Zwischenscheiben 3, 4 beständig mit den Kegelscheiben i und 2 in Berührung gehalten werden und trotz der Zentrierfehler in bezug auf ihre Drehachsen auf diese Kegelscheiben einen gleichbleibenden Druck ausüben.
• Das symmetrische Verschwenken des Schwenkzapfens 6 der Zwischenscheiben wird durch zwei ineinandergreifende Zahnsektoren 14 bewirkt, die auf den Drehzapfen 8 festsitzen. Diese Zahnsektoren können durch ein beliebiges Getriebe geeigneter Art betätigt werden, z. B. mit Hilfe eines Schiebers 24, in den an den Zahnsektoren befestigte Zapfen 16 eingreifen; und der in derRichtungX-X' verschiebbar geführt ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kegelscheiben i und 2 lose und mit etwas Spiel auf den entsprechenden Wellen 17 und 18 gelagert. Sie sind mit der zugehörigen Welle durch Kugeln i9 gekuppelt, die in eine gleiche Anzahl kegelförmiger Aussparungen 20 und 21 eingreifen, welche jeweils in die einander gegenüberliegenden Flächen der Kegelscheiben und von auf den Wellen 17 und 18 festgekeilten Körpern 22 eingearbeitet sind.
• 23 bezeichnet eine Schraubenfeder, die sich einerseits gegen einen Schulteransatz 26 der Wellen stützt und die zugehörige Kegelscheibe i oder 2 in Richtung der anderen vorschiebt, um dadurch zwischen den Kegelscheiben und den Zwischenscheiben den zur Erzielung der gewünschten Reibung erforderlichen Druck zu erzeugen. Die zur Übertragung dienenden Teile können aus gehärtetem Stahl bestehen und in einem Ölbad laufen. Sie können aber auch aus einem geeigneten Reibstoff bestehen und dann trocken oder in einem Schmiermittel laufen.
• Ein in der vorbeschriebenen Weise ausgebildetes Schaltgetriebe bietet in verschiedenen Hinsichten wesentliche Vorteile: Das Rutschen zwischen den Kegelscheiben und den Zwischenscheiben wird ganz beseitigt, wodurch eine der Hauptursachen des Verschleißes und der Erhitzung vernichtet und der Wirkungsgrad verbessert wird. Die Anwendung der in die kegelförmigen Aussparungen 20, 21 eingreifenden Kugeln i9 gestattet es, beständig die normale Reibung der geforderten Umfangskraft anzupassen, wodurch unnötige Überlastungen der Drucklager der Kegel- und Zwischenscheiben vermieden werden. Dadurch wird es möglich, den höchsten mechanischen Wirkungsgrad zu erreichen.
• Schließlich wird auch der Wirkungsgrad nicht von Bearbeitungsfehlern beeinflußt, da die normalen Berührungskräfte zwischen den Kegel- und Zwischenscheiben während des Umlaufens trotz eines gegebenenfalls ungenauen Zentrierens dieser "feile konstant bleiben.
• Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf (las beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, und ohne vom Wesen abzuweichen, kann man Änderungen der Einzelanordnungen treffen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Stufenloses Reibungsschaltgetriebe, bei dein die Drehung von einer kegelartigen Scheibe mit konkaver und nach einer kreisbogenförmigen Erzeugenden gekrümmten Lauffläche auf eine mit ihr gleichachsige kegelartige Scheibe übertragen wird, deren Lauffläche einen Kreisbogen mit gleichem Krümmungsmittelpunkt und gleichem Halbmesser wie der der Erzeugenden der anderen Kegelscheibe als Erzeugende hat, wobei zwischen den beiden Kegelscheiben zwei lose auf Schwenkzapfen gelagerte Zwischenscheinen angeordnet sind, deren an den Schwenkzapfen befindliche Drehachsen (0-Y, 0-Y') beständig in einer die den beiden Kegelscheiben gemeinsame Achse (X-X') enthaltenden Ebene verbleiben und mit dieser Achse (X-X') veränderliche, jedoch unter sich gleichbleibende Winkel bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkzapfen (6) der Zwischenscheiben (3, 4) an den gleichen und einander gegenüberliegenden Seiten (7) eines mittels Kugelgelenken (8, 9) gelagerten Vierecks (i I, 7, 13, 7) angebracht sind, dessen dritte Seite (ii) festliegt, während die der dritten Seite (i i) gleiche- vierte 'Seite (i3) längs verschiebbar und schwenkbar an einem festen Träger gelagert ist.
2. 2. Stufenloses Reibungsschaltgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB federnde Mittel (23) derart angebracht sind, daB sie die beiden Kegelscheiben (i, 2) einander in Richtung ihrer gemeinsamen Drehachse zu nähern suchen.
3. 3. Stufenloses Reibungsschaltgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die Veränderung des Winkels, den die Drehachsen (0-X, 0-X') der Zwischenscheiben (3, 4) mit der den Kegelscheiben (i, 2) gemeinsamen Achse (X-X') bilden, durch gleichzeitiges Verschwenken der Träger (7) der Schwenkzapfen (6) der Zwischenscheiben (3, 4) um die Trägerlängsachsen mittels zwei ineinander eingreifenden Zahnsektoren (i4) bewirkt werden kann, die mit den Trägern (7) fest verbunden sind.
4. 4. Stufenloses Reibungsschaltgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB die Kegelscheiben (i, 2) lose und mit Spiel auf ihren Wellen (i7, 18) gelagert sind und die Kupplung zwischen jeder Kegelscheibe und der zugehörigen Welle durch Kugeln (i9) erfolgt, die in kegelförmige Aussparungen (20, 21) der Endfläche der Kegelscheiben (i, 2) einerseits und eines gegenüberliegenden, auf der Welle (i7, 18) befestigten Körpers (22) andererseits eingreifen.