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Stufenlos regelbares Schaltwerksgetriebe Die Erfindung betrifft ein
stufenlos regelbares Getriebe, und zwar ein sogenanntes Schaltw-erksgetriebe, bei
dein die gleichfnrmige 1)rel@bewegung einer Antriebswelle mittels eines Kurbel-
oder Kurventriehs in die @Y'echsellle.vegung von Schwinghebeln unigeformt und dann
übet. Iinwegkuphlun-,en (kraft- oder forinächliissige Freilaufschalter bzw. Urcilanfschaltwerke)
in die gewünschte untersetzte 1)rehlrew-egung verwandelt wird. Zur Regelung des
LTbersetzungsverh:iltnisses wird hierbei eine Ilel>ell<inge des Kurbel- oder
Kurvengetriebes @-crätidert und so der Schwingungsausschlag an den Schaltwerken
und sannt L?hersetzungsverhältnis ge:indert. Ilicrzu wird die Schwingung beivon
einer ki-eisförmigeii Scheibe bzw. einer Scheibe reit kreisf<irmiger Nut allgeleitet,
die 5#enki-eclit zur Achse, also .itif einem Durchmesser verschollen wid so in ihrer
1? ,zentrizität verändert werden kann. Die zwischen den Schwinghebeln und der Abtriebswelle
angeordneten Schaltwerke erteilen der Abtriebswelle eine periodisch wiederholte
unstetige, d. h. also um einen Mittelwert sch-,vankende Drehbewegung. Die Abtriebsdrehzahl
ist um so größer, je größer die Schwingungsausschläge (ier Schwinghebel sind.
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Der mit den bisher bekanntgewordenen Getrieben dieser Art erreichbare
günstigste Wirkungsgrad liegt nur in einem engen Drehzahlbereich (Lrhersetzungsbereich)
und fällt mit wachsendem Lntersetzungsverhältnis rasch ab. Diese Verhältnisse werden
bei einer Ausführung von Schalt-\verksgetriehen nach vorliegendes Erfindung -,vesentlich
verbessert.
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Gemäß Gier Erfindung sollen die Planetenräder, in denen in an sich
hekannter Weise die Freilaufschaltw-erke angeordnet sind, mit zwei Zentralrädern,
und
zwar einem feststehenden und einem mit der Abtriebswelle verbundenen Zahnrad kämmen,
wobei entweder das Sonnenrad oder der Außenkranz feststehend ausgebildet werden
kann. Ferner werden gemäß der Erfindung die Schaltwerke in einer frei umlaufenden
Scheibe gelagert, im Gegensatz zu den bekannten Getrieben dieser Art, wo die Schaltwerke
entweder im Gehäuse oder in einer mit der Abtriebswelle verbundenen Scheibe oder
in einer zwar frei drehbar gelagerten, aber während des normalen Schaltwerksbetriebes
festgebremsten Scheibe gelagert sind. In Verbindung mit einem umsteuerbaren Antriebsmotor
kann das Getriebe für zwei sich ergänzende Geschwindigkeitsbereiche mit gutem Wirkungsgrad
betrieben werden. Wird nämlich die Drehrichtung der Antriebswelle gleich der Drehrichtung
der Abtriebswelle gewählt, so subtrahieren sich gleichsam die Geschwindigkeiten
der umlaufenden Punkte der Lagerscheibe und der Antriebswelle und die Schwinghebel
machen zwar einen großen Ausschlag, aber mit kleiner Winkelgeschwindigkeit, da der
Drehpunkt der Schwinghebel der umlaufenden ntriebsscheibe nacheilt. Diese Betriebsweise
ergibt den unteren Geschwindigkeitsregelbereich, also die stärkeren Untersetzungen.
Für den oberen Geschwindigkeitsbereich, d. h. für die geringeren Untersetzungen
wird der Antrie'isinotor auf die elitgegengesetzte Drehrichtung umgeschaltet, so
daß sich nunmehr die Geschwindigkeiten der umlaufenden Punkte addieren. Die Schwinghebel
laufen hierbei mit ihrem Drehpunkt de- Antriebsscheibe etitgegen und schwingen einmal
hin und zurück, bevor die Scheibe eine volle Umdrehung gemacht hat. Sie fuhren also
raschere Schwingungen aus. Bei entsprechender Bemessung der Übertragungselemente
läßt sich im oberen Geschwindigkeitsbereich ohne weiteres auch eine geringe Übersetzung
ins Schnelle erzielen.
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Wie erwähnt, kann bei de: Ausführung gemäß der Erfindung entweder
der Außenkranz oder das Sonnenrad feststehend ausgeführt werden. Eine :`usführung
mit feststehendem Sonnenrad und einem mit der Abtriebswelle gekuppelten Außenkranz
ergibt dann eine besonders zweckmäßige Ausführungsform, wenn der mit Innenzahnkranz
versehene und mit den Schaltwerkszahnrädern kämmende Außenkranz außerdem mit einem
äußeren Zahnkranz versehen wird, in den ein auf der Abtriebswelle aufgekeiltes Ritzel
eingreift. Die Abtriebswelle liegt dann exzentrisch zur Achse des Schaltwerksgeiriebes,
und es empfiehlt sich darin, auch die Eintrittswelle exzentrisch anzuordnen, und
zwar in der gleichen Flucht wie die Abtriebswelle. Hierzu wird auf die Antriebswelle
ein Ritzel gesetzt, das mit seiner Verzahnung in die Verzahnung einer die verstellbare
Kurven- bzw. Kreisscheibe tragenden umlaufenden Trommel eingreift. Diese Anordnung
ermöglicht es, den Verstellmechanismus für die Drehzahlregelung zentral in (las
Schaltwerksgeti iebe eingreifen zu lassen.
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Die Erfindung ist in der "Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt. Abb. i und 2 zeigen eine Ausführung mit zentralem An- und Abtrieb und
feststehendem Außenkranz und Abb. 3 bis 5 eine Ausführung, bei der die Achse des
Schaltwerksgetriebes parallel zti den Achsen der An- und Abtriebswelle li;°gt.
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Nach Abb. i trägt die Antriebswelle i mit ihrem Flansch 2 ein durch
einen @xialschnitt in zwei Teile zerlegtes Gehäuse 3, dessen beide Teile in einem
gewissen Abstand voneinander angeordnet sind. Zwischen den leiden Gehäusehälften
sind die in ihnen drehbar gelagerten Zahnräder d und 5 eingebaut, von denen das
obere Zahnrad .4 in eine in einem Gleitstück 6 eingeschnittene Verzahnung und das
untere Zahnrad in die Verzahnung eines Gleitstücks 7 eingreift. Das obere, ebenfalls
zwischen den beiden Hälften (Irs Geliiiuses 3 gelagerte und mit diesem umlaufende
C3leitstück trägt die als Fülirungssclieille für die Scliw-inglicl>elrollen dienende
Kreisringscheibe 8, während (las untere Gleitstück zum Flielikraftatrsgleich dient.
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Zur Verstellung des Gleltätücks 6 und damit zur exzentrischen Verschiebung
der Kreisringscheibe 8 Tiber das Zahnrad I und zur Verstellung des Gegengewichts
7 über (las Zalnirad 5 dient ein mit Ilandrad versehenes Schneckenrad 9. Dieses
greift in die Verzahnung io eines im Gehäuse i i axial unverschiebbar, aber drehbar
gelagerten Ringes 12 ein, der mit einem Trapezg:°wincle 13 den Spurlageraußenteil
1.1 hin tind her -zieht. Der Spurlageraußenteil ist gegen Verdrehung gesichert und
kann auf den Stiften r 5 axial hin und her gleiten. Er nimmt filier axiale kollrnlager
den Verstellring 16 mit, der über die li@i(leil in <lein Schlitz zwischen den
beiden Geliättseteilen 3 gleitenden Zahnstangen 17 und 18 das Zahnrad d bzw. das
Zahnrad 5 verstellt.
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In dem umlaufenden Gehänse 2 einerseits und im feststehenden Gehäuse
i i andererseits ist die Altriebswelle 20 gelagert, auf der (las Zahnrad 21 aufgekeilt
ist. Außerdem ist auf dieser Welle 20 eine Scheibe 22 drehbar gelagert, die, am
Umfang gleichmäßig verteilt. die mit (lein Zahnrad 21 käminenden Planetenräder 23,
et\\ a fünf an der Zahl, und zwar über die liolilzal)iell 24 trägt. Die Planetenräder
23 greifen außerdem in einen mit (lein Gehäuse ii fest verbundeiv,n Zahnkranz 25
ein.
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In den hohlen Zapfen 24 (''er Planetenräder sind die Drehzapfen
26 gelagert, die mittels je eines einseitig wirkenden Freilauf g°sl>erres
27 gegen das Planetenrad 23 abgestützt sind. Atif den Drehzapfen 26 sitzen Schwinghebel
28 finit den I#,url)elzal>fell 29, die mittels je eines IZoilenlagers 3o auf der
Scheibe 8 aufliegen. Zur I:i-zielung des Kraftschlusses zwischen den Zapfen 29 finit
Rolleii1agerl1 30 und der Scheibe 8 ist eiii king 31 vorgesehen, der an den
fünf Zapfen mittels je einer Feder 32 aufgehängt ist.
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Zur stufenlosen Ver-inderun- des Ül>ers°tzungsverhältnisses wird die
Scliiiecke 9 betätigt und hierdurch die Scheibe 8 exzc@iitrisch zur Antriebswelle
i verschoben. Hierdurch rindert sich der Schwingungsausschlag der Schwinghebel 28
tind
damit der auf die I'lanetenrä (ler uncl Von diesen auf die
Abtriebswelle iilwrtragene Drehimpuls.
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Ni dem in deri AM). 3 llis 5 gezeigten Ausffihrungsheispiel sind für
die gleichen Teile die gleichen 13ezttgszeichcn wie in säen Abb. i und 2
ge-
wählt. Wie ersichtlich ist hier die MUMM 0 Imrallel zur flaulnachse des
Getriebes in das Ge-Ilä use i r eingeführt. Mittels eines Ritzels 35 grell; sie
in die Verzahnung 36 des wiederum zweiteiligen Gehäuses 3° ein, in (let@i wieder
zwei Stirnrä (Icr l und 5 zum Antrieb « e> mit der Scheibe 8 verbundenen Gleitstücks
6 und (Ges als Gegengewicht dienenden (Gleitstücks 7 gelagert sind. Zur Betätigung
der @tirllr;i<lcr l und =, dienen hier die mit der axial verschichharen Stange
37 verbundenwi Zallnst:tll,gell 38 'lud 3(). Die Zahnstange ist in \chsrichtttt1g
mit der SI>indcl 1o gekuppelt. die in dem Gehäuseteil .Il durch das Handrad 42 Verstellt
werden kann.
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I >ie mittlere Achse _1,3 des (;e@trielws ist auf der eitlen
Seite fest Gin (Gehäuse t r gelagert und anderUrseits inl zweitciligeil (@ehüuse
3° mittels eine \i':ilzl;tgers al);e:tützt. Auf dieser Achse ist das Smlnenrad 44
aufgekeilt. :Mardern ist auf ihr die (locke 43 und die in zwei Teile unterteilte
Lager-22" und 22b fül- die Lagerung der Planeten-Oder 23 drehbar gelagert.
1)1e Beiden Scheinen 22r' und 22b werden durch Abstandstücke 46 und Schratlhell
47, die zwisch;1t den I'lanetenrä deru durchgreifen. miteinander Verbunden.
IN Drehzapfen -0 der Schwinghebel sind hier nicht in den I'lalletenrüdern
-3 gelagert, sotuleni unmittelbar irr <1e11 I.agcrscllcilieil 22i und 2-r. Dafür
sind die I'laiwtenr:üler 23 ihrerseits nicht unmittelbar in den Lagcrsch,#ibcti,
sondern auf den Drehzapfen 26° der @cllwingllelicl gelagert. Die Glocke .l5
weist außer der Inrlcrlverzahnung auch noch auf der :\ul@cliscitc eine Verzahtlung
48 auf, in die das auf der :\lltriellswclle -2o" sitzende Ritzel 49 eingreift.
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Durch die starke Wersetzung zwischen Ani und Gehäuse 3 auf
der Eingangsseite und eine entsprechend grolle Übersetzung auf der Ausgangsseite
laufen die eigentlichen Getriebeteile mit vcrh;iltllism;il.iig geringer Drehzahl.
Dies ist für die Schaltwcrlagetricll, grundsätzlich, also auch für solche, die nicht
nach Anspruch i vorliegender 1?rtiii(lting ausgeführt sind, Von größter Bedeutung.
Solche Getriebe Mimen nämlich nur liis zu einer A,grenzten Drehzahl (etwa iooo U/min)
ohne die ( Gefahr zti starker I?rschütterungen der scliwingen(lcn "heile lletricll(n
werden. Durch die ;111) 11;111i1 del- \h1). 3 Iris 5 I>escllriel>ene Anordnung kann
dieser Nachteil völlig lleseitigt werden. Außerdem ist, wie ersichtlich, die Urstelleinrichtung
für die iireisscllcilic S in diesem Falle einfacher auszubilden. l)ic Ansprüche
.l bis 6 haben daher auch selbständige l',c(Ictltllllg.
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Eiire weitere :\u:fiilirtiiigsiiicigliclikeit Wäre noch dadurch gcgel>en.
(1a1.9 die Achse .i3 des Sonnenrads über eine Kupplung gegen (las feste Gehäuse
abgestiitzt wird und in gleicher Weise die das Ritzel .I9 tragende \\'clle. Dann
kann sowohl diese Welle als auch de Achse 43 wahlweise mit einer Abtriebs-«-elle
oder mit dem feststehenden Gehäuse gekuppelt werden. Außer den zwei an und für sich
schon erreichbaren Geschwindigkeitsbereichen ließe sich hiermit eine zusätzliche
Erweiterung des GeschNvindigkeitsbereichs des Schalttaerksgetriebes erzielen.
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In Fällen, wo eine Umkefir der Mriebsdrehrichtung erforderlich ist,
läßt sich das Getriebe in allen Ausführungsformen leicht mit einer Wendekupldung
kombinieren.