DE883241C

DE883241C - Infinitely variable change and reversing gear, consisting of a change gear designed as an epicyclic friction gear in connection with a differential

Info

Publication number: DE883241C
Application number: DEP53604A
Authority: DE
Original assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 1948-09-02
Filing date: 1949-09-02
Publication date: 1953-07-16

Description

Stufenloses Wechsel- und Wendegetriebe, bestehend aus einem als Umlaufreibradgetriebe ausgebildeten Wechselgetriebe in Verbindung mit einem Differential Bei den bekannten stufenlosen Wechsel- und Wendegetrieben sind die -Geschwindigkeitsänderungen, die sich mit ihnen erzielen lasen, im allgemeinen ziemlich beschränkt. Will man bei ihnen von den Geschwindigkeiten der treibenden Welle (Motorwelle) sehr unterschiedliche Geschwindigkeiten erhalten, so kuppelt man gewöhnlich mit dem stufenlosen Getriebe ein Schnellganggetriebe oder ein Reduktionsgetriebe.Infinitely variable change and reversing gear, consisting of an epicyclic friction gear trained change gear in connection with a differential In the known Infinitely variable change and reversing gears are the speed changes that could be achieved with them, in general rather limited. Do you want to them from the speeds of the driving shaft (motor shaft) very different To maintain speeds, one usually engages with the continuously variable transmission an overdrive gearbox or a reduction gearbox.

Um den Bereich derGeschwindigkeitsänderungen bei derartigen Getrieben ohne die zusätzliche Verwendung von Schnellganggetrieben oder Reduktionsgetrieben zu vergrößern, hat man Getriebe gebaut, bei denen das stufenlose Wechsel- und Wendegetriebe mit einem Differentialgetriebe kombiniert ist, von dem die gewünschte Bewegung abgenommen wird. So sind 'Getriebe dieser Art bekannt, die aus einem als Umlaufreibradgetriebe ausgebildeten Wechselgetriebe mit torischen Laufflächen und verstellbaren Laufrädern in Verbindung mit einem als Zahnradgetriebe ausgebildeten Differential bestehen, wobei einer der Laufringe des Wechselbetriebes und eines der Zentralräder des Differentials fest mit der Antriebswelle verbunden sind, während das andere Zentralrad des Differentials fest an dem das Geschwindigkeitswechselglied bildenden zweiten Laufring des Wechselgetriebes sitzt und der Käfig des Differentials fest mit der Abtriehswelle verbunden ist.To the range of speed changes in such gearboxes without the additional use of overdrive gears or reduction gears to enlarge, one has built gears in which the continuously variable change and reversing gear is combined with a differential gear from which the desired movement is removed will. So 'gear of this type are known, which consist of an epicyclic friction gear trained change gear with toric running surfaces and adjustable impellers exist in connection with a differential designed as a gear train, one of the races of the alternating mode and one of the central gears of the differential are firmly connected to the drive shaft, while the other central gear of the differential fixed to the speed change member forming the second race of the change gear sits and the cage of the differential is firmly connected to the take-off shaft.

Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Getriebe-der vorbezeichneten Art, bei dem auch das Differential aus einem Reihradgetriebe, besteht. Es gibt allerdings kombinierte Getriebe, bei denen die Einzelgetriebe ausschließlich mit Reibung arbeiten, aber keine Differentialgetriebe sind. Bei den kombinierten Getrieben der hier vorliegenden Art stellt aber der Ersatz des Zahnraddifferentials durch ein . Reibrä:ddifferential neue Aufgaben für die Erzielung einer praktisch brauchbaren Ausführung. Wesentlich sind hierfür die Anordnung des das Wechselglied bildenden Laufringes des Wechselgetriebes und die Mittel zur Erzeugung des notwendigen Axialdruckes. Die bei den bekannten Getrieben angewandten diesbezüglichen Anordnungen und Mittel sind unbefriedigend. Bei den bekannten Anordnungen ist der betreffende Laufring durch ein besonderes Lager auf der Antriebswelle abgestützt, während die Mittel zur Erzeugung des Axialdruckes nur auf einen Teil der Getriebe wirken: Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der,das Geschwindigkeitswechselglied des Wechselgetrieben bildende Laufring di@eGetriebewelle völlig frei, d. h. ohne Berührung mit ihr, umgibt und .sich einerseits auf die verstellbaren Laufräder des Wechselgetriebes und andererseits auf die Umlaufräder des Differentials stützt, und daß der zur Erzeugung genügender Reibung erforderliche Axialdruek durch eine Vorrichtung erfolgt, die zwischen der Antriebswelle und dem mit ihr in Verbindung zu haltenden Zentralrad des Differentials eingebaut ist.The invention relates to a combined transmission of the aforementioned Type in which the differential also consists of a three-wheel drive. It gives However, combined gear, in which the individual gear exclusively with Friction work, but are not differential gears. With the combined gearboxes of the type presented here, however, replaces the gear differential a . Reibrä: ddifferential new tasks for the achievement of a practically useful Execution. What is essential for this is the arrangement of the interchangeable link Race of the gearbox and the means for generating the necessary axial pressure. The related arrangements and means used in the known transmissions are unsatisfactory. In the known arrangements, the race in question is supported by a special bearing on the drive shaft while the funds to generate the axial pressure only act on part of the gearbox: On the other hand The invention consists in that the, the speed change element of the change gear forming race di @ e gear shaft completely free, d. H. without touching her, surrounds and .sich on the one hand on the adjustable wheels of the change gear and on the other hand based on the planetary gears of the differential, and that the generation of sufficient Friction required Axialdruek takes place through a device between the Drive shaft and the central gear of the differential to be held in connection with it is built in.

Durch das Zusammenwirken dieser beiden Merkmale ist ein stets einwandfreies Arbeiten von stufenlosen Wechsel- und Wendegetrieben der hier vorliegenden Art ermöglicht, Außerdem ergibt sich bei dieser Ausbildung der Vorteil, daß die Umlaufräder des Differentials gleichzeitig als Wälzlager des Geschwind igkeitswechselgliedes dienen.Due to the interaction of these two features, one is always flawless Work of continuously variable change and reversing gears of the type presented here enables In addition, this training has the advantage that the planetary gears of the Differential also serve as a roller bearing of the speed change member.

In der Zeichnung ist ein. Ausführungsbeispiel eines kombinierten Getriebes gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing is a. Embodiment of a combined transmission shown according to the invention.

Abb. i ist ein axialer Längsschnitt des Getriebes; Abb. 2 ist eine Abwicklung und Abb. 3 eine Stirnansicht eines Einzelteiles, und Abb. 4. ist ein Querschnitt nach Linie A-A' der Abb. i.Fig. I is a longitudinal axial section of the transmission; Fig 2 is a Development and Fig. 3 is an end view of an individual part, and Fig. 4 is a Cross section along line A-A 'of Fig. I.

i bezeichnet die Welle, welche die zu übertragende Bewegung aufnimmt, und @2 das Element, Ton welchem am Ende der Welle 3 die Bewegung mit der gewünschten veränderlichen Geschwindigkeit abgenommen wird. Die beiden Weilen haben eine @gemeinsame Achse x-x . Sie drehen sich in einem die ganze Vorrichtung umschließenden feststehenden Gehäuse q. in Kugellagern 5 und 37 für die Welle i sowie 35 und 36 für die Wellte 3. Auf der Welle i ist der eine Laufring,6 des Reibradwechselgetriebes aufgekeilt, der eine ringförmige Aussparung besitzt,, deren Querschnitt in -der Ebene der Abbildung einen Kreisabschnitt 7 darstellt. !Gegenüber dem Laufring 6 befindet sich, die Welle -z lose umgebend, der zweite Laufring 8, der das Geschwindigkeitswechselglied des Wechselgetriebes bildet und wie der Ring 6 eine ringförmige Aussparung 9 von der gleichen Krümmung und in einem solchen Abstand aufweist, daß --die beiden Kreisbogenabschnitte 7 und 9 Teile ein und desselben Kreises mit dem Mittelpunkt i bilden. Zwischen diesen beiden-Laufringen sind symmetrisch um die Achse x-x' verteilt mit Druck drei aus _deren Reibrollen größter bestehende Durchmesser Laufrärder gleich zo angeordnet, dem des Kreises 7, 9 ist, wobei die den größten Durchmesser enthaltende Mittelebene der Räder deren Achsen im Punkt i schneidet. Die Laufräder io drehen sich durch Kugellager lose um die Achsen ihrer Wellen.i2, werden durch die Drehung des Laufringes 6 und durch den von den Laufringen 6 und 8 ausgeübten Druck in Drehung versetzt und übertragen auf den Laufring 8 eine Drehbewegung um die Achse x-x' in einem der Welle i entgegengesetzten Drehsinn. Die Laufräder sind um eine Achse verstellbar, die senkrecht zur Zeichnungsebene steht und durch den Punkt i geht. Jede Verstellung der Laufräder führt für den Laufring 8 eine entsprechende andere Drehgeschwindigkeit herbei. Für ein einwandfreies Arbeiten ist es notwendig; daß alle Laufräder im gleichen Augenblick so verstellt werden, daß ihre Achsen sich stets in einem gemeinsamen Punkt der Achse x-x schnei!den: Es wird .dies .durch die nachstehend 'beschriebenen Mittel erreicht.i denotes the wave which absorbs the movement to be transmitted, and @ 2 the element, tone from which the movement with the desired variable speed is picked up at the end of the wave 3. The two periods have a @ common axis xx . They rotate in a stationary housing q which surrounds the entire device. in ball bearings 5 and 37 for the shaft i and 35 and 36 for the shaft 3. On the shaft i, the one race 6 of the friction gear is keyed, which has an annular recess, the cross-section of which in the plane of the figure is a circular segment 7 represents. Opposite the race 6, loosely surrounding the shaft -z, is the second race 8, which forms the speed change element of the gearbox and, like the ring 6, has an annular recess 9 of the same curvature and at such a distance that the two circular arc sections 7 and 9 form parts of the same circle with the center i. Between these two races, symmetrically distributed around the axis xx ', three of their friction rollers with the largest diameter running wheels are arranged equal to that of the circle 7, 9, with the center plane of the wheels containing the largest diameter intersecting their axes at point i . The running wheels io rotate loosely around the axes of their shafts by means of ball bearings i2, are set in rotation by the rotation of the race 6 and by the pressure exerted by the races 6 and 8 and transmit a rotary motion to the race 8 around the axis xx ' in a direction of rotation opposite to the shaft i. The running wheels can be adjusted around an axis that is perpendicular to the plane of the drawing and goes through point i. Each adjustment of the running wheels brings about a corresponding different rotational speed for the raceway 8. It is necessary for proper work; that all running wheels are adjusted at the same moment in such a way that their axes always intersect at a common point on axis xx: This is achieved by the means described below.

Die Welle i2 jedes Laufrades io ist in der Mitte des Steges 13. eines 'Bügels 16 befestigt. Außen auf den Schenkeln 14 des Bügels ist senkrecht zu diesen je ein Drehzapfen 15 angebracht. Die beiden Zapfen haben die gleiche Achse und diese liegt in der Ebene des größten Durchmessers des Laufrades. Die Zapfen sind in geeigneten Lagern des Gehäuses 4 drehbar gelagert. Durch Drehen des Bügels a6 um die Zapfen 15 kann die Neigung der Welle rii- zur Achse x-x' der Vorrichtung geändert werden. Die Schenkel 14 der Bügel besitzen über die andere Seite des Steges 13 hinausgehende Verlängerungen, die durch eine Stange 18 miteinander verbunden sind, deren parallel zu den Zapfen 15 ver'lau'fende Achse in der gemeinsamen Ebene der Achsen der Zapfen und der Achsen der Wellen 12 liegt. Die drei Stangen z8 passen zwischen zwei parallele Platten i9, die gegeneinander durch Bolzen 2o abgesteift sind. Die in der Mitte mit Aüsnehmungen versehenen Platten z9 können frei längs der Motorwelle gleiten. Die drei Stangen 18, gegen welche die Platten mit Druck anliegen, halten die Platten stets in einer zur Achse x-x' senkrechten Stellung. jede Verschiebung der Platten längs dieser Achse x-x' zwingt die Achsen aller drei Laufräder i o, sich gleichzeitig um denselben Winkel zur Achse x-x zu neigen. Diese Verstellung wird in folgender Weise bewirkt. Einer der Zapfen 15 eines der Bügel 14 geht durch das Gehäuse ¢ nach außen und besitzt an seinem Ende ein Schneckenrad 1S', in welches eine Schnecke 15" eingreift (Abb.4). Mittels dieser in Lagern des Gehäuses gehaltenen Schnecke kann man den Zapfen 15 und damit den Bügel -i-6'.lcontinuierlich drehen. Der Bügel erteilt dann über diePlatten ig allen dreiLaufrädern io die gleicheBewegung. Dadas Schneckengetriebe 15', 15" selbstsperrend wirkt, widersteht es den Rückwirkungen der Laufringe 6 und 8 auf @die Laufräder io, so daß diese sicher in der jeweiligen ihnen erteilten Stellung gehalten werden.The shaft i2 of each impeller io is in the middle of the web 13th one 'Bracket 16 attached. The outside of the legs 14 of the bracket is perpendicular to these a pivot 15 is attached. The two pins have the same axis and this lies in the plane of the largest diameter of the impeller. The tenons are in suitable Storage of the housing 4 rotatably mounted. By turning the bracket a6 around the tenons 15 the inclination of the shaft rii- to the axis x-x 'of the device can be changed. The legs 14 of the bracket have over the other side of the web 13 extending Extensions that are connected to each other by a rod 18, their parallel to the pin 15 running axis in the common plane of the axes of the pins and the axes of the shafts 12 lies. The three rods z8 fit between two parallel ones Plates i9, which are stiffened against each other by bolts 2o. The one in the middle plates z9 provided with recesses can slide freely along the motor shaft. The three rods 18 against which the plates are pressed hold the plates always in a position perpendicular to the axis x-x '. any displacement of the plates along this axis x-x 'forces the axes of all three running wheels i o to move simultaneously to incline the same angle to the x-x axis. This adjustment is in the following Way effected. One of the pins 15 of one of the brackets 14 goes through the housing ¢ outside and has a worm wheel 1S 'at its end, in which a worm 15 "engages (Fig.4). By means of this screw held in the bearings of the housing the pin 15 and thus the bracket -i-6'.l can be continuously rotated. The coat hanger then gives all three wheels io the same movement via the plates ig. Dadas Worm gear 15 ', 15 " acts self-locking, it withstands the Reactions of the races 6 and 8 on @the wheels io, so that they are safe in the position given to them are maintained.

Die bis jetzt beschriebenen Teile bilden das Geschivind gkeitswechselgetriebe. Das Differentialgetriebe, mit dem das Wechselgetriebe verbunden isst, ist wie folgt ausgeführt. Auf dem Laufring 8 des Wechselgetriebes ist ein Stück 2;I befestigt, welches um die Achsex-x' eine kegelförmige Rotationsfläche -2i2 bildet. Die Teile 8 und 21 bilden zusammen ein Zentralrad (den Außenlaufkranz) des Differentials, dessen Umlaufräder aus den Kegelreibrollen 23 bestehen, deren Kegel die gleiche Spitze wie der Kegel 22 haben. Das zweite Zentralrad (Innenrad) des Differentials ist das Stück -24 mit der kegelförmigen Rotationsfläche, 12'5, deren Spitzen mit derjenigen der Fläche 22 zusammenfällt. Die Kegel 23 stehen durch zwei entgegengesetzte Erzeugende in Reibungseingriff mit den beiden Flächen @2@2 und 2-5-Das Zentralrad 24 ist fest mit der Welle .i verbunden. Die Verbindung besteht aus der im folgenden beschriebenen Vorrichtung, welche gleichzeitig für den nötigen Druck der Kegel 23 auf ihre Laufbahnen und für den Druck der Laufringe 6 und 8 auf die Räder io sorgt. Auf der Welle,i ist durch einen Querstift 28 ein zylindrisches Stück 26 befestigt. Ein anderes zylindrisches Stück 26' ist verschiebbar auf der Welle i angebracht. Auf diesem ist mittels Schrauben 41 eine zylindrische Büchse 2@9 befestigt, die an einem Ende einen Ringflansch 39 besitzt, der sich gegen das Zentralrad 24 legt, welches seinerseits sie Kegelrollen 23 abstützt Die einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Zylinder 26 und i26' besitzen, wie in Abb. 2 und 3 gezeigt, Ausbuchtungen 30 gleicher Größe und in gleicher Anzahl. Zwischen die Ausbuchtungen sind Kugeln 31 eingesetzt, wobei ein und dieselbe Kugel derart zwischen einer Ausbuchtung ges einen Zylinders und einer Ausbuchtung,des anderen Zylinders liegt, daß sie sich in dem von den beiden Ausbuchtungen gebildeten Raum leicht verschieben, aber nicht aus diesem heraustreten kann. Infolge der am Austritt der Vorrichtung von dem anzutreibenden Organ ausgeübten Gegenkraft versuchen die beiden einander gegenüberliegenden Zylinder 26 und 26', sich gegeneinander zu verdrehen, die Kugeln auf den Krümmungsflächen der sich gegenüberliegenden Ausbuchtungen zu rollen und dadurch den Zyl:in.der 26' nach links von dem Zylinder 26 abzudrücken. Der Zylinder z6' überträgt diese Bewegung auf die Büchse 29, die ihrerseits durch den Flansch 39. das Zentralrad 124 nach links drückt. Das Zentralrad 2_1 bildet eine Schulter 40, die ihrerseits die Rollen 23 nach links mitnimmt. Die letzteren übertragen den Druck nach links auf das Zentralrad 21 und den dasselbe tragenden Laufring B. Dieser übt einen Druck auf die Laufräder,io aus, der von den letzteren auf den auf der Welle i befestigten Laufring 6 übertragen wird. Da die Kugeln 3,1 nicht aus ihren Lagern heraustreten können, üben sie auf den Zylinder 2i6' einen um so stärkeren Druck aus, je höher die Gegenkraft ist. Dieser Druck, der sich auf alle in Berührung miteinander stehende Teile fortpflanzt, bewirkt einerseits eine starre Verbindung des Zentralrades 24 mit der Welle i und sorgt anderseits für den für ein gutes Arbeiten des Getriebes notwendigen Längsschub.The parts described so far form the speed change gearbox. The differential gear with which the change gear is connected is as follows executed. A piece 2; I is attached to the raceway 8 of the gearbox, which around the axis x-x 'forms a conical surface of revolution -2i2. The parts 8 and 21 together form a central gear (the outer race) of the differential, whose epicyclic gears consist of the conical friction rollers 23, the cones of which are the same Point like the cone 22. The second central gear (inner gear) of the differential is the piece -24 with the conical surface of revolution, 12'5, whose tips with that of the surface 22 coincides. The cones 23 are opposed by two Generating in frictional engagement with the two surfaces @ 2 @ 2 and 2-5-The central wheel 24 is firmly connected to the shaft .i. The connection consists of the following described device, which at the same time for the necessary pressure of the cone 23 on their raceways and for the pressure of the races 6 and 8 on the wheels io. A cylindrical piece 26 is fastened to the shaft i by a transverse pin 28. Another cylindrical piece 26 'is slidably mounted on the shaft i. On this a cylindrical sleeve 2 @ 9 is attached by means of screws 41, the has an annular flange 39 at one end, which rests against the central wheel 24, which in turn supports them tapered rollers 23 The opposite As shown in FIGS. 2 and 3, the end faces of the cylinders 26 and 26 'have bulges 30 of the same size and number. There are balls between the bulges 31 used, with one and the same ball in such a way between a bulge sat a cylinder and a bulge, the other cylinder lies that it is Slightly move in the space formed by the two bulges, but not can step out of this. As a result of the device to be driven at the outlet of the device Organ exerted opposing force try the two opposing cylinders 26 and 26 'to twist against each other, the balls on the curved surfaces to roll the opposite bulges and thereby the cyl: in.der 26 ' to the left of the cylinder 26 to push. The cylinder z6 'transmits this movement on the sleeve 29, which in turn through the flange 39. the central gear 124 after left press. The central wheel 2_1 forms a shoulder 40, which in turn the rollers 23 to the left. The latter transfer the pressure to the left to the central wheel 21 and the same bearing race B. This exerts a pressure on the running wheels, io which is transferred from the latter to the race 6 fixed on the shaft i will. Since the balls 3, 1 cannot emerge from their bearings, they exert the higher the counterforce, the stronger the pressure on the cylinder 2i6 '. This pressure, which is propagated to all parts in contact with one another, causes on the one hand a rigid connection of the central wheel 24 with the shaft i and on the other hand, ensures the longitudinal thrust necessary for the gearbox to work properly.

Zwischen die Kegelrollen 25 greifen Finger 3'2 eines Ringes 33, der mittels Schrauben 34 an dem Glied 2 befestigt ist, welches in der Aüstrittsweqle 3 der Vorrichtung endet. Die Finger 32 liegen gegen die Umlauf rollen 23 an, so daß deren Drehbewegung um die Achse x-x der Austrittswelle 3 der Vorrichtiung mitgeteilt wird, von der die gewünschte Bewegung abgenommen wird.Fingers 3'2 of a ring 33 grip between the tapered rollers 25 is fastened by means of screws 34 to the link 2, which is in the Aüstrittsweqle 3 of the device ends. The fingers 32 are against the circulation roll 23, so that their rotational movement about the axis x-x of the exit shaft 3 of the device communicated from which the desired movement is removed.

Das Gehäuse, durch welches nur d-ie treibende und getriebene Welle sowie der Stellzapfen für die Laufräder ro nach außen treten, kann völlig dicht gestaltet werden, so daß eine vollkommene Schmierung der Vorrichtung durch Eintauchen aller beweglichen Teile in 0l möglich ist.The housing through which only the driving and driven shaft as well as the adjusting pin for the impellers ro step outwards, can be completely tight designed so that complete immersion lubrication of the device of all moving parts in 0l is possible.

Claims

PATENT CLAIM: Continuously variable change and reversing gear, consisting from a gearbox designed as a Umlaufreibradgetrvebe with toric Running surfaces and adjustable impellers in conjunction with one also used as a friction gear trained differential in which one of the races of the gearbox and one of the central gears of the differential is firmly connected to the drive shaft, while the other central wheel of the differential is fixed to that of the speed change element forming the second race of the gearbox sits uni the cage of the differential is firmly connected to the output shaft, characterized in that the speed change member of the alternating operation forming the running ring (8) the transmission shaft (i) completely free, d. H. without touching it, surrounds and one hand on the adjustable wheels (iio) of the gearbox and on the other hand to the planetary gears (23) of the differential supports, and that, the axial pressure required to generate sufficient friction by the device (26, i26 ', 31, 29, 39) carried out between the drive shaft (i ') and the central wheel (24) of the differential to be held in connection with it is built in. Attached publications: German patent specifications No. 93 64o,, 218 417, 405 SIO, 727 962; British Patent No. 13155/19o5; French patent no. 375099, 57'00'510; U.S. Patent No. I 150 212; Journal VDI 1943, p. 706/707; Maschinenbau magazine, Der Betrieb, 1929, pp. 71o to 716.