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Stufenloses Wechselgetriebe Gegenstand der Erfindung ist ein stufenloses
Wechselgetriebe, bestehend aus zwei Paaren kegelstumpfförmiger, durch einen Riemen
miteinander in Verbindung stehender Scheiben, wobei jedes Paar kegelstumpfförmiger
Scheiben eine in axialer Richtung bewegliche Scheibe aufweist, die auf der entgegengesetzten
Seite angeordnet ist, auf der sich die bewegliche Scheibe des anderen Paares befindet
und wobei jede bewegliche Scheibe mit einem verschiebbaren Arm verbunden ist, der
mit einer Stange beweglich ist, die parallel zur Drehachse der Scheiben gleiten
kann, wobei die obenerwähnten Arme Teile eines Hebels bilden, der in bezug auf die
obenerwähnte, zwischen den beiden Scheibenpaaren angeordnete Stange schwingen kann.
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Bekannt sind Riemenscheibenwechselgetriebe, bei denen die Riemenscheiben
aus zwei gegeneinander verstellbaren Kegelstumpfen bestehen, von denen der eine
zum Wechseln der Geschwindigkeit auf der Welle verschoben werden kann, wobei der
verschiebbare Kegelstumpf aus mehreren aufeinander verschiebbaren, aber miteinander
undrehbar verbundenen Teilen zusammengesetzt ist, die nacheinander gegen den auf
der Welle befestigten Kegelstumpf bewegt werden können.
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Das neue Wechselgetriebe hat demgegenüber eine besondere mechanische
Verbindung der beiden beweglichen Scheiben zum Gegenstand, deren Lage sich im gleichen
Sinn verändert, wenn sie nach beiden Seiten durch den über die beiden Scheibenpaare
laufenden Riemen verschoben werden.
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Diese besondere Verbindung besteht aus einem in bezug zu einer Stange
schwenkbaren Hebel. Durch die Lageveränderung der Stange zwischen den
Scheibenpaaren
wird die Geschwindigkeitsänderung herbeigeführt.
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Mittels dieses Hebels kann man die Riemenspannung entweder vor der
Geschwindigkeitsänderung oder während der Geschwindigkeitsänderung verändern, wobei
der Hebel in bezug auf die vorgenannte Stange entsprechende Winkelstellungen einnimmt.
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Zum Zweck, die Steuerung der Abstandsänderung zwischen den beiden
Scheiben zu vereinfachen, besteht bei dem stufenlosen Wechselgetriebe nach der neuen
Erfindung jedes Paar kegelstumpfförmiger Scheiben aus einer einzigen in axialer
Richtung beweglichen Scheibe, die auf der entgegengesetzten Seite angeordnet ist,
auf der sich die bewegliche Scheibe des anderen Paares befindet, und die mit dieser
letzteren durch eine mechanische Verbindung gekuppelt ist, derart, daß die beiden
beweglichen Scheiben gleichzeitig in demselben Sinn verschoben werden, um die Näherung
der Scheiben des einen Paares und die Entfernung des anderen Paares und umgekehrt
zu bewirken.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist jede in axialer
Richtung bewegliche Scheibe mit einem schwenkbaren Arm verbunden, der durch eine
Stange mit dem entsprechenden schwenkbaren Arm an der beweglichen Scheibe des anderen
Paares gekuppelt ist.
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Um die Regelung der Spannung des Riemens zu gestatten, insbesondere
um die Abnutzung desselben auszugleichen, ist vorgesehen, die Länge der obenerwähnten
Stange einstellbar zu machen.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform ist jede in axialer Richtung bewegliche
Scheibe mit einem verschiebbaren Arm verbunden, der mit einer Stange beweglich ist,
die parallel zur Drehachse der Scheiben gleiten kann.
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In diesem Fäll bilden die obenerwähnten Arme vorzugsweise Teile eines
Hebels, der in bezug auf die obenerwähnte, zwischen den beiden Scheibenpaaren angeordnete
Stange schwingen kann, wobei die Winkelstellung des genannten Hebels in bezug auf
die ihn tragende Stange regelbar ist.
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Gemäß einer dritten Ausführungsform ist jede in axialer Richtung bewegliche
Scheibe mit einem Arm verbunden, der einen Teil eines Hebels bildet, der in bezug
auf eine zwischen den Achsen der Scheiben parallel zu diesen Achsen gleitende Stange
schwingen kann, wobei einer der Punkte des erwähnten Hebels so geführt wird, daß
im Laufe der Verschiebungsbewegung seines auf der Gleitstange gelagerten Schwenkpunktes
in dem einen oder anderen Sinn aus seiner Mittelstellung, die der Gleichheit der
Umschlingungshalbmesser des Riemens auf die beiden Scheibenpaare entspricht, der
erwähnte Hebel in dem Sinn schwingt, der das Bestreben hat, die Spannung des Riemens
unverändert zu halten.
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Insbesondere kann die Führung des obenerwähnten Punktes des schwenkbaren
Hebels dadurch bewirkt werden, daß dieser Punkt an einen schwenkbaren Arm angelenkt
ist, dessen Schwenkpunkt sich im Mittelpunkt eines Kreises befindet. der durch die
Stellungen geht, die dieser geführte Punkt für die Mittelstellung und für jede der
äußersten Stellungen der in axialer Richtung beweglichen Scheiben einnehmen muß,
damit die Spannung des Riemens für diese drei Stellungen unverändert bleibt.
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Es ist vorteilhaft, welches auch immer die angenommene Ausführungsform
sein mag, das stufenlose Wechselgetriebe gemäß der Erfindung in einem abnehmbaren
Flanschdeckel zu lagern, an dem kein Teil des eigentlichen Getriebes befestigt ist,
so daß man nach seiner Abnahme freien Zutritt zu den kegelstumpfförmigen Scheiben
hat, um gegebenenfalls die Auswechslung eines Riemens zu erleichtern.
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Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden sich im Laufe
der Erläuterung der Zeichnungen ergeben, die schematisch nur als Beispiel einige
Ausführungsformen eines stufenlosen Wechselgetriebes gemäß der Erfindung darstellen.
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Fig. I ist eine Ansicht einer ersten Ausführungsform des stufenlosen
Wechselgetriebes gemäß der Erfindung, von dem gewisse Teile im Schnitt dargestellt
und andere, die für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind, fortgelassen
worden sind.
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Fig. 2 bis 4 stellen in ähnlicher Weise andere Ausführungsformen des
stufenlosen Wechselgetriebes gemäß der Erfindung dar.
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In diesen verschiedenen Figuren bezeichnen dieselben Bezugszeichen
ähnliche Teile.
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In Fig. I ist ein stufenloses Wechselgetriebe dargestellt, das aus
einem Paar kegelstumpfförmiger Scheiben 2 und 3 besteht, die durch eine Welle 4
in Umdrehung versetzt werden. Diese Scheiben sind so gelagert, daß ihr Abstand verändert
werden kann. Wenn man diesen Abstand verändert, entfernen sich die Stäbe 5, deren
Enden in Form von Zapfen 6 in schwalbenschwanzförmige Nuten eingreifen, die längs
den Erzeugenden der Kegelstümpfe verlaufen, von der Drehachse der Scheiben oder
nähern sich derselben entsprechend dem Sinn der Veränderung des Abstandes zwischen
diesen. Um die Zeichnungen zu vereinfachen, sind nur einige der Stäbe 5 und der
schwalbenschwanzförmigen Nuten, in die die Zapfen 6 eingreifen, dargestellt. Die
Stäbe 5 weisen Rillen 7 auf, die zum Einlegen trapezförmiger Riemen 8 dienen können,
die ebenfalls in entsprechende Rillen 9 eingelegt sind, die in Stäben Io vorgesehen
sind, deren Enden in Form von Zapfen II in schwalbenschwanzförmigen Nuten längs
den Erzeugenden der kegelstumpfförmigen Flächen zweier anderer kegelstumpfförmiger
Scheiben 12 und 13 gleiten können, deren Abstand ebenfalls verändert werden kann.
Um die Zeichnung zu vereinfachen, sind nur einige der Stäbe io und schwalbenschwanzförmige
NTuten, in die die Zapfen i i eingreifen, dargestellt. Diese Scheiben sind auf einer
Welle 14 aufgekeilt, die sich mit einer veränderlichen Geschwindigkeit bei gleichbleibender
Geschwindigkeit der Antriebswelle 4 drehen muß, wenn man den Abstand der Scheiben
-9 und 3 und der Scheiben 12 und 13 verändert.
Wenn man den Abstand
zwischen den Scheiben 2 und 3 verändert, wird der Abstand der Scheiben I2 und I3
in jedem Augenblick in bestimmtem Verhältnis in umgekehrtem Sinn zu dem für das
erste Scheibenpaar in dem fraglichen Augenblick angenommenen geändert.
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Diese Veränderung des Abstandes der Scheiben der beiden Paare wird
in Fig. I folgendermaßen bewirkt: Wenn man, ausgehend von der dargestellten Stellung
der Teile, eine Stange I5 im Sinn des Pfeiles X verschiebt, schwingt ein pendelnder
Arm I6 im Sinn des Pfeiles Y um seinen Schwenkpunkt I7. Dieser pendelnde Arm ist
durch eine Stange I8 mit einem pendelnden Arm I9 verbunden, dessen Schwenkpunkt
mit 2o bezeichnet ist. Dieser letztere Arm bewegt sich also im Sinn des Pfeiles
Z. Der pendelnde Arm I6 ist durch einen Zapfen 2I mit einem Gehäuse 22 verbunden,
das ein Kugellager 23 enthält, welches die axiale Verschiebung der Scheibe I2 gegen
die Scheibe I3 bewirkt, die in axialer Richtung unbeweglich bleibt. Der Arm I9 ist
durch einen Zapfen 24 mit einem Gehäuse 25 verbunden, das ein zweites, in der Zeichnung
nicht dargestelltes Kugellager enthält, welches die Scheibe 3 von der Scheibe 2
entfernt, die in axialer Richtung unbeweglich bleibt. Durch geeignete Wahl der Länge
der pendelnden Arme I6 und I9 kann man eine verhältnismäßige Verschiebung der Scheiben
I2 und I3 entsprechend dem Verhältnis bewirken, das man zwischen den Umdrehungsgeschwindigkeiten
der Wellen 4 und I4 zu erhalten wünscht. Da die Scheibe 12 auf der entgegengesetzten
Seite angeordnet ist, auf der sich die Scheibe 3 befindet, hat die Verschiebung
dieser Scheiben in demselben Sinn die Wirkung, daß sich die Scheiben des einen Paares
nähern und die Scheiben des anderen Paares sich entfernen, und umgekehrt. Um die
Spannung des Riemens zu regeln, gegebenenfalls um die Abnutzung desselben auszugleichen,
ist vorgesehen, die Länge der Stange I8 einstellbar zu machen. Diese besteht z.
B. aus zwei mit Rechts- und Linksgewinde versehenen Stangen, auf die eine mit entsprechenden
Gewindegängen versehene Mutter 26 aufgeschraubt ist.
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Die Wellen 4 und I4 sind in einem Gehäuse 27 gelagert, das auch die
Schwerpunkte I7 und 2o enthält. Um das etwaige Auswechseln eines abgenutzten Riemens
zu erleichtern, ist es zweckmäßig, das stufenlose Wechselgetriebe in einem in bezug
auf das Gehäuse 27 abnehmbaren Flanschdeckels 28 zu lagern (Fig.2). Dieser Flanschdecke1
28 ist jedoch an keinem Teil des eigentlichen Getriebes befestigt, so daß man nach
seiner Abnahme freien Zutritt zu den kegelstumpfförmigen Scheiben hat, um gegebenenfalls
die Auswechslung eines Riemens zu erleichtern.
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Zu diesem Zweck ist bei dem stufenlosen Wechselgetriebe gemäß Fig.2
jede axiale bewegliche Scheibe 3 und I2 mit einem verschiebbaren Arm 29 bzw. 3o
verbunden, der mit der Stange I5 beweglich ist, die parallel zur Drehachse der Scheiben
gleiten kann. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist der Riemen, der die Übertragung
der Bewegung des einen Scheibenpaares auf das andere gewährleistet, nicht dargestellt.
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Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform bilden die Arme 29
und 3o Teile eines Hebels 3I, der im Punkt 32 in bezug auf die Gleitstange I5 schwingen
kann. Die Winkelstellung dieses Hebels 31 ist in bezug auf die Stange 15
regelbar. Zu diesem Zweck ist dieser Hebel durch ein Gelenk 33 mit einer mit Gewinde
versehenen Stange 34 verbunden, die in eine Mutter 35 eingeschraubt ist, die man
zwar drehen kann, die aber in einem starr mit der Gleitstange I5 verbundenen Bund
36 gelagert ist, so daß sie sich in axialer Richtung in bezug auf diese nicht verschieben
kann.
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Mittels der Regelung der Winkelstellung des Hebels 3I kann man die
Spannung des Riemens einstellen.
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In Fig. 4 ist ein stufenloses Wechselgetriebe dargestellt, bei dem
einer der Punkte 37 des Hebels 3I an einen schwenkbaren Arm 38 angelenkt ist, dessen
Schwenkpunkt 39 sich im Mittelpunkt eines Kreises befindet, der durch die Stellungen
geht, die der Punkt 37 für die Mittelstellung 37' und für jede der äußersten Stellungen
37 und 37'' entsprechend den äußersten Stellungen der in axialer Richtung beweglichen
Scheiben 3 und I2 einnehmen muß.
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In Fig. 4 ist die Mittelstellung des Hebels 3I in strichpunktierten
Linien dargestellt. Wie man erkennen kann, macht die Richtung 32'-37' mit der Richtung
32-37 einen gewissen Winkel. Dasselbe gilt für die Richtung 32'-24' mit der
Richtung 32 und 24 und die Richtung 32'-21' mit der Richtung 32-2i.
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Die Mittelstellung des Hebels macht einen Winkel derselben Art mit
der äußersten Stellung, für die der Punkt 37 sich in 37" befindet. Die Schwingung
des Hebels 31 nach beiden Seiten seiner in strichpunktierten Linien dargestellten
Stellung 31' hat das Bestreben, die Spannung des Riemens unverändert zu halten.
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Man kann durch Rechnung zeigen, daß, damit diese Spannung genau unverändert
bleibt, der Punkt 37 eine Parabel beschreiben muß, deren Parameter von gewissen
angenommenen konstruktiven Einrichtungen abhängt. In der Praxis nähert sich der
Kreisbogen 37, 37', 37", der durch die beiden äußersten Stellungen und durch die
Mittelstellung des Punktes 37 geht, in ausreichendem Maße dieser Parabel, um annehmen
zu können, daß die Spannung des Riemens sich im Laufe der durch das Wechselgetriebe
gestatteten Geschwindigkeitsänderung nicht in unzulässigen Grenzen ändert.
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Um die Anfangsspannung des Riemens regeln zu können, ist vorgesehen,
die Lage des Drehpunktes 39 des drehbaren Armes 38 in der durch den Doppelpfeil
R angedeuteten Richtung, d. h. senkrecht zu der Gleitbewegung der Stange 15, regelbar
zu machen.
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Es ist selbstverständlich, daß die Erfindung nicht ausschließlich
auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist und daß
wohl
Abänderungen in der Form, der Anordnung und Ausbildung gewisser zu ihrer Ausführung
erforderlichen Bestandteile angebracht werden können, unter der Bedingung, daß diese
Abänderungen nicht im Widerspruch zu dem Gegenstand eines jeden der folgenden Ansprüche
stehen.