WO1992018792A1

WO1992018792A1 - Formschlüssig arbeitendes stufenloses getriebe

Info

Publication number: WO1992018792A1
Application number: PCT/EP1992/000850
Authority: WO
Inventors: Klaus Meinert
Original assignee: Klaus Meinert
Priority date: 1991-04-16
Filing date: 1992-04-15
Publication date: 1992-10-29
Also published as: DE4112410A1; AU1586092A

Abstract

Den bekannten formschlüssig arbeitenden Getrieben haftet der Nachteil an, daß sie nicht stufenlos regelbar sind, was zu komplizierten Umschaltvorgängen und Leistungsverlusten führt. Aufgabe der Erfindung ist es ein formschlüssig arbeitendes Getriebe zu schaffen, welches darüber hinaus noch stufenlos regelbar ist. Die Erfindung wird im Prinzip dadurch gelöst, daß ein Regelrad mit stufenlos regelbarem Wirkkreis vorgesehen ist. Dieser Wirkkreis wird zum vereinfachten Aufbau des Getriebes nur innerhalb des Lasteingriffsbereiches vorgesehen, besteht insofern also nur virtuell. Eine einfache Ausgestaltung eines derartigen Regelrades besteht aus der Kombination eines Zentralritzels (8) mit einer Getriebekette (7), wobei innerhalb des Lasteingriffsbereiches die Krümmung der Getriebekette (7) und damit der dort effektive Wirkkreis durch einen verstellbaren Grundkörper (12, 13) erreicht wird, der vorzugsweise aus zwei verstellbaren Kegelrädern besteht.

Description

Formschlüssiq arbeitendes stufenloses Getriebe

Die Erfindung betrifft ein formschlüssig arbeitendes regelbares Getriebe. Ein derartiges Getriebe ist beispielsweise aus der DΞ- OS 32 21 236 bekannt. Bei diesem bekannten Getriebe geschieht die Regelung des Übersetzungsverhältnisses dadurch, daß wenigstens ein Zahnrad mit veränderbarer Zähnezahl vorgesehen ist. Dieses bekannte Getriebe ist damit in der Lage aufgrund seiner formschlüssigen Arbeitsweise größere Leistungen innerhalb eines regelbaren Übersetzungsbereiches zu übertragen. Das bekannte Getriebe erlaubt allerdings keine stufenlose Regelung, da der Übersetzungsbereich jeweils durch Einfügen eines zusätzlichen Zahns am Regelrad geändert wird. Nachteilig bei dem bekannten Getriebe ist es weiterhin, daß die verwendete endlose Gliederkette es notwendig macht, daß an der Stelle, wo die Zähne eingefügt v/erden, ein Zahnsprung herrscht, wodurch sich eine ungleichförmige Bewegungsübertragung ergibt und keine genaue Teilung des Zahnabstandes im Regelrad möglich ist.

Aus der DE-OS 25 18 496 ist zwar ein stufenlos regelbares Getriebe bekannt. Mit einem derartigen Getriebe lassen sich aber keine größeren Leistungen verlustarm übertragen.

Die Erfindung geht daher aus von einem Getriebe der sich aus dem Oberbegriff des Anspruch 1 ergebenden Gattung und hat sich zur Aufgabe gestellt ein derartiges Getriebe im Sinne einer stufenlosen Regelbarkeit zu verbessern. Das Getriebe soll darüberhinaus in, Anbetracht seiner Leistungsfähigkeit einfach aufgebaut und preiswert herstellbar sein. Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs i ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin , das Regelrad derart: auszugestalten, daß der Wirkkreis zumindest im effektiver. Bereich stufenlos verkleinert bzw. vergrößert wird, wirkungsmäßig erhält somit das formschlüssig arbeitende Regelrac eine sich stufenlos ändernde Gestalt, die sich ohne Sprünge sr. das gewünschte Übersetzungsverhältnis anpaßt.

Eine besonders einfache Ausgestaltung des Regelrades ergibt sich in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung aus der Mehrmalskombination nach Anspruch 2. Das hier genannte Prinzip besteht im Kern darin, das Regelrad aus einer. Umschlingungsmittel zu bilden, welches über ein Führungsmittel stufenios veränderbaren Umfangs geführt ist. Dabei ist es durchaus nicht notwendig, daß das Umschlingungsmittel um den gesamten gerade eingestellten Führungsumf ng des Grundkörpers gelegt ist. Es genügt, daß im Lasteingriffsbereich das umschlingungsmittel derart geführt ist, daß es die Wirkung eines vergrößerten bzw. verminderten Wirkkreises hat. Hierdurch ergeben sich erhebliche Vereinfachungen in der Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Getriebes wie nachfolgend noch erläutert wird. Im Gegensatz also zu dem aus der DE-OS 32 21 236 (siehe Figur 1} beschriebenen formschlüssigen Regelrad (1) besteht das erfindungsgemäße Regelrad vorzugsweise nur virtuell irr. Lasteingriffsbereich, was zwar eine vereinfachte Ausgestaltunc zuläßt, hinsichtlich der Wirksamkeit aber keinen Nachteil bringt. Eine besonders einfache Ausgestaltung hinsichtlich des U schlingungsmittels ergibt sich in vorteilhafter Weiterbildunc der Erfindung aus der aus Anspruch 3 ersichtlicher. Merkmalskombination. Derartige Umschlingungsmittel sind bereits im Handel erhältlich, wodurch der Aufbau des erfindungsgemäßer. Getriebes erheblich vereinfacht wird. Verbesserungsmöglichkeiter. der bekannten Umschlingungsmittel können dahin gehen, die Schwenkbarkeit der einzelnen Glieder zueinander zu erweitern, so daß sich ein vergrößerter εtufenloser Regelbereich ergibt. Die schwenkbaren Glieder machen es möglich, daß die mit dieser, verbundenen Eingriffselemente ebenfalls schwenken und somit, virtuell Zahnräder eines stufenlos geänderten Wirkkreises nachbilden, dessen Umfang von dem jeweiligen Schwenkwinkel der einzelnen Glieder abhängt.

Für das erfindungsgemäße Getriebe haben sich in vorteilhafter Weiterbildung des Umschlingungsmittels insbesondere Ketten- und Zahnriemen bewährt, wie sie gemäß Anspruch 4 definiert sind. Diese Umschlingungsmittel sind zum Teil im Handel bereits erhältlich, was eine zusätzliche Vereinfachung im Aufbau des erfindungsgemäßen Getriebes bedeutet. Insbesondere hat sich dabei eine doppelt verzahnte Kette bewährt, die unter dem Handelsnamen "Biflex" erhältlich ist.

Bei der Auswahl der Verzahnung von Umschlingungsmittel und zweitem Zahnrad ist darauf zu achten, daß diese so gewählt wird, daß die Verzahnung von Umschlingungsmittel und zweitem Zahnrad über den gesamten Regelbereich nicht außer Eingriff kommen kann. Eine besonders einfache Ausgestaltung für den Grundkörper ergib'. sich durch Anwendung der Merkmalskombination nach Anspruch 5. Eine derartige Konstruktion hat sich bei formschlüssiger. Getrieben bereits bewährt, wie aus der DE-OS 32 21 235 Figur 1Ξ und 25 ersichtlich ist. Der Grundkörper des vorliegender. Getriebes weicht aber von dem bekannten Grundkörper insoweit ab, daß nicht (bis auf Ausnahme eines Zahnes) der gesamte Führungsumfang vom Umschlingungsmittel umschlungen wird, sondern nur etwa der halbe Bereich. Um gleichwohl zas Umschlingungsmittel mit dem Grundkörper in Eingriff zu halten, wird vorzugsweise eine Spanneinrichtung vorgesehen, welche css Umschlingungsmittel in Höhe des Lasteingri fsbereichs gegen der. Grundkörper zieht und somit einen stabilen Eingriffsbereich für das zweite Zahnrad in das Umschlingungsmittel bildet.

Die Merkmale nach Anspruch 6 beschreiben eine besonders einfache Ausgestaltung der Spanneinrichtung. Hinsichtlich des spannender. Rades ist dabei zu beachten, daß dieses in seiner Form an die Ausgestaltung des Umschlingungsmittels insbesondere des Riemens oder der Kette angepaßt ist. So kann beispielsweise bei der ober. genannten "Biflex" - Kette, bei Anwendung entsprechend ausgestalteter Zähne an dem Rad, auf seitliche Führungsflächer. verzichtet werden, da diese in der genannten Kette berei" vorgesehen sind.

Im Rahmen der Erfindung kann die Kraft wahlweise vom zweiter. Zahnrad zum Umschlingungsmittel oder auch umgekehrt Übertrager, werden. Vorteilhaft ist dabei in Weiterbildung der Erfindung die Aniv-endung der Merkmalskombination nach Anspruch 7. Praktisch bedeutet dies, daß im Lasteingriffsbereic das Umschlingungsmittel von dem Zentralritzel abgestützt wird, s: daß das Zentralritzel mit aufgelegtem Umschlingungsmittel virtuell im Eingriffsbereich das Regelrad bildet. Dabei ist es möglich, daß das zv/eite Zahnrad örtlich nicht verschiebbar aber drehbar gelagert ist und das Umschlingungsmittel um das Zentralritzel läuft.

Eine besonders vorteilhafte Konstruktion ergibt sich allerdings, wenn man das Zentralritzel ortsfest wählt und in Weiterbildung der Erfindung die Merkmale nach Anspruch 8 anv/endet. Die Verwendung des ortsfesten Zentralritzels ist dabei sehr zweckmäßig aber nicht zwingend. Unabhängig davon, ob nun das Umschlingungsmittel sich unter dem drehbar und ansonsten ortsfest gelagerten zweiten Zahnrad vorbeibewegt oder aber das zweite Zahnrad um das Regelrad herum läuft, wobei zusätzlich das ortsfeste Zahnzentralritzel vorgesehen sein kann, ist es notwendig, daß das Umschlingungsmittel endlos, d. h. in sich geschlossen ist.

Bei der umlaufenden Bewegung des zweiten Zahnrades stützt sich dieses an den Zähnen der umschlingenden Kette ab, die wiederum ihre virtuelle Wirkkreisform durch den Grundkörper erhält. Der Grundkörper ist wiederum radial verschiebbar, so daß er die Lage seines wirksamen Führungsumfangs der Lage des wirksamen Umfangs des Zentralritzels anpaßt. Im Effekt rollt das äußere Zahnrad über die Gliederkette im wesentlichen um das ortsfeste Ritzel umlaufend auf diesem ab, wobei allerdings die durch den Grundkörper bestimmte Krümmung der Gliederkette den Wirkkreis des Umschlingungsmittels und damit des Regelrades bestimmt.

Eine vergleichsweise einfache Konstruktion für die Anwendung der Merkmals nach Anspruch 8 ist in Anspruch 9 gezeigt. Danach sind sowohl zweites Zahnrad und auch Spannvorrichtung einander gegenüberliegend an einem gegenüber dem Zentralrad radial unverschiebbaren Steg bzw. Rahmen gelagert, wobei sich der Rahmen um das ortsfeste Ritzel dreht. Die Drehachse des Grundkörpers kann dabei eine kreisförmige Bahn beschreiben, wobei der Durchmesser dieses Kreises von der Einstellung des Grundkörpers und damit von der Größe des Wirkkreises am Regelrad abhängt.

Regelmäßig wird dabei so vorgegangen, daß das zweite Zahnrad an seiner Achse oder an seinen Zähnen angetrieben wird und der Abtrieb am sich drehenden Steg erfolgt. Als Antrieb für das zweite Zahnrad kann dabei auch ein vergleichsweise großes Zahnrad mit Inneπverzahnung dienen.

Eine besonders einfache und zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Getriebes ist durch die in Anspruch 10 dargestellte Merkmalskombination gegeben. Durch diese Maßnahmen kann der stufenlose Regelbereich in einem weitgehend frei wählbaren Übersetzungsbereich angesiedelt v/erden, indem die Übersetzung der Zahnräder und deren Drehrichtung entsprechend angepaßt wird. Dabei läuft das dritte Zahnrad mit dem zweiten Zahnrad im Steg um und somit auch um das vierte Zahnrad als Zentralrad.

Mit Hilfe des vorliegenden Getriebes ist es auch möglich, die Kraftübertragung zwischen Antrieb und Abtrieb zu unterbrechen bzw. eine Bremsfunktion zu erreichen, wenn man die nach Anspruch II angegebenen Maßnahmen einsetzt. Im Prinzip findet bei gleich großem Wirkkreis von Regelrad und Zentralrad eine Übersetzung im Verhältnis von 1:1 statt, wobei allerdings der Steg nicht umlaufen kann, da er von dem Zentralritzel festgehalten wird. Während nämlich bei abweichendem Umfang der beiden Wirkkreise aufgrund der unterschiedlichen Drehmomente am zweiten und dritten Zahnrad der Steg in vorgegebener Richtung umläuft, kommt bei der Merkmalskombination nach Anspruch 11 bei gleichen wirkkreisen das Getriebe zum Stehen und wirkt als 3rem.se (Selbsthemmung) . Gemäß Anspruch 12 wird man daher den minimalen Wirkkreis de Regelrades derart bemessen, daß die größte erwünschte Drehza des Steges bei vorgegebener Drehzahl des Zentralrades erreic wird, während bei wachsendem (heruntergeregeltem) Wirkkreis di Umdrehungszahl des Steges immer mehr abnimmt, bis schließlic der Steg sich nicht mehr dreht und nachfolgend die Bremswirkun des Getriebes einsetzt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhan der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Figur 1 in perspektivischer und symbolischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2, Figur 3 und Figur 4 in Seitenansicht eine etw abgeänderte Ausführungsform des Ausführungsbeispiels nach Figu 2 in drei verschiedenen Betriebsstufen und

Figur 5 in geschnittener Seitenansicht und symbolische Darstellung die Ausführungsform nach Figur 2.

Figur 1 zeigt ein in Richtung des Pfeiles A angetrieben Zentralrad 1, welches als viertes Zahnrad innerhalb d erfindungsgemäßen Getriebes wirksam ist. Das Zentralrad 1 is auf -einer Mittelwelle 2 drehbar gelagert und wird über der nicht dargestellte Verlängerung oder auch deren nic dargestellte Außenverzahnung in Richtung des Pfeiles angetrieben. Die Außenverzahnung des Zentralrades 1 treibt üb dessen wiederum nicht dargestellte Außenverzahnung ein dritt Zahnrad an, welches sich daraufhin in Richtung des Pfeiles dreht. Das dritte Zahnrad 3 ist über eine Verbindungswelle 4 mit einem 2. Zahnrad 5 formschlüssig verbunden, wobei die Verbindungswelie 4 in nicht dargestellter Form in einem Steg 6 drehbar aber axial nicht verschiebbar gelagert ist. Aufgrund der Antriebswirkur.c des Zentralrades in Richtung A drehen sich somit die beider. Zahnräder 3 und 5 in Richtung des Pfeiles B.

Die nicht dargestellten Zähne des zweiten Zahnrades 5 greifen formschlüssig an nicht gezeigten Eingriffselementen eines Umschlingungsmittels 7 an, welches beispielsweise eine doppelt verzahnte Kette aber auch ein Zahnriemen oder ähnliches sein kann. Es finden sich somit die Kette 7 und das zweite Zahnrad Ξ im formschlüssigen Eingriff. Die doppelt, also auch nach innen, verzahnte Kette greift mit ihren nicht dargestellten nach inner. ragenden Zähnen an einem gestrichelt gezeigten ortsfester. Zentralritzel 8 an. Dieses Ritzel liegt in der gleichen Ebene wie das Zahnrad 5 und die Kette 7, wobei die Mittelachse des Zentralritzels in der Verlängerung der Mittelwelle 2 liegt. Das Zentralritzel 8 ist weder drehbar noch in Richtung seiner Mittelachse verschiebbar.

Da die Kette 7 wegen des formschlüssigen Eingriffs an der. Zentralritzel 8 zumindest im Eingriffsbereich des zweiter. Zahnrades 5 ortsfest ist, führt die Drehbewegung des zweiter. Rades 5 dazu, daß das zweite Zahnrad 5 an der Verzahnung der Kette 7 abrollt und hierbei über die Verbindungswelle 4 den drehbar gelagerten Steg 6 in der Umdrehungsrichtung des Pfeiles C mitnimmt. Die geeigneten geometrischen Verhältnisse zwischen dem Wirkkreis des Zentralritzels 8 und dem Zentralrad 1 vorausgesetzt, rollt also aufgrund der Antriebswirkung des Zentralrades 1 das dritte Zahnrad 3 in Richtung des Pfeiles Z auf dem Zentralrad 1 ab. Im vorliegenden Falle ist angenommen, daß der durch die Kette 7 gegenüber dem zweiten Zahnrad 5 gebildetete virtuelle Wirkkreis größer ist als der Wirkkreis des Zentralrades 1.

Um die Kette 7 in Eingriff mit dem Zentralritzel 8 zu halten, ist ein Spannrad 9 vorgesehen, welches, wie durch einen Führungsschlitz in dem Steg 6 angedeutet, in dem Steg über die Spannradwelle 11 drehbar und radial verschiebbar gelagert ist. Das Spannrad 9 wird durch nicht dargestellte Federn in Richtung des Pfeiles D zum in der Zeichnung unteren Ende des Steges 6 gezogen, wodurch die Kette 7 in Eingriff mit dem ortsfesten Ritzel 8 gehalten wird.

Durch die Drehbewegung schwenkt der Steg 6 in Richtung des Pfeiles C, wodurch sich das Spannrad in Richtung des Pfeiles E dreht.

Ein wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Zahnräder 3 und 5 hinsichtlich ihrer Wirkkreise den gleichen Durchmesser haben. Es läßt sich zeigen, daß für den Fall, daß auch das ortsfeste Ritzel in Verbindung mit der Kette im Effekt ein Zahnrad bildet, welches im Lasteingriffsbereich den wirksamen Wirkkreis wie das Zentralrad 1 bildet, dann zwar der Steg 6 durch eine äußere Kraft um das Zentralrad 1 drehbar ist, aber keine Kraft mehr übertragen kann. Der Steg 6 bleibt also in diesem Falle stehen, da dann gegenläufige Momente von der Kombination der Zahnräder 3 und 5 auf die Zahnräder 1 und 7,8 (virtuell) übertragen werden, so daß hier eine Bremswirkung eintritt. Im Effekt ist es daher so, daß bei Verkleinerung des Wirkkreises des durch die Kette 7 gebildeten virtuellen Zahnrades die Drehgeschwindigkeit in Richtung C des Steges 6 immer größer wird, bis er schließlich in dem oben beschriebenen Fall stehenbleibt, da die beschriebenen Wirkkreise gleich sind.

Das erfindungsgemäße Getriebe hat nun nicht nur die Eigenschaft einer formschlüssigen Kraftübertragung sondern es läßt auch eine stufenlose Regelung des Übersetzungsverhältnisses zu.

Das Getriebe übersetzt die Geschwindigkeit des angetriebenen Zentralrades in Richtung A in die Drehgeschwindigkeit C des Steges 6. Dabei kann die Abtriebskraft beispielsweise von einer in Figur 1 nicht dargestellten Hohlwelle abgenommen, welche die Mittelwelle 2 co-axial umschließt und mit dem Steg fest verbunden ist.

Wie weiter oben schon erläutert ist die Voraussetzung für eine stufenlose Änderung der Drehgeschwindigkeit C bei konstanter Antriebsgeschwindigkeit A eine Änderung des Wirkkreises des durch die Kette gebildeteten Regelrades. Dabei wird nicht der Umfang eines gesamten Wirkkreises verändert sondern nur ein vergleichsweise kleiner Abschnitt, der in seiner Krümmung in geeigneter Weise geändert wird. Es ist also nicht notwendig, ein technisch schwer herstellbares Regelrad zu bilden, welches sich über sein gesamten Umfang etwa wie ein aufblasbarer Körper ändert, sondern es wird nur an der Eingriffsstelle durch nachfolgend beschriebene Maßnahmen ein vergrößerter Wirkkreis simuliert. Die Vergrößerung des Wirkkreisdurchmessers im Bereich des Lasteingriffs geschieht dadurch, daß zwei axial zueinander und radial miteinander verstellbare Kegelscheiben die Krümmung der Kette 7 im Bereich des Lasteingriffs verändern. In der Figur 1 sind hierzu die Kegelεcheiben 12, 13 dargestellt, die mit ihren kegelförmigen Mantelflächen an der Kette 7 angreifen. Die Krümmung der Kette 7 im Lasteingriffsbereich hängt von dem axialen Abstand der beiden Kegelscheiben 12, 13 ab. Je enger diese Schreiben zusammenrücken, desto schwächer wird die Krümmung des Umschlingungsmittels 7, was die Wirkung eines vergrößerten Wirkkreises hat. Eine axiale Annäherung der beiden Kegelscheiben.12 und 13 zueinander würde nun bedeuten, daß das Umschlingungsmittel 7 entlang der geneigten Kegelmantelflächen nach oben gegen das Zahnrad 5 und weg von dem Zentralritzel 8 verschoben wird.

Um dies zu verhindern und nicht die Eingriffsstelle des Wirkkreises gegenüber dem Zentralritzel 8 zu verändern sind die Kegelscheiben 12, 13 mit Führungsschlitzen 14 versehen, sodaß bei einer axialen Annäherung der beiden Kegelscheiben diese gleichzeitig wie in der Zeichnung längs des Schlitzes um einen geeigneten Betrag nach unten entweichen können. Auf diese Weise ändert sich bei einem Zusammenschieben der Kegelscheiben zwar der Umfang des Wirkkreises , nicht aber seine Lage, soweit es seinen effektiv wirksamen Bereich betrifft.

Es ist wichtig festzuhalten, daß bei einer Umdrehung des Steges 6 ohne Änderung des Übersetzungsverhältnisses die Kegelräder gegenüber dem ortsfesten Ritzel 8 umlaufen, wobei die Kette durch das umlaufende Zahnrad 5 zur Wirkungslinie auf die Kegelscheiben 12, 13 gedrückt wird . Ihre Drehachse ist zwar gegenüber dem ortsfesten Ritzel radial verschoben, ändert aber dann ihre Lage nicht mehr, solange sich das Übersetzungsverhältnis des Getriebes nicht ändert. Figur 2 zeigt in geänderter Darstellung das Ausführungsbeispiel nach Figur 1 und zwar in dem Zustand, bei dem die Umdrehungsgeschwindigkeit in Richtung C des Steges 6 vergleichsweise niedrig ist. Figur 2 zeigt eine Frontansicht auf den Steg 6 mit dahinterliegendem zweiten Zahnrad 5. Zur Vereinfachung sind in Figur 1 und Figur 2 übereinstimmende Elemente auch mit den gleichen Bezugszeichen versehen worden. Die Zeichnung zeigt das (weggeschnittene) Zentralrad 1 nur andeutungsweise durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Zu erkennen ist auch noch die durchgeschnittene Mittelwelle 2. Das zweite Zahnrad 5 und das ortsfeste Zentralritzel 8 befinden sich über eine doppelt verzahnte Kette 7 als Umschlingungsmittel miteinander im formschlüssigen Eingriff. Der sich um die Welle 2 drehende Steg 6 hat eine gegenüber dem Steg 6 in Figur 1 etwas abgewandelte Form, um die Draufsicht auf die Bauelemente zu verbessern. Die Wirkung der nicht dargestellten Kegelscheiben zeigt sich in der stark herabgesetzten Krümmung der Kette 7 im Lasteingriffsbereich. Wie aus der Form des Umschlingungsmittels 7 unschwer zu erkennen, sind die Kegelscheiben in ihrem zueinander am meisten angenäherten Zustand, in dem der Auflageweg der Kette 7 an den Scheiben am größten ist und bei dem die Kette in etwa eine echte Kreisform besitzt. Eine weitere Vergrößerung des Wirkkreises der Kette 7 und damit des hierdurch gebildeten Regelrades ist nicht mehr möglich, und es ist somit der Zustand der langsamsten Umdrehung in Richtung des Pfeiles C des Steges 6 bei konstanter Antriebsgeschwindigkeit des Zentralrades 1 gegeben. Da die Kette 7 etwa kreisförmig durch die Kegelräder aufgespannt ist hat das Spannrad 9 in radialer Richtung seine oberste Lage. Die Mittellinie der Kegelscheiben liegt etwa in der Mitte des durch die Kette 7 aufgespannten Kreises. Während der Betätigung des Getriebes dreht sich der Steg 6 um die Mittelwelle 2, so daß das zweite Zahnrad 5 ebenso wie das Spannrad 9 planetenförmig um die Mittelwelle 2 läuft. Dabei wird durch das zweite Zahnrad 5 die Kette in deren Eingriffsbereich in Eingriff mit den Zähnen des Zentralritzels 8 gebracht, so daß das Zahnrad 2 auf dieser Kette das Zentralritzel 8 umläuft.

Figur 3 zeigt eine Zwischenstellung der in Figur 2 und Figur 4 dargestellten Getriebezustände.

An dem Zustand des Rahmens 6 des zweiten Zahnrades 5 und des ortsfesten Ritzels 8 hat sich nichts geändert.

Allerdings wurden die beiden aus Figur 1 und Figur 3 ersichtlichen Kegelräder 12 und 13 derart verschoben, daß die für die Kette 7 sich ergebende Führungsbahn im Eingriffsbereich des zweiten Zahnrades 5 eine engere Krümmung erhält, was den Effekt eines kleineren Wirkkreises hat.

Diese stufenlose Änderung des Wirkkreises geschieht dadurch, daß gegenüber der Stellung nach Figur 5 die Kegelräder 12 und 13 zum einen ein Stück gemeinsam radial nach oben verlagert werden und gleichzeitig dazu um einen geeigneten Betrag in axialer Richtung von einander derart entfernt werden, daß die Kette 7 immer noch an der Mantelfläche der Kegelscheiben 12, 13 angreifen kann. Allerdings hat die Angriffslinie jetzt einen geringeren radialen Abstand von der Drehachse der Kegelscheiben, da die auf den Kegelscheiben abrollenden Innenkanten der Kette 7 auf einem verminderten Umfangskreis der Kegelscheiben abrollen. Und es ist zu betonen, daß sich die Lage der Kette 7 gegenüber dem zweiten Zahnrad 5 dabei nicht ändert sondern nur deren Krümmung enger wird. Als Ergebnis dreht sich der Steg 6 mit einer gegenüber de~ Zustand nach Figur 2 erhöhten Geschwindigkeit um die Mittelachse der Welle 2. Eine weitere Steigerung der Geschwindigkeit laß t sich durch eine erneute Verkleinerung des Wirkkreises ir. Richtung des nachfolgend beschriebenen Zustandes nach Figur 4 erreichen, der im wesentlichen auch dem in Figur 1 dargestellter. Zustand entspricht. In diesem Zustand ist der effektive Wirkkreis im Lasteingriffsbereich nicht viel größer oder gleichgroß dem Wirkkreis des zweiten Zahnrades 5. Das Spannrad 9 erreicht in Richtung des Pfeiles D etwa seine unterste Lage, wobei man nicht außer acht lassen darf, daß das Spannrad planetenförmig um die Welle 2 dreht , so da.-. genauer gesagt vom größten Abstand zur Welle 2 gesprochen werden m ß.

3ei einer Verstellung der Kegelscheiben zur Beschleunigung der Drehbewegung des Rahmens in Richtung des Pfeiles C durch Verschiebung der Kegelräder werden diese beispielsweise so verstellt, daß der Führungskreis anfangs durch den Punkt K geht, nach der Verstellung aber durch den Punkt L.

Hinsichtlich der Figuren 2 bis 5 bedeutet das ein Übergang vor. der Figur 2 zur Figur 3 hin.

Figur 4 zeigt das Getriebe nach Figur 1 und 2 in einem Zustand, in dem die Umlaufgeschwindigkeit in Richtung C entweder sehr groß ist oder,bei Verringerung des Wirkkreises der Kette 7 bis auf die Größe des Wirkkreises des Zentralrades, das Getriebe zu einem Stillstand kommt, v/eil das Zentralrad 1 sich aufgrund der erfüllten Selbsthemmungsbedingung (Übersetzungsverhältnis 1:1, nicht mehr antreiben läßt. Wie aus der Form der Kette 7 zu erkennen, befinden sich die Kegelscheiben in ihrem voneinander entferntesten Zustand, wobei die Kegelräder radial in der Zeichnung nach oben zuri Zentralritzel 8 hin verschoben sind. Das Spannrad 9 in seiner untersten Lage im Steg hält die Kette 7 in Eingriff mit dem Zentralritzel 8.

Figur 5 zeigt in geschnittener Darstellung das Getriebe in seinem in Figur 2 beschriebenen Zustand. Der Steg 6 ist hierbei als Doppelsteg 6 ausgebildet, der einen sich um die Mittelwelle 2 drehenden Rahmen bildet, in dem die Zahnräder 5 und 3 über die Welle 4 drehbar gelagert sind. Die beiden Kegelräder 12, 13 sorgen für den kreisförmig aufgespannten Zustand der Kette 7. Das Spannrad 9 hat lt.Zeichnung seine zentralste Lage . Die Ringblöcke 15, 16 laufen mit dem Rahmen um, sind aber gegenüber diesem sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtunc verstellbar und gestatten somit eine Änderung der Lage der Kegelräder 12 und 13. Die Kegelräder sind drehbar in den Ringblöcken 15, 16 gelagert.

Die Veränderbarkeit der Lage der Ringblöcke gegenüber den beiden Rahmenteilen 6 ist durch von den Rahmen 6 her kommende Stifte angedeutet, welche inschräge Schlitze innerhalb der Blöcke 15, 16 ragen und somit deren axiale und radiale Verschiebbarkeit andeuten. In Figur 5 rechts sind noch die Zahnräder 3 und i angedeutet, die über ihre Zähne miteinander im Eingriff stehen .

Claims

Patentansprüche

Mit einem Regelrad 7, 12, 13 und mindestens einem mit diesem formschlüssig zusammenwirkenden zweiten Zahnrad 5 versehenes regelbares Getriebe dadurch gekennzeichnet, daß das Regelrad 7, 12, 13 in seinem Wirkkreis zumindest im Lasteingriffsbereich der Zahnräder stufenlos regelbar ist.

Getriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Regelrad 7, 12, 13 einen Grundkörper 12, 13 besitzt, um den zumindest über einen Teil seines Urafangs ein Umschlingungsmittel 7 geführt ist, daß der Grundkörper 12, 13 in seinem das Umschlingungsmittel 7 führenden Führungsumfang derart verstellbar ist, daß sich der Durchmesser des Wirkkreises des an dem zweiten Zahnrad 5 formschlüssig angreifenenden Umschlingungsmittels 7 zumindest im Lasteingriffsbereich stufenlos ändert.

Getriebe nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Umschlingungsmittel 7 formschlüssig miteinander verbundene, in ihrer Winkellage zueinander veränderbare Glieder aufweist, wobei die Glieder Eingriffselemente besitzen, die in das zweite Zahnrad 5 eingreifen.

4. Getriebe nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Umschlingungsmittel 7 eine einfach oder mehrfach, insbesondere doppelt verzahnte Kette oder Zahnriemen ist, wobei die Verzahnung vorzugsweise evolventenförmig ist.

Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper 12, 13 durch ein radial verschiebbar gelagertes Kegelscheibenpaar zweier axial zueinander verstellbarer Kegelscheiben gebildet ist und daß vorzugsweise eine Spanneinrichtung 9, 10, 11 vorgesehen ist, die das Umschlingungsmittel 7 im Lasteingriffsbereich in Eingriff gegenüber den konischen Flächen der Kegelräder 12, 13 hält.

Getriebe nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung 9, 10, 11 ein in seiner Lagerung 10, 11 gegenüber dem Grundkörper 12, 13 radial verschiebbares, in der Ebene des Grundkörper liegendes, vorzugsv/eise drehbar gelagertes Rad aufweist, welches in vom Lastangriffsbereich wegweisender Richtung Pfeil D elastisch vorgespannt ist.

Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umschlingungsmittel 7 ein vorzugsweise ortsfestes Zentralritzel 8 zumindest im Lasteingriffsbereich angreift.

Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugsweise axial angetriebene zweite Zahnrad 5 als ein das Regelrad 7, 12, 13 umlaufendes Rad ausgestaltet ist, dessen Zahnform an die Zahnform des verwendeteten Umschlingungsmittels 7 angepaßt ist.

9. Getriebe nach Anspruch 8 dadurch gekannzeichnet, daß das zweite Zahnrad 5 in einem das Regelrad 7, 12, 13 umlaufenden Steg 6 gelagert ist, von dem der Abtrieb erfolgt und daß vorzugsweise der Steg 6 das Regεlrad7, 12, 13 übergreift, wobei am dem zweiten Zahnrad 5 gegenüberliegenden Ende des Steges die Spanneinrichtung 9, II radial verschiebbar gelagert ist.

10. Getriebe nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 1 bis S dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zahnrad 5 über eine gemeinsame Welle 2 von einem dritten Zahnrad 3 angetrieber. ist, daß über deren Verzahnung das dritte Zahnrad 3 vor. einem als Zentralrad ausgestalteten vierten Zahnrad 1 angetrieben wird, welches koaxial zum ortsfesten Ritzel 8 und diesem gegenüber drehbar gelagert ist.

Getriebe nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß das zweite und das dritte Zahnrads, 3 einen gleichgroßer. Wirkkreis besitzen und daß der minimale Wirkkreis des Regelrades 7, 12, 13 gleich dem Wirkkreis des Zentralrades 1 ist.