Stufenloses Getriebe zur Kraftübertragung. Vorliegende Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe zur Kraftübertragung.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass zwischen konische oder zylindrische Zahnkränze, die in einem solchen festen Ab stand seitlich voneinander entfernt liegen, (lass ihre Zähne nicht miteinander in Eingriff stehen, ein mit diesen zusammenwirkendes Übertragungsorgan greift, an dem man sich die mit den Zahnkränzen in Eingriff stehen den Verzahnungen selbsttätig bilden lässt, wobei zur stufenlosen Regelung der Über setzling die die genannten Zahnkränze auf weisenden Zahnräder und das Übertragungs organ längs der Zähne relativ zueinander ver schiebbar sind.
In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht. Es zeigen; Fig. 1 eine schematische Darstellung eines konischen Zahnrades und eines kreisförmigen Übertragungsringes, der zwischen zwei kon zentrischen Ringen verschiedenen Durchmes sers eine Reihe Lamellen trägt, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen kreis förmigen Übertragungsring, bei dem an Stelle der Lamellen eine Füllung von Nadeln vorhanden ist, Fig. 3 einen Querschnitt durch die La mellenreihe und den Innen- und Aussenring des Übertragungsorganes gemäss Fig. 1, Fig. 4 eine dazugehörige Frontansicht, Fig. 5 und 6 Draufsicht und Querschnitt durch ein Übertragungsorgan mit einer Stäb chen- bezw.
Nadelfüllung, Fig. 7 und 8 betreffen ein Getriebe mit selbsttätiger Bildung der Verzahnung an einer kreisförmigen Scheibe aus nachgiebi gem Material zwischen einem konischen Zahnräderpaar, wobei in Fig. 7 die konischen Zahnräder der Deutlichkeit halber etwas aus einandergezogen gezeichnet sind, Fig. 9 und 10 ein analoges Getriebe, bei dem die Scheibe jedoch mit zylindrischen Zahnrädern zusammenwirkt, Fig. 11 und 12 zwei Ansichten verschie dener Verzahnungsbildungen in einem La mellenkranz, Fig. 13 ein Kettengetriebe, wobei jedes Kettenrad mit einem Lamellenkranz versehen ist und mit einem konischen Räderpaar in Eingriff steht, Fig. 14 eine Anordnung entsprechend Fig.
13, wobei die Kraftübertragung anstatt durch eine Kette durch die Aussenverzahnung der Räder selbst stattfindet (in den Fig. 13 und 14 ist nur ein konisches Räderpaar an gedeutet), Fig. 15 ein konisches Räderpaar, zwi sehen dem sich ein Lamellenkranz befindet, Fig. 16 ein Getriebe mit einem biegsamen Lamellenband, das auf zwei Führungsrädern läuft, Fig. 17 und 18 ein Motorradgetriebe im Schnitt und in perspektivischer Ansicht; Fig. 19 und 20 zeigen die Ausbildung verschiedener Lamellenringe.
Die selbsttätige Bildung einer Ver zahnung gemäss der schematischen Darstel lung nach Fig. 7 bis 10 geschieht in folgen der Weise: Eine Scheibe 8 aus nachgiebigem Material, beispielsweise eine elastische, dünne Stahlscheibe, ist auf einer Achse 9 angeord net. Der Rand dieser Stahlscheibe läuft zwi schen einem verschiebbaren, konischen oder zylindrischen Zahnräderpaar 4, 5 bezw. 4', 5'. Der Antrieb .des einen Rades kann beispiels weise über eine biegsame Welle 11 (Fig. 7, 8) oder über eine Keilwelle 11' (Fig. 10) er folgen.
Beim Durchlaufen zwischen den Zahnrädern 4, 5 bezw. 4', 5', deren gegen seitiger Abstand der Materialstärke der Scheibe 8 angepasst ist, nimmt das nach giebige Material der Scheibe eine der Zahn teilung der Räder 4, 5 bezw. 4', 5' entspre chende Form an. Sind die Zahnräder mit dem Aussenrand der Scheibe in Eingriff, so wird die Scheibe, die dargestellten Verhält nisse zugrunde gelegt, mit einer geringeren Geschwindigkeit umlaufen als die antreiben den Zahnräder. Verschiebt man dagegen die Räder nach dem Mittelpunkt der Scheibe zu, so läuft diese mit höherer Geschwindigkeit um.
Um eine grössere Dauerhaftigkeit der zwi schen den Rädern laufenden Scheibe, insbe- sondere beim Übertragen grösserer Kräfte, zu erzielen, kann man an Stelle der Scheibe aus nachgiebigem Material eine Scheibe oder einen Kranz setzen, dessen Nachgiebigkeit durch die Beweglichkeit vieler einzelner La mellen aus Stahl oder dergleichen geschaffen ist. Eine Ermüdung des Materials kann da bei nicht eintreten. Gemäss Fig. 1, 3, 4 und 15 befindet sich zwischen zwei konzentrischen Ringen 1, 2 eine Reihe Lamellen. Diese Lamellen ragen an beiden Seiten aus den Ringen 1, 2 heraus, und zwar zum Beispiel so weit, als der Tiefe der Zahnung, zum Beispiel der konischen Zahnräder 4, 5 (Fig. 1 und 15) entspricht.
Die Ringe 1 und 2, die die Lamellen tragen, sind auf einer Achse (nicht gezeichnet) be festigt. Wird das eine der konischen Zahn räder 4, 5 (vergleiche Fig. 1 bezw. 15) in Umlauf versetzt und werden die Lamellen ringe zwischen die Räder eingeschoben, so greift die Verzahnung .der konischen Räder fortlaufend in die Lamellen ein und 'bildet so in dem Lamellenring selbsttätig eine Art Verzahnung, die der jeweiligen Zahnteilung an den verschiedenen Stellen der konischen Räder entspricht. Beide konischen Zahnräder können in festem Abstand voneinander auf einer verschiebbaren Haltevorrichtung an gebracht sein.
Man hat es so in der Hand, nach Belieben den grösseren oder den kleine ren Umfang der konischen Räder mit der La mellenreihe in Eingriff zu bringen. Ver schiebt man beispielsweise das konische Räderpaar in der , Richtung des Pfeils y (Fig. 15), so wird die Lamellenreihe und damit auch die Achse, auf der .der Lamellen ring befestigt ist, mit grösserer Geschwindig keit umlaufen.
Verschiebt man das konische Räderpaar in Richtung des Pfeils x, so wird die Umlaufsgeschwindigkeit des Lamellen- ringes verkleinert. Durch stufenloses Ver- -.hieben des Räderpaares kann auch die dlbersetzung des Getriebes stufenlos geregelt werden.
Um auch bei einem solchen Getriebe eine Leerlaufstellung nach Art der gebräuch lichen Zahnradgetriebe zu ermöglichen, kann die Verzahnung des konischen Räderpaares zweckmässig an dem kleineren Konusende abgesetzt sein. Beim Verschiebendes Räder paares oder der Lamellenreihe in die be treffende Endstellung werden dadurch die Lamellen ausser Eingriff gesetzt, so dass keine Bewegung übertragen wird.
Die Ringe 1, 2 können auch durch end lose Bänder 12, 13 (Fig. 16) ersetzt sein, zwischen denen die Lamellen sich befinden. Dieses endlose Lamellenband wird über Rol len 14 und 15, die sich auf Achsen 16, 17 be finden, geführt und wird gemäss' der Zeich nung an der untern freien Strecke zwischen den Führungsrollen 14, 15 mit einem ko nischen Räderpaar 4, 5 in der gleichen Weise wie oben beschrieben in Eingriff gebracht.
Bei Werkzeugmaschinen oder dergleichen, wo eine Zahnstange zum Übertragen einer Bewegung benutzt wird, kann diese Zahn stange in ähnlicher Weise wie der Lamellen ring aus einer grossen Anzahl feiner Lamellen aufgebaut sein. Das Übertragen einer Be wegung auf diese Lamellenstange erfolgt in der gleichen Weise wie oben beschrieben durch ein konisches Zahnräderpaar. Dabei wird in der Lamellenstange in demselben Masse, als sie zwischen den konischen Zahn rädern hindurchtritt, eine diesen Rädern ent sprechende Verzahnung selbsttätig gebildet.
Um verhältnismässig hohe Lamellen ver wenden und so die zu übertragende Kraft steigern zu können, ohne dass dabei die La mellen des kreisförmigen Lamellenkranzes schräg auf den Rücken des eben erst in Ein griff kommenden Zahnes treffen, kann man Lamellen anordnen, die an ihren Ecken 18., 79 (Fig. 3) ausgeschnitten sind. Diese La mellen werden zwischen den Ringen 1, 2 so angeordnet, dass die Ausschnitte 18, 19 ab wechselnd einmal nach unten und einmal nach oben zu liegen kommen (Fig. 4). Die gleiche Wirkung kann man auch dadurch er zielen, dass an Stelle einer hohen Lamelle zwischen den beiden Ringen 1, 2 beispiels weise drei niedere übereinander angeordnet werden, die voneinander durch Zwischen ringe 20 (Fig. 1) getrennt sind.
Verwendet man an Stelle der Lamellen Nadeln oder Stäbchen von beispielsweise run dem (vergleiche Fig. 2, 5 und 6) oder qua dratischem Querschnitt, so wird gleichfalls ein Überschneiden des Zahnrückens vermie den.
Um ein Verschieben der Lamellen senk recht zu ihrer Längsrichtung, also bei kreis förmigen Lamellenkränzen in kreisbogen förmiger Linie, zu vermeiden, können in ge wissen Abständen zwischen die gewöhnlichen Lamellen höhere Lamellen 3' (Fig. 19) ein geschaltet werden, die sich mit ihren Rändern 41, 41' gegen entsprechende Schultern in den Ringen 1, 2 anlegen.
Für manche Verwendungsgebiete kann es erwünscht sein, eine Bewegung von dem an getriebenen Lamellenring auf einen andern Lamellenring zu übertragen. In diesem Falle können die Lamellenringe eine Aussen verzahnung tragen und entweder über eine Kette 21 (Fig. 13) oder unmittelbar mit ihrer Aussenverzahnung 22, 23 (Fig. 14) miteinander in Eingriff stehen.
In Fig. 17, 18 ist eine beispielsweise Aus führungsform eines Motorradgetriebes gemäss vorliegender Erfindung veranschaulicht. Von einer Kupplung 25 wird die Kraft des Motors über eine Welle 24 auf zwei konische Zahn räder 26, 28 übertragen. Diese beiden Zahn räder stehen durch gewöhnliche Kegelrad verzahnungen<B>27</B> miteinander zwangsläufig in Eingriff. Das Zahnrad 28 ist rechtwinklig zu dem Zahnrad 26 auf einer Welle 29 im Getriebsgehäuse 30 gelagert.
Diese beiden Zahnräder tragen ausser der genannten Ver zahnungen 27 zwei weitere wellenförmige Zahnkränze 31, 32. Zwischen diesen beiden Zahnkränzen befindet sieh ein Lamellenring 1, 2, 3 gemäss obenstehender Beschreibung. Der Aussenring 1 des Lamellenringes ist in einem Ring 33 mit Rollen oder dergleichen gelagert. Dieser Ring 33 und damit auch der Lamellenring 1, 2, 3 können zwischen den Zahnkränzen 31, 32 in Richtung des Doppel- pfeils r von aussen durch die Einstellvorrich tung 38, 39 verschoben werden.
Die Lamellen zwischen den Ringen 1, 2 sind in einzelnen Gruppen von gewöhnlichen Lamellen 3 und erhöhten Lamellen angeordnet, die sich gegen entsprechende Schultern 40 (Fig. 18) des Innenringes 2 anlegen. Dem Zahnräderpaar 26, 28 schräg gegenüber befindet sich ein weiteres Zahnräderpaar 34, 35. Auch diese Zahnräder stehen mit einer gewöhnlichen Verzahnung dauernd in Eingriff miteinan der. Ihren Antrieb erhalten sie über den Lamellenring, der in eine wellenförmige Ver zahnung dieser Räder eingreift. Das Zahnrad 34 steht mit einem Ritzel 42 an der Aussen seite des Getriebegehäuses in Verbindung. Von hier aus wird die Kraft in bekannter Weise mit einer Kette auf das Hinterrad des Motorrades übertragen.
Um die Geschwindigkeit zu verändern, wird der Lamellenring 1, 2, 8, dessen Halte- ring 33 im obern und untern Teil des Ge triebes vermittelst der Führungsteile 36, 36'. 37, 3<B>7</B> gleitet, verschoben. Dadurch wird be wirkt, dass die Lamellen nach Belieben einer seits mit dem kleineren Umfang der wellen förmigen Zahnkränze 31, 32 und anderseits mit dem grösseren Umfang der entsprechen den Zahnkränze der Räder 34, 35 in Eingriff stehen und umgekehrt. Im ersten Falle wird das Ritzel 42 mit geringer Geschwindigkeit umlaufen und im zweiten mit höherer.
Es kann also hier zwischen den beiden Grenz fällen eine völlig stufenlose Regelung der zu übertragenden. Kraft bezw. Geschwindigkeit in einfacher Weise stattfinden.
Um bei einer hochtourigen Antriebs maschine eine bestimmte Mindestuntersetzung zu erzielen, ist es ohne weiteres möglich, das antreibende, konische Zahnräderpaar 26, 28 kleiner zu halten als die angetriebenen Zahnräder 34, 35.
Bei Automobilgetrieben wird man nicht wie gewöhnlich bei Motorradgetrieben über einandergeschobene Hauptwellen, sondern eine durchgehende geteilte Welle anordnen. Mit Hilfe einer auf dieser Welle in Nuten verschiebbaren Muffe kann man das antrei bende Kegelrad des Lamellenringes über Klauen mit der Welle verbinden, oder es kann. in einer andern Stellung der Muffe ein Umkehrkegelrad mit der Verzahnung des einen, antreibenden Kegelrades des Lamellen ringes in Eingriff gebracht werden, wodurch ein Rückwärtsgang der angetriebenen Welle bewirkt wird.
Durch eine Zwischenstellung der Muffe ist es möglich, das angetriebene Kegelradpaar völlig von der antreibenden Welle zu trennen und auf diese Weise einen Leerlauf zu erzielen. Schliesslich könnten auch in einer dritten Stellung der Muffe die beiden Enden der antreibenden und der an getriebenen Welle unmittelbar miteinander durch Klauen verbunden werden. Diese Stel lung entspricht dann dem direkten Eingriff der gebräuchlichen Zahnradgetriebe, der La mellenring, sowie die Kegelräder laufen dabei leer mit.
Stepless transmission for power transmission. The present invention relates to a continuously variable transmission for power transmission.
The essence of the invention is that between conical or cylindrical gear rims, which stood in such a fixed distance from each other laterally, (do not let their teeth engage with each other, a cooperating with these transmission organ engages, on which you can connect with the Sprockets are in engagement, the gears can form automatically, with the said sprockets pointing to the gears and the transmission organ along the teeth relative to each other are ver slidable for the stepless control of the over seedling.
In the drawing several Ausfüh approximately examples of the subject invention are illustrated. Show it; Fig. 1 is a schematic representation of a conical gear and a circular transmission ring, which carries a number of slats between two con centric rings of different diam sers, Fig. 2 is a plan view of a circular transmission ring, in which a filling of needles is present in place of the slats 3 shows a cross section through the row of lamellae and the inner and outer ring of the transmission element according to FIG. 1, FIG. 4 shows a corresponding front view, FIGS. 5 and 6 plan view and cross section through a transmission element with a rod or
Needle filling, Figs. 7 and 8 relate to a gear with automatic formation of the toothing on a circular disk made of flexible material between a conical pair of gears, the conical gears in Fig. 7 being drawn somewhat apart for the sake of clarity, Figs. 9 and 10 an analog gear, in which the disc cooperates with cylindrical gears, Fig. 11 and 12 two views of different toothing formations in a lamellar ring, Fig. 13 a chain gear, each sprocket is provided with a lamellar ring and with a conical pair of gears in engagement 14 shows an arrangement corresponding to FIG.
13, the power transmission taking place through the external teeth of the wheels themselves instead of through a chain (only a conical pair of wheels is indicated in FIGS. 13 and 14), FIG. 15 a conical pair of wheels, between which there is a lamellar ring, FIG. 16 shows a transmission with a flexible lamellar belt which runs on two guide wheels; FIGS. 17 and 18 show a motorcycle transmission in section and in perspective view; 19 and 20 show the formation of various laminar rings.
The automatic formation of a toothing according to the schematic presen- tation according to FIGS. 7 to 10 takes place in the following manner: A disk 8 made of flexible material, for example an elastic, thin steel disk, is net angeord on an axis 9. The edge of this steel disc runs between a slidable, conical or cylindrical pair of gears 4, 5 respectively. 4 ', 5'. The drive .des one wheel can, for example, follow a flexible shaft 11 (Fig. 7, 8) or a splined shaft 11 '(Fig. 10).
When passing between the gears 4, 5 respectively. 4 ', 5', whose mutual spacing is adapted to the material thickness of the disc 8, the flexible material of the disc takes one of the tooth division of the wheels 4, 5 respectively. 4 ', 5' corresponding shape. If the gears are in engagement with the outer edge of the disc, the disc, based on the ratios shown, will rotate at a lower speed than the drive gears. If, on the other hand, the wheels are shifted towards the center of the disk, the disk rotates at a higher speed.
In order to achieve greater durability of the disc running between the wheels, especially when transferring greater forces, a disc or a ring can be used in place of the disc made of flexible material, the flexibility of which is achieved by the mobility of many individual steel blades or the like is created. Fatigue of the material cannot occur. According to FIGS. 1, 3, 4 and 15 there is a row of lamellae between two concentric rings 1, 2. These lamellae protrude from the rings 1, 2 on both sides, for example as far as the depth of the teeth, for example the conical gears 4, 5 (Fig. 1 and 15).
The rings 1 and 2, which carry the slats, are fastened on an axis (not shown) be. If one of the conical gears 4, 5 (see Fig. 1 and 15) is set in rotation and the lamellar rings are inserted between the wheels, the toothing of the conical wheels continuously engages in the lamellas and 'forms in the lamellar ring automatically has a type of toothing that corresponds to the respective tooth pitch at the various points of the conical wheels. Both conical gears can be placed at a fixed distance from each other on a sliding holding device.
It is up to you to bring the larger or smaller circumference of the conical wheels with the row of lamellae into engagement at will. If, for example, the conical pair of wheels is pushed in the direction of the arrow y (Fig. 15), the row of lamellae and thus also the axis on which the lamellar ring is attached will rotate at a greater speed.
If you move the conical pair of wheels in the direction of the arrow x, the rotational speed of the lamellar ring is reduced. By continuously shifting the pair of gears, the gear ratio can also be continuously regulated.
In order to enable an idle position in the manner of the common gear transmission in such a transmission, the toothing of the conical pair of gears can expediently be offset at the smaller end of the cone. When moving the pair of wheels or the row of slats in the end position concerned, the slats are disengaged, so that no movement is transmitted.
The rings 1, 2 can also be replaced by endless bands 12, 13 (FIG. 16), between which the lamellae are located. This endless lamellar belt is over Rol len 14 and 15, which are located on axes 16, 17 be, out and is according to 'the drawing voltage on the lower free path between the guide rollers 14, 15 with a conical pair of wheels 4, 5 in the engaged in the same manner as described above.
In machine tools or the like, where a rack is used to transmit a movement, this rack can be constructed in a manner similar to the lamellar ring from a large number of fine lamellas. The transmission of a movement to this lamellar rod takes place in the same way as described above by a pair of conical gears. A toothing corresponding to these wheels is formed automatically in the lamellar rod to the same extent as it passes between the conical gears.
In order to be able to use relatively high lamellae and thus increase the force to be transmitted without the lamellae of the circular lamellar ring hitting the back of the tooth that is just coming into engagement, one can arrange lamellae at their corners 18. , 79 (Fig. 3) are cut out. These lamellas are arranged between the rings 1, 2 in such a way that the cutouts 18, 19 come to lie alternately downwards and upwards once (FIG. 4). The same effect can also be achieved in that instead of a high lamella between the two rings 1, 2, for example, three lower ones are arranged one above the other, which are separated from one another by intermediate rings 20 (FIG. 1).
If, in place of the lamellae, needles or rods of, for example, run (compare FIGS. 2, 5 and 6) or square cross-section, overlapping of the tooth back is also avoided.
In order to avoid a shifting of the slats perpendicular to their longitudinal direction, ie with circular slat rings in a circular arc-shaped line, higher slats 3 '(Fig. 19) can be switched in ge know distances between the ordinary slats, which are connected to their Place the edges 41, 41 'against the corresponding shoulders in the rings 1, 2.
For some areas of use, it may be desirable to transfer a movement from the laminated ring being driven to another laminar ring. In this case, the lamellar rings can have external teeth and are in engagement with one another either via a chain 21 (FIG. 13) or directly with their external teeth 22, 23 (FIG. 14).
In Fig. 17, 18 is an example of an embodiment from a motorcycle transmission according to the present invention is illustrated. From a clutch 25, the power of the motor is transmitted via a shaft 24 to two conical toothed wheels 26, 28. These two gears are inevitably meshed with one another by means of conventional bevel gears <B> 27 </B>. The gear 28 is supported at right angles to the gear 26 on a shaft 29 in the gear housing 30.
In addition to the aforementioned teeth 27, these two gears have two further wave-shaped gears 31, 32. Between these two gears is a lamellar ring 1, 2, 3 as described above. The outer ring 1 of the lamellar ring is mounted in a ring 33 with rollers or the like. This ring 33 and thus also the lamellar ring 1, 2, 3 can be moved between the toothed rims 31, 32 in the direction of the double arrow r from the outside by the adjustment device 38, 39.
The lamellae between the rings 1, 2 are arranged in individual groups of ordinary lamellae 3 and raised lamellae, which rest against corresponding shoulders 40 (FIG. 18) of the inner ring 2. The pair of gears 26, 28 diagonally opposite is a further pair of gears 34, 35. These gears are also permanently in mesh with one another with conventional teeth. They are driven by the lamellar ring, which engages in a wave-shaped toothing of these wheels. The gear 34 is connected to a pinion 42 on the outside of the gear housing. From here, the force is transmitted to the rear wheel of the motorcycle in a known manner using a chain.
In order to change the speed, the lamellar ring 1, 2, 8, its retaining ring 33 in the upper and lower part of the transmission, is by means of the guide parts 36, 36 '. 37, 3 <B> 7 </B> slides, shifted. This will be the effect that the lamellae at will on the one hand with the smaller circumference of the wave-shaped sprockets 31, 32 and on the other hand with the larger circumference of the corresponding sprockets of the wheels 34, 35 are in engagement and vice versa. In the first case the pinion 42 will rotate at a slower speed and in the second at a higher speed.
So there can be a completely stepless regulation of the data to be transmitted between the two borderline cases. Force resp. Speed take place in a simple manner.
In order to achieve a certain minimum reduction in a high-speed drive machine, it is easily possible to keep the driving, conical gear pair 26, 28 smaller than the driven gear wheels 34, 35.
In the case of automobile transmissions, one will not, as is usually the case with motorcycle transmissions, arrange over main shafts that are pushed together, but rather a continuous, split shaft. With the help of a sleeve that can be moved in grooves on this shaft, you can connect the bevel gear of the lamellar ring via claws to the shaft, or it can. In another position of the sleeve, a reverse bevel gear is brought into engagement with the toothing of the one driving bevel gear of the lamellar ring, whereby a reverse gear of the driven shaft is effected.
By positioning the sleeve in between, it is possible to completely separate the driven bevel gear pair from the driving shaft and in this way to achieve idling. Finally, in a third position of the sleeve, the two ends of the driving and the driven shaft could be connected directly to one another by claws. This position then corresponds to the direct engagement of the common gear transmission, the La mellenring, and the bevel gears run idle.