Regelbares Getriebe zwischen zwei koaxial angeordneten Wellen Die Erfindung bezieht sich auf ein regelbares Ge triebe zwischen zwei koaxial angeordneten Wellen, das zwei gleichfalls koaxial zu den erwähnten Wellen angeordnete Körper mit ringförmigen Laufflächen, die in die Achse des Getriebes enthaltenden Ebenen ein konkaves Profil aufweisen, und einen zwischen den erwähnten Körpern angeordneten Käfig ent hält, :in dem :
sich in gleichen Abständen voneinander und von der Getriebeachse diese umgebende, als Obertragungsglieder dienende Kugeln befinden, wobei eines der von den Körpern und dem Käfig gebildeten Elemente mit der Antriebswelle und ein zweites mit der Abtriebswelle gekuppelt ist, während das dritte Element stillsteht oder auch umläuft, wobei die Laufflächen in die Achse des Getriebes ent haltenden Ebenen einen grösseren Krümmungshalb- messer als die Kugeln haben, und Mittel vorgesehen sind,
um durch Kippen mindestens eines der mit den Laufflächen versehener Körper den Abstand der Kontaktpunkte der Kugeln mit einer Lauffläche und den Abstand der Kontaktpunkte der Kugeln mit der anderen Lauffläche von der Getriebeachse in ent gegengesetztem Sinne zu ändern.
Es ist bekannt, bei solchen Getrieben Rotations körper zu verwenden, die nur zu einer Achse dreh symmetrisch sind. Namentlich finden zylindrische oder tonnenförmige Körper Verwendung. Diese Rotations körper sind mit Hilfe einer Welle im zugeordneten Käfig befestigt. Auf diese Weise können sie eine umlaufende Bewegung um ihre eigene Drehachse im Käfig durchführen. Das Übersetzungsverhältnis er gibt sich bei diesem Getriebe durch eine relative axiale Verschiebung des Käfigs in bezug auf die Laufflächen.
Hierdurch wird der Abstand der Berührungspunkte der Rotationskörper mit einer Lauffläche von der Getriebeachse kleiner, während der Abstand der Berührungspunkte der Rotationskörper mit der an deren Lauffläche von der Achse grösser wird.
Der Nachteil dieser bekannten Getriebe ist der, dass an den Rotationskörpern Kräfte .in axialer und in radialer Richtung auftreten können, die auf diese Körper ein verhältnismässig grosses Moment aus üben. Solche Momente können in den Lagern, durch die die Rotationskörper im Käfig abgestützt sind, grosse Reibungsverluste herbeiführen. Weiter ver- anlasst dieses Moment infolge der sowohl auf die Rotationskörper als auch auf den Käfig ausgeübten Kräfte einen schweren und komplizierten Bau.
Das Getriebe nach der Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben. Zu diesem Zweck ist es dadurch gekennzeichnet, d'ass die Mittel zum Kippen des mit der Lauffläche versehenen Körpers in mindestens zwei ringförmigen und konzentrisch mit der Getriebe achse liegenden Zonen von verschiedenen Durch messern mit gleichmässig verteilten Kräften angreifen, ohne die Anpresskräfte zwischen den Kugeln und der Lauffläche zu beeinflussen.
Mindestens einer der mit den Laufflächen ver- sehenen Körper kann mittels einer gelenkigen Ver bindung mit den erwähnten Mitteln verbunden und in bezug auf die Lage, die er einnimmt, wenn auf ihn keine Kräfte ausgeübt werden, in zwei Richtungen kippbar sein.
Die zum Verformen der Körper erforderlichen Kräfte nehmen mit Zunahme der Verformung zu. Wenn der Körper in bezug auf die Lage, die er ein nimmt, wenn auf ihn keine Kräfte ausgeübt werden, in zwei Richtungen kippbar ist, können diese Körper so ausgebildet werden, dass mittels einer geringen Verformung ein grosser Übersetzungsbereich bestri chen werden kann. Hierbei kippt dann der Körper in beiden Richtungen um das gleiche Mass.
In diesem Falle wird mit einer bestimmten zulässigen Verfor- mung ein ebenso grosser Bereich von übersetzungs- verhältnissen überstrichen, wie nur mit zweifacher Verformung möglich wäre, wenn der Körper nur in einer Richtung kippbar wäre. Auf einen in zwei Richtungen kippbaren Körper müssen, um ihn in zwei Richtungen kippen zu lassen, die resultierenden Kräfte, die bei einer Kippbewegung in einer Rich tung und bei einer Kippbewegung in der anderen Richtung auf den Körper einwirken, in entgegen gesetzten Richtungen wirken.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Ge triebes ist an den einander zugekehrten Wellenenden je einer der mit den Laufflächen versehenen Körpern befestigt. Zwischen diesen Körpern befindet sich dann der Käfig, deff gegen Rotation gesichert ist. Hierbei ist nur einer dieser Körper mit mittels einer gelen kigen Befestigung an der betreffenden Welle kippbar und werden auf diesen Körper ausser den in diesem Gelenk auftretenden Kräften zwei weitere Kräfte- systeme ausgeübt.
Eins dieser Kräftesysteme rührt von dem zwischen den Kugeln und der bitreffenden Lauffläche herrschenden Flächendruck her, während das andere von einer Feder und einem hydraulichen System ausgeübt wird. Die Wirkung der von der Feder gelieferten Kräfte ist dabei derjenige der vom hydraulischen System ausgeübten Kräfte entgegen gesetzt.
Hierdurch wird, obgleich nur eine der Laufflächen kippbar ist, dennoch erreicht, dass bei Änderung des Abstandes der Berührungspunkte der Kugeln mit einer Lauffläche von der Achse auch der Abstand der Berührungspunkte der Kugeln mit der anderen Lauffläche von der Achse (in entgegengesetzter Rich tung) geändert wird.
Die Möglichkeit besteht, zwei oder mehrere gleiche Getriebeteile in Reihe zu schalten. Bei einer Aus führungsform eines solchen Getriebes besteht die Antriebswelle jedes nachfolgenden Getriebeteiles der Reihe aus der Abtriebswelle des vorangehenden Ge triebeteiles. Der Vorteil dieser Kombination ist der, dass das Übersetzungsverhältnis das Produkt ist aus den flbersetzungsverhältnissen der gekuppelten Ge triebeteile. Ein weiterer Vorteil ist der, dass wenn die Kombination eine gerade: Zahl von Getriebeteilen enthält, die Eingangswelle und die Ausgangswelle im gleichen Sinne umlaufen.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform eines solchen Getriebes, die zwei in Reihe geschaltete Ge- triebeteile enthält, sind zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Getriebes zwei Käfige angeordnet. Beiderseits jedes Käfigs befindet sich ein Körper mit einer konkaven Lauffläche.
Die an den der Antriebswelle und der Abtriebswelle zuge kehrten Seiten befindlichen Körper sind nicht kipp- bar mit der betreffenden Welle verbunden, während die zwischen den beiden Käfigen befindlichen Kör per derart durch einen starren Bauteil miteinander verbunden sind, dass sie die gleiche Umlaufgeschwin digkeit haben.
Der ringförmige Aussenumfang eines dieser Körper und der ringförmige Innenumfang des anderen Körpers sind kippbar mit dem starren Bau teil verbunden. Durch ein hydraulisches System kön nen auf diese Körper der Grösse und Richtung nach veränderliche Kräfte ausgeübt werden.
An Hand der Zeichnung sind nachstehend die Ausbildung und Wirkungsweise des Getriebes näher erläutert.
In Fig. 1 ist das Prinzip des Getriebes nach der Erfindung in radialem Schnitt, in Fig. 2 im Quer schnitt gemäss Linie 1-1 in Fig. 1 dargestellt.
In den Fig. 3 und 4 ist das Prinzip des Getriebes für solche Lagen der Laufflächen dargestellt, bei denen das Übersetzungsverhältnis kleiner bzw. grösser als die. Einheit ist.
In Fig. 5 ist eine Ausführungsform des Getriebes schematisch dargestellt, bei der nur eine Lauffläche kippbar ist. In dieser Figur ist die kippbare Lauf fläche in einer Lage dargestellt, in der das überset- zungsverhältnis von der Einheit abweicht.
In den Fig. 6 und 7 ist eine Ausführungsform des Getriebes nach der Erfindung in einem Schnitt längs einer die Getriebeachse enthaltenden Ebene bzw. in einem Schnitt senkrecht zu dieser Achse darge stellt.
In Fig. 8 ist eine Ausführungsform eines Ge triebes, das zwei in Reihe geschaltete Getriebe nach der Erfindung enthält, in einem Schnitt gemäss einer die Getriebeachse enthaltenden Ebene dargestellt.
In Fig. 9 ist, schematisch das Prinzip des Getriebes nach Fig. 8 in verschiedenen Lagen dargestellt.
In Fig. 10 ist das hydraulische System, durch das das Getriebe nach Fig. 8 geregelt wird, dargestellt.
In den Fig. 1 und 2 ist das Prinzip des Getriebes schematisch dargestellt. Die koaxial angeordneten Wellen sind mit 1 und 2 bezeichnet. Die Antriebs welle 1 trägt einen Flansch 3. Auf diesem Flansch 3 ist der ringförmige Körper 4, der die konkave Lauf fläche 5 enthält, derart angeordnet, dass dieser Kör per in Drehrichtung starr mit dem Flansch 3 ver bunden, in axialer Richtung jedoch in bezug auf den Flansch 3 etwas kippbar ist. Die Abtriebswelle 2 ist mit einem Flansch 6 versehen, der gleichfalls einen ringförmigen Körper 7 mit einer konkaven Lauf fläche 8 trägt.
Zwischen dem ringförmigen Körper 7 und dem Flansch 6 besteht eine ähnliche Verbindung wie zwischen dem ringförmigen Körper 4 und dem Flansch 3. Zwischen den erwähnten Wellen 1 und 2 und den Flanschen 3 und 6 ist ein Käfig 9 angeordnet, der gegen Rotation gesichert ist. Dies ist in der Zeich nung durch eine Keilverbindung 10 zwischen dem Käfig 9 und den Wänden 11 des nur teilweise darge stellten Gehäuses des Getriebes angegeben. Im Käfig 9 sind Bohrungen 12, 13, 14 und 15 vorgesehen, in denen Stahlkugeln 16, 17, 18 und 19 aufgenommen sind. Die dargestellte Ausführungsform enthält vier Kugeln.
Es dürfte einleuchten, dass nach dem gleichen Prinzip auch Getriebe mit anderen Kugelzahlen her stellbar sind'. Die Körper 4 und 7 sind derart ge staltet, d'ass sie elastisch verformbar sind. Die Lauf flächen 5 und 8 auf diesen Körpern haben einen Krümmgngshalbmesser, der um 4 % grösser ist als derjenige der Kugeln 16, 17, 18 und 19. Im Betrieb des Getriebes berühren sich die Laufflächen 5 und 8 mit den Kugeln 16, 17, 18 und 19.
Auf die elastisch verformbaren Körper 4 und 7 wirken in ringförmigen Zonen mit verschiedenen Durchmessern axial ge- richtete Kräfte gleichmässig über den Umfang ver teilt ein. Die zu diesen Kräftesystemen gehörenden Kräfte P1 und P2 wirken dabei auf den Aussenum fang und die Kräfte P3 und P4 wirken in entgegen gesetzter Richtung auf den Innenumfang der Körper 4 und 7 ein. Die Wirkungsweise des Getriebes nach den Fig. 1 und 2 ist folgende.
Unter der Einwirkung der Kräfte P1 und P2, P3 und P.1 und der Andruckkräfte R der Kugeln auf die Laufflächen haben die Körper 4 und 7 eine derartige Lage eingenommen, dass die Punkte<I>A</I> und<I>D</I> der Laufflächen mit den Punkten B und C der Kugeln in Berührung sind.
Wenn die Welle 1 angetrieben wird, erhalten die Punkte A der Lauffläche 5 eine be stimmte Umfangsgeschwindigkeit, die durch die An lage den Punkten B der Kugeln mitgeteilt wird. Weil die Kugeln dadurch, dass sie im stillstehenden Käfig aufgenommen sind, nicht um die Achse. X-X des Getriebes umlaufen können, laufen sie um die Achse <I>1-I</I> um, so dass die Punkte C der Kugeln in bezug auf die Achse I-1 die gleiche Umfangsgeschwindigkeit erhalten wie die Punkte B.
Weil auch die Lauffläche 8, die mit der Welle 2 verbunden ist, mit den Kugeln in Berührung ist, wird die Geschwindigkeit der Punkte C der Kugeln auf die Punkte D der Lauffläche 8 übertragen. Weil die Punktpaare A-B und<B>C -D,</B> in denen sich die Kugeln und' die Laufflächen berühren, sämtlich im gleichen Abstand<I>a</I> von der Achse X-X des Getriebes entfernt sind, ist die Geschwindigkeit der Wellen 1 und 2 in diesem Falle die gleiche, wobei sie jedoch entgegengesetzte Drehrichtungen haben. Das übersetzungsverhältnis ist somit gleich dem Wert = 1.
Fig. 3 zeigt die Situation, bei der die Kräfte P1, P2, <I>P3</I> und P4 durch die Kräfte P1', P2', P3 und P4' ersetzt sind.
Durch diese Kräfte und die zwischen Kugeln und Laufflächen herrschenden Andruckkräfte R' werden die Körper 4 und 7 elastisch derart ver formt, das die Laufflächen die in Fig. 3 gezeichnete Lage einnehmen.
Dadurch, dass die Laufflächen unter der Einwirkung dieser neuen Kräftenverteilung ge kippt sind, verschieben sich die, Krümmungsmittel- punk'te der Laufflächen 5 und 8, und zwar derart, d'ass der Krümmungsmittelpunkt 20 der Lauffläche 5 näher bei der Mittellinie<I>X -X des</I> Getriebes liegt, während der Krümmungsmittelpunkt 21 der Lauffläche 8 da gegen weiter von der Achse<I>X -X</I> entfernt worden ist.
Die von der Lauffläche 5 auf die Kugeln ausgeübten Normalkräfte gehen durch den Krümmungsmi'ttel- punkt 20 dieser Lauffläche und das gleiche gilt für die auf die Lauffläche 8 ausgeübten Normalkräfte, die durch den Krümmungsmittelpunkt 21 dieser Lauf fläche gehen. Weil die Kugeln frei im Käfig liegen, können sie eine derartige Lage einnehmen, dass die auf ihre Oberfläche ausgeübten Normalkräfte mit- einander im Gleichgewicht sind.
Auch im Falle der Fig. 3 nehmen die Kugeln eine derartige Lage ein, dass der Mittelpunkt M der Kugeln mit den Krüm- mungsmittelpunkten 20 und 21 der Laufflächen 5 und 8 nahezu auf einer Geraden liegt. Die Berührungs- punktepaare <I>A' B'</I> und D'-C' der Kugeln mit den Laufflächen liegen dabei gleichfalls auf dieser Ge raden.
Der Abstand<I>b</I> der Punktepaare <I>A' B'</I> von der Achse<I>X -X</I> ist jetzt grösser als der Abstand c der Punktepaare C'-D' von dieser Achse. Weil die Welle 1 die Antriebswelle und die Welle 2 die Ab triebswelle ist, ist das übersetzungsverhältnis in diesem Fälle clb und somit kleiner als der Wert = 1.
Fig. 4 stellt den Fall dar, in dem die auf die Körper 4 und 7 ausgeübten Kräfte in Pi', P2', P3' und P4' umgewandelt sind.
Die elastisch verform baren ringförmigen Körper 4 und 7 und die Kugeln 16, 17, 18 und 19 nehmen jetzt unter der Einwirkung der Kräfte Pi', P2', P3' und P4" und der zwischen Kugeln und Laufflächen herrschenden Andruckkräfte ,R" die in Fig. 4 dargestellte Lage ein.
Der Abstand <I>d</I> der Punktepaare <I>A"</I> B" von der Achse X-X ist in diesem Falle kleiner als der Abstand e der Punkte paare<I>C" D"</I> von dieser Achse. Das übersetzungs- verhältns eld ist in diesem Falle grösser als der Wert = 1.
Bei den in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Aus führungsformen sind beide Körper 4 und 7 elastisch verformbar. Bei der in Fig. 5 dargestellten Aus führungsform dagegen ist nur einer der Körper, und zwar der Körper 4, elastisch verformbar. Bei der in Fig. 5 dargestellten Lage ist das übersetzungsverhält- nis kleiner als die Einheit. Hierbei ist angenommen, dass die Welle 1 die Antriebswelle ist. Der Körper 7 ist .in diesem Falle nicht elastisch verformbar.
Durch die Formänderung des ringförmigen Körpers 4 und der resultierenden gekippten Lage der Lauffläche 5 berühren sich die Kugeln und die Laufflächen in den Punktenpaaren A"'-B"' und CI"DI". Die Kugeln nehmen wieder eine derartige Lage ein, dass diese Punktepaare in bezug auf den Mittelpunkt jeder Kugel diametral liegen.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine Ausführungsform des Getriebes in einem Schnitt gemäss einer die Mittel linie des Getriebes enthaltenden Ebene bzw. gemäss der Ebene VII-VII der Fg. 6. Die Antriebswelle ist mit 101 bezeichnet. Auf dieser Welle ist der Kör per 112 befestigt, dessen zylindrischer Innenteil mit 112a bezeichnet ist. In diesem zylindrischen Innen- teil 112a ist der kolbenförmige Körper 113 beweglich aufgenommen.
Dieser Körper<B>113</B> ist an den Berüh- rungsflächen mit dem Körper 112 und der Welle 101 mit Dichtungsringen 114 und<B>115</B> versehen. Die Welle 101 ist am Ende mit einem flanschförmigen Körper 103 versehen, an dem der elastisch verform bare ringförmige Körper 104 mittels einer Gewinde- verbindung 116 mit etwas Spiel befestigt ist. Infolge dieses. Spieles kann der Körper 104 in axialer Rich tung kippen, sich jedoch nicht in bezug auf die Welle 101 drehen.
Der Stahlkörper 104 ist an einer Seite mit einer ringförmigen, die Welle umgebenden Lauf- fläche 105 versehen, die in einem Schnitt gemäss einer die Getriebeachse enthaltenden Ebene konkav gestaltet ist. Infolge seiner Gestaltung ist dieser Kör per, wenn auf ihn Kräfte ausgeübt werden, elastisch durchgeführt. Die Lauffläche 105 nimmt dabei die Lagen ein, die bereits in den Fig. 1 bis 5 angegeben sind.
Der Aussumfang des Körpers 104 ist mit einer Gewindeverbindung 117, gleichfalls mit etwas Spiel, mit einem mantelförmigen Bauteil 118 verbunden, der mit einer starren Gewindeverbindung mit dem kolbenförmigen Körper 113 verbunden ist. Zwischen dem Flansch 193 der Welle 191 und dem kolben- förmigen Körper 113 ist ein System 119 von Glok- kenfedern vorgesehen. Das System 119 ruht an einem Ende am Flansch 103 und am anderen Ende über einen ringförmigen Körper 120 an den Stellschrauben 121 an, die sich im kolbenförmigen Körper 113 be finden.
Das Federnsyste:m 119 wird unter Vorspan- nung im Getriebe angebracht, wobei die von diesem System gelieferten Kräfte über den kolbenförmigen Körper 113 und den mantelförmigen Bauteil 118 auf den Aussenumfang des Körpers 104 übertragen werden. Unter der Einwirkung dieser Kräfte erfährt dieser Körper eine Kippbewegung um die Gewinde verbindung 116 nach rechts. Infolgedessen nehmen die Kugeln 136, 137, 138, 139 und 140 eine der artige Lage ein, dass sie die Lauffläche 105 in den Punkten Ei berühren.
Die Welle 101 mit den an ihr befestigten Teilen ist mittels des Rollenlagers 122 im Teil 123 des zweiteiligen Gehäuses des Getriebes ab gestützt. Das Rollenlager 122 ist in bezug auf die Welle 101 durch die' Mutter 124 und in bezug auf das Gehäuse des Getriebes durch die ringförmige Scheibe 125 gesichert. Die Welle 101 ist auch mit dem Nadellager 126, das in der Bohrung 127 der Welle 101 angeordnet ist, auf dem vorstehenden Teil 128 des aus zwei Teilen bestehenden Käfigs 109 abgestützt.
Der Käfig<B>109,</B> der aus den Teilen 129 und 130 besteht, ist durch Nocken 110 im Teil 123 des Gehäuses gegen Rotation um die Achse<I>X -X</I> gesichert. Der Käfig 109 kann sich aber in axialer Richtung etwas verschieben. Die zwei Teile 129 und 130 sind mit Bohrungen<B>131,</B> 132, 133, 134 und 135 versehen, in denen die bereits erwähnten Kugeln 136, 137, 138, 139 und 140 untergebracht sind.
Nachdem die Kugeln in den Bohrungen untergebracht sind, werden die Teile 129 und 130 des Käfigs 109 mit Hilfe der Bolzen 141 starr miteinander verbunden. Der Teil 129 ist mit einem Ansatz 128 versehen, der mit einer Schiebepassung in der Welle 101 aufge nommen ist. Im Teil 128 befindet sich eine Bohrung 142, dio an einem Ende über den Kanal 143 in der Welle 101 mit einem Raum 144 in Verbindung steht, der sich zwischen dem Körper 112 und dem kolbenförmigen Körper 113 befindet.
In den Käfig 109 ist ein rohrförmiger Körper 145 eingeschraubt. Dieser rohrförmige Körper hat eine Bohrung 146, die unmittelbar an die Bohrung 142 anschliesst. Durch die Bohrungen 146 und 142 hindurch kann dem Raum 144 eine Flüssigkeit unter Druck zugeführt werden. Eine Dichtung 147 sorgt dafür, dass über den Käfig 109 und den Körper 145 kein Öl abfliessen kann. Durch den im Raum 144 erzeugten Druck wird auf den kolbenförmigen Körper 113 eine Kraft nach links ausgeübt.
Diese Kraft, die somit der durch die Federn gelieferten Kraft entgegenwirkt, wird über den mantelförmigen Bauteil 118 auf den Aussen umfang des Körpers 104 übertragen, wodurch dieser Körper nach links kippt. Je nach der Grösse des Flüssigkeitsdruckes im Raum 144 stellt sich der Be rührungspunkt der Kugeln mit der Lauffläche 105 im Bereich zwischen den Punkten El und E#, ein. Der Teil 130 des Käfigs 109 ist mit einem zapfen förmigen Körper 148 versehen, der von einem Nadel lager 149 umgeben wird'. Durch dieses Nadellager wird die Abtriebswelle 102 abgestützt.
Die Welle 102 ist am Ende mit einem nicht verformbaren Flansch 196 versehen, in dem sich die Lauffläche 108 be findet, die die Achse X-X ringförmig umgibt und ,in einem Schnitt gemäss diese Achse enthaltenden Ebene konkav ist. An der Welle 102 ist weiter ein Kugellager 150 befestigt. Der Innenring dieses Kugel lagers ist durch die Mutter 151 auf der Welle fest gesetzt, während der Aussenring gleitend in einem ringförmigen Körper 152 aufgenommen ist, der ge gen Rotation um die Achse X -X gesichert ist. Die Welle 102 kann somit eine Axialbewegung durch führen.
Das Kugellager 150 ist mit dem ringförmigen 'Körper 152 im Teil 153 des Gehäuses des Getriebes aufgenommen. Der Teil 153 hat eine teilweise zylin drische Innenfläche, in der der kolbenförmige Körper 154 bewegbar ist. Der kolbenförmige Körper 154 liegt über das axiale Drucklager 155 am Flansch 106 der Welle 102 an. Die Abdichtung zwischen dem kolben- förmigen Körper 154 und dem Teil<B>153</B> des Gehäuses ergibt sich *rch die Dichtungsringe 156 und 157. Der Raum 158 zwischen dem kolbenförmigen Körper 154 und dem Gehäuse 153 steht durch einen Kanal 159 mit dem Raum ausserhalb des Getriebes in Ver bindung.
Durch den Kanal 159 kann eine Flüssig keit unter Druck dem Raum 158 zugeführt werden. Der Flüssiggkeitsdruck im Raum 158 übt auf den Kolben 154 eine Kraft aus, die über das Drucklager auf den Flansch 106 übertragen wird. Infolgedessen werden die Laufflächen an die Kugeln angedrückt. Mit Hilfe der Bolzen 160 ist das Getriebe auf den Balken 161 und 162 montiert.
Die Wirkungsweise des Getriebes ist folgende:. Dadurch, dass das Federnsystem 119 unter Vorspan- nung zwischen dem Flansch 103 und dem kolben förmigen Körper 113 eingeschlossen ist, wird auf diesen Körper 113 eine Kraft nach rechts ausgeübt. Diese Kraft wird über den Bauteil 118 .auf den Aussenumfang des Stahlkörpers 104 übertragen. Durch diese Kraft und die zwischen den Kugeln und der Lauffläche herrschende Andruckkraft wird der Kör per etwas elastisch verformt, wodurch die Lauf fläche 105 nach rechts gekippt wird.
Die Kugeln nehmen dabei eine derartige Lage ein, d'ass sie die Laufflächen 105 und 108 in den Punkten El bzw. F1 (in Fig. 4 den Punkten A" und D") berühren. Wird dann durch die Kanäle 146 und 142 dem Raum 144 eine Flüssigkeit unter Druck zugeführt, so wird auf den kolbenförmigen Körper 113 ein Druck nach links ausgeübt, der somit dem vorher herrschenden Druck entgegengesetzt gerichtet ist.
Dies hat zur Folge, dass die auf den Aussenumfang des Körpers 104 einwirkenden Kräfte kleiner werden. Infolgedessen wird die elastische Verformung auch kleiner, so dass die Lauffläche 105 in bezug auf die erwähnte Lage dieser Lauffläche nach links gekippt wird.
Im Zu stand, in dem die elastische Verformung völlig zu nichte gemacht ist, hat die Lauffläche 105 eine der artige Lage, dass die Kugeln die Laufflächen 105 und 108 in den Punkten ;E2 bzw. F2 berühren. Das Übersetzungsverhältnis ist dann gleich dem Wert = 1 (siehe in Fig. 1 die Punkte<I>A</I> und<I>D).</I> Wird der Druck im Raum 144 weiter gesteigert, so werden die auf den Aussenumfang des Körpers 104 aus geübten und nach links wirkenden Kräfte grösser.
Der Körper 104 wird dabei wieder elastisch ver formt, wobei die Lauffläche 105 weiter nach links gekippt wird. Die Kugeln nehmen dann die Lage ein, bei der sich die Laufflächen 105 und 108 in den Punkten ,E3 bzw. F3 berühren. Das übersetzungs- verhältnis ist in diesem Falle kleiner als der Wert = 1 (siehe in Fig. 3 die Punkte<B>A</B>' un<I>d</I> D').
In Fig. 6 sind nur drei Lagen der Lauffläche<B>105</B> angegeben, es dürfte jedoch einleuchten, dass, wenn der Flüssig keitsdruck kontinuierlich gesteigert wird, die Lauf fläche 105 sämtliche Lagen zwischen den Lagen, bei denen sich die Kugeln und die Laufflächen in den Punkten Ei und E3 berühren, durchläuft.
Bei der geschilderten Ausführungsform haben die Antriebswelle und die Abtriebswelle entgegengesetzte Drehrichtungen. Dadurch, dass eine gerade Zahl dieser Getriebe in Reihe geschaltet wird, ist es möglich, der Antriebswelle und der Abtriebswelle die gleiche Dreh richtung zu erteilen. Hierdurch wird auch erreicht, dass das Übersetzungsverhältnis das Produkt aus den Übersetzungsverhältnissen der gekuppelten Getriebe ist.
Eine Ausführungsform eines solchen Getriebes, bei der zwei Getriebe nach der Erfindung in. Reihe geschaltet sind, ist in Fig. 8 dargestellt. Die Antriebs welle ist mit 201 bezeichnet. Die Antriebswelle 201 ist von einem Rollenlager 222 im Teil' 223 des Ge häuses des Getriebes abgestützt. Der Innenring des Rollenlagers 222 ist durch die Mutter 224 auf der Welle festgesetzt, während der Aussenring in bezug auf den Teil 223 des Getriebegehäuses durch den ring förmigen Körper 225 festgesetzt ist.
Die Antriebs welle 201 ist mit einem unverformbaren flansch förmigen Körper 226 versehen, der mit einer die Welle ringförmig umgebenden konkaven Lauffläche 227 versehen ist. Diese Lauffläche ist im Betrieb des Getriebes mit den Kugeln 228 in Berührung, die in ringförmigen Aussparungen in einem Käfig 229 ein geschlossen sind. Der Käfig 229 ist mittels einer nicht dargestellten Keilverbindung in bezug auf den Teil 230 des Getriebegehäuses gegen Rotation um die, Achse X-X des Getriebes gesichert. Der Käfig 229 besteht aus den Teilen 231 und 232, die, starr miteinander verbunden sind.
Der Teil 232 ist mit einem Absatz 233 versehen. Der kolbenförmige Kör per 234 ist mit einem nabenförmigen Körper ver sehen, in dem Bohrungen 235 und 236 angebracht sind. Der kolbenförmige Körper 234 ruht an einem Ende auf dem Ansatz 233 auf, der zu diesem Zweck in der Bohrung 235 aufgenommen ist. Zur Abdichtung zwischen den Berührungsflächen des Ansatzes 233 und der Innenfläche der Bohrung 235 ist ein Dich tungsring 237 vorgesehen.
An der Nabe des kolben- förmigen Körpers 234 ist durch eine Gewindever bindung 238 der Bauteil 239 starr befestigt. Zwi schen dem Bauteil 239 und dem als Mutter wirk samen Körper 240 ist der Teil 241 des ringförmigen elastisch verformbaren Körpers 242 befestigt. Diese Befestigung ist derartig, dass eine geringe Kippbe- wegung des Körpers 242 möglich ist. Der Körper 242 ist am ringförmigen Aussenumfang mit einem pockenförmig vorstehenden Teil 243 versehen, der zwischen dem Bauteil 244 und einem mantelartigen Körper 245 eingeklemmt ist.
Der Bauteil 244 und der mantelförmige Körper 245 sind starr miteinander verbunden. Auch diese Einklemmung ist derartig, dass eine geringe Kippbewegung des Körpers 242 möglich ist. Am mantelförmigen Körper 245 ist mit einer starren Gewindeverbindung 246 der Bauteil 247 be festigt. Der Bauteil 247 ist über eine Gewindever bindung 248 mit dem Körper 249 verbunden.
Das Getriebe enthält weiter den elastisch verformbaren ringförmigen Körper 250, der am ringförmigen In- nenumfang mit einem pockenförmig vorstehenden Teil 251 und am ringförmigen Aussumfang mit einem pockenförmig vorstehenden Teil 252 versehen ist. Der Teil 251 ist zwischen den Bauteilen 247 und 249 derart eingeklemmt, dass der Körper 250 in bezug auf diese Teile kippbar ist.
Der Teil 252 ist zwischen den ringförmigen Bauteilen 253 und 254 eingeklemmt, die durch die Bolzen- und Mutterver bindung 255 starr miteinander verbunden sind. Der Körper 250 kann auch in bezug auf diese ring förmigen Bauteile eine kleine Kippbewegung durch führen. Infolge der Bolzen- und Mutterverbindung 255 sind: die ringförmigen Bauteile 253 und 254 gleichfalls starr mit dem Bauteil 256 verbunden. Am Bauteil 256 ist mit einer starren Gewindeverbindung 257 der Bauteil 258 befestigt, der eine zylindrische Innenoberfläche hat.
Diese zylindrische Innenfläche wirkt mit der zylindrischen Aussenoberfläche des kolbenförmigen Körpers 234 zusammen, wobei die Dichtunggsringe 259, 260 und 261 die Abdichtung besorgen. Der kolbenförmige Körper 234 isst mit der zylindrischen Innenoberfläche der Bohrung 236 auf dem vorstehenden Teil 262 des Käfigs 263 gelagert. Die Abdichtung zwischen der Innenoberfläche der Bohrung 236 und der Aussenoberfläche des Teiles 262 wird vom Dichtungsring 264 besorgt.
Der Käfig 263 ist aus den starr miteinander verbundenen Teilen 265 und 266 aufgebaut, während er durch eine nicht dargestellte keilförmige Verbindung in bezug auf den Teil 230 des Gehäuses des Getriebes gegen Rotation um die Achse<I>X -X</I> ges,?chert ist. In Aussparungen im Käfig 263 sind Kugeln 267 aufgenommen, die auf einer Seite mit der Lauffläche 268 des elastisch verformbaren Körpers 265 und auf der anderen Seite mit der Lauffläche 269 des unverformbaren Ilanschförmigen Körpers 270 in Berührung sind, der mit der Abtriebswelle 202 ein Ganzes bildet.
Die Ab triebswelle 202 ist vom Kugellager 271 in bezug auf den Teil 272 des Gehäuses des Getriebes abge stützt. Der Innenring 273 des Kugellagers 271 ist in bezug auf die Abtriebswelle 202 durch die Mutter 274 festgesetzt. Der Aussenring 275 dieses Kugel lagers ist im ringförmigen Bauteil 276 aufgenommen, der gegen Rotation um die Achse X-X gesichert ist. Der Teil 272 des Getriebegehäuses ist mit einer zylin drischen Innenoberfläche versehen, mit der der kol- benförmige Körper 277 zusammenarbeitet.
Die Ab dichtung zwischen dem kolbenförmigen Körper 277 und dem Teil 272 des Gehäuses des Getriebes be sorgen die Dichtungsringe 278 und 279. Der kolben- förmige Körper 277 ruht über das axiale Druck lager 280 am flanschförmigen Körper 270 an.
Der Teil 272 des Getriebegehäuses ist mit einem Kanal 281 versehen, der in den Raum mündet, der sich zwischen dem Teil 272 des Gehäuses und dem kolbenförmigen Körper 277 befindet, wobei der Ka nal 281 an eine Leitung angeschlossen werden kann, die mit einer nicht dargestellten Anlage, die Öl unter Druck liefern kann, verbunden ist. Der Raum III zwischen dem kolbenförmigen Körper 234 und dem Bauteil 258 ist durch den Kanal 282 mit dein Raum ausserhalb des Getriebes verbunden und: kann an eine öldruckleitung angeschlossen werden.
Der Raum I1 zwischen dem kolbenförmigen Körper 234 und dem Bauteil 256 steht über den Kanal 283 im Käfig 263 gleichfalls mit dem Raum ausserhalb des Ge triebes in Verbindung und kann gleichfalls an eine Öldruckleitung angeschlossen werden.
Die Wirkungsweise des Getriebes wird jetzt anhand der Fig. 9 und 10 näher erläutert.
In Fig. 9 ist der verstellbare Teil des Getriebes schematisch in mehreren Lagen dargestellt. Fig. 10 zeigt das hydraulische System, mittels dessen den Räumen II und III Öl zugeführt werden kann. Die Ölzufuhreinrichtung 284, die hier als eine Zahn- radölpumpe dargestellt ist,
erhält Öl aus der Leitung 285 und drückt es in die Leitung 286 hinein. Der Regelschieber 287 kann so eingestellt werden, d'ass das Öl entweder dem Raum II oder dem Raum III zugeführt wird. Der Regelschieber ist jedoch auch so einstellbar, dass keinem dieser Räume Öl zugeführt wird.
Im Betriebe der Kombination wird durch den Kanal 281<B>Öl</B> unter Druck dem Raum zugeführt, der vom Teil 272 des Getriebegehäuses und! dem kolben- förmigen Körper 277 begrenzt wird. Infolgedessen wird auf den kolbenförmigen Körper eine Kraft nach links ausgeübt, die vom Kugellager 280 auf dem flanschförmigen Körper 270 übertragen wird. Hier durch wird die Lauffläche 269 an die Kugeln 267 angedrückt.
Weil die Kugeln und die kippbaren Körper 250 und 242 zwischen den flanschförmigen Körpern 270 und 226 aufgenommen sind, tritt der von der Lauffläche 269 auf die Kugeln 267 ausgeübte Druck auch zwischen den Kugeln 267 und dem kipp- baren Körper 250 und zwischen den Kugeln 228 und den Laufflächen 220 und 227 auf.
Wenn in den Räumen II und III der gleiche Druck herrscht, werden auf die kippbaren Körper 242 und 250 nur die zwischen den Kugeln und Lauf flächen herrschenden Andruckkräfte R ausgeübt. Durch diese Andruckkraft R werden die Körper 242 und 250 etwas gekippt, wie dies in Fig. 9a dargestellt ist. Das übersetzungsverhältnis ist in diesem Falle, weil die Welle 201 die Antriebswelle ist, kleiner als die Einheit.
Der Druck im Raum Il wird dadurch gesteigert, dass der Regelschieber 287 so verschoben wird, dass die Leitung 286 mit diesem Raum I1 in Verbindung gelangt. Infolgedessen wird auf den Bauteil 256 eine Kraft nach rechts und auf den kolbenförmigen Kör per 234 eine Kraft nach links ausgeübt. Diese Kräfte werden auf den Aussenumfang des Körpers 250 und den Innenumfang des Körpers 242 über tragen. Wenn der Druck im Raum 1I so hoch ist, dass die Kräfte, die auf die Körper 242 und 250 aus geübt werden, gleich der halben Andruckkraft R sind, so nehmen diese Körper die in Fig. 9b dar gestellte Lage ein. Die Kugeln und die Laufflächen 220 und 268 berühren sich in den Punkten E2 bzw.
G2. Dabei stellen sich die Kugeln so ein, d'ass sie die, Laufflächen 227 und 269 in den Punkten F2 bzw. H2 berühren. Diese Berührungspunkte F2, E2, G2 und H2 liegen sämtlich im gleichen Abstand von der Achse X-X des Getriebes, so dass in diesem Falle die Wellen 201 und 202 die gleiche Umlaufgeschwindig keit haben.
Durch weitere Steigerung des Druckes im Raum II nehmen die auf den Aussenumfang bzw. Innen umfang der kippbaren Körper 250 bzw. 242 aus geübten Kräfte zu, wodurch diese Körper weiter ge kippt werden. Wenn der Druck im Raum II maximal ist, ist die auf die kippbaren Körper ausgeübte Kraft gleich der Kraft K, die für die maximale Kippbe- wegung der Körper 242 und 250 aus der Ruhelage erforderlich ist, vermehrt um die Andruckkraft R.
In diesem Falle nehmen die kippbaren Körper die in Fig. 9c dargestellte Lage ein, wobei die, Kugeln diese Körper in den Punkten El bzw. G, berühren. Die Kugeln haben sich dabei so eingestellt, dass sie die Laufflächen 227 und 269 in den Punkten F1 bzw. H, berühren. Das Übersetzungsverhältnis ist in diesem Falle grösser als die Einheit.
Wenn der Regelschieber 287 jetzt so verschoben wird, dass die Verbindung zwischen der Leitung 286 und dem Raum<B>11</B> unterbrochen und zu gleicher Zeit die Verbindung zwischen der Leitung 286 und dem Raum III hergestellt wird, so fällt der Druck im Raum II weg, wodurch die Körper 242 und 250 nicht länger gekippt werden. Durch Steigerung des Druckes im Raum III werden jetzt auf den Aussenumfang des Körpers 250 und den Innenumfang des Körpers 242 Kräfte ausgeübt, die den im vorstehend erläuterten Fall auftretenden Kräften entgegengesetzt gerichtet sind. Die Körper 242 und 250 werden jetzt in bezug auf die neutrale Lage in die andere Richtung ge kippt.
Um diese Körper in die äusserste Kipplage zu bringen, muss auf den Aussenumfang des Körpers 250 und den Innenumfang des Körpers 242 allein die maximale Verformungskraft K ausgeübt werden (Fig. 9A. Im Raum III muss somit, um diese Kip- pung herzuführen, ein Druck herrschen, der niedriger als der Druck ist,
der bei maximaler Kippung dieser Körper in der anderen Richtung im Raum 1I herrscht. Weil die Räume II und III von der gleichen Zahn radpumpe gespeist werden, muss der Raum 111 über eine Leitung 288 mit dem Raum 1I in Verbindung stehen. In der Leitung 288 ist ein Ventil angebracht, das geöffnet wird, sobald der Druck im Raum<B>111</B> höher als der Druck wird, der auf die Körper eine Kraft K ausübt.
Hierdurch wird verhütet, d'ass der Druck im Raum III zu hoch wird, so dass die Körper 242 und 250 übermässigen Kräften ausgesetzt wer den und Schaden erleiden. Wenn auf die Körper 242 und 250 die Kräfte K ausgeübt werden, so nehmen diese Körper die in Fig. 9d dargestellte Lage ein. Die Kugeln sind dabei mit diesen Laufflächen in den Punkten Eund G;3 in Berührung, während sie sich so eingestellt haben, dass sich die Laufflächen 227 und 269 in den Punkten F3 bzw. H3 berühren. Das Übersetzungsverhältnis ist in diesem Falle kleiner als die Einheit.