CH705524A1 - Getriebe. - Google Patents

Abstract

Ein Getriebe (11) umfasst ein um einen Drehpunkt drehbares erstes Getriebeteil (13a) mit daran angeordneten oder anordenbaren ersten Angriffsmitteln für ein erstes Kraftübertragungselement. Ein am ersten Getriebeteil (13a) angeordnetes zweites Getriebeteil ist (15a) relativ zum ersten Getriebeteil (13a) und um den Drehpunkt frei drehbar. Am zweiten Getriebeteil ist wenigstens eine Führungsbahn (17a, 17b) vorgesehen, welche sich in ungefähr kreisförmigen Bahnen spiralförmig von innen nach aussen erstreckt. Wenigstens ein bewegliches Schiebeteil (19a, 19b) besitzt zweite Angriffsmittel für ein zweites Kraftübertragungselement und seitliche Führungsorgane, welche mit den Führungsbahnen (17a, 17b) zusammenwirken können, sodass das bewegliche Schiebeteil (19a, 19b) entlang der Führungsbahnen (17a, 17b) verschiebbar ist. Das Schiebeteil (19a, 19b) ist mit einem ersten Ende gelenkig am ersten Getriebeteil (13a) und mit dem zweiten Ende gelenkig am ersten Ende des Schiebeteils angeordnet. Eine Verstellvorrichtung ermöglicht, die ersten und zweiten Getriebeteile relativ zueinander zu verdrehen. Dadurch vergrössert oder verringert sich der Durchmesser des von den beiden Verschiebeteilen gebildeten Kreises, sodass ein stufenlos einstellbares Getriebe gebildet ist.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Getriebe gemäss Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Getriebe vorzuschlagen, welches einfach im Aufbau ist und das Übersetzungsverhältnis in einem grossen Bereich, vorzugsweise stufenlos, einstellbar ist. Noch ein Ziel ist es, ein möglichst kompaktes Getriebe bereitzustellen, welches in unterschiedlichen industriellen Anwendungen eingesetzt werden kann. Ein weiteres Ziel ist es, ein Getriebe bereitzustellen, welches möglichst geringe Energieverluste (Reibungsverluste) aufweist.

[0003] Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem um einen Drehpunkt drehbaren ersten Getriebeteil mit daran angeordneten oder anordenbare ersten Angriffsmitteln für ein erstes Kraftübertragungselement, und einem am ersten Getriebeteil angeordneten zweiten Getriebeteil, welches relativ zum ersten Getriebeteil und um den Drehpunkt frei drehbar ist.

[0004] Erfindungsgemäss ist wenigsten am zweiten Getriebeteil eine Führungsbahn vorgesehen, welche sich in kreisförmigen Bahnen von innen nach aussen erstreckt. Ein bewegliches Schiebeteil besitzt zweite Angriffsmittel für ein zweites Kraftübertragungselement und Führungsorgane, welche mit den Führungsbahnen zusammenwirken können, sodass das bewegliche Schiebeteil entlang der Führungsbahn verschiebbar ist. Ein Festhalteteil ist mit einem ersten Ende gelenkig am ersten Getriebeteil und mit dem zweiten Ende gelenkig am ersten Ende des Schiebeteils angeordnet. Ein Verstellorgan erlaubt, das zweite Getriebeteil relativ zum ersten Getriebeteil zu verdrehen. Dieses Getriebe hat den Vorteil, dass es einfach aufgebaut ist und sich kostengünstig herstellen lässt. Weil das Schiebeteil am ersten Getriebeteil durch das Festhalteteil festgelegt ist, wird ersteres beim Verdrehen der ersten und zweiten Getriebeteile relativ zueinander entlang der Führungsbahn verschoben. Das heisst, das Schiebeteil beschreibt einen grösseren oder kleineren Radius, je nachdem ob die Getriebeteile im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn verdreht werden. Entsprechend kann das Getriebe praktisch stufenlos eingestellt werden. Weil in einer einmal eingenommen Verdrehstellung der beiden Getriebeteile relativ zueinander, diese drehfest miteinander verbunden sind, können diese mittels eines mit dem Schiebeteil kämmenden Kraftübertragungsmittels, gemeinsam verdreht werden.

[0005] Vorteilhaft ist die Führungsbahn im Wesentlichen spiralförmig. Dabei muss der Radius der Führungsbahn sich nicht kontinuierlich verändern, sondern die Führungsbahn kann aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen konzentrischen Kreisen bestehen. Von Bedeutung ist jedoch, dass benachbarte Bahnen jeweils miteinander verbunden sind, indem mindestens in einem Übergangsbereich von der kreisförmigen Bahn abgewichen wird.

[0006] Vorzugsweise hat im Falle lediglich eines Schiebeteils dasselbe eine Länge, welche wenigstens dem Umfang der äussersten Führungsbahn entspricht. Das heisst, das Schiebeteil beschreibt in diesem Fall im Wesentlichen einen Kreis oder ein Rad.

[0007] Gemäss einer vorteilhaften Ausrührungsform umfasst das erste Getriebeteil zwei im Abstand voneinander angeordnete erste Scheiben, und das zweite Getriebeteil umfasst zwei zweite Scheiben, welche zweiten Scheiben an den Innenseiten der ersten Scheiben frei drehbar gelagert sind. Entsprechend ist das Schiebeteil vorzugsweise zwischen den zweiten Scheiben angeordnet und durch die Führungsbahnen geführt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass eine stabile Führung des Schiebeteils erreicht ist.

[0008] Zweckmässigerweise weist das Schiebeteil seitlich in entgegengesetzte Richtungen orientierte Führungsorgane auf, welche mit den Führungsbahnen zusammenwirken. Auf diese Weise ist eine gute und stabile Führung gewährleistet. Dabei kann das Schiebeteil durch eine Gliederkette oder einen Riemen gebildet sein.

[0009] In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Gliederkette aus einzelnen Gliedern, welche an den Seiten Führungsbolzen als Führungsorgane aufweisen. Eine Gliederkette hat den Vorteil, dass sie stabil ist und der Reibwiderstand gering ist. Dabei kann jedes Glied in der Mitte einen Mitnehmer auf weisen, welcher als Angriffspunkt für eine Kette dienen kann.

[0010] Für die Kraftübertragung kann das erste Getriebeteil eine Nabe aufweisen, welche mit einer Welle koppelbar ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass am ersten Getriebeteil ein Zahnrad fest angeordnet ist, welches zwecks Kraftweiterleitung mit einer Zahnkette zusammenwirken kann.

[0011] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: <tb>Fig. 1:<sep>Ein Prinzipschema eines erfindungsgemässen Getriebes mit einem ersten und einem zweiten schiebenförmigen und Führungsbahnen aufweisenden Getriebeteil und zwei mit den Führungsbahnen des zweiten Getriebeteils zusammenwirkenden kettenartigen Schiebeteilen zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses in einer perspektivischen Ansicht; <tb>Fig. 2:<sep>Eine Teilansicht des kettenartigen Schiebeteils von Fig. 1 in vergrösserter, perspektivischer Ansicht; <tb>Fig. 3:<sep>Das kettenartige Schiebeteil von Fig. 1zusammen mit einer auf diesem kämmenden Rollenkette, ebenfalls in perspektivischer Ansicht; <tb>Fig. 4:<sep>Das Schiebeteil und die Rollenkette in Draufsicht; <tb>Fig. 5a, 5b:<sep>Ein einzelnes Glied des kettenartigen Schiebeteils in zwei unterschiedlichen perspektivischen Ansichten; <tb>Fig. 6:<sep>Eine Teilansicht des Getriebes von Fig. 1in vergrössertem Massstab; <tb>Fig. 7:<sep>Das zweite Getriebeteil in Draufsicht; <tb>Fig. 8<sep>Ein Getriebe aus zwei scheibenförmigen ersten und zwei scheibenförmigen zweiten Getriebeteilen im Schnitt, wobei in der Führungsbahn des zweiten Getriebeteils ein Schiebeteil beweglich geführt ist; <tb>Fig. 9<sep>Das Getriebe von Fig. 8in perspektivischer Ansicht, bei welchem zur besseren Illustration lediglich ein einzelnes Glied des Schiebeteils eingezeichnet ist; <tb>Fig. 10:<sep>Das Getriebe von Fig. 9im Schnitt; <tb>Fig. 11<sep>das zweites Ausführungsbeispiel eines Getriebes mit einem Zahnriemen in Draufsicht; und <tb>Fig. 12<sep>das Getriebe von Fig. 11in perspektivischer Ansicht.

[0012] Das in den Fig. 1 bis 10 beispielhafte dargestellte Getriebe 11 umfasst wenigstens ein erstes äusseres Getriebeteil 13a, wenigstens ein zweites inneres Getriebeteil 15a, welches am ersten Getriebeteil 13a frei drehbar gelagert ist und wenigstens eine von innen nach aussen verlaufende Führungsbahn 17a aufweist, und wenigstens ein als Gliederkette ausgebildetes Verschiebeteil 19a, das mittels eines Festhalteteils 21a am ersten Getriebeteil 13a vorzugsweise an dessen äusserem Rand festgemacht ist. Ein in den Figuren nicht näher gezeigtes Verstellorgan oder eine Verstellvorrichtung, welche zwischen dem ersten und dem zweiten Getriebeteil wirkt, dient der vorzugsweise gesteuerten Verdrehung des zweiten Getriebeteils relativ zum ersten Getriebeteil.

[0013] Bei dem in den Fig. 1bis 10 gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei im Wesentlichen kreisförmige Führungsbahnen 17a, 17b für die beiden Verschiebeteile 19a,19b nebeneinander am zweiten Getriebeteil 15a angeordnet. Das heisst, die beiden Verschiebeteile 19a, 19b sind in separaten Führungsbahnen geführt, sodass diese nicht miteinander kollidieren können.

[0014] Bei einer Verdrehung des zweiten Getriebeteils relativ zum ersten Getriebeteil wandern nun die Verschiebeteile 19a,19b in den Führungsbahnen 17a, 17b - je nach Drehrichtung - entweder nach aussen oder nach innen. Damit vergrössert oder verringert sich der von den Verschiebeteilen 19a,19b beschriebene Radius. Nachdem die Verschiebeteile 19a,19b zusammen die Funktion eines Getrieberads einnehmen, ist dem geübten Leser klar, dass mit dem oben beschriebenen Getriebeaufbau ein im Wesentlichen stufenlos einstellbares Getriebe realisiert ist.

[0015] Zur Kopplung mit einer in den Figuren nicht dargestellten Antriebs- oder Abtriebswelle ist am ersten Getriebeteil 13a eine Nabe 23, in welcher die An- oder Abtriebswelle aufgenommen sein kann, drehfest angeordnet. Anstelle einer Welle kann auf der Rückseite des ersten Getriebeteils 13a auch ein Zahnrad drehfest befestigt sein.

[0016] Die Führungsbahnen 17a,17b sind über den wesentlichen Teil des Umfangs vorzugsweise kreisrund ausgebildet. Damit sich jedoch eine zusammenhängende Führungsbahn ergibt, ist ein Übergangsbereich 25 vorgesehen, welcher die erste und die zweite Führungsbahn 17a,17b miteinander verbindet. Das heisst, im Übergangsbereich 25 verbindet die Führungsbahn eine kreisförmige Bahn eines ersten Radius mit einer benachbarten Führungsbahn eines zweiten Radius. Vorzugsweise hat der Übergangsbereich - vorzugsweise unabhängig vom Radius der Kreisbahn - eine bestimmte Länge, z.B. < 20 mm, vorzugsweise < 15mm. Durch entsprechende Anordnung der Führungsbahnen vor und nach dem Übergangsbereich kann ein im Wesentlichen gleichmässiger Übergang von einer Führungsbahn zur benachbarten Führungsbahn realisiert werden (strichlierte Linie in Fig. 6).

[0017] In den Fig. 2 bis 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Verschiebeteils 19 näher im Detail gezeigt. Wie bereits erwähnt, ist das Verschiebeteil vorzugsweise eine Gliederkette 27, welche aus einzelnen Gliedern 29 zusammengesetzt ist. Die Gliederkette 27 kann mit einer Rollenkette 31 kämmen, welche um die Gliederkette 27 gelegt ist (Fig. 3, 4 und 8). Es ist selbstverständlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung denkbar, die Glieder- und Rollenketten 27, 31 anders als gezeigt zu gestalten, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. Insbesondere kann anstelle einer Gliederkette auch ein Riemen mit seitlichen Führungsmitteln verwendet werden.

[0018] Ein einzelnes Glied 29 (Fig. 5aund 5b) besitzt zwei seitliche Laschen 33a, 33b, von welchen einander gegenüberliegende Bolzen 35a, 35b in entgegengesetzte Richtungen abstellen. Am gegenüberhegenden Ende der Laschen 33a, 33b sind kreisrunde Öffnungen 37a, 37b vorgesehen, in welche die Bolzen eines benachbarten Glieds gesteckt werden können, um eine Gliederkette zu bilden. In der Mitte des Glieds 29 ist ein nach oben ragender Mitnehmer 39 vorgesehen. Der Mitnehmer 39 ist vorzugsweise hohl und mit nach oben den gegenseitigen Abstand verringernden Seitenwänden 41a, 41b ausgebildet. Weil die seitlichen Laschen 33a, 33b nach oben den gegenseitigen Abstand vergrössern, können somit die Glieder 29 platzsparend ineinander geschoben werden. Dies erlaubt es, den gegenseitigen Abstand von benachbarten Führungsbahnen 17a, 17b auf ein Minimum zu reduzieren. Gemäss der gezeigten vorteilhaften Ausführungsform hat der Mitnehmer 39 eine steile, vorzugsweise ungefähr normal zur Längserstreckung eines Glieds 27 stehende vordere Flanke 40 und einen schrägen Rücken 42, sodass eine Rollenkette in der einen Laufrichtung mit dem Mitnehmer 39 in Eingriff ist und bleibt, und in der anderen Laufrichtung über den Mitnehmer 39 rutschen kann. Auf diese Weise ist ein Freilauf realisiert. Der Freilauf hat den Vorteil, dass der Schaltvorgang ohne Kupplung bei Volllast oder im Stillstand gemacht werden kann, da die Zähne nur in einer Laufrichtung «eingreifen’’ und in der entgegengesetzten Laufrichtung über die Zähne rutschen können (wie bei einem Freilauf).

[0019] Das Festhalteteil 21 hat zweckmässigerweise zwei voneinander beabstandete parallele Arme, zwischen welchen das eine Ende das Verschiebeteils 19 festgemacht werden kann. Dank dieser Anbindung kann eine Kette oder ein Zahnriemen zwischen den Armen hindurchgeführt werden, wie dies beispielsweise aus Fig. 12 ersichtlich ist.

[0020] Eine weitere Ausführungsform des neuartigen Getriebes ist in den Fig. 11 und 12 gezeigt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen im Wesentlichen dadurch, dass anstelle einer Gliederkette ein Zahnriemen 43 eingesetzt ist. Der Zahnriemen 43 besteht aus einer Vielzahl von hintereinander angeordneten Augen 45, die durch Querstege 47 voneinander getrennt sind. In die Augen 45 des Zahnriemens 43 können die Zähne 49 eines anderen Zahnriemens 51, welcher der Kraftübertragung dient, eingreifen.

[0021] Dem geübten Leser ist klar, dass zwei oben beschriebene Getriebe - ähnlich dem bekannten Variomatic-Getriebe - kombiniert werden können, um ein stufenlos einstellbares Getriebe zu variieren. Entsprechend sind die inneren Getriebeteile mittels geeigneter Verstellorgane synchron miteinander zu verdrehen, damit die Rollenkette oder der Zahnriemen immer gespannt ist.

[0022] Zusammenfassend kann folgendes festgehalten werden:

[0023] Eine Getriebe 11 umfasst ein um einen Drehpunkt drehbares erstes Getriebeteil 13a mit daran angeordneten oder anordenbaren ersten Angriffsmitteln für ein erstes Kraftübertragungselement. Ein am ersten Getriebeteil 13a angeordnetes zweites Getriebeteil ist 15a relativ zum ersten Getriebeteil 13a und um den Drehpunkt frei drehbar. Am zweiten Getriebeteil ist wenigstens eine Führungsbahn 17a, 17b vorgesehen, welche sich in ungefähr kreisförmigen Bahnen spiralförmig von innen nach aussen erstreckt. Wenigstens ein bewegliches Schiebeteil 19a, 19b besitzt zweite Angriffsmittel für ein zweites Kraftübertragungselement und seitliche Führungsorgane, welche mit den Führungsbahnen 17a, 17b zusammenwirken können, sodass das bewegliche Schiebeteil 19a, 19b entlang der Führungsbahnen 17a, 17b verschiebbar ist. Das Schiebeteil 19a,19b ist mit einem ersten Ende gelenkig am ersten Getriebeteil 13a und mit dem zweiten Ende gelenkig am ersten Ende des Schiebeteils angeordnet ist. Eine Verstellvorrichtung ermöglicht, die ersten und zweiten Getriebeteile relativ zueinander zu verdrehen. Dadurch vergrössert oder verringert sich der Durchmesser des von den beiden Verschiebeteilen gebildeten Kreises, sodass ein stufenlos einstellbares Getriebe gebildet ist.

[0024] Die zwei äusseren Getriebeteile 13a,13b können zusammen ein Gehäuse bilden, wie in den Fig. 8und 9 gezeigt. Dabei dienen die Gehäusewände als Lager für die drehbaren Getriebeteile 15a, 1b.

Legende

[0025] <tb>11<sep>Getriebe <tb>13a, 13b<sep>äusseres Getriebeteil <tb>15a, 15b<sep>inneres Getriebeteil <tb>17a, 17b<sep>Führungsbahnen <tb>19a, 19b<sep>Verschiebeteil <tb>21a, 21b<sep>Festhalteteil <tb>23<sep>Nabe <tb>25<sep>Übergangsbereich <tb>27<sep>Gliederkette <tb>29<sep>einzelnes Glied der Gliederkette <tb>31<sep>Rollenkette <tb>33a, 33b<sep>seitliche Laschen des Glieds 29 <tb>35a, 35b<sep>Bolzen <tb>37a, 37b<sep>Öffnungen <tb>39<sep>Mitnehmer <tb>40<sep>vordere Flanke des Glieds 27 <tb>41a, 41b<sep>Seitenwände <tb>42<sep>Rücken des Glieds 27 <tb>43<sep>erster Zahnriemen <tb>45<sep>Augen <tb>47<sep>Querstege <tb>49<sep>Zähne <tb>51<sep>zweiter Zahnriemen

Claims (12)

1. Getriebe (11) mit a einem um einen Drehpunkt drehbaren ersten Getriebeteil mit daran angeordneten oder anordenbaren ersten Angriffsmitteln für ein erstes Kraftübertragungselement, b einem am ersten Getriebeteil angeordneten zweiten Getriebeteil, welches relativ zum ersten Getriebeteil und um den Drehpunkt frei drehbar ist, c wenigsten einer am zweiten Getriebeteil vorgesehenen Führungsbahn, welche sich in kreisförmigen Bahnen von innen nach aussen erstreckt, und d einem beweglichen Schiebeteil mit zweiten Angriffsmitteln für ein zweites Kraftübertragungselement und Führungsorganen, welche mit den Führungsbahnen zusammenwirken, sodass das bewegliche Schiebeteil entlang der Führungsbahn verschiebbar ist, einem Festhalteteil, welches mit einem ersten Ende gelenkig am ersten Getriebeteil und mit dem zweiten Ende gelenkig am ersten Ende des Schiebeteils angeordnet ist, und einem Verstellorgan, um das zweite Getriebeteil relativ zum ersten Getriebeteil zu verstellen.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn im Wesentlichen spiralförmig ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn sich aus einer Mehrzahl von im Wesentlichen kreisförmigen Führungsbahnen zusammensetzt, wobei zwischen einer ersten Führungsbahn eines ersten Radius und einer zur ersten Führungsbahn benachbarten zweiten Führungsbahn eines zweiten Radius ein Übergangsbereich vorhanden ist, welcher die erste und die zweite Führungsbahn miteinander verbindet.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle lediglich eines Schiebeteils dasselbe eine Länge hat, welche wenigstens dem Umfang der äussersten Führungsbahn entspricht.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeteil zwei im Abstand voneinander angeordnete erste Scheiben umfasst, dass das zweite Getriebeteil zwei zweite Scheiben umfasst, welche zweiten Scheiben an den Innenseiten der ersten Scheiben frei drehbar gelagert sind, und dass das Schiebeteil zwischen den zweiten Scheiben angeordnet und durch die Führungsbahnen geführt ist.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeteil seitlich in entgegengesetzte Richtungen orientierte Führungsorgane aufweist, welche mit den Führungsbahnen zusammenwirken.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes und ein zweites Schiebeteil vorgesehen sind, wobei das erste Schiebeteil durch ein erstes Festhalteteil und das zweite Schiebeteil durch ein zweites Festhalteteil am ersten Geräteteil festgelegt ist und die kumulierte Länge der Schiebeteile vorzugsweise mindestens dem Umfang der äussersten Führungsbahn entspricht.

8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste und eine zweite Führungsbahn für das erste und das zweite Schiebeteil vorgesehen sind.

9. Getriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schiebeteil durch eine Gliederkette oder einen Riemen gebildet ist.

10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gliederkette aus einzelnen Gliedern besteht, welche an den Selten Führungsbolzen als Führungsorgane aufweisen.

11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Glied in der Mitte einen Mitnehmer besitzt.

12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Angriffsmittel als Nabe oder Zahnrad ausgebildet ist.