DE102009024201A1 - Transmission with at least two different translations - Google Patents
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Abstract
Bei einem Getriebe zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite und zum Schalten zwischen einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, umfassend wenigstens drei Getrieberäder, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfängen zweier miteinander in Eingriff stehender Getrieberäder übertragen wird, ist vorgesehen, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene, insbesondere Radialebene, herausfährt und ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene hineinfährt.In a transmission for transmitting drive motion from a drive side to an output side and shifting between a first gear ratio and a second gear ratio comprising at least three gears, the drive motion being transmitted at predefined first or second gearboxes at circumferences of two meshing gear wheels , It is envisaged that for shifting from the first gear ratio to the second gear ratio, a peripheral portion of a gear wheel first gear following the first transmission point axially extends out of a plane defined by the first transmission force transmission point, in particular the radial plane, and a peripheral portion of a gear wheel second translation, which precedes the power transmission second translation, defined in the axial direction in a second transmission through the transmission Level into it.
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite in zumindest einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, wobei das Getriebe eine Antriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern und eine Abtriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern umfasst, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfängen der Getrieberäder übertragen wird.The The invention relates to a transmission for transmitting a drive movement from a drive side to an output side in at least one first translation and a second translation, wherein the transmission comprises a drive means with one or more Gear wheels and an output device with one or comprising a plurality of gears, wherein the drive movement at predefined power stations first or second translation is transmitted to circumferences of the gears.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines solchen Getriebes sowie ein Getrieberad für ein derartiges Getriebe.Farther The invention relates to a corresponding method for operating such a transmission and a gear for such a Transmission.
Beispielsweise im Kraftfahrzeugsektor werden Getriebe unterschiedlicher Art eingesetzt, welche insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Fahrzeugmotor und einem Achsantrieb vorgesehen sind. Dabei wird in dem Antriebsstrang eine von dem Fahrzeugmotor erzeugte Antriebsbewegung zumindest teilweise über das Getriebe auf den Achsantrieb und somit auf Räder des Kraftfahrzeugs übertragen, wobei zumindest der Teil des Antriebsstrangs zwischen Fahrzeugmotor und Getriebe die Antriebsseite und zumindest der Teil des Antriebstrangs zwischen Getriebe und Achsantrieb die Abtriebsseite darstellen. Getriebe unterschiedlicher Art werden auch im Maschinenbau und im Anlagenbau eingesetzt zum Beispiel bei Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen und Förderanlagen. Dort wird anstelle eines Verbrennungsmotors häufig ein Elektromotor eingesetzt.For example In the automotive sector transmissions of different types are used, which in particular in a drive train of a motor vehicle are provided between a vehicle engine and a final drive. In this case, a generated by the vehicle engine in the drive train Drive movement at least partially via the transmission transmitted to the final drive and thus to wheels of the motor vehicle, wherein at least the part of the drive train between the vehicle engine and gear the drive side and at least the part of the drive train between the gearbox and the final drive represent the output side. Transmissions of different types are also used in mechanical engineering and in the Plant engineering used, for example, in machine tools, production machines and conveyor systems. There is instead of an internal combustion engine often used an electric motor.
In dem Getriebe, das heißt zwischen Antriebs- und Abtriebsseite, findet eine Übertragung der Antriebsbewegung unter Wandlung von mit der Übertragung der Antriebsbewegung korrelierenden Größen, wie beispielsweise Drehzahl, Drehrichtung, Drehmoment etc., auf die Abtriebsseite statt. Diese Wandlung hängt insbesondere von der Konstruktion bzw. Ausführung des Getriebes ab, wobei sich durch Art und Konstruktion der momentan an der Kraftübertragung beteiligten Getrieberotationselemente bzw. Getrieberäder ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis des Getriebes ergibt, das durch entsprechendes Schalten von Gängen, d. h. durch Verstellen der Getrieberäder, verändert werden kann. Das Übersetzungsverhältnis hängt insbesondere von der Bauweise bzw. Art des Getriebes ab und wird nachstehend im Zusammenhang mit einem Riemengetriebe sowie einem Stirnradgetriebe beispielhaft näher erläutert.In the transmission, that is between the drive and output side, finds a transmission of the drive movement under conversion of correlating with the transmission of the drive movement Variables, such as speed, direction of rotation, torque etc., on the output side instead. This change depends in particular of the construction or design of the transmission From, by nature and construction of the moment at the power transmission involved Getrieberotationselemente or gears a specific gear ratio of the transmission resulting from corresponding switching of gears, d. H. by adjusting the gears, changed can be. The gear ratio depends in particular on the design or type of transmission and is hereinafter in the context of a belt transmission and a Helical gear explained in more detail by way of example.
Einfache Riemengetriebe, auch Riementriebe genannt, zeichnen sich insbesondere durch eine erste, antriebsseitige Getrieberotationselementeinrichtung bzw. eine Antriebseinrichtung und eine zweite, abtriebsseitige Getrieberotationselementeinrichtung bzw. eine Abtriebseinrichtung aus, welche jeweils ein oder mehrere Getrieberäder umfassen können. Im Falle des Rie mengetriebes sind die entsprechenden Getrieberäder jeweils durch Riemenscheiben der Antriebseinrichtung und der Abtriebseinrichtung realisiert. Die beiden Riemenscheiben stehen nicht unmittelbar in einer Kraft übertragenden Beziehung, sondern vielmehr mittelbar durch ein Lastübertragungsmittel, den Riemen. Im Falle des Riemengetriebes sind somit insbesondere zwei Kraftübertragungsstellen vorgesehen, die durch das Getrieberad der Antriebseinrichtung mit dem Riemen einerseits und durch das Getrieberad der Abtriebseinrichtung mit dem Riemen andererseits definiert werden. Je nach Ausführung des Riemens und der jeweiligen Riemenscheiben kann die Kraftübertragung durch einen Kraftschluss, beispielsweise durch einen Reibschluss zwischen dem Riemen und den jeweiligen Riemenscheiben, oder durch einen Formschluss, beispielsweise im Falle eines Zahnriemens und mit entsprechender Verzahnung ausgeführten Riemenscheiben, bewirkt werden. Das Übersetzungsverhältnis iRIEMENGETRIEBE dieses einfachen Riemengetriebes ist definiert aus dem Verhältnis des Durchmessers der (abtriebsseitigen) Riemenscheibe der Abtriebseinrichtung zu dem Durchmesser der (antriebsseitigen) Riemenscheibe der Antriebseinrichtung sowie aus dem Verhältnis der Drehzahl der antriebsseitigen Riemenscheibe zu der Drehzahl der abtriebsseitigen Riemenscheibe.Simple belt transmissions, also known as belt drives, are characterized in particular by a first, drive-side gear rotational element device or a drive device and a second, output-side gear rotational element device or an output device, which can each comprise one or more gear wheels. In the case of Rie mengetriebes the corresponding gears are each realized by pulleys of the drive device and the output device. The two pulleys are not directly in force transmitting relationship, but rather indirectly by a load transfer means, the belt. In the case of the belt transmission thus two power transmission points are thus provided in particular, which are defined by the gear of the drive means with the belt on the one hand and by the gear of the output device with the belt on the other. Depending on the design of the belt and the respective pulleys, the power transmission can be effected by a frictional connection, for example by a frictional engagement between the belt and the respective pulleys, or by a positive connection, for example in the case of a toothed belt and with corresponding toothing pulleys. The transmission ratio of this simple belt-type transmission is defined as the ratio of the diameter of the driven-side pulley of the output device to the diameter of the drive-side pulley and the ratio of the rotational speed of the drive-side pulley to the rotational speed of the driven-side pulley.
Eine
besondere Ausführung eines Riemengetriebes stellt beispielsweise
das stufenlose Getriebe, welches insbesondere CVT (engl.: Continuously Variable
Transmission, CVT) genannt wird, dar. Dieses Getriebe ermöglicht
eine stufenlos einstellbare Übersetzung während
dessen Betrieb. Das CVT ist ein gleichförmig übersetzendes
Getriebe, bei dem das Verhältnis der Drehzahlen der antreibenden
und der abtreibenden Wellen bzw. Riemenscheiben, die Übersetzung,
in einem bestimmten Bereich unendlich viele Werte (Stufen) einnehmen
kann. Um solche stufenlose Übersetzungsänderungen
zu erzielen, wird das CVT beispielsweise mit zwei Kegelscheibenpaaren,
die jeweils die entsprechenden als Riemenscheiben realisierten Getrieberäder
der Antriebs- und Abtriebseinrichtung bilden, ausgeführt. Dabei
ist das eine Kegelscheibenpaar mit dem Antrieb und das andere Kegelscheibenpaar
mit dem Abtrieb gekoppelt. Beispielsweise ist jeweils eine diagonal
gegenüberliegende Kegelscheibe eines Kegelscheibenpaars
auf der Welle fixiert, während die jeweils andere Kegelscheibe
auf der Welle axial geführt oder verschoben werden kann.
Wenn die Kegelscheiben eines entsprechenden Kegelscheibenpaars durch
entsprechende Verlagerung der verschiebbaren Kegelscheibe weit voneinander
entfernt sind, dann beschreibt das Zugmittel bzw. der Riemen einen
kleinen Radius auf der Kegelfläche. Sind die Kegelscheiben
eines entsprechenden Kegelscheibenpaars dagegen nah beieinander,
dann folgt das Zugmittel einem großen Radius auf der Kegelfläche.
Die Kegelscheibenpaare bewegen sich dabei gegenläufig,
damit bei gleich bleibender Zugmittellänge bzw. Riemenlänge
und festem Achsabstand das Zugmittel bzw. der Riemen vorgespannt
bleibt. Da die Verschiebung der Kegelscheiben entsprechender Kegelscheibenpaare
stufenlos ist, verändert sich das Übersetzungsverhältnis
somit ebenfalls stufenlos. Beispielsweise ist ein stufenloses Getriebe
mit einem CVT-Teil aus der
Eine weitere Getriebeart stellen Stirnradgetriebe dar. Stirnradgetriebe sind häufig in Kraftfahrzeugen vorkommende Getriebe und können beispielsweise als Schieberadegetriebe, Schaltklauengetriebe, Schaltmuffengetriebe etc. ausgeführt sein. Diese Getriebeform zeichnet sich beispielsweise durch mehrere parallele, mit festem Abstand vorgesehene Achsen aus, beispielsweise einer Antriebswelle, einer Vorgelegewelle sowie einer Abtriebswelle. Dabei erfolgt die Übertragung der Antriebsbewegung zumindest teilweise über auf der Antriebswelle vorgesehene Getrieberäder der Antriebseinrichtung und auf der Abtriebswelle vorgesehene Getrieberäder der Abtriebseinrichtung, wobei die Getrieberäder in diesem Fall als Stirnräder ausgebildet sind, welche zumindest zeitweise über Formschluss unmittelbar in einer Kraft übertragenden Beziehung, nämlich im gegenseitigen Eingriff, stehen. Somit definierten die miteinander in Eingriff stehenden Getrieberäder der Antriebs- und Abtriebeinrichtung eine Kraftübertragungsstelle. Durch entsprechende Schaltvorgänge können Getrieberadpaarungen, in diesem Fall Stirnradpaarungen, verändert werden, wodurch üblicherweise eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses vorgenommen wird. Bei derartigen Stirnradgetrieben wird das Übersetzungsverhältnis iSTIRNRADGETRIEBE aus dem Verhältnis der Zähnezahl des abtriebsseitigen als Stirnrad ausgebildeten Getrieberäder zu der Zähnezahl des antriebsseitigen als Stirnrad ausgebildeten Getrieberäder sowie aus dem Verhältnis der Drehzahl des Antriebsstirnrads zu der Drehzahl des Abtriebsstirnrads bestimmt. Nachteil dieser Getriebeform ist, dass zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses bzw. zum Schalten von einem Gang zum anderen Gang die Kraftübertragung im Antriebsstrang durch eine separat neben dem Getriebe vorgesehene Kupplung unterbrochen werden muss, was letztlich einen nicht unerheblichen Leistungsverlust und erhöhte konstruktive Maßnahmen eben für die Kupplung erfordert.A further type of transmission are spur gears. Spur gears are often used in motor vehicles occurring gear and can be designed, for example, as a sliding gear, shift claw transmission, gear shift transmission, etc. This type of gearbox is characterized, for example, by a plurality of parallel axes provided at a fixed distance, for example a drive shaft, a countershaft and an output shaft. In this case, the transmission of the drive movement is at least partially provided on the drive shaft gears of the drive device and provided on the output shaft gears of the output device, wherein the gears are formed in this case as spur gears, which at least temporarily via form fit directly in a force transmitting relationship, namely in mutual intervention, stand. Thus, the meshing gear wheels of the drive and output device defined a force transmission point. By appropriate switching operations Getrieberadpaarungen, in this case Stirnradpaarungen be changed, whereby usually a change of the transmission ratio is made. In such spur gears, the gear ratio i STIRNRADGETRIEBE from the ratio of the number of teeth of the output side formed as a spur gears to the number of teeth of the drive side designed as a spur gears and from the ratio of the speed of the Antriebsstirnrads to the speed of the driven spur gear is determined. Disadvantage of this type of transmission is that to change the gear ratio or to shift from one gear to another gear, the power transmission in the drive train must be interrupted by a separately provided next to the gearbox clutch, which ultimately a significant power loss and increased design measures just for the clutch requires.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Getriebe, Verfahren zum Betreiben von Getrieben sowie Getrieberäder derart weiterzubilden, dass die vorstehenden Nachteile zumindest teilweise überwunden werden können und insbesondere Übersetzungsänderungen in Getrieben mit geringerem Leistungsverlust erzielt werden können.Of the Invention is therefore based on the object, the generic Transmission, method of operating gears and gears in such a way to further develop that overcomes the above disadvantages at least partially and in particular translation changes can be achieved in transmissions with lower power loss.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des jeweils unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These Task is characterized by the characteristics of each independent Claim solved. Advantageous embodiments and developments The invention will become apparent from the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Getriebe zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite und zum Schalten zwischen einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung umfasst wenigstens drei Getrieberäder, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfängen zweier miteinander in Eingriff stehenden Getrieberädern übertragen wird. Das erfindungsgemäße Getriebe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene oder Radialebene heraus fährt und ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene oder Radialebene hineinfährt. Dabei können die Kraftübertragungsstellen auch örtlich zusammenfallen. Es sei klar, dass die Getrieberäder sowohl parallel oder orthogonal zueinander angeordnet sein können. Bei senkrecht zueinander angeordneten Getrieberädern kann das jeweilige Getrieberad oder Getriebeabschnitt lediglich in einer Axialrichtung dieses Getrieberades, nämlich von dem anderen Getrieberad weg, verschoben werden.The Transmission according to the invention for transmission a drive movement from a drive side to an output side and for switching between a first translation and a second translation comprises at least three gears, wherein the drive movement at predefined power transmission points first or second translation at circumferences of two transmitted to each other meshed gears becomes. The transmission according to the invention is characterized in particular characterized in that for switching from the first translation on the second translation, a peripheral portion of a gear first translation of the power transmission point first translation travels, in the axial direction from a through the power transmission first translation defined plane or radial plane drives out and in Peripheral portion of a gear wheel second translation, that of the power transmission second translation precedes, in the axial direction in a through the power transmission point translated level or radial plane. The power transmission points can also locally coincide. It is clear that the gears both can be arranged parallel or orthogonal to each other. In the case of gear wheels arranged perpendicular to one another the respective gear or transmission section only in one Axial direction of this gear, namely from the other Gear wheel off, to be moved.
Die entsprechenden Getrieberäder stehen somit zumindest zeitweise über Formschluss oder Kraftschluss unmittelbar oder mittelbar in einer Kraft übertragenden Beziehung, wodurch zumindest eine Kraftübertragungsstelle definiert wird. Die in Eingriff stehenden Getrieberäder definieren darüber hinaus eine Radialebene, in der die Kraftübertragungsstelle liegt. Zur Änderung eines Übersetzungsverhältnisses des Getriebes von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung bzw. zum Schalten des Getriebes von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ist zumindest eines an der Kraftübertragung beteiligte Getrieberad derart ausgebildet, dass momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligte Getrieberadabschnitte erster Übersetzung durch Getrieberadabschnitte zweiter Übersetzung eines anderen Getrieberads zur anschließenden Fortführung oder erneuten Herstellung der Kraftübertragung mit dem gleichen oder einem anderen Getrieberad ersetzt werden können. Mit anderen Worten kann zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden, wobei zeitgleich oder anschließend ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden kann. Die durch die Kraftübertragungsstellen erster und zweiter Übersetzung definierten Radialebenen können dabei beispielsweise im Falle von drei Getrieberädern in der gleichen Ebene liegen und im Falle von vier Getrieberädern in unterschiedlichen, insbesondere zueinander axial versetzten Ebenen liegen. Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt die Übersetzungsänderung nicht durch entsprechende Unterbrechung der Kraftübertragung anhand einer separaten Kupplung und anschließendem außer Eingriff Bringen der zuvor an der Kraftübertragung beteiligten Getrieberäder und in Eingriff Bringen anderer Getrieberäder. Vielmehr werden erfindungsgemäß Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung, die momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligt sind bzw. der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufen, zunächst in eine Position gebracht, in der sie sich nicht mehr an der Kraftübertragung beteiligen können, also aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren. Insbesondere werden diese Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung aus der Radialebene hinausgeschoben, die durch zumindest die an der Kraftübertragung beteiligten Getrieberäder erster Übersetzung aufgespannt wird. Weiterhin werden Umfangsabschnitte eines Getrieberads zweiter Übersetzung in eine Position gebracht, in der sie sich anschließend an der Kraftübertragung beteiligen können, bzw. in einer Position gefahren, die in der durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierten Radialebene liegt und die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, um sich anschließend an der Kraftübertragung im Getriebe zu beteiligen. D. h. dass diese Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung in die Radialebene hinein geschoben werden, und zwar vorlaufend zu der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung. Eine Unterbrechung der Kraftübertragung erfolgt also nur in einer Zeitspanne, in der momentan noch an der Kraftübertragung beteiligte Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung mit dem an der Kraftübertragung beteiligten Getrieberad erster Übersetzung außer Eingriff gelangen und in der Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung mit einem Getrieberad zweiter Übersetzung noch in Eingriff gelangen. Zumindest bei geringen Drehzahlen und/oder geringen Übersetzungsverhältnisunterschieden können die entsprechenden Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung nahezu unmittelbar nach dem außer Eingriff Bringen der Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung, d. h. mit minimaler Zeitspanne, in Eingriff gebracht werden, wenn sich deren Umfangsgeschwindigkeiten, die von den Radien der entsprechenden Getrieberäder abhängt, nur geringfügig unterscheiden. Bei hohen Dreh zahlen und/oder größeren Übersetzungsverhältnisunterschieden kann es erforderlich werden, dass die Umfangsgeschwindigkeiten der Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung und des anderen Getrieberads zweiter Übersetzung zunächst synchronisiert werden müssen, um eine gegenseitiges in Eingriff Bringen zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise so vorgenommen werden, dass die Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung zunächst von der Kraftübertragung durch Verlagern in eine entsprechende Position aus der Radialebene heraus geschoben werden und die Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung erst darin mit dem entsprechenden Getrieberad zweiter Übersetzung in Eingriff gebracht wird, wenn deren Umfangsgeschwindigkeiten im Wesentlichen gleich groß sind. Dies kann insbesondere durch eine dem Fachmann bekannte Synchronisation vorgenommen werden. Auszuschließen ist jedenfalls, dass im Falle von Getrieberädern, die durch Formschluss in einer Kraft übertragenden Beziehung stehen, die entsprechenden Getrieberäder erster Übersetzung und zweiter Übersetzung, beispielsweise als Zahnradpaare ausgebildete Getrieberäder erster und zweiter Übersetzung, sich gleichzeitig während des Schaltvorgangs bzw. während der Übersetzungsänderung im Formschluss miteinander befinden. Ein minimaler Leerlauf der entsprechenden Getrieberäder ist daher erforderlich zumindest in dem Moment, in dem der Getrieberadabschnitt zweiter Übersetzung, beispielsweise der Antriebseinrichtung, mit dem Getrieberadabschnitt zweiter Übersetzung, beispielsweise der Abtriebseinrichtung, ineinander fährt, während die entsprechenden Getrieberadabschnitte erster Übersetzung der Antriebs- und Abtriebseinrichtung auseinander fahren. Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich ist, besteht ein wesentlicher Aspekt der Erfindung darin, beispielsweise als Stirn- oder Reibräder ausgebildete Getrieberäder in ihrer Struktur reversibel zu verändern. In diesem Zusammenhang werden insbesondere Umfangsabschnitte der Stirnräder erster Übersetzung, die sich nicht im Eingriff befinden bzw. der Kraftübertragungsstelle nachlaufen und somit nicht an der Kraftübertragung beteiligt sind, aus der vorstehend definierten Radialebene herausgefahren und durch andere Umgangsabschnitte zweiter Übersetzung, die der Kraftübertragungsstelle vorlaufen, ersetzt, die zur Fortführung oder zur erneuten Herstellung der Kraftübertrag mit einem entsprechenden Stirnrad zweiter Übersetzung in Eingriff gebracht werden bzw. in die vorstehend definierte Radialebene hineingeschoben werden. Wie bereits vorstehend erläutert, sind die Getrieberäder somit bevorzugt zumindest teilweise kreisförmig und die Umfangsabschnitte zumindest teilweise als Kreissektoren ausgebildet. Beispielsweise können die kreisförmigen Getrieberäder durch Stirnräder, Reibräder, Riemenscheiben etc. ausgebildet werden. Dementsprechend können die Umfangsabschnitte dann als Kreissektoren ausgestaltet werden, so dass die strukturelle Veränderung eines Getrieberads beispielsweise darin besteht, entlang des Antriebsstirnrads- oder Abtriebsstirnradumfangs sektorenweise Stirnradabschnitte erster Übersetzung durch Stirnradabschnitte zweiter Übersetzung zu ersetzen. Das sektorenweise Ersetzen der Stirnradabschnitte des jeweiligen Stirnrads kann dann so erfolgen, dass die Stirnräder in Umfangssektoren unterteilt sind, diese Umfangssektoren entlang der Antriebs- bzw. Abtriebswelle verschiebbar sind, und ein oder mehrere Umfangssektoren erster Übersetzung aus der vorstehend definierten Radialebene des Stirnrads in Axialrichtung ausgeschoben werden, während andere Umfangssektoren zweiter Übersetzung in die vorstehend definierte Radialebene des Stirnrads in Axialrichtung eingeschoben werden.The corresponding gears are thus at least temporarily via positive engagement or frictional connection directly or indirectly in a force-transmitting relationship, whereby at least one power transmission point is defined. The meshing gears further define a radial plane in which the power transmission point lies. To change a gear ratio of the transmission from the first gear ratio to the second gear ratio or to switch the gearbox bes from the first translation to the second translation of at least one gear engaged in the transmission is designed such that currently not involved in the transmission transmission sections first translation by Getrieberadabschnitte second translation of another gear for subsequent continuation or re-production of the transmission with the same or a other gear can be replaced. In other words, for switching from the first gear ratio to the second gear ratio, a circumferential portion of a first gear reduction gear trailing the power transmission point of the first gear can be moved out axially from a radial plane defined by the first transmission point, wherein at the same time or subsequently a peripheral portion of a gear wheel second translation, which precedes the power transmission second translation, can be moved in the axial direction in a defined by the power transmission second translation radial plane. The radial planes defined by the force transmission points first and second gear can be in the same plane, for example, in the case of three gear wheels and in the case of four gears in different, in particular axially offset planes. In contrast to the prior art, the gear ratio is not changed by a corresponding interruption of power transmission on the basis of a separate clutch and then disengaging the gears previously involved in the transmission and engaging other gears. Rather, according to the invention circumferential portions of the gear first translation, which are currently not involved in the transmission or the power transmission first lag translation, initially placed in a position in which they can not participate in the transmission, so from the first through the power transmission Translation defined radial plane moved out. In particular, these peripheral portions of the first gear transmission gear are pushed out of the radial plane, which is spanned by at least the transmission gears involved in the transmission first translation. Furthermore, peripheral portions of a second gear transmission gear are brought into a position in which they can then participate in the transmission, or moved in a position which is in the second transmission through the transmission defined radial plane and which precedes the power transmission second translation to then participate in the transmission in the transmission. Ie. that these peripheral portions of the second gear transmission are pushed into the radial plane, in advance to the second transmission transmission. An interruption of the power transmission thus takes place only in a period of time in which currently involved in the transmission peripheral portions of the gear first translation with the participating in the transmission gear transmission first disengage and still in the peripheral portions of the gear second translation with a gear second translation engage. At least at low speeds and / or low gear ratio differences, the corresponding peripheral portions of the second speed gear may be brought into engagement almost immediately after disengaging the peripheral portions of the first gear ratio gear, ie, in a minimal amount of time, as their peripheral speeds exceed the radii the corresponding gears depends, only slightly different. At high speeds and / or larger gear ratio differences, it may be necessary that the peripheral speeds of the peripheral portions of the second gear gear and the second gear second gear must first be synchronized to allow mutual engagement. This can be done, for example, so that the peripheral portions of the gear first translation are first pushed by the power transmission by shifting in a corresponding position from the radial plane and the peripheral portions of the gear of the second gear ratio is first engaged therein with the corresponding gear of the second gear ratio, if their peripheral speeds are substantially equal. This can be done in particular by a synchronization known to the person skilled in the art. In any case, it must be ruled out that in the case of gear wheels which are in a force-transmitting relationship by positive locking, the respective first and second gear ratios, for example first and second gear gears, are simultaneously during the gearshift or during the gear ratio change Positive fit with each other. Minimal idling of the respective gears is therefore required at least at the moment when the second gear ratio gear portion, for example, the drive unit, meshes with the second gear ratio gear portion such as the output member while the corresponding gear portion first disassembles the input and output members drive. As can be seen from the foregoing, an essential aspect of the invention is reversibly changing, for example, gears designed as face or friction wheels in their structure. In this context, in particular peripheral sections the spur gears of the first translation, which are not engaged or trailing the power transmission and thus are not involved in the transmission, moved out of the above-defined radial plane and preceded by other Umgangsabschnitte second translation of the force transmission point replaces that for continuation or re-manufacture of the power transmission to be brought into engagement with a corresponding spur gear second translation or pushed into the above-defined radial plane. As already explained above, the gear wheels are thus preferably at least partially circular and the peripheral sections are at least partially formed as circular sectors. For example, the circular gears can be formed by spur gears, friction wheels, pulleys, etc. Accordingly, the circumferential sections may then be configured as circular sectors, so that the structural change of a gear wheel is, for example, to replace sector-wise spur gear sections of the first gear ratio by spur gear sections of second gear ratio along the drive spur or driven spur wheel circumference. The sector-by-sector replacement of the spur gear sections of the respective spur gear can then take place such that the spur gears are subdivided into circumferential sectors, these circumferential sectors are displaceable along the drive or output shaft, and one or more circumferential sectors of the first gear are pushed out of the above-defined radial plane of the spur gear in the axial direction be inserted while other peripheral sectors second translation in the above-defined radial plane of the spur gear in the axial direction.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Getriebe vorzugsweise so ausgebildet sein, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung und der Abtriebseinrichtung bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung entsprechend den der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder einstellbar ist. Im Falle von Stirnrädern wird wegen der unterschiedlichen Wälzkreisdurchmesser der während des Schaltvorgangs bzw. während der Übersetzungsänderung in Axialrichtung verschobenen Antriebs- und/oder Abtriebsstirnräder bzw. verschobenen Antriebs- und/oder Abtriebsstirnradumfangsabschnitte notwendigerweise unterschiedliche Abstand zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle vor und nach dem Schaltvorgang beispielsweise dadurch erzielt, dass die Antriebs- bzw. Abtriebswelle während des Schaltvorgangs radial verschoben wird.Farther can the transmission of the invention preferably be formed so that the distance between the axes of rotation of the gears the drive device and the output device when changing the translation ratio of the first translation to the second translation according to the second translation assigned radii of the respective gears is adjustable. In the case of spur gears is because of the different Pitch circle diameter during the switching operation or during the translation change axially displaced drive and / or driven spur gears or shifted drive and / or Abtriebsstirnradumfangsabschnitte necessarily different distance between drive shaft and output shaft before and after the switching operation, for example achieved by the drive or output shaft during the Shifting is shifted radially.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Getriebe aber auch so ausgestaltet werden, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung und der Abtriebsein richtung bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung durch entsprechende Anpassung der der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder unveränderlich ist. Beispielsweise in dem Fall, bei dem für den Schaltvorgang sowohl das Antriebsstirnrad als auch das Abtriebsstirnrad sektorenweise entlang ihren Achsen verschoben werden und die Summe der Wälzkreisdurchmesser des Antriebs- und Abtriebsrads vor und nach dem Schaltvorgang gleich ist, ist für den Schaltvorgang keine Änderung des Abstandes zwischen Antriebs- und der Abtriebswelle erforderlich.alternative However, the transmission according to the invention can also be so be configured that the distance of the axes of rotation of the gears the drive device and the Abtriebsein direction when changing the translation ratio of the first translation to the second translation by appropriate adaptation the radii of the respective gear wheels assigned to the second gear ratio is immutable. For example, in the case where for the shift both the Antriebsstirnrad and the driven spur gear is moved in sectors along its axes and the sum of the pitch circle diameters of the drive and output gear before and after the switching operation is the same is for the switching process no change in the distance between the drive and the output shaft required.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Getriebe derart realisiert werden, dass die Getrieberäder der Antriebseinrichtung und die Getrieberäder der Abtriebseinrichtung durch unmittelbar in Eingriff miteinander stehende Stirnräder oder Reibräder ausgebildet sind, wobei zumindest eines der Stirnräder oder Reibräder so ausgebildet ist, dass ein der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufender Stirnradabschnitt oder Reibradabschnitt erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden kann und ein der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitt oder Reibradabschnitt zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden kann. Beispielsweise können in diesem Fall ein antriebsseitiges als Stirnrad bzw. Antriebsstirnrad ausgebildetes Getrieberad und zwei abtriebsseitige als Stirnräder bzw. Abtriebsstirnräder ausgebildete Getrieberäder vorgesehen sein. Dabei sind die beiden Abtriebsstirnräder axial nebeneinander auf einer Welle angeordnet und weisen unterschiedliche Außendurchmesser auf. Mindestens zwei Umfangssektoren bzw. Umfangsabschnitte jedes der beiden Abtriebsstirnräder sind axial längs der Welle unabhängig voneinander verlagerbar bzw. verschiebbar. Mindestens eines der drei Stirnräder ist in diesem Fall radial zusammen mit seiner Rotationsachse verschiebbar. Beim Umschaltvorgang vom Formschluss zwischen dem Antriebsstirnrad und dem ersten ”aktiven” Abtriebsstirnrad auf den Formschluss zwischen dem Antriebsstirnrad und dem zweiten passiven Abtriebsstirnrad wird ein Umfangssektor des ersten Abtriebsstirnrads, der gerade nicht im Eingriff mit dem An triebsstirnrad ist, durch Axialverschiebung aus der Rotationsebene bzw. Radialebene des Antriebsstirnrads ausgeschoben, während der kongruierende Sektor des zweiten passiven Abtriebsstirnrads in die Rotationsebene bzw. Radialebene des Antriebsstirnrads eingeschoben wird. Durch Weiterdrehung der Stirnräder gelangt nun der axial verschobene Umfangssektor des zweiten Abtriebsstirnrads mit dem Antriebsstirnrad in Eingriff, und entsprechend verliert das erste Abtriebsstirnrad den Eingriff mit dem Antriebsstirnrad. Während nun das erste Abtriebsstirnrad eingriffsfrei ist, werden die beiden verbliebenen Umfangssektoren des ersten Antriebsstirnrads und des zweiten Antriebsstirnrads durch Axialverschiebung nachgezogen, um die jeweiligen Umfangssektoren des ersten und zweiten Abtriebsstirnrads axial auszurichten. Weiterhin ist aber auch eine Ausführung denkbar, bei der vier Stirnräder am Schaltvorgang beteiligt sind. Bei dieser Ausführung wird der Wechsel von einer Übersetzung zur anderen so realisiert, dass alle Stirnräder beteiligt sind. So sind zwei der Stirnräder, welche auf einer Achse liegen, in Sektoren unterteilt, die unabhängig voneinander axial verschoben werden können, wobei die Sektoren jeweils zwei Hälften eines Stirnrads ausmachen können. Im Wesentlichen erfolgt bei dieser Ausführung ein Schaltvorgang derart, dass eine der beiden Stirnradhälften derart axial verschoben wird, dass sie nicht in das Gegenstirnrad eingreifen kann, und während dessen durch Weiterdrehen der Stirnräder der Übergang von der ersten Übersetzung zur zweiten Übersetzung erfolgt, wobei bei dem Schaltvorgang das in Eingriff Kommen des zweiten Stirnradpaares kurz nach dem außer Eingriff Kommen des ersten Stirnradpaares erfolgt, so dass für eine vernachlässigbar kleine Zeitspanne keine Momentenübertragung durch das Getriebe erfolgt. Wie vorstehend erwähnt, können die Getrieberäder bei diesen Ausführungen insbesondere als Zahnräder oder auch als Reibräder ausgeführt sein.In a preferred embodiment, the transmission according to the invention can be realized such that the gear wheels of the drive device and the gear wheels of the output device are formed by directly meshing with each other spur gears or friction wheels, wherein at least one of the spur gears or friction wheels is formed so that one of the force transmission first Translation trailing Stirnradabschnitt or Reibradabschnitt first translation can be moved out of the first transmission through the transmission center defined transmission plane and a second transmission of the second gear ratio spur gear or Reibradabschnitt second translation can be moved into the second transmission through the transmission defined radial plane. For example, in this case, a drive-side designed as a spur gear or Antriebsstirnrad gear and two output side designed as spur gears or driven spur gear wheels may be provided. The two output spur gears are arranged axially next to one another on a shaft and have different outer diameters. At least two circumferential sectors or peripheral sections of each of the two driven spur gears are axially displaceable or displaceable independently of one another along the shaft. At least one of the three spur gears is in this case radially displaceable together with its axis of rotation. When switching from the positive connection between the Antriebsstirnrad and the first "active" Abtriebsstirnrad on the positive connection between the Antriebsstirnrad and the second passive Abtriebsstirnrad a circumferential sector of the first Abtriebsstirnrads, which is currently not engaged with the on gear spur, by axial displacement from the plane of rotation or Radial plane of the Antriebsstirnrads ejected while the congruierende sector of the second passive Abtriebsstirnrads is inserted into the plane of rotation or radial plane of the Antriebsstirnrads. By further rotation of the spur gears, the axially displaced circumferential sector of the second output spur gear now engages with the sprocket, and accordingly, the first output spur gear loses engagement with the drive spur gear. currency Now that the first output spur gear is free of engagement, the two remaining peripheral sectors of the first drive spur gear and the second drive spur gear are retarded by axial displacement to axially align the respective circumferential sectors of the first and second driven spur gears. Furthermore, however, a design is conceivable in which four spur gears are involved in the switching process. In this embodiment, the change from one gear ratio to another is realized so that all the spur gears are involved. Thus, two of the spur gears, which lie on one axis, are subdivided into sectors which can be displaced axially independently of one another, wherein the sectors can each make up two halves of a spur gear. Essentially, in this embodiment, a switching operation is such that one of the two Stirnradhälften is axially displaced so that they can not engage in the counter spike, and during which by further rotation of the spur gears, the transition from the first translation to the second translation, wherein the Switching operation, the engagement of the second Stirnradpaares shortly after the disengagement of the first Stirnradpaares takes place, so that for a negligibly small period no torque transmission through the transmission. As mentioned above, the gears may be designed in these embodiments, in particular as gears or as friction wheels.
In diesem Zusammenhang kann das erfindungsgemäße Getriebe aber auch so ausgeführt werden, dass sich der Radius, insbesondere der Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stirnradabschnitts oder Reibradabschnitts erster Übersetzung von dem Radius, insbesondere dem Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitts oder Reibradabschnitts zweiter Übersetzung unterscheidet. Durch die Festlegung der Radien der Stirnräder bzw. Reibräder erster und zweiter Übersetzung werden somit die erste und zweite Übersetzung vorgegeben.In In this context, the inventive But gear can also be designed so that the Radius, in particular the working or pitch radius, of the Power transmission point first translation trailing Spurradabschnitts or Reibradabschnitts first translation of the radius, in particular the working or pitch circle radius, of the power transmission second translation leading spur gear or Reibradabschnitts second translation different. By determining the radii of the spur gears or Friction wheels are first and second translation thus given the first and second translation.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Getriebe derart ausgestaltet sein, dass zumindest eines der Getrieberäder erster oder zweiter Übersetzung zumindest teilweise aus in einer Kreisbahn regelmäßig beabstandet angeordneten axial bewegbaren Stiften ausgebildet ist, wobei die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden können und die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden können. Die Stifte stellen somit zumindest teilweise die entsprechenden Getrieberäder dar und bilden in diesem Sinne Kraftübertragungseinrichtungen, durch welche die entsprechende Kraftübertragungsstelle definiert wird. Dabei sind die Stifte vorzugsweise entlang einer Kreisbahn bestimmten Radius angeordnet und in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert bzw. geführt. Die Stifte können aber auch zusätzlich an einem Stirnrad vorgesehen sein und sich somit mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie das Stirnrad drehen, wobei zumindest in einer Übersetzung nicht das Stirnrad, sondern die Stifte an der Kraftübertragung beteiligt sind. Das Stirnrad kann in diesem Fall als Stütze für die Stifte dienen. Die Stifte sind dann beispielsweise radial am Außenumfang des entsprechenden Stirnrads jeweils zwischen zwei Zähnen des Stirnrads derart angeordnet, dass sie in einer eingefahrenen Aktivstellung in Eingriff mit einem anderen Stirnrad stehen und Antriebskräfte zwischen den beiden Stirnrädern übertragen können. Die Stifte greifen in deren ausgefahrenen Passivstellung nicht in die Zähne der Getrieberäder ein. Das Ein- und Ausfahren der Stifte kann während des Umlaufs des Getriebes stets an Umfangsbereichen fern von dem Abrollpunkt bzw. der Kraftübertragungsstelle der Stirnräder erfolgen. Beim Übersetzungswechsel werden die Stifte für das aktive Stirnradpaar an abrollfernen Umfangsbereichen des Getriebeführungsrads ausgefahren, ohne dass vorerst die Kraftübertragung zwischen den entsprechenden Stirnrädern aufgehoben wird. Zu gleicher Zeit können bei dem passiven Stirnradpaar die Stifte an dem entsprechenden Stirnrad in die Aktivstellung eingefahren werden, die bezüglich der Winkelposition den ausgefahrenen Stiften entsprechen, ohne dass unmittelbar ein Eingriff zwischen den aktivierten Stiften und den Getrieberädern besteht. Der Wechsel von der Kraftübertragung durch das erste Stirnradpaar zur Kraftübertragung durch das zweite Stirnradpaar findet statt, wenn bei Weiterdrehung der Stirnräder die eingefahrenen aktivierten Stifte in den Eingriff mit dem Stirnrad gelangen, um den Formschluss des zweiten Stirnradpaares zu erwirken.In In another preferred embodiment, the inventive Transmission be designed such that at least one of the gears first or second translation at least partially arranged in a circular path regularly spaced formed axially movable pins, wherein the first transmission of force transmission trailing pins first translation from the through the Power transmission point first translation defined Radial level can be moved out and the power transmission point second translation leading pens second translation in the second transmission through the power transmission defined radial plane can be driven into it. The Pins thus at least partially provide the corresponding gears and form in this sense power transmission equipment, through which the corresponding power transmission point is defined. The pins are preferably along one Circular path determined radius arranged and in their longitudinal direction slidably mounted or guided. The pins can but also be provided in addition to a spur gear and thus at the same angular velocity as the spur gear turn, at least in a translation not the Spur gear, but the pins are involved in the power transmission. The spur gear can in this case as a support for the Serve pins. The pins are then, for example, radially on the outer circumference the corresponding spur gear between two teeth the spur gear arranged so that they are in a retracted active position engage with another spur gear and drive forces can transfer between the two spur gears. The pins do not engage in their extended passive position the teeth of the gears. The inputs and Extending the pins can during the circulation of the transmission always at peripheral areas far from the roll-off point or the power transmission point the spur gears take place. During the translation change The pins for the active Stirnradpaar are on abrollfernen Extending peripheral portions of the Getriebeführungsrads, without first the power transmission between the corresponding Spur wheels is lifted. At the same time you can in the passive Stirnradpaar the pins on the corresponding spur gear be moved into the active position, with respect the angular position correspond to the extended pins without that immediately an engagement between the activated pins and the Gear wheels exists. The change from the power transmission through the first pair of spur gears for power transmission the second pair of spur gears takes place when, on further rotation of the spur gears the retracted activated pins engage the spur gear arrive to obtain the positive connection of the second Stirnradpaares.
In dem vorstehenden Fall wird somit die strukturelle Veränderung der entsprechenden Getrieberäder entlang eines Umfangsabschnitts oder eines Kreisbahnsektors dadurch vorgenommen, dass die zur Kraftübertragung dienenden Stifte in axialer Richtung aus- bzw. eingeschoben werden. Das Aus- und Einfahren der Stifte kann insbesondere durch elektrische Antriebe erfolgen, beispielsweise durch einen oder mehrere Servomotoren zur translatorischen Bewegung der entsprechenden Stifte.In The above case thus becomes the structural change the corresponding gears along a peripheral portion or a Kreisbahnsektors made by that for power transmission Serving pins in the axial direction off or inserted. The extension and retraction of the pins can in particular by electrical Drives are done, for example, by one or more servomotors for translational movement of the corresponding pins.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass sich der Radius des Kreisbahnabschnitts erster Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung angeordnet sind, von dem Radius des Kreisbahnabschnitts zweiter Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung angeordnet sind, unterscheidet.In this embodiment of the transmission according to the invention can be provided in an advantageous manner that the radius of the circular path portion of the first translation, on which the first transmission of the first transmission translation pins are arranged first translation of the radius of the circular path portion second translation, on which the force transmission point second translation leading pins are arranged second translation differs.
Ferner kann in diesem Zusammenhang das erfindungsgemäße Getriebe so weitergebildet werden, dass die Stifte erster Übersetzung und zweiter Übersetzung jeweils an einem Kreisscheibenumfangsabschnitt axial bewegbar und in unterschiedlichen Radien entlang des Kreisbahnabschnitts gelagert sind. Ein zur Stützung der Stifte vorgesehenes Stirnrad kann somit auch weggelassen werden.Further can in this context, the inventive Transmission be developed so that the pins first translation and second translation each on a circular disk peripheral portion axially movable and in different radii along the circular path section are stored. A provided for supporting the pins spur gear can therefore be omitted.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das erfindungsgemäße Getriebe derart realisiert, dass das Getrieberad der Antriebseinrichtung und das Getrieberad der Abtriebseinrichtung durch über einen Riemen mittelbar in Kraftübertragung stehende Riemenscheiben ausgebildet sind, wobei den Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung nachlaufende Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung aus den durch die Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung definierten Radialebenen hinausgefahren und den Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung vorlaufende Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung definierten Radialebenen hineingefahren werden können. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Kraftübertragung somit über einen Riemen, wobei die Übersetzungsänderung bzw. der Übersetzungswechsel derart vorgenommen wird, dass die Durchmesser des Antriebs- und Abtriebsrades bzw. der antriebsseitigen Riemenscheibe und der abtriebsseitigen Riemenscheibe während des Umlaufs abschnittsweise verändert werden. Insbesondere ist ein Keilriemengetriebe mit einer Antriebs- und einer Abtriebswelle vorgesehen, das mindestens zwei Riemenscheiben aufweist, wobei die Radien der Riemenscheiben an verschiedenen Umfangssektoren der Riemenscheiben veränderbar sind. So erfolgt ein Schaltvorgang von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung derart, dass zunächst der Riemenscheibenradius an den Umfangssektoren geändert wird, die nicht in Kraftschluss mit dem Keilriemen und somit an der Kraftübertragung momentan nicht beteiligt sind. D. h. es werden die den Kraftübertragungsstellen nachlaufenden Umfangssektoren erster Übersetzung aus den durch die Kraftübertragungsstellen definierten Radialebenen herausgefahren und die den Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung vorlaufenden Umfangssektoren zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung definierten Radialebenen hineingefahren. Durch Drehen des Keilriemengetriebes gelangen die geänderten Umfangssektoren zweiter Übersetzung der Riemenscheiben in Kraftschluss mit dem Keilriemen, wobei die Änderung des Radius der beiden Riemenscheiben im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt und dadurch eine Übersetzungsänderung erzielt wird. So kann die sektorenweise Änderung der Riemenscheibenradien insbesondere dadurch erfolgen, dass die Riemenscheiben in Umfangssektoren unterteilt sind, die entlang deren Antriebs- und Abtriebswelle verschiebbar sind, und ein oder mehrere Umfangssektoren bzw. Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung aus den Riemenscheiben in Axialrichtung ausgeschoben werden, während andere Umfangssektoren bzw. Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung in die Riemenscheiben in Axialrichtung eingeschoben werden.In In another preferred embodiment, the invention Gear realized such that the gear of the drive device and the gear of the output device through about a belt formed indirectly in power transmission pulleys are, wherein the power transmission points first translation trailing pulley sections first translation from the first transmission through the power transmission defined radial planes and the power transmission points second translation leading pulley sections second translation in by the power transmission second defined Radialbenen drive in can be. In this embodiment takes place the power transmission thus via a belt, wherein the translation change or the translation change is made such that the diameter of the drive and Output gear or the drive-side pulley and the output side Pulley changed in sections during the circulation become. In particular, a V-belt transmission with a drive and an output shaft provided, the at least two pulleys wherein the radii of the pulleys at different peripheral sectors of Pulleys are changeable. This is a switching operation from the first translation to the second translation such that initially the pulley radius at the peripheral sectors is changed, which does not interfere with the V-belt and thus not currently involved in the transmission are. Ie. it will be the power transmission points trailing circumferential sectors of the first translation from the Radial planes defined by the transmission points moved out and the power transmission points second translation leading secondary sectors of the second translation into the through the power transmission second translation driven in radial planes. Turn by turning the V-belt transmission the changed scope sectors of the second translation the pulleys in frictional connection with the V-belt, the change the radius of the two pulleys substantially simultaneously takes place and thereby achieved a translation change becomes. So can the sector by sector change the pulley radii especially be done by dividing the pulleys into peripheral sectors are slidable along their drive and output shafts are, and one or more peripheral sectors or pulley sections first translation are pushed out of the pulleys in the axial direction while other circumferential sectors or pulley sections second translation be inserted into the pulleys in the axial direction.
In diesem Zusammenhang wird das erfindungsgemäße Getriebe vorzugsweise so verwirklicht, dass sich die Radien der Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung von den Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung unterscheiden.In In this context, the inventive Transmission preferably realized so that the radii of the Pulley sections first translation of the radii the pulley sections of the second translation differ.
Ferner kann bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung von beiden Riemenscheiben so ausgewählt sind, dass die Riemenlänge unverändert bleibt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Riemenscheiben durch Austausch der entsprechenden Riemenscheibenabschnitte so strukturell verändert werden, dass die Mindestlänge des Keilriemens unverändert bleibt und dadurch kein Riemenspanner erforderlich ist.Further can in this embodiment of the invention Getriebes be provided in an advantageous manner that the radii the pulley sections second translation of both Pulleys are selected so that the belt length remains unchanged. In particular, it may be provided that the pulleys by replacing the corresponding pulley sections be structurally changed so that the minimum length the V-belt remains unchanged and thus no belt tensioner is required.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Getriebes, insbesondere des vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Getriebes, zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite in zumindest einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, umfasst eine Antriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern und eine Abtriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfängen der Getrieberäder übertragen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene oder Radialebene herausfährt und zeitgleich oder anschließend ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene oder Radialebene hineinfährt. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Getriebe erläuterten Eigenschaften und Vorteile auf gleiche oder ähnliche Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Getriebe verwiesen wird.The method according to the invention for operating a transmission, in particular the above-described transmission according to the invention, for transmitting a drive movement from a drive side to an output side in at least a first gear ratio and a second gear ratio, comprises a drive device with one or more gear wheels and an output device with one or more Gear wheels, wherein the drive movement is transmitted to predefined power transmission points of the first or second translation at circumferences of the gears. The method according to the invention is characterized in particular by the fact that, for shifting from the first gear to the second gear, a peripheral portion of a gear of the first gear following the first gear is axially displaced out of a plane or radial plane defined by the first transmission point and at the same time or subsequently a peripheral portion of a second gear transmission, which precedes the second transmission power transmission, moves axially in a plane or radial plane defined by the second transmission point. This results in the properties and advantages explained in connection with the transmission according to the invention the same or similar manner, so reference is made to avoid repetition of the above statements in connection with the transmission according to the invention.
Gleiches gilt sinngemäß auch für die folgenden bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei auch diesbezüglich zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Getriebe verwiesen wird.The same applies mutatis mutandis to the following preferred embodiments of the invention Method, whereby in this regard to avoid Repetitions related to the above statements Reference is made with the transmission according to the invention.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren derart verwirklicht werden, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung und der Abtriebseinrichtung bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung entsprechend den der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder eingestellt wird.Farther the process according to the invention can be realized in this way be that the distance of the axes of rotation of the gears the drive device and the output device when changing the translation ratio of the first translation to the second translation according to the second translation assigned radii of the respective gears set becomes.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch so umgesetzt werden, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung und der Abtriebseinrichtung bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung durch entsprechende Anpassung der der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder unverändert beibehalten wird.alternative However, the inventive method can also be implemented so that the distance between the axes of rotation of the gears the drive device and the output device when changing the translation ratio of the first translation to the second translation by appropriate adaptation the radii associated with the second translation of the respective Gear wheels is maintained unchanged.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgeführt werden, dass die Getrieberäder der Antriebseinrichtung und die Getrieberäder der Abtriebseinrichtung durch unmittelbar in Eingriff miteinander stehende Stirnräder oder Reibräder ausgebildet sind, wobei zumindest eines der Stirnräder oder Reibräder so strukturell verändert wird, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufender Stirnradabschnitt oder Reibradabschnitt erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren und ein der Kraftübertragungsstelle zweiter Überset zung vorlaufenden Stirnradabschnitt oder Reibradabschnitt zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren wird.In a preferred embodiment, the inventive Procedure be carried out so that the gears the drive device and the gears of the output device by directly meshing with each other spur gears or friction wheels are formed, wherein at least one the spur gears or friction wheels so structurally changed that will switch to from the first translation on the second translation of a power station first translation trailing spur gear or Reibradabschnitt first translation from the through the power transmission point first defined radial plane out and one of the power transmission second translation leading spur gear or Reibradabschnitt second translation in the second transmission through the power transmission defined radial plane is moved in.
In diesem Zusammenhang wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt derart verwirklicht, dass der Radius, insbesondere der Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stirnradabschnitts oder Reibradabschnitts erster Übersetzung zu dem Radius, insbesondere gegenüber dem Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitts oder Reibradabschnitts zweiter Übersetzung unterschiedlich festgelegt wird.In In this context, the inventive Method preferably realized such that the radius, in particular the working or pitch radius, that of the power transmission point first translation trailing Stirnradabschnitts or Reibradabschnitts first translation to the radius, especially compared to the working or Partial radius, of the power transmission second translation leading spur gear or Reibradabschnitts second translation is set differently.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der Getrieberäder erster oder zweiter Übersetzung zumindest teilweise aus in einer Kreisbahn regelmäßig beabstandet angeordneten axial bewegbaren Stiften ausgebildet ist, wobei zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden und die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden.In a further preferred embodiment of the invention Method may be provided that at least one of the gears first or second translation at least partially arranged in a circular path regularly spaced formed axially movable pins, wherein the switching of the first translation to the second translation that of the power transmission first translation trailing pins first translation from the through the Power transmission point first translation defined Radial level are moved out and the power transmission point second translation leading pens second translation in the second transmission through the power transmission defined radial plane are driven.
In diesem Zusammenhang wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt so umgesetzt, dass der Radius des Kreisbahnabschnitts erster Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung angeordnet sind, zu dem Radius des Kreisbahnabschnitts zweiter Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung angeordnet sind, unterschiedlich festgelegt wird.In In this context, the inventive Method preferably implemented so that the radius of the circular path section first translation on which the power transmission point first translation of trailing pens first translation are arranged to the radius of the circular path portion of the second translation, on which the force transmission point second translation leading Pins are arranged second translation, different is determined.
Weiterhin kann bei dieser Ausführungsform das erfindungsgemäße Verfahren derart realisiert werden, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung die Stifte erster Übersetzung und zweiter Übersetzung jeweils an einem Kreisscheibenumfangsabschnitt axial bewegt und in unterschiedlichen Radien entlang des Kreisbahnabschnitts gelagert werden.Farther can in this embodiment, the inventive Method be realized such that for switching from the first translation on the second translation the pens of the first translation and second translation each on a circular disk peripheral portion moved axially and in different radii along the circular path section be stored.
In einer weiteren bevorzugt Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren so verwirklicht werden, dass das Getrieberad der Antriebseinrichtung und das Getrieberad der Abtriebseinrichtung durch über einen Riemen mittelbar in Kraftübertragung stehende Riemenscheiben ausgebildet sind, wobei zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung den Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung nachlaufende Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung aus den durch die Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung definierten Radialebenen hinausgefahren und den Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung vorlaufende Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung definierten Radialebenen hineingefahren werden.In In a further preferred embodiment, the inventive Method be realized so that the gear of the drive device and the gear of the output device through about a belt indirectly in power pulleys are formed, wherein for switching from the first translation on the second translation the power transmission points of the first translation trailing pulley sections first translation from the first transmission through the power transmission defined radial planes and the power transmission points second translation leading pulley sections second translation in by the power transmission second defined Radialbenen drive in become.
In diesem Zusammenhang kann das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgeführt werden, dass die Radien der Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung zu den Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung unterschiedlich festgelegt werden.In this context, the inventive method can be carried out such that the radii of the pulley sections ers Translation to the radii of the pulley sections second translation are set differently.
Weiterhin kann bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass die Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung von beiden Riemenscheiben so ausgewählt werden, dass die Riemenlänge unverändert bleibt.Farther can in this embodiment of the invention Provided method that the radii of the pulley sections second translation be selected from both pulleys so that the Belt length remains unchanged.
Das erfindungsgemäße Getrieberad für ein Getriebe, insbesondere für das vorstehend erläuterte erfindungsgemäße Getriebe, das insbesondere nach dem vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann, zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite in zumindest einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, wobei das Getriebe eine Antriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern und eine Antriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern umfasst, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfängen der Getrieberäder übertragen wird, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das Getrieberad zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung derart strukturell verändert werden kann, dass ein Umfangsabschnitt des Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene oder Radialebene herausfährt und zeitgleich oder anschließend ein Umfangsabschnitt des Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene oder Radialebene hineinfährt. Auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Getrieberad ergeben sich sinngemäß die vorstehend erläuterten Vorteile auf gleiche oder ähnliche Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen hinsichtlich des erfindungsgemäßen Getriebes verwiesen wird.The Gear for a transmission according to the invention in particular for the above-explained invention Transmission, in particular after the above-explained can be operated according to the method of the invention, for transmitting a drive motion from a drive side on a driven side in at least a first translation and a second translation, wherein the transmission is a drive means with one or more gears and a drive device comprising one or more gears, wherein the Drive movement at predefined power transmission points first or second translation to the extent of Transmission gears is transmitted, in particular characterized in that the gear for switching from the first translation be so structurally changed on the second translation can that a peripheral portion of the gear first translation, that of the power transmission first translation travels, in the axial direction from a first transmission through the power transmission defined plane or radial plane and simultaneously or subsequently a peripheral portion of the gear second translation of the power transmission point second translation precedes, in the axial direction in a second transmission through the power transmission defined plane or radial plane. Also related result with the gear according to the invention mutatis mutandis, the above explained Advantages in the same or similar way, why avoid from repetitions to the above statements regarding the transmission according to the invention is referenced.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.preferred Embodiments of the invention are described below the figures exemplified.
Es zeigen:It demonstrate:
Wie
vorstehend erwähnt, sind in
Der
Betrieb des erfindungsgemäßen Getriebes
Wie
aus
Soll
nun ein Schaltvorgang beziehungsweise eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes
Wie
aus dem in den
In
einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels kann das
erfindungsgemäße Getriebe
Ebenso
können bei der Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels
anstelle von Kegelrädern an der Antriebswelle
Die
Die
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.The in the above description, in the drawings and in the Claims disclosed features of the invention can both individually and in any combination for the To be essential to the realization of the invention.
- 1010
- Getriebetransmission
- 1212
- Antriebsseitedriving side
- 1414
- Abtriebsseiteoutput side
- 1616
- Antriebswelledrive shaft
- 1818
- Antriebswelledrive shaft
- 2020
- Antriebseinrichtungdriving means
- 2222
- Stirnrad erster Übersetzungspur gear first translation
- 2424
- AbtriebseinrichtungPTO
- 2626
- Stirnrad erster Übersetzungspur gear first translation
- 2828
- Stirnrad zweiter Übersetzungspur gear second translation
- 3030
- Stirnrad zweiter Übersetzungspur gear second translation
- Z11 Z1 1
- Umfangsabschnittperipheral portion
- Z12 Z1 2
- Umfangsabschnittperipheral portion
- Z21 Z2 1
- Umfangsabschnittperipheral portion
- Z22 Z2 2
- Umfangsabschnittperipheral portion
- Z31 Z3 1
- Umfangsabschnittperipheral portion
- Z32 Z3 2
- Umfangsabschnittperipheral portion
- Z41 Z4 1
- Umfangsabschnittperipheral portion
- Z42 Z4 2
- Umfangsabschnittperipheral portion
- 100100
- Getriebetransmission
- 112112
- Antriebsseitedriving side
- 114114
- Abtriebsseiteoutput side
- 120120
- Antriebseinrichtungdriving means
- 122122
- Stirnrad erster Übersetzungspur gear first translation
- 124124
- AbtriebseinrichtungPTO
- 126126
- Stirnradspur gear
- 128128
- Stirnrad zweiter Übersetzungspur gear second translation
- 200200
- Getriebetransmission
- 212212
- Antriebsseitedriving side
- 214214
- Abtriebsseiteoutput side
- 216216
- Antriebswelledrive shaft
- 218218
- Antriebswelledrive shaft
- 220220
- Antriebseinrichtungdriving means
- 222222
- Stirnrad erster Übersetzungspur gear first translation
- 224224
- AbtriebseinrichtungPTO
- 226226
- Stirnradspur gear
- 228228
- Stirnrad zweiter Übersetzungspur gear second translation
- 230230
- Stirnradspur gear
- 240240
- axial bewegbare Stifteaxial movable pins
- 242242
- axial bewegbare Stifteaxial movable pins
- 300300
- Getriebetransmission
- 312312
- Antriebsseitedriving side
- 314314
- Abtriebsseiteoutput side
- 320320
- Antriebseinrichtungdriving means
- 322322
- Riemenscheibe erster Übersetzungpulley first translation
- 324324
- AbtriebseinrichtungPTO
- 326326
- Riemenscheibe erster Übersetzungpulley first translation
- 328328
- Riemenscheibe zweiter Übersetzungpulley second translation
- 330330
- Riemenscheibe zweiter Übersetzungpulley second translation
- 344344
- Riemenbelt
- 400400
- Getriebetransmission
- 412412
- Antriebsseitedriving side
- 414414
- Abtriebsseiteoutput side
- 420420
- Antriebseinrichtungdriving means
- 422422
- Reibrad zweiter Übersetzungfriction wheel second translation
- 424424
- AbtriebseinrichtungPTO
- 426426
- Reibrad zweiter Übersetzungfriction wheel second translation
- 428428
- Reibrad erster Übersetzungfriction wheel first translation
- 430430
- Reibrad erster Überetzungfriction wheel first translation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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