DE600948C - Infinitely variable bevel gearbox in both directions of rotation - Google Patents

Infinitely variable bevel gearbox in both directions of rotation

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DE600948C DET38981D DET0038981D DE600948C DE 600948 C DE600948 C DE 600948C DE T38981 D DET38981 D DE T38981D DE T0038981 D DET0038981 D DE T0038981D DE 600948 C DE600948 C DE 600948C
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    • F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
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Description

Stufenlos in beiden Drehrichtungen regelbares Kegelräd'erumlaufgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos in beiden Drehrichtungen regelbares Kegelräderumlaufgetriebe, bei dem die Geschwindigkeit eines Gliedes des Umlaufrädergetriebes über ein Stirnrädergetriebe durch ein kammartig ineinandergreifendes und durch Federn aneinandergepreßtes Reibrädergetriebe reguliert wird.Infinitely variable bevel gears in both directions of rotation The invention relates to a steplessly adjustable in both directions of rotation Bevel gear, in which the speed of a link of the epicyclic gear Via a spur gear through a comb-like interlocking and through springs friction gears that are pressed against one another are regulated.

Bei bekannten derartigen Getrieben ist das Reibrädergetriebe einseitig auf zwei zur Antriebswelle parallelen Wellen derart angeordnet, daß durch Änderung des Abstandes dieser beiden Wellen eine stufenlose Regelung der Geschwindigkeit bewirkt wird. Nachteilig bei diesen Einrichtungen ist die einseitige Kraftfibertragung, wodurch leicht ein Ecken und Klemmen der Reibräder hervorgerufen wird. Außerdem sind die zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses erforderlichen Kräfte verschieden groß, so daß für jede Übersetzung eine besondere Festlegung des Stellhebels notwendig ist. Andere Reibrädergetriebe besitzen auf der Antriebswelle einen Konus, der auf zwei auf gegenüberliegenden Seiten biefindliche Reibräder einwirkt. Die Reibräder sind auf zu den Mantellinien des Konus parallelen Wellen längsverschieblich. Die Kräfteverteilung ist zwar infolge der symmetrischen Ausbildung günstiger, jedoch erfolgt hier die Kraftübertragung jeweils nur in einem Punkt, wodurch eine sehr starke Anpressung der Reibräder an den Konus notwendig ist und infolgedessen zur Betätigung des Getriebes ein großer Kraftaufwand gehört.In known transmissions of this type, the friction gear transmission is one-sided arranged on two shafts parallel to the drive shaft in such a way that by change the distance between these two waves a stepless regulation of the speed is effected. The disadvantage of these devices is the one-sided force transmission, thereby easily causing the friction wheels to kink and jam. aside from that the forces required to change the gear ratio are different large, so that a special definition of the lever is necessary for each translation is. Other friction gears have a cone on the drive shaft, which on acts on opposite sides flexible friction wheels. The friction wheels are longitudinally displaceable on shafts parallel to the surface lines of the cone. the Distribution of forces is more favorable due to the symmetrical design, however Here the power transmission takes place only in one point, which makes a very strong pressure of the friction wheels on the cone is necessary and consequently for Operating the gearbox involves a lot of effort.

Diese Nachteile vermeidet die vorliegende Erfindung. Erfindungsgemäß ist das Reibrädergetriebe in an sich bekannter Weise symmetrisch zum Hauptwellenzug angeordnet, und zwar derart, daß zwischen die Lücken eines auf der Antriebswelle angeordneten primären Reibrädersatzes von beiden Seiten Keilrä.dersätze eingreifen, die auf zur Antriebswelle parallelen Wellen sitzen. Diese sind in Gleitnuten gelagert und können durch Bewegung eines gemeinsamen Schiebers über an ihm befindliche Zahnstangen, darin eingreifende Zahnsegmente und damit verbundene Winkelhebel verschoben werden. An dem Schieber sind Hebel angelenkt, die über ein Hebelgestänge unter Druck von Federn stehen und auf den zum Andruck der ineinandergreifenden Reibscheiben dienenden Druckring wirken. Dadurch ist in jeder Stellung des Getriebes ein vollständiger Druckausgleich erzielt. Zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses gehört immer dieselbe Kraft, so daß eine besondere Festlegung des Stellhebels in jeder gewünschten Lage, die praktisch Schwierigkeiten machen würde, nicht notwendig ist.The present invention avoids these disadvantages. According to the invention the friction gear transmission is symmetrical to the main shaft train in a manner known per se arranged, in such a way that between the gaps one on the drive shaft arranged primary friction wheel set engage from both sides V-wheel sets, which sit on shafts parallel to the drive shaft. These are stored in sliding grooves and by moving a common slide via gear racks located on it, gear segments engaging therein and related angle levers are displaced. Levers are hinged to the slide, which are pressurized by a lever linkage Springs are and are used to press the interlocking friction disks Pressure ring act. This means that every position of the gearbox is complete Pressure equalization achieved. Changing the gear ratio is always part of the process same force, so that a special setting of the control lever in each desired Location that would cause practical difficulties is not necessary.

Durch die Erfindung ist also eine spielend leichte Einstellung und Regulierung der gewünschten Umdrehungszahl möglich. Durch zweckmäßigg Ausbildung und Anordnung der einzelnen Teile fällt das Getriebe äußerst klein und leicht aus und kann infolgedessen für die verschiedensten Zwecke der Industrie verwendet werden.The invention means that setting and adjustment is child's play Regulation of the desired number of revolutions possible. Through appropriate training and the arrangement of the individual parts, the gearbox falls extremely well small and easily made and can, as a result, be used for the most diverse purposes of industry be used.

Die Zeichnung veranschaulicht den Erfindungsgegenstand durch Abb. i in einem waagerechten Schnitt, Abb. 2 im Längsschnitt, Abb. 3 im Querschnitt, Abb. q. in einem Teilschnitt das Kegelräderumlaufgetriebe, Abb. 5 die Einstellvorrichtung des Getriebes.The drawing illustrates the subject matter of the invention through Fig. i in a horizontal section, Fig. 2 in longitudinal section, Fig. 3 in cross section, Fig.q. in a partial section the epicyclic bevel gear, Fig. 5 the setting device of the transmission.

Die Antriebswelle i ist in einem Lagerträger 2 und in einem Gehäuse 3, welches in den Lagerträgern ,4 und 5 drehbar angeordnet ist, gelagert. Auf der Antriebswelle i sitzen eine Anzahl, im dargestellten Falle fünf Scheiben 6, welche sich zwangsläufig mit ihr umdrehen, aber auf ihr axial verschiebbar sind. Die Scheiben 6 sind mit einem für die Bewegungs- bzw. Umdrehungsübertragung geeigneten Randwulst ausgebildet. Auf die letzte dieser Scheiben wirkt ein Druckring 7. Auf dem Ende der Antriebswelle i im Gehäuse 3 sitzt ein Kegelzahnrad 8, welches mit zwei Kegelzahnrädern g, die sich mit dem Gehäuse 3 umdrehen, im Eingriff steht. Im Gehäuse 3 ist ferner die getriebene Welle ro gelagert, auf deren Ende im Gehäuse 3 Lein. Kegelzahnrad i i sitzt, das mit den Kegelzahnrädern 9 im Eingriff steht. Auf einem äußeren Achszapfen i2 des Gehäuses 3 sitzt ein Zahnrad 13 fest, in welches zwei Zahnräder 14 eingreifen, welche im Lagerträger 5 gelagert sind. Das Zahnrad 13 hat die doppelte Zähnezahl wie jedes Zahnrad 14. An den Achsen der Zahnräder 14 sitzen Gelenkwellen 15, welche am anderen Ende mit den Achszapfen zweier Wellen 16 verbunden sind. Die die Wellen 16 aufnehmenden Lager sind mittels Schieber 17 im Rahmen bzw. der Grundplatte 18, welche entsprechende Führungen aufweist, verschiebbar angeordnet. Um eine genau parallele Verschiebung der Wellen 16 zu sichern, ist der untere Teil der Schieber 17 als Zahnstange ausgebildet, und im Rahmen 18 sind zwei Wellen gelagert, die je zwei Zahnritzel ig tragen, die in die Zahnstange der Schieber 17 eingreifen, so daß die beiden Lager jeder Welle 16 genau gleichmäßig verschoben werden. Auf den Wellen 16 sitzen keilförmige Scheiben 2o, welche durch Keile 2 i mit den Wellen 16 drehbar verbunden, aber auf ihnen axial verschiebbar sind. Die Scheiben 2o greifen zwischen die Scheiben 6 auf der Welle i hinein. Die Oberteile der beiden Lagerträger 2 und 4 sind als Führungen ausgebildet, in welchen ein Schieber 22 angeordnet ist, der am einen Ende an beiden Seiten eine Zahnung 23 und am anderen Ende eine Zahnung 2¢ aufweist. In die Zahnungen 23 greifen zwei Zahnsegmente 25. Jedes dieser Zahnsegmente 25 sitzt auf einer Welle 26, auf welcher ferner je ein Hebel 2,7 sitzt, an dessen Ende eine Lasche 28 angelenkt ist. Das andere Ende dieser Laschen 28 ist je an einem der auf dem Schieber 17 angeordneten Lager angelenkt. Am Schieber 22 sind mittels Bolzen 2g zwei Hebel 30 angelenkt, deren unteres Ende auf den Druckring 7 wirkt und deren oberes Ende pfannenförmig ausgebildet ist. In dieser Pfanne sitzt je ein Druckstift 31. Die anderen Enden dieser Druckstifte 31 sitzen in Kugelpfannen an zwei ebenfalls am Schieber 22 angelenkten Hebel 32. Die äußeren Enden dieser beiden Hebel sind durch eine Zugfeder 33 verbunden. Mittels eines Hebels 3q., der ein in die Zahnung 2q. des Schiebers 22 greifendes Zahnsegment 35 aufweist, kann dieser Schieber 22 in der Längsrichtung bewegt werden.The drive shaft i is mounted in a bearing bracket 2 and in a housing 3 which is rotatably arranged in the bearing brackets 4 and 5. On the drive shaft i sit a number, in the case shown, five disks 6, which inevitably rotate with it, but are axially displaceable on it. The disks 6 are formed with an edge bead suitable for the transmission of movement or rotation. A pressure ring 7 acts on the last of these disks. On the end of the drive shaft i in the housing 3 there is a bevel gear 8 which meshes with two bevel gears g, which rotate with the housing 3. In the housing 3, the driven shaft ro is also mounted, on the end of which in the housing 3 lin. Bevel gear ii is seated, which meshes with the bevel gears 9. A toothed wheel 13, in which two toothed wheels 14 engage, which are mounted in the bearing bracket 5, is firmly seated on an outer journal i2 of the housing 3. The gear wheel 13 has twice the number of teeth as each gear wheel 14. Cardan shafts 15 sit on the axles of the gear wheels 14 and are connected at the other end to the journals of two shafts 16. The bearings accommodating the shafts 16 are arranged displaceably by means of slides 17 in the frame or the base plate 18, which has corresponding guides. In order to ensure an exactly parallel displacement of the shafts 16, the lower part of the slide 17 is designed as a rack, and two shafts are mounted in the frame 18, each of which carries two pinions that engage in the rack of the slide 17 so that the both bearings of each shaft 16 are moved exactly evenly. Wedge-shaped disks 2o sit on the shafts 16 and are rotatably connected to the shafts 16 by wedges 2i, but are axially displaceable on them. The disks 2o engage between the disks 6 on the shaft i. The upper parts of the two bearing brackets 2 and 4 are designed as guides in which a slide 22 is arranged, which has a toothing 23 at one end and a toothing 2 [at the other end]. Two toothed segments 25 engage in the toothing 23. Each of these toothed segments 25 is seated on a shaft 26, on which a lever 2 , 7 is also seated, at the end of which a bracket 28 is articulated. The other end of these tabs 28 is each hinged to one of the bearings arranged on the slide 17. Two levers 30 are hinged to the slide 22 by means of bolts 2g, the lower end of which acts on the pressure ring 7 and the upper end of which is designed in the shape of a pan. A pressure pin 31 each sits in this socket. By means of a lever 3q., Which is inserted into the 2q. of the slide 22 has engaging tooth segment 35, this slide 22 can be moved in the longitudinal direction.

Die Wirkungsweise des dargestellten Kegelräderumlaufgetrieb.es ist folgende: Die in Abb. 2 dargestellte Einstellung entspricht einem übersetzungsverhältnis zwischen der treibenden Welle i und der getriebenen Welle ro von i : o, d. h. die Welle i dreht sich mit einer bestimmten Drehzahl und die Welle ro bleibt stehen. Dies ist der Fall, wenn die wirksamen Halbmesser der Scheiben 6 und der Scheiben 2o gleich groß sind. Das Stillstehen der Welle ro kommt auf folgende Weise zustande: Durch die Scheiben 6 werden die Scheiben 2o mit gleicher Drehzahl angetrieben; die Wellen 16 und damit die Zahnräder 14 drehen sich mit gleicher Drehzahl wie die Welle i. Durch die Zahnräder 14 wird über das Zahnrad 13 das Gehäuse 3 getrieben, und zwar in gleichem Drehsinne, aber mit halber Drehzahl wie die Welle i. Die Kegelzahnräder 9 werden vom Kegelzahnrad 8 mit halber Geschwindigkeit getrieben, und ihre Drehgeschwindigkeit um ihre eigene Achse läßt sie, weil sie mit dem Gehäuse sich drehen, sich auf dem Kegelzahnrad i i abrollen, wenn dieses feststeht.The mode of operation of the illustrated bevel gearbox is the following: The setting shown in Fig. 2 corresponds to a transmission ratio between the driving shaft i and the driven shaft ro of i: o, d. H. the Shaft i rotates at a certain speed and shaft ro stops. This is the case when the effective radius of the disks 6 and the disks 2o are the same size. The standstill of the shaft ro comes about in the following way: The disks 6 drive the disks 2o at the same speed; the Shafts 16 and thus the gears 14 rotate at the same speed as the shaft i. The housing 3 is driven by the gear wheels 14 via the gear wheel 13, and although in the same direction of rotation, but at half the speed as the shaft i. The bevel gears 9 are driven by the bevel gear 8 at half speed, and their rotational speed Because they rotate with the housing, they rotate on their own axis on the Unroll bevel gear i i when it is fixed.

Wird nun der Hebel 34 in der Richtung des Pfeiles B geschwenkt, so wird der Schieber 22 bewegt, und damit werden mittels der Zahnsegmente 25, der Hebel 27 und der Laschen 28 die Lager der Wellen 16 in den Führungen 17 im Rahmen 18 verschoben. Die Wellen 16 werden parallel zur Welle i verschoben, und die wirksamen Halbmesser der Scheiben 2o verkleinern sich. In Abb. 5 ist eine Stellung gezeichnet, in welcher der wirksame Halbmesser der Scheiben 2o die Hälfte desjenigen der Scheiben 6 beträgt. In dieser Stellung werden die Scheiben 2o von den Scheiben. 6 mit doppelter Drehzahl getrieben. Das Gehäuse 3 erhält demnach die gleiche Drehzahl wie die Welle i. Die Kegelzahnräder 9 erhalten keine Drehung um die eigene Achse und nehmen somit das Kegelzahnrad i i mit der gleichen Drehzahl, wie sie die, Welle i und das Gehäuse 3 haben, mit. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Welle i und der Welle io ist demnach i : i.If the lever 34 is now pivoted in the direction of arrow B, so the slide 22 is moved, and thus by means of the toothed segments 25, the lever 27 and the tabs 28, the bearings of the shafts 16 are moved in the guides 17 in the frame 18. The shafts 16 are shifted parallel to the shaft i, and the effective radius of the disks 2o decrease in size. In Fig. 5 a position is drawn in which the effective radius of the disks 2o is half that of the disks 6. In this position the disks 2o are removed from the disks. 6 with double speed driven. The housing 3 therefore receives the same speed as the wave i. The bevel gears 9 are not given any rotation about their own axis and thus take the bevel gear i i at the same speed as they do the shaft i and the housing 3 have, with. The gear ratio between the shaft i and the wave io is therefore i: i.

Wird umgekehrt der Hebel 34 aus der zuerst beschriebenen Stellung in Richtung des Pfeiles A geschwenkt, so wird dadurch der wirksame Halbmesser der Scheiben 2o infolge Entfernens der Wellen 16 von der Welle i vergrößert und größer als der wirksame Halbmesser der Scheiben 6. Es ergibt sich in diesem Falle ein gegenüber der Welle i rückläufiger Antrieb der Welle io, und zwar ist ihre Drehzahl gleich dem Unterschied der Drehzahl der Welle i und des Gehäuses 3.Conversely, if the lever 34 is pivoted from the first described position in the direction of arrow A, the effective radius of the disks 2o is increased as a result of the removal of the shafts 1 6 from the shaft i and greater than the effective radius of the disks 6. It results in this case a reverse drive of the shaft io with respect to the shaft i, namely its speed is equal to the difference between the speed of the shaft i and the housing 3.

Wesentlich für die leicht vollziehbare Regelbarkeit der Umdrehungszahlen der getriebenen Welle des Getriebes sind die mit den Scheiben 6 und 2o zusammenwirkenden und entsprechend ausgebildeten Einstell- und Andruckeinrichtungen. Durch die Feder 33 wird über die Hebel 32, die Druckstifte 3 1 und das untere Ende der Hebel 3o der Druckring 7 gegen die Scheiben 6 gedrückt, so daß sich die axial verschiebbaren Scheiben 6 und 2o fest gegeneinanderlegen. Die Anordnung aller miteinander verbundenen Zahnsegmente und Hebel ist derart, daß die durch die Feder 33 erzeugte Kraft, mit welcher sich die Wellen 16 bzw. Scheiben 2o zufolge ihrer keilförmigen Ouerschnitte von der Achse der Welle i zu entfernen suchen, vermittels der Hebel 27, Zahnsegmente 25 auf den Schieber 22 zurückgeleitet bzw. übertragen wird. Da die Zahnsegmente 25 gegen die Druckrichtung des Schiebers 22 wirken (die in ,die Zahn-Segmente 25 eingeleiteten Kräfte wirken in der Richtung A und der Schieber 22 infolge Spannwirkung der Feder 33 in Richtung B [Abb. 5]), so werden die resultierenden Druckwirkungen der Scheiben 20 und des Schiebers 22 gegenseitig aufgehoben. Dadurch ist erklärlich, daß das Getriebe zwecks Änderung der Umdrehungszahlen spielend leicht reguliert werden kann.Essential for the easily controllable controllability of the number of revolutions of the driven shaft of the transmission are the appropriately designed setting and pressure devices that interact with the disks 6 and 2o. The spring 33 presses the pressure ring 7 against the disks 6 via the levers 32, the pressure pins 3 1 and the lower end of the lever 3o, so that the axially displaceable disks 6 and 2o lie firmly against one another. The arrangement of all interconnected tooth segments and levers is such that the force generated by the spring 33, with which the shafts 16 or disks 2o seek to move away from the axis of the shaft i due to their wedge-shaped cross sections, by means of the lever 27, toothed segments 25 is returned to the slide 22 or transferred. Since the toothed segments 25 act against the pressure direction of the slide 22 (the forces introduced into the toothed segments 25 act in the direction A and the slide 22 as a result of the tensioning action of the spring 33 in the direction B [Fig. 5]), the resulting Pressure effects of the discs 20 and the slide 22 canceled each other. This explains why the transmission can be easily adjusted to change the number of revolutions.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Stufenlos in beiden Drehrichtungen regelbares Kegelräderumlaufgetriebe, bei dem die Geschwindigkeit eines Gliedes des Umlaufrädergetriebes über ein Stirnrädergetriebe durch ein kammartig ineinandergreifendes und durch Federn aneinandergepreßtes Reibrädergetriebe reguliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibrädergetriebe in an sich bekannter Weise symmetrisch zum Hauptwellenzug angeordnet ist, und zwar derart, daß zwischen die Lücken eines auf der Antriebswelle (i) angeordneten primären Reibrädersatzes (6) von beiden Seiten Keilrädersätze (2o) eingreifen, die auf zur Antriebswelle (i) parallelen Wellen (i6) sitzen, welche durch Bewegung eines gemeinsamen Schiebers (22) über an ihm befindliche gegenüberliegende Zahnstangen (23), darin eingreifende Zahnsegmente (25) und damit verbundener Winkhebel (27) in ihren in Gleitnuten (i7) angeordneten Lagerungen verschoben werden können, wobei an dem Schieber (22) Hebel (30) angelenkt sind, die über ein Hebelgestänge (V, 32) unter Druck von Federn (33) stehen und auf den zum Andruck der ineinandergreifenden Reibscheiben dienenden Druckring (7) wirken.PATENT CLAIM: Infinitely variable bevel gears adjustable in both directions of rotation, in which the speed of a link of the planetary gear via a spur gear by a comb-like interlocking friction gear mechanism which is pressed against one another by springs is regulated, characterized in that the friction gears are known per se Way is arranged symmetrically to the main wave train, in such a way that between the gaps in a primary set of friction wheels arranged on the drive shaft (i) (6) from both sides engage V-gear sets (2o) that lead to the drive shaft (i) parallel shafts (i6) sit, which by movement of a common slide (22) via opposing racks (23) located on it, engaging therein Toothed segments (25) and the angle lever (27) connected to them in their sliding grooves (i7) arranged bearings can be moved, with the lever on the slide (22) (30) are articulated, which via a lever linkage (V, 32) under pressure from springs (33) stand and on the pressure ring used to press the interlocking friction disks (7) work.
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