-
Stufenloses Getriebe Der Vorteil jener Getriebe, bei denen innerhalb
eines bestimmten Bereiches jede beliebige Drehzahl hergestellt werden kann, ist
allgemein bekannt, und es sind derartige stufenlose Getriebe in den verschiedensten
Ausführungsarten bekanntgeworden. Abgesehen von hydraulischen Getrieben und stufenlosen
verstellbaren Elektromotoren, welche in der Hauptsache zur Übertragung großer Leistungen
verwendet werden, da sie bei kleinen Leistungübertragungen nicht wirtschaftlich
sind, kennt man eine Vielzahl von mechanischen Getrieben. Einmal handelt es sich
bei letzteren um solche, bei denen die Radien von Ab- und Antriebswelle veränderlich
sind und wobei man als Übertragungsmittel Keilriemen oder Spezialketten, daneben
aber auch Flachriemen verwendet. Daneben gibt es noch verstellbare Kegelgetriebe.
Abgesehen von den Getrieben, welche mit Spezialketten arbeiten, besitzen die mechanischen
Getriebe stets einen Friktionsantrieb. Ein Friktionsantrieb hat aber bekanntlich
besonders in niederen Drehzahlbereichen einen schlechten Wirkungsgrad, und ein beträchtlicher
Teil der zugeführten Energie geht als Wärme nutzlos verloren. Diese Reibungsverluste
können auch durch sog. automatischen Anpreßdruck nicht restlos beseitigt werden.
-
Die vorliegende Erfindung beseitigt die Nachteile der Reibungsverluste
und schafft ein stufenloses Getriebe mittels einer Kettenübertragung, die eine stufenlose
Drehzahlregelung ohne Schlupf möglich macht mit unbegrenzter Leistung je nach Wahl
einer handelsüblichen Kette.
-
Gegenüber den bisher bekannten stufenlosen Getrieben, welche nur mit
Spezialketten arbeiten
konnten, birgt die Erfindung den Vorteil
in sich, daß 'hierbei eine handelsübliche Kette Verwendung finden kann.
-
Gemäß der Erfindung besitzt das Getriebe auf der Ab- und Antriebswelle
je eine flache Scheibe, auf welcher mehrere radial verschiebbare Kettenräder mit
ihrer Achse parallel zur An- bzw. Abtriebswelle angeordnet sind.
-
Diese Kettenräder werden derart verstellt, daß diese jeweils auf einer
Scheibe in jeder Stellung auf dem gleichen Radius stehen, und zwar ist die Anordnung
dabei derart getroffen, daß sich die Kettenräder der einen Scheibe nach außen bewegen,
wenn sich jene der anderen nach dem kleineren Radius einstellen. Über die Kettenräder
der An- und Abtriebsscheibe ist eine Kette gelegt, welche in ihrer Teilung den Kettenrädern
angepaßt ist, jedoch jeweils nur mit einigen Zähnen jedes einzelnen Kettenrades
in Eingriff kommt. Solange die Kette ein Anzugsmoment auf die Scheibe ausübt, sind
die Kettenräder auf dieser Scheibe blockiert. Jene Kettenräder jedoch, welche nicht
mit der Kette in Einfluß stehen, laufen frei. Diese freie Drehung der Kettenräder
ist deshalb erforderlich, damit die Zähne der Kettenräder sich genau wieder in die
Teilung der Kette einfügen können, wenn sie bei weiterer Drehung mit dieser wieder
in Berührung kommen. Also mit anderen Worten, die einzelnen Kettenräder passen sich
dem jeweiligen Teilkreisdurchmesser an, da bei feststehenden Kettenrädern nur bestimmte
Radien vorhanden wären, wo die Teilung sozusagen aufgeht. Erst wenn ein sicherer
Eingriff der Kettenradzäahne in die Kette gewährleistet ist, wird das Kettenrad
wieder blockiert, so daß die Zugwirkung der Kette über das Kettenrad die Abtriebsscheibe
drehen bz-w. damit die Antriebsscheibe auf die Kette überhaupt ein Anzugsmoment
ausüben kann.
-
Das Blockieren der Kettenräder kann entweder dadurch erfolgen, daß
eine Feder durch einen Konus diese auf die An- bzw. Abtriebsscheibe drückt, oder
dadurch, @daß eine Feder in Verbindung mit einer Anzugswelle mit Klauen, welche
sich auch im Kettenrad befinden, letztere an der Übertragung einer Drehung von der
Antriebswelle auf die Abtriebswelle verhindert. Die Entriegelung geschieht in beiden
Fällen dadurch, daß die Konuswelle bzw. .,Antriebswelle auf eine Kurvenbahn aufläuft
und somit die Federwirkung aufhebt, wodurch der Konus gelöst @bzw. die Klauenkupplung
frei wird.
-
Zweckmäßigerweise werden die Kettenräder zu dem Zeitpunkt entriegelt,
wenn diese aus der Kette heraustreten, bzw. wieder blockiert, wenn. sich die Kettenräderzähne,
wie schon erwähnt, wieder mit der Kette verbunden haben.
-
Es soll vorbehalten bleiben, an Stelle der Kettenräder Zahnsegmente
anzuordnen, welche in gleicher Weise wie die Kettenräder entriegelt und blockiert
werden, jedoch in entriegelter Stellung nur um einen gewissen Betrag, wie er zum
Eingriff in die Kette notwendig ist, schwenken.
-
Weiter soll als in den Rahmen der Erfindung fallend die Anordnung
von Riemenscheiben an i Stelle der Kettenräder angesehen werden. Ebenso ist die
Anordnung mehrerer übereinandergelagerter Kettenräder vorgesehen zur Erzielung größerer
Leistungen. Diese Riemenscheiben würden dann in gleicher Weise radial verstellbar
sein und das Keilriemenprofil bei Geschwindigkeitsveränderung immer dasselbe bleiben.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt, und
zwar zeigt Abb. i eine Seitenansicht, Abb.2 einen Horizontalabschnitt von oben gesehen,
Abb. 3 ein Kettenrad mit Sperrvorrichtung und Abb. 4 mehrere Kettenräder auf einer
Achse und doppelseitige Scheiben.
-
j Auf der Antriebswelle i bzw. Abtriebswelle 2 sitzen fest, vorzugsweise
durch Keile 3 angeordnete Scheiben 4 und 5. In ihren Radialschlitzen 6, die beispielsgemäß
auf jeder Scheibe in Fünferstellung vorgesehen sind, befinden sich die Kettenradac'hsen
7. Abflachungen 8 verhindern dabei das Verdrehen derselben. Die Kettenräder 9, welche
auf ihren Achsen 7 gleiten können, tragen auf der äußeren Stirnseite eine Feinverzahnung
io. Dieselbe Verzahnung ist auch auf den scheibenartigen Achsenansätzen i i vorgesehen.
Mit Hilfe einer Druckfeder 12 wird nun der Achsenansatz i i an das Kettenrad gepreßt.
Dadurch kommen beide Stirnverzahnungen in Eingriff und arretieren das Kettenrad
bzw. verhindern ein Verdrehen desselben auf der Achse 7. Es ist somit eine formschlüssige
Leistungsübertragung von der Antriebs- zur Abtriebswelle über eine Kette 13 für
eine feste Übersetzung gewährleistet. Da der Teilkreisdurchmesser nur bei bestimmten
Stellungen der beispielsweise fünf Kettenräder stimmt, müssen sich die Kettenräder
9 immer wieder neu jeweils auf eine bestimmte Teilung einstellen, um einen Auflauf
auf die Rollen 13 der Kette zu verhindern. Zu diesem Zweck läuft ein kugelförmiger
Achsenansatz 14 nach Ablauf des Kettenrades von der Kette auf eine Fläche 15 auf
und drückt die Achse in eine Richtung, die die Stirnverzahnung von Kettenrad und
scheibenartigen Adhsenansatz ihres Eingriffes beraubt. Das Kettenrad kann sich also
frei auf seiner Achse drehen. Hat sich das entsprechende Kettenrad seinem Auflauf
auf die Kette wieder genähert, so können seine Zähne unbehindert in die Kettenglieder
eingreifen. Ist dies erfolgt, gleitet der kugelförmige Achsenansatz 14 von der Fläche
15 wieder ab, das Kettenrad wird durch die wirkende Federkraft wieder festgestellt
und kann an der Kraftübertragung neu teilhaben.
-
Die Längendifferenzen der Kette 13 werden mittels Kettenspanner ausgeglichen,
wie dies beispielsweise durch Kettenrad 16, 17 und Zugfeder 18 erfolgt.
-
Erfindungsgemäß wird das Übersetzungsverhältnis stufenlos geändert,
indem verhältnisgleich die Kettenräder der Antriebsseite radial nach außen, bzw.
der Abtriebsseite radial nach innen oder umgekehrt bewegt werden. Zur zwangsläufigen
Ausführung dieses Vorganges werden bekannte Vorrichtungen
verwendet,
wie z. B. durch Spiralgewinde bei Futtern, Kurvenscheiben, Spindeln od. dgl.
-
In Abb. 3 ist eine Konussperre des Kettenrades dargestellt. Durch
einen auf der Kettenradachse 7 angeordneten Konus i9, der sich gegen eine entsprechende
konische Kettenradausdrehung 2o durch Einwirkung der Feder 12 preßt, wird sinngemäß
die Verdrehung des Kettenrades auf der Achse verhindert, wie sie, vvie bereits erwähnt,
durch den Eingriff der Stirnverzahnung io verhindert wurde.
-
Um größere Leistungen übertragen zu können, ist es vorteilhaft, mehrere
Ketten für die Übertragung zu benutzen. Zu diesem Zweck werden Kettenräder, wie
in Abb. 4 dargestellt, verwendet. Die Kettenräder 9 tragen ebensolche konischen
Ausdrehungen 20, in die entsprechende Konen i9 mittels Feder 12 eingepreßt werden
und somit die Feststellung besorgen. Um die technische Durchführbarkeit zu gewährleisten,
ist es erforderlich, die Konen voneinander trennen zu können. Dies geschieht beispielsweise
durch den Gewindeansatz 21 und die entsprechende Gewindebohrung 22. Zur sicheren
Lagerung der Kettenradgetriebe ist es zweckmäßig, in zwei Radialschlitzen 23 Achsstummel
24 zu führen. Die Abflachung 25 verhindert wiederum das Verdrehen.