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Stufenloses Wechsel- und Wendegetriebe, bestehend aus einem als Umlaufreibradgetriebe
ausgebildeten Wechselgetriebe in Verbindung mit einem Differential Bei den bekannten
stufenlosen Wechsel- und Wendegetrieben sind die -Geschwindigkeitsänderungen, die
sich mit ihnen erzielen lasen, im allgemeinen ziemlich beschränkt. Will man bei
ihnen von den Geschwindigkeiten der treibenden Welle (Motorwelle) sehr unterschiedliche
Geschwindigkeiten erhalten, so kuppelt man gewöhnlich mit dem stufenlosen Getriebe
ein Schnellganggetriebe oder ein Reduktionsgetriebe.
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Um den Bereich derGeschwindigkeitsänderungen bei derartigen Getrieben
ohne die zusätzliche Verwendung von Schnellganggetrieben oder Reduktionsgetrieben
zu vergrößern, hat man Getriebe gebaut, bei denen das stufenlose Wechsel- und Wendegetriebe
mit einem Differentialgetriebe kombiniert ist, von dem die gewünschte Bewegung abgenommen
wird. So sind 'Getriebe dieser Art bekannt, die aus einem als Umlaufreibradgetriebe
ausgebildeten Wechselgetriebe mit torischen Laufflächen und verstellbaren Laufrädern
in Verbindung mit einem als Zahnradgetriebe ausgebildeten Differential bestehen,
wobei einer der Laufringe des Wechselbetriebes und eines der Zentralräder des Differentials
fest mit der Antriebswelle verbunden sind, während das andere Zentralrad des Differentials
fest an dem das Geschwindigkeitswechselglied bildenden zweiten Laufring des Wechselgetriebes
sitzt und der Käfig des Differentials fest mit der Abtriehswelle verbunden ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein kombiniertes Getriebe-der vorbezeichneten
Art, bei dem auch das Differential aus einem Reihradgetriebe, besteht. Es
gibt
allerdings kombinierte Getriebe, bei denen die Einzelgetriebe ausschließlich mit
Reibung arbeiten, aber keine Differentialgetriebe sind. Bei den kombinierten Getrieben
der hier vorliegenden Art stellt aber der Ersatz des Zahnraddifferentials durch
ein . Reibrä:ddifferential neue Aufgaben für die Erzielung einer praktisch brauchbaren
Ausführung. Wesentlich sind hierfür die Anordnung des das Wechselglied bildenden
Laufringes des Wechselgetriebes und die Mittel zur Erzeugung des notwendigen Axialdruckes.
Die bei den bekannten Getrieben angewandten diesbezüglichen Anordnungen und Mittel
sind unbefriedigend. Bei den bekannten Anordnungen ist der betreffende Laufring
durch ein besonderes Lager auf der Antriebswelle abgestützt, während die Mittel
zur Erzeugung des Axialdruckes nur auf einen Teil der Getriebe wirken: Demgegenüber
besteht die Erfindung darin, daß der,das Geschwindigkeitswechselglied des Wechselgetrieben
bildende Laufring di@eGetriebewelle völlig frei, d. h. ohne Berührung mit ihr, umgibt
und .sich einerseits auf die verstellbaren Laufräder des Wechselgetriebes und andererseits
auf die Umlaufräder des Differentials stützt, und daß der zur Erzeugung genügender
Reibung erforderliche Axialdruek durch eine Vorrichtung erfolgt, die zwischen der
Antriebswelle und dem mit ihr in Verbindung zu haltenden Zentralrad des Differentials
eingebaut ist.
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Durch das Zusammenwirken dieser beiden Merkmale ist ein stets einwandfreies
Arbeiten von stufenlosen Wechsel- und Wendegetrieben der hier vorliegenden Art ermöglicht,
Außerdem ergibt sich bei dieser Ausbildung der Vorteil, daß die Umlaufräder des
Differentials gleichzeitig als Wälzlager des Geschwind igkeitswechselgliedes dienen.
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In der Zeichnung ist ein. Ausführungsbeispiel eines kombinierten Getriebes
gemäß der Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist ein axialer Längsschnitt des Getriebes; Abb. 2 ist eine
Abwicklung und Abb. 3 eine Stirnansicht eines Einzelteiles, und Abb. 4. ist ein
Querschnitt nach Linie A-A' der Abb. i.
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i bezeichnet die Welle, welche die zu übertragende Bewegung aufnimmt,
und @2 das Element, Ton welchem am Ende der Welle 3 die Bewegung mit der gewünschten
veränderlichen Geschwindigkeit abgenommen wird. Die beiden Weilen haben eine @gemeinsame
Achse x-x . Sie drehen sich in einem die ganze Vorrichtung umschließenden
feststehenden Gehäuse q. in Kugellagern 5 und 37 für die Welle i sowie 35
und 36 für die Wellte 3. Auf der Welle i ist der eine Laufring,6 des Reibradwechselgetriebes
aufgekeilt, der eine ringförmige Aussparung besitzt,, deren Querschnitt in -der
Ebene der Abbildung einen Kreisabschnitt 7 darstellt. !Gegenüber dem Laufring 6
befindet sich, die Welle -z lose umgebend, der zweite Laufring 8, der das Geschwindigkeitswechselglied
des Wechselgetriebes bildet und wie der Ring 6 eine ringförmige Aussparung 9 von
der gleichen Krümmung und in einem solchen Abstand aufweist, daß --die beiden Kreisbogenabschnitte
7 und 9 Teile ein und desselben Kreises mit dem Mittelpunkt i bilden. Zwischen diesen
beiden-Laufringen sind symmetrisch um die Achse x-x' verteilt mit Druck drei aus
_deren Reibrollen größter bestehende Durchmesser Laufrärder gleich zo angeordnet,
dem des Kreises 7, 9 ist, wobei die den größten Durchmesser enthaltende Mittelebene
der Räder deren Achsen im Punkt i schneidet. Die Laufräder io drehen sich durch
Kugellager lose um die Achsen ihrer Wellen.i2, werden durch die Drehung des Laufringes
6 und durch den von den Laufringen 6 und 8 ausgeübten Druck in Drehung versetzt
und übertragen auf den Laufring 8 eine Drehbewegung um die Achse x-x' in
einem der Welle i entgegengesetzten Drehsinn. Die Laufräder sind um eine Achse verstellbar,
die senkrecht zur Zeichnungsebene steht und durch den Punkt i geht. Jede Verstellung
der Laufräder führt für den Laufring 8 eine entsprechende andere Drehgeschwindigkeit
herbei. Für ein einwandfreies Arbeiten ist es notwendig; daß alle Laufräder im gleichen
Augenblick so verstellt werden, daß ihre Achsen sich stets in einem gemeinsamen
Punkt der Achse x-x schnei!den: Es wird .dies .durch die nachstehend 'beschriebenen
Mittel erreicht.
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Die Welle i2 jedes Laufrades io ist in der Mitte des Steges 13. eines
'Bügels 16 befestigt. Außen auf den Schenkeln 14 des Bügels ist senkrecht zu diesen
je ein Drehzapfen 15 angebracht. Die beiden Zapfen haben die gleiche Achse und diese
liegt in der Ebene des größten Durchmessers des Laufrades. Die Zapfen sind in geeigneten
Lagern des Gehäuses 4 drehbar gelagert. Durch Drehen des Bügels a6 um die Zapfen
15 kann die Neigung der Welle rii- zur Achse x-x' der Vorrichtung geändert werden.
Die Schenkel 14 der Bügel besitzen über die andere Seite des Steges 13 hinausgehende
Verlängerungen, die durch eine Stange 18 miteinander verbunden sind, deren parallel
zu den Zapfen 15 ver'lau'fende Achse in der gemeinsamen Ebene der Achsen der Zapfen
und der Achsen der Wellen 12 liegt. Die drei Stangen z8 passen zwischen zwei parallele
Platten i9, die gegeneinander durch Bolzen 2o abgesteift sind. Die in der Mitte
mit Aüsnehmungen versehenen Platten z9 können frei längs der Motorwelle gleiten.
Die drei Stangen 18, gegen welche die Platten mit Druck anliegen, halten die Platten
stets in einer zur Achse x-x' senkrechten Stellung. jede Verschiebung der Platten
längs dieser Achse x-x' zwingt die Achsen aller drei Laufräder i o, sich gleichzeitig
um denselben Winkel zur Achse x-x zu neigen. Diese Verstellung wird in folgender
Weise bewirkt. Einer der Zapfen 15 eines der Bügel 14 geht durch das Gehäuse ¢ nach
außen und besitzt an seinem Ende ein Schneckenrad 1S', in welches eine Schnecke
15" eingreift (Abb.4). Mittels dieser in Lagern des Gehäuses gehaltenen Schnecke
kann man den Zapfen 15 und damit den Bügel -i-6'.lcontinuierlich drehen. Der Bügel
erteilt dann über diePlatten ig allen dreiLaufrädern io die gleicheBewegung. Dadas
Schneckengetriebe 15', 15"
selbstsperrend wirkt, widersteht es den
Rückwirkungen der Laufringe 6 und 8 auf @die Laufräder io, so daß diese sicher in
der jeweiligen ihnen erteilten Stellung gehalten werden.
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Die bis jetzt beschriebenen Teile bilden das Geschivind gkeitswechselgetriebe.
Das Differentialgetriebe, mit dem das Wechselgetriebe verbunden isst, ist wie folgt
ausgeführt. Auf dem Laufring 8 des Wechselgetriebes ist ein Stück 2;I befestigt,
welches um die Achsex-x' eine kegelförmige Rotationsfläche -2i2 bildet. Die Teile
8 und 21 bilden zusammen ein Zentralrad (den Außenlaufkranz) des Differentials,
dessen Umlaufräder aus den Kegelreibrollen 23 bestehen, deren Kegel die gleiche
Spitze wie der Kegel 22 haben. Das zweite Zentralrad (Innenrad) des Differentials
ist das Stück -24 mit der kegelförmigen Rotationsfläche, 12'5, deren Spitzen mit
derjenigen der Fläche 22 zusammenfällt. Die Kegel 23 stehen durch zwei entgegengesetzte
Erzeugende in Reibungseingriff mit den beiden Flächen @2@2 und 2-5-Das Zentralrad
24 ist fest mit der Welle .i verbunden. Die Verbindung besteht aus der im folgenden
beschriebenen Vorrichtung, welche gleichzeitig für den nötigen Druck der Kegel 23
auf ihre Laufbahnen und für den Druck der Laufringe 6 und 8 auf die Räder io sorgt.
Auf der Welle,i ist durch einen Querstift 28 ein zylindrisches Stück 26 befestigt.
Ein anderes zylindrisches Stück 26' ist verschiebbar auf der Welle i angebracht.
Auf diesem ist mittels Schrauben 41 eine zylindrische Büchse 2@9 befestigt, die
an einem Ende einen Ringflansch 39 besitzt, der sich gegen das Zentralrad 24 legt,
welches seinerseits sie Kegelrollen 23 abstützt Die einander gegenüberliegenden
Stirnflächen der Zylinder 26 und i26' besitzen, wie in Abb. 2 und 3 gezeigt, Ausbuchtungen
30 gleicher Größe und in gleicher Anzahl. Zwischen die Ausbuchtungen sind Kugeln
31 eingesetzt, wobei ein und dieselbe Kugel derart zwischen einer Ausbuchtung ges
einen Zylinders und einer Ausbuchtung,des anderen Zylinders liegt, daß sie sich
in dem von den beiden Ausbuchtungen gebildeten Raum leicht verschieben, aber nicht
aus diesem heraustreten kann. Infolge der am Austritt der Vorrichtung von dem anzutreibenden
Organ ausgeübten Gegenkraft versuchen die beiden einander gegenüberliegenden Zylinder
26 und 26', sich gegeneinander zu verdrehen, die Kugeln auf den Krümmungsflächen
der sich gegenüberliegenden Ausbuchtungen zu rollen und dadurch den Zyl:in.der 26'
nach links von dem Zylinder 26 abzudrücken. Der Zylinder z6' überträgt diese Bewegung
auf die Büchse 29, die ihrerseits durch den Flansch 39. das Zentralrad 124 nach
links drückt. Das Zentralrad 2_1 bildet eine Schulter 40, die ihrerseits die Rollen
23 nach links mitnimmt. Die letzteren übertragen den Druck nach links auf das Zentralrad
21 und den dasselbe tragenden Laufring B. Dieser übt einen Druck auf die Laufräder,io
aus, der von den letzteren auf den auf der Welle i befestigten Laufring 6 übertragen
wird. Da die Kugeln 3,1 nicht aus ihren Lagern heraustreten können, üben sie auf
den Zylinder 2i6' einen um so stärkeren Druck aus, je höher die Gegenkraft ist.
Dieser Druck, der sich auf alle in Berührung miteinander stehende Teile fortpflanzt,
bewirkt einerseits eine starre Verbindung des Zentralrades 24 mit der Welle i und
sorgt anderseits für den für ein gutes Arbeiten des Getriebes notwendigen Längsschub.
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Zwischen die Kegelrollen 25 greifen Finger 3'2 eines Ringes 33, der
mittels Schrauben 34 an dem Glied 2 befestigt ist, welches in der Aüstrittsweqle
3 der Vorrichtung endet. Die Finger 32 liegen gegen die Umlauf rollen 23 an, so
daß deren Drehbewegung um die Achse x-x der Austrittswelle 3 der Vorrichtiung mitgeteilt
wird, von der die gewünschte Bewegung abgenommen wird.
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Das Gehäuse, durch welches nur d-ie treibende und getriebene Welle
sowie der Stellzapfen für die Laufräder ro nach außen treten, kann völlig dicht
gestaltet werden, so daß eine vollkommene Schmierung der Vorrichtung durch Eintauchen
aller beweglichen Teile in 0l möglich ist.