DE906044C

DE906044C - Getriebe mit stufenlosem Regelbereich, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE906044C
Application number: DED10351A
Authority: DE
Inventors: Karl Debor
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-10-06
Filing date: 1951-10-06
Publication date: 1954-03-08

Description

Getriebe mit stufenlosem Regelbereich, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein mechanisches, stufenlos verstellbares Getriebe mit schlupflosem Kraftschluß zwischen treibender und getriebener Welle, der durch eine federnde Verzahnung mit vollkommenem Zahneingriff bei jeder Schaltstellung erreicht wird.
Die Wirtschaftlichkeit eines Kraftwagens ist durch die Abstufung des Zahnradwechselgetriebes weitgehend bestimmt, und die Fahrleistung wird durch die Anzahl der Gänge entscheidend beeinflußt. Mehrgängige Getriebe ergeben höheren Reisedurchschnitt, doch erfordert deren Bedienung mehr Erfahrung und Aufmerksamkeit, so daß einfachere Ausführungen meistens vorgezogen werden. Größte Nutzleistung ist nur durch Verwendung stufenlos regelbarer Getriebe zu erwarten.
Die im allgemeinen Maschinenbau bewährten Konstruktionen mit stufenlos regelbarer Abtriebsdrehzahl konnten sich nicht im gleichen Maße für den Kraftfahrzeugbetrieb durchsetzen, da die Antriebsleistung mit wesentlich höheren Drehzahlen abgegeben wird. Eine besondere Stellung tierartiger Ausführungen nimmt die Gruppe der Lamellengetriebe ein. Sie bestehen aus zwei oder mehr Kegelscheiben mit flacher Sonderverzahnung, die von einer Kette, einem Riemen oder endlosen Stahlband umschlungen werden. Diese Zugmittel sind so ausgebildet, daß quer verschiebbare Stahllamellen aufgenommen werden können, während die Zähne der Kegelscheiben auf Lücke stehen. Die verschiebbaren Lamellen werden so durch die Zahnung einer Kegelscheibe in die gegenüberliegende Zahnlücke gepreßt und dadurch ein schlupfloser Kraftschluß erzeugt.
Versuche mit Kraftfahrzeuggetrieben dieser Art scheiterten fast immer an der hohen Drehzahl der Verbrennungsmotoren, wodurch die schweren Getriebeketten unzulässig hohe Umfangsgeschwindigkeiten annehmen und damit der erreichbare Wirkungsgrad abfällt.
Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß an Stelle beweglicher Übertragungsglieder ein völlig starres Lamellenringsystem verwendet wird, das sich gegen hohe Beanspruchung bedeutend widerstandsfähiger erweist. Die Anordnung dieser Getriebeausführung geht aus der schematischen Zeichnung (Fig. I) hervor. Hier sind zunächst die beiden Kegelscheiben 3 und 4 ersichtlich, die eine flache Sonderverzahnung 5 tragen. Für normale Beanspruchung genügt ein träpezförmiges Zahnprofil, für schwere Beanspruchung und Belastung in einer Richtung dagegen ist ein Sägenprofil, ähnlich dem Sägengewinde hochbelasteter Schrauben, vorzuziehen. Die Kegelscheiben mit normaler Zahnung sind für jede Drehrichtung geeignet und tragen beiderseits für die Lagerung bzw. den An-und Abtrieb kurze Wellenstümpfe 6 und 7 (Fig. I).
Wird die obere Kegelscheibe 3 angetrieben, so erfolgt der Abtrieb über die Kegelscheibe 4. Die Umschlingung der Kegelscheiben 3, 4 geschieht durch ein mehrteiliges (Lamellen-)Ringsystem 8, 9, i o, das miteinander zu einem Stück vereinigt ist und keine gelenkige Verbindung aufweist. Die einzelnen Ringteile des Systems sind die Lamellentasche 8 mit dem Stützring 9 als Verstärkung und der zugleich als Lagerinnenring wirkende Tragring Io der Fig. I. Die ringförmige Lamellentasche 8 kann aus einem zylindrischen Rohr durch Pressen usw. auf die abgebildete Form gebracht werden und dient zur Aufnahme einer großen Anzahl selbstfedernder Lamellen II und I2, die zusammen einen fedrigen Lamellenring bilden und mit einer Federvorspannung in das Ringsystem 8, 9, Io eingebracht sind. Der Kleinstdurchmesser dieses Federlamellenringes ist derart bemessen, daß sich die Kegelscheibenzahnung 5 mit voller Höhe eindrückt. Die auf Zahnlücke treffenden Lamellengruppen bleiben dagegen unverändert stehen und bilden die Gegenzähne der Kegelzahnscheiben 3 und 4. Dieser Verzahnungsvorgang kann nur durch die federnden Lamellen II und I2 der Fig. I erreicht werden und geschieht daher nicht wechselseitig. Eine einzelne Federlamelle zeigt Fig. 2, die entlastet, also ungespannt dargestellt ist. Gegenüber den in der Lamellentasche 8 der Fig. I befindlichen Lamellen II und I2, die immer unter Vorspannung stehen, schließen die unbelasteten Lamellenfederschenkel I3 der Fig. 2 einen bedeutend größeren Winkel ein. Als günstigste Form der Federschenkel I3 in Fig. 2 kann die Trapezfeder angenommen werden, deren elastische Linie ein Kreisbogen ist. Doch können dazu auch andere günstige Federformen gewählt werden. Die in Fig. I gezeichneten Federlamellen II und I2, die sich unter Vorspannung in der Lamellentasche 8 befinden, sind vereinfacht als gerade Tragfedern angenommen. Die Vorspannung des Lamellenringes ist erforderlich, um der bei großen Drehzahlen wirksam werdenden Zentrifugalkraft entgegenzuwirken, und muß so stark gewählt werden, daß nur der auftreffende Zahn der Kegelscheiben ein Verschieben der Federlamellen II und I2 bewirkt und dadurch verhindert wird, daß die Lamellengruppen ungleich zum Eingriff kommen. Die Federkraft wird von den Kammzahnpaaren I4, I5 und I6, I7 abgefangen, die auf dem Tragring Io und dem Stützring 9 der Fig. I verteilt angeordnet sind und in die seitlichen Ausschnitte I8 der Federlamellen (Fig. 2) eingreifen. Jedes Kammzahnpaar der Fig. I ist gleich hoch. Auf ein hohes Paar I4 und I5 folgt ein niederes I6 und I7, und jedes greift in den entsprechend tief gehaltenen Ausschnitt I8 eines aus vielen Federlamellen II und I2 bestehenden Pakets ein. Die Paketgröße richtet sich nach der Stärke des für die Federlamellen (Fig. 2) verwendeten band- oder keilförmig gewalzten Federstahles und kann aus einer Anzahl von jeweils Ioo Stück gleichen Federlamellen II und I2 bestehen. Der so beschaffene Lamellenring wird durch die unterschiedliche Höhe der Kammzahnpaare I4 und I5, I6 und I7 der Fig. I am Verdrehen gehindert und überträgt die durch die Kegelzahnscheibe 3 eingeleitete Kraft auf die Abtriebskegelscheibe 4. Der zum Eingriff gelangende Lamellenkopf I9 in Fig. 2 kann dachförmig mit dem Winkel der Kegelscheiben 3 und 4 abgeschnitten sein oder durch ein Bogenstück begrenzt werden.
Die Änderung der Abtriebsdrehzahl erfolgt durch Verschieben des gesamten Lamellenringsystems auf den schräg mit dem Getriebegehäuse verbundenen beiden Tragröhren (Gleitschienen) 2o und 2I. Der Lageraußenring 22 der Fig. I ist nicht umlaufend und enthält in den zu Gleitlagern 23 und 24 ausgebildeten Erweiterungen dem Kegelwinkel entsprechend schiefe Bohrungen für die Tragrohre 2o und 2I. Das Verstellen des Getriebes geschieht durch Betätigung des Zuggestänges 25, das durch den Kegelstift 26 mit dem Lageraußenring 22 verbunden ist. Die hierbei auftretenden Axialkräfte werden durch die Wälzkörper 27 zwischen dem Lageraußenring 22 und dem Lagerinnenring Io auf das Lamellenringsystem übertragen, das sich dadurch verschiebt. Lamellenfederung anderer Art Die federnden Lamellen können auch ohne eigene Feder ausgeführt werden(Fig. 2). Die Fedrigkeit des Lamellenringes kann auch dadurch erreicht werden, daß dieser durch einen elastischen Körper umspannt wird. Ist z. B. ein federloser Lamellenring von einem ölbeständigen Kunstgummiring umschlossen, der durch einen Stahlring so eingefaßt ist, daß nur seitliches Verdrängen möglich ist, während die Lamellen in den elastischen Körper gepreßt werden, so kann der Kraftschluß in derselben Weise stattfinden wie bei der Federlamellenbauart. Das Zahnprofil der Kegelscheiben drückt sich in den Lamellenring ein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Getriebe mit stufenlosem Regelbereich, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch ein gelenkloses Ringsystem, das durch einen Tragring (io), einer hohlen, ringförmigen Lamellentasche (8) und einen Stützring (9) gebildet wird und eine große Anzahl Federlamellen (II und I2) aufnehmen kann, die mit Federvorspannung eingebracht sind und zusammen einen Lamellenring mit fedriger Eigenschaft darstellen, der gezahnte Kegelscheiben (3 und 4) umschließt, so daß eine der Zahnbreite entsprechende Zahngruppe in den Lamellenring eingedrückt wird, die auf Zahnlücke treffende Lamellengruppe dagegen stehenbleibt und somit ein Gegenprofil der Kegelzahnscheiben (3 und 4) entsteht.
2. Getriebe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kraftschluß bewirkenden Lamellen (II und I2) mit einer aus zwei oder mehreren Federschenkeln (I3) gebildeten Feder verbunden sind und seitlich für die Aufnahme der Kammzähne (I4, I5 und I6, I7) Ausschnitte (I8) aufweisen, so daß der Verzahnungsvorgang ungehindert stattfinden kann, während der die Kegelscheiben (3 und 4) berührende Lamellenkopf (I9) dachförmig abgeschnitten ist.
3. Getriebe nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlringsystem (8, 9, Io) mit einer Kammzahnung mit verschieden langen Kammzähnen (I4, I5 und I6, I7) ausgerüstet ist, die so angerdnet sind, daß nach einem langen Kammzahnpaar (I4, I5) stets ein kurzes Kammzahnpaar (I6, I7) folgt, das in die entsprechenden Lamellenausschnitte (I8) eingreift und verhindert, daß der aus einzelnen Lamellen (II und I2) bestehende Lamellenring sich verdreht, die Federvorspannungskraft aber einen Anschlag findet und abgestützt wird.
4. Getriebe nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fedrigkeit des Lamellenringes durch einen ölbeständigen Kunstgummiring oder ähnlichen elastischen Körper erreicht wird und einen Lamellenring, der aus nicht selbsttätig federnden Lamellen besteht, umschließt und so eingefaßt ist, daß bei stattfindendem Zahneingriff die eindringenden Lamellengruppen nur seitliches Verdrängen des Gummiringes bewirken und dessen Abheben vermieden wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 435 554; schweizerische Patentschrift Nr. 179 53o.