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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur stufenlosen Drehzahlregelung einer von einer Antriebswelle angetriebenen Abtriebswelle, wobei mit der Antriebswelle ein Zahnrad verbunden ist, das mit einem die Abtriebswelle antreibenden Zahnrad in Eingriff steht.
Für viele Antriebe, beispielsweise für den Antrieb von Maschinen, Kraftfahrzeugen, Lokomotiven od. dgl. ist es nötig, zwischen der Motorwelle und der Welle der anzutreibenden Teile ein Getriebe zwischenzuschalten, mit welchem bei vorgegebener Motordrehzahl die gewünschte Drehzahl für die anzutreibenden Teile eingestellt werden kann. Die in der Regel verwendeten Zahnradgetriebe ermöglichen jedoch keine stufenlose Änderung der Drehzahl. Man hat daher bereits hydraulische Getriebe vorgeschlagen, welche zwar eine stufenlose Drehzahländerung ermöglichen, jedoch äusserst kompliziert in ihrem Aufbau und daher störungsanfällig sind und welche vor allem einen sehr schlechten Wirkungsgrad besitzen.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zur Drehzahlregelung zu schaffen, welche einfach in ihrem Aufbau ist und unter Vermittlung von Zahnrädern arbeitet und mit welcher dennoch eine stufenlose Drehzahlregelung erzielt werden kann. Die Erfindung geht hiebei aus von einer Vorrichtung mit einer von einer Antriebswelle angetriebenen Abtriebswelle, wobei mit der Antriebswelle ein Zahnrad verbunden ist, das mit einem die Abtriebswelle antreibenden Zahnrad in Eingriff steht, und die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die Lagerung wenigstens des mit der Antriebswelle verbundenen Zahnrades um eine im wesentlichen senkrecht zur Drehachse verlaufende Achse von einer Lage, in der die Ebenen der beiden Zahnräder einen rechten Winkel miteinander einschliessen, bis in eine Lage,
in der die Ebenen der beiden Zahnräder parallel zueinander angeordnet sind, über eine Abstützung stufenlos verschwenkbar ausgebildet ist, wobei die beiden Zahnräder in jeder Lage miteinander in Eingriff stehen, dass der Antrieb des verschwenkbaren Zahnrades über eine flexible Welle erfolgt, und dass die Abstützung mit einer zur Antriebsrichtung des verschwenkbaren Zahnrades entgegengesetzten Drehrichtung angetrieben ist. Auf diese Weise kann eine stufenlose Regelung der Drehzahl des mit dem verschwenkbaren Zahnrad in Eingriff stehenden, die Abtriebswelle antreibenden Zahnrades durch Einstellung verschiedener Schwenklagen des verschwenkbaren Zahnrades erfolgen.
Schliesst das verschwenkbare Zahnrad mit dem andern Zahnrad einen rechten Winkel ein, so wird dieses Zahnrad über die flexible Antriebswelle mit einer bestimmten Drehzahl angetrieben, wogegen die Lagerung dieses Zahnrades entgegen der Drehrichtung des Zahnrades auf einem dem Teilkreis des die
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Antriebsdrehzahl des verschwenkbaren Zahnrades, so ergibt sich für das Abtriebszahnrad die Drehzahl Null, d. h., dieses Abtriebszahnrad steht still.
Nehmen die beiden Zahnräder eine parallele Lage ein, wobei sie ebenfalls miteinander in Eingriff stehen, so hat, da die Lagerung des verschwenkbaren Zahnrades koaxial mit der Lagerung des Abtriebszahnrades angeordnet ist, der Antrieb dieser Lagerung auf die übertragung der Drehzahl vom verschwenkbaren Zahnrad auf das Abtriebszahnrad keinen Einfluss, dieses Abtriebszahnrad wird somit mit der Drehzahl des verschwenkbaren Zahnrades bzw. mit der Drehzahl der dieses Zahnrad antreibenden flexiblen Welle angetrieben.
In einer Zwischenlage zwischen diesen beiden Endlagen bestimmt sich die Umfangsgeschwindigkeit des Abtriebszahnrades aus der algebraischen Summe der Umfangsgeschwindigkeit des Antriebszahnrades um seine eigene Achse, die von der Drehzahl der Antriebswelle abhängt, und der Umlaufgeschwindigkeit des Mittelpunktes des Antriebszahnrades auf der Bahn dieses Mittelpunktes um die Achse des Abtriebszahnrades, welche Umlaufgeschwindigkeit von der Drehzahl der Antriebswelle und dem Winkel, den die beiden Zahnräder miteinander einschliessen, abhängt. Es kann somit mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung bei stufenloser Verschwenkbarkeit des verschwenkbaren Zahnrades auch eine stufenlose Drehzahlregelung vorgenommen werden.
Vorrichtungen zur Drehzahlregelung durch Veränderung des Mittelpunktsabstandes eines Planetenrades von der Achse eines zu treibenden Rades sind bereits bekannt.
Zweckmässig haben die die Verzahnung aufweisenden Mantelflächen der beiden Zahnräder die Form eines konvex gewölbten Kreisbogens, so dass sichergestellt ist, dass in jeder Schwenklage ein Eingriff zwischen den beiden Zahnrädern erfolgt.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Abstützung für die Lagerung des verschwenkbaren Zahnrades aus einem mit zwei abstehenden Fortsätzen versehenen Arm, wobei die Enden der Fortsätze in einer auf der Antriebswelle drehbar angeordneten Gabel gelagert sind. Auf diese Weise wird in jeder Schwenklage des verschwenkbaren Zahnrades ein Antrieb der Lagerung desselben sichergestellt, ohne dass dieser Antrieb der Lagerung des verschwenkbaren Zahnrades den Antrieb des Zahnrades selbst sowie des mit diesem Zahnrad in Eingriff stehenden Abtriebszahnrades behindert.
Die Gabel ist erfindungsgemäss mit einem auf der Antriebswelle drehbar gelagerten Kegelrad verbunden, das von der Antriebswelle über ein Kegelradgetriebe angetrieben ist. Auf diese Weise wird das gewünschte Drehzahlverhältnis zwischen dem Antrieb des verschwenkbaren Zahnrades selbst und dem Antrieb der Lagerung desselben, vorzugsweise 1 : 1, sichergestellt.
Das die Abtriebswelle antreibende Zahnrad ist gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung über einen das verschwenkbare Zahnrad umgreifenden Bügel mit dem Abtrieb verbunden, so dass der Abtrieb durch die Verschwenkbarkeit des Zahnrades nicht behindert wird.
Ist die erfindungsgemässe Vorrichtung in einem Zweig eines durch Planetengetriebe zusammengeführten
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dgl.und 27-- wird ein ähnlich einem Differentialgetriebe bei Kraftfahrzeugen arbeitendes Getriebe geschaffen, durch welches eine zusätzliche Veränderung der Drehzahl hervorgerufen wird und durch welches eine Entlastung der Zahnräder-3, 4-erfolgt.
Befindet sich das verschwenkbare Zahnrad -3-- in der in Fig. 3 dargestellten Lage, so weist die Welle --12-- ihre maximale Drehzahl auf. Die Zahnräder--17 und 22--stehen still. Wird das verschwenkbare Zahnrad --3-- beispielsweise in eine solche Lage verschwenkt, dass sich die Welle --12-- nur mehr mit der halben Drehzahl der Antriebswelle-l-dreht, so führen die Zahnräder-17 und 22-z. B. drei Umdrehungen und das Tellerrad --23-- zwei Umdrehungen aus. Das Zahnrad --24-- dreht sich dabei einmal in entgegengesetzter Richtung. Die Kegelräder-26 und 27-drehen sich mit gleicher Geschwindigkeit und die Abtriebswelle --25-- steht still.
Für die Verschwenkung des verschwenkbaren zahnrades --3-- bei angetriebener Antriebswelle--l-
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dieser Muffe kann beispielsweise durch einen Fliehgewichtsregler erfolgen, der auf die Drehzahl des Antriebsmotors anspricht. Auf diese Weise kann bei Änderung der Drehzahl des Antriebsmotors, die beispielsweise dann auftritt, wenn ein von diesem Antriebsmotor angetriebenes Fahrzeug eine Steigung oder ein Gefälle passiert, die Drehzahl der Antriebswelle --25-- in der gewünschten Weise selbsttätig verändert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur stufenlosen Drehzahlregelung einer von einer Antriebswelle angetriebenen Abtriebswelle, wobei mit der Antriebswelle ein Zahnrad verbunden ist, das mit einem die Abtriebswelle
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des mit der Antriebswelle (1) verbundenen Zahnrades (3) um eine im wesentlichen senkrecht zur Drehachse verlaufende Achse von einer Lage, in der die Ebenen der beiden Zahnräder (3,4) einen rechten Winkel miteinander einschliessen, bis in eine Lage, in der die Ebenen der beiden Zahnräder parallel zueinander angeordnet sind, über eine Abstützung (6,7) stufenlos verschwenkbar ausgebildet ist, wobei die beiden Zahnräder (3,4) in jeder Lage miteinander in Eingriff stehen, dass der Antrieb des schwenkbaren Zahnrades (3) über eine flexible Welle (2) erfolgt, und dass die Abstützung (6,7)
mit einer zur Antriebsrichtung des verschwenkbaren Zahnrades (3) entgegengesetzten Drehrichtung angetrieben ist.
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