DE1216643B - Stufenlos regelbares Getriebe, vorzugsweise fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

F06h

Deutsche KL: 47h-5

Nummer: 1216 643

Aktenzeichen: R 30158 XII/47 h

Anmeldetag: 24. April 1961

Auslegetag: 12. Mai 1966

Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares Getriebe, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, mit einem senkrecht zur Antriebswelle exzentrisch verstellbaren und mit dieser umlaufenden Steuerelement, das dem Beeinflussen der einen Hauptteile von Freilaufkupplungen dient, deren Drehachsen parallel zur Antriebswelle verlaufen und deren andere Hauptteile mit der Abtriebswelle über Zahnräder verbunden sind, und einer zwischen Antriebs- und Abtriebswelle vorgesehenen, die Antriebswelle umfassenden Freilaufkupplung, welche beide Wellen kuppelt, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes größer ist als die Drehzahl der Antriebswelle nach Patent 1175 955, wobei eines der äußeren Teile der Schwingend beeinflußbaren Freilaufkupplungen über eine Verzahnung mit dem äußeren Teil der zwischen An- und Abtriebswelle vorgesehenen, die Antriebswelle umfassenden Freilaufkupplung kämmt und der äußere Teil eine Verlängerung aufweist.

Bei stufenlos regelbaren Getrieben, vorzugsweise solchen für Kraftfahrzeuge, ist es bekannt, zwischen der Antriebswelle und der Antriebswelle Freilaufkupplungen anzuordnen, von denen die inneren oder äußeren Hauptteile mit der Abtriebswelle über Zahnräder kraftschlüssig in Verbindung stehen, während die äußeren oder inneren Hauptteile Arme tragen, die kurbelartig gestaltet sind und deren Zapfenenden an einem gegenüber der Antriebswelle exzentrisch verschiebbaren Teil anlaufen bzw. angreifen. Bei stufenlos regelbaren Getrieben ist es weiterhin bekannt, die Antriebswelle oder mit ihr kraftschlüssig verbundene Teile in eine Freilaufkupplung eingreifen zu lassen und mit dem inneren oder äußeren Hauptteil dieser Freilaufkupplung drehfest zu vereinigen bzw. die Antriebswelle mit einem Hauptteil dieser Freilaufkupplung einstückig zu fertigen, während der äußere oder innere Hauptteil mit der Abtriebswelle drehfest verbunden ist, wobei die Klemmrollen der Freilaufkupplung derart angeordnet sind, daß der Freilauf beide Wellen kuppelt, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle größer ist als die Drehzahl der Antriebswelle.

Bei Schaltwerksgetrieben, insbesondere für Kraftfahrzeuge, ist es ferner bekannt, auf der Abtriebswelle Zahnräder axial verschiebbar anzuordnen, um sie mit Zahnrädern, die auf einer zur Antriebswelle parallel angeordneten Welle ortsfest angebracht sind, zum Kämmen zu bringen, um die Drehrichtung aus dem Leerlauf in Richtung Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt umstellen zu können. Derartige Schaltwerksgetriebe, die mit mehreren auf der Antriebswelle gegeneinander versetzt angeordneten Steuerscheiben Stufenlos regelbares Getriebe, vorzugsweise für
Kraftfahrzeuge

Zusatz zum Patent: 1175 955

Anmelder:

Franz Riedl, Boos über Memmingen

Als Erfinder benannt:

Franz Riedl, Boos über Memmingen

ausgestattet sind, die auf der getriebenen Welle angeordnete Klemmrollenkupplungen über Stellringe und -arme antreiben und deren Exzentrizität in Abhängigkeit von der Drehzahl der Antriebswelle durch Fliehkraft verstellbar ist, sind jedoch im Aufbau und in der Wirkungsweise von einem stufenlos regelbaren Getriebe der beanspruchten Art verschieden.

Bei einem anderen bekanntgewordenen Schaltwerksgetriebe, bei dem ebenfalls die Antriebswelle mittels ihr gegenüber in Abhängigkeit von der Drehzahl exzentrisch verschiebbarer Teile mit dem Innenteil von um eine Zwischenwelle herum im gegenseitigen Abstand gelagerten Zahnrädern verbunden ist, ist jedoch die Zwischenwelle axial verschiebbar zwischen An- und Abtriebswelle angeordnet und weist an ihren Enden und im mittleren Bereich im Abstand voneinander zwei Außenverzahnungen auf. Während die am einen Ende dieser axial verschiebbaren Welle befindliche Außenverzahnung im ständigen Eingriff mit der Innenverzahnung einer mit der Abtriebswelle verbundenen, drehbar gelagerten Hohlwelle steht, ist die am anderen Ende dieser Welle befindliche Außenverzahnung zum Bewirken des Vorwärtslaufs in die Innenverzahnung eines Zahnrades einrückbar, das mittig in einem die exzentrisch verschiebbaren Teile aufnehmenden, mit der Antriebswelle fest verbundenen Teil frei drehbar gelagert ist, wodurch eine direkte Verbindung zwischen der axial verschiebbaren Welle und der Antriebsbzw. Motorenwelle herstellbar ist. Der mittlere Bereich der axial verschiebbaren Welle kann mit den im gegenseitigen Abstand von 90° angeordneten, außenverzahnten Zahnrädern, deren Innenteile bzw.

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Achsen über die exzentrisch verschiebbaren Teile mit Element seine maximale Exzentrizität erreicht hat,

der Antriebswelle verbunden sind, zur Erzielung von sondern es soll in diesem Fall der Kraftfluß von der

Vorwärts- und Rückwärtslauf wahlweise in Eingriff Antriebswelle nur über die Zahnräder des Getriebes

gebracht werden. laufen.

Schließlich wurde auch bereits bei Antrieben, ins- 5' Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, besondere für Fahrzeuge, bei denen für einen direk- daß die Verlängerung des äußeren Freilaufkupplungsten Antrieb der Abtriebswelle durch den Motor eine teiles an ihrem freien Ende eine Innenverzahnung Sperrkupplung vorgesehen ist, die einen Gegenfreilauf aufweist, die mit der Außenverzahnung einer mit der sperrt, sobald sie mit einem auf der Antriebswelle Antriebswelle umlaufenden, jedoch ihr gegenüber befestigten Zahnrad zusammenwirkt, die genannte io axial verschiebbaren Muffe kämmen kann, wenn das Sperrkupplung als Fensterkupplung ausgebildet. Zu Steuerelement auf maximale Exzentrizität gegenüber diesem Zweck wurde auf einer zwischen An- und der Antriebswelle eingestellt ist. Hierbei ist es vor-Abtriebswelle axial versetzt angeordneten Zwischen- teilhaft, daß zum Ineingriffbringen der Verzahnungen welle, die mittels Zahnräder und Freilauf in gleicher des äußeren Hauptteiles, der. Freilauf kupplung und Richtung wie die Antriebswelle gedreht wird, mit 15 der Muffe, Muffe und Steuerelement als an sich begeringem Spiel in Umf angsrichtung eine Riegelscheibe kannte Fensterkupplung ausgebildet sind, wobei die gelagert, die Öffnungen .für den Durchtritt der der Muffe mindestens eine Ausnehmung und das Steuer-Antriebswelle zunächst liegenden Klauen der Sperr- element mindestens eine abgeschrägte Nocke aufkupplung aufweist. Solange der Gegenfreilauf weisen, deren Abstand von der Achse der Antriebs-Antriebs- und Zwischenwelle miteinander kuppelt, 20 welle der maximalen Exzentrizität des Steuerist die Riegelscheibe durch die einen, der Antriebs- elementes entspricht, und daß die Muffe unter welle zunächst liegenden Klauen der Sperrkupplung Wirkung mindestens einer Feder steht,
etwas zur Zwischenwelle verdreht, so daß die anderen Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen sind Klauen nicht durch die Öffnungen der Riegelscheibe z. B. Kraftfahrzeuge mit einem hohen Anfahrmoment hindurchtreten können.. Erst bei Beginn der Umkehr 25 verhältnismäßig leicht anzufahren und zu beschleunides Drehmomentes findet eine Rückdrehung der ■ gen und die erforderliche Höchstdrehzahl im so-Riegelscheibe in eine Drehlage statt, bei der die ge- genannten Direktgang so lange zu erhalten, wie dies nannten Klauen durch die Öffnungen der Riegel- vorteilhaft ist. Durch die Auslegung der verzahnten scheibe hindurchtreten und mit den Klauen der Teile der Freilaufkupplungen kann beim direkten Fensterkupplung an dem auf der Antriebswelle be- 30 Kraftflußverlauf die Abtriebsdrehzahl größer als die festigten Zahnrad in Eingriff gelangen können. An Antriebsdrehzahl vorgesehen werden.
Stelle dieser Fensterkupplung können hierbei zur Die Erfindung wird, ausgehend von dem Gegen-Sperrung des oder der Freiläufe auch beliebige andere stand des Hauptpatentes, an Hand eines AusKupplungen verwendet werden mit in Umfangsrich- führungsbeispiels schematisch erläutert. Es zeigt
rung einseitig abgeschrägten Klauenstirnflächen. 35 F i g. 1 ein stufenlos regelbares Getriebe nach dem Diesem vorbekannten Antrieb liegt jedoch die Auf- Hauptpatent 1175 955 im Längsschnitt,
gäbe zugrunde, die Nachteile bestimmter Freilauf- Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Längsschnitt kupplungen in dem bekannten Getriebe zu beseitigen, nach F i g. 1 mit den erfindungsgemäß gestalteten so daß der eine Freilauf einen Antrieb in der ent- Teilen,

gegengesetzten Antriebsrichtung wie der andere Frei- 40 F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie ΠΙ-ΙΙΙ der

lauf vermittelt. F i g. 2,

Bei einer Drehzahl der Abtriebswelle eines stufen- F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der

los regelbaren Getriebes, die dem direkten Gang ent- F i g. 2.

spricht, ist das Bremsmoment verhältnismäßig klein, In einem mehrteiligen Gehäuse 1, 2, dessen Gedas vom Motor auf das schiebende Fahrzeug aus- 45 häuseteile durch eine feststehende Wand 3 getrennt geübt wird. Um nun dieses Bremsmoment bei einem sind, ist ein stufenlos regelbares Getriebe 4 mit Getriebe mit einer Freilaufkupplung zwischen An- einer Regelvorrichtung 5 zwischen einer Antriebsund Abtriebswelle der vorerwähnten Art wesentlich welle 6 und einer getriebenen Welle 7 angeordnet, zu vergrößern, so daß es bei einer dem direkten Gang Mit der Regelvorrichtung 5 kann eine Scheibe 8 senkentsprechenden Drehzahl etwa dem Bremsen eines 50 recht zur Achse der An- und Abtriebswelle verstellt Fahrzeugs entspricht, das im zweiten Gang gefahren werden, die über ein Kugellager 9 und einen Ring 10, wird, wurde nach dem Hauptpatent 1175 955 vor- Gleitstücke 11 mehrerer Freilaufkupplungen trägt, geschlagen, daß eines der äußeren Teile der schwin- von denen nur eine dargestellt ist. Im Gleitstück 11 gend beeinflußbaren Freilaufkupplungen über eine ist ein Zapfen 12 gelagert, der über einen Arm mit Verzahnung mit dem äußeren Teü der zwischen der 55 dem inneren Hauptteil 13 einer Freilaufkupplung Antriebs- und Abtriebswelle vorgesehenen Freilauf- starr verbunden ist und beim exzentrischen Verkupplung kämmt. Hierbei war vorgesehen, die Zähne- schieben der Scheibe 8 den Teil 13 schwingend hinzahl des verzahnten äußeren Teiles einer der schwin- und herbewegt, so daß über Klemmrollen der äußere gend beeinflußbaren Freilaufkupplungen größer zu Teil 15 jeder der Freilaufkupplungen angetrieben wählen als die Zähnezahl des äußeren Teils der zwi- 60 wird, wenn der Teil 13 sich in einer seiner beiden sehen der Antriebs- und der Abtriebswelle vor- Schwenkrichtungen bewegt. Der Teil 13 ist auf dem gesehenen Freilaufkupplung. einen Ende einer Zwischenwelle 16 gelagert, auf der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zu ver- der äußere Hauptteil 15 starr festgelegt ist. Die

hindern, daß der Kraftfluß von der Antriebswelle zur Zwischenwelle 16 trägt zwei Stirnräder 19 und 20, die

Abtriebswelle über die Freilaufkupplungen geht, 65 mit Stirnrädern 21 und 22 kämmen, welche frei dreh-

deren Drehachsen parallel zur Drehachse der An- bar auf der getriebenen Welle 7 angeordnet sind,

triebswelle liegen, wenn das die schwingend beein- Zwischen den Stirnrädern 21 und 22 ist ein Ver-

flußbaren Teile der Freilaufkupplungen steuernde schiebeglied 25 vorgesehen, dessen Klauen mit

Klauen an den beiden Stirnrädern kuppelbar sind, so daß entweder das eine oder das andere Stirnrad mit der Abtriebswelle fest verbunden werden kann. Das Ende der Antriebswelle 6 stellt den inneren Hauptteil einer Freilaufkupplung mit dem äußeren Hauptteil 28 und Klemmrollen 29 dar. Der äußere Hauptteil 28 trägt eine Außenverzahnung 30, die mit einer Außenverzahnung 31 des äußeren Hauptteiles 15 einer der schwingend beeinflußbaren Freilaufkupplungen kämmt.

Solange die Drehzahl der Antriebswelle 6 größer ist als die Drehzahl der Abtriebswelle 7, erfolgt der Kraftfluß über die beispielsweise sechs Freilaufkupplungen 13,14,15. Wenn aber die Abtriebswelle mit einer höheren Drehzahl als die Antriebswelle umläuft, wird sie über die Zahnräder 22, 20 bzw. 21,19 mit der Welle 16 und über den äußeren Hauptteil 15, dessen Verzahnung 31, die Verzahnung 30 und den äußeren Hauptteil 28 mit der Antriebswelle 6 starr verbunden, so daß der Motor stärker auf das schiebende Fahrzeug bremsend einwirkt.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist nun der äußere Hauptteil 28 der zwischen Antriebs- und Abtriebswelle vorgesehenen Freilaufkupplung mit einer eine Innenverzahnung 32 aufweisenden Verlängerung versehen, die sich in Richtung auf das Steuerelement 8 erstreckt. Die Verlängerung des äußeren Hauptteils 28 umfaßt eine mit einer Außenverzahnung 33' versehene Muffe 33, die in ihrer dem Steuerelement 8 zugewandten Stirnfläche zwei Ausnehmungen 34 und 35 aufweist und unter Wirkung einer Feder 36 steht, die bestrebt ist, die Muffe 33 in Richtung gegen das Steuerelement 8 zu bewegen. Das Steuerelement 8 weist an der der Muffe 33 zugewandten Stirnfläche zwei abgeschrägte Nocken 37 und 38 auf, die so angeordnet sind, daß die Muffe 33 mit ihrer Verzahnung 33' nicht in die Verzahnung 32 eingreifen kann, solange die Nocken 37 und 38 an der Stirnfläche der Muffe 33 anliegen. Die Ausnehmungen 34 und 35 liegen einander parallel auf beiden Seiten der Achse der Antriebswelle 6. Bei der Exzentrizität 0 des Steuerelementes 8 weisen die Nocken 37 und 38 des Steuerelements 8 von den Ausnehmungen 34 und 35 der Muffe 33 einen Abstand auf, der gleich der maximalen Exzentrizität des Steuerelementes 8 ist.

Wird nun das Steuerelement 8 aus seiner dargestellten in die der maximalen Exzentrizität entsprechende Stellung bewegt, dann kommen die Nocken 37 und 38 in die Lage, in die Ausnehmungen 34 und 35 einzudringen, so daß die Muffe 33 unter Wirkung der Feder 36 in Richtung auf die Steuerscheibe 8 hin bewegt wird, wodurch die Verzahnung 33' in die Verzahnung 32 eingreift. Die Ausnehmungen 34 und 35 umfassen die abgeschrägten Nocken 37 und 38, so daß der äußere Hauptteil 28 der Freilaufkupplung mit der Antriebswelle 6 verbunden ist.

Bei entsprechendem Zähnezahlverhältnis zwischen den Verzahnungen 31 und 30 kann die Drehzahl der getriebenen Welle so erhöht werden, daß die Winkelgeschwindigkeit des äußeren Hauptteils 15 größer ist als die des inneren Hauptteils 13, was einen Freilauf in beiden Drehrichtungen zur Folge hat. Dadurch wird nicht nur der Wirkungsgrad verbessert, sondern auch die gesamte Regeleinrichtung entlastet, wodurch sich die Lebensdauer des Getriebes erheblich erhöht. Soll nun die Drehzahl der Abtriebswelle verringert werden, dann wird das Steuerelements mit der sie beeinflussenden Regeleinrichtung wieder in Richtung auf die Antriebswelle 6 zurückbewegt, wodurch die Nocken 37 und 38 die Muffe 33 entgegen der Wirkung der Feder 36 zurückdrängen, so daß die Verzahnungen 32 und 33' nicht mehr im Eingriff stehen und der Kraftfluß wieder über die Freilaufkupplungen 13,14,15 läuft.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Stufenlos regelbares Getriebe, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, mit einem senkrecht zur Antriebswelle exzentrisch verstellbaren und mit dieser umlaufenden Steuerelement, das dem Beeinflussen der einen Hauptteile von Freilaufkupplungen dient, deren Drehachsen parallel zur Antriebswelle verlaufen und deren andere Hauptteile mit der Abtriebswelle über Zahnräder verbunden sind, und einer zwischen Antriebs- und Abtriebswelle vorgesehenen, die Antriebswelle umfassenden Freilaufkupplung, welche beide Wellen kuppelt, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle des Getriebes größer ist als die Drehzahl der Antriebswelle, nach Patent 1 175 955, wobei eines der äußeren Teile der schwingend beeinflußbaren Freilaufkupplungen über eine Verzahnung mit dem äußeren Teil der zwischen An- und Abtriebswelle vorgesehenen, die Antriebswelle umfassenden Freilaufkupplung kämmt und der äußere Teil eine Verlängerung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verlängerung des Freilaufkupplungsteiles (28) an ihrem freien Ende eine Innenverzahnung (32) aufweist, die mit der Außenverzahnung (33') einer mit der Antriebswelle (6) umlaufenden, jedoch ihr gegenüber axial verschiebbaren Muffe (33) kämmen kann, wenn das Steuerelement (8) auf maximale Exzentrizität (e) gegenüber der Antriebswelle (6) eingestellt ist.

2. Stufenlos regelbares Getriebe nach An-Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ineingriffbringen der Verzahnungen (32, 33') des äußeren Hauptteils (28) der Freilaufkupplung und der Muffe (33) Muffe und Steuerelement (8) als an sich bekannte Fensterkupplung ausgebildet sind, wobei die Muffe mindestens eine Ausnehmung 34; 35) und das Steuerelement mindestens ein abgeschrägter Nocken (37; 38) aufweisen, deren Abstand von der Achse der Antriebswelle (6) der maximalen Exzentrizität des Steuerelements entspricht, und daß die Muffe unter Wirkung mindestens einer Feder (36). steht.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 821 314, 931 332,
520, 1 175 955;
französische Patentschrift Nr. 1 052 675.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 568/277 5.66

ι Bundesdruckerei Berlin