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GEBIET DER TECHNIK
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Die
Erfindung bezieht sich auf Planetentraegheitsmodul und Durchzuguebertragung
dazu, die bei verschiedenen Transportmittel Anwendung finden.
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AUSGEHENDER
ZUSTAND DER TECHNIK
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Ein
Planetentraegheitsmodul der die Charakteristiken des Preambules
der Ansprueche 1 und 4 enhält, das
eine Scheibe einschliesst, mit radial und beweglich gegenueber der
Scheibe befestigten Belastungen, deren Anzahl eine gerade Zahl ist,
ausgefuehrt wie Sektoren mit gleicher Masse und Konfiguration bekannt
von der
BG 61286 . Die
Sektoren sind mit bogenfoermigem Profil, indem die Haelfte des dem
Zentralwinkel anliegenden Bogen einen groesseren Radius als die
andere Haelfte hat und der Massenmittelpunkt des Sektors auf der
Winkelhalbierenden des sie bildenden Winkels liegt. Ein automatischer
Impulsgetriebekasten /
BG 61286 /
ist auch bekannt, bestehend aus Gehaeuse in dem Eingangswelle mit
zentrischem Zahnrad gelagert ist, kinematisch mit Planetenwellen
verbunden, mit beweglichen geometrischen Achsen mittels parasitaeren Planetenraedern,
gleichzeitig auch mit dem zentrischen Zahnrad verzahnt und mit auf
den Planetenwellen montierten Zahnraedern. Zu den Wellen sind unbeweglich
die obengenannten Planetentraegheitsmodule befestigt, die in mechanischen
Kontakt mit dem Fuehrungsteil kommen, der im Gehaeuse gelagert und
mechanisch mit der Ausgangswelle verbunden ist. Der Teil des Sektors,
der mit groesserem Bogenradius erfuellt ist, steht im mechanischen
Kontakt zum Stuetzlager, das dem Fuehrungsteil gleichachsig montiert
ist und die Scheiben auf der Haelfte vom Zentralwinkel der Sektoren
dephasiert sind.
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Ein
Nachteil dieses Moduls und dieser Transmission sind die grossen
dynamischen Belastungen der mit der Ausgangswelle verbundenen Mechanismen,
entstanden durch die unregelmaessige Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle,
infolge der pulsierenden Aenderung des am Fuehrungsteil geschaffenen
Drehmoments ab Null bis zum irgendwelchen Wert. Ein weiterer Nachteil
ist der kleine Drehmoment, der dem Fuehrungsteil wirkt, bzw. der
Ausgangswelle bei angegebenen Aussenmassen. Das alles fuehrt zur
Zuverlaessigkeits- und Effizienzverminderung der Transmission und
erschwert deren praktischen Anwendung.
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TECHNISCHES
WESEN DER EMPFINDUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, Planetentraegheitsmodul und
Durchzuguebertragung dazu zu schaffen, die normale Winkelgeschwindigkeit
der Ausgangswelle sichern, wie auch Moeglichket fuer Uebertragen
von groesserem Drehmoment der Ausgangswelle bei gleicher Winkelgeschwindigkeit
der Eingangswelle und der Aussenmassenumfang vom bekannten Entschluss.
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Diese
Aufgabe wird geloest, indem man ein Planetentraegheitsmodul fuer
Durchzuguebertragung geschaffen wird. Das Planetentraegheitsmodul
schliesst einen Halter ein, mit radial und beweglich ihm gegenueber
befestigten Belastungen, deren Anzahl eine gerade Zahl ist, erfuellt
wie Sektoren mit gleicher Masse und Konfiguration und mit bogenfoermigem
Profil. Die beiden Teilen des dem Sektor anliegenden Bogen haben verschiedene
Radien, indem der Teil des Sektorbogens, der in dessen Bewegungsrichtung
angeordnet ist, dem anliegenden Winkel α entspricht, der gleich oder
kleiner als die Haelfte des Zentralwinkels des Sektors ist und mit
einem kleineren Radius erfuellt ist. Der Massenmittelpunkt C des
Sektors liegt an dessen Teil, der mit einem kleineren Radius erfuellt
ist.
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Es
ist moeglich, dass der Massenmittelpunkt C des Sektors 2 auf
dem Radius liegt, das durch dessen Profilpunkt durchlaeuft, in den
die Boegen mit verschiedenen Radien zusammenkommen.
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Es
ist moeglich auch, dass zu jedem einzelnen von den Sektoren unbeweglich
zusaetzliche Traegheitsmassen befestigt sind, die symmetrisch von
den beiden Seiten der Sektoren angeordnet und radial und axial ausser
der Sektoren gelegt sind, so dass das Traegheitsradius der zusaetzlichen
Traegheitsmassen RD grosser als das Traegheitsradius des Sektors
Rc ist. Der Massenmittelpunkt des zusaetzlichen Massen ist in Bezug
auf die Richtung mit dem Massenmittelpunkt des sie tragenden Sektors
in Konzidenz.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird geloest auch indem man eine stufenlose
automatische Transmission schafft, die ein Gehaeuse einschliesst,
in dem man eine Eingangswelle mit zentrischem innenverzahnten Zahnrad
gelagert ist, der kinematisch mit Wellen mit beweglichen geometrischen
Achsen, mittels darauf montierten Planetenzahnraedern verbunden
ist. Die Anzahl der Wellen mit beweglichen geometrischen Achsen
ist mindestens zwei und dazu sind unbeweglich ein- oder mehrreihig
Planetentraegheitsmodule montiert, die oben beschrieben sind. Die
Letzten sind mechanisch im Kontakt mit dem Fuehrungsteil, der im
Gehaeuse gelagert und mit der Ausgangswelle mechanisch verbunden
ist. Die Planetenmodule sind untereinander um
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Es
ist moeglich, dass der Dephasierungswinkel β nach der Formel:
bestimmt
ist, wobei
- m:
- Sektorenanzahl in
einem Modul ist;
- n:
- Sattelitenwellenanzahl
ist;
- p:
- Reihenanzahl ist.
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Ein
Vorteil der Erfindung ist die Erhoehung der Regelmaessigkeit der
Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle, die auf der Vergroesserung
der Kontaktoberflaeche zwischen dem Planetentraegheitsmodul und dem
Stuetzlager liegt, das dazu fuehrt, dass die Zeitspanne, in der
man dem Fuehrungsteil einen Drehmoment geschaffen wird, grosser
wird.
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Die
Dephasierung der Planetentraegheitsmodule untereinander um einen
genau bestimmten Winkel β,
laut Formel /1/, vergroessert zusaetzlich die Regelmaessigkeit der
Winkelgeschwindigkeit der Ausgangswelle, denn sie sichert ein aufeinandergehendes,
in gleichmaessiger Zeitspanne Eintreten eines aufeinanderfolgenden
Sektors von der Transmission in Kontakt mit dem Stuetzlager, und
das fuehrt zu gleichmessigeren summarischen Werte von dem am Fuehrungsteil,
bzw. an der Ausgangswelle erstellten Drehmoment. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung besteht darin, dass bei gleichen weiteren Bedingungen
eine Steigerung von dem am Fuehrungsteil und daraus auch an der
Ausgangswelle uebergebenen Drehmoment M erreicht wird, durch Verminderung
der Innenverluste von der Reibung der Transmission als Ganzes, infolge
der Vereinfachung von der kinematischen Verbindung zwischen der
Eingangswelle und den Wellen mit beweglichen geometrischen Achsen,
mittels Anwenden von innenverzahntem Zahnrad, direkt verzahnt mit
auf den Wellen montirten mit beweglichen geometrischen Achsen Zahnraeder.
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Die
konstruktive Steigerung des Traegheitsradiuses der Sektoren und
das Montieren von zusaetzlichen Reihen von Sattelitmodule fuehrt
ebenfalls zur Steigerung des an der Ausgangswelle uebertragenen Drehmoments.
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Die
obengenannten Vorteile der Erfindung erlauben bei gleichen weiteren
Bedingungen die Aussenmassen der stufenlosen automatischen Transmission
zu vermindern und machen sie zu einer zuverlaessigen, effektiven
und praktisch anwendbaren bei verschiedenen Transportmitteln Transmission.
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BESCHREIBUNG
DER BEIGELEGTEN FIGUREN
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Die
Erfindung wird ausfuehrlicher mit Hilfe der beispielhaften Erfuellungen
von dem Planetentraegheitsmodul und der stufenlosen automatischen
Transmission, gezeigt auf den beigelegten Figuren, wie es folgt:
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1 – Laengsschnitt
auf der Achse des Planetentraegheitsmoduls;
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2 – Querschnitt
von einem Planetentraegheitsmodul;
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3 – Laengsschnitt
auf der Achse einer Planetentraegheitsmodulvariation;
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4 – Querschnitt
einer Planetentraegheitsmodulvariation;
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5 – Laengsschnitt
auf der Achse der stufenlosen automatischen Transmission
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6 – Querschnitt
einer stufenlosen automatischen Transmission;
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7 – Kinematisches
Schema einer zweireihigen stufenlosen automatischen Transmission;
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8 – Schema
der Kraefte, die bei der Arbeit des Planetentraegheitsmoduls in
der stufenlosen automatischen Transmission entstehen.
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BEISPIELHAFTE
ERFUELLUNGEN DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung wird ausfuehrlicher erwaehnt mittels zwei beispielhaften
Erfuellungen von Planetentraegheitsmodul und zwei beispielhafte
Erfuellungen von einer stufenlosen automatischen Transmission.
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Das
Planetentraegheitsmodul fuer eine stufenlose automatische Transmission,
auf 1 und 2 gezegt, schliesst den Halter 1 ein,
mit ihm gegenueber radial und beweglich befestigten Belastungen,
deren Anzahl eine gerade Zahl ist, die wie Sektoren 2 erfuellt
sind, mit gleicher Masse und Konfiguration und mit bogenfoermigem
Profil. Die beiden Teile 3 und 4 des zum Sektor 2 anliegenden
Bogen haben verschiedene Radien, indem der Bogenteil 4 des
Sektors 2, der in dessen Bewegungsrichtung angeordnet ist,
dem anliegenden Winkel α enspricht,
der kleiner als die Haelfte des Zentralwinkels des Sektors 2 ist
und mit einem kleineren Radius erfuellt ist. Der Massenmittelpunkt
C des Sektors 2 liegt auf dem Radius, der durch dessen
Profilpunkt durchlaeuft, in den die Boegen mit verschiedenen Radien
zusammenkommen.
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In
einer anderen Erfuellung von dem Planetentraegheitsmodul /3 und 4/,
sind zu jedem einzelnen von den Sektoren 2 unbeweglich
zusaetzliche Traegheitsmassen 5 und 6, symmetrisch
von den beiden Seiten der Sektoren angeordnet und radial und axial
ausser der Sektoren gelegt, so dass der Traegheitsradius Rd der
zusaetzlichen Traegheitsmassen grosser als der Traegheitsradius
Rc des Sektors ist. Der Massenmittelpunkt Cd der zusaetzlichen Massen
liegt auf dem Radius, der durch den Massenmittelpunkt C des sie
tragenden Sektors durchlaeuft
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Die
Durchzuguebertragung /
5 und
6/ schliesst
das Gehaeuse
7, in dem die Eingangswelle
8 gelegert
ist, mit zentrischem innenverzahnten Zahnrad
9, kinematisch
mit Wellen
10 mittels beweglicher geometrischen Achsen.
Zu den Wellen
10 sind unbeweglich eine Reihe von Planetentraegheitsmodule
11 montiert,
die in mechanischem Kontakt mit dem Fuehrungsteil
12 sind,
der im Gehaeuse
7 gelagert und mit Ausgangswelle
13 verbunden
ist. Ein Teil vom Aussenkontur des Planetentraegheitsmoduls
11 ist
im mechanischem Kontakt mit Stuetzlager
14, der gleichachsig
dem Fuehrungsteil
12 montiert ist. Die Verbindung zwischen
der Eingangswelle
8 und den Wellen
10 erfolgt
mittels darauf montierte Planetenzahnraeder
15, die am zentrischen
Zahnrad
9 innenverzahnt sind. Die Sattelitenmodule
11 sind
laut
1 und
2 erfuellt und gegeneinander
dephasiert um einen Winkel β,
nach folgender Formel /1/ bestimmt:
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An
den Wellen
10 der auf der
7 gezeigten
Erfuellung der zweireihigen Durchzuguebertragung sind zwei Reihen
von Sattelitmodule
11 montiert, die in mechanischem Kontakt
mit dem Fuehrungsteil
12 und den Stuetzlager
14 sind,
der ihm gleichhachsig montiert ist. Die Wellen
10 sind
zwei, und jeder von den Sattelitenmodule
11 ha zwei Sektoren.
Die Sattelitenmodule
11 sind untereinander um einen Winkel β defhasiert,
der nach der Formel /1/ bestimmt ist:
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ANWENDUNG UND WIRKUNGSWEISE
DER ERFINDUNG
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Der
Planetentraegheitsmodul wird bei den Durchzuguebertragungen angewendet.
Die Duchzuguebertragung findet Anwendung bei verschiedenen Transportmitteln
zum stufenlosen Uebertragen von Drehbewegung von der Ausgangswelle
des Motors zur Eingangswelle der Wirkungsmechanismen.
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Beim
Drehen der Eingangswelle 8 /8a/ in
der gezeigten Richtung, werden das zentrische innenverzahnte Zahnrad 9 und
die mit ihm verzahnten Planetenzahnraeder 15 /5 und 6/
angetrieben. Infolgedessen bekommen die Wellen 10 zusammen
mit mit den zu ihnen unbeweglich montierten Planetentraegheitsmodulen 11 eine
Drehbewegung um ihre Achse in derselben Richtung, wie die Einganngswelle 8.
Beim Drehen entstehen Fliehkraefte F, deren Direktrixe auf der Geraden
liegen, die das Zentrum der Wellenachse 10 mit dem Massenpunkt
C des Sektors 2 verbindet. Unter der Wirkung der Fliehkraefte
F verschieben sich die Sektoren 2 radial bis zu ihrer Begrenzung
im Halter 1 /8a/.
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Beim
Drehen des Planetentraegheitsmoduls 11 mit der Welle 10 um
deren Achse, dreht sich auch die Direktrix der Fliehkraefte und
ueberquert periodisch die Senkrechte NN /8b/, die
durch den geometrischen Mittelpunkten der Welle 10 und
des Stuetzlagers 14, bzw. des Fuehrungsteils 12 gezogen.
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Da
die Anzahl der Sektoren 2 eine gerade Zahl ist, werden
die entstandene Fliehkraefte F, die in ihren Massenmittelpunkte
C wirken, gegenseitig ausgegelichen und auf der Wellenachsen 10 wirkt
keine unausgewuchtete Kraft, bzw. auf dem Fuehrungsteil 12 wirkt
kein Drehmoment.
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Das
Gleichgewicht der Fliehkraefte F bewahrt sich bis zum Moment, in
dem der mit einem groesserem Radius beiliegende Bogen 3 des
Sektors 2 im mechanischen Kontakt mit Stuetzlager 14 kommt.
Waehrend des Kontakts /8b/ bleibt die Fliehkraft F,
die auf der Kontaktzone gegenueberliegenden Sektor wirkt, ungewuchtet
und uebt durch Halter 1 und Welle 10 einen Druck
auf dem Fuehrungsteil 12 aus.
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Da
die Direkrix der Fliehkraft F sich mit dem Sektor 2 und
dem Halter 2 zusammendreht, beginnt sie von der Senkrechten
NN zwischen den geometrischen Mittelpunkten der Welle 10 und
des Stuetzlagers 14 abzuweichen, indem auf dieser Weise
ein Drehmoment M gegenueber dem geometrischen Mittelpunkt, bzw. der
Achse des Fuehrungsteils geschaffen wird.
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Die
Sektoren 2 kommen in Beruehrung mit Stuetzlager 14 nur
im Bogenteil 3, der mit groesserem Radius ausgefuehrt ist,
und der Massenmittelpunkt C des Sektors 2 in dessen Teil
liegt, der mit kleinerem Bogenradius 4 ist, so dass die
Fliehkraft F, die auf den gegenueberliegenden Sektor 2 wirkt,
ungewuchtet bleibt und auf den Fuehrungsteil 12 einen Druck
ausuebt, nur wenn sich ihre Direktrix von der Senkrechten NN in
gleicher Richtung verschiebt und demzufolge das auf dem Fuehrungsteil
entstandene Drehmoment ein konstantes Vorzeichen hat.
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Wenn
die Senkrechte durch die Direktrix der Fliehkraefte in entgegengesetzter
der angezeigten Richtung ueberquert wird, kommt der Bogenteil 4 des
Sektors 2, dessen Radius kleiner ist, nicht mit Stuetzlager 14 in
Beruehrungund die entstandenen Fliehkraefte F wuchten sich gegenseitig
aus, weil die Anzahl der Sektoren eine gerade Zahl ist und sie gleiche
Masse und Konfiguration haben.
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Da
der Teil des Sektors 2, der mit groesserem Bogenradius 3 ausgefuehrt
ist, grosser ist, so entsteht waehrend groesseren Zeitspanne, die
fuer eine Umdrehung der Welle 10 notwendig ist, das Drehmoment
M.
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Die
Dephasierung eines jeden Planetentraegheitsmoduls 11 gegenueber
dem vorhergehenden um einen Winkel im Bereich 0<β<360° gibt die
Moeglichkeit fuer einen aufeinanderfolgenden Arbeitslauf der enzelnen
Sektoren 2 der Transmission, und das fuehrt zur Senkung
der scharfen Schwankungen in den Summarwerte des am Fuehrungsteil 12 erstellten,
fuer eine Drehung an der Welle 10 Drehmomemt M und davon
bis zur Steigerung der Regelmaessigkeit der Winkelgeschwindigkeit
der Ausgangswelle.
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Die
Dephasierung der Module 11 um einen genau bestimmten nach
der Formel 1 Winkel β,
sichert ein aufeinanderfolgendes und regelmaessiges Eintreten des
Bogens 3 vom Sektor 2 des laufenden Moduls 11 in Kontakt
mit Stuetzlager 14. Das naemlich fuehrt bis zur zusaetzlichen
Ausgleichung der Summarwerte des am Fuehrungsteil 12 fuer
eine Drehung der Welle 10 geschaffene Drehmoment M, bzw.
bis zur Steigerung der Regelmaessigkeit der Winkelgeschwindigkeit
der Ausgangswelle.
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Bei
genuegender Masse der Sektoren 2 und entsprechender Dregfrequenz
Derselben, ist das entstande Drehmoment M genug, um das Widerstandsmoment
M zu ueberwinden und den Fuehrungsteil 12 in Drehbewegung,
in Verbindung mit der Ausgangswelle 13 zu bringen.
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Die
Drehbewegungen des Fuehrungsteils 12 und des zentrischen
Zahnrads 9 stimmen im Bezug auf die Richtung ueberein,
indem mit der Senkung des Widerstandsmoments der Ausgangswelle 13 deren
Drehfrequenzen ausgleichen. Infolgedessen wird die relative Drehbewegung
der an den Haltern befestigten Sektoren 2 eingestellt und
der Fuehrungsteil 12, zusammen mit der an ihm verbundenen
Ausgangswelle 13, beginnen als ein Ganzes mit der Eingangswelle
zu arbeiten, d.h. die Transmission geht in Arbeitsbetrieb Kupplung ueber,
wobei das Uebertragungsverhaeltnis zwischen Ausgangswelle 8 und
Eingangswelle 13 glich 1 ist.
