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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe und
insbesondere ein Getriebe mit einem breiten Untersetzungsbereich,
bei dem das Untersetzungsverhältnis innerhalb dieses Bereiches
kontinuierlich oder nicht-stufenförmig veränderlich ist.
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Es ist bereits eine große Vielzahl verschiedener
Untersetzungsgetriebe vorgeschlagen worden, bei denen das
Untersetzungsverhältnis innerhalb weiter Grenzen und kontinuierlich verändert
werden kann. Der größte Teil dieser bereits vorgeschlagenen
Konstruktionen hat einen komplizierten Aufbau und enthält
gewöhnlich eine Anzahl von Zahnradkomponenten, deren Herstellung
mit hohen Kosten verbunden ist und bei denen es schwierig ist,
im Betrieb niedrige Geräusch- und Schwingungspegel zu erzielen.
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Die Merkmale, die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben
sind, sind aus der GB-A 923 071 bekannt.
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Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes
Getriebe zu schaffen, das ein kontinuierlich veränderliches
Untersetzungsverhältnis innerhalb gegebener Grenzen liefert, mit
relativ geringen Kosten herzustellen ist und im Betrieb
leistungsfähig und zuverlässig ist.
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Im Hinblick auf dieses Ziel wird durch die vorliegende
Erfindung ein Getriebe mit veränderlicher Untersetzung
geschaffen, das ein koaxial angeordnetes stationäres Gehäuse und ein
relativ drehbares Antriebselement, einen am Antriebselement
montierten und eine äußere zylindrische Oberfläche aufweisenden
schwimmenden Exzenter, wobei der genannte schwimmende Exzenter
so gehalten ist, daß er sich mit dem Antriebselement dreht und
relativ zum Antriebselement versetzbar ist, um die zylindrische
Oberfläche zwischen einer Koaxialität zum Antriebselement und
einer maximalen vorgegebenen Exzentrizität dazu zu verändern, ein
angetriebenes Element mit einer inneren und einer äußeren
koaxialen zylindrischen Oberfläche, das drehbar auf dem
schwimmenden Exzenter gehalten ist, wobei die äußere zylindrische
Oberfläche des schwimenden Exzenters mit der inneren
zylindrischen Oberfläche des angetriebenen Elementes in konzentrischem
rollenden Eingriff steht, und ein Abtriebselement umfaßt, das am
Gehäuse so gehalten ist, daß es sich relativ dazu um eine Achse
parallel zum angetriebenen Element dreht, welches Abtriebselement
mit dem angetriebenen Element verbunden ist, so daß sich das
Abtriebselement auf eine Planetenbewegung des angetriebenen
Elementes ansprechend dreht, dadurch gekennzeichnet, daß das
Gehäuse eine innere zylindrische Oberfläche mit veränderlichem
Durchmesser in rollendem Eingriff mit der äußeren zylindrischen
Oberfläche des angetriebenen Elementes aufweist, die innere
zylindrische Oberfläche von einer Vielzahl von Elementen im
Abstand um die Achse des Antriebselementes gebildet ist, die im
Gehäuse für eine lineare Bewegung gemeinsam relativ dazu in einer
radialen Richtung gehalten sind, um den Durchmesser der inneren
zylindrischen Oberfläche zu ändern, und Einrichtungen vorgesehen
sind, die so arbeiten können, daß sie die Radialbewegung der
Elemente zum Verändern des Durchmessers der inneren zylindrischen
Oberfläche des Gehäuses über einen Betriebsbereich steuern, um
das Drehzahlverhältnis zwischen dem Antriebselement und dem
Abtriebselement zu verändern, welcher Betriebsbereich des
Durchmessers der veränderlichen inneren zylindrischen Oberfläche
des Gehäuses eine untere Grenze, die nicht kleiner als der
Durchmesser der äußeren zylindrischen Oberfläche des
angetriebenen Elementes ist, und eine obere Grenze aufweist, die nicht
größer als die Summe des Durchmessers der äußeren zylindrischen
Oberfläche des angetriebenen Elementes und dem Doppelten der
vorgegebenen maximalen Exzentrizität des schwimmenden Exzenters
ist.
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Zweckmäßigerweise umfassen die Einrichtungen zum Steuern des
veränderlichen Durchmessers der inneren zylindrischen Oberfläche
des Gehäuses wenigstens ein ringförmiges Element, das im Gehäuse
koaxial zum Antriebselement für eine axiale Bewegung relativ zum
Gehäuse angebracht ist, wobei das ringförmige Element und die
Elemente so ausgebildet sind, daß die axiale Bewegung des
ringförmigen Elementes in eine Richtung eine radiale Bewegung der
Elemente bewirkt, um den Durchmesser der veränderlichen inneren
zylindrischen Oberfläche zu verringern.
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Bei einem Ausführungsbeispiel ist ein Abtriebselement im
Gehäuse so angebracht, daß es sich relativ dazu um eine Achse
parallel zum Antriebselement dreht, welches Abtriebselement mit
dem angetriebenen Element so verbunden ist, daß sich das
Abtriebselement auf die Planetenbewegung des angetriebenen
Elementes ansprechend dreht. Zweckmäßigerweise weist das
Abtriebselement eine Vielzahl von Mitnehmerstiften auf, die daran
in eine Richtung parallel zur Achse des Abtriebselementes
vorstehend angebracht sind. Die Mitnehmerstifte sind längs eines
kreisförmigen Weges koaxial zur Achse des Abtriebselementes in
gleichen Abständen angeordnet. Mehrere Öffnungen sind im
angetriebenen Element vorgesehen, und zwar in der gleichen Anzahl
wie die Stifte und im gleichen Abstand um einen kreisförmigen Weg
koaxial zur Achse des angetriebenen Elementes, der den gleichen
Durchmesser wie der kreisförmige Weg der Stifte hat. Die
Öffnungen haben einen Durchmesser, der gleich dem Durchmesser
desjenigen Teils des Stiftes ist, der in der Öffnung angeordnet
ist, zuzüglich der maximalen Exzentrizität des schwimmenden
Exzenters.
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Das Getriebe kann mehrere schwimmende Exzenter enthalten,
die auf der Antriebswelle Seite an Seite angebracht sind, und
zwar jedes mit einem zusammenarbeitenden angetriebenen Element
in rollendem Eingriff mit der gleichen inneren zylindrischen
Fläche des Gehäuses mit veränderlichem Durchmesser. Die
schwimmenden Exzenter sind um die Achse des Antriebselementes gleich
beabstandet.
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Die Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung einer
Ausbildung des Getriebes in der Praxis leichter verständlich, die
in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt ist.
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In den Zeichnungen ist
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des vollständigen
Getriebes,
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Fig. 2 eine axiale Querschnittsansicht des Getriebes, das
in Fig. 1 dargestellt ist,
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Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie 3-3 in Fig. 2,
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Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Endringes des
Getriebes,
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Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines der Schubelemente
des Getriebes.
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Was nun die Fig. 1 der Zeichnungen anbetrifft, so ist darin
eine Form des Getriebes mit drei identischen Gruppen von
Getriebebauteilen dargestellt, dieantriebs- und Abtriebselemente
verbinden, wobei zum leichteren Verständnis entsprechende
Bauteile in jedem der drei Abschnitte dieselben Bezugszeichen mit
dem Zusatz eines Index haben.
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Das Grundgetriebe umfaßt ein äußeres Gehäuse 15, das eine
Umfangswand 16 mit zylindrischer Form und zwei Endringe 17 und
18 mit gleichem Aufbau umfaßt, die einander gegenüber neben den
jeweiligen axialen Enden der Umfangswand 16 angeordnet sind. Die
Endringe 17 und 18 sind an der Umfangswand 16 vorzugsweise in
abnehmbarer Weise abgedichtet, um den Außenumfang der Endringe
befestigt. Wie es dargestellt ist, kann die Abdichtung über O-
Ringe 19 erzielt werden, die in der Umfangswand 16 sitzen und von
den Umfangsrändern der Endringe 17 und 18 in Eingriff genommen
werden. Federhalteringe 21, die nachgiebig in Umfangsnuten 22 in
der Umfangswand 16 aufgenommen sind, halten die Endringe 17 und
18 in der erforderlichen Montageposition an der Umfangswand 16.
Jeder Endring 17 und 18 muß an der Umfangswand gegenüber einer
Relativbewegung fest angeordnet sein, so daß Schlitze, die darin
ausgebildet sind und später beschrieben werden, in einer Linie
zueinander ausgerichtet sind.
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Bei der Benutzung bleibt das Gehäuse 16 ortsfest relativ zum
Antriebs- und Abtriebselement, die später beschrieben werden und
es sind Gewindeöffnungen 25 im Endring 17 vorgesehen, die auch
erforderlichenfalls im Endring 18 vorgesehen sein können, um das
Gehäuse 15 an einem geeigneten Aufbau, wie beispielsweise einem
Motorgehäuse zu befestigen, wenn das Getriebe von einem
elektrischen oder hydraulischen Motor oder einer Maschine angetrieben
wird.
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Zwei angetriebene Platten 27 und 28 sind drehbar in den
jeweiligen Endplatten 17 und 18 relativ dazu um eine gemeinsame
Achse koaxial mit dem Gehäuse 15 drehbar angebracht. Geeignete
Kugellageranordnungen 29 sind dazu vorgesehen, die angetriebenen
Platten 27 und 28 drehbar zu lagern. Die Antriebswelle 35 ist
drehbar in den Lagern 34 koaxial zu den angetriebenen Platten 27
und 28 frei drehbar relativ dazu um die gemeinsame Achse
angebracht.
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Um die Antriebswellen oder das Antriebselement 35
symmetrisch beabstandet sind sechs Antriebsbuchsen 32, die durch
Lager 33 in den jeweiligen angetriebenen Platten 27 und 28
drehbar gelagert sind. Eine entsprechende Anzahl von
Antriebsbolzen oder -stiften 37 ist jeweils so vorgesehen, daß sie sich
durch die angetriebenen Platten 27 und 28 und eine jeweilige
Antriebsbuchse 32 erstrecken. Die Antriebsbolzen 37 sind
gegenüber einer Drehung relativ zu den angetriebenen Platten 27
und 28 festgelegt und die an den jeweiligen Antriebsbolzen
angebrachten Antriebsbuchsen können sich relativ dazu drehen. Es
versteht sich, daß sich bei dem obigen Aufbau die angetriebenen
Platten 27 und 28, die sechs Antriebsbuchsen 32 und die sechs
Antriebsbolzen 37 alle gemeinsam bezüglich des Gehäuses 15
drehen.
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Die anzutreibende Komponente kann in geeigneter Weise mit
der angetriebenen Platte 28 oder der angetriebenen Platte 27
gekoppelt sein oder es können faktisch die jeweiligen
Komponenten, die anzutreiben sind, mit der angetriebenen Platte 27
und der angetriebenen Platte 28 individuell gekoppelt sein. Die
geflanschte Ausgangswelle 31 ist in der dargestellten Weise fest
an der angetriebenen Platte 28 als eine typische Komponente
angebracht, die mit der angetriebenen Platte 28 zu koppeln ist.
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Der Mechanismus, über den die Bewegung von der Antriebswelle
35 auf die angetriebenen Platten 27 und 28 übertragen wird, wird
im folgenden beschrieben, wobei in Fig. 1 der Zeichnungen drei
identische Mechanismen dargestellt sind, die in axialer Richtung
der Antriebswelle 35 Seite an Seite angeordnet sind. Jeder
Mechanismus ist über einen Winkel von 120º gegenüber den
benachbarten Mechanismen um die Achse der Antriebswelle 35
versetzt. Die Beschreibung erfolgt speziell bezüglich des
Mechanismus auf der rechten Seite in Fig. 1 und der Bezugszeichen
ohne Index. Gleiche Bauteile im mittleren und im linken
Mechanismus tragen die gleiche Nummer, jedoch mit dem Zusatz des
Buchstabens a und b jeweils.
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Die Verwendung von mehreren Seite an Seite angeordneten
Mechanismen im gleichen Abstand um die Achse des
Antriebselementes 35 erhöht das Drehmoment, das vom Antriebselement auf
die angetriebenen Platten 27 und 28 übertragen werden kann, und
trägt zu der gesamten dynamischen Ausgeglichenheit des Getriebes
bei.
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Die Antriebswelle 35 trägt eine äußere vielzahnige
Keilfläche 40, die sich über die volle Strecke zwischen den
jeweiligen Lagern 34 erstreckt. Auf dem Keil 40 ist ein Antriebsexzenter
41 mit einer äußeren zylindrischen Fläche 42 angebracht. Auf dem
Antriebsexzenter 41 ist ein schwimmender Exzenter 43 mit einer
äußeren zylindrischen Oberfläche 44 und einer inneren
zylindrischen Oberfläche 45 angebracht. Die zylindrischen Flächen 42
und 45 haben denselben Nenndurchmesser, so daß sie sich
zueinander drehen können.
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Die Exzentrizität der Oberfläche 42 des Antriebsexzenters
41 zur Antriebswelle 35 ist gleich der Exzentrizität zwischen den
zylindrische Oberflächen 44 und 45 des schwimmenden Exzenters 43.
Es versteht sich somit, daß durch eine Drehung des schwimmenden
Exzenters 43 auf dem Antriebsexzenter 41 das Maß an Exzentrizität
der äußeren zylindrischen Oberfläche 44 des schwimmenden
Exzenters bezüglich der Achse der Antriebswelle 35 zwischen einem
Wert null oder Konzentrizität und einem Maximum gleich dem
Doppelten der Exzentrizität des Antriebsexzenters 41 bezüglich
der Antriebswelle 35 variieren kann.
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Konzentrisch auf dem schwimmenden Exzenter 43 ist ein
angetriebenes Element in Form einer Antriebsscheibe 48
angebracht, die eine innere zylindrische Oberfläche 49 koaxial und
in rollendem Eingriff mit der äußeren Oberfläche 44 des
schwimmenden Exzenters 43 aufweist. Geeignete Kugellager 46 sind
zwischen den zylindrischen Oberflächen 44 und 49 angeordnet. Die
Antriebsscheibe 48 weist gleichfalls eine konzentrische äußere
Oberfläche 52 auf. Die Antriebsscheibe 48 weist mehrere
durchgehende Öffnungen 51 auf, die in gleicher Anzahl, gleichem
Winkelabstand und gleichem radialen Abstand wie die
Antriebsbolzen 37 ausgebildet sind. Die Buchsen 32 und die Antriebsbolzen
37 erstrecken sich durch die Öffnungen 51.
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Jeder der Endringe 17 und 18 weist einen nach innen
abgestuften Umfangsteil 55 auf, der von der äußeren Umfangswand
16 beabstandet ist, um für eine ringförmige, nach innen offene
Ringaussparung 56, 59 an jedem axialen Ende des Gehäuses 15 zu
sorgen. Die nach innen abgestuften Teile 55 liefern zwei nach
innen und gegeneinander gerichtete Ringflächen 57 und 58, von
denen jede eine Anzahl von radial ausgerichteten, in
Umfangsrichtung gleich beabstandeten Nuten 60 aufweist. Die Nuten in den
gegenüberliegenden Flächen 57 und 58 sind in axialer Richtung des
Gehäuses in einer Linie ausgerichtet.
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In jedem Paar von ausgerichteten Nuten in den Flächen 57 und
58 ist ein Segment 65 gehalten, das radial bezüglich der Achse
der Antriebswelle 35 in den Nuten 60 gleiten kann. Jedes der
Segmente 65 weist eine Innenfläche 66, die parallel zur Achse der
Antriebswelle 35 ist, kurze radiale Flächen 67, 68 an beiden
Enden, die gleitend verschiebbar in den Nuten 60 aufgenommen
sind, und zwei gleich und entgegengesetzt geneigte Kantenflächen
69 und 70 auf, die in einer äußeren ebenen Fläche 71 enden.
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Wie es am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, bilden die
Innenflächen des Segmentes 66 gemeinsam eine innere zylindrische
Oberfläche 80, die zum Gehäuse 15 ortsfest und zur Eingangswelle
35 koaxial ist.
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In den jeweiligen Ringaussparungen 56, 59 in den
gegenüberliegenden Endringen 17, 18 sind gleitend verschiebbar Schubringe
oder Schubkegel 72 und 73 gehalten, von denen jeder eine
jeweilige Schrägfläche 73 und 74 gleicher Neigung wie der der
Flächen 69 und 70 der Segmente aufweist und die in engem Kontakt
damit stehen.
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Die Art der Lagerung und die Form der Segmente 65 und der
Schubringe 72 und 73 erlaubt es, daß die Segmente 65 gemeinsam
radial nach innen und nach außen bezüglich der Endringe 17 und
18 bewegt werden können. Eine Bewegung der Schubringe nach innen
aufeinander zu führt zu einer Bewegung der Segmente radial nach
innen zur Achse der Antriebswelle 35 und eine Bewegung der
Schubringe nach außen voneinander weg erlaubt es den Segmenten
65, sich radial nach außen von der Achse der Antriebswelle 35
wegzubewegen. In dieser Weise kann die Position der Segmente
gemeinsam eingestellt werden, um den Durchmesser der inneren
zylindrischen Oberfläche 80 zu verändern, die durch eine
Kombination der Innenflächen 66 der Segmente 65 gebildet ist.
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Es versteht sich, daß dann, wenn sich alle diese Segmente
65 in einer radialen Richtung bezüglich der Achse der
Antriebswelle 35 bewegen, die Innenflächen 66 der Segmente eine im
wesentlichen durchgehende Oberfläche bilden können, wenn die
Segmente im größten möglichen Ausmaß radial nach innen bewegt
sind. Das hat zur Folge, daß dann, wenn die Segmente 65 im
größten Ausmaß nach außen bewegt sind, ein kleiner
Umfangszwischenraum zwischen den Innenflächen 66 benachbarter Segmente
gebildet sein wird. Da in der Praxis das Maß der radialen
Bewegung der Segmente vergleichsweise klein, bezogen auf den
Nenndurchmesser der zylindrischen Oberfläche 80 ist, die diese
dann bilden, tragen die Zwischenräume nicht zu einer
signifikanten Unterbrechung der Durchgängigkeit der zylindrischen
Oberfläche 80 bei.
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Jeder der Schubkegel 72 und 73 weist eine durchgehende
Ringnut 75 und 76 in seiner axialen Außenfläche auf, die zu
jeweiligen Nippeln 77 und 78 ausgerichtet ist, die in den
Endringen 17 und 18 jeweils vorgesehen sind. Die Nippel sind im
Gebrauch mit einem geeigneten Kreislauf eines hydraulischen
Fluides gekoppelt, der so arbeitet, daß er hydraulisches Öl unter
Druck in die Nuten 75 und 76 liefert, um eine Versetzung der
Schubkegel 72, 73 nach innen zu bewirken und dadurch die radiale
Position der Segmente 65 zu steuern. Der hydraulische Kreislauf
kann von Hand oder automatich nach Maßgabe der Drehzahl- und/oder
Lastverhältnisse der Arbeit des Getriebes gesteuert werden.
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Die Veränderung des effektiven Durchmessers der inneren
zylindrischen Oberfläche 80, die von der Vielzahl von Segmenten
65 gebildet wird, verändert das Maß an Exzentrizität der
Antriebsscheibe 48 bezüglich der Achse der Antriebswelle 35,
welche Veränderung dadurch erzielt wird, daß der schwimmende
Exzenter 43 auf dem Antriebsexzenter 41 gedreht wird. Die
Veränderung im Durchmesser der zylindrischen Oberfläche 80, auf
der die Antriebsscheibe 48 abrollt, und die Veränderung in der
Exzentrizität der Scheibe 48 bezüglich der Antriebswelle 45
sorgen für eine Veränderung des Untersetzungsverhältnisses
zwischen der Antriebswelle und den angetriebenen Platten 27 und
28. Die Art der Arbeitsweise des Getriebes wird im folgenden im
einzelnen beschrieben.
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Wie es im vorhergehenden erläutert wurde, ist beim Gebrauch
das Gehäuse 15 fest an einem ortsfesten Gegenstand,
beispielsweise einer Maschine oder einem Motor über eine Vielzahl von
Befestigungsbolzen angebracht, die in die Gewindeöffnungen 25
eingreifen. Ein Eingangsdrehmoment, das im typischen Fall von
einer Maschine oder einem Motor geliefert wird, liegt an der
Antriebswelle 35. Dieses bewirkt, daß der Antriebsexcenter 41
sich bezüglich des ortsfesten Gehäuses 15 dreht. Diese Drehung
erzeugt aufgrund der Exzentrizität des Antriebsexzenters 41 eine
Unwuchtkraft, die einen Reibkontakt zwischen der Außenfläche 44
des schwimmenden Exzenters 43 und der Innenfläche 49 der
Antriebsscheibe 48 bewirkt. Die Unwuchtkraft, die anschließend
aufgrund der Tatsache erzeugt wird, daß sich die Antriebsscheibe
48 exzentrisch bezüglich der Antriebswelle 35 dreht, sorgt für
einen Reibungskontakt zwischen der Außenfläche 52 der
Antriebsscheibe 48 und der ortsfesten Innenfläche 80, die von der
Vielzahl von Segmenten 65 gebildet wird. Da sich das Gehäuse 15,
in dem die Segmente 65 angebracht sind, nicht drehen kann, wird
der Reibungskontakt dann dazu führen, daß sich die
Antriebsscheibe 48 an der Innenfläche 80 des Gehäuses entlang dreht. Die
Antriebsbuchsen 32, die sich durch die Öffnungen 51 in der
Antriebsscheibe 48 erstrecken, bewirken, daß sich die
angetriebenen Platten 27 und 28 in den Lagern 29 relativ zum ortsfesten
Gehäuse 15 drehen. Wenn die Antriebsscheibe 48 eine
Planetenbewegung im Gehäuse 15 ausführt, und die Antriebsplatten 37 und 38
eine reine Drehung bezüglich des Gehäuses 15 ausführen, wird sich
eine Rollbewegung der Antriebsbuchsen 32 auf der Innenfläche der
Öffnungen 51 in der Antriebsscheibe 48 ergeben. Das Maß dieser
Rollbewegung wird sich mit dem Maß an Exzentrizität der
Antriebsscheibe 48 zur Achse der Antriebswelle 35 ändern. Der Durchmesser
der Öffnungen 51 muß wenigstens gleich dem Durchmesser der
Antriebsbuchsen 32 zuzüglich der maximalen Exzentrität des
schwimmenden Exzenters 43 zur Antriebswelle 35 sein und ist
vorzugsweise gleich diesem Wert.
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Das Gesamtuntersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle
35 und den angetriebenen Platten 27 und 28 ist durch den
Durchmesser der Antriebsscheibe 48 und den Unterschied zwischen
diesem Durchmesser und dem Durchmesser der inneren Oberfläche 80
bestimmt, die durch die Vielzahl von Segmenten 65 gebildet ist,
welcher Durchmesser in einer Beziehung zur Exzentrizität des
schwimmenden Exzenters 43 zur Antriebswelle 35 steht. Wenn der
Außendurchmesser der Antriebsscheibe 48 festliegt, wird die
Änderung im Untersetzungsverhältnis durch eine Änderung des
Durchmessers der inneren Oberfläche 80 gesteuert, die sich aus
der Vielzahl von Segmenten 65 ergibt. Um das
Untersetzungsverhältnis zu erhöhen, wird der Durchmesser der inneren
Oberfläche 80 herabgesetzt, wodurch der Unterschied in den
Durchmessern verringert wird, und zur Verringerung des
Untersetzungsverhältnisses wird der Durchmesser der inneren Oberfläche 80
erhöht. Die Antriebsscheibe 48 und somit die angetriebenen
Platten 27 und 28 werden sich in die entgegengesetzte Richtung
zur Antriebswelle 35 drehen.
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Wie es im vorhergehenden beschrieben wurde, können sich die
Segmente 65 radial nach innen im Gehäuse 15 bewegen, so daß der
Durchmesser der inneren Oberfläche 80 verringert wird, die
dadurch gebildet wird, indem hydraulisches Fluid unter Druck
zwischen die Schubkegel 72 und 73 und die Endringe 17 und 18
eingeführt wird. Um die Segmente radial nach außen zu bewegen und
dadurch den Durchmesser zu erhöhen, wird das hydraulische Fluid
vom Bereich zwischen den Schubkegeln und den Endringen ablaufen
gelassen, wobei die Unwuchtkräfte, die durch die exzentrische
Drehung der Antriebsscheibe 48 erzeugt werden, die Segmente
zwingen werden, sich radial nach außen bezüglich des Gehäuses zu
bewegen.
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Es versteht sich, daß dann, wenn das Untersetzungsverhältnis
geändert wird, ein Maß an Drehung zwischen dem schwimmenden
Exzenter und dem Antriebsexzenter bleiben wird, bis diese in
einer neuen relativen Beziehung für das gewählte
Untersetzungsverhältnis verriegelt sind. Danach wird die gesamte Drehung der
Antriebswelle auf den schwimmenden Exzenter übertragen, der sich
frei auf der Antriebsscheibe drehen kann, wobei diese Drehung
durch die Anordnung von Kugellagern zwischen diesen jeweiligen
Bauteilen unterstützt wird.
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Bei einem typischen Beispiel eines Getriebes mit dem oben
beschriebenen Aufbau, wobei der Durchmesser der Antriebsscheibe
48 200 mm beträgt und der Innendurchmesser der Oberfläche 80, die
von den Segmenten 65 gebildet wird, zwischen 240 und 200 mm
variiert, liegt das kleinste Untersetzungsverhältnis bei etwa 5
: 1 und liegt das größte bei etwa 500 : 1. Theoretisch sollte das
größte Untersetzungverhältnis sich dem Wert unendlich nähern,
wenn sich die Innenfläche, die von den Segmenten gebildet wird,
einem Durchmesser gleich dem der Antriebsscheibe 48 nähert, das
praktische Verhältnis ist jedoch durch die Größe der Unwuchtkraft
und den dadurch erzeugten Reibungskontakt begrenzt. Es versteht
sich, daß dann, wenn das Maß an Exzentrizität der Antriebsscheibe
48 bezüglich der Antriebswelle 45 abnimmt, die Unwuchtkräfte
dementsprechend abnehmen, so daß auch die Höhe des
Reibungskontaktes abnimmt, der durch die Unwuchtkräfte erzeugt wird.
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An dem oben beschriebenen Aufbau des Getriebes kann eine
Anzahl von Veränderungen insbesondere bezüglich der Art
vorgenommen
werden, in der die Änderung der Exzentrizität der
Antriebsscheibe 48 zur Antriebswelle 35 erzielt wird und in der
die Änderung im Durchmesser der inneren Oberfläche 80, auf der
sich die Antriebsscheibe dreht, erzielt und gesteuert wird.
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Das Getriebe mit veränderlicher Untersetzung, das oben
beschreiben wurde, ist kompakt, insbesondere in axialer Richtung.
Aufgrund der Verwendung von Antriebselementen in Form von
Scheiben und der Tatsache, daß auf eine Reibung vertraut wird,
um die relativen Bewegungen zu erzielen, müssen weiterhin keine
Radzähne geschnitten oder gebildet werden, so daß die Schwingung
und das Geräusch im Betrieb verringert sind.
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Da das Getriebe in der Lage ist, ein Untersetzungsverhältnis
zu liefern, das sich dem Wert unendlich nähert, kann es in ein
Fahrzeug eingebaut werden und die Notwendigkeit einer Kupplung
vermeiden, da das Untersetzungsverhältnis soweit erhöht werden
kann, bis das übertragene Drehmoment gleich null wird, wobei die
Maschinendrehzahl relativ konstant bleibt. Das Getriebe kann
weiterhin als Maschinenbremse verwandt werden, indem das
Untersetzungsverhältnis auf nahe am Grenzwert herabgesetzt wird
und dann weiter Druck auf die Schubkegel ausgeübt wird, um diese
auf die Antriebsscheibe 48 zu klemmen. Eine derartige
Maschinenbremse würde ein normales Bremssystem ergänzen und für eine
zusätzliche Sicherheit eines Fahrzeuges sorgen, das in dieser
Weise ausgerüstet ist.
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Im Hinblick auf die Kompaktheit und die niedrigen
Herstellungskosten findet das Getriebe seine Anwendung bei
elektrisch oder hydraulisch angetriebenen Fahrzeugen, bei denen ein
einzelner Motor und ein einzelnes Getriebe für jedes Rad
vorgesehen sind.