DE1212382B

DE1212382B - Stufenlos regelbares Schaltwerksgetriebe

Info

Publication number: DE1212382B
Application number: DEG43770A
Authority: DE
Inventors: Kristian Gilbert
Original assignee: KRISTIAN GILBERT
Current assignee: KRISTIAN GILBERT
Priority date: 1965-06-02
Filing date: 1965-06-02
Publication date: 1966-03-10

Description

Stufenlos regelbares Schaltwerksgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos regelbares Schaltwerksgetriebe, bei welchem die stufenlose Drehzahländerung durch axiales Verschieben einer Walze bewirkt wird.
Es ist bei Schaltwerksgetrieben bekannt, daß durch Verstellen einer Walze die Drehzahl über Abtastkörper und Freiläufe von Null bis zu einem Maximalwert verändert werden kann. Jedoch ist das Drehmoment an der getriebenen Welle periodischen Schwankungen durch die Ausbildung der Walzenkontur unterworfen.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Schaltwerksgetriebe der genannten Art zu schaffen, bei dem die Drehzahl und das Drehmoment an der Abtriebswelle keinen periodischen Schwankungen unterworfen sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Form der Walze sowie die Zuordnung von Walze und Abtastkörper zueinander von grundlegender Bedeutung.
Die Abtastkörper bewegen sich in Ebenen, die - symmetrisch um die Walze angeordnet - diese in axialer Richtung schneiden.
Die Abtastkörper, die klein sein müssen gegenüber dem Walzendurchmesser, beschreiben in diesen Ebenen Kreisbahnen.
Die zu dieser Abtastgeometrie passende Walze muß so ausgebildet sein, daß die Wege der Abtastkörper gleichförmig zurückgelegt werden und dabei die gleichfönnigen Kraftkomponenten immer in Richtung der Wege weisen.
Um diese Bedingung zu erfüllen, ist die Walzenkontur nach folgenden Gesetzmäßigkeiten aufgebaut: Es bedeutet: c = Radius der Kreisbahn des Abtastkörpers; oc = Drehwinkel der Walze; a = Minimalordinate; ß = maximaler Ausschlag des Abtastkörpers im Falle stationären Regelzustandes. Für die räumliche Erstreckung der Walze in Achsrichtung ist ß ein Parameter.
Bei der Hintereinanderschaltung unendlich benachbarter Wälzlinien dieser Art zu einem Walzenkörper müssen sich die aufeinanderfolgenden Amplituden (Ordinatenfunktionen, Parameter ß) in folgender Gesetzmäßigkeit vergrößern: Hierbei ist K eine Konstante , die von Randbedingungen abhängt.
Bei der Ausbildung des Walzenkörpers ist es vorteilhaft, wenn die Nockenwalze eine beliebige Anzahl Scheitel S hat. Statt einer Außenkontur kann eine Innenkontur abgetastet werden.
Ferner ist es vorteilhaft ' wenn die Walze an ihrer Stirnseite einen zylindrischen oder kegeligen Ansatz aufweist, um dadurch die Drehzahl bis auf Null herabregeln zu können.
Da bei der Leistungsübertragung in einer Drehrichtung nur relativ kurze Strecken a, b der Vorderflanken herangezogen werden, können die Rückflanken eine beliebige Form haben, jedoch sollen sie so gestaltet sein, daß die Abtastkörper stetig zu den arbeitenden Vorderflanken geleitet werden.
Schließlich ist es günstig, wenn mehrere Abtastsysteme vorgesehen sind, die gleichzeitig von einer Walze verschiedene Drehzahlen abgreifen.
Zur Erläuterung eines Schaltwerkes nach der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigt F i g. 1 Ansicht und Schnitt durch ein Schaltwerksgetriebe nach der Erfindung längs der Ebene 1-1 in F i g. 2, F ig. 2 einen Schnitt durch das Schaltwerksgetriebe längs der Ebene II-II in F i g. 1, F i g. 3 eine Ansicht eines Walzenkörpers, F i g. 4 ein Schema eines Schaltwerksgetriebes, dessen Walze von zwei Systemen I und II abgetastet wird, F i g. 5 und 6 weitere Walzenformen.
Eine Walze 1 wird von drei Abtastkörpern 2, die untereinander um 120' versetzt sind, abgetastet. Wird die Walze 1 gedreht, so führen die Abtastkörper zueinander zeitlich versetzte, sich jedoch überschneidende Winkelhübe durch, die über Freiläufe 3 und Kegelräder 4 zu einer gleichförmigen Drehbewegung der Abtriebswelle 5 zusammengesetzt werden. Die Drehzahländerung geschieht durch axial--s Verschieben der Walze (F i g. 1 und 2).
Die Kontur der Walze entspricht den vorstehend aufgeführten Gesetzmäßigkeiten (1) und (2), kann jedoch trotzdem den jeweiligen Aufgaben gemäß sehr unterschiedlich ausgebildet sein -(F f g. 3 bis 6).
Bei der Ausbildung der Walze kann von einem Zylinder ausgegangen werden, dessen Außenkonturen entsprechend den Gleichungen (1), (2) geformt werden. So kann man einen möglichst großen Walzendurchmesser erreichen, der für die Gleichförmigkeit des Drehmoments der Abtriebswelle wichtig ist.
Damit die Abtastkörper 2 stetig von der für den. Arbeitsablauf unwichtigen Gestalt der Walzenrückflanken zu den den Betätigungsvorgang herbeiführenden Vorderflanken geleitet werden, sind der Punkt a auf dem Zylindermantel und der Punkt b auf der Außenkontur der Walze gemäß der Gleichung (1) in Abhängigkeit vom überdeckungsgrad des Abtastsystems angeordnet.
Es besteht die Möglichkeit, eine unverschiebliche Walze 1 durch mehrere Systeme (F i g. 4) abzutasten, die durch axiales Verschieben verschiedene Drehzahlen abgreifen. Dadurch kann das beschriebene Schaltwerk auch als Differential verwendet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Schaltwerksgetriebe zur stufenlosen Drehzahlregelung mittels Nockenwalze, Abtastkörper und Freiläufe, dadurch gekennzeichn c.t, daß die Kontur 'der Walze-(1) der Gleichung ' und genügt, so daß die effektive Kraftkomponente gleichförmig ist und immer in Richtung des Weges der Abtastkörper (2) weist.
2. Schaltwerksgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß -die Nockenwalze (1) eine beliebige Anzahl Scheitel (S) hat. 3. Schaltwerksgetriebe nach Ansprach 1 und 2, » -dadurch gekennzeichnet, "daß die Nockenwalze (1) eine Innenkontur aufweist. 4. Schaltwerksgetriebe nach Ansprach 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze an ihrer Stirnseite 'einen kegehgen oder zylindrischen Ansatz (6y aufweist. 5. Schaltwerksgetriebe nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß - die Rückflanke (b, d) der Nockenwalze (1) so ausgebildet ist, daß die Abtastkörper (2) stetig in die Kurve der Vorderflanke (a, b) übergeleitet werden. 6. Schaltwerksgetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abtastsysteme vorgesehen sind, die gleichzeitig von einer Walze verschiedene Drehzahlen abgreifen. In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Patentschriften Nr. 259 733, 464 810; französische Patentschriften Nr. 397 079, 854 258.