DE19743483A1 - Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung zur Wandlung von Drehzahlen und Drehmomenten zwischen zwei Wellen. Derartige Wandler finden in der gesamten Antriebstechnik, insbesondere bei Werkzeugmaschinen und bei Fahrzeugantrieben Verwendung.

Antriebsmaschinen sind in ihrer mechanischen Leistung drehzahlabhängig. Sie arbeiten üblicherweise in ihrem wirtschaftlichsten Drehzahlbereich mit günstigem Energieverbrauch oder im Bereich maximaler abgegebener Leistung. Dagegen sollen die angetriebenen Maschinen entsprechend ihrer Verwendung bzw. ihrem jeweiligen Betriebszustand unter­ schiedliche Drehzahlen aufweisen. Durch Wechsel getriebe mit entsprechenden Übersetzungs­ verhältnissen werden deshalb die Drehzahlen von Antriebseinheit und angetriebener Maschine einander angepaßt. So kann bei optimaler Einstellung des Übersetzungsverhält­ nisses der Verlust an Motorleistung gering gehalten werden. Mit Getrieben mit stufenlos einstellbarer Übersetzung ist bei entsprechendem Wirkungsgrad der Anordnung eine optimale Übertragung der Drehbewegung bei geringem Leistungsverlust möglich.

Bei derartigen stufenlosen Drehzahlwandlern unterscheidet man entsprechend ihren Arbeitsprinzipien mechanische, elektrische und hydraulische Wandler. Mechanische Systeme zur Drehzahlwandlung sind als Reibräder- und Zugmittelgetriebe bekannt geworden. Bei den Reibrädergetrieben wird die Bewegung (Drehmoment, Drehzahl) durch Reibungsschluß an rotationssymmetrischen Körpern übertragen. Durch Reibräderpaare mit stufenlos veränderbarem Wirkdurchmesser bzw. umfang werden die Drehzahlen/Dreh­ momente so umgewandelt, daß sich infolge der theoretisch unendlich vielen möglichen Einstellungen des Übersetzungsverhältnisses unterschiedlichste Drehzahleinstellungen für die Antriebseinheit ergeben. Die erforderliche Reibung zwischen den Reibrädern kann nur durch große Anpreßkräfte erreicht werden. Diese bedingen aber eine hohe Materialbeanspruchung an den beiden Berührungspunkten bzw. -linien und stellen eine erhebliche Belastung für deren Lager und die Getriebewellen dar. Reibrädergetriebe sind zudem mit einem erheblichen Schlupf behaftet, der wiederum einen verringerten Wirkungsgrad der Anordnung zur Folge hat.

Zugmittelgetriebe arbeiten als Kettengetriebe oder Riemengetriebe mit Antriebs- und Abtriebsgliedern aus je einem Paar Kegelscheiben, die eine Kette bzw. ein Riemen endlos umhüllt. Sie arbeiten nach dem Prinzip der stufenlosen Verstellung des Wirkdurchmessers der Kegelscheiben, wobei mindestens eine der Kegelscheiben axial verstellbar ist. Dadurch können die Drehzahlen veränderlich eingestellt werden. Mit Hilfe von Zugmittelgetrieben lassen sich aber auch größere Wellenabstände von An- und Abtriebseinheit überbrücken. Riemengetriebe werden allerdings nur für kleinere Leistungen genutzt, Kettengetriebe vorzugsweise bei stationären Maschinen verwendet.

Unter den hydraulischen Getrieben mit stufenlos veränderbarer Drehzahl bestehen die hydrostatischen Drehzahlwandler aus der Kombination von einer Zellenpumpe und einem Zellenmotor, wobei die Pumpe eine Flüssigkeit in den Motor befördert und die Drehzahl des Zellenmotors (Abtriebsteil) von der Fördermenge der Pumpe bzw. der Schluckmenge des Motors abhängig ist. Bei hydrodynamischen Drehzahlwandlern mit einer Pumpe und einem Turbinenrad wird zur Kraftübertragung die Flüssigkeitsströmung genutzt. Die hydraulischen Getriebe sind in großem Maße schlupfbehaftet und erfordern einen hohen Aufwand.

Ebenso sind elektrische stufenlose Getriebe wegen der nicht unbeträchtlichen Anlagekosten nur für spezielle Anwendungszwecke geeignet und sollen deshalb hier nicht weiter berücksichtigt werden.

Zu den mechanischen, stufenlosen Drehzahlwandlern gehören aber auch die Freilaufgetriebe, oft als Schaltwerks-Drehmoment-Wandler bezeichnet, die eine gleichförmige Drehbewegung einer Antriebswelle in periodische Schwingungen oder ungleichmäßige Drehbewegungen umformen. Diese werden im Bereich der Geschwindigkeitsspitze mittels Freilauf in eine gleichgerichtete Drehbewegung der Abtriebswelle umgewandelt. Um die Ungleichmäßigkeit der Drehbewegungen zu verringern und annähernd konstante Übersetzungsverhältnisse zu erzielen, verwendet man auf der Antriebswelle Koppel- oder auch Kurvengetriebe in Mehr­ fachausführung, die zueinander phasenverschoben arbeiten. Durch die Überlagerung der einzelnen Bewegungskurven erhält man eine mehr oder weniger dicht um einen Mittelwert schwankende Größe für die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle, wobei diese Schwankungen um so geringer ausfallen, je größer die Zahl der nebeneinander angeordneten und mit Phasenverschiebung arbeitenden Einzelgetriebe ist. Die noch vorhandenen ungleichmäßigen Drehbewegungen können erhebliche Belastungs­ stöße hervorrufen und verursachen dadurch einen hohen Verschleiß und eine geringe Lebensdauer des Getriebes. Sie sind daher auch nur für geringe mechanische Leistungen ausgelegt.

Es sind aber auch schon Getriebe mit absatzweise treibenden Gliedern vorgeschlagen worden, die eine prinzipielle Gleichförmigkeit der Übersetzung anstreben. Im Ergebnis sind diese Lösungen aber entweder nicht zufriedenstellend, nicht genügend verschleißfest oder sie erfordern einen hohen baulichen Aufwand.

Als eine praktikabel erscheinende Lösung schlägt die DE-OS 33 09 044 ein stufenlos regel­ bares, mechanisches Schaltwerkgetriebe vor, bei dem die gleichförmige Drehbewegung der Antriebswelle in zwei gleich aufgebauten, jedoch phasenverschoben zueinander arbeitenden Pendelsystemen in Pendelbewegungen und anschließend in je zwei Drehschwingungen umge­ formt wird, die einem Winkelgeschwindigkeits-Zeit-Gesetz mit charakteristischen Eigen­ schaften gehorchen. In jedem Pendelsystem übertragen Freilaufschalter von jeder der zwei Drehschwingungen die Bewegungsanteile einer Drehrichtung auf eine Zwischenwelle, die dadurch eine Drehbewegung mit nur einer Drehrichtung, aber schwankender Winkel­ geschwindigkeit ausführt. Die Drehbewegungen der Zwischenwellen der beiden Pendel­ systeme sollen dann durch ein Differentialgetriebe zu einer gleichförmigen Drehbewegung gemittelt werden, die auf die Abtriebswelle übertragen werden kann. Zur stufenlosen Über­ setzungseinstellung wird eine als Hubverstellung bezeichnete Vorrichtung verwendet, die - in Analogie zu der in der hier vorgeschlagenen erfindungsgemäßen Lösung benutzten Über­ setzungseinrichtung - die translatorische Pendelbewegung in eine andere ebenfalls transla­ torische Pendelbewegung mit konstantem, aber stufenlos einstellbarem (Übersetzungs-) Verhältnis der Momentangeschwindigkeiten beider Bewegungen umformt, wobei die dort übertragene Pendelbewegung aber keine gleichförmigen Bewegungsabschnitte aufweist. Der bauliche Aufwand ist bei derartigen Getriebeanordnungen allerdings beträchtlich.

In der DE-OS 34 11 130 wird ein stufenloser Drehzahlwandler mit einem Kurvenkoppel­ getriebe offenbart, bei dem eine mit der Antriebswelle drehfest verbundene Kurbel eine Koppel (Pleuelstange) zieht, die mit ihrem freien Ende in einer ebenen Kurvenbahn geführt ist. Die ebene, aber nicht geradlinige Bewegung des freien Endes der Pleuelstange auf der Kurvenscheibe wird in eine translatorische Bewegung einer Zahnstange, deren geradlinige Bewegungsbahn mit einem stufenlos einstellbaren Neigungswinkel gegen die Kurvenscheibe geneigt ist, übertragen. Das Übertragungsgestänge läßt dabei die Zahnstange eine Bewegung ausführen, die der Bewegung der senkrechten Projektion des freien Endes der Koppel auf die Bewegungsbahn der Zahnstange entspricht. Das bedeutet, daß die Bewegungskomponente der ebenen Bewegung des freien Endes der Pleuelstange in einer Koordinatenrichtung proportional zu der Bewegung der Zahnstange ist, wobei der die Übersetzung charakteri­ sierende Proportionalitätsfaktor vom Neigungswinkel zwischen Zahnstangenbewegungsbahn und Kurvenscheibenebene abhängt. Die hierbei - eine konstante Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle vorausgesetzt - angestrebte absatzweise gleichförmige Drehbewegung am Ausgang des Zahnstangen-Zahnrad-Getriebes (mit stufenlos einstellbarer Drehgeschwin­ digkeit) erfordert eine gleichförmige translatorische Bewegung der Zahnstange (mit stufenlos einstellbarer Geschwindigkeit), die von diesem Getriebe nur durch eine solche Bewegung des freien Endes der Koppel erreicht werden kann, die absatzweise eine gleich­ förmige Bewegungskomponente in einer Koordinatenrichtung besitzt. Jedoch gibt es bei der Lösung gemäß DE-OS 34 11 130 nur eine gleichförmige Bewegungskomponente, es existiert keine von der jeweils eingestellten Übersetzung unabhängige, geradlinig gleichförmige Bewegung.

Ein Nachteil dieser Lösung ist u. a. die geringe Verschleißfestigkeit des Getriebes infolge schräg beanspruchter Drehgelenke.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein mechanisches Getriebe mit absatzweise treiben­ den Gliedern für eine stufenlose Drehzahl- bzw. Drehmomentwandlung zu schaffen, das über einen großen Bereich zu übertragender mechanischer Leistung bei jeder konstant gehaltenen Übersetzungseinstellung und bei gleichförmiger Drehbewegung der Antriebswelle auch eine gleichförmige Rotation der Abtriebswelle gewährleistet. Das Getriebe soll schlupffrei sein und mit hohem Wirkungsgrad zuverlässig arbeiten. Bei großer Verschleißfestigkeit soll sich der bauliche Aufwand in Grenzen halten.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe durch die im Hauptanspruch definierte Getriebeanordnung mit stufenlos einstellbarer Übersetzung.

Das erfindungsgemäße Getriebe besitzt wenigstens zwei Getriebeeinheiten, die die gleichförmige Drehbewegung einer Antriebswelle in solche Drehschwingungen umwandeln, die jeweils einen Abschnitt gleichförmiger Drehbewegung mit einer stufenlos vorwählbaren Winkelgeschwindigkeit enthalten. Die Getriebeeinheiten sind so aufeinander abgestimmt, daß sich zu jedem Zeitpunkt wenigstens eine Getriebeeinheit in dem Abschnitt konstanter Drehgeschwindigkeit befindet und somit wenigstens eine Getriebeeinheit die Abtriebswelle über eine schaltbare oder eine selbstschaltende Kupplung (z. B. Freilauf) gleichförmig treiben kann. Zur Erzeugung einer derartigen Drehschwingung formt jede Getriebeeinheit die gleichförmige Drehbewegung der Antriebswelle mit einem ersten Kraftübertragungsmittel in eine in etwa periodische Bewegung um, die für einen gewissen Zeitabschnitt geradlinig gleichförmig ist. Durch eine mit dem Übersetzungssteller stufenlos einstellbare Übersetzungs­ einrichtung wird diese Bewegung dann in eine andere in etwa periodische Bewegung umgewandelt, die für wenigstens einen Teil des genannten Zeitabschnittes eine Translations­ bewegung mit einer von der Übersetzungseinstellung abhängigen anderen konstanten Geschwindigkeit darstellt. Diese Bewegung wird nun mit dem zweiten Kraftübertragungs­ mittel in die schon beschriebene Drehschwingung umgeformt.

Die Erfindung soll anhand von mehreren Ausführungsbeispielen und dazugehörigen Abbildungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1A eine Getriebeeinheit eines Getriebes gemäß der Erfindung in Seiten­ ansicht,

Fig. 1B das Getriebe nach Fig. 1A in Draufsicht,

Fig. 2A schematisch und in Seitenansicht ein erfindungsgemäßes Getriebe bei ent­ fernten Kurvenscheiben 20b, 21b und 22b, bei dem ein Kurvenglied antriebsseitig (erstes Kraftübertragungsmittel) zwei Getriebeeinheiten antreibt,

Fig. 2B die Fig. 2A in Draufsicht,

Fig. 3 schematisch eine Getriebeeinheit eines Ausführungsbeispiels nach Fig. 1A, B mit Mitteln zum Massenausgleich und zum Lagerkräfteausgleich in Seitenansicht (es sind nur die inneren Flanken der Nutkurven von An- und Abtriebsscheibe dar­ gestellt),

Fig. 4 schematisch einen Teil einer Übersetzungseinrichtung des Getriebes nach Fig. 1 mit einer Einrichtung zur Verschleißminderung und

Fig. 5 eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Getriebes (nur eine Getriebeeinheit ist dargestellt).

In Fig. 1A und 1B ist schematisch ein Getriebe gemäß der Erfindung dargestellt, dessen zwei Getriebeeinheiten axial nebeneinander angeordnet sind. Aus Gründen der Übersicht­ lichkeit zeigt die Fig. 1A allerdings nur eine der beiden, gleich aufgebauten Getriebe­ einheiten. Als ein erstes Kraftübertragungsmittel 1 wird ein ebenes Kurvengetriebe mit einer Kurvenscheibe als Kurvenglied 2 verwendet, die beidseitig mit einer Nutkurve 3 versehen ist. Das Kurvenglied ist verdrehfest mit einer Antriebswelle 4 verbunden. Im Lastbereich - in der Figur der Bereich zwischen Position A und Position B bei rechtsdrehender Scheibe - hat die Kurvenflanke der Nutkurve die Gestalt einer Kreisevolvente. Als Eingriffsglied 5 dient ein Hubschlitten mit Kurvenrollen 6. Das Eingriffsglied wird mittels Rollen 7 entlang von Führungsschienen 8 in einer Führungsbahn C-C geradlinig geführt. Mit Hilfe von Hebel­ schienenrollen 9, die im Ausführungsbeispiel auf derselben Achse wie die Kurvenrollen 6 gelagert sind, wird die Bewegung des Hubschlittens auf ein Hebelsystem mit Hebelschienen 10 übertragen. Das drehbar gelagerte Hebelsystem bewegt einen Hubschlitten, der als Ein­ griffsglied 11 für ein zweites Kraftübertragungsmittel 14 dient. Er ist von gleichem Aufbau wie das Eingriffsglied 5 und wird durch Führungsschienen 12 in einer Führungsbahn D-D geführt, die parallel zu der Führungsbahn C-C und den Führungsschienen 8 verläuft. Er treibt mit seiner Kurvenrolle das Kurvenglied 13 des Kraftübertragungsmittels 14, das analog dem Kurvenglied 2 ausgebildet ist und Drehschwingungen ausführt. Von diesen Dreh­ schwingungen werden jeweils in der Kraftübertragungsphase die Abschnitte gleichförmiger Drehbewegung über eine - hier nicht dargestellte - selbstschaltende oder schaltbare Kupplung auf die Abtriebswelle 53 übertragen. Die drehbare Lagerung des Hebelsystems erfolgt in Lagerhaltern 16 mittels durch Kröpfung versetzt angeordneten Achsstummeln 15. Die Lagerhalter sind an einem Rahmen 17 betestigt, der unter Verwendung von Gewindespindeln 18 relativ zum Gehäuse verschoben und in der vorgewählten Position fixiert werden kann. Die Verdrehung der Gewindespindeln erfolgt immer gleichsinnig und um jeweils gleiche Beträge, z. B. unter Anwendung eines Kettengetriebes 19.

Unter der Voraussetzung einer gleichförmigen Drehbewegung der Antriebswelle 4 führt das Eingriffsglied 5 eine schwingende geradlinige Bewegung aus, die in der Kraftübertragungs­ phase eine von der Übersetzungseinstellung unabhängige gleichförmige Bewegung darstellt. Hingegen führt das Eingriffsglied 11 eine schwingende geradlinige Bewegung aus, die in der Kraftübertragungsphase gleichförmig ist und deren (konstante) Geschwindigkeit von der jeweiligen Übersetzungseinstellung abhängt.

Das Übersetzungsverhältnis bestimmt sich aus dem Verhältnis der wirksamen Hebellängen des Hebelsystems. Dieses ist wiederum durch das Verhältnis der Abstände zwischen dem Drehpunkt E des Hebelsystems und den Führungsbahnen C-C , D-D der Eingriffsglieder definiert. Diese Abstände werden durch die Positionierung des Rahmens 17 mit Hilfe der Gewindespindeln 18 festgelegt da der Rahmen 17 die Lagerhalter 16 für die drehbare Lagerung des Hebelsystems trägt. Durch die Verdrehung der Gewindespindeln kann somit das Übersetzungsverhältnis stufenlos verstellt werden und innerhalb gewisser Grenzen jeden beliebigen, vorgegebenen Wert annehmen.

Die versetzte Anordnung der Achsstummel 15 ermöglicht es, den Drehpunkt E des Hebel­ systems bis zur Führungsbahn D-D und auch darüber hinaus zu verschieben. Dadurch kann die Abtriebsdrehzahl bis auf den Wert Null abgesenkt und bei einer Ausstattung mit geeigne­ ten Kupplungen auch eine Umkehr der Drehrichtung der Abtriebswelle 53 (bei unveränderter Antriebsrichtung) vorgenommen werden.

Das Eingriffsglied des ersten oder zweiten Kraftübertragungsmittels muß nicht - wie oben beschrieben - zugleich auch das Hubelement sein, das in die Hebelschienen 10 des Hebel­ systems eingreift. Eingriffsglied und Hubelement können auch unterschiedliche Bauteile sein, zwischen denen eine Kraftübertragung erfolgt.

Bei der Verwendung einer schaltbaren Kupplung zwischen dem Kurvenglied 13 des Kraft­ übertragungsmittels 14 und der Abtriebswelle 53 kann die Kupplung entsprechend der Ver­ drehstellung der Antriebswelle geschaltet werden. Ebenso können bei Verwendung von selbstschaltenden Kupplungen (z. B. von Freiläufen) Vorrichtungen vorgesehen werden, die in Abhängigkeit von der Verdrehstellung der Antriebswelle derart in die Kupplung eingreifen, daß in der Leerlaufphase die Reibung in der Kupplung reduziert und in der Schaltphase das Kupplungsspiel verringert wird.

An Stelle von Kurvengetrieben können auch Kettengetriebe oder Zahnrad-Zahn­ stangen-Getriebe als erstes oder zweites Kraftübertragungsmittel zur Anwendung gelangen. Bei Verwendung eines Zahnrad-Zahnstangen-Getriebes als erstes Kraftübertragungsmittel muß allerdings ein Teil der Verzahnung des Zahnrades ausgespart und eine Vorrichtung zur Rückbewegung der Zahnstange vorgesehen werden. Zweckmäßig ist die Verwendung des Zahnrad-Zahnstangen-Getriebes als zweites Kraftübertragungsmittel.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2A und 2B wird ein Getriebe mit zwei Getriebeein­ heiten I und II verwendet, die jedoch nicht axial nebeneinander angeordnet sind. Diese Anordnung ist dadurch möglich, weil nunmehr das Kurvenglied 20 des ersten Kraftüber­ tragungsmittels beide Getriebeeinheiten antreibt. Das Kurvenglied 20 besteht aus zwei synchron sich drehenden, einseitig mit einer Nutkurve versehenen Kurvenscheiben 20a und 20b, die verdrehfest mit der Antriebswelle verbunden sind. Das Kurvenglied 21 des zweiten Kraftübertragungsmittels der Getriebeeinheit I und das Kurvenglied 22 des zweiten Kraftüber­ tragungsmittels der Getriebeeinheit II bestehen ebenfalls aus jeweils zwei synchron sich drehenden und wie die Kurvenscheiben 20a und 20b aufgebauten Kurvenscheiben 21a und 21b bzw. 22a und 22b. infolge des geteilten Aufbaus der Kurvenglieder müssen die Eingriffsglieder 23, 24, 25 und 26, die zugleich als Hubelemente für die Übersetzungseinrichtung dienen, nicht mehr - wie im Beispiel nach Fig. 1 - als Hubschlitten oder Schieber ausgeführt werden, sondern können auch als einfache Achsen mit mehreren, auf ihnen drehbar gelagerten Rollen ausgebildet sein. Dadurch wird die geradlinig gleichförmige Bewegung entsprechend dem erfindungsgemäßen Grundgedanken nur von den Mittelachsen der Eingriffsglieder ausgeführt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 werden zwei axial nebeneinander angeordnete Getriebe­ einheiten verwendet, von denen hier jedoch nur eine dargestellt ist. Zur Verhinderung von störenden Einflüssen durch Massenträgheitskräfte auf das Gestell weist das antriebsseitige Kurvenglied 27 zwei Nutkurven 28 und 29 auf deren Kurvenflanken so gestaltet sind, daß die Eingriffsglieder 30 und 31 zu jedem Zeitpunkt eine Translationsbewegung mit gleichem Geschwindigkeitsbetrag, aber in entgegengesetzter Richtung ausführen.

Im Lastbereich besitzen die Kurvenflanken die Form einer zum gleichen erzeugenden Kreis gehörigen Kreisevolvente. Jedes der beiden Eingriffsglieder 30 bzw. 31 treibt ein Hebel­ system 32 bzw. 33, welches abtriebsseitig auf ein Eingriffsglied 34 bzw. 35 einwirkt. Die Eingriffsglieder 34, 35 liegen zentralsymmetrisch zur Drehachse eines Kurvengliedes 36, dessen zwei Nutzflanken die Form von zwei ebenfalls zentralsymmetrisch angeordneten Kreisevolventen haben. Die Eingriffsglieder 34 und 35 übertragen beide die Kraft auf das Kurvenglied 36, das wiederum absatzweise mit der Abtriebswelle gekoppelt ist.

Die Eingriffsglieder 30 und 31 sowie 34 und 35 befinden sich - wie auch die beiden Hebel­ systeme 32 und 33 - ständig im gleichen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Bewegungs­ zustand. Ihre Massenträgheitskräfte kompensieren sich daher weitgehend und können dadurch auch kaum über das Gehäuse nach außen hin negativ wirksam werden.

Durch die paarige Anordnung werden außerdem die Kräfte, die die Eingriffsglieder auf die Kurvenglieder übertragen, im wesentlichen in auf die An- und die Abtriebswelle einwirkende Drehmomente umgewandelt und damit deren Lager entlastet.

In Fig. 4 ist ein Teil einer Übersetzungseinrichtung eines Getriebes gemäß Fig. 1 schema­ tisch dargestellt, der mit einer zusätzlichen Einrichtung versehen wurde, die den Verschleiß des Getriebes wesentlich verringern hilft. Der Lagerhalter 16 ist hierbei - im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 1 - am Rahmen parallel zu den Führungsbahnen der Eingriffsglieder verschiebbar angeordnet. Infolge der parallelen Ausrichtung hat die Verschiebung des Lager­ halters keinen Einfluß auf die Abstände zwischen dem Drehpunkt E des Hebelsystems und den Führungsbahnen der Eingriffsglieder und somit auch keinen Einfluß auf die Größe des Übersetzungsverhältnisses.

Eine im Gehäuse drehbar gelagerte Kurbel 37 wird von der Antriebswelle über ein hier nicht dargestelltes Getriebe mit so großem Übersetzungsverhältnis bewegt, daß ihre Dreh­ geschwindigkeit im Vergleich zur Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle vernachlässigbar klein ist. Die Kurbel besitzt einen Mitnahmestift 38, der in eine drehbar im Gestell gelagerte Schleife 39 eingreift und diese zu langsamen Drehschwingungen anregt. Die Schleife 39 greift in einen Mitnahmestift 40, befestigt am Lagerhalter 16, ein. Durch die Bewegung der Schleife wird der Lagerhalter längs seiner Führung am Rahmen langsam verschoben. Dadurch verändert der Drehpunkt E des Hebelsystems seine Lage. Infolgedessen verschiebt sich auch mit einer die Abtriebsbewegung nur unwesentlich beeinflussenden Geschwindigkeit der vom Hubschlitten 11 benutzte Bereich innerhalb der nutzbaren Hubstrecke. Man erreicht damit eine gleichmäßigere Abnutzung der Kurvenflanken sowie der Führungsschienen des zweiten Kraftübertragungsmittels.

In einem weiteren Beispiel treibt entsprechend Fig. 5 in jeder der beiden axial neben­ einander angeordneten Getriebeeinheiten, von denen wiederum nur eine dargestellt ist, eine im Gestell drehbar gelagerte und verdrehfest mit der Antriebswelle 4 verbundene Kurven­ scheibe 41, deren Kurvenflanke im Lastbereich die Gestalt einer Kreisevolvente besitzt, einen Hubschlitten 42 durch Druck auf eine Kontaktfläche 43. Entlang einer Führungs­ fläche 44 auf einem Führungselement 45, das am Gestell angebracht ist und dessen Neigungswinkel mit Hilfe eines Übersetzungsstellers 52 stufenlos eingestellt werden kann, rollt der Hubschlitten mittels einer an ihm befestigten Rolle 46. Hierbei wird er durch eine Parallelführung, gebildet durch ein Doppelparallelogramm 47, ständig in der gleichen Ausrichtung gehalten. Der Zwangslauf der Kurvenscheiben-Hubschlitten-Paarung wird durch die Rückstellkraft einer Feder 48, die an einem Ende am Führungselement und am anderen Ende am Hubschlitten befestigt ist, erreicht. Rechtwinklig zur Kontaktfläche 43 besitzt der Hubschlitten noch eine weitere Kontaktfläche 49. Diese treibt eine im Gestell drehbar gelagerte zweite Kurvenscheibe 50, die ebenfalls eine Kreisevolvente als Kurvenflanke besitzt. Die Kurvenscheibe bewegt sich drehschwingend, wobei der Zwangslauf und die Rückwärtsdrehung durch eine am Gehäuse und an der Kurvenscheibe befestigte Rückstell­ feder 51 abgesichert wird. Über eine - hier nicht dargestellte - schaltbare oder selbstschal­ tende Kupplung wird dann in der Kraftübertragungsphase der Abschnitt gleichförmiger Drehbewegung der Drehschwingung der Kurvenscheibe auf die Abtriebswelle übertragen.

Für jeden Punkt einer Kreisevolvente steht eine der beiden von diesem Punkt an ihren erzeu­ genden Kreis konstruierten Tangenten senkrecht auf der durch diesen Punkt verlaufenden Tangente an die Kreisevolvente. Deshalb ist die Tangente an den erzeugenden Kreis in der (gleichbleibenden) Normalenrichtung zur Kontaktfläche des Hubschlittens gerade die Bewegungsbahn des Berührungspunktes zwischen der Kurvenflanke und der Kontaktfläche. Diese geradlinige Bahn wird vom Berührungspunkt bei konstanter Drehzahl der Antriebs­ welle gleichförmig durchlaufen. Die Bewegung des Berührungspunktes der Paarung von Kurvenscheibe 41 und Kontaktfläche 43 ist unabhängig vom eingestellten Neigungswinkel der Führungsfläche 44 und der dadurch bestimmten Bewegungsbahn und -geschwindigkeit des Hubschlittens 42 in der Kraftübertragungsphase. Demgegenüber läßt sich die (konstante) Bewegungsgeschwindigkeit des Berührungspunktes der Paarung von Kurvenscheibe 50 und Kontaktfläche 49 in der Kraftübertragungsphase durch die entsprechende Einstellung des Neigungswinkels der Führungsfläche stufenlos einstellen.

Dieses Ausführungsbeispiel verdeutlicht, daß die im Getriebe erzeugte geradlinig gleich­ förmige Bewegung nicht in jedem Falle von einem (materiellen) Punkt eines Getriebeteils ausgeführt werden muß. In diesem Beispiel wird sie von den (nicht materiellen) Berührungs­ punkten jeweils zwischen der Kurvenscheibe und der (mit dem gesamten Hubschlitten) parallel verschiebbaren Kontaktfläche realisiert.

Claims (17)

1. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung, bei dem durch wenigstens zwei zeitlich versetzt arbeitende Getriebeeinheiten die Drehbewegung einer Antriebswelle (4) absatzweise für jeweils ein Zeitintervall (Kraftübertragungsphase) auf eine Abtriebswelle (53) übertragen wird, dadurch gekennzeichnet daß jede Getriebeeinheit aus einem ersten Kraftübertragungs­ mittel (1), einer Übersetzungseinrichtung mit einem Übersetzungssteller und einem zweiten Kraftübertragungsmittel (14) sowie einer selbstschaltenden oder schaltbaren Kupplung besteht, wobei in der Kraftübertragungsphase das erste Kraftübertragungsmittel (1) die gleichförmige Drehbewegung der Antriebswelle (4) in eine gleichförmige Translations­ bewegung umwandelt, die Übersetzungseinrichtung diese Bewegung in eine andere, ebenfalls gleichförmige Translationsbewegung mit einer von der Übersetzungseinstellung abhängigen Geschwindigkeit umformt und das zweite Kraftübertragungsmittel (14) diese Translations­ bewegung in eine gleichförmige Drehbewegung umwandelt, die wiederum über die Kupplung auf die Abtriebswelle (53) übertragen wird.

2. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Kraftübertragungsmittel (1) ein Kurvengetriebe mit ebenem Kurvenglied (2) vorgesehen ist, bei dem der Antrieb am Kurvenglied erfolgt, die Kurvenflanke im Lastbereich als Kreisevolvente ausgebildet ist und das Eingriffsglied (5) geradlinig geführt wird.

3. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Kraftübertragungsmittel (1) ein Kurvengetriebe mit ebenem Kurvenglied (41) vorgesehen ist, bei dem der Antrieb am Kurvenglied erfolgt, die Kurvenflanke im Lastbereich als Kreisevolvente ausgebildet ist und das Eingriffsglied eine ebene, parallel geführte Kontaktfläche (43) besitzt.

4. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Kraftübertragungsmittel (1) ein Kettentrieb mit einer Mitnahmestelle an der Kette für die Kraftübertragung vorgesehen ist und der Antrieb an einem Kettenrad erfolgt.

5. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als erstes Kraftübertragungsmittel (1) ein Zahnrad-Zahnstangen­ trieb vorgesehen ist, bei dem der Antrieb an einem Zahnrad erfolgt, dessen Verzahnung auf einem Teil des Zahnradumfanges ausgespart bleibt.

6. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Kraftübertragungsmittel (14) ein Kurvengetriebe mit ebenem Kurvenglied (13) vorgesehen ist, bei dem der Abtrieb am Kurvenglied erfolgt, die Kurvenflanke im Lastbereich als Kreisevolvente ausgebildet ist und das Eingriffsglied (11) geradlinig geführt wird.

7. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Kraftübertragungsmittel (14) ein Kurvengetriebe mit ebenem Kurvenglied (13) vorgesehen ist, bei dem der Abtrieb am Kurvenglied erfolgt, dessen Kurvenflanke im Lastbereich als Kreisevolvente ausgebildet ist und bei dem das Eingriffsglied eine ebene, parallel geführte Kontaktfläche (49) aufweist.

8. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Kraftübertragungsmittel (14) ein Kettentrieb mit einer Mitnahmestelle an der Kette für die Kraftübertragung vorgesehen ist und der Abtrieb an einem Kettenrad erfolgt.

9. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Kraftübertragungsmittel (14) ein Zahnrad- Zahnstangen-Trieb vorgesehen ist, bei dem der Abtrieb an dem Zahnrad erfolgt.

10. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungseinrichtung aus einem drehbar gelagerten Hebelsystem mit Hebelschienen (10) besteht, in die ein Hubelement jedes der beiden Kraftübertragungsmittel (1, 14) eingreift, wobei die Hubelemente in zueinander parallelen geradlinigen Bewegungsbahnen (C-C, D-D) geführt werden und die Lage des Dreh­ punktes (E) des Hebelsystems derart verstellbar ist, daß das Verhältnis der Abstände zwischen dem Drehpunkt und den Bewegungsbahnen stufenlos veränderbar ist.

11. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebelsystem in einem durch einen Rahmen (17) geführten Lagerhalter (16) drehbar gelagert ist, wobei der Rahmen mittels eines Übersetzungsstellers mit einer oder mehreren Gewindespindeln (18) parallel verschiebbar und in der vorgewählten Position fixierbar ist.

12. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungseinrichtung eine geneigte Kontaktplatte mit stufenlos einstellbarem Neigungswinkel enthält, die fest auf einem Hubschlitten angeordnet ist und die die Bewegung eines Hubelementes des ersten Kraftübertragungsmittels in eine Bewegung des Hubschlittens umwandelt, wobei der Hubschlitten fest mit dem zweiten Kraftübertragungsmittel gekoppelt ist.

13. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungseinrichtung eine geneigte Führungsfläche (44) mit stufenlos einstellbarem Neigungswinkel aufweist, die gestellfest angeordnet ist und daß ein Hubschlitten (42) vorgesehen ist, der in Parallelführung entlang der Führungsfläche verschiebbar ist und zwei nicht parallele Kontaktflächen (43, 49) besitzt, die jeweils mit einem Kraftübertragungsmittel gekoppelt sind.

14. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenglied des ersten Kraftübertragungsmittels (1) mehrere Getriebeeinheiten antreibt.

15. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zum Massenausgleich und Lagerkräfteausgleich die Kraft­ übertragungsmittel (1, 14) und die Übersetzungseinrichtung in jeder Getriebeeinheit jeweils paarig ausgeführt sind.

16. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (37, 38, 39, 40) vorgesehen sind, die den innerhalb der nutzbaren Hubstrecke des zweiten Kraftübertragungsmittels (14) benutzten Bereich während des Getriebelaufs mit einer die Abtriebsbewegung nur unwesentlich beeinflussenden Geschwindigkeit verschieben.

17. Getriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung nach Anspruch 11 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch die Antriebswelle (4) mit sehr großem Übersetzungsverhältnis angetriebene schwingende Kurbelschleife (37, 38, 39) den Lager­ halter (16) innerhalb seiner Führungsbahn im Rahmen (17) bewegt und positioniert.