DE2457863A1

DE2457863A1 - Stufenloses getriebe

Info

Publication number: DE2457863A1
Application number: DE19742457863
Authority: DE
Inventors: Louis John Stephanoff
Original assignee: FMC Corp
Current assignee: FMC Corp
Priority date: 1973-12-06
Filing date: 1974-12-06
Publication date: 1975-06-12
Also published as: FR2253953A1; JPS5089757A; IT1024337B; AU7558774A; BR7410217A; FR2253953B1; SE7414993L

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R VevCkmann,

Dipl.-Ing. H. Weτck.vr\νn, Di?l.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

St/St

FMC Corporation
11o5 Coleman Avenue San Jose. Californien USA

Stufenloses Getriebe

Die Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe mit einer ersten,auf einer Antriebswelle angeordneten Riemenscheibe mit konischen seitlichen Wandflächen, mit einer zweiten, auf einem angetriebenen Glied angeordneten Riemenscheibe und mit einem flexiblen, endlosen Element, das mit den konischen Wandflächen der ersten Riemenscheibe in Antriebs-^ eingriff steht.

Es gibt zahlreiche Anwendungsfälle, in denen eine Übertragung mit veränderlichem Drehzahlverhältnis erforderlich ist. Einer der häufigeren Anwendungsfälle für eine derartige Antriebsübertragung ist der Antrieb von Hilfsajjregaten in einem Kraftfahrzeug, wie etwa des Gebläseflügels, der Klima-

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anlage, der Pumpen und dqi. mit Hilfe des Kraftfahrzeugmotors. Bei Kraftfahrzeugen kann eine beträchtliche Leistung in der Größenordnung von 25 horsepower = 18,6 kw zum Antreiben der Hilfsagregate erforderlich sein, wobei nur ein begrenzter Raum.für den Antrieb der Hilfsaggregate zur Verfügung steht. Wenn die Hilfsaggregate durch den Kraftfahrzeugmotor mit konstantem Drehzahlverhältnis angetrieben werden, so werden diese Hilfsaggregate, die mit relativ konstanter Drehzahl über den gesamten Drehzahlbereich des Motors laufen sollten, entweder bei geringer Motordrehzahl zu langsam oder bei hoher Motordrehzahl zu schnell angetrieben.

Es sind zahlreiche Vorschläge zur Verwendung von Getrieben mit verschiedenen Drehzahlverhältnissen zum Antreiben von Kraftfahrzeug-Hilfsaggregaten bekannt, wie etwa die US-PS'en 2 917 937, 2 962 91o, 2999 574, 3 o19 874, 3 o48 o56 und 3 283 6o<3 zeigen.

Eine Schwierigkeit bei den typischen herkömmlichen Riemenantrieben mit unterschiedlichem Drehzahlverhältnis für Hilfsaggregate liegt darin, daß ein Riemen, der fest,und flexibel genug ist zur Übertragung der erforderlichen Leistung, nicht die notwendigen Reibungseigenschaften für einen ausreichend sicheren Eingriff mit der Riemenscheibe aufweist. Andererseits hat ein Riemen, dessen Material und dessen Abmessungen einen guten Eingriff mit der Antriebs- Riemenscheibe gewährleisten, üblicherweise nicht die Festigkeit und Flexibilität, die zum Antreiben der Hilfsaggregatebei einer angemessenen Lebensdauer erforderlich sind.

Das erfindungsgemäße Getriebe der obigen Art ist gekennzeichnet durch ein zweites flexibles, endloses Element zwischen der ersten Riemenscheibe und der zweiten Riemenscheibe, das auf der ersten Riemenscheibe in Antriebseingriff mit dem ersten flexiblen endlosen Element steht.

Erfindungsgemäß werden eine oder mehrere Riemenscheiben durch die Antriebs-Riemenscheibe über zwei flexible, endlose Elemente wie Riemen angetrieben, deren eines die erwünschten Greif- oder Reibungseigenschäften hat und deren anderes flexibel ist und die

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notwendigen Festigkeitseigenschaften aufweist, die für einen Antrieb mit veränderlichem Drehzahlverhältnis erforderlich sind. Wenigstens eine der Riemenscheiben in dem Antriebssystem, beispielsweise die Antriebs-Riemenscheibe, ist eine Riemenscheibe mit veränderlichem Durchmesser, deren Durchmesser beispielsweise durch Zentrifugalkraft steuerbar ist, wenn sich die Drehzahl der Antriebs-Riemenscheibe ändert. Neben einer Fliehkraftsteuerung kommen andere übliche Steuerorgane in Betracht.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft ein Reibungs-Riemen um die Antriebs-Riemenscheibe und eine mitlaufende Riemenscheibe herum, wobei die Seiten des Riemens einen sicheren Eingriff mit den geneigten Wandflächen der Antriebs-Riemenscheibe mit veränderlichem Durchmesser gewährleisten. Der feste, flexible Treibriemen verläuft um die Antriebs-Riemenscheibe, wobei er auf dem Reibungs-Riemen liegtjund um die Riemenscheiben der anzutreibenden Hilfsaggregate herum. Der Reibungs-Riemen und der flexible Treibriemen haben komplementäre Ausformungen zur Sicherung eines festen Eingriffs zwischen den beiden Riemen, so daß die von der Antriebs-Riemenscheibe auf den Reibungs-Riemen übertragene Leistung ohne Schlupf- oder nennenswerten Leistungsverlust von dem Reibungs-Riemen auf den flexiblen Treibriemen übergeht. Die angetriebenen Riemenscheiben, die mit den Hilfsaggregatai verbunden sind, können Ausformungen zum Erfassen der Ausformungen des Treibriemens für eine Übertragung der Leistung auf die Hilfsagregate ohne Schlupf aufweisen. Wenn sich die Motordrehzahl erhöht, senkt sich das Drehzahlverhältnis zwischen den angetriebenen Riemenscheiben und der Antriebs-Riemenscheibe', so daß die Drehzahl der Hilfsaggregate konstant bleibt. Anstelle eines der beiden Riemen oder anstelle beider Riemen können Ketten verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Getriebe ist einfach aufgebaut und äußerst wirksam. Es gestattet eine stufenlose Drehzahländerung, insbesondere zum Antreiben der Hilfsaggregate -mit Hilfe eines Kraftfahrzeugmotors. Erfindungsgemäß werden Riemen oder dgl. mit verschiedenen Eigenschaften verwendet, die es gestatten, die Leistungsverluste auf einem Minimum zu halten.

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Im folgenden werden bevorzugte ^usführangsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des erfindungsgemäßen Übertragungsmechanismus zum Antreiben von Hilfsaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe des Motors;

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 bei niedriger Motordrehzahl und großem Durchmesser der Antriebs-Riemenscheibe;

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entsprechend Fig. 2, jedoch bei hoher Motordrehzahl und kleinem Durchmesser der Antriebs-Riemenscheibe;

Fig. 4 ist eine perspektivische Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Riemen und eine Kette als flexible, endlose Elemente verwendet werden;

Fig. 5 ist eine Darstellung ähnlich Fig. 4 und zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der ebenfalls ein Riemen und eine Kette als flexible, endlose Elemente verwendet werden;

Fig. 6 ist eine Ansicht ähnlich Fig. 4 und 5 und zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der zwei Ketten als flexible, endlose Elemente verwendet werden;

Fig. 7 entspricht Fig. 4und zeigt eine Ausführungsform mit einer inneren Kette und einem äußeren Riemen;

Fig. 8 entspricht wiederum Fig. 4 und zeigt eine Ausführungsform mit einem inneren Riemen und einer äußeren Rollenkette;

Fig. 9 ist eine Darstellung wie Fig. 4 und zeigt eine Ausführungsform mit einem inneren Riemen und einer

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äußeren Kette;

Fig. 1o ist eine Darstellung wie Fig. 4, wobei eine Ausfuhrungsform mit einer inneren Kette und einem äußeren Riemen gezeigt ist;

Fig. 11 zeigt wiederum eine weitere Darstellung entsprechend Fig. 4, und zwar eine Ausführungsform mit einem in Segmente unterteilten inneren Riemen und einem äußeren Riemen.

In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform A des erfindungsgemäßen Antriebssystems als Antrieb für Kraftfahrzeug-Hilfsaggregate -12 und 14 mit Hilfe eines Motors 16 gezeigt. Der Motor umfaßt eine Kurbelwelle 18, die aus dem Motor austritt und eine Riemenscheibe 2o trägt. Das eine Hilfsaggregat 12 (das beispiels-^ weise die Lichtmaschine sein kann) ist mit Hilfe eines Armes 22 an dem Motor befestigt. Das andere Hilfsaggregat14 (das beispielsweise durch einen Kompressor einer Klimaanlage gebildet werden kann), ist über den Arm 24 an dem Motor angebracht.

Die Riemenscheibe 2o ist eine durch Fliehkraft betätigte Riemenscheibe mit veränderlichem Durchmesser und kann durch eine herkömmliche Fliehkraft-Riemenscheibe gebildet werden. Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, umfaßt die zur Veranschaulichung dargestellte Fliehkraft-Riemenscheibe einen feststehenden Abschnitt 26 der an der Kurbelwelle 18 mit Hilfe einer Schraube 28 befestigt ist, und einen verschiebbaren Abschnitt 3o, der auf der Kurbelwelle mit Hilfe einer Feder 32 festgelegt ist. Der Abschnitt 26 weist eine geneigte Wandfläche 26 a auf und der Abschnitt 3o eine geneigte Wandfläche 3oa. Ein Ring 34, der an der Kurbelwelle mit Hilfe einer Schraube 36 befestigt ist, weist vier in Winkelabständen liegende Sackbohrungen 38 auf. Federn 4o, die sich in den Sackbohrungen 38 befinden, erfassen den verschiebbaren Abschnitt 3o -der Riemenscheibe 2o und drücken diesen Abschnitt in Richtung des feststehenden Abschnitts 26. Gewichtsbelastete Finger 42 sind jeweils schwenkbar an einem Ende. 42a mit dem feststehenden Riemenscheiben-Abschnitt 26 verbunden. Sie weisen

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Kopfbereiche 42 b auf, d.^;.e mit einer Schulter 44 an dem verschiebbaren Abschnitt 3o zusammenwirken. Wenn die Riemenscheibe angehalten wird oder sich mit geringer Drehzahl dreht, wird der verschiebbare Abschnitt 3o durch die Federn 4o in Richtung und in Eingriff mit dem feststehenden Abschnitt 2o gedrückt. Wenn die Drehzahl der Riemenscheibe erhöht wird, werden die Finger 42 nach außen gegen die Schulter 44 geschwenkt, und der verschiebbare Abschnitt wird dadurch entgegen der Federkraft der Federn 4o von dem feststehenden Riemenscheiben-Abschnitt fortgedrückt.

Ein endloser Keilriemen 46 verläuft um die Riemenscheibe 2o und eine mitlaufende Riemenscheibe 48. Die mitlaufende Riemenscheibe 48 ist in einem Schäkel 5o angeordnet, dessen Achse 5o a gleitend durch einen Ansatz 52 aufgenommen wird. Die Achse 5o a weist Muttern 54 auf, durch die eine Scheibe 56 auf der Achse gehalten wird. Eine Feder 58 befindet sich zwischen der Scheibe und dem Ansatz 52 und drückt die Riemenscheibe 48 in Richtung des Ansatzes 52, der an dem Motor befestigt ist.

Der Keilriemen 4 6 besteht vorzugsweise aus Gummi oder einem anderen Material mit einem hohen Reibungskoeffizienten in Bezug auf die Wandflächen 26 a, 3o a der Riemenscheibe, die vorzugsweise aus Metall besteht. Der Keilriemen 46 weist bevorzugt Zähne 46 a auf der äußeren Oberfläche auf.

Ein endloser, flexibler Treibriemen 6o verläuft um die Riemenscheibe 2o herum über den Keilriemen 46 und über die Riemenscheiben 12 a und 14 a , die mit den Hilfsaggregaten 12,14 verbunden sind. Der Treibriemen 6o weist Zähne 6o a auf der inneren Oberfläche auf, die in die Zähne 46 a auf dem Keilriemen 46 eingreifen und einen zwangsweisen Eingriff zwischen den Riemen 46,6o sicherstellen. Jede der Riemenscheiben 12 a und 14 a weist vorzugsweise Zähne 12b und 14 b auf, die zwangsweise in die Zähne 6o a des Treibriemens 6o eingreifen. Eine mitlaufende Riemenscheibe 62 ist in einem Schäkel 64 befestigt, von dem eine Achse 66 ausgeht. Die Achse 66 ist gleitend in einem Ansatz 68 gehalten, der an dem Motor 16 befestigt ist. Muttern 7o auf der Achse 66 begrenzen die Abwärtsbewegung der Riemenscheibe 62, und eine Feder 72 zwischen dem Ansatz und dem Schäkel drückt die Riemen-

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scheibe in Eingriff min der äußerer. Oberfläche des Treibriemens 60, so daß der Treibriemen straff auf der Antriebs-Riemenscheibe 2o und den angetriebenen Riemenscheiben gehalten wird, die mit den Hilfsaggregaten12 und 14 verbunden sind.

Der Treibriemen 60 hat andere Eigenschaften als der Keilriemen 46. Der Keilriemen 46 überträgt keine nennenswerte Leistung, da er lediglich über die Antriebs-Riemenscheibe 2o und die mitlaufende Riemenscheibe 48 läuft.

Eine Funktion des Keilriemens 4 6 besteht lediglich darin, einen optimalen Eingriff mit den Wandflächen 26 a und 3o a der Antriebsriemenscheibe 2o zu gewährleisten. Falls es notwendig oder wünschenswert ist, könnte die mitlaufende Riemenscheibe 48 sogar entfallen. In diesem Falle müßte der endlose Keilriemen 4 6 im Durchmesser etwas größer als der größte Durchmesser der im Durchmesser veränderlichen Riemenscheibe 2o sein. Der Keilriemen würde in diesem Falle im unteren Sektor S der Riemenscheibe 2o aufgrund der radial nach innen gerichteten, durch den Treibriemen 60 ausgeübten Kraft festgehalten.

Eine weitere Funktion des Keilriemens 46 besteht darin, einen guten Antriebseingriff mit dem Treibriemen 60 herzustellen.

Ein angemessener Antriebseingriff zwischen dem Keilriemen 46 und dem Treibriemen 60 kann, ohne daß Zähne auf den Riemen vorgesehen werden, einfach aufgrund der Reibung zwischen den Riemenoberflächen erzielt werden, die allerdings von den zur Herstellung der Riemen verwendeten Materialien abhängt.Wenn jedoch die durch dLe Hilfsaggregate gebildete Belastung groß ist, ist ein stärker zwangsläufiger Antriebseingriff zwischen den Riemen erforderlich, wie er mit Hilfe der komplementären Ausbildung der Zähne 46 a und 60 a erzielt wird.

Der Treibriemen 60 muß derart ausgebildet sein, daß er die zum Antreiben der Hilfsaggregate erforderliche Antriebs- leistung, die in der Größenordnung von 18,6 kw (25 horsepower) liegen kann, übertragen kann. Neben dieser zur Leistungsübertragung notwendigen Festigkeit muß der Riemen eine ausreichende Flexibilität aufweisen, damit er um die Antriebsriemenschei-

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be, die Hilfsagregaten-Rx3menscheiben und die mitlaufenden Riemenscheiben herumgelegt werden kann. Daher kann der Treibriemen 60 Fäden oder Seile 60b enthalten, die zur Verstärkung eingebettet sind, und relativ dünn oder schmal in Bezug auf den Abstand von der inneren zur äußeren Oberfläche entsprechend der Abmessung D sein, so daß die notwendige Flexibilität gewährleistet ist. Andererseits kann der Keilriemen 46 in der Abmessung D' relativ dick sein, so daß ein besonders sicherer Eingriff mit den seitlichen Wandflächen 26 a und 3o a der Antriebsriemenscheibe gewährleistet ist. Wegen des zwangsweisen Antriebseingriffes zwischen den Riemen muß der äußere Treibriemen 60 die Seitenwände der Antriebs-Riemenscheibe nicht erfassen, da keine Kraft oder keine nennenswerte Kraft direkt von der Riemenscheibe 2o auf den Treibriemen 60 übertragen wird. Vielmehr wird alle oder praktisch alle Antriebskraft, die von der Riemenscheibe 2o auf den Treibriemen 60 übertragen wird, indirekt über den Keilriemen 46 übertragen. Daher muß der äußere Treibriemen 60 nicht dick sein und keinen guten Oberflächenkontakt mit der Riemenscheibe aufweisen, wodurch die Flexibilität beeinträchtigt würde.

Bei Leerlaufdrehzahl des Motors liegen der feststehende Abschnitt 26 und der verschiebbare Abschnitt 3o der Antriebs-Riemenscheibe gegeneinander an, wie aus Fig. 2 hervorgeht, und die schrägen Wandflächen 26a, 3oa der Abschnitte liegen dicht beieinander, so daß eine Riemenscheibe mit maximalem Durchmesser entsteht. Daher ist das Drehzahlverhältnis zwischen Antriebsriemenscheibe 2o und den angetriebenen Riemenscheiben hoch, so daß die Hilfsaggregate trotz der niedrigen Motordrehzahl mit einer angemessenen Betriebsdrehzahl angetrieben werden.

Wenn die Drehzahl des Motors steigt, werden die Finger 42 nach außen geschwenkt und legen sich gegen die Schulter 44, so daß die Riemenscheibenabschnitte auseinandergedrückt werden, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist.

Während sich die Abschnitte der Riemenscheibe zur Vergrößerung des Durchmessers auseinanderbewegen, hebt die Feder 58 die Riemenscheibe 48 in die in strichpunktierten Linien gezeigte Stellung an, so daß das Spiel in dem Keilriemen 46 aufgenommen

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In dieser Stellung der Riemensoheibe 2o, in der ihr Durchmesser kleiner ist, senkt sich das Drehzahlverhältnis zwischen der Antriebsriemenscheibe und den angetriebenen Riemenscheiben. Da jedoch zu diesem Zeitpunkt die Motordrehzahl höher liegt, bleibt die Drehzahl der Hilfsagregate annähernd konstant, so daß sie nach wie vor trotz der hohen Motordrehzahl mit einer zufriedenstellenden Betriebsdrehzahl arbeiten .

Erfindungsgemäß wird also ein einfacherund wirksamer Riementrieb mit stufenlos variablem Drehzahlverhältnis zur Übertragung der Antriebsleistung von einem Antriebselement zu den angetriebenen Elementen geschaffen. Die Leistung wird von einer Fliehkraft-betätigten Antriebs-Riemenscheibe mit veränderlichem Durchmesser auf den Antriebsriemen nicht direkt, sondern indirekt über einen Keilriemen derart übertragen, daß alle Vorteile des Keilriemens (wie beispielsweise eine gute Eingriff^verbindung'mit der Riemenscheibe mit veränderlichem Durchmesser) und alle Vorteile des Treibriemens, (viie etwa hohe Festigkeit und Flexibilität) kombiniert werden.

Obwohl die bei der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendeten flexiblen, endlosen Elemente Riemen 46 und 60 sind, können andere flexible,endlose Elemente wie Ketten, ebenfalls verwendet werden.

In Fig. 4 ist eine ausdehnbare Antriebs-Riemenscheibe 12o gezeigt, die mit der Riemenscheibe 2o übereinstimmen kann und die einem anderen Hilfsaggregate-Antriebssystem B zugehört, das - abgesehen von den im folgenden erläuterten Einzelheiten — mit dem Antriebssystem der Fig. 1 übereinstimmt. Die Riemenscheibe 12o befindet sich auf einer Antriebswelle 118, die der Kurbelwelle 18 der Fig. 1 entspricht. Ein flexibler endloser Riemen 146, der auch ein Keilriemen, wie der Keilriemen 46 sein kann, ist auf der Riemenscheibe 12o und einer Riemenscheibe 148 angeordnet. Die Riemenscheibe 148 entspricht der Riemenscheibe 48,und sie wird auf dieselbe Weise wie die Riemenscheibe 48 gem. Fig. 1 federnd vorgespannt. Der Riemen hat Zähne 146 a auf der äußeren Oberfläche, die den Zähen 46 a entsprechen und die in Zähne I60 a auf der inneren Oberfläche

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einer Kette 16o eingreifen. Dia Kette 16o besteht aus starren Segmenten 16o b, die jeweils auf der inneren Oberfläche bei 16o c eine Stufe zur Bildung eines Zahnes aufweisen. Ein Ende jedes Segments weist eine Zunge 16o d auf, und das gegenüberliegende Ende ist mit einer Aussparung 16o e versehen. Die Zunge jedes Segments wird durch die Aussparung des angrenzenden Segments aufgenommen, und die Segmente sind miteinander schwenkbar mit Hilfe von Stiften 160 f zur Bildung einer endlosen Kette verbünden. Die Kette I60 liegt im Bereich der Riemenscheibe 12o über dem Riemen 146, wobei die Zähne der Kette und des Riemens ineinandergreifen und eine Antriebsverbindung zwischen Kette und Riemen herstellen. Die Kette läuft ebenfalls um Riemenscheiben, wie etwa die Riemenscheibe" 114 a, die Naben mit Zähnen 114b zum Erfassen der Zähne a auf der inneren Oberfläche der Kette aufweisen. Die Riemenscheibe 114 a ist eine angetriebene Riemenscheibe, die mit einem Hilfsagregat, wie etwa einem Kompressor einer Klimaanlage, auf dieselbe Weise wie die Riemenscheibe 14 a gem. Fig. verbunden ist. Daher wird in dem Antriebssystem B für Hilfsagregate gem. Fig. 4 die Leistung von der ausdehnbaren Antriebs-Riemenscheibe 12o auf den Riemen 146 durch Reibungseingriff zwischen den Seiten des Riemens und den Wänden der Riemenscheibe übertragen. Diese Leistung gelangt sodann von dem Riemen 146 auf die Kette I60, und zwar aufgrund des zwangsläufigen oder formschlüssigen Eingriffs zwischen beiden und sodann von der Kette I60 auf Riemenscheiben wie die Riemenscheibe 114 a und zu den mit diesen verbundenen Hilfsagregaten.

Bei dem Antriebssystem C für Hilfsagregate, das in Fig. 5 gezeigt ist , befindet sich eine ausdehnbare Antriebs-Riemenscheibe 22o auf einer Antriebswelle 218, wobei - abgesehen von den im folgenden erläuterten Abweichungen - Übereinstimmung mit der Ausführungsform der Fig. 1 besteht. Bei der Ausführungsform der Fig. 5 ist das innere, flexible Endloselement, das sich auf der ausdehnbaren Antriebs-Riemenscheibe befindet, eine Kette 246, und das äußere, flexible Endloselement, das im Bereich der Riemenscheibe auf der Kette liegt, ist ein Riemen 26o. Die ausdehnbare Antriebs-Riemenscheibe 22o stimmt mit der Antriebs-Riemenscheibe 2o überein, wobei als Unterschied lediglich radiale Nuten 23o b auf den inneren Wandflächen der Riemenscheibe vorgesehen sind.

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Die Kette 246 umfaßt starre Segment^ 246 a mit einer Zunge 246 b an einem und einer Aussparung 246 c am entgegengesetzten Ende. Die Segmente sind, schwenkbar miteinander verbunden, wobei die Zunge jedes Elements durch die Aussparung jedes angrenzenden Elementes aufgenommen wird und die Elemente mit Hilfe von Stiften 246 d zur Bildung einer endlosen Kette verbunden sind. Jedes Kettensegment weist quergerichtete öffnungen 246 e auf, die eine Anzahl von Zungen 246 f aufnehmen, die sich durch die Aussparungen erstrecken und auf beiden Seiten der Kettensegmente hervorspringen. Diese Zungen erfassen die Nuten 23o b der Riemenscheibe und gewährleisten einen formschlüssigen Antriebs-Eingriff zwischen der Riemenscheibe 22o und der Kette 246. Ausdehnbare-Riemenscheiben und Ketten, die einen formschlüssigen Antriebseingriff bieten, sind als solche bekannt und beispielsweise in den US-PS'en 3 175 41o, 3 222 946 und 3 448 63o beschrieben. Die Kette 246 weist Ansätze 246 g (ein Ansatz auf der Zunge 246 b und zwei Ansätze auf beiden Seiten der Aussparung 246 c) auf der äußeren Oberfläche auf, die in Querrichtung ausgerichtet sind, wenn die Kettensegmente schwenkbar miteinander verbunden sind. Diese Ansätze bilden einen Zahn 246 h im Bereich der durch die Längsachse der Stifte 246 d gebildeten Schwenkachse aneinander angrenzender Segmente. Der flexible, endlose Riemen 26o weist eine entsprechende Form· in Gestalt von quergerichteten Nuten 26o a auf der inneren Oberfläche auf, die die Zähne 246 h aufnehmen und einen formschlüssigen Antriebseingriff zwischen der Kette und dem Riemen 26o gewährleisten. Die Kette 246 läuft über eine federnd vorgespannte Riemenscheibe 248, die weitgehend der Riemenscheibe 48 entspricht, jedoch radiale Nuten 248 a -auf den inneren Wandflächen der Riemenscheibe aufweist. Der Riemen 26o läuft über die Riemenscheiben der Hilfsagregate, beispielsweise über die Riemenscheibe 214 a, die eine Nabe aufweist, die mit Zähnen 214 b zur Aufnahme der Nuten 26o a des Riemens versehen sind, so daß die Antriebsleistung von der Kette 246 auf die Riemenscheiben der Hilfsajjregate und damit auf die Hilfsatgregate übertragen wird.

In Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Antriebssystems für Hilfsagjregate gezeigt, die mit dem Buchstaben D gekennzeichnet ist, wobei sowohl das innere, flexible Endloselement, das sich auf der ausdehnbaren Antriebs-Riemenscheibe befindet,

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als auch das äußere flexible Endloselement, das im Bereich der Antriebsriemenscheibe auf dem inneren Element liegt, eine Kette ist. Die Antriebs-Riemenscheibe 32o dieser Ausführungsform stimmt mit der Riemenscheibe 22o gem. Fig. 5 überein. Die Riemenscheibe 32o ist auf der Antriebswelle 318 befestigt und weist radiale Nuten 33o b in den inneren Seitenwänden auf. Entsprechend ist die innere, flexible, endlose Kette 346 mit Vorsprüngen zur Bildung von Zähnen 346 h versehen. Die Kette 346, die mit der zuvor beschriebenen Kette 246 übereinstimmt, weist ebenfalls seitlich vorspringende Zungen 346 f auf, die sich in Querrichtung durch die Kette erstrecken. Die äußere, flecxible, endlose Kette 36o umfaßt starre Segmente 36o a mit Aussparungen 36o b an den inneren Kanten an jedem Ende, die sich quer über die Kette erstrecken und quergerichtete Nuten 36o c bilden. Die Segmente weisen je eine Zunge 36o d an einem und eine längsgerichtete Aussparung 3 6o e am entgegengesetzten Ende auf. Die Zunge jedes Segments wird durch die Aussparung des angrenzenden Segments aufgenommen. Die Segmente sind miteinander schwenkbar mit Hilfe von Stiften 36o f zur Bildung einer endlosen Kette verbunden. Die quergerichteten Nuten 36ö c treten in Antriebseingriff mit den Zähnen 346 h auf der äußeren Oberfläche der Kette 346. Wie bei den anderen Ausführungsformen der Erfindung wird die Antriebsleistung von der Antriebsriemenscheibe auf das innere, flexible Endloselement aufgrund des Eingriffs der Seiten des Endloselements übertragen, Die Antriebsleistung gelangt soda>nn von dem inneren, flexiblen Endloselement aufgrund des Antriebseingriffes an das äußere, flexible Endloselement und von dort an die angetriebenen Riemenscheiben, wie etwa die Riemenscheibe 314 a (die mit der Riemenscheibe 214 a übereinstimmt), welche Riemenscheiben mit den Hilfsaggregaten zu deren Drehung verbunden sind.

Das in Fig. 7 gezeigte Antriebssystem E stimmt - abgesehen von den im folgenden erörterten Unterschieden - mit dem Antriebssystem der Fig. 1 überein. Die Antriebs-Riemenscheibe 42o, die auf einer Antriebswelle 418 montiert ist, stimmt mit der Riemenscheibe 22o (Fig. 5) überein. Die endlose Kette 446 gleicht der Kette 246, ausgenommen, daß die Kette 446 keine

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Vorsprünge auf der äußeren Oberfläche zur Bildung von Zähnen aufweist. Anstelle der Zähne sind die äußeren Oberflächen der Segmente 246 a der Kette mit einer Anzahl von abwechselnd angeordneten Längsnuten 246 c und längsgerichteten Vorsprüngen 246 b versehen, die mit entsprechenden, längsgerichteten VorSprüngen 46o a und Nuten 46o b auf der inneren Oberfläche des Riemens 46o in Eingriff treten. Der Riemen 46o , der dem Riemen 6o des Systems der Fig. 1 entspricht, läuft im Bereich der Antriebs-Riemenscheibe 42o über die Kette 446 und steht mit dieser in Antriebseingriff. Die Kette 446, die wiederum eine Endloskette ist, läuft um eine federbelastete Riemenscheibe 448, die der Riemenscheibe 248 entspricht, und der Riemen 46o, der ebenfalls ein Endlosriemen ist, läuft über die Riemenscheibe 414 a, die in Verbindung mit einem Hilfsaggregat steht und dieses antreibt. Die Riemenscheibe 414 a weist eine Nabe mit abwechselnden, umlaufenden Rillen und Vorsprüngen zur Aufnahme des Riemens 46o auf. ·

Bei der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform handelt es sich um das Antriebssystem F, das, abgesehen von den im folgenden erläuterten Einzelheiten, mit dem Antriebssystem der Fig. 1 übereinstimmt. Eine ausdehnbare Antriebsriemenscheibe 52o entsprechend der Riemenscheibe 2o nimmt einen dicken, schmalen, endlosen Riemen 546 auf, der ebenfalls um eine federbelastete Riemenscheibe 548 herumläuft, die mit der Riemenscheibe 48 übereinstimmt. Die äußere Oberfläche des Riemens 546 weist Zähne 546 a auf, die die Zähne eines Kettenzahnrades darstellen. Eine endlose Rollenkette 56b umfaßt Rolleneinheiten 56o a, die zwar nicht gezeigte Buchsen aufweisen, die an jedem ihrer Enden durch innere Seitenglieder 56o b verbunden sind. Die Rollen 56σ c sind drehbar auf den Buchsen angeordnet. Die Rolleneinheiten sind miteinander schwenkbar zur Bildung einer endlosen Kette durch äußere Seitenglidder 56o d verbunden, die schwenkbar mit den Rolleneinheiten durch Stifte 56o e in Verbindung stehen, die durch die Buchsen aufgenommen werden und sich durch die inneren und äußeren Seitenglieder erstrecken. Die Rollenkette wird durch den Riemen'546 im Bereich der Antriebs-Riemenscheibe 52o aufgenommen und kämmt mit den Zähnen 546 a wie mit einem Kettenzahnrad. Die Rollenkette wird ebenfalls durch das Kettenzahnrad 514 a aufgenommen, die mit einem Hilfsaggregat zum Antreiben die-

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ses Hilfsaggregats verbunden ist.

Bei der Ausführungsform · (gem. Fig. 9, die ein Antriebssystem G darstellt, das ebenfalls- abgesehen von den im folgenden erläuterten Einzelheiten - ähnlich der Ausführungsform der Fig. 1 ist , verläuft ein Riemen 646 über eine ausdehnbare Antriebs-Riemenscheibe 62o, die mit der Riemenscheibe 2o übereinstimmt. Der Riemen 646 weist abwechselnde Längsrillen 646 a und Längsvorsprünge 646 b auf der äußeren Oberfläche auf, die mit komplementären VorSprüngen 66o a und Nuten 66o b auf der inneren Oberfläche der Segmente einer Kette 66o in Antriebseingriff treten.,Die Kette 66o besteht aus starren Elementen 66o c, die ähnlich wie die Kette 16o eine Zunge 66b d an einem Ende und eine Aussparung 66o e am anderen Ende aufweisen. Die Zunge jedes Segments wird durch die Aussparung des angrenzenden Segments aufgenommen und ist mit dieser schwenkbar zur Bildung einer, endlosen, flexiblen Kette entsprechend der Kette 16o verbunden. Der Riemen 646, der ebenfalls ein Endlosriemen ist, läuft über eine federbelastete Riemenscheibe 648, die mit der Riemenscheibe 48 übereinstimmt. Die Kette 66o, die im Bereich der Riemenscheibe 62o über dem Riemen 646 liegt, läuft ebenfalls um die Riemenscheibe 614 a (die mit der Riemenscheibe 414 a übereinstimmt) und treibt ein mit dieser Riemenscheibe verbundenes Hilfsagregat an. Die Riemenscheibe wiest eine Nabe mit umlaufenden Vorsprüngen und Nuten auf, die in die Vorsprünge und Nuten der inneren Oberfläche der Kette 66o eingreifen.

In Fig. 1o ist eine Ausführungsform H der Erfindung gezeigt, die - abgesehen von den im folgenden erläuterten Unterschieden - mit der Ausführungsform gem. Fig. 1 übereinstimmt. · Eine Rollenkette 746 läuft um eine Antriebs-Riemenscheibe 72o, die mit der Riemenscheibe 2o übereinstimmt. Die Rollenkette 746 gleicht der Rollenkette 56o, abgesehen davon, daß die Stifte 746 a, die den Stiften 56o e der Kette 56o entsprechen, über die Seiten der Kette hinaus verlaufen und in Flächen 746 b enden, die die inneren Wandflächen der Riemenscheibe 72o in Antriebseingriff erfassen. Ketten mit herausragenden Stiften zur Herstellung einer Antriebsverbindung mit Riemen-

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scheiben sind als solche bekannt, wie z.E. dis US-PS' en 2 69o 678 und 3 o49 933 zeigen. Ein Riemen 76o, der im Bereich der Riemenscheibe 72o über die Kette läuft, weist quergerichtete Nuten 76o a auf der inneren Oberfläche auf. Die Nuten, die Zähne auf dem Riemen ähnlich den Zähnen von Kettenzahnrädern begrenzen, kämmen mit den Rollen 746 c der Kette und stehen mit diesen im Antriebseingriff. Die Kette 746, die eine Endloskette ist, läuft ebenfalls um eine federbelastete Riemenscheibe 748, die mit der Riemenscheibe 48 übereinstimmt. Der Riemen 76o läuft ferner über eine Riemenscheibe 714 a, der eine Nabe 714 b mit- Zähnen 714 c zur Aufnahme der Nuten 76o a auf dem Riemen 76o im Sinne einer Antriebsverbindung aufweist. Die Riemenscheibe 714 a treibt ein Hilfsaggregat an,· das mit dieser Riemenscheibe verbunden ist.

Bei der Ausführungsform gem. Fig. 11, die ein Antriebssystem J ähnlich dem Antriebssystem der Fig. 1 zeigt, wird die Antriebsleistung von der Antriebs-Riemenscheibe auf die Hilfsaggregate über ein System übertragen, das zwei Riemen umfaßt, die nach dem "Huckepack-System" der Fig. 1 angeordnet sind. Gem. Fig. 11 ist jedoch nur ein Riemen ein durchgehender Riemen, wahren! der andere Riemen aus Riemensegmenten besteht, die schwenkbar miteinander verbunden sind.

Der in Segmente unterteilte Riemen 84 6 läuft um eine ausdehnbare Antriebs-Riemenscheibe 82o herum, die mit der Riemenscheibe 2o übereinstimmt. Die Riemensegmente bestehen aus Gummi oder Kunststoff, so daß ein guter Reibungskontakt mit den inneren Wandflächen der Antriebs-Riemenscheibe 82o gewährleistet·ist. Jedes Segment 846 a weist eine Zunge 846 b an einem Ende und eine Aussparung 846 c am entgegengesetzten Ende auf. Die Zunge jedes Segments ist mit Hilfe eines Stiftes 846 d schwenkbar in der Aussparung des angrenzenden Segmentes festgelegt, so daß ein endloser, aus Segmenten bestehender Riemen entsteht. Der Riemen weist längsgerichtete, abwechselnde Vorsprünge 846 e und RiI- len 846 f auf der äußeren Oberfläche auf, die mit Vorsprüngen und Rillen auf der inneren Oberfläche eines Riemens 86o in Eingriff treten, der im Bereich der Antriebs-Riemenscheibe 82o über dem aus Segmenten gebildeten Riemen 846 liegt. Der Riemen 846 läuft um eine federbelastete - Riemenscheibe 848, die mit der Riemenscheibe übereinstimmt,und der Riemen 86o läuft um eine

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Riemenscheibe 814a, die der Riemenscheibe 414a gleicht.
Wie die Riemenscheibe 414a ist auch die Riemenscheibe 814a mit einem Hilfsaggregat zum Antreiben dieses Hilfsaggregats verbunden.

-Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

Stufenloses Getriebe mit einer ersten, auf einer Antriebswelle angeordneten Riemenscheibe mit konischen seitlichen Wandflächen, mit einer zweiten, auf einem angetriebenen Glied angeordneten Riemenscheibe und mit einem endlosen, flexiblen Element, das mit den konischen Wandflächen der erste'n Riemenscheibe in Antriebseingriff steht, g e k e η η zeichnet durch ein zweites flexibles, endloses Element (60... 860) zwischen der ersten Riemenscheibe (2o... 82o) und der zweiten Riemenscheibe (14a...814a), das auf der ersten Riemenscheibe (2o...82o) in Antriebseingriff mit dem ersten flexiblen,endlosen Element (46...846) steht.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t, daß wenigstens ein seitlicher Abschnitt (3o) der Riemenscheibe (2o...82o) in Bezug auf den anderen Abschnitt (26) verschiebbar ist, und daß Einrichtungen (42,44) zum Verschieben des verschiebbaren Abschnitts (3o) der Riemenscheibe in Richtung des feststehenden Abschnitts (26) und. in entgegengesetzter Richtung entsprechend der Drehzahl der Riemenseheibe zur Veränderung des Durchmessers der Riemenscheibe vorgesehen sind.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine mitlaufende Riemenscheibe (48...848) zur Aufnahme des ersten flexiblen Elements, (46...846), die Einrichtungen (5o bis 58) zum Einstellen der mitlaufenden Riemenscheibe und zum Straffhalten des ersten flexiblen Elements umfaßt.
4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f gekennzeichnet durch komplementäre' Ausformungen (46a, 60a...) auf dem ersten und dem zweiten flexiblen, endlosen Element zur Herstellung eines formschlüssigen Eingriffs zwischen beiden.

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5. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheibe mit veränderlichem Durchmesser die erste Riemenscheibe(2o...82o) ist.
6.. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die komplementären Ausformungen Zähne(6oa) auf der inneren Oberfläche eines äußeren Riemens (6o) und Zähne (46a) auf der äußeren Oberfläche eines inneren Riemens (46) sind.
7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste flexible, endlose Element und das zweite flexible, endlose Element Riemen (46...;6o...) sind.
8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite flexible, endlose Element (346, 36o) Ketten sind.
9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste flexible, endlose Element ein Riemen (146, 546) und das zweite flexible, endlose Element eine Kette (16o, 56o) ist.
10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste flexible, endlose Element eine Kette (246, 446, 746 ) und das zweite flexible, endlose Element ein Riemen (260,46ο, 76o) ist.
11. Getriebe nach einem der Ansprüche 8 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Riemen- scheibe (22o, 32o, 42o, 72o) geneigte innere Wandflächen mit radialen Nuten (23o b, 33o b...) aufweist und daß die Kette (246, 346, 446, 746) seitlich vorspringende Ansätze (246 f, 346 f...) zum Eintreten in die Nuten aufweist.

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