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Steuereinrichtung an stufenlos verstellbaren Getrieben
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung an stufenlos verstellbaren Getrieben mit zwischen axial verschiebbaren Kegelscheibenpaaren laufenden Zugmittelsträngen, bei denen die zur Aufrechterhaltung und willkürlichen Änderung der Übersetzung erforderlichen, als Axialkraft auf wenigstens eine axial verschiebbare Kegelscheibe des Kegelscheibenpaares auf der Antriebsseite aufzubringenden Steuerkräfte von der Belastung der Getriebe abhängig sind.
Damit die zwischen den Kegelscheibenpaaren laufenden Zugmittelstränge bei jeder Belastung und Übersetzung der Getriebe die erforderliche Reibkraft übertragen können, ist in bekannterweise bei solchen Getrieben beispielsweise auf der Abtriebsseite eine der Kegelscheiben eines Paares in axialer Richtung festgelegt, wogegen die zweite Kegelscheibe eines Paares mittels einer Anpressvorrichtung in axialer Richtung gegen den bzw. die Zugmittelstränge mit einer Axialkraft angepresst wird, die sowohl vom Drehmoment an der Abtriebswelle als auch von der jeweiligen Übersetzung des Getriebes abhängig sein kann.
Dadurch werden auf den bzw. die das Abtriebsscheibenpaar durchlaufenden Zugmittelstrang (Zugmittelstränge) radial nach aussen gerichtete Kräfte ausgeübt, was zur Folge hat, dass der Zugmittelstrang auf der Antriebsseite tiefer zwischen die Kegelscheiben einzudringen versucht und dadurch Spreizkräfte erzeugt, die den axialen Abstand der Kegelscheiben des Antriebsscheibenpaares zu vergrössern suchen. Damit keine ungewollte Übersetzungsänderung eintritt, müssen auf der Antriebsseite des Getriebes den Spreizkräften entgegenwirkende axiale Anpresskräfte. aufgebracht werden, die eine Änderung der Laufradien des Zugmittelstranges (der Zugmittelstränge) verhindern.
Bei Getrieben mittlerer Leistung erreichen die belastung-un übersetzungsabhängigen Anpresskräfte auf der Abtriebsseite des Getriebes die Grössenordnung von einigen tausend Kilogramm, und in derselben Grössenordnung liegen auch die den Spreizkräften auf der Antriebsseite entgegenwirkenden axialen Anpresskräfte. Auf der Abtriebsseite entstehen diese hohen Axialkräfte innerhalb des umlaufenden Scheibensatzes, brauchen also nicht über ein Kugellager od. dgl. gegen das Gehäuse abgestützt zu werden.
Auf der Antriebsseite dagegen müssen die den Spreizkräften entgegenwirkenden Anpresskräfte zur Aufrechterhaltung einer einmal eingestellten Übersetzung des Getriebes von aussen her mittels eines Steuerhebels od. dgl. auf den rotierenden Scheibensatz übertragen werden, so dass die Zwischenschaltung eines sehr hoch belasteten Längskugellagers erforderlich ist. Man kann zwar auch auf der Antriebsseite eine Anpresseinrichtung vorsehen, die vom Drehmoment an der Antriebswelle und von der Übersetzung des Getriebes abhängige Axialkräfte liefert, die innerhalb des rotierenden Scheibensatzes entstehen.
Jedoch darf man die auf der Antriebsseite entstehenden Spreizkräfte durch eine solche Anpressvorrichtung nicht vollständig ausgleichen, weil für das stabile Verhalten des Getriebes immer eine positive Steuerkraft auf der Antriebsseite erforderlich ist. Dies gilt auch dann, wenn andere bekannte Anpressvorrichtungen auf An-und/oder Abtriebsseite verwendet werden, die von der Belastung des Getriebes abhängige Anpresskräfte liefern. So ist es beispielsweise bekannt, die zur Reibkraftübertragung erforderlichen axialen Anpresskräfte auf An- und Abtriebsseite hydraulisch zu erzeugen.
Dabei sind die beweglichen Kegelscheiben der beiden Scheibensätze als axial bewegliche Kraftkolben ausgebildet, auf die der Druck einer Druckflüssigkeit wirkt, dessen Höhe durch Überströmventile in der Druckleitung der den Flüssigkeitsdruck erzeugenden Pumpen in Abhängigkeit von der Belastung des Getriebes gesteuert wird.
Die auch bei Verwendung einer solchen hydraulischen Anpressvorrichtung ebenso wie in allen andern
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Fällen zur Aufrechterhaltung und willkürlichen Änderung der Übersetzung des Getriebes auf dessen An- triebsseite zusätzlich aufzubringende axial gerichtete Steuerkraft muss aber bei den bekannten Getriebe- bauarten, wie bereits erläutert, über ein Längskugellager von einem ruhenden Teil auf den rotierenden
Scheibensatz übertragen und selbstverständlich auch wieder über ein Kugellager od. dgl. : gegen das Gehäu- se abgestützt werden.
Daneben gibt es eine ganze Reihe von stufenlos verstellbaren Getrieben, bei denen die Anpress-und/ oder Verstellkräfte hydraulisch erzeugt werden. Die bekannten hydraulischen Verstelleinrichtungen sind entweder als reine Kraftverstärker ausgebildet oder wirken auf eine selbsttätige Änderung des Überset- zungsverhältnisses bei Belastungsänderungen hin, z. B. um das drehzahlabhängige Leistungsangebot einer
Brennkraftmaschine dem fahrgeschwindigkeitsabhängigen Leistungsbedarf eines Fahrzeuges selbsttätig an- zupassen.
Der Erfindung liegt jedoch die Aufgabenstellung zugrunde, mit Hilfe einer hydraulischen Verstell- einrichtung dafür zu sorgen, dass bei stufenlos verstellbaren Getrieben, insbesondere solcher sehr hoher spezifischer Leistung einmal die Betätigungskräfte für die Herbeiführung einer Übersetzungsänderung sehr klein werden und dass anderseits auch bei grossen Belastungsänderungen und damit grossen Steuerkraftän- derungen keine nennenswerten (ungewollten) Änderungen eines einmal eingestellten Übersetzungsverhält- nisses eintreten.
Bei hochbelasteten Getrieben mit mechanischer Abstützung der Steuerkräfte durch Hebel od. dgl. weisen nämlich diese Teile eine so beträchtliche Nachgiebigkeit auf, dass bei Belastungsänderun- gen ganz erhebliche, aber nicht gewünschte Übersetzungsänderungen auftreten, während die bekannten hydraulischen Verstelleinrichtungen von Haus aus nachgiebig sind oder künstlich nachgiebig gemacht wer- den.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt erfindungsgemäss durch die Kombination von an sich be- kannten Merkmalen in einer ganz bestimmten Weise, u. zw. dadurch, dass die Steuereinrichtung eine auf das getriebene Kegelscheibenpaar einwirkende Anpresseinrichtung aufweist, die von der Belastung und Übersetzung abhängige Anpresskräfte liefert, weiter, dass eine auf das treibende Kegelscheibenpaar ein- wirkende hydraulische Stützkraftvorrichtung vorgesehen ist, die aus einem mit der Antriebswelle umlau- fenden Zylinder und einem darin verschiebbaren Kraftkolben besteht und schliesslich dadurch, dass ein den auf den Kraftkolben wirkenden Flüssigkeitsdruck bestimmendes Steuerventil Verwendung findet,
dessen
Stellglied einerseits mit einer der beweglichen Kegelscheiben im Sinne der Erzeugung einer der axialen
Verschiebung der Kegelscheiben'entgegenwirkenden Steuerkraftänderung und anderseits mit einem will- kürlich verstellbaren Betätigungsglied verbunden ist, so dass einerseits das Übersetzungsverhältnis willkür- lich geändert werden kann und anderseits die eingestellte Übersetzung auch bei Änderung der Belastung erhalten bleibt.
Zur Verbindung des Stellgliedes mit der axial beweglichen Kegelscheibe einerseits und mit dem Betätigungsglied anderseits hat es sich als besonders zweckmässig erwiesen, das Stellglied des
Steuerventils an einem zweiarmigen Hebel anzulenken, dessen eines Ende mit der axial verschiebbaren
Kegelscheibe und dessen anderes Ende mit dem in seiner Lage willkürlich verstellbaren Teil des Betäti- gungsgliedes für die Herbeiführung der Übersetzungsänderung verbunden ist.
Das Steuerventil wird hiebei so ausgebildet, dass es bereits bei ausserordentlich geringen Verschiebun- gen seines mit der axialbeweglichen Kegelscheibe verbundenen Stellgliedes eine so starke Druckänderung
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dasslässigbar klein bleiben. Zu diesem Zweck wird das Steuerventil in der Weise ausgebildet, dass es durch wenigstens einen in einem Steuerzylinder als Stellglied verschiebbaren Steuerkolben gebildet ist, der bei einer axialen Verschiebung mit einer Steuerkante den Durchflussquerschnitt einer Überlauföffnung im Steuerzylinder bestimmt, dem von der Förderpumpe dauernd Druckflüssigkeit zugeführt wird.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ergibt sich mit der beschriebenen Steuereinrichtung auch eine besonders einfache und zweckmässige Lösung für die Parallelschaltung mehrerer gleichartiger Getriebe der eingangs erwähnten Art, deren Antriebs- und Abtriebswellen zu je einem mit gleicher Drehzahl umlaufenden Wellenstrang drehfest miteinander verbunden sind, wobei in besonders einfacher Weise die Forderung erfüllt werden kann, die Gesamtbelastung gleichmässig auf die parallel geschalteten Getriebe zu verteilen.
Hiezu weist erfindungsgemäss nur eines der parallel geschalteten Getriebe das bereits beschriebene, den Flüssigkeitsdruck steuernde Steuerventil und das Betätigungsglied für die Herbeiführung einer willkürlichen, gleichsinnigen Übersetzungsänderung aller Getriebe auf, jedoch sind die als Kraftkolben ausgebildeten beweglichen Kegelscheiben auf der jeweiligen Antriebsseite der parallel geschalteten Getriebe, die in den mit dem Antriebswellenstrang umlaufenden Zylindern der Einzelgetriebe verschiebbar angeordnet sind, gemeinsam von dem durch das Steuerventil gesteuerten Flüssigkeitsdruck beaufschlagt. Die Druckflüssigkeit wird den umlaufenden Zylindern der parallel geschalteten Getriebe durch eine Axialbohrung des aus den Antriebswellen der Einzelgetriebe gebildeten Wellenstranges und durch von dieser Axialbohrung ausgehende Radialbohrungen zugeleitet.
Dadurch sind sämtliche Kraftkolben der
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parallel geschalteten Getriebe mit dem gleichen Druck beaufschlagt, und deshalb müssen alle Getriebe mit genau übereinstimmender Übersetzung laufen und somit auch alle den gleichen Anteil der Belastung übertragen. Würde eines der parallel geschalteten Getriebe einen grösseren Lastanteil übertragen als die andern Getriebe, dann würde der durch diese erhöhte Belastung ebenfalls erhöhten Spreizkraft auf der Antriebsseite dieses Einzelgetriebes keine entsprechend grosse, durch Öldruck erzeugte Axialkraft entgegenwirken und dieses Einzelgetriebe würde daher seine Übersetzung so lange ändern, bis Gleichgewicht zwischen der Spreizkraft und der Öldruckkraft vorhanden ist.
Da die Öldruckkraft aber bei allen Getrieben gleich gross ist, können auch die ihr entgegenwirkenden Spreizkräfte bei den einzelnen Getrieben nur untereinander gleich gross sein, woraus die gleichmässige Verteilung der Belastung auf sämtliche Getriebe folgt. Aus der Tatsache, dass bei allen Getrieben die axialen Steuerkräfte zur Aufrechterhaltung einer einmal eingestellten Übersetzung stets positiv sind, ergibt sich auch sofort, dass jede Störung des Gleichewichts in der Lastverteilung im Sinne der Wiederherstellung dieses Gleichgewichts ausgeglichen wird und dass somit die parallel geschalteten Getriebe eine stabile Gleichgewichtslage bezüglich der gleichmässigen Lastverteilung einhalten.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigen in schematischer Darstellung : Fig. l einen schematischen Längsschnitt durch ein stufenlos verstellbares Getriebe mit einer erfindungsgemässen Steuereinrichtung, Fig. 2 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch zwei parallel geschaltete stufenlos verstellbare Getriebe, Fig. 3 einen Längsschnitt durch ein Getriebe geänderter Ausführungsform und Fig. 4 einen Längsschnitt des Steuerventils des Getriebes nach Fig. 3 in vergrössertem Massstab.
Bei dem Getriebe nach Fig. 1 ist in einem Getriebegehäuse 1 eine Antriebswelle 2 und parallel dazu eine Abtriebswelle 3 mit Hilfe von Kugellagern 4 gelagert. Auf der Antriebswelle 2 ist drehfest und axial unverschiebbar eine Kegelscheibe 5 und eine ebenfalls drehfest aber axial verschiebbar gelagerte Kegelscheibe 6 angeordnet. Auf der Abtriebswelle 3 ist drehbar und axial verschiebbar eine Kegelscheibe 7 und eine drehfest mit der Kegelscheibe 7 verbundene, axial aber unverschiebbar gelagerte Kegelscheibe 8 angeordnet. Die Kegelscheibe 8 ist über ein Längskugellager 9 und über einen Stützring 10 gegen die Welle 3 abgestützt.
Die Kegelscheibe 7 auf der Abtriebswelle 3 trägt auf der Stirnseite ihrer Nabe 11 Kurvenbahnen 12, die unter Vermittlung von Wälzkörpern 13 mit Kurvenbahnen 14 zusammenarbeiten, die auf der Stirnseite einer mit der Abtriebswelle 3 fest verbundenen Muffe 15 angeordnet sind. Bei Einleitung des Drehmomentes in die Abtriebswelle 3 wird dieses über die Kurvenbahnen 14, die Wälzkörper 13 und die Kurvenbahnen 11 auf die drehbar auf der Welle 3 angeordnete Kegelscheibe 7 und auf die mit ihr drehfest verbundene Kegelscheibe 8 übertragen, wobei gleichzeitig das Drehmoment in eine in Richtung des Pfeiles 16 wirkende Axialkraft umgewandelt wird.
Diese Axialkraft klemmt den die Kegelscheibenpaare 5,6 und 7,8 verbindenden Zugmittelstrang 17 zwischen den Kegelscheibenoberflächen der Kegelscheiben 7 und 8 mit einer solchen Kraft ein, dass der Zugmittelstrang 17 in der Lage ist, die der jeweiligenBelastung entsprechenden Reibkräfte zu übertragen. Unter der Wirkung der in Richtung des Pfeiles 16 wirkenden Anpresskraft auf der Abtriebsseite versucht der Zugmittelstrang zwischen den Kegelscheiben 7 und 8 einen grösseren Laufradius anzunehmen, und demzufolge versucht der Zugmittelstrang 17 zwischen die Kegelscheiben 5 und 6 auf der Antriebsseite tiefer einzudringen. Dadurch wird auf der Antriebsseite eine Spreizkraft erzeugt, welche die bewegliche Kegelscheibe 6 in Richtung des Pfeiles 18 zu verschieben sucht.
Dieser Spreizkraft wirkt eine Anpresskraft entgegen, die dadurch erzeugt wird, dass in einem mit der Antriebswelle 2 umlaufenden Zylinder 19 eine Öldruckkraft auf einem in diesem Zylinder 19 axial verschiebbaren und mit der Nabe 20 der Kegelscheibe 6 fest verbundenen Kraftkolben 21 wirkt. Diese Öl- druckkraft wird von einer Zahnradpumpe 22 erzeugt, die Öl aus dem Ölsumpf 23 des Getriebes ansaugt und über eine Druckleitung 24, eine Längsbohrung 25 in der Antriebswelle und Radialbohrungen 26 in den Zylinder 19 fördert.
Über die Druckleitung 24 wird ausserdem ein Steuerzylinder 27 mit Drucköl versorgt, in dem ein Steuerkolben 28 längsverschiebbar ist, der mit seiner als Steuerkante ausgebildeten Stirnflä- che 29 je nach seiner axialen Stellung die Grösse desDurchtrittsquerschnittes einer Überlauföffnung 30 bestimmt, durch die das von der Pumpe 22 geförderte Drucköl in das Getriebegehäuse und damit zum Ölsumpf 23 zurückfliessen kann. Der Steuerkolben 28 ist an einem zweiarmigen Hebel 31 angelenkt, dessen eines Ende 32 mit der Nabe 20 der axial verschiebbaren Kegelscheibe 6 auf der Antriebswelle 2 verbunden ist, wogegen sein anderes Ende 33 mit einem Schraubstück 34 gelenkig verbunden ist, das mittels einer Gewindespindel 35 und eines Betätigungshandrades 36 in axialer Richtung einstellbar ist.
Die Arbeitsweise des Getriebes ist folgende :
In der gezeichneten Stellung des Schraubstückes 34 ist eine bestimmte Übersetzung des stufenlos verstellbaren Getriebes willkürlich eingestellt. Es sei angenommen, dass die vom Zugmittelstrang 17 erzeugte
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Spreizkraft in Richtung des Pfeiles 18 durch die auf den Kraftkolben wirkende Öldruckkraft gerade ins Gleichgewicht gesetzt wird, so dass die bewegliche Scheibe 6 auf der Antriebswelle 2 in axialer Richtung nicht bewegt und die eingestellte Übersetzung des Getriebes, d.
h. die Laufradien des Zugmittelstranges 17
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wirkenden Öldruckes wird dadurch erzeugt, dass der Steuerkolben 28 mit seiner Steuerkante 29 gerade einen so grossenDurchflussquerschnitt der Überlauföffnung 30 freigibt, dass das von der Pumpe 22 geförderte Drucköl genau den Druck hat, der zur Erzeugung der Axialkraft, die der Spreizkraft das Gleichgewicht hält, erforderlich ist.
Es sei nun angenommen, dass an der Abtriebswelle 3 des Getriebes plötzlich ein wesentlich höheres Abtriebsdrehmoment abgenommen wird. Die Folge davon ist, dass die Anpresseinrichtung 12/13/14 eine höhere Anpresskraft in Richtung des Pfeiles 16 liefert, wodurch auch die auf der Antriebsseite in Richtung des Pfeiles 18 wirkende Spreizkraft grösser wird als die ihr entgegenwirkende, den Kolben 21 beaufschlagende Öldruckkraft.
Deshalb verschiebt sich die bewegliche Scheibe 6 auf der Antriebswelle 2 in Richtung des Pfeiles 18. Über den Hebel 31, der bei 32 mit der Nabe 20 dieser Kegelscheibe 6 verbunden ist und seinen festen Drehpunkt bei 33 auf dem Gewindestück 34 hat, wird aber auch der Steuerkolben 28 in Richtung des Pfeiles 18 verschoben und dadurch der Durchflussquerschnitt der Überlauföffnung verkleinert, wodurch der Druck in der Druckleitung 24 und im Zylinder 19 sofort sehr steil ansteigt, so dass nach einer sehr geringen Verschiebung der Scheibe 6 in Pfeilrichtung 18 das Gleichgewicht zwischen der höher gewordenen Spreizkraft und der Öldruckkraft wiederhergestellt ist.
Der Anstieg des Öldruckes bei einer axialen Verschiebung der Kegelscheibe 6 und damit des Steuerkolbens 28 ist so steil, dass die durch die Verschiebung der Kegelscheibe 6 eintretende Übersetzungsänderung des Getriebes wesentlich kleiner bleibt als bei einem Getriebe ähnlicher Bauart, bei dem die Spreizkraft durch Hebel od. dgl. abgestützt wird,
Zur willkürlichen Übersetzungsänderung des Getriebes wird das Handrad 36 gedreht und damit das Schraubstück 34 nach rechts oder links verschoben. Hiebei schwenkt der Hebel 31 zunächst um seine Eingriffsstelle 32 mit der Nabe 20 der Kegelscheibe 6, und der Steuerkolben 28 verändert dementsprechend seine Lage im Steuerzylinder 27, wodurch auch der Durchflussquerschnitt der Überlauföffnung 30 und damit der auf den Kraftkolben 21 wirkende Öldruck geändert wird.
Unter der Wirkung der nunmehr auftretenden Differenzkraft zwischen der Spreizkraft einerseits und der Öldruckkraft anderseits verschiebt sich die Kegelscheibe 6 in axialer Richtung so lange, bis der durch ihre Bewegung ebenfalls verschobene Steuerkolben 28 im Steuerzylinder 27 den Durchflussquerschnitt der Überlauföffnung 30 auf eine solche Grösse gebracht hat, dass bei der durch die axiale Verschiebung der Kegelscheibe 6 eingetretenen neuen Übersetzung des Getriebes die dann herrschende Axialkraft mit der ihr entgegenwirkenden Öldruckkraft ins Gleichgewicht kommt.
Fig. 2 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch zwei parallel geschaltete stufenlos verstellbare Getriebe, wobei das linke Getriebe genau den gleichen Aufbau hat wie das in Fig. l beschriebene Getriebe, weshalb auch die gleichen Bezugszeichen für die einzelnen Teile verwendet sind. Mit der Antriebswelle 2 und der Abtriebswelle 3 des ersten Getriebes sind die Antriebswelle 42 und die Abtriebswelle 43 eines zweiten Getriebes mit Hilfe je einer Verbindungskupplung 40 drehfest verbunden. Das parallel geschaltete Getriebe ist genauso aufgebaut wie das an Hand der Fig. l beschriebene Getriebe, nur fehlt bei ihm die Flüssigkeitspumpe 22, die Druckleitung 24, der Steuerzylinder 27 mit dem darin verschieblichen Steuerkolben 28, der Hebel 31 und das Betätigungsglied zur Herbeiführung einer willkürlichen Übersetzungsänderung 34-36.
Demnach sind in dem parallel geschalteten Getriebe in einem Gehäuse 41 mittels Kugellagern 44 die parallel zueinander liegenden An-und Abtriebswellen 42 bzw. 43 angeordnet, die mit den Wellen 2 und 3 des ersten Getriebes drehfest verbunden sind. Die Antriebswelle 42 trägt wieder eine axial unverschiebbare und drehfest mit ihr verbundene Kegelscheibe 45 und eine axial verschiebbare Kegelscheibe 46, während die Abtriebswelle 43 eine auf ihr drehbare und axial verschiebbare Kegelscheibe 47 trägt, auf deren Nabe drehfest aber axial unverschiebbar die zweite Kegelscheibe 48 sitzt. Die An- presseinrichtung 51-55 ist in derselben Weise ausgebildet wie die Anpresseinrichtung 11-15 beim ersten Getriebe. Zwischen den Kegelscheibenpaaren 45/46 und 47/48 läuft ein Zugmittelstrang 57.
Die Nabe 60 der Kegelscheibe 46 trägt einen Kraftkolben 61, der in einem mit der Antriebswelle 42 umlaufenden Zylinder 59 verschiebbar angeordnet ist. Die Antriebswelle 42 weist eine Längsbohrung 65 auf, die mit der Längsbohrung 25 der Antriebswelle 2 des ersten Getriebes verbunden ist. Über von der Längsbohrung 65
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den umlaufenden Zylindern 19 und 59 der beiden Getriebe der gleiche Druck herrscht. der durch die Stellung des Steuerkolbens 28 des ersten Betriebes bestimmt wird.
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Die Wirkung ist folgende :
Die parallel geschalteten Getriebe werden an der Welle 42 angetrieben und sind an der Abtriebswelle 3 mit einer Arbeitsmaschine od. dgl. gekoppelt. Durch das Einstellhandrad 36 ist ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis willkürlich eingestellt worden. Der Druck der Druckflüssigkeit in den umlaufenden Zylindern 19 und 59 hat dementsprechend eine bestimmte Grösse. Auf die Kraftkolben 21 und 61 wirken daher die gleichen Axialkräfte, die mit den von den Zugmittelsträngen 17 und 57 erzeugten Spreizkräften auf den Antriebsseiten der parallel geschalteten Getriebe im Gleichgewicht stehen. Beide Getriebe müssen wegen der starren Kupplung ihrer Antriebswellen 2 und 42 bzw. 3 und 43 mit der gleichen Drehzahl laufen.
Wegen des herrschenden Gleichgewichts zwischen den Spreizkräften und den Öldruckkräften ist die Gesamtbelastung auf beide Getriebe gleichmässig verteilt.
Würde beispielsweise das parallel geschaltete Getriebe einen grösseren Anteil der Gesamtbelastung übertragen als das erste Getriebe, dann wäre die vom Zugmittelstrang 57 erzeugte Spreizkraft grösser als die auf den Kraftkolben 61 wirkende axiale Gegenkraft. Dadurch könnte sich die axial bewegliche Schei- be 46 so weit verschieben, bis die vom Zugmittelstrang 57 erzeugte Spreizkraft der auf den Kolben 61 wir- kenden Öldruckkraft wieder das Gleichgewicht hält.
Damit ist dann die gleichmässige Belastung der beiden parallel geschalteten Getriebe wieder herge- stellt.
Die willkürliche Übersetzungsänderung beider Getriebe in gleichem Sinne wird durch Betätigen des
Einstellhandrades 36 bewirkt. Der Verstellvorgang auf die neue Übersetzung spielt sich in der gleichen
Weise ab wie dies an Hand der Fig. l für das Einzelgetriebe beschrieben worden ist, wobei jedoch hier gleichzeitig auch das parallel geschaltete Getriebe mitverstellt wird, weil die Änderung der Öldruckkraft auf beide Getriebe in der gleichen Weise wirkt.
Die gleichmässige Lastverteilung auf die parallel geschalteten Getriebe und die Wiederherstellung dieses Belastungsgleichgewichts nach einer etwa eingetretenen Störung beruht also darauf, dass die von der Belastung der Einzelgetriebe abhängigen und von den Zugmittelsträngen 17 und 57 erzeugten Spreiz- kräfte einer notwendigerweise gleich grossen, auf die Kraftkolben 21 und 61 ausgeübten Öldruckkraft ent- gegenwirken und mit dieser im Gleichgewicht sein müssen.
Selbstverständlich ist es möglich, nicht nur-wie in Fig. 2 dargestellt-zwei Getriebe einander par- allel zu schalten. Vielmehr kann man auf gleiche Weise drei oder noch mehr Getriebe in der dargestell- ten Weise parallel schalten.
Fig. 3 zeigt einen wahlweise an jeder der beiden Wellenstränge antreibbaren Getriebesatz mit einer
Steuereinrichtung gemäss der Erfindung. Der Einfachheit halber ist nur eines der beiden Einzelgetriebe 71 nim Schnitt dargestellt. Da sowohl die Welle 72 als auch die Welle 73 Antriebswelle sein kann, sind bei- de Scheibensätze mit gleichartigen Anpresseinrichtungen zur Erzeugung der für die Reibkraftübertragung notwendigen Axialkräfte versehen. Trotz gleicher Ausbildung der Anpresseinrichtungen ergibt sich jedoch bei solchen Getrieben auf der jeweiligen Antriebsseite eine Spreizkraft, die grösser ist als die von der An- presseinrichtung erzeugte Axialkraft. Die Differenz dieser beiden Kräfte ist von der jeweiligen Getriebe- belastung abhängig und muss als Steuerkraft von aussen her auf den Antriebsscheibensatz zusätzlich aufge- bracht werden.
Auf den beiden Wellen 72 und 73 sind in diagonal-symmetrischerAnordnung je eine axialbewegli- che, auf der Welle drehbare Kegelscheibe 74 bzw. 75 und je eine mit der beweglichen Scheibe drehfest
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und 75/77 läuft ein Zugmittelstrang 78. Mit jeder der beweglichen Scheiben 74 und 75 arbeitet eine Anpressvorrichtung 79 bzw. 80 zusammen, deren Wirkungsweise im Prinzip der an Hand der Fig. l beschriebenen Anpressvorrichtung 11-15 entspricht.
Die beweglichen Kegelscheiben 74 und 75 sind hier selbst als Kraftkolben ausgebildet und übergreifen mit je einem Flansch 81 und 82 von aussen je einen mit der Welle 72 bzw. 73 umlaufenden Zylinder 83 bzw. 84, die axial unverschiebbar auf den Wellen angeordnet sind.
Zur hydraulischen Erzeugung der belastungsabhängigen Steuerkraft auf der jeweiligen Antriebsseite ist eine Zahnradpumpe 85 vorgesehen, die über eine Leitung 86 Drucköl aus dem Ölsumpf des Betriebes in einen Steuerzylinder 87 fördert.
ImSteuerzylinder ist ein Doppelkolben 88 längs verschiebbar gelagert, der über seine Kolbenstange 8 9 an einem zweiarmigen Hebel 90 angelenkt ist, dessen eines Ende 91 mit der axial beweglichen Kegelscheibe 74 und dessen anderes Ende 92 mit einem Schraubstück 93 gelenkig verbunden ist, das mittels einer Gewindespindel 94 und eines Betätigungshandrades 95 in axialer Richtung einstellbar ist.
Im Steuerzylinder 87 sind im Abstand der beiden Kolben 96 und 97 des Doppelkolbens 88 je eine
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Ringnut 98 und 99 vorgesehen, deren Breite etwas grösser ist als die Breite der Kolben 96 und 97. Das über die Leitung 86 zwischen die beiden Kolben 96 und 97 in den Steuerzylinder 87 eingeführte Drucköl kann, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, in der Mittellage des Doppelkolbens durch ringförmige Spalte in die Ringnuten 98 und 99 und ebenfalls wieder durch ringförmige Spalte in die anschliessenden Teile des Steuerzylinders und von dort aus durch Rilcklaufbohrungen 100 bzw. 101 in den Ölsumpf zurückströmen. Von der Ringnut 98 aus führt eine Leitung 102 zur Welle 72 und über eine Längsbohrunglos sowie eine Radialbohrung 104 in den Zylinderraum 83/81.
Von der Ringnut 99 führt eine Leitung 105 zur Welle 73, durch deren Axialbohrung 106 und Radialbohrung 107 das Drucköl in den Zylinderraum 84/82 strömen kann.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist folgende :
Es sei angenommen, dass die Welle 72 des Einzelgetriebes die Antriebswelle sei, dann muss die hydraulische Steuerkraft an der beweglichen Scheibe 74 zur Wirkung gebracht werden. Unter der Wirkung
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fällt. Der Steuerkolben 96 dagegen vergrössert mit seiner Steuerkante 110 den Eintrittsquerschnitt für das Drucköl in die Ringnut 98 unter gleichzeitiger Verkleinerung des Austrittsquerschnittes des Drucköls aus der Ringnut 98 durch seine Steuerkante 111. Dadurch baut sich in der Leitung 102 und im Zylinderraum 83/81 auf der Antriebsseite ein Öldruck auf, der auf die als Kraftkolben ausgebildete bewegliche Scheibe 74 wirkt und damit die erforderliche zusätzliche Steuerkraft erzeugt.
Bei einer Erhöhung der Drehmomentbelastung an der Abtriebswelle 73 verschiebt sich der Doppelkolben 88 um ein geringes Mass nach links, wodurch die auf die bewegliche Scheibe 74 wirkende Steuerkraft so lange erhöht wird, bis wieder Kräftegleichgewicht herrscht.
Zur willkürlichen Änderung der Übersetzung des Getriebes wird mit Hilfe des Handrades 95 das Schraubstück 93 z. B. nach rechts verschoben. Dadurch vermindert sich die auf die Scheibe 74 wirkende Steuerkraft, so dass das Getriebe nunmehr eine neue Übersetzung annehmen kann, indem sich die Scheibe 74 nach links bewegt. Gleichzeitig wird aber auch der Steuerkolben 96 nach links mitgenommen, so dass die Steuerkraft wieder ansteigt, bis Gleichgewicht zwischen der Spreizkraft und der Steuerkraft in der neuen Übersetzung des Getriebes und bei der neuen Drehmomentbelastung eingetreten ist.
Die gleichen Vorgänge spielen sich ab, wenn An- und Abtriebswelle vertauscht werden. Nur haben in diesem Falle auch die Kolben 96 und 97 ihre Rollen vertauscht.
Mit dem soeben beschriebenen Einzelgetriebe kann ein gleichartiges Getriebe in der an Hand der Fig. 2 beschriebenen Weise parallel geschaltet sein, wozu die in Fig. 3 angedeuteten Wellenkupplungen 112 und 113 dienen, die den Wellenkupplungen 40 und 41 der Fig. 2 entsprechen. Das parallel geschaltete Getriebe erhält durch die sich in die Wellen dieses Getriebes fortsetzenden Axialbohrungen 103 und 106 die gleichen, von der Steuereinrichtung erzeugten Öldruckkräfte, weist aber ebensowenig wie das parallel geschaltete Getriebe nach Fig. 2 einen Steuerzylinder und Steuerkolben und die Betätigungseinrichtung zur willkürlichen Übersetzungsänderung auf.
Im übrigen ist auch hier die Wirkungsweise der parallel geschalteten Getriebe, insbesondere die gleichmässige Lastverteilung auf alle beteiligten Getriebe genau dieselbe, wie die an Hand der Fig. 2 beschriebene Wirkungsweise.
Voraussetzung für die erfindungsgemässe Steuereinrichtung und Parallelschaltung der Getriebe ist nur, dass die von den Zugmittelsträngen auf die beweglichen Kegelscheiben auf der jeweiligen Antriebsseite ausgeübten Spreizkräfte von der jeweiligen Belastung des Getriebes ander Abtriebswelle (am Abtriebswellenstrang) abhängig sind. Durch welche Mittel diese belastungsabhängigen Spreizkräfte auf der Antriebsseite erzeugt werden, ist an sich unwesentlich. Die Erfindung ist daher insbesondere nicht auf die Verwendung der Anpresseinrichtung 11-15' (Fig. l) bzw. 51-55 (Fig. 2) bzw. 79 und 80 (Fig. 3) beschränkt, zumal für die Erzeugung last-und/oder übersetzungsabhängiger Anpresskräfte bereits eine Reihe von Lösungen bekannt sind.
Auch können zwischen den Kegelscheibenpaaren der Getriebe nicht nur, wie dargestellt, jeweils ein Zugmittelstrang angeordnet sein, sondern es können in bekannter Weise auch in jedem Getriebe zwischen den Kegelscheibenpaaren mehrere parallel geschaltete Zugmittelstränge vorgesehen sein.
Der Bereich der vorliegenden Erfindung wird selbstverständlich auch dann nicht verlassen, wenn die dargestellten konstruktiven Einzelheiten der Getriebe durch Äquivalente ersetzt werden.
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