Getriebe, namentlich für Motorfahrzeuge, das einen selbsttätigen Variator mit axial ausdehnbaren Riemenscheiben darstellt Die Erfindung bezieht sich auf ein. Getriebe, be sonders für Motorfahrzeuge, das einen selbsttätigen Variator mit axial ausdehnbaren Riemenscheiben darstellt.
Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung. hin- sichtlich der bekannten Getriebe dieser Art zu schaf fen. Die Ziele, die bei Fahrzeuggetrieben normal an gestrebt werden, bestehen darin, dass bei jeder Fahr zeuggeschwindigkeit sich eine solche Reduktion ein stellen kann, dass die Höchstleistung zur Verfügung steht und, falls nur ein Teil des Leistungsvermögens verlangt, die wirtschaftlichste Reduktion eingestellt wird.
Dies müsste bei einem idealen Getriebe mit selbsttätiger stufenloser Regelung selbstverständlich und für die volle 100 % erreicht werden während sich der Wirkungsgrad immer den 100 % nähern muss. Der Zweck der Erfindung ist daher, ein Ge triebe zu schaffen, das solcherart konstruiert ist, dass dieses Ideal möglichst annähernd erreicht wird, unter Anwendung von Konstruktionen, die in der Praxis einfach und dadurch mit wenig Kosten her gestellt werden. können.
Gemäss der Erfindung wird der gegenseitige Ab stand der Riemenscheibenhälften dadurch geregelt, dass auf wenigstens eine der verstellbaren Riemen- scheibenhälften wenigstens ein drehbarer Sektor mit einer gebogenen Druckfläche axial einwirkt, welcher Sektor durch eine drehzahlabhängige Kraft gesteuert wird, und dass zusätzliche, in. Axialrichtung auf die Riemenscheiben einwirkende Vorrichtungen vorge sehen sind.
Letztere Vorrichtungen können z. B. bei Fahr zeuggetrieben so ausgeführt sein, dass sie durch die Motorcharakteristik und den Fahrzeugwiderstand ge steuert werden. Aus dem für ein gegebenes Fahrzeug errechneten oder ermittelten Motorvermögen und den Ver brauchskurven, den Widerstandkurven des Fahrzeu ges auf ebenen oder sich neigenden, erhärteten oder nicht erhärteten Strassen und bei allen vorkommen den Belastungen, unter Berücksichtigung des Wir kungsgrades der Übertragung, kann mathematisch der Kurvenlauf der Druckfläche des drehbaren Sek tors errechnet werden, und zwar so,
dass in dem zu erzielenden Bereich alle gewünschten Reduktionen verfügbar sind.
Das Getriebe gemäss der Erfindung kann für Fahrzeuge solcherart ausgeführt sein, dass, die axial verstellbare Scheibenhälfte der primären Riemen scheibe oder jeder primären Riemenscheibe mit einer vakuumbetätigten Steuerung ausgerüstet ist, die mit der Saugleitung des Motors des Fahrzeu ges verbunden ist, und zwar @so, dass bei der Zunahme des Vakuums in der Saugleitung die Steue rung in der gleichen oder in entgegengesetzter Rich tung wie die gebogene Druckfläche auf die verstell bare Scheibenhälfte einwirkt.
Durch die Anwendung dieser Vakuumhilfe auf die bewegliche Scheibenhälfte der primären Riemen scheibe oder Riemenscheiben wird eine noch grös sere Empfindlichkeit der Reduktionsregelung im Zusammenhang mit der jeweiligen Belastung erzielt.
In einer Ausführungsform des .Getriebes gemäss der Erfindung wirkt auf die bzw. jede sekundäre Rie menscheibe ein Zentrifugalmechanismus so, dass beim Ausdehnen dieser Riemenscheibe, also bei Zu nahme der Kraft der darauf einwirkenden Feder oder Federn, der Zentrifugalmechanismus eine ab nehmende axiale Kraft auf die sekundäre Riemen scheibe ausübt.
In einer weiteren Ausführungsform des Getriebes gemäss der Erfindung hat die bzw. jede auf die se kundäre Riemenscheibe einwirkende Feder eine in verse Charakteristik. An sich sind Federn mit einer inversen Charakteristik bekannt als speziale Teller feder, die in der Praxis auch Belleville-Feder, Inger- sol-Feder, Diaphragma-Feder oder cone disc be zeichnet wird.
Durch die Erfindung kann ein Fahrzeuggetriebe geschaffen werden, bei dem im Zusammenhang mit einem im. Profil V-förmigen Riemen und entsprechen den Riemenscheiben der Verlauf der Axialkräfte auf die verstellbaren primären und,sekundären Scheiben- hälften so aufeinander eingestellt sind, dass die Re duktionsregelung nicht nur durch die Tourenzahl des Motors bedingt ist, sondern auch, dass in hohem Masse und über den vollen Bereich der Tourenzahl eine Abhängigkeit vom Drehmoment erzielt wird,
ohne dass hierzu zusätzliche konstruktive Vorkehrun gen erforderlich sind. Als Beispiele einer solchen zusätzlichen Massnahme können die schräge, an der verstellbaren sekundären Riemenscheibenhälfte ange brachte Verzahnung nach dem deutschen Patent 1001901 und die Nocken und Rollen genannt wer den, die an der Antriebswelle bzw. an der verschieb baren Riemenscheibenhälfte der sekundären Riemen scheibe nach dem amerikanischen Patent 2150456 angebracht sind.
Wo im Vornstehenden von einem Riemen die Rede ist, wird darunter ebenfalls jedes weitere bieg same übertragungsorgan einbegriffen. Falls ein ent sprechendes Getriebe gemäss der Erfindung in ein Motorfahrzeug mit zwei Antriebrädern eingebaut ist, die also in einer Kurve mit unterschiedlicher Ge schwindigkeit laufen, gleicht sich die Reduktion selbsttätig diesen unterschiedlichen Geschwindigkei ten an,
so dass eine Differentialwirkung erzielt wird, ohne den Nachteil eines eventuellen Verlustes des Leistungsvermögens an einem der Räder.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Getriebes gemäss der Erfindung teilweise dar- gestellt. In der Zeichnung sind Fig. 1 ein Durchschnitt einer primären Riemen scheibe mit den. dazugehörigen Organen, die für die beiden Ausführungsformen dienen kann; Fig.. 2 ein Durchschnitt der sekundären Riemen scheibe mit dazugehörigen Organen der ersten Aus- führungsform ;
Fig. 3 eine Ansicht eines Teiles der Riemen scheibe nach der Fig. 2 im kleineren Masstab und Fig. 4 ein Durchschnitt der sekundären Riemen scheiben der zweiten Ausführungsform.
Auf der mittels Kugellager im Gehäuse 2 gela gerten Antriebswelle 1 ist die primäre Riemenscheibe angeordnet, die im allgemeinen mit 3 bezeichnet wird. Diese Riemenscheibe enthält eine nichtverstell bare Scheibenhälfte 4 und eine Scheibenhälfte 5, die in axialer Richtung der Welle 1 verstellbar ist. Die Riemenscheibe 3 ist in. der Fig. 1 im äussersten ge öffneten Zustand eingezeichnet, wobei der Riemen 6 tief in der Scheibe liegt und daher auf kleinem Dia meter .der Scheibe läuft.
Der fest mit der Welle 1 verbundene Teil 7 trägt einige, z. B. drei, Schwungmassen, von welchen eine mit 8 bezeichnet ist. Diese Schwungmasse ist schwenkbar um eine Achse 9 angeordnet, die in ei nem vorragenden Teil 10 des Teiles 7 befestigt ist. Die Schwungmasse 8 ist als ein Sektor mit einer ge krümmten Druckfläche 11 entwickelt, die mit einer Fläche 12 an der Aussenseite der Scheibenhälfte 5 in Berührung steht. Eine leichte Drahtfeder 13 hält die Druckfläche mit der Fläche 12 in Berührung, falls die Welle 1 sich nicht dreht und die Schwung massen 8 also nicht nach aussen getrieben werden.
An der Scheibenhälfte 5 ist eine Führungsbüchse 14 angeordnet, die, ebenso wie die Schwungmasse, in dreifacher Anzahl angebracht sein kann. Jede Führungsbüchse 14 erstreckt sich durch eine Öff nung eines Flansches 15, welcher Flansch mit dem Teil 7 ein Ganzes bildet.
Um jede Führungsbüchse 14 ist eine Schrauben feder 16 angebracht, welche die Scheibenhälften 4 und 5 aneinander drückt.
Es ist ersichtlich, dass die Schwungmassen 8, wenn die Welle 1 sich dreht, nach aussen geschleu dert werden, wobei sie sich um ihre Achse 9 drehen und sich die gekrümmte Druckfläche 11 an der Flä che 12 entlang abrollt, wodurch die Scheibenhälfte 5 gegen die Scheibenhälfte 4 verschoben wird.
Die Druckfläche 11 weist einen besonderen Kurvenverlauf auf, der im Zusammenhang mit den vorerwähnten unterschiedlichen Bedingungen bedingt ist.
Der an der Welle 1 befestigte Teil 7 ist als Kol ben entwickelt und mit einer Dichtungsmanschette 17 ausgerüstet. Dieser Kolben arbeitet in einem an der Scheibenhälfte 5 befestigten Zylinder 18. Mittels eines Nippels 19 in der Mitte des Bodens des Zy linders 18, um welchen Nippel dieser Zylinder dreh bar angeordnet ist, und ferner mittels einer Leitung 20 ist das Innere des. Zylinders 18 mit der Sauglei tung des Motors. verbunden.
Wenn in der Saugleitung im Zusammenhang mit der Belastung des Motors und dem Umfang der Öffnung der darin vorhandenen Drosselklappe ein mehr oder weniger kräftiges Va kuum herrscht, wird dieses Vakuum dem Zylinder 18 durch die Leitung 20 und den Nippel 19 mitge teilt. Infolge des stärkeren oder weniger starken Un terdruckes in dem Zylinder 18 wird die Scheiben hälfte 5 mehr oder weniger in die Richtung der Scheibenhälfte 4 gedrückt. Dadurch wird, wie bereits erwähnt, eine selbsttätige Einstellung der Riemen scheibe 3 erreicht, bedingt durch das Drehmoment, das der Motor ausübt.
Die Einstelleinrichtung durch die Schwungmassen 8 wird also durch die Vakuum einrichtung so unterstützt, dass diese nicht nur von der Tourenzahl der Welle 1, sondern auch von dem zu überwindenden Widerstand abhängig ist.
In der Fig. 2 ist eine Ausführungsform einer se kundären Riemenscheibe dargestellt, die im allgemei- neu mit 21 bezeichnet ist. Diese durch den Riemen 6 angetriebene Riemenscheibe besitzt zwei Scheiben hälften, nämlich eine axial nicht verstellbare Schei benhälfte 22, die fest mit der sekundären oder an getriebenen Welle 23 verbunden ist, und eine Schei benhälfte 24, die hinsichtlich der Welle 23 in axialer Richtung verschiebbar ist.
Auf der Welle 23 ist eine Muffe 25 befestigt, sowie eine Haube 26, die einen Teil der Nabe 27 der Scheibenhälfte 24 umschliesst. Eine spezial geformte Tellerfeder 28 ruht mit ihrem Aussenrand an einer Schulter der Innenseite der Scheibenhälfte 24. Eine Hälfte dieser Tellerfeder ist in der Ansicht in der Fig. 3 dargestellt.
Die Tellerfeder 28 ist aus einem Blech gestanzt und besitzt einen durchlaufenden Rand 29. Ausser einem kreisförmigen Mittelteil 30 sind aus dem Blech Schlitze 31 mit einem erweiterten Aussenende 32 ge stanzt, wodurch zwischen den Schlitzen 31 Lippen 33 von besonderer Form entstanden sind. Diese Lippen enden an der zentralen kreisförmigen öff- nung 30.
Die beschriebene Tellerfeder, die in unge- spanntem Zustand kegelförmig ist (siehe Fig. 2), be sitzt eine inverse Charakteristik, das heisst, dass der durch die Feder ausgeübte axiale Druck, wenn die Tellerfeder 28 zusammengedrückt wird, also eine flachere Form annimmt, abnimmt ;statt zunimmt, wie dies bei den meisten Federn der Fall ist.
Die inneren Enden der Lippen 33 ruhen am Rand der Haube 26, wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist. Wenn während des Betriebes der Zug auf den Rie men 6 zunimmt, werden die Scheibenhälften 22 und 24 gegen .die axiale Kraft der Tellerfeder 8 ausein- andergetrieben. Dadurch, dass die Feder 28 eine inverse Charakteristik besitzt, übt diese bei der Ver setzung der Scheibenhälfte 24 nach aussen hin einen abnehmenden axialen Widerstand auf die Scheiben hälfte aus. Es hat sich gezeigt, dass diese inverse Feder dazu mitwirkt, das.
Ideal des Getriebes annä hernd zu erzielen, wie dies. in der Einführung dieser Beschreibung dargelegt worden ist.
Fig. 3 ist in kleinerem Masstab als. die Fig. 2 gezeichnet worden. In letzterer Figur ist die Teller feder 28 im Durchschnitt nach der Linie 11-II in der Fig. 3 dargestellt.
In der Ausführungsform nach der Fig. 4 werden die Scheibenhälften 22 und 24 einander zugeführt durch Schraubenfedern 34, die einerseits, gegen die verschiebbare Scheibenhälfte 24 drücken und ande rerseits. gegen den auf der angetriebenen oder sekun dären Welle 23 befestigten Flansch 35. Die Schrau benfedern 34, von welchen eine in der Zeichnung dargestellt ist, liegen um eine Führungsbüchse 36, die an der Scheibenhälfte 24 angeordnet ist und sich durch eine Öffnung im Flansch 35 erstreckt.
Die Schwungmassen 37 sind je schwenkbar an geordnet um eine Achse 38, die an der Scheiben- hälfte 24 befestigt ist. Mit jeder Schwungmasse 37 ist bei 39 eine Stange 40 gelenkig verbunden, wel che Stange um eine Achse 41 schwenkt, die an einem fest mit der Welle 23 verbundenen Teil 42 angebracht ist.
Es ist ersichtlich, dass die Scheibenhälfte 24, wenn die Schwungmassen 37 nach aussen schwenken durch die Zentrifugalkraft, in Hinsicht auf die Schei benhälfte 22 nach aussen hin bewegt wird, so dass die Riemenscheibe 21 gegen die Kraft der Federn 34 geöffnet wird.
Der.Zentrifugalmechanismus 37-41 ist so einge richtet, dass die Schwungmassen eine abnehmende Axialkraft bei einer Zunahme des Druckes der Fe dern 34 ausüben. Grundsätzlich wird dadurch das selbe erreicht, wie mit der inversen Feder 28 bei der Ausführungsform nach der Fig. 2.
Transmission, notably for motor vehicles, which is an automatic variator with axially expandable pulleys. The invention relates to a. Transmission, especially for motor vehicles, which is an automatic variator with axially expandable pulleys.
The invention aims to improve. with regard to the known gearboxes of this type. The goals that are normally striven for in vehicle transmissions are that at any vehicle speed such a reduction can occur that the maximum output is available and, if only part of the output is required, the most economical reduction is set.
In the case of an ideal transmission with automatic stepless control, this would of course have to be achieved for the full 100%, while the efficiency must always approach 100%. The purpose of the invention is therefore to create a transmission which is constructed in such a way that this ideal is achieved as closely as possible, using constructions that are simple in practice and thereby made at low cost. can.
According to the invention, the mutual distance between the pulley halves is regulated in that at least one rotatable sector with a curved pressure surface acts axially on at least one of the adjustable pulley halves, which sector is controlled by a speed-dependent force, and that additional, in the axial direction the pulleys acting devices are easily seen.
The latter devices can, for. B. be designed in driving tool transmissions so that they are ge controlled by the engine characteristics and the vehicle resistance. From the engine capacity calculated or determined for a given vehicle and the consumption curves, the resistance curves of the vehicle on level or sloping, hardened or unhardened roads and with all the loads that occur, taking into account the efficiency of the transmission, the curve can be calculated mathematically the pressure area of the rotatable sector can be calculated as follows:
that all the desired reductions are available in the area to be achieved.
The transmission according to the invention can be designed for vehicles in such a way that the axially adjustable pulley half of the primary pulley or each primary pulley is equipped with a vacuum-operated control which is connected to the suction line of the motor of the vehicle, namely @so, that when the vacuum in the suction line increases, the control acts in the same or in the opposite direction as the curved pressure surface on the adjustable disc half.
By using this vacuum aid on the movable pulley half of the primary pulley or pulleys, the reduction control is even more sensitive to the respective load.
In one embodiment of the .Geares according to the invention, a centrifugal mechanism acts on the or each secondary pulley so that when this pulley expands, i.e. when the force of the spring or springs acting on it, the centrifugal mechanism exerts a decreasing axial force on the secondary belt pulley exercises.
In a further embodiment of the transmission according to the invention, the or each spring acting on the secondary pulley has an inverse characteristic. As such, springs with an inverse characteristic are known as special plate springs, which in practice are also known as Belleville springs, Ingersol springs, diaphragm springs or cone discs.
By the invention, a vehicle transmission can be created in which in connection with an im. Profile V-shaped belt and correspond to the pulleys the course of the axial forces on the adjustable primary and secondary pulley halves are adjusted to each other in such a way that the reduction control is not only due to the number of revolutions of the engine, but also to a large extent and A dependency on the torque is achieved over the full range of the number of revolutions,
without additional design precautions being necessary. As examples of such an additional measure, the inclined toothing according to German Patent 1001901 and the cams and rollers that are attached to the adjustable secondary pulley half can be mentioned, which are mounted on the drive shaft or on the movable pulley half of the secondary belt pulley according to the American Patent 2150456 are attached.
Where a belt is mentioned in the foregoing, this also includes any other flexible transmission element. If a corresponding transmission according to the invention is installed in a motor vehicle with two drive wheels, which therefore run in a curve at different speeds, the reduction automatically adjusts to these different speeds,
so that a differential action is achieved without the disadvantage of eventual loss of performance on either wheel.
Two exemplary embodiments of the transmission according to the invention are partially shown in the drawing. In the drawing, Fig. 1 is an average of a primary pulley with the. associated organs that can serve for the two embodiments; FIG. 2 shows a cross section of the secondary belt pulley with associated organs of the first embodiment;
Fig. 3 is a view of part of the pulley of FIG. 2 on a smaller scale and Fig. 4 is an average of the secondary pulleys of the second embodiment.
The primary pulley, which is generally designated by 3, is arranged on the drive shaft 1 gela gelated in the housing 2 by means of ball bearings. This pulley contains a non-adjustable face disc half 4 and a disc half 5 which is adjustable in the axial direction of the shaft 1. The pulley 3 is shown in. The Fig. 1 in the extreme ge open state, the belt 6 is deep in the pulley and therefore runs on a small diameter .the pulley.
The firmly connected to the shaft 1 part 7 carries some, for. B. three flywheels, one of which is designated 8. This flywheel is arranged to be pivotable about an axis 9 which is fastened in a protruding part 10 of the part 7. The flywheel 8 is developed as a sector with a curved pressure surface 11 which is in contact with a surface 12 on the outside of the disk half 5. A light wire spring 13 holds the pressure surface with the surface 12 in contact if the shaft 1 is not rotating and the momentum masses 8 are not driven outwards.
A guide sleeve 14 is arranged on the disk half 5, which, like the flywheel, can be attached in three times the number. Each guide sleeve 14 extends through an opening of a flange 15, which flange with the part 7 forms a whole.
To each guide sleeve 14 a coil spring 16 is attached which presses the disc halves 4 and 5 against each other.
It can be seen that the centrifugal masses 8, when the shaft 1 rotates, are thrown outward, rotating about their axis 9 and the curved pressure surface 11 rolls along the surface 12, whereby the disk half 5 against the Disk half 4 is moved.
The pressure surface 11 has a special curve, which is caused in connection with the various conditions mentioned above.
The part 7 attached to the shaft 1 is developed as a Kol ben and equipped with a sealing sleeve 17. This piston works in a cylinder 18 attached to the disk half 5. By means of a nipple 19 in the center of the bottom of the cylinder 18, around which nipple this cylinder is rotatably arranged, and also by means of a line 20 is the interior of the cylinder 18 with the suction pipe of the engine. connected.
If there is a more or less strong vacuum in the suction line in connection with the load on the engine and the extent of the opening of the throttle valve present therein, this vacuum is communicated to the cylinder 18 through the line 20 and the nipple 19. As a result of the stronger or less strong un subpressure in the cylinder 18, the disc half 5 is pressed more or less in the direction of the disc half 4. As a result, as already mentioned, an automatic adjustment of the pulley 3 is achieved, due to the torque exerted by the motor.
The adjusting device by the flywheel masses 8 is thus supported by the vacuum device in such a way that it is not only dependent on the number of revolutions of the shaft 1, but also on the resistance to be overcome.
In FIG. 2, an embodiment of a secondary pulley is shown, which is generally designated by 21. This driven by the belt 6 pulley has two sheaves halves, namely an axially non-adjustable Schei benhhalf 22 which is firmly connected to the secondary or driven shaft 23, and a pulley half 24 which is axially displaceable with respect to the shaft 23 .
A sleeve 25 is attached to the shaft 23, as is a hood 26 which encloses part of the hub 27 of the disk half 24. A specially shaped disk spring 28 rests with its outer edge on a shoulder on the inside of the disk half 24. One half of this disk spring is shown in the view in FIG.
The plate spring 28 is punched from a sheet metal and has a continuous edge 29. Except for a circular central part 30 slots 31 with an enlarged outer end 32 are punched from the sheet metal, whereby lips 33 of special shape are created between the slots 31. These lips end at the central circular opening 30.
The disk spring described, which is conical in the untensioned state (see FIG. 2), has an inverse characteristic, that is, the axial pressure exerted by the spring when the disk spring 28 is compressed, thus assumes a flatter shape, decreases; instead of increasing, as is the case with most springs.
The inner ends of the lips 33 rest on the edge of the hood 26, as can be seen from FIG. If the tension on the belt 6 increases during operation, the disk halves 22 and 24 are driven apart against the axial force of the disk spring 8. Because the spring 28 has an inverse characteristic, it exerts a decreasing axial resistance on the disk half when the disk half 24 is offset towards the outside. It has been shown that this inverse spring contributes to the.
Ideal of the gearbox approximate to achieve like this. has been set out in the introduction to this specification.
Fig. 3 is on a smaller scale than. Fig. 2 has been drawn. In the latter figure, the plate spring 28 is shown on average along the line 11-II in FIG.
In the embodiment according to FIG. 4, the disc halves 22 and 24 are fed to one another by helical springs 34 which, on the one hand, press against the displaceable disc half 24 and on the other hand. against the flange 35 mounted on the driven or secondary shaft 23. The screw benfedern 34, one of which is shown in the drawing, lie around a guide bushing 36 which is arranged on the disk half 24 and extends through an opening in the flange 35 .
The centrifugal masses 37 are each arranged to be pivotable about an axis 38 which is fastened to the disk half 24. With each flywheel 37 a rod 40 is articulated at 39, wel che rod pivots about an axis 41 which is attached to a part 42 fixedly connected to the shaft 23.
It can be seen that when the centrifugal masses 37 pivot outwardly, the pulley half 24 is moved outward with respect to the pulley half 22, so that the belt pulley 21 is opened against the force of the springs 34.
The centrifugal mechanism 37-41 is set up in such a way that the centrifugal masses exert a decreasing axial force when the pressure of the springs 34 increases. Basically the same is achieved as with the inverse spring 28 in the embodiment according to FIG. 2.