Keilriemenwechselgetriebe mit einer drehmomentabhängig axial verstellbaren Kegelscheibenhälite und nachfolgender Zahnradstufe Die Erfindung bezieht sich auf ein Keilriemen wechselgetriebe mit einer drehmomentabhängig axial verstellbaren Kegelscheibenhälfte und nachfolgender Zahnradstufe, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Es sind Keilriemenwechselgetriebe mit stufen loser Übersetzungsänderung bekannt, bei denen die drehmomentabhängige Verstellung der Kegelschei- benhälften der Antriebsscheibe dadurch geschieht, dass die beiden Kegelscheibenhälften durch ein Ge winde oder Kurvenbahnen verbunden sind und sich je nach der Grösse des Abtriebsdrehmomentes (Fahr widerstands) zueinander verdrehen. Eine solche An ordnung hat verschiedene Nachteile. So ist das Ge triebe erst dann in der Lage, nach einer Übersetzungs änderung ein Drehmoment zu übertragen, wenn die Verdrehung der Kegelscheibenhälften zueinander auf gehört hat.
Ausserdem entsteht durch die Verdrehung der beiden Kegel:scheibenhälften gegeneinander eine Relativbewegung zum Keilriemen. Das hat einen er heblichen Verschleiss des Keilriemens zur Folge.
Es sind auch Keilriemenwechselgetriebe bekannt, bei denen die drehmomentabhängige Verschie bung der Kegelscheibenhälfte durch nachgeschal tete Schrägflächen bewirkt wird. Berücksichtigt man, dass zur Erreichung einer hinreichend grossen Ge samtübersetzung in den weitaus meisten Fällen z. B. im Kraftfahrzeugbetrieb auf eine nachfolgende Zahn radstufe nicht verzichtet werden kann, so ergibt sich hieraus ein erhöhter Bauaufwand und eine ver grösserte Baulänge des Getriebes.
Es ist zwar ein Keilriemenwechselgetriebe für eine Müllereimaschine bekannt, bei dem eine schräg verzahnte Zahnradstufe nachgeschaltet ist, doch wird diese lediglich zur Erzeugung eines drehmomentab- hängigen axialen Anpressdruckes verwendet. Bekannt ist ferner ein Keilriemenwechselgetriebe, bei dem die Übersetzungsänderung durch ein nach geschaltetes Schneckengetriebe bewirkt wird.
Da das Schneckengetriebe einen relativ geringen Steigungs winkel an der Schnecke aufweisen muss, ergeben sich an der verschiebbaren Kegelscheibenhälfte sehr hohe Verstellkräfte, die nicht ohne weiteres auf den Keilriemen einwirken können. Um zu vermeiden, dass der Keilriemen einem hohen Verschleiss ausgesetzt wird, muss zwischen beiden Kegelscheibenhälften der Keilriemenscheibe, der das Schneckengetriebe nach geschaltet ist, eine Feder angeordnet werden, die der Verstellkraft der Schnecke entgegenwirkt.
Beim An fahren ist somit an dieser Keilriemenscheibe keine Einrichtung vorhanden, die die Anpressung der Ke- gelscheibenhälften an den Keilriemen bewirkt. Viel mehr muss diese Anpressung durch den Riemenzug von der Feder der Antrieb,skeilriemenscheibe in die Antriebskeilriemenscheibe eingeleitet werden. Dies ist aber nur durch kostspielige konstruktive Mass nahmen zu erreichen, d. h. durch eine genaue Tolerie rung der Achsabstände und des Anschlags für die Schnecke.
Weiterhin ist eine Nachstellvorrichtung er forderlich, da der Keilriemen sich im Betrieb längt und die konstruktiv festgelegten Masse keine aus reichende Anpressung des Keilriemens an die Kegel scheibenhälften auf der Abtriebsseite gewährleisten. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnung ist, dass Schneckengetriebe nur mit Übersetzungen, die grösser als etwa 1 : 6 sind, gefertigt werden kön nen. Es können also nicht beliebige übersetzungs- verhältnisse mit dem bekannten Getriebe erreicht werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Keilriemen- wechselgetriebe mit einer drehmomentabhängig axial verstellbaren Kegelscheibenhälfte und nachfolgender Zahnradstufe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Ausfüh rungen vermeidet.
Diese Aufgabe wird durch ein Keilriemenwechsel- getriebe gelöst, das durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet ist: a) in der axial nicht verschiebbar im Getriebe gehäuse gelagerten Kegelscheibenhälfte ist eine Welle mit der axial verschiebbaren Kegelscheibenhälfte und mit einem schrägverzahnten Stirnrad der Zahnrad stufe gegen Drehung gesichert axial verschiebbar, b) das schrägverzahnte Stirnrad steht mit einem auf der Ausgangswelle befestigten axial nicht ver schiebbaren Gegenrad im Eingriff, wobei der Axial druck der Schrägverzahnung eine axiale Verschiebung der Kegelscheibenhälfte bewirken kann, c)
ausserhalb der axial verschiebbaren Kegelschei- benhälfte ist eine axiale Feder angeordnet, welche sich an einer mit der axial nicht verschiebbaren Ke- gelscheibenhälfte verbundenen Scheibe abstützt und der Wirkung der Schrägverzahnung entgegenwirkt.
Das Keilriemenwechselgetriebe gemäss der Er findung weist viele Vorteile auf. Bei einem schräg verzahnten Stirnradgetriebe kann der Steigungswinkel unabhängig von anderen Faktoren beliebig entspre chend der erforderlichen Verstellkraft gewählt wer den. Es ist deshalb möglich, die Verstellkraft ent sprechend dem erforderlichen Anpressdruck zwischen Kegelscheibenhälften und Keilriemen zu wählen.
Für diese Anpressung zwischen Keilriemen und Kegel scheibenhälften im Anfahrzustand kann eine axiale Feder sorgen, die die beiden Kegelscheibenhälften im Ruhezustand gegeneinanderdrückt. Eine Tolerierung der Teile des Getriebes und eine Nachstellvorrich tung sind dabei nicht erforderlich. Ausserdem kann die Übersetzung der nachgeschalteten Stirnradstufe entsprechend den Erfordernissen gewählt werden. Da die mit dem schrägverzahnten Stirnrad und mit der axial verschiebbaren Kegelscheibenhälfte verbun dene Welle, z.
B. die Getriebe-Eingangswelle, durch die axial nicht verschiebbar im Getriebegehäuse ge lagerte Kegelscheibenhälfte hindurchragt, zeichnet sich das Getriebe auch gleichzeitig durch einen ein fachen Aufbau aus. Bei einer bekannten Ausführung wird ein Schneckengetriebe zur Erzeugung einer dreh momentabhängigen Verschiebung der Kegelscheiben hälfte verwendet. Bei diesem bekannten Keilriemen wechselgetriebe ist die axial verschiebbare Schnecke über eine Hohlwelle drehfest mit der axial verschieb baren Kegelscheibenhälfte verbunden, wobei die Schnecke und die Hohlwelle auf der Eingangswelle gelagert sind.
Die Verbindung zwischen der axial verschieb baren Eingangswelle und der axial verschiebbaren Kegelscheibenhälfte erfolgt vorteilhaft starr, kann je doch auch über ein elastisches Glied, z. B. eine Feder, erfolgen. Zwischen den beiden Kegelscheiben- hälften können Mitnahmeelemente angeordnet wer den, die zwar eine axiale Verschiebung der beiden Scheiben zueinander zulassen, jedoch eine radiale Ver drehung zueinander verhindern.
Die übertragung des Antriebsdrehmoments von den beiden Kegelscheiben hälften auf die Getriebe-Eingangswelle kann durch eine starre oder elastische Verbindung zwischen die sen Teilen erfolgen.
Die zweckmässige Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung ergibt sich aus der Beschreibung der Zeich nung.
Die Figur stellt eine beispielsweise Ausführungs form der Erfindung dar, und zwar zeigt sie einen Schnitt durch die verstellbare Antriebskeilriemen scheibe und die nachgeschaltete Zahnradstufe.
Eine strichpunktierte eingezeichnete Keilriemen scheibe dient als Antriebsscheibe des Keilriemen getriebes, sie ist über einen Keilriemen 1 mit einer aus zwei Kegelscheibenhälften bestehenden Abtriebs scheibe des Keilriemengetriebes verbunden. Die Ke- gelscheibenhälfte 3 ist drehbar, aber axial un- verschiebbar, in einem Getriebegehäuse 5 der Zahn radstufe gelagert. Die andere Kegelscheibenhälfte 2 ist axial verschiebbar und mittels Büchsen 13 auf Stiften 6 geführt, die mit der axial unverschiebbaren Kegelscheibenhälfte 3 fest verbunden sind.
Die Stifte 6 können auch direkt ein Teil der Kegelscheiben hälfte 3 sein. Die beiden Kegel;scheibenhälften 2 und 3 werden durch eine axiale Feder 7 gegeneinan- dergedrückt. Die axiale Feder 7 stützt sich an der Scheibe 2 direkt ab, während sie mit ihrem anderen Ende auf die Scheibe 12 drückt, die mit den Stif ten 6 fest verbunden ist. Die Eingangswelle 8 der Zahnradstufe ist fest mit der nicht verschiebbaren Kegelscheibenhälfte 3 verbunden. An ihrem getriebe- seitigen Ende trägt die Eingangswelle 8 ein schräg verzahntes Stirnrad 9, das mit einem Gegenrad 10 kämmt, das auf der Ausgangswelle 11 befestigt ist.
Das Gegenrad 10 ist breiter augeführt als das Stirn rad 9, um bei einer Verschiebung des Stirnrades 9, die durch eine Drehmomentänderung hervorgerufen wird, ein überstehen dieses Zahnrades zu vermeiden. Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt: Die Drehbewegung wird von der Antriebsscheibe des Keilriemenwechselgetriebes über den Keil riemen 1 auf die von den beiden Kegelhälften 2 und 3 gebildete Abtriebsscheibe des Keilriemengetriebes übertragen.
Die Antriebsscheibe kann eine an sich bekannte drehzahlabhängige Verstellung der Kegelscheibenhälf- ten aufweisen. Durch die Drehung der Kegelscheiben hälften 2 und 3 wird die Eingangswelle 8 des Räder getriebes mitgenommen und über die Zahnradstufe 9, 10 die Ausgangswelle Il in Bewegung gesetzt. Die normale Drehrichtung dieser Welle ist durch den eingezeichneten Pfeil angedeutet. Wird das Ge triebe angetrieben, so verschiebt sich das Stirnrad 9 entsprechend der Höhe des Fahrwiderstandes mehr oder weniger weit nach links. Die Verschiebung nach links ist um so ,stärker, je höher der Fahrwiderstand ist.
Durch diese Verschiebung wird der Keilriemen 1 auf einen grösseren Radius gedrückt und dadurch das vom Motor auf die abtriebsseitigen Kegelschei- benhälften 2, 3 übertragene Drehmoment selbsttätig dem vergrösserten Fahrwiderstand entsprechend er höht.
Weist die gestrichelt gezeichnete Antriebsscheibe keine drehzahlabhängige Stellung auf, so sind die beiden Kegelscheibenhälften der Antriebsscheibe nicht starr zueinander auszubilden, sondern eine Ke- gelscheibenhälfte russ axial verschiebbar angeordnet werden. Sie stützt sich dabei zweckmässig über eine Feder gegen ein festes Maschenteil ab.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dar gestellte Ausführungsform. Der konstruktive Aufbau im Rahmen des Erfindungsgedankens kann weit gehend variiert werden. Insbesondere kann zwischen der Kegelscheibenhälfte 2 und der Eingangswelle 8 des Rädergetriebes eine federnde Verbindung vor gesehen werden.