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.
V-belt change gear with a torque-dependent axially adjustable conical pulley half and subsequent gear stage The invention relates to a V-belt change gear with a torque-dependent axially adjustable conical pulley half and subsequent gear stage, in particular for motor vehicles.
V-belt change transmissions with continuously variable transmission ratio are known, in which the torque-dependent adjustment of the conical pulley halves of the drive pulley takes place in that the two conical pulley halves are connected by a thread or cam tracks and rotate towards each other depending on the magnitude of the output torque (driving resistance). Such an arrangement has various disadvantages. The transmission is only then able to transmit a torque after a translation change when the rotation of the conical pulley halves has stopped.
In addition, the twisting of the two cones: pulley halves against each other creates a movement relative to the V-belt. This leads to considerable wear and tear on the V-belt.
There are also V-belt change transmissions known in which the torque-dependent displacement environment of the conical pulley half is caused by nachgeschal ended inclined surfaces. If one takes into account that in order to achieve a sufficiently large total translation in the vast majority of cases, e.g. B. in motor vehicle operation on a subsequent gear wheel stage can not be dispensed with, this results in increased construction costs and a ver greater length of the transmission.
A V-belt change gear for a milling machine is known, in which a helically toothed gear stage is connected, but this is only used to generate a torque-dependent axial contact pressure. Also known is a V-belt change gear in which the gear ratio change is effected by a worm gear connected downstream.
Since the worm gear must have a relatively small pitch angle on the worm, the displaceable conical pulley half results in very high adjustment forces that cannot easily act on the V-belt. In order to prevent the V-belt from being subjected to high levels of wear, a spring must be arranged between the two conical pulley halves of the V-belt pulley, which is followed by the worm gear, which counteracts the adjustment force of the worm.
When starting up, there is therefore no device on this V-belt pulley which causes the tapered pulley halves to press against the V-belt. Rather, this pressure must be introduced into the drive V-belt pulley by the belt tension from the spring of the drive, V-belt pulley. However, this can only be achieved through costly constructive measures, i. H. through precise tolerance of the center distances and the stop for the screw.
Furthermore, an adjusting device is required, since the V-belt elongates during operation and the structurally determined mass does not ensure sufficient pressure of the V-belt against the cone pulley halves on the output side. Another disadvantage of this known arrangement is that worm gears can only be manufactured with gear ratios greater than about 1: 6. So it is not possible to achieve any gear ratio with the known gear.
The object of the invention is to provide a V-belt change transmission with a torque-dependent axially adjustable conical pulley half and subsequent gear stage, especially for motor vehicles, which avoids the disadvantages of the known Ausfüh ments.
This task is achieved by a V-belt change gear, which is characterized by the combination of the following features: a) in the axially non-displaceable conical pulley half mounted in the gearbox housing, a shaft with the axially displaceable conical pulley half and a helical spur gear of the gear stage is secured against rotation axially displaceable, b) the helical gear is in engagement with an axially non-displaceable mating gear attached to the output shaft, whereby the axial pressure of the helical gear can cause an axial displacement of the conical pulley half, c)
Outside the axially displaceable conical disk half, an axial spring is arranged, which is supported on a disk connected to the axially non-displaceable conical disk half and counteracts the effect of the helical toothing.
The V-belt change transmission according to the invention He has many advantages. In the case of a helically toothed spur gear, the pitch angle can be selected as required, regardless of other factors, according to the required adjustment force. It is therefore possible to select the adjustment force according to the required contact pressure between the conical pulley halves and the V-belt.
An axial spring that presses the two halves of the conical pulley against each other in the idle state can ensure this contact pressure between the V-belt and the conical pulley halves in the starting state. A tolerance of the parts of the transmission and a Nachstellvorrich device are not required. In addition, the translation of the downstream spur gear stage can be selected according to requirements. Since the verbun with the helical spur gear and the axially displaceable conical pulley half shaft, z.
B. the transmission input shaft protrudes through the axially non-displaceable ge in the transmission housing superimposed conical pulley half, the transmission is also characterized by a multiple structure. In a known embodiment, a worm gear is used to generate a torque-dependent displacement of the conical pulley half. In this known V-belt change gear, the axially displaceable worm is rotatably connected via a hollow shaft to the axially displaceable ble conical pulley half, the worm and the hollow shaft are mounted on the input shaft.
The connection between the axially displaceable input shaft and the axially displaceable conical pulley half is advantageously rigid, but can also via an elastic member, for. B. a spring. Driving elements can be arranged between the two halves of the conical pulley which, although they allow an axial displacement of the two pulleys with respect to one another, prevent a radial rotation with respect to one another.
The transmission of the drive torque from the two halves of the conical pulley to the transmission input shaft can take place through a rigid or elastic connection between the sen parts.
The expedient embodiment of the invention results from the description of the drawing.
The figure shows an example embodiment of the invention, namely it shows a section through the adjustable drive V-belt disk and the downstream gear stage.
A dash-dotted V-belt pulley is used as the drive pulley of the V-belt transmission, it is connected via a V-belt 1 with a drive pulley consisting of two conical pulley halves of the V-belt transmission. The conical disk half 3 is rotatable but axially immovable, and is mounted in a gear housing 5 of the gear stage. The other conical pulley half 2 is axially displaceable and is guided by means of bushings 13 on pins 6 which are firmly connected to the axially immovable conical pulley half 3.
The pins 6 can also be part of the conical pulley half 3 directly. The two cone and disk halves 2 and 3 are pressed against one another by an axial spring 7. The axial spring 7 is supported on the disc 2 directly, while it presses with its other end on the disc 12, which is firmly connected to the 6 th Stif. The input shaft 8 of the gear stage is firmly connected to the non-displaceable conical pulley half 3. At its end on the transmission side, the input shaft 8 carries a helically toothed spur gear 9 which meshes with a mating gear 10 which is attached to the output shaft 11.
The mating gear 10 is made wider than the spur wheel 9 in order to avoid a survival of this gear when the spur gear 9 is displaced, which is caused by a change in torque. The mode of operation of the arrangement is as follows: The rotary movement is transmitted from the drive pulley of the V-belt change gearbox via the V-belt 1 to the drive pulley of the V-belt drive formed by the two cone halves 2 and 3.
The drive pulley can have a known speed-dependent adjustment of the conical pulley halves. By rotating the conical pulleys 2 and 3, the input shaft 8 of the gear transmission is taken along and the output shaft II is set in motion via the gear stage 9, 10. The normal direction of rotation of this shaft is indicated by the arrow shown. If the gear is driven, the spur gear 9 moves more or less to the left according to the amount of driving resistance. The shift to the left is stronger, the higher the driving resistance.
As a result of this displacement, the V-belt 1 is pressed to a larger radius and the torque transmitted by the motor to the drive-side conical pulley halves 2, 3 is automatically increased in accordance with the increased driving resistance.
If the drive pulley shown in dashed lines does not have a speed-dependent position, the two conical pulley halves of the drive pulley are not to be rigid with respect to one another, but rather one conical pulley half is arranged so as to be axially displaceable. It is expediently supported by a spring against a fixed mesh part.
The invention is not limited to the embodiment presented. The structural design within the scope of the inventive concept can be varied to a large extent. In particular, a resilient connection can be seen between the conical pulley half 2 and the input shaft 8 of the gear train.