Claims (1)
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Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares Keilriemengetriebe mit einer unter der Einwirkung eines dauernd wirkenden hydraulischen Druckes in axialer Richtung verschiebbaren Kegelscheibe auf der Abtriebswelle, unter der Einwirkung eines regelbaren hydraulischen Druckes in axialer Richtung verschiebbaren Kegelscheibe auf der Antriebswelle, und einer elektrohydraulischen Steuerung zur Verstellung der Regelscheiben.
The invention relates to an infinitely variable V-belt transmission with a conical pulley on the output shaft that can be displaced in the axial direction under the action of a permanent hydraulic pressure, a conical pulley on the drive shaft that can be displaced in the axial direction under the action of a controllable hydraulic pressure, and an electrohydraulic control for adjusting the regulating pulleys .
Bekannt ist eine Einrichtung oben genannter Art, bei der die Drehzahländerung durch mechanische oder elektromechanische Verstellung eines Steuerkolbens erfolgt, welcher im Verstel;lkolben der Antriebis-Kegelscheiben angeordnet ist, wobei der Steuerkolben durch eine Kantensteuerung die hydraulische Verstellung der Kegelscheiben bewirkt.
A device of the above-mentioned type is known in which the speed change takes place by mechanical or electromechanical adjustment of a control piston which is arranged in the adjusting piston of the drive conical disks, the control piston causing the hydraulic adjustment of the conical disks by means of an edge control.
Bei dieser, wie auch bei anderen bekannten Arten von Drehzahlverstellungen an Keilriemengetrieben, erfolgt die Einstellung der gewünschten Drehzahl durch Einstellung eines dieser Drehzahl entsprechenden Abstandes der Kegelscheiben, wodurch sich das gewünschte Drehzahlverhältnis zwischen treibender und getriebener Welle einstellt.
In this, as in other known types of speed adjustments on V-belt drives, the desired speed is set by setting a distance between the conical pulleys corresponding to this speed, whereby the desired speed ratio between the driving and driven shaft is set.
Nachteilig wirkt sich hierbei aus, dass die Abtriebsdrehzahl derartiger Antriebe infolge von Schlupf unter Last absinkt und somit eine für viele Anwendungsfälle unzulässige Drehzahlverringerung entsteht.
The disadvantage here is that the output speed of such drives drops as a result of slip under load and thus a speed reduction that is inadmissible for many applications occurs.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines stufenlos regelbaren Keilriemengetriebes, dessen hydraulische Verstelleinrichtung so geregelt werden kann, dass eine im Drehzahlbereich beliebig eingestellte Drehzahl auch bei Lastschwankungen ziemlich genau konstant gehalten werden kann.
The object of the invention is to create an infinitely variable V-belt transmission, the hydraulic adjustment device of which can be regulated in such a way that a speed set as desired in the speed range can be kept fairly precisely constant even with load fluctuations.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Anordnung eines Regelkreises erreicht, welcher aus einem von der Abtriebswelle angetriebenen Tachogenerator als Drehzahi-Istwertgeber, einem Regelverstärker zur Bildung und Verstärkung der Differenz zwischen dem von aussen zugeführten Drehzahl-Sollwert und dem Drehzahl-Istwert sowie einem elektrohydraulischen Servoventil zur Beaufschlagung des an der Antriebswelle befindlichen hydraulischen Stellmotors besteht.
According to the invention, this is achieved by the arrangement of a control circuit, which consists of a tachometer generator driven by the output shaft as the actual speed value transmitter, a control amplifier for generating and amplifying the difference between the externally supplied nominal speed value and the actual speed value and an electrohydraulic servo valve for actuation of the hydraulic servomotor located on the drive shaft.
Die Erfindung ist in der beiligenden Zeichnung beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben.
The invention is shown, for example, in the accompanying drawings and described below.
Fig. 1 gibt schematisch ein stufenlos regelbares Keilriemengetriebe für den Antrieb einer Drehbankspindel und die elektrisch-hydraulische Verstellung der Kegelscheiben zur Drehzahlregelung wieder.
Fig. 1 schematically shows a continuously variable V-belt drive for driving a lathe spindle and the electro-hydraulic adjustment of the conical pulleys for speed control.
Ein Antriebsmotor 1 treibt das stufenlos regelbare Keil riemengetriebe 2, wobei die treibenden Kegelscheiben 3, 4 direkt mit der Antriebswelle 5 des Antriebsmotors 1 verbunden sind. Die Kegelscheibe 4 ist durch einen hydraulischen Stellmotor 10 - beispielsweise eines Hydraulikkolbens - in axialer Richtung verstellbar. Die Beaufschlagung des hydraulischen Stellmotors 10 mit dem Druckmedium, vorzugsweise öl, erfolgt durch die Leitung 18, wobei diese je nach Stellung des elektrohydraulischen Servoventils 17 entweder gesperrt ist, mit der Druckleitung 20 verbunden oder mit der Abflussleitung 21 verbunden ist.
A drive motor 1 drives the continuously variable V-belt drive 2, the driving conical pulleys 3, 4 being connected directly to the drive shaft 5 of the drive motor 1. The conical disk 4 is adjustable in the axial direction by a hydraulic servomotor 10 - for example a hydraulic piston. The hydraulic servo motor 10 is charged with the pressure medium, preferably oil, through the line 18, this being either blocked, connected to the pressure line 20 or connected to the drain line 21 depending on the position of the electrohydraulic servo valve 17.
Auf der Abtriebswelle 8 sind die beiden Kegelscheiben 6, 7 angeordnet, wobei die Kegelscheibe 7 mittels eines hydraulischen Stellmotors 11 - beispielsweise eines Hydraulikkol bens - in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Beaufschlagung des hydraulischen Stellmotors 11 erfolgt konstant mit dem Druckmedium - vorzugsweise Öl - durch die Leitung 19. Die Kraftübertragung von den treibenden Kegelscheiben 3, 4 auf die getriebenen Kegelscheiben 6, 7 erfolgt durch den Keilriemen 9, wobei die Veränderung der Drehzahl der Abtriebswelle 8 durch axiale Verschiebung der Kegelscheiben 4 und 7 erfolgt.
The two conical disks 6, 7 are arranged on the output shaft 8, the conical disk 7 being displaceable in the axial direction by means of a hydraulic servomotor 11 - for example a hydraulic piston. The hydraulic servomotor 11 is constantly acted upon by the pressure medium - preferably oil - through the line 19. The power transmission from the driving conical pulleys 3, 4 to the driven conical pulleys 6, 7 takes place through the V-belt 9, with the change in the speed of the output shaft 8 takes place by axial displacement of the conical disks 4 and 7.
In dem in der Zeichnung gezeigten Beispiel treibt die Ab triebswelle 8 unter Zwischenschaltung eines Getriebes 13 eine Drehbankspindel 12 an.
In the example shown in the drawing, the drive shaft 8 drives a lathe spindle 12 with the interposition of a gear 13.
Die Abtriebswelle 8 treibt gleichzeitig einen Tachogenerator 14, der einen Strom erzeugt, dessen Spannung UA dem Istwert der Drehzahl der Abtriebswelle 8 proportional ist.
The output shaft 8 simultaneously drives a tachometer generator 14 which generates a current whose voltage UA is proportional to the actual value of the speed of the output shaft 8.
Durch einen nicht dargestellten Drehzahl-Sollwertgeber, z. B.
By a speed setpoint generator, not shown, z. B.
ein Potentiometer, wird ein einer eingestellten Drehzahl entsprechendes Spannungssignal UE dem Regelverstärker 15 zugeleitet.
a potentiometer, a voltage signal UE corresponding to a set speed is fed to the control amplifier 15.
Das Spannungssignal UA wird als Drehzahl-Istwert und das Spannungssignal UE als Drehzahl-Sollwert bezeichnet, wobei die im Regelverstärker 15 gebildete Spannungsdifferenz UE-UA verstärkt und zum elektrohydraulischen Servoventil 17 weitergeleitet wird. Je nach dem, ob der Drehzahl Istwert UA kleiner oder grösser als der Drehzahl-Sollwert UE ist, wird durch das elektrohydraulische Servoventil 17 die Leitung 18 mit der Druckleitung 20 oder mit der Abflussleitung 21 verbunden.
The voltage signal UA is referred to as the actual speed value and the voltage signal UE as the speed setpoint value, the voltage difference UE-UA formed in the control amplifier 15 being amplified and forwarded to the electrohydraulic servo valve 17. Depending on whether the actual speed value UA is lower or higher than the nominal speed value UE, the electrohydraulic servo valve 17 connects the line 18 to the pressure line 20 or to the discharge line 21.
Bei Verbindung der Leitung 18 mit der Druckleitung 20 wird das Druckmedium durch eine nicht dargestellte Pumpe in den hydraulischen Stellmotor 10 gefördert, wodurch die Kegelscheibe 4 in axialer Richtung gegen die Kegelscheibe 3 geschoben wird und der Keilriemen 9 an den Kegelscheiben 3, 4 nach aussen wandert, wobei sich der Umschlingungsradius vergrössert. Gleichzeitig wird durch den Zug des Keilriemens 9 die Kegelscheibe 7 gegen den Druck des hydraulischen Stellmotors 11 in axialer Richtung so verschoben, dass sich die Distanz der Kegelscheiben 6, 7 vergrössert und der Umschlingungsradius des Keilriemens 9 verringert, wodurch sich die Drehzahl der Abtriebswelle 8 so weit erhöht, bis sie den eingestellten Sollwert erreicht und die Differenz der Spannungssignale UA und UE gleich Null ist.
When the line 18 is connected to the pressure line 20, the pressure medium is conveyed by a pump (not shown) into the hydraulic servomotor 10, whereby the conical pulley 4 is pushed in the axial direction against the conical pulley 3 and the V-belt 9 moves outward on the conical pulleys 3, 4 , whereby the radius of contact increases. At the same time, by pulling the V-belt 9, the conical pulley 7 is displaced against the pressure of the hydraulic servomotor 11 in the axial direction in such a way that the distance between the conical pulleys 6, 7 increases and the looping radius of the V-belt 9 is reduced, whereby the speed of the output shaft 8 is reduced far increased until it reaches the setpoint value and the difference between the voltage signals UA and UE is zero.
Ist der Drehzahl-Istwert UA grösser als der Drehzahl Sollwert UE, wird die Leitung 18 durch das elektrohydraulische Servoventil 17 mit der Abflussleitung 21 verbunden, wobei eine Druckentlastung des hydraulischen Stellmotors 10 erfolgt. Da durch die Leitung 19, welche mit der Druckleitung 20 direkt verbunden ist, der hydraulische Stellmotor 11 an der Abtriebswelle 8 dauernd mit dem Druckmedium beaufschlagt wird, bewegt sich die Kegelscheibe 7 in axialer Richtung gegen die Kegelscheibe 6, wobei der Keilriemen 9 an den Kegelscheiben 6, 7 nach aussen wandert und der Umschlingungsradius sich vergrössert. Gleichzeitig wird durch den Zug des Keilriemens 9 die Kegelscheibe 4 in axialer Richtung so verschoben, dass sich die Distanz der Kegelscheiben 3, 4 vergrössert und der Umschlingungsradius des Keilriemens 9 verringert.
If the actual speed value UA is greater than the nominal speed value UE, the line 18 is connected to the discharge line 21 through the electrohydraulic servo valve 17, with the hydraulic servo motor 10 being relieved of pressure. Since the hydraulic servomotor 11 on the output shaft 8 is constantly exposed to the pressure medium through the line 19, which is directly connected to the pressure line 20, the conical pulley 7 moves in the axial direction against the conical pulley 6, with the V-belt 9 on the conical pulleys 6, 7 migrates to the outside and the radius of wrap increases. At the same time, by pulling the V-belt 9, the conical pulley 4 is displaced in the axial direction in such a way that the distance between the conical pulleys 3, 4 increases and the looping radius of the V-belt 9 decreases.
Dadurch wird die Drehzahl an der Abtriebswelle 8 so weit verringert, bis sie den eingestellten Sollwert erreicht und die Differenz der Spannungssignale UA und UE gleich Null ist. Das elektrohydraulische Servoventil 17 schaltet dabei in Mittelstellung, wodurch die Leitung 18 gesperrt wird und eine weitere axiale Bewegung der Kegelscheiben 4, 7 nicht mehr möglich ist.
As a result, the speed on the output shaft 8 is reduced until it reaches the setpoint value and the difference between the voltage signals UA and UE is zero. The electrohydraulic servo valve 17 switches to the middle position, whereby the line 18 is blocked and further axial movement of the conical disks 4, 7 is no longer possible.
Eine Drehzahländerung erfolgt somit, wenn entweder z. B. durch Belastungsänderung der Drehzahl-Istwert sich ver ändert hat oder wenn von Hand oder automatisch ein neuer Drehzahl-Sollwert eingestellt wird.
A speed change thus takes place when either z. B. The actual speed value has changed due to a change in load or if a new speed setpoint is set manually or automatically.
Selbstverständlich ist die Anwendung der Erfindung nicht nur auf das beschriebene Beispiel eines Drehspindel;Antriebes beschränkt, sondern ist überall dort anwendbar, wo eine kontinuierliche oder stufenweise Drehzahländerung unter Last bei möglichst genauer Einhaltung der eingestellten Solldrehzahlen erforderlich ist.
Of course, the application of the invention is not limited to the example described of a rotary spindle drive, but can be used wherever a continuous or stepwise speed change under load is required while maintaining the set target speeds as precisely as possible.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
Stufenlos regelbares Keilriemengetriebe mit einer unter der Einwirkung eines dauernd wirkenden hydraulischen Druckes in axialer Richtung verschiebbaren Kegelscheibe auf
Infinitely variable V-belt drive with a conical pulley that can be moved in the axial direction under the influence of a permanent hydraulic pressure
der Abtriebswelle, unter der Einwirkung eines regelbaren hydraulischen Druckes in axialer Richtung verschiebbaren Kegelscheibe auf der Antriebswelle und einer elektrohydrauli- schen Steuerung zur Verstellung der Kegelscheiben, gekenn zeichnet durch einen Regelkreis, bestehend aus einem von der
Abtriebswelle (8) angetriebenen Tachogenerator (14) als Drehzahl-Istwertgeber, einem Regelverstärker (15) zur Bildung und Verstärkung der Differenz zwischen dem von aussen zugeführten Drehzahl-Sollwert und dem Drehzahl-Istwert,
the output shaft, under the action of a controllable hydraulic pressure in the axial direction displaceable conical disk on the drive shaft and an electrohydraulic control for adjusting the conical disks, characterized by a control circuit consisting of one of the
Output shaft (8) driven tachometer generator (14) as actual speed value transmitter, a control amplifier (15) for forming and amplifying the difference between the externally supplied speed setpoint and the actual speed value,
sowie einem elektrohydraulischen Servoventil (17) zur Beauf schlagung des an der Antriebswelle (5) befindlichen SteLmo- tors (10).
and an electrohydraulic servo valve (17) to act on the steering motor (10) on the drive shaft (5).