CH654386A5

CH654386A5 - Stufenlos einstellbares kegelscheibengetriebe.

Info

Publication number: CH654386A5
Application number: CH4505/81A
Authority: CH
Inventors: Herbert Karl Steuer
Original assignee: Piv Antrieb Reimers Kg Werner
Priority date: 1980-07-26
Filing date: 1981-07-09
Publication date: 1986-02-14
Also published as: DE3028490C2; SE443032B; IT1142577B; NL185865B; SE8103064L; NL185865C; GB2080892B; JPS5751047A; SU1722246A3; DE3028490A1; DD203107A5; BR8103998A; US4439170A; ATA233781A; FR2493452B1; IT8148814A0; GB2080892A; AT396008B; IN156087B; NL8102195A

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Kegelscheibengetriebe gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Kegelscheibengetriebe sind durch die DE-OS 2 846 580 bekannt. Diese Druckschrift zeigt anhand von Beispielen auch - und das gilt gleichermassen für den nachfolgend beschriebenen Erfindungsgegenstand -, dass der Drehmomentfühler unterschiedlich angeordnet sein kann, je nachdem, welche Anforderungen gerade an das Getriebe gestellt werden. Der übliche Fall, der im Zusammenhang mit der nachfolgend beschriebenen Erfindung ausschliesslich verwendet wird, ohne dass dadurch die Erfindung beschränkt sein sollte, besteht darin, dass der Drehmomentfühler auf der Antriebswelle des Getriebes sitzt und mit dem im abtriebsseitigen Zylinder-Kolben-Aggregat des Getriebes herrschenden Druckmitteldruck beaufschlagt ist. Andere Bauformen bestehen darin, dass der Fühler auf der Abtriebswelle sitzt und mit dem abtriebsseitigen hydraulischen Druck belastet ist oder dass der Fühler auf der Antriebswelle sitzt und mit dem antriebsseitigen hydraulischen Druck belastet ist oder dass auf jeder der Wellen ein Drehmomentfühler unter der Belastung des an seiner Welle herrschenden hydraulischen Druckes sitzt, wobei dann jedoch unter den in der DE-OS genannten Bedingungen einer der Drehmomentfühler jeweils unwirksam ist.

Der bekannte Drehmomentfühler ist insbesondere derart

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

654386

ausgebildet, dass die ihm zugeordnete Festscheibe des Getriebes eines der Ventilteile zur lastabhängigen Erzeugung der Anpresskraft bildet oder betätigt. Dies hat jedoch zur Folge, dass die Festscheibe quer zur Laufrichtung des Übertragungsmittels (Kette) um den der Ventilsteuerung dienenden Betrag hin- und herverschoben wird, was zu einem entsprechenden Spurversatz des Übertragungsmittels führt, der je nach Anwendungsfall und Belastung des Getriebes nachteilig und daher unerwünscht sein kann. Dabei brauchte dann auch die Lagerbasis für die Festscheibe nicht so breit wie im bekannte Falle zu sein.

Darüber hinaus baut der bekannte Drehmomentfühler in Axialrichtung des Getriebes verhältnismässig gross und hat zahlreiche Einzelteile.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Getriebe der eingangs beschriebenen zu schaffen, bei dem der Drehmomentfühler aus besonders wenigen Einzelteilen besteht und damit eine vor allem in Axialrichtung platzsparende Konstruktion ergibt, die sich wegen der dadurch gegebenen Einfachheit und Kleinheit für den Einbau in Kraftfahrzeugantriebe eignet, und bei dem ein Spurversatz nicht mehr auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Getriebe gelöst, wie es im Patentanspruch 1 definiert ist.

Durch die erfindungsgemässen Massnahmen baut das Getriebe erstaunlich kurz und einfach, und es ist die feste Kegelscheibe nicht mehr als Ventilteil und damit als in Grenzen bewegliches Teil erforderlich. Darüber hinaus ergibt sich aber eine überraschend günstige Möglichkeit der Krafteinleitung bzw. Kraftausleitung, indem diese sehr nahe an der festen Kegelscheibe sitzen kann, wobei der Antrieb beispielsweise über das Aussenzahnrad eines Plantengetriebes oder eines Teils einer Kupplung erfolgen kann, es jedoch auch möglich ist, die Drehübertragung in nicht koaxialer Anordnung über ein zur An- bzw. Abtriebswelle des Getriebes parallel drehgelagertes Stirnzahnrad vorzunehmen. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, die Drehübertragung über ein auf der zugeordneten Welle gelagertes, glockenförmiges Teil vorzunehmen, das an seinem Vorderende eine Innenverzahnung aufweist, in der es die Aussenverzahnung des zweiten Ringes verschiebbar aufnimmt.

In zweckmässigen Ausführungsformen des erfindungsgemässen Getriebes ist in den meisten Fällen nur eine Radialdichtung für das Druckmittel erforderlich, in einzelnen Fällen kann jedoch sogar überhaupt ohne Radialdichtung gearbeitet werden.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Darstellung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den schematischen Grundaufbau eines hydraulisch verstellbaren Kegelscheibengetriebes, teilweise geschnitten, mit einer ersten Bauform eines Drehmomentfühlers;

Fig. 2 bis 5 weitere, abgewandelte Bauformen des Drehmomentfühlers und

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 1 geänderte Antriebsverbindung für das Getriebe.

Gemäss Fig. 1 weist ein Getriebe mit hydraulisch verstellbaren Kegelscheiben eine Antriebswelle 1 und eine Abtriebswelle 2 auf, auf denen zur Einstellung und Aufrechterhaltung der Getriebeübersetzung axial verschiebbare Kegelscheiben 3,4 angeordnet sind, die Zylinder-Kolben-Aggregate mit wellenfesten Kolben 5,6 und diese umgreifenden, über Passfedern 7,8 mit den zugeordneten Wellen drehverbundene Zylinder 9,10 abschliessen, während ihnen jeweils gegenüber Kegelscheiben 11,12 angeordnet sind, die mit den zugeordneten Wellen vorteilhafterweise über Anschläge 13,

14 axial und über eine Passfeder bzw. Stifte 16 drehfest verbunden sind. Zwischen den jeweiligen Kegelscheibenpaaren läuft ein Übertragungsmittel 17 um.

Den Zylinderräumen 18,19 wird das von einer Druckmit-5 tel quelle 20 bezogene Druckmittel über ein Vierwegeventil 21 und jeweilige Leitungen 22 und 23 zugeteilt. Ausserdem sitzt vorteilhafterweise auf der Antriebswelle 1 ein insgesamt mit 24 bezeichneter Drehmomentfühler, dem über eine Leitung 25 das aus dem Ventil 21 abfliessende Druckmittel mit io dem auf der Abtriebsseite des Getriebes herrschenden hydraulischen Druck zugeführt wird, welches er drehmomentabhängig drosselt und damit den Druck am Abtrieb (Zylinder-Kolben-Aggregat 6,10,19) bestimmt. Vom Drehmomentfühler 24 aus fliesst in dem in Fig. 1 dargestellten Bei-15 spiel das Druckmittel drucklos in das Getriebegehäuse, welches nicht dargestellt ist, ab und steht von dort wieder am Druckölvorratsbehälter 26 zur Verfügung.

Die Krafteinleitung in das Getriebe findet vorteilhafterweise an der Welle 1 über den Drehmomentfühler 24 statt. 20 Dazu kann eine auf der Welle 1 drehbar und axial un verschiebbar gelagerte Glocke 27 dienen, die eine endständige Innenverzahnung 28 aufweist. Mit dieser Innenverzahnung kann eine Aussenverzahnung 29 eines Ringes 30 einer Anpresseinrichtung kämmen, wobei der Ring 30 über die darge-25 stellte V-förmige Anpresskurve 31 und Kugeln 32 mit einer V-förmigen Anpresskurve 33 eines Ringes 34 drehverbunden ist, der mit der Welle 1 vorteilhafterweise über eine Passfeder 35 drehverbunden ist und in Axialrichtung gegenüber dieser Welle über einen Anschlag 36 festgelegt ist. Der 30 Ring 30 ist vorteilhafterweise über eine radial innen liegende Dichtung 37 flüssigkeitsdicht auf der Welle 1 verschiebbar und dieser gegenüber drehbar.

Das Druckmittel mit dem auf der Abtriebsseite des Getriebes herrschenden Druck gelangt über die Leitung 25 35 und eine Axialbohrung 38 der Welle 1 sowie eine radiale Bohrung 39 in einen Zylinderraum 40, der gebildet ist durch eine auf die feste Kegelscheibe 11 zu gerichtete ringförmige Rippe 41 des Ringes 30 und einen diesen umschliessenden Zylindermantel 42 der Kegelscheibe 11. Die Stirnkante der 40 Rippe 41 bildet zusammen mit einer umlaufenden

Ringnut 43 im Zylindermantel 42 die Öffnung eines durch den Drehmomentfühler 24 gebildeten Ventils, wobei dann vom Zylinderraum 40 aus über die Ringnut 43 das Druckmittel über Bohrungen 44 der Kegelscheibe 11 bzw. des 45 Zylindermantels 42 nach aussen abströmen kann.

Die Wirkungsweise des soweit anhand der Fig. 1 beschriebenen Getriebes ist wie folgt, wobei im Hinblick darauf, dass diese Wirkungsweise an sich bekannt ist, nur eine kurze Darstellung erfolgt:

50

Das von der Druckmittelquelle 20 bezogene Druckmittel gelangt auf das Vierwegeventil 21, das es über die Leitungen 22 und 23 dem Antrieb bzw. dem Abtrieb des Getriebes zuteilt. Der Schieber 45 des Vierwegeventils 21 55 steht dazu in mechanischer Verbindung mit einem Stellhebel 46 und einem Kipphebel 47, der mit seinem freien Ende in eine Umfangsnut 48 der Kegelscheibe 4 eingreift und so unmittelbar die Übersetzungsstellung des Getriebes abfühlt.

Nach einer bekannten Gesetzmässigkeit von Kegel-60 scheiben-Umschlingungsgetrieben ist der am Antrieb bei Gleichgewichtsstellung des Getriebes erforderliche Druckmitteldruck höher als der abtriebsseitige, weshalb auch, wie in Fig. 1 dargestellt, der Schieber 45 eine aus der Mittelstellung etwas nach rechts ausgelenkte Stellung hat, so dass von 65 der Pumpe 20 mehr Druckmittel bzw. ein höherer Druckmitteldruck auf der Antriebsseite des Getriebes zur Verfügung steht als auf der Abtriebsseite. Entsprechend hat auf der anderen Seite ein vom Ventil 21 ausgehender Druckmittel-

654386 4

rückfluss 25 den abtriebsseitigen hydraulischen Druck. Wellenbohrung 38 über radiale Bohrungen 55, die im

Gelangt nun beispielsweise eine erhöhte Drehmomentbela- Inneren des zweiten Ringes 56 münden und von dort über stung auf das Getriebe, so führt dies am Drehmoment- eine Ringnut 57 und Bohrungen 58 des Ringes 56 zum Zylin-

fühler 24 dazu, dass sich die Ringe 30 und 34 voneinander zu derraum 59 zwischen Kegelscheibe 11 und Ring 56 gelangen,

entfernen suchen, was dazu führt, dass sich der Ring 30 etwas 5 von wo sie über Wellenbohrungen 60 und 61 in den Bereich nach rechts verschiebt. Dadurch schliesst er den Abfluss des zwischen den auf dieser Welle 1 gelagerten Kegelscheiben

Druckmittels mit dem abtriebsseitigen Druck über die weiterströmen können. Die Drosselung geschieht hier an den

Ringnut 43 und die Bohrungen 44 stärker ab, so dass der Bohrungen 60 und der diesen vorgelagerten Ringnut 62 mit

Druckmittelabfluss erschwert wird und sich infolgedessen Hilfe der inneren Kante 63 des Ringes 56. Die Bohrungen 38

der abtriebsseitige hydraulische Druck erhöht. io und 61 sind durch einen Stopfen 64 voneinander getrennt.

Diese abtriebsseitige Druckmitteldruckerhöhung führt zu Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 ist zwischen einer Verstellung der Kegelscheibe 4 nach rechts, die genau Ring 65 und Kegelscheibe 66 ein Plattenventil dadurch der Verstellung dieser Kegelscheibe nach links unter dem gebildet, dass der Ring 65 mit der Stirnfläche 67 einer auf die erhöhten Drehmoment entgegenwirkt, wobei sich letztere feste Kegelscheibe 66 zu gerichteten Rippe mit einer dazu Verstellung durch die genannte Gesetzmässigkeit ergibt, is passenden, an der festen Kegelscheibe befindlichen Auflagewonach die antriebsseitigen Anpresskräfte und entsprechend fläche 68 zusammenwirkt, wobei sich die Spaltgrösse zwi-natürlich auch die antriebsseitig herrschenden, vom Übertra- sehen den Flächen 67 und 68 wieder je nach dem übertra-gungsmittel 17 ausgeübten Spreizkräfte höher sind als die genen Drehmoment einerseits und dem im Zylinderraum 69 antriebsseitigen und bei Erhöhung des Drehmomentes sich ' herrschenden, abtriebsseitigen hydraulischen Druck richtet, entsprechend vorrangig auswirken, indem das Übertragungs- 20 Gemäss Fig. 5 ist eine Abwandlung gegenüber Fig. 4 mittel 17 bei Erhöhung des Drehmomentes auf der Antriebs- lediglich dadurch vorgenommen, dass das Druckmittel inner-seite einen grösseren und auf der Abtriebsseite einen klei- halb der festen Kegelscheibe 70 mündet und diese über im neren Laufradius anzunehmen sucht. wesentlichen radiale Bohrungen 71 durchquert, um dann in Die Fig. 2 bis 6 zeigen Varianten der anhand der Fig. 1 aus- einem Zylinderraum 72 anzukommen, der nach innen durch führlich beschriebenen Ausführungsform des Drehmoment- 2s eine an der Kegelscheibe 70 anliegende Stirnfläche 73 und fühlers 24 und der auf ihn gehenden Krafteinleitung, wobei nach draussen durch eine an der Kegelscheibe 70 anliegende in der nachfolgenden Beschreibung im wesentlichen nur Stirnfläche 74 abgeschlossen ist, wobei die äussere Stirn-noch die Unterschiede gegenüber der Ausführungsform fläche 74 wiederum das Drosselventil bildet, von dem aus das gemäss Fig. 1 angesprochen werden. Druckmittel in das Getriebegehäuse abfliessen kann.

Gemäss Fig. 2 erfolgt die Drosselung des Druckmittels mit 30 Insbesondere zu dieser Ausführungsform ist hervorzu-dem auf der Abtriebsseite herrschenden hydraulischen Druck heben, dass sie keinerlei Dichtungen in Form von zusätz-

durch die innere, auf die feste Kegelscheibe 11 zu gerichtete liehen Teilen aufweist, so dass sie besonders wirtschaftlich

Kante 50 des Ringes 30 in Zusammenwirken mit der und wartungsfreundlich ist.

Ringnut 51 der Welle 1, an die sich Wellenbohrungen 52 Schliesslich zeigt Fig. 6 noch ausgehend vom Beispiel anschliessen, die in den Spalt zwischen den Ringen 30 und 34 35 gemäss Fig. 2, wie in Abweichung dazu der Antrieb nicht münden und auf diese Weise die Beölung der Anpresseinrich- durch eine Glocke 27, sondern durch ein Stirnzahnrad 75

tung sowie der Verzahnung 28/29 ermöglichen. erfolgen kann, das auf einer zur Welle 1 parallel gelagerten

Gemäss Fig. 3 strömt das Druckmittel ausgehend von der Welle 76 sitzt.

B

3 Blatt Zeichnungen

Claims

654386 PATENTANSPRÜCHE

1. Stufenlos einstellbares Kegelscheibengetriebe mit einer Antriebswelle ( 1 ) und einer Abtriebswelle (2), welchen Wellen (1,2) je ein Paar Kegelscheiben (3,11; 4,12; 66; 70) zugeordnet sind, zwischen welchen ein umlaufendes Übertragungsmittel (17) angeordnet ist, wobei sowohl auf der Antriebswelle (1) als auch auf der Abtriebswelle (2) eine der Kegelscheiben (3,4) axial verschiebbar, jedoch mit der ihr zugeordneten Welle (1,2) wenigstens mittelbar drehverbunden ist und je einen einen wellenfesten Kolben (5,6) enthaltenden Druckzylinder (9,10) abschliesst, dem ein Druckmittel zur Einstellung und Aufrechterhaltung der Getriebeübersetzung von einem Vierwegeventil (21,45) zugeteilt wird, der über ein Stellglied (47) mit der axial verschiebbaren Kegelscheibe (4) des einen Paares in Verbindung steht, während die andere Kegelscheibe (12) desselben Paares auf der dem Kegelscheiben-Paar zugeordneten Welle (2) axial fest und drehfest abgestützt ist, wobei zur lastabhängigen Erzeugung der Anpresskräfte zwischen den Kegelscheiben (3,4,11, 12,66,70) und dem Übertragungsmittel (17) wenigstens auf einer Welle (1) neben der auf ihr festen Kegelscheibe (11,66, 70) ein Fühler (24) für das dort übertragene Drehmoment angeordnet ist, dem das Druckmittel mit dem im durch eine der axial verschiebbaren Kegelscheiben (3) abgeschlossenen Druckzylinder (10) herrschenden Druck zuströmt und welcher Fühler (24) durch eine drehmomentabhängige Relativbewegung wenigstens zweier Ventilteile (30,43,56,51; 62, 63; 67,68; 70,74) eines zweiten Ventils zueinander die Höhe dieses Drucks und damit der hydraulischen Anpresskräfte drehmomentabhängig bestimmt, wobei der Fühler (24) zwei einander gegenüberstehende Anpresskurven (31,33) und dazwischen eingelegte Wälz-Körper (32) aufweist, derart, dass ein der besagten letzteren festen Kegelscheibe (11,66, 70) abgewandter erster Ring (34), der auf der besagter fester Kegelscheibe (11,66,70) zugeordneten Welle (1) axial fest abgestützt und mit ihr drehverbunden ist, eine der Anpresskurven (33) trägt, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Anpresskurve (31) von einem zweiten, auf derselben

Welle (1) axial verschiebbar und drehbar zwischen dem ersten Ring (34) und der festen Kegelscheibe (11,66,70) angeordneten zweiten Ring (30,56,65) getragen wird, dass dieser zweite Ring (30,56,65) mit einem angrenzenden Getriebeteil (1,11,66,70) das zweite Ventil bildet und über ihn das Drehmoment in das Getriebe hinein- bzw. aus ihm herausgeleitet wird.

2. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebeteil die den zweiten Ring (30) tragende Welle (1) oder die dieser Welle (1) zugeordnete feste Kegelscheibe (11,66,70) ist.

3. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ring (30,56,65) auf seinem Aussenumfang eine Verzahnung (29) zur Kraftübertragung aufweist.

4. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 1 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ring (30,56) mit einer auf die feste Kegelscheibe (11,66,70) zugerichteten ringförmigen Rippe (41), die in einen Zylindermantel (42) der festen Kegelscheibe (11) hineinragt, einen Zylinderraum (40) bildet, dem das Druckmittel über eine axiale Wel-lenbohrung (38) und eine sich daran anschliessende radiale Wellenbohrung (39) zuströmt und an den sich wenigstens eine Ventilöffnung (43,44; 51,52) anschliesst.

5. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnung eine durch die Vorderkante der Rippe (41) in ihrer Grösse beeinflussbare, umlaufende Ringnut (43) im Zylindermantel (42) ist, an die sich nach aussen führende Bohrungen (44) des Zylindermantels anschliessen.

6. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilöffnung eine durch die innere, auf die feste Kegelscheibe (11) zu gerichtete Kante (50) des zweiten Ringes (30) in ihrer Breite beeinflussbare Ringnut (51) der der Kegelscheibe zugeordneten Welle (1) ist, an die sich in den Spalt zwischen erstem (34) und zweitem (3) Ring führende Wellenbohrungen (52) anschliessen.

7. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich an die im Inneren des zweiten Ringes (56) mündende radiale Wellenbohrung (55) eine Ringnut (57) des zweiten Ringes (56) anschliesst, die über Bohrungen (58) des zweiten Ringes mit dem Zylinderraum (59) verbunden ist, und dass die Ventilöffnung eine durch die innere, auf die Kegelscheibe (11) zu gerichtete Kante (63) des zweiten Ringes in ihrer Breite beeinflussbare Ringnut (62) der besagter Kegelscheibe zugeordneten Welle ist, von der aus Wellenbohrungen (60) in den Bereich zwischen den auf dieser Welle angeordneten Kegelscheiben gehen.

8. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 1 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ring (65) mit der Stirnfläche (67,74) einer auf die feste Kegelscheibe (66,70) zu gerichteten ringförmigen Rippe und einer für diese an der festen Kegelscheibe befindlichen Auflagefläche (68) die Ventilöffnung bildet, wobei innerhalb der Rippe ein Zylinderraum (69,72) zwischen zweitem Ring (65) und fester Kegelscheibe (66,70) gebildet ist, dem das Druckmittel über eine axiale und eine sich daran anschliessende radiale Wellenbohrung direkt oder indirekt zuströmt.

9. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ring nahe der Welle eine zweite, mit der ersten Stirnfläche (74) radial fluchtende Stirnfläche (73) einer zweiten ringförmigen Rippe aufweist, für die die feste Kegelscheibe (70) eine mit der ersten Anlagefläche radial fluchtende zweite Anlagefläche hat, dass der Zylinderraum (72) zwischen erster und zweiter Rippe gebildet ist und dass sich an die innerhalb der festen Kegelscheibe (70) mündende radiale Wellenbohrung eine im Zylinderraum mündende Bohrung (71) der Kegelscheibe anschliesst.