DD284452A5

DD284452A5 - CONTINUOUS DRIVING DRIVE WITH SPEED-RELATED COMPRESSION

Info

Publication number: DD284452A5
Application number: DD32917789A
Authority: DD
Inventors: Gerald Beykirch; Josef Jahn; Uwe Kiel; Peter Koegler; Hansjuergen Linde
Original assignee: Veb Ifa-Motorenwerke Nordhausen,Dd
Priority date: 1989-06-02
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1990-11-14

Abstract

Die Erfindung beinhaltet einen stufenlos stellbaren Fahrantrieb mit drehzahlabhaengiger Betaetigung. Die Erfindung betrifft einen aus zugmittelumschlungenen Kegelscheibenpaaren bestehenden Fahrantrieb, insbesondere fuer muskelgetriebene Fahrzeuge. UEbertragungselemente haben ueber Zylinderrollen Kontakt mit den paarweise gegenueberliegenden radialen Fuehrungsbahnen der Kegelscheiben. Die Naben der auf der getriebenen Welle sitzenden axial verschiebbaren Kegelscheiben werden durch Druckfedern gegen den Umfang von Nockenscheiben gedrueckt, die gleichmaeszig verteilt auf der Welle gelagert sind. Gestaenge, die durch OEffnungen einer Kegelscheibe seitlich herausgefuehrt werden, greifen auszermittig an den Nockenscheiben an und sind mit einem die Welle umgebenden Verstellring verbunden, dessen axiale, die UEbersetzung des Fahrantriebes bestimmende Position von der drehzahlabhaengigen Lage eines mit der Welle umlaufenden, an einem Winkelhebel sitzenden Fliehgewichts beeinfluszt wird. Der Verstellring kann unabhaengig davon manuell verschoben und in diesem Zusammenhang auch arretiert werden. Fig. 2{Fahrantrieb, stufenlos; Kegelscheibenpaare, zugmittelumschlungen; Fuehrungsbahnen, radial; UEbertragungselemente; Zylinderrollen; Fliehgewicht; Nockenscheiben; UEbersetzung, drehzahlabhaengig}The invention includes a continuously variable drive with speed-dependent actuation. The invention relates to a traction drive consisting of zugmittelumschlungenen conical disk pairs, especially for muscle-powered vehicles. Transfer elements have cylindrical rollers in contact with the radial guide tracks of the conical disks in pairs. The hubs of the axially displaceable conical disks seated on the driven shaft are pressed by compression springs against the circumference of cam disks, which are mounted evenly distributed on the shaft. Gestaenge, which are led out laterally by OEffnungen a conical disk, engage eccentrically on the cams and are connected to an adjusting ring surrounding the shaft, the axial, the translation of the travel drive determining position of the speed-dependent position of a rotating with the shaft, sitting on an angle lever Fliehgewichts is influenced. The adjusting ring can be moved independently of it and also locked in this context. Fig. 2 {drive, stepless; Conical disk pairs, zugmittelumschlungen; Guiding tracks, radial; transmission elements; Cylindrical rollers; flyweight; Cams; Translation, speed-dependent}

Description

2<i 4 ·ϊ 5 22 <i 4 · ϊ 5 2

Title of the invention:

Stufenlos stellbarer Fahrantrieb mit drehzahlabhängiger BetätigungInfinitely variable travel drive with speed-dependent actuation

Field of application of the invention:

Die Erfindung ist insbesondere zur Anwendung bei Antrieben muskelgetriebener Fahrzeuge vorgesehen, eignet sich aber auch für andersgeartete Kraftübertragungen.The invention is intended in particular for use in drives of muscle-driven vehicles, but is also suitable for other types of power transmissions.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik: Moderne PIV-Getriebe mit hohem Wirkungsgrad und absoluter Schlupffreiheit arbeiten mit Stahl-Lamellenketten, die in verzahnte Kegelscheiben wechselseitig eingreifen. Diese Ketten haben ein hohes Gewicht und erfordern eine gekapselte Bauweise. Aus diesem Grunde haben sich derartige Getriebe nicht für den Einsatz in muskelgetriebenen Fahrzeugen durchgesetzt. Als Alternative zu den bei muskel'getriebenen Fahrzeugen allgemein gebräuchlichen Kettentrieben mit Zahnrad-, Haben- bzw. Tretlagerschaltungen ist ein verstellbares Umschlingungsgetriebe vorgeschlagen worden, das aus zwei Kegelscheibenpaaren besteht, von denen jeweils wenigstens eine Kegelscheibe axial verschiebbar ist (DE-OS 28 28 524)· Die geneigten, einander zugewandten Kegelflächen weisen strahlenförmige, d. h. radial ausgerichtete Schwalbenschwanznuten auf, in denen die Enden achsparalleler Tragstäbe formschlüssig geführt sind. Die Außenflächen der Tragstäbe befinden sich im Kontakt mit einem Flachriemen. Der übersetzungsbestimmende Durchmesser der genannten Außenflächen richtet sich nach dem veränderbaren Abstand der Kegelscheiben. Für die Tragstäbe wird ein Material vorgeschlagen, das gute Gleiteigenschaften aufweist. Trotzdem läßt sich erfahrungsgemäß kaum ausschließen, daß bei der Vielzahl der insgesamt zu realisierenden Führungen der eine oder andere Tragstab bereits bei einer minimalen Abweichung von seiner achsparallelen Lage in der Schwalbenschwanznut verkantet und so eine Funktionsstörung verursacht, da in diesem Fall der axiale Abstand des betroffenen Kegelscheibenpaares blockiert und somit eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses unmöglich ist. Characteristic of the known state of the art: Modern PIV transmissions with high efficiency and absolute freedom from slippage work with steel lamellae chains, which mutually intervene in toothed conical disks. These chains have a high weight and require an encapsulated construction. For this reason, such transmissions have not prevailed for use in muscle-powered vehicles. As an alternative to the muscle-driven vehicles commonly used chain drives with gear, credit or bottom bracket an adjustable wrap has been proposed, which consists of two conical disk pairs, of which at least one conical disk is axially displaceable (DE-OS 28 28 524 The inclined, facing conical surfaces have radial, ie radially aligned dovetail grooves, in which the ends of axially parallel support rods are guided in a form-fitting manner. The outer surfaces of the support rods are in contact with a flat belt. The translation-determining diameter of said outer surfaces depends on the variable distance of the conical disks. For the support rods, a material is proposed which has good sliding properties. Nevertheless, experience can hardly exclude that with the large number of guides to be realized one or the other support bar already tilted at a minimum deviation from its paraxial position in the dovetail groove and thus causes a malfunction, since in this case the axial distance of the conical disc pair concerned blocked and thus a change in the gear ratio is impossible.

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Weiterhin nachteilig bei dieser Lösung ist, daß die als Zugmittel eingesetzten Flachriemen zur Vermeidung von Schlupf eine hohe Anpreßkraft benötigen und dadurch einen schlechten Wirkungsgrad hervorrufen.Another disadvantage of this solution is that the flat belt used as a traction device to avoid slippage require a high contact pressure and thereby cause poor efficiency.

Herkömmliche Kettenscbaltungen haben die Eigenschaft, daß sie zwgr ein schlupffreies Antreiben bei hohem Wirkungsgrad erlauben, für die Schaffung einer hohen Belastungsharmonie der Radfahrer jedoch eine zumehmende Anzahl von Zahnkränzen und damit einen höheren Kompliziertheitsgrad erfordern. Weiterhin haben herkömmliche Schaltungen den Nachteil, daß eine selbstätige Anpassung an eine optimale Trittfrequenz für den Nutzer nicht erfolgt. Bekannt ist außerdem, die axiale Verschiebung einer Hälfte einer Keilriemenscheibe durch die Verwendung von Fliehgewichten drehzahlabhängig vorzunehmen (DE-OS 31 18 165). Die Veränderung des riemenwirksamen Durchmessers an der anderen Keilriemenscheibe vollzieht sich automatisch, wobei die axiale Verschiebung der losen Scheibenhälfte gegen bzw. durch die Kraft einer Feder erfolgt. Diese Lösung arbeitet mit den üblichen Keilriemen, die für muskelgetriebene Fahrzeuge zu nichtvertretbaren Leistungsverlusten führen.Conventional chain links have the characteristic that they allow slip-free driving with high efficiency, but require a greater number of gear rings and thus a higher degree of complexity for the creation of a high load balance of the cyclists. Furthermore, conventional circuits have the disadvantage that a selbstätige adjustment to an optimal cadence for the user does not occur. It is also known, the rotational speed of one half of a V-belt pulley by the use of flyweights (DE-OS 31 18 165). The change of the belt effective diameter on the other V-belt pulley takes place automatically, wherein the axial displacement of the loose pulley half takes place against or by the force of a spring. This solution works with the usual V-belts, which lead to unacceptable power losses for muscle-powered vehicles.

Object of the invention:

Durch die Erfindung sollen die aufgezeigten Mängel beseitigt und ein unkompliziertes, eine hohe Belastungsharmonie des Nutzers sicherndes Umschlingungsgetriebe geschaffen werd en.The invention seeks to eliminate the identified deficiencies and create an uncomplicated, a high load harmony of the user securing belt transmission.

Explanation of the essence of the invention;

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen schlupf- und energieverlustarmen, leichtgängigen, drehzahlabhängig stufenlos stellbaren Fahrantrieb zu schaffen, obwohl dazu neben der leichten Stellbarkeit auch die technischen Forderungen nach einer Teilungskonstanz des Zugmittels und einer stufenlosen Durchmesservariabilität der Antriebsräderpaare realisiert werden müssen.The object of the invention is to provide a low-slip and low-energy, smooth-running, speed-dependent stepless drive drive, although in addition to the easy adjustment and the technical requirements for a pitch constancy of the traction means and a stepless diameter variability of the drive wheel pairs must be realized.

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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe unter Verwendung von gepaarten, axial verschiebbaren Kegelscheiben dadurch gelöst, daßAccording to the invention, this object is achieved by using paired, axially displaceable conical disks in that

- deren geneigte Innenflächen radiale Führungsbahnen mit parallelen Seitenflächen aufweisen,whose inclined inner surfaces have radial guideways with parallel side surfaces,

- jedem gegenüberliegenden Paar Führungsbahnen ein mit einem Zugmittel zusammenwirkendes Übertragungselement zugeordnet ist, das einen tunnelartigen Querschlitz für zwei vorzugsweise spielarm umfaßte, sich am Umfang berührende, mit ihrem aus dem Querschlitz herausragenden Teil in die zugehörige Führungsbahn eingreifende Zylinderrollen besitzt,- Each opposite pair of guideways is associated with a traction means cooperating transmission element, which has a tunnel-like transverse slot for two preferably playfully embraced, touching the circumference, with its protruding from the transverse slot part in the associated guideway engaging cylindrical rollers,

- jedes Übertragungselement über eine Befestigungsmöglichkeit für Zugfedern mit zur treibenden bzw. getriebenen Welle hin orientierter Wirkung besitzt und somit jedes Kegelscheibenpaar sein eigenes Zugmittelträgersystem hat,each transmission element has an attachment possibility for tension springs with an action oriented towards the driving or driven shaft, and thus each pair of conical disks has its own traction means carrier system,

- die Ilaben der auf der getriebenen Welle sitzenden Kegelscheiben am Umfang von Nockenscheiben anliegen, die gleichmäßig verteilt drehbar auf der Welle gelagert sind,- The Ilaben of sitting on the driven shaft conical disks rest on the circumference of cams, which are mounted evenly distributed rotatably on the shaft,

- die Nockenscheiben betätigende Gestänge durch Öffnungen in einer der Kegelscheiben ragen und mit einem die Welle locker umgebenden Verätellring verbunden sind, in dessen Außennut das eine Ende eines Winkelhebels eingreift, der an einem mit der Welle umlaufenden Tragarm gelagert ist und dessen anderes Ende in an sich bekannter Weise ein Fliehgewicht trägt,- The cam discs actuated linkage through openings in one of the conical disks protrude and connected to the shaft loosely surrounding Verätellring, in the outer groove engages one end of an angle lever which is mounted on a rotating with the shaft support arm and the other end in itself known manner carries a flyweight,

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- ein in einer Ausnehmung der V/elle geführtes, mit einer die Welle axial durchquerenden, manuell verstellbaren Zugstange verbundenes Schiebestück in eine Innennut des Verstellringes ragt.- A guided in a recess of the V / elle, with a shaft axially traversing, manually adjustable drawbar connected sliding piece projects into an inner groove of the adjusting ring.

Zur Verminderung der Reibungsverluste kann es vorteilhaft sein, die Zylinderrollen mit Bohrungen für im Übertragungselement sitzende Lagerbolzen auszustatten bzw. anstelle der Zylinderrollen Wälzlager zu verwenden.To reduce the friction losses, it may be advantageous to equip the cylindrical rollers with holes for seated in the transmission element bearing pin or to use roller bearings instead of the cylindrical rollers.

Zur Steigerung des übertragbaren Drehmoments und zur Vermeidung von Schlupf ist vorgesehen, die Innenseite des Zugmittels bzw. die mit ihr zusammenwirkende Fläche jedes Übertragungselementes mit einer haftungsverstärkenden bzw. mikroformschlüssigen Oberfläche zu versehen. Schließlich kann es zweckmäßig sein, das Übertragungselement beidseits der Kontaktfläche für das Zugmittel mit einem den Riemenlauf begrenzenden Rand auszustatten. Einen weiteren erfindungsgemäßen Merkmal zufolge ist die manuell verstellbare Zugstange bzw. ihr Betätigungsmittel arretierbar gestaltet.To increase the transmittable torque and to prevent slippage is provided to provide the inside of the traction means or the co-operating surface of each transmission element with an adhesion-enhancing or mikroformschlüssigen surface. Finally, it may be expedient to equip the transmission element on both sides of the contact surface for the traction means with a belt edge limiting edge. According to another feature of the invention, the manually adjustable drawbar or its actuating means is designed lockable.

Bei Benutzung des Fahrantriebs gemäß den erfindungsgemäßen Merkmalen führt die drehzahlabhängige Position des Fliehgewichtes auf der getriebenen Welle über Winkelhebel, Verstellring, Gestänge und ITockenscheiben zu einem bestimmten Abstand der Kegelscheiben und somit zu einem entsprechenden Durchmesser der Übertragungselemente, wobei sich das Kegelscheibenpaar der treibenden V/elle automatisch anpaßt, über Zugstange und Schiebestück besteht die Möglichkeit der manuellen Übersetzungsänderung unter Ausschaltung der Wirkung der Fliehgewichte.When using the traction drive according to the features of the invention, the speed-dependent position of the flyweight on the driven shaft via angle lever, adjusting, linkage and ITockenscheiben leads to a certain distance of the conical disks and thus to a corresponding diameter of the transmission elements, with the cone pulley pair of driving V / elle automatically adapts, via drawbar and sliding piece there is the possibility of manual translation change to eliminate the effect of flyweights.

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Embodiment:

Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigenReference to an embodiment of the invention will be explained in more detail. In the accompanying drawing show

Pig. 1 den erfindungsgemäßen Fahrantrieb in einer Seitenansicht undPig. 1 the drive according to the invention in a side view and

Pig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Achsebene.Pig. 2 is a sectional view along the axial plane.

Gemäß Pig. 1 sitzen sowohl auf der treibenden Y/elle 1 als auch auf der getriebenen Welle 2 je zwei Kegelscheiben 3» wobei ihre einander zugewandten konischen Innenflächen radiale Führungsbahnen 4 aufweisen, deren sich gegenüberliegenden Seitenflächen 5 parallel verlaufen. Zwischen den paarweisen Kegelscheiben 3 befindet sich im Bereich jeweils eines Paares Führungsbahnen 4 ein Übertragungselement 6,According to Pig. 1 sitting on the driving Y / elle 1 as well as on the driven shaft 2 per two conical disks 3 »with their facing conical inner surfaces radial guide tracks 4, whose opposite side surfaces 5 are parallel. Between the paired conical disks 3 is located in the region of each of a pair of guideways 4, a transmission element 6,

-J5 dessen Aufbau anhand der Pig. 2 beschrieben wird. Alle Umfangsflachen der Übertragungselemente 6, die durch Zugfedern 7 miteinander verbunden und dadurch gegen unerwünschtes V/andern nach außen gesichert sind, dienen der drehmoment üb ertragend en Auflage eines beide Kegelscheibenpaare umschlingenden Zugmittels 8, wobei beide Berührungsflächen mit einer haftungsverstärkenden bzw. mikroformschlüssigen Oberfläche 25; 26 versehen sind. Jedes Übertragungselement 6 besitzt, wie Pig. 2 erkennen läßt, einen tunnelartigen Querschlitz 9, in dem zwei sich am Umfang berührende Zylinderrollen 10 weitgehend spielfrei geführt werden. Der auf jeder Seite aus dem Übertragungselement 6 herausragende Teil jeder Zylinderrolle 10 greift in die zugehörige Führungsbahn 4 ein und rollt im Punktionsfall in ihr ab. Zur besseren Führung des Zugmittels 8 besitzt jedes Übertragungslement 6 beidseits der mit dem Zugmittel zusammenwirkenden Fläche einen Rand 11. Die Kegelscheiben 3» die infolge der verwendeten Paßfeder 12 undrehbar, aber axial verschiebbar auf der getriebenen Welle 2 sitzen, werden durch Druckfedern 13, die sich an äußeren, mit der Y/elle 2 fest verbundenen Widerlagern 14 abstützen, ständig mit ihren Haben gegen den Umfang von drehbar auf der Welle 2-J5 whose structure is based on the Pig. 2 will be described. All peripheral surfaces of the transmission elements 6, which are connected by tension springs 7 and thereby secured against unwanted V / other outwards, serve the torque over ertragend en edition of both conical disk pairs wrap around the traction means 8, wherein both contact surfaces with an adhesion-enhancing or mikroformschlüssigen surface 25; 26 are provided. Each transmission element 6 has, like Pig. 2, a tunnel-like transverse slot 9, in which two circumferentially contacting cylindrical rollers 10 are guided largely free of play. The protruding on each side of the transmission element 6 part of each cylindrical roller 10 engages in the associated guideway 4 and rolls in the puncture case in her from. For better guidance of the traction means 8, each Übertragungslement 6 has on both sides of the cooperating with the traction means an edge 11. The conical disks 3 »non-rotatably due to the key 12 used, but axially displaceable sitting on the driven shaft 2 are by compression springs 13, which supported on outer, firmly connected to the Y / elle 2 abutments 14, constantly with their having against the circumference of rotatable on the shaft second

2 S 4 4 5 2 ^б 2 S 4 4 5 2 ^б

gelagerten Nockenscheiben 15 gedrückt. Die Betätigung dieser gleichmäßig verteilten Nockenscheiben 15 erfolgt durch Gestänge 16, die durch Öffnungen in der einen Kegelscheibe 3 ragen und mit einem auf der Welle 2 verschiebbaren Verstellring 17 verbunden sind, in dessen Außennut das eine Ende eines Y/inkelhebels 18 eingreift, während das andere Ende ein Fliehgewicht 19 trägt. Der Winkelhebel 18 ist im Drehpunkt 20 an einem mit der Welle 2 verbundenen Tragarm 21 so gelagert, daß sein Verschwenken zu einer axialen Ver-Schiebung des Verstellringes 17 und mit ihm des die Nockenscheiben 15 verdrehenden Gestänge 16 führt. Je nach Drehrichtung der Nockenscheiben 15, abhängig von der drehzahlbedingten Stellung des Fliehgewichtes 19, wird der Abstand der Kegelscheiben 3 verringert bzw. vergrößert, d. h. der riemenwirksame Durchmesser der Übertragungselemente 6 vergrößert bzw. verkleinert, was auf der Antriebsseite des Fahrantriebes durch Rückkopplung über das Zugmittel 8 zu jeweils entgegengesetzten Verstellungen der durch Druckfedern in ihrer Ausgangslage gehaltenen Kegelscheiben führt.stored cam disks 15 pressed. The operation of this evenly distributed cams 15 is effected by linkage 16, which project through openings in a conical disk 3 and are connected to a displaceable on the shaft 2 adjusting ring 17, in the outer groove which engages one end of a Y / inkelhebels 18, while the other End of a flyweight 19 carries. The angle lever 18 is mounted in the pivot point 20 on a connected to the shaft 2 support arm 21 so that its pivoting leads to an axial Ver shift of the adjusting ring 17 and with him the cam discs 15 twisting linkage 16. Depending on the direction of rotation of the cams 15, depending on the speed-related position of the flyweight 19, the distance between the conical disks 3 is reduced or increased, d. H. the belt-effective diameter of the transmission elements 6 increases or decreases, which leads on the drive side of the traction drive by feedback via the traction means 8 to respectively opposite adjustments of the held by compression springs in their initial position conical discs.

Um den beschriebenen Verstellmechanismus arretieren bzw. manuell verstellen zu können, besitzt der Verstellring 17 außerdem eine Innennut, in die ein Schiebestück 22 eingreift, das in einer Ausnehmung 23 der Welle 2 gleitet und über eine Zustange 24 von außen betätigt werden kann.To lock the adjusting mechanism described or manually adjust, the adjusting ring 17 also has an internal groove into which a sliding piece 22 engages, which slides in a recess 23 of the shaft 2 and can be actuated via an Zustange 24 from the outside.

Claims

1. Infinitely variable drive with speed-dependent actuation, using flyweights, consisting of two constricted by a traction means pulley pairs using axially parallel support members whose both ends are guided positively in radially aligned grooves of the conical disks and on the outer surfaces of the traction means rests, characterized that

- The inclined inner surfaces of the conical disks (3) have radial guide tracks (4) whose opposite side surfaces (5) are parallel,

- Each opposite pair of guideways (4) is associated with a traction means (8) cooperating transmission element (6) comprising a tunnel-like transverse slot (9) for two preferably playfully embraced, the circumference touching, with her from the transverse slot (9) protruding Part has in the associated guide track (4) engaging cylindrical rollers (10),

each transmission element (6) has an attachment possibility for tension springs (7) with an action oriented toward the driving or driven shaft (1;

the hubs of the conical disks (3) seated on the driven shaft (2) bear against the circumference of cam disks (15) which are mounted so as to be rotatable in a uniform manner on the shaft (2),

- The cam discs (15) actuated linkage (16) through openings in one of the conical disks (3) protrude and with a shaft (2) loosely surrounding adjusting ring (17) are connected, in the outer groove engages one end of an angle lever (18) , the

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is mounted on a support arm (21) rotating with the shaft (2) and the other end carries a flyweight (19),

- A in a recess (23) of the shaft (2) out, with a shaft (2) axially traversing, manually adjustable drawbar (24) connected to sliding piece (22) in an inner groove of the adjusting ring (17) protrudes.

2. Drive according to claim 1, characterized in that each cylindrical roller (10) has a bore for a seated in the transmission element (6) bearing pin.

2 3 4 4 5 2 ι

claims:

3 "drive according to claim 2, characterized in that find instead of the cylindrical rollers (10) roller bearings use.

Drive according to Claim 1, characterized in that the inside of the traction means (8) or the part of the transmission element (6) which cooperates with it have an adhesion-enhancing or microform-bonded surface (25;

Drive according to Claims 1 and 4, characterized in that the transmission element (6) has an edge (11) on both sides of the surface cooperating with the traction means (8).

6. Drive according to claim 1, characterized in that the manually adjustable drawbar (24) or its actuating means can be locked.

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