DE102006037936B3 - Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung - Google Patents

Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung Download PDF

Info

Publication number
DE102006037936B3
DE102006037936B3 DE200610037936 DE102006037936A DE102006037936B3 DE 102006037936 B3 DE102006037936 B3 DE 102006037936B3 DE 200610037936 DE200610037936 DE 200610037936 DE 102006037936 A DE102006037936 A DE 102006037936A DE 102006037936 B3 DE102006037936 B3 DE 102006037936B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
traction
disc
positive
fit
traction unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200610037936
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Peter Prof. Dr.-Ing. Lüpfert
Parviz Dipl.-Ing. Movlazada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Original Assignee
Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Bergakademie Freiberg filed Critical Technische Universitaet Bergakademie Freiberg
Priority to DE200610037936 priority Critical patent/DE102006037936B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006037936B3 publication Critical patent/DE102006037936B3/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • F16H61/66272Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members characterised by means for controlling the torque transmitting capability of the gearing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32Friction members
    • F16H55/52Pulleys or friction discs of adjustable construction
    • F16H55/56Pulleys or friction discs of adjustable construction of which the bearing parts are relatively axially adjustable
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/36Inputs being a function of speed
    • F16H59/46Inputs being a function of speed dependent on a comparison between speeds
    • F16H2059/465Detecting slip, e.g. clutch slip ratio

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung zur Übertragung von Antriebsleistungen zwischen Wellen und ähnlichen rotierenden Systemen. Es wird die Aufgabe gelöst, ein solches Zugmittelgetriebe zu schaffen, das eine ausreichende Stabilität gegen kurzzeitige Überlastung sowie eine hohe Lebensdauer aufweist und in jedem Betriebszustand eine synchrone Übertragung der Antriebsleistungen ermöglicht. Hierbei soll beim Auftreten von Schlupf ein schneller Eingriff in die Wirkverbindung zwischen den Übertragungselementen erreicht werden. Dies wird erreicht, indem eine Erkennungseinrichtung für Schlupf ein formschlüssiges Zugmittel (11) umfasst, das parallel zum kraftschlüssigen Zugmittel (10) verlaufend angeordnet ist und über jeweils eine mit dem formschlüssigen Zugmittel (11) in Wirkverbindung stehende Scheibe (12) auf der Antriebswelle und auf der Abtriebswelle geführt ist und indem eine Stelleinrichtung mindestens ein Verstellelement (13) umfasst, das zwischen einer beweglichen Kegelscheibe (7) der Doppelscheibe und der zur Doppelscheibe gerichteten Stirnfläche von zumindest einer mit dem formschlüssigen Zugmittel (11) in Wirkverbindung stehenden Scheibe (12) angeordnet ist, wobei zumindest die mit dem formschlüssigen Zugmittel (11) in Wirkverbindung stehende Scheibe (12) auf einer der beiden Wellen (1) relativ zur beweglichen Kegelscheibe (7) der Doppelscheibe verdrehbar ausgestaltet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung zur Übertragung von Antriebsleistungen zwischen Wellen, wobei ein kraftschlüssiges Zugmittel über jeweils eine Zugmittelscheibe auf einer Antriebswelle und auf einer Abtriebswelle geführt wird, wobei mindestens eine der Zugmittelscheiben als Doppelscheibe ausgestaltet ist und zwei auf einer gemeinsamen Nabe abgestützte Kegelscheiben aufweist, deren Abstand zueinander durch axiale Verschiebung von mindestens einer Kegelscheibe veränderbar ist, wobei für die Betätigung der Kegelscheiben eine Erkennungseinrichtung vorgesehen ist, die beim Erfassen von Schlupf zwischen der Antriebs- und/oder der Abtriebswelle sowie dem Zugmittel eine Stelleinrichtung aktiviert, mit welcher der Abstand der zwei Kegelscheiben und folglich der für die Abstützung des Zugmittels wirksame Durchmesser der Doppelscheibe veränderbar ist.
  • Für die Übertragung von Antriebsleistungen zwischen Wellen und ähnlichen rotierenden Systemen sind verschiedenartige technische Lösungen bekannt. Sofern aus funktionellen Aspekten eine synchrone Leistungsübertragung vom Antrieb zum Abtrieb notwendig ist, werden vorzugsweise formschlüssige Übertragungselemente unter Nutzung von Zahnrad-, Ketten- oder Zahnriemengetrieben eingesetzt. Die zwei letztgenannten Varianten ergeben Vorteile, sofern die Achsen der miteinander in Wirkverbindung zu bringenden Wellen relativ große Abstände aufweisen. Hierbei haben sich Kettengetriebe für zahlreiche Anwendungen bewährt, beispielsweise für den technisch anspruchsvollen Antrieb der Nockenwellen an Brennkraftmaschinen. Ein Nachteil von Kettengetrieben ist jedoch die notwendige Schmierung und die bei einem Verschleiß von Kette und Kettenrad erheblich steigende Lärmemission. Deshalb werden anstelle von Kettengetrieben zunehmend Zahnriemengetriebe verwendet, die im Unterschied zur Kette keine Schmierung erfordern und weitgehend unempfindlich gegen Staub und Wasser sind. Weiterhin weisen sie eine geringe Masse auf, sind infolge der starken Materialdämpfung (Gummi und Kunststoff) kaum für Querschwingungen anfällig und emittieren weniger Lärm als Ketten. Allerdings haben Zahnriemengetriebe auch Nachteile: Sie sind empfindlich gegen Überlastung und haben eine geringere Lebensdauer als andere Übertragungselemente, so dass zur Übertragung von Antriebsleistungen zwischen Wellen und ähnlichen rotierenden Systemen auch weiterhin Einsatzmöglichkeiten für konventionelle Riemenantriebe als kraftschlüssiges Zugmittel interessant sind.
  • Aus DE 298 05 792 U1 ist ein stufenlos regelbares Zugmittelgetriebe mit einem endlosen Zugmittel und jeweils einer Zugmittelscheibe auf der Antriebs- und der Abtriebswelle bekannt. Als Zugmittel wird ein kraftschlüssig über die Zugmittelscheiben geführter Riemen verwendet. Mindestens eine Zugmittelscheibe besteht aus zwei Kegelscheiben, deren Abstand zueinander durch eine axiale Verschiebung verändert werden kann. Somit ändert sich der wirksame Durchmesser dieser Zugmittelscheibe und folglich das Verhältnis der Übersetzung zwischen Antrieb und Abtrieb.
  • Gegenstand von DE 298 12 481 U1 ist eine ähnliche technische Lösung, bei der ebenfalls durch Änderung des wirksamen Durchmessers von mindestens einer Riemenscheibe das Übersetzungsverhältnis eines Zugmittelgetriebes stufenlos verändert werden kann. Hierfür wird ein sog. Variator mit zwei im Durchmesser veränderbaren Keilriemenrädern, einem feststehenden Keilriemenrad und zwei axial verschiebbaren Keilriemenscheiben benutzt.
  • In US 4 838 834 wird ein stufenlos verstellbares Zugmittelgetriebe mit einem Keilriemen beschrieben, dessen Übersetzung durch einen Verstellmechanismus verstellt wird, der einen Keilriemen und einen parallel angeordneten Zahnriemen umfasst. Zur Verstellung des Getriebes wird über einen Hebel und einen Keilmechanismus die axial bewegliche Kegelscheibe einer Riemenscheibe axial verstellt, wodurch eine Differenzdrehzahl zwischen der Zahnriemenscheibe und der Antriebswelle hervorgerufen wird, die durch einen Gewindeeingriff eine axiale Verstellung einer Losscheibe und damit der Übersetzung des Getriebes bewirkt. Allerdings kann mit dieser Konstruktion ein Schlupf der Keilriemen weder detektiert noch kompensiert werden.
  • Mit den oben beschriebenen technischen Lösungen kann primär das Übersetzungsverhältnis eines Zugmittelgetriebes verändert werden, ohne dass hierbei Aspekte des Schlupfes berücksichtigt werden. Ein Schlupf ist jedoch bei Verwendung von Riemen (außer bei Zahnriemen) unvermeidlich. Dies hat zwangsläufig zur Folge, dass die Übertragung der Antriebsleistung nicht synchron erfolgt und eine lastabhängige Drehzahlreduzierung der anzutreibenden Komponenten auftritt. Während ein geringer Schlupf für zahlreiche Einsatzfälle weitgehend unerheblich ist, muss er für Anwendungen vermieden werden, bei denen eine exakt wiederkehrende Positionszuordnung von kinematisch mit verschiedenen rotierenden Systemen zusammenhängenden Elementen notwendig ist. Diesbezüglich typische Anwendungen mit einem ständig synchronen Antrieb sind beispielsweise im Automobilbau der Antrieb der Nockenwellen zur Ventilbeta tigung der Brennkraftmaschine oder der Antrieb von zwei teilweise ineinander greifenden Scheibenwischern an der Frontscheibe. Hierfür werden Übertragungselemente benötigt, die in jedem Betriebszustand eine synchrone Zuordnung ohne Schlupfwirkung gewährleisten.
  • Bei einem Zugmittelgetriebe gemäß EP 0 222 929 B1 wird zur Vermeidung von Schlupf der wirksame Durchmesser des Bauteils verändert, auf dem ein riemenförmiges Zugmittel umläuft. Hierfür wird eine Doppelscheibe mit zwei Kegelscheiben verwendet, die auf einer gemeinsamen Nabe abgestützt sind und deren Abstand zueinander durch eine axiale Verschiebung von mindestens einer dieser Kegelscheiben verändert werden kann. Zur Betätigung der Kegelscheibe ist eine aufwendige Nockenkonstruktion vorgesehen, welche beim Rutschen des Riemens eine Lageänderung bewirkt. Somit ändert sich der Durchmesser dieser Doppelscheibe im Bereich der Riemenabstützung und der aufgetreten Schlupf wird kurzfristig unterbunden.
  • Aus DE 298 16 693 U1 ist ein Riemenantrieb mit einer Antriebsrolle und mindestens einer Abtriebsrolle bekannt, wobei auf der Antriebsrolle oder auf einem mit dieser verbundenen Drehteil sowie auf dem Riemen jeweils Markierungen als Umfangsteilung aufgebracht sind. Mit einer zugeordneten Erkennungseinrichtung werden diese Markierungen ständig erfasst. Sobald ein Schlupf zwischen der Antriebsrolle und dem Riemen auftritt, entsteht ein Versatz zwischen den als Umfangsteilung aufgebrachten Markierungen der beiden Bauteile. Die Erkennungseinrichtung erfasst diesen Versatz durch die nunmehr veränderte zeitliche Detektion der Markierungen als Indiz für das Auftreten von Schlupf und aktiviert eine Stelleinrichtung. Die Stelleinrichtung umfasst eine mit dem Riemen in Wirkverbindung stehende Spannrolle, die mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektromotorisch betätigt wird. Durch die somit realisierbare Beaufschlagung des Riemens mit unterschiedlichen Dehnungskräften wird in jedem Betriebspunkt eine funktionsfähige Wirkverbindung zwischen Antriebsrolle und Riemen erreicht, so dass ein Schlupf weitgehend ausgeschlossen ist.
  • In DE 196 38 277 A1 wird ein Zugmittelgetriebe beschrieben, das zwei Sensoren zur Erfassung der Relativposition zwischen einem Riemen und dem jeweiligen Sensor aufweist. Sobald ein Schlupf zwischen der Antriebsrolle und dem Riemen auftritt, ändert sich die Relativposition zwischen Riemen und Sensor. Daraufhin wird eine Stelleinrichtung aktiviert, mit welcher der wirksame Durchmesser des Bauteils verändert wird, auf dem der Riemen umläuft. Dies ist vorzugsweise eine Kegelscheibe, die auf einer Nabe axial verlagerbar angeordnet ist. Durch die Verlagerung der Kegelscheibe bleibt in jedem Betriebspunkt eine Wirkverbindung zwischen Antrieb und Riemen erhalten, so dass auch bei dieser Konstruktion ein Schlupf weitgehend ausgeschlossen ist.
  • Mit den benannten Konstruktionen ist es grundsätzlich möglich, das Schlupfverhalten von Zugmittelgetrieben zu verbessern. Dennoch besteht weiterhin Entwicklungsbedarf, wobei insbesondere ein einfacher Aufbau und eine hohe Funktionssicherheit angestrebt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Zugmittelgetriebe zu schaffen, das eine ausreichende Stabilität gegen kurzzeitige Überlastung sowie eine hohe Lebensdauer aufweist und in jedem Betriebszustand eine synchrone Übertragung von Antriebsleistungen zwischen Wellen und ähnlichen rotierenden Systemen ermöglicht. Hierbei soll beim Auftreten von Schlupf ein schneller Eingriff in die Wirkverbindung zwischen den Übertragungselementen erreicht werden.
  • Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Erkennungseinrichtung für Schlupf ein formschlüssiges Zugmittel umfasst, das parallel zum kraftschlüssigen Zugmittel verlaufend angeordnet ist und über jeweils eine mit dem formschlüssigen Zugmittel in Wirkverbindung stehende Scheibe auf der Antriebswelle und auf der Abtriebswelle geführt ist und indem eine Stelleinrichtung mindestens ein Verstellelement umfasst, das zwischen einer beweglichen Kegelscheibe einer Doppelscheibe und der zur Doppelscheibe gerichteten Stirnfläche von zumindest einer mit dem formschlüssigen Zugmittel in Wirkverbindung stehenden Scheibe angeordnet ist, wobei zumindest die mit dem formschlüssigen Zugmittel in Wirkverbindung stehende Scheibe auf einer der beiden Wellen relativ zur beweglichen Kegelscheibe der Doppelscheibe verdrehbar ausgestaltet ist. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren Merkmale im Ausführungsbeispiel beschrieben werden.
  • Das erfindungsgemäße Zugmittelgetriebe betrifft eine Kombination eines kraftschlüssigen Zugmittels mit einem formschlüssigen Zugmittel. Das kraftschlüssige Zugmittel, ein Flachriemen oder ein Keilriemen, wird als Belastungsträger eingesetzt. Das formschlüssige Zugmittel, ein Zahnriemen oder auch eine Kette, wird zur Erkennung von Abweichungen bezüglich der Synchronität eingesetzt. Dieses formschlüssige Zugmittel wird während des Betriebes des Zugmittelgetriebes relativ gering beansprucht, so dass trotz einer geringen Dimensionierung gegenüber bisher üblichen Konstruktionen eine verbesserte Lebensdauer und Funktionssicherheit erreicht wird.
  • Weiterhin gewährleistet das erfindungsgemäße Zugmittelgetriebe eine gute Stabilität gegen kurzzeitige Überlastungen, indem als eigentlicher Belastungsträger ein Riemen eingesetzt wird, dessen Unempfindlichkeit gegenüber kurzzeitiger Überlastung bekannt ist. Die Synchronität der Leistungsübertragung wird durch Regulierung der Übersetzung in einer Größenordnung von etwa 1% bis 2% am kraftschlüssigen Zugmittel erzielt, d.h., ein beim Lastlauf auftretender Schlupf wird durch entsprechende Änderung der Übersetzung am Zugmittel kompensiert, wobei die Übersetzung durch Änderung des wirksamen Durchmessers für die Abstützung des Zugmittels realisiert wird. Somit ist in jedem Betriebszustand eine synchrone Übertragung von Antriebsleistungen zwischen Wellen und ähnlichen rotierenden Systemen möglich, weil beim Auftreten von Schlupf ein schneller Eingriff in die Wirkverbindung zwischen den Übertragungselementen gewährleistet ist.
  • Als kraftschlüssiges Zugmittel sind sowohl Flachriemen als auch Keilriemen geeignet. Bei Verwendung von Flachriemen kann die erforderliche Regulierung der Übersetzung durch elastische Größenänderung der Riemenscheiben oder seitliche Verschiebung der Riemen auf konischen Riemenscheiben erfolgen. Bei der bevorzugten Verwendung von Keilriemen kann die Übersetzung durch axiale Verschiebung der Kegelscheibe reguliert werden. Die Energie für die Betätigung der Stellelemente zur Änderung der Übersetzung kann als Hilfsenergie (z.B. elektrisch oder hydraulisch) zugeführt oder der vom Getriebe an sich übertragenen Energie entnommen werden.
  • Dieses Zugmittelgetriebe ist grundsätzlich für verschiedenartige Anwendungen geeignet, bei denen Antriebsleistungen zwischen Wellen und ähnlichen rotierenden Systemen zu übertragen sind. Eine bevorzugte Anwendung sind hierbei Einsatzfälle, bei denen eine exakt wiederkehrende Positionszuordnung von kinematisch mit verschiedenen rotierenden Systemen zusammenhängenden Elementen notwendig ist, wie dies beispielsweise für den synchronen Antrieb der Nockenwellen zur Ventilbetätigung der Brennkraftmaschine zutrifft.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:
  • 1 das grundsätzliche Wirkprinzip eines Zugmittelgetriebes mit Schlupfreduzierung
  • 2 das Funktionsprinzip eines erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes mit mechanischer Regulierung der Übersetzung am kraftschlüssigen Zugmittel
  • 3 die Konstruktion des Zugmittelgetriebes an der Antriebsseite in Schnittdarstellung
  • 4a eine erste Ausführung einer Verstelleinheit
  • 4b eine zweite Ausführung einer Verstelleinheit
  • 4c eine dritte Ausführung einer Verstelleinheit
  • 5 die Konstruktion des Zugmittelgetriebes an der Abtriebsseite in Schnittdarstellung
  • 1 zeigt das Wirkprinzip eines Zugmittelgetriebes mit Schlupfreduzierung, das aus einem Schlupfzugmittel, einem Regler und einem Verstellmechanismus besteht. Um die Synchronität des Getriebes zu gewährleisten, wird die Genauigkeit der Synchronisation ständig vom Regler überwacht. Bei Abweichung von einer synchronen Übertragung wird eine Regelausgangsgröße "y" aus dem Vergleich von Regelgröße "x" und Sollwert "w" abgeleitet. Entsprechend dieser Regelausgangsgröße "y" wird an den Abstütz- bzw. Führungselementen des kraftschlüssigen Zugmittels durch einen Verstellmechanismus eine Verstellung mit einer Stellgröße "Y" durchgeführt. Für die Regel- und Verstelleinheiten können mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektrische Funktionsprinzipien angewendet werden. Dieses grundsätzliche Wirkprinzip zur Unterbindung von Schlupf an einem Zugmittelgetriebe ist an sich bekannt, so dass auf nähere Erläuterungen verzichtet werden kann. Wesentlich im vorliegenden Sachverhalt ist jedoch die konkrete Umsetzung des an sich abstrakten Wirkprinzips, die nachfolgend näher erläutert wird.
  • Aus 2 ist das Funktionsprinzip eines erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes mit mechanischer Regulierung der Übersetzung am kraftschlüssigen Zugmittel ersichtlich. Demzufolge wird als eigentlicher Belastungsträger ein kraftschlüssiges Zugmittel mit keilförmigem Querschnitt 10 mit verstellbaren Kegelscheiben zum Variieren der Übersetzung verwendet. Als Erkennungseinrichtung für auftretenden Schlupf wird ein formschlüssiges Zugmittel 11 verwendet, das indirekt und ständig die Synchronität des gesamten Getriebes überwacht und jede auftretende Asynchronität registriert. Bei plötzlicher Erhöhung der Getriebebelastung tritt am kraftschlüssigen Zugmittel 10 stärkerer Schlupf auf. Daraus folgt eine Asynchronität (Regelgröße "x") und das formschlüssige Zugmittel 11 reagiert mit einer Zunahme seiner Belastung (Rückführgröße "r"). Unter der Wirkung der Rückführgröße "r" wird das axiale Kräftegleichgewicht (Führungsgröße "w") am Verstellmechanismus als Vergleichsglied gestört. Daraufhin entsteht eine axiale Kräftedifferenz (Regeldifferenz "e"), d.h., eine axiale resultierende Kraft (Regelausgangsgröße "y") am Verstellmechanismus (Regler). Unter Wirkung der Regelausgangsgröße "y" wird die Kegelscheibe des Verstellmechanismus (Steller) verschoben (Stellgröße "Y"). Dadurch wird eine Einstellung der notwendigen Übersetzung am kraftschlüssigen Zugmittel 10 bewirkt, so dass der Verstellvorgang mit einem neuen systeminternen Belastungsgleichgewicht beendet wird. Während des Verstellvorgangs zur Vermeidung von Schlupf trägt das formschlüssige Zugmittel 11 neben seiner Mess- und Regulierungsfunktion zwangsläufig auch einen relativ kleinen Anteil der Getriebebelastung mit. Diese Belastung ist allerdings gering, so dass eine Beschädigung des formschlüssigen Zugmittels 11 ausgeschlossen ist.
  • Das beschriebene Funktionsprinzip kann mit einer Konstruktion realisiert werden, deren erfindungsrelevante technische Merkmale in 3 bis 5 dargestellt sind.
  • Gemäß 3 sind auf einer Welle 1 (hier Antriebswelle) eine feste Kegelscheibe 4 und eine axial bewegliche Kegelscheibe 7 angeordnet. Die feste Kegelscheibe 4 ist mit einer Passfeder 2 auf der Welle 1 fixiert. Neben diesen Baugruppen (in der Zeichnung links) befindet sich ein Abstandsring 3. Die beiden Kegelscheiben 4 und 7 wirken funktionell als eine Doppelscheibe und treiben ein kraftschlüssiges Zugmittel an, das hier als ein Keilriemen 10 ausgestaltet ist.
  • Als formschlüssiges Zugmittel wird im gezeigten Ausführungsbeispiel ein Zahnriemen 11 verwendet, der auf einer Zahnscheibe 12 geführt ist. Alternativ könnte auch eine Kette als formschlüssiges Zugmittel verwendet werden, die auf einem entsprechenden Kettenrad geführt würde. Gemäß der Zeichnung ist jedoch der Welle 1 unter Zwischenschaltung eines Lagerträgers 15, eines Lagers 14 und einer Zahnscheibe 12 ein Zahnriemen 11 zugeordnet. Der Zahnriemen 11 ist als Erkennungseinrichtung für Schlupf ausgelegt und verläuft parallel zum Keilriemen 10. Hierbei wird der Zahnriemen 11 über jeweils eine Zahnscheibe 12 auf der Antriebswelle (Welle 1 in 3) und auf der Abtriebswelle (Welle 1 in 5) formschlüssig geführt. Neben diesen Baugruppen (in der Zeichnung rechts) befindet sich eine Kontermutter 16.
  • Zumindest die Zahnscheibe 12 auf der Antriebswelle (Welle 1 in 3) ist relativ zur beweglichen Kegelscheibe 7 der aus dieser und der festen Kegelscheibe 4 gebildeten Doppelscheibe verdrehbar ausgestaltet. Außerdem ist der axiale Abstand zwischen der Zahnscheibe 12 und der festen Kegelscheibe 4 durch eine Abstandbuchse 9 festgelegt.
  • Weiterhin ist mindestens ein Verstellelement 13 vorgesehen, das als Stelleinrichtung ausgelegt ist. In einer vorteilhaften Ausführung können drei diesbezügliche Verstellelemente 13 verwendet werden. Unabhängig von ihrer konkreten Anzahl sind die Verstellelemente 13 zwischen der beweglichen Kegelscheibe 7 und der zu dieser gerichteten Stirnfläche der Zahnscheibe 12 angeordnet und bilden in ihrem Wirkungszusammenhang ein mehrgängiges Gewindeelement. Bei Schlupf am Keilriemen 10 wird die Bewegung bzw. Belastung der Zahnscheibe 12 durch die Verstellelemente 13 in die bewegliche Kegelscheibe 7 eingeleitet. Hierfür weisen die Verstellelemente 13 jeweils keilförmige und entsprechend 4a in einem Steigungswinkel "δ" zur Umlaufbahn der Zahnscheibe 12 angeordnete Kontaktlaufflächen auf.
  • Aus 4 ist ersichtlich, dass die Kontaktlaufflächen unterschiedlich ausgestaltet werden können. Gemäß 4a weisen die Verstellelemente 13 eine einseitig ausgebildete Kontaktlauffläche auf, so dass die Funktion nur in einer Drehrichtung möglich ist. Alternativ können die Verstellelemente 13 gemäß 4b auch eine beidseitig ausgebildete Kontaktlauffläche aufweisen. Unabhängig von der jeweils konkreten Ausgestaltung ergeben sich Vorteile, sofern den Kontaktlaufflächen der Verstellelemente 13 gemäß 4c zylinderförmige oder kugelförmige Wälzkörper zugeordnet werden. Somit werden die Reibkräfte zwischen den Bauteilen reduziert.
  • Die feste Kegelscheibe 4 weist mehrere axial verlaufende Durchbrüche auf, in denen jeweils eine Buchse 6 zur Aufnahme eines Führungsstiftes 5 abgestützt ist. Dieser Führungsstift 5 wird mit einem aus der festen Kegelscheibe 4 hervorstehenden Abschnitt einer konturgleichen Ausnehmung der beweglichen Kegelscheibe 7 zugeordnet.
  • Die bewegliche Kegelscheibe 7 ist mittels Federkraft in Richtung der festen Kegelscheibe 4 beaufschlagbar. Dies wird gemäß 5 beispielsweise auf der Abtriebsseite erreicht, indem zwischen der beweglichen Kegelscheibe 7 und der Zahnscheibe 12 ein freier Bauraum ausgestaltet ist, in dem eine Druckfeder 8 angeordnet ist. Die Druckfeder 8 (z.B. eine Tellerfeder) ist jeweils an der Zahnscheibe 12 und an der beweglichen Kegelscheibe 7 abgestützt. In einer etwas modifizierten Ausführung wird die Beaufschlagung mit einer Federkraft gemäß 3 beispielsweise auf der Antriebsseite erreicht, indem zwischen der beweglichen Kegelscheibe 7 und einem auf der Welle 1 fest angeordneten Lagerträger 15 für die Zahnscheibe 12 ein freier Bauraum ausgestaltet ist, in dem sich ebenfalls eine Druckfeder 8 (z.B. zwei Tellerfedern) befindet, die hier jedoch am Lagerträger 15 und an der beweglichen Kegelscheibe 7 abgestützt ist.
  • Bei auftretendem Schlupf wird folgendes Funktionsprinzip vom Zugmittelgetriebe realisiert:
    Am Keilriemen 10 entsteht beim Lastaufbau proportional zur Belastung ein Schlupf. In dessen Folge läuft der Keilriemen 10 dem Zahnriemen 11 nach, wodurch eine zusätzliche Belastung des Zahnriemens 11 (Rückführgröße "r") auftritt. Diese Zunahme der Belastung des Zahnriemens 11 (Umfangskraft) ergibt eine Störung des axialen Kräftegleichgewichts (Führungsgröße "w") an den Verstellelementen. Unter Wirkung der resultierenden axialen Kraft (Regelausgangsgröße "y") verschieben sich die Verstellelemente 13 entlang der auflaufenden Kontaktlaufflächen. Somit wird die bewegliche Kegelscheibe 7 in Richtung der festen Kegelscheibe 4 axial verschoben (Stellgröße "Y"). Dies führt zur Vergrößerung des wirksamen Laufdurchmessers der aus den beiden Kegelscheiben 4 und 7 gebildeten Doppelscheibe an der Antriebsseite. Sofern auch die Abtriebsseite verstellbar ausgestaltet ist, nimmt der Abtriebslaufradius unter Wirkung der zunehmenden Riemenverspannung gleichzeitig ab und folglich ändert sich die Übersetzung am Keilriemen 10. Diese Verstellung dauert so lange an, bis sich die effektive Übersetzung am Keilriemen 10 der geometrischen Übersetzung am Zahnriemen 11 angeglichen hat und folglich der Schlupf unterbunden ist.
  • 1
    Welle (Antriebs- oder Abtriebswelle)
    2
    Passfeder
    3
    Abstandsring
    4
    Kegelscheibe, fest
    5
    Führungsstift
    6
    Buchse
    7
    Kegelscheibe, beweglich
    8
    Druckfeder
    9
    Abstandbuchse
    10
    kraftschlüssiges Zugmittel/Keilriemen
    11
    formschlüssiges Zugmittel/Zahnriemen
    12
    Zahnscheibe
    13
    Verstellelemente
    14
    Lager
    15
    Lagerträger
    16
    Kontermutter
    P
    Übertragungsleistung/Gesamtbelastung
    PK
    Übertragungsleistung durch Keilriemen
    PZ
    Übertragungsleistung durch Zahnriemen
    e
    Regeldifferenz
    r
    Rückführgröße
    w
    Führungsgröße
    x
    Regelgröße
    y
    Regelausgangsgröße
    Y
    Stellgröße
    δ
    Steigungswinkel am Verstellelement

Claims (8)

  1. Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung zur Übertragung von Antriebsleistungen zwischen Wellen, wobei ein kraftschlüssiges Zugmittel über jeweils eine Zugmittelscheibe auf einer Antriebswelle und auf einer Abtriebswelle geführt wird, wobei mindestens eine der Zugmittelscheiben als Doppelscheibe ausgestaltet ist und zwei auf einer gemeinsamen Nabe abgestützte Kegelscheiben aufweist, deren Abstand zueinander durch axiale Verschiebung von mindestens einer Kegelscheibe veränderbar ist, wobei für die Betätigung der Kegelscheiben eine Erkennungseinrichtung vorgesehen ist, die beim Erfassen von Schlupf zwischen der Antriebs- und/oder der Abtriebswelle sowie dem Zugmittel eine Stelleinrichtung aktiviert, mit welcher der Abstand der zwei Kegelscheiben und folglich der für die Abstützung des Zugmittels wirksame Durchmesser der Doppelscheibe veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Erkennungseinrichtung ein formschlüssiges Zugmittel (11) umfasst, das parallel zum kraftschlüssigen Zugmittel (10) verlaufend angeordnet ist und über jeweils eine mit dem formschlüssigen Zugmittel (11) in Wirkverbindung stehende Scheibe (12) auf der Antriebswelle und auf der Abtriebswelle geführt ist und dass die Stelleinrichtung mindestens ein Verstellelement (13) umfasst, das zwischen einer beweglichen Kegelscheibe (7) der Doppelscheibe und der zur Doppelscheibe gerichteten Stirnfläche von zumindest einer mit dem formschlüssigen Zugmittel (11) in Wirkverbindung stehenden Scheibe (12) angeordnet ist, wobei zumindest die mit dem formschlüssigen Zugmittel (11) in Wirkverbindung stehende Scheibe (12) auf einer der beiden Wellen (1) relativ zur beweglichen Kegelscheibe (7) der Doppelscheibe verdrehbar ausgestaltet ist.
  2. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellelemente (13) jeweils keilförmige und in einem Steigungswinkel (δ) zur Umlaufbahn der mit dem formschlüssigen Zugmittel (11) in Wirkverbindung stehenden Scheibe (12) angeordnete Kontaktlaufflächen aufweisen.
  3. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellelemente (13) eine einseitig ausgebildete Kontaktlauffläche aufweisen.
  4. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellelemente (13) eine beidseitig ausgebildete Kontaktlauffläche aufweisen.
  5. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass den Kontaktlaufflächen der Verstellelemente (13) zylinderförmige oder kugelförmige Wälzkörper zugeordnet sind.
  6. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelscheibe aus einer auf einer Welle (1) fest angeordneten Kegelscheibe (4) und aus einer auf derselben Welle (1) angeordneten axial beweglichen Kegelscheibe (7) besteht, wobei die feste Kegelscheibe (4) mehrere axial verlaufende Durchbrüche aufweist, in denen jeweils eine Buchse (6) zur Aufnahme eines Führungsstiftes (5) abgestützt ist, der mit einem aus der festen Kegelscheibe (4) hervorstehenden Abschnitt einer konturgleichen Ausnehmung der beweglichen Kegelscheibe (7) zugeordnet ist und wobei die bewegliche Kegelscheibe (7) mit einer Federkraft in Richtung der festen Kegelscheibe (4) beaufschlagbar ist.
  7. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der beweglichen Kegelscheibe (7) und einer Zahnscheibe (12) ein freier Bauraum ausgestaltet ist, in dem eine sich jeweils an der Zahnscheibe (12) und an der Kegelscheibe (7) abstützende Druckfeder (8) angeordnet ist.
  8. Zugmittelgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der beweglichen Kegelscheibe (7) und einem auf der Welle (1) fest angeordneten Lagerträger (15) für eine Zahnscheibe (12) ein freier Bauraum ausgestaltet ist, in dem eine sich jeweils am Lagerträger (15) und an der Kegelscheibe (7) abstützende Druckfeder (8) angeordnet ist.
DE200610037936 2006-08-11 2006-08-11 Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung Expired - Fee Related DE102006037936B3 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610037936 DE102006037936B3 (de) 2006-08-11 2006-08-11 Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200610037936 DE102006037936B3 (de) 2006-08-11 2006-08-11 Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006037936B3 true DE102006037936B3 (de) 2008-01-31

Family

ID=38859677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200610037936 Expired - Fee Related DE102006037936B3 (de) 2006-08-11 2006-08-11 Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006037936B3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006044040B4 (de) * 2006-09-14 2013-02-28 Technische Universität Bergakademie Freiberg Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Vorspannung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4838834A (en) * 1988-03-29 1989-06-13 Bando Chemical Industries, Ltd. Speed-shifting device
EP0222929B1 (de) * 1985-11-22 1989-11-08 Deere & Company Stufenlos einstellbares Zugmittelgetriebe
DE19638277A1 (de) * 1996-09-19 1998-03-26 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Umschlingungsgetriebes
DE29805792U1 (de) * 1998-03-30 1998-06-25 Dietl Matthias A Stufenlos regelbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe
DE29812481U1 (de) * 1998-07-16 1998-11-12 Steger Bernhard Variator sowie mechanischer Antrieb mit einem solchen Variator
DE29816693U1 (de) * 1998-09-17 1999-11-25 Schlatterer Gmbh & Co Kg Max Riemenantrieb

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0222929B1 (de) * 1985-11-22 1989-11-08 Deere & Company Stufenlos einstellbares Zugmittelgetriebe
US4838834A (en) * 1988-03-29 1989-06-13 Bando Chemical Industries, Ltd. Speed-shifting device
DE19638277A1 (de) * 1996-09-19 1998-03-26 Bosch Gmbh Robert Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb eines Umschlingungsgetriebes
DE29805792U1 (de) * 1998-03-30 1998-06-25 Dietl Matthias A Stufenlos regelbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe
DE29812481U1 (de) * 1998-07-16 1998-11-12 Steger Bernhard Variator sowie mechanischer Antrieb mit einem solchen Variator
DE29816693U1 (de) * 1998-09-17 1999-11-25 Schlatterer Gmbh & Co Kg Max Riemenantrieb

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006044040B4 (de) * 2006-09-14 2013-02-28 Technische Universität Bergakademie Freiberg Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Vorspannung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2846580C2 (de) Stufenlos einstellbares Kegelscheibengetriebe
DE2734630C2 (de) Zweisträngiges stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit gleichmäßiger Lastverteilung
EP1907727B1 (de) Umschlingungstrieb
EP2005035B1 (de) Kettenrad und steuerkettentrieb zur kompensation dynamischer belastungen
DE2626329B2 (de) Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit stufenloser automatischer Übersetzungseinstellung
DE2913574C3 (de) Antriebsmechanismus
EP1753975A1 (de) Reibradantrieb
DE3532624C2 (de)
DE102006037936B3 (de) Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Übersetzung
DE2629279C3 (de) Stufenlos regelbares Keilriemengetriebe
DE112009003206T5 (de) Stufenlos variables Reibgetriebe
EP1187970B1 (de) Kettentrieb zum antrieb von zwei engstehenden parallelen wellen
DE102006044040B4 (de) Zugmittelgetriebe mit kraftschlüssigem Zugmittel und regelbarer Vorspannung
EP2352935B1 (de) Scheibensatzanordnung für ein ketten-cvt mit einer funktionsoptimierten scheibensatzkontur
DE102004048280A1 (de) Umschlingungstrieb für Brennkraftmaschinen mit Triebberuhigung
DE69923442T2 (de) Riemen für stufenlos regelbares getriebe
DE102017125331A1 (de) Riemenantrieb
DE102013215639B4 (de) Spannanordnung für einen Zugmitteltrieb
DE2263229A1 (de) Stufenlos einstellbares keilriemengetriebe
EP0516997B1 (de) Stufenlos regelbares Keilriemenumschlingungsgetriebe
DE19855376C1 (de) Spann- und Dämpfungselement für Endloskettentriebe
WO2005111462A1 (de) Spannsystem mit zumindest zwei kraftmitteln
DE2917925C2 (de) Riemenscheibenanordnung mit veränderbarem Wirkkreisdurchmesser
DE823365C (de) Fliehkraftdrehzahlregler fuer Brennkraftmaschinen
DE102008011137A1 (de) Spannvorrichtung für einen Zugmitteltrieb

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140301