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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend
beschrieben. Es zeigen:
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1 das
grundsätzliche
Wirkprinzip eines Zugmittelgetriebes mit Schlupfreduzierung
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2 das
Funktionsprinzip eines erfindungsgemäßen Zugmittelgetriebes mit
mechanischer Regulierung der Übersetzung
am kraftschlüssigen
Zugmittel
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3 die
Konstruktion des Zugmittelgetriebes an der Antriebsseite in Schnittdarstellung
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4a eine
erste Ausführung
einer Verstelleinheit
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4b eine
zweite Ausführung
einer Verstelleinheit
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4c eine
dritte Ausführung
einer Verstelleinheit
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5 die
Konstruktion des Zugmittelgetriebes an der Abtriebsseite in Schnittdarstellung
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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.
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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.
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Das
beschriebene Funktionsprinzip kann mit einer Konstruktion realisiert
werden, deren erfindungsrelevante technische Merkmale in 3 bis 5 dargestellt
sind.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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- 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