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Stufenlos regelbares Keilriemengetriebe, insbesondere für den Antrieb
von Fahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos regelbares Keilriemengetriebe,
insbesondere für den Antrieb von Fahrzeugen, dessen treibende und getriebene Welle
in einer gemeinsamen Wand des Getriebegehäuses gelagert ist.
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Es ist bereits ein stufenlos regelbares, Keilriemengetriebe bekanntgeworden,
dessen Wellen einseitig im Gehäuse gelagert sind und innerhalb der Keilscheiben
enden. Die Abstützung dieser Keilscheiben erfolgt durch Regelstangen, die an einer
gesonderten Achse geführt sind. Zum Abnehmen der Keilriemen muß diese Achse oder
ein Teil des das Getriebe aufnehmenden Gehäuses entfernt werden. Außerdem werden
bei Biegebeanspruchungen der Getriebewellen die Lager der Regelstangen auf der Achse
und die Gleitflächen der Keilscheiben auf den Getriebewellen ungünstig belastet,
so daß Lagerklemmungen auftreten und eine Verstellung der Keilscheiben nicht möglich
ist.
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Es ist auch ein Keilriemengetriebe bekannt, das zwei im Abstand voneinander
angeordnete Wandungen im Gehäuse zur einseitigen Lagerung der Getriebewellen aufweist.
Die Keilscheiben sind hierbei auf aus dem Gehäuse ragenden Wellenstummeln befestigt.
Dieses Getriebe ist jedoch nicht stufenlos regelbar, sondern weist vielmehr eine
konstante übersetzung auf, so daß die bei den Getrieben eingangs genannter Gattung
auftretenden Probleme hierbei nicht vorkommen.
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Bei den stufenlos regelbaren Keilriemengetrieben ergeben sich Schwierigkeiten
beim Austauschen der Riemen, das lediglich nach Entfernen von Bauteilen möglich
ist. Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin,
ein stufenlos regelbares Keilriemengetriebe für den Einbau in Fahrzeuge zu schaffen,
das sich durch einen einfachen Aufbau geringer Abmessungen und leichte Austauschbarkeit
der Riemen auszeichnet.
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Dies wird gemäß der Erfindung durch die Kombination folgender Merkmale
erreicht: a) Die Wellen des Keilriemengetriebes sind in bekannter Weise in zwei
nebeneinanderliegenden, im Abstand voneinander angeordneten Wandungen des Gehäuses
frei tragend gelagert.
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b) Die freien Enden der Wellen sind in einer Stützstrebe gelagert,
die sich zwischen diesen erstreckt.
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Dadurch wird eine einfache Lagerung der Wellen des Keilriemengetriebes
erreicht, bei welcher die Belastungen sicher und ohne Rückwirkung aufgenommen werden.
Die Stützstrebe nimmt die Biegebeanspruchungen der Wellen auf und stützt diese gegeneinander
ab. Der Ausbau der Keilriemen ist leicht zu bewerkstelligen, wobei keine Teile des
Gehäuses entfernt werden müssen. Bei einem Keilriemengetriebe, bei welchem der Antrieb
und der Abtrieb des Getriebes an gegenüberliegenden Seiten erfolgt und dessen treibende
Welle mittels einer Kupplung an die mit der Brennkraftmaschine in Verbindung stehende
Antriebswelle angeschlossen ist, ist gemäß der Erfindung weiter vorgesehen, daß
die Kupplung in an sich bekannter Weise durch ein Keilwellenstück gebildet wird,
das in entsprechend ausgebildete Enden der treibenden Welle des Keilriemengetriebes
und der Antriebswelle eingreift. Damit besteht auch bei diesem Getriebe die Möglichkeit,
einen einfachen und schnellen Wechsel der Riemen vornehmen zu können. Das Keilwellenstück
wird während seiner formschlüssigen Verbindung mit der treibenden Welle des Keilriemengetriebes
durch eine Arretiervorrichtung in Lage gehalten, so daß ein unbeabsichtigtes Lösen
der Antriebsverbindung während der Fahrt vermieden wird. In Antriebsstellung des
Keilwellenstückes wirkt eine Feder axial auf dieses ein, wobei die Feder durch eine
Einlage aus elastischem Material gebildet wird. Dadurch kann diese Einlage als Dichtung
Verwendung finden, welche den ölführenden Hohlraum der Welle nach außen abdichtet.
Dadurch wird verhindert, daß die Keilriemen mit Öl verschmutzt werden.
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In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei einem
Schleppergetriebe dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen waagerechten Schnitt
durch das Getriebe,
Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II oder Fig.
3 und Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2. Als Fahrgetriebe für den
Schlepper ist ein Keilriemengetriebe 1 vorgesehen. Dieses setzt sich aus einer Antriebswelle
2 und einer Abtriebswelle 3 zusammen, die jeweils zwei im Abstand voneinander angeordnete
Scheiben 4 und 5 bzw. 6 und 7 tragen. Die Scheiben sind auf den Wellen 2 und 3 aufgepreßt
und zusätzlich durch eine Riffelverzahnung 8 gegen ein Verdrehen gesichert. Da beide
Wellen gleich sind, wird nachfolgend lediglich die Antriebswelle 2 und die auf ihr
angebrachten Bauteile des Keilriemengetriebes beschrieben.
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Die freien Enden 9 und 10 der Scheiben 4 und
5 der Antriebswelle 2 sind abgewinkelt und dienen zur Halterung einer Mehrzahl von
Spindeln 11 und 12: Hierzu ist eine entsprechende Anzahl von Schrauben 13 und 14
in den Enden 9 und 10 der Scheiben 4 und 5 verankert, die mit Zapfen 15 in Bohrungen
16 der Spindeln eingreifen. Außerdem sind die Spindeln durch aus einem Stück mit
ihnen hergestellten Zapfen 17 und 18 in der Antriebswelle 2 gelagert.
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Zwischen den sich gegenüberliegenden Spindeln, beispielsweise den
Spindeln 11 und 12, erstrecken sich jeweils Riemenscheiben-Sektoren 19, welche an
den Enden Bohrungen 20 und 21 aufweisen, durch welche sich die Spindeln erstrecken.
Jede der Bohrungen sowie die Spindeln sind mit einem Gewinde, vorzugsweise einem
Trapez-Steilgewinde, versehen, so daß durch ein Verdrehen der Spindeln eine radiale
Bewegung der Riemenscheiben-Sektoren in bezug auf die Antriebswelle erreicht wird.
Die Riemenscheiben-Sektoren 19 sind weiter mit einer Vielzahl von keilförmigen Rillen
zur Aufnahme von Keilriemen 22 versehen, durch welche die Verbindung zwischen der
Antriebs- und Abtriebswelle des Keilriemengetriebes bewerkstelligt wird.
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Beide Wellen 2 und 3 des Keilriemengetriebes 1 sind in einer Wandung
23 des Gehäuses 24 fliegend gelagert. In einer weiteren Wandung 25 des Gehäuses,
die sich mit Abstand von der Wandung 23 erstreckt, erfolgt eine weitere Abstützung
der Wellen, wodurch eine hohe Stabilität derselben erreicht wird. Dadurch können
die einzelnen Lager kleiner dimensioniert und die Wandstärken entsprechend schwächer
gewählt werden. Die Verteilung der vom Getriebe herrührenden Belastungen auf das
Gehäuse ist günstiger.
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Die freien Enden der Wellen 2 und 3 sind in vorteilhafter Weise mittels
einer Stützstrebe 26 gelagert. Diese Stützstrebe erstreckt sich ausschließlich zwischen
den beiden Wellen und verhindert eine Biegebelastung derselben. Dies ist besonders
bei Keilriemengetrieben von Vorteil, die große Drehmomente, wie sie bei Fahrzeuggetrieben
erforderlich sind; übertragen und deshalb eine Vielzahl von Keilriemen aufweisen.
Hierbei ist die Ausladung der Wellen groß, so daß eine entsprechende Bemessung der
Wellen notwendig wäre. Um die Abmaße der Wellen zu vermindern, ist diese Stützstrebe
vorgesehen, die mittels eines Kugellagers 27 an der Antriebswelle 2 gelagert ist.
Die Lagerung der Stützstrebe 26 an der Abtriebswelle 3 ist entsprechend.
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Der Antrieb des Keilriemengetriebes erfolgt von einer Brennkraftmaschine
über eine Kupplung bekannter Bauart, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
Hierbei ist auf einer Welle 28, die in einer Querwand 29 des Gehäuses 24 gelagert
ist und mit der Kupplung in Verbindung steht, ein Zahnrad 30
dreh- und verschiebefest
angebracht, das mit einem Zahnrad 31 kämmt. Dieses Zahnrad ist drehfest auf einer
hohlen treibenden Welle 32 angeordnet, die in zwei im Abstand voneinander angeordneten
Lagern 33 und 34 gehalten wird. Vorzugsweise ist das Zahnrad 31 verschiebbar ausgebildet,
um gegebenenfalls mit weiteren, nicht dargestellten Zahnrädern eine Umkehr der Drehrichtung
der treibenden Welle 32 zu erreichen.
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Die Verbindung zwischen der hohlen treibenden Welle 32 und der Antriebswelle
2 des Keilriemengetriebes wird mittels einer lösbaren Kupplung bewerkstelligt. Diese
Kupplung besteht aus einem Keilwellenstück 35, das in der entsprechend ausgebildeten
Bohrung 36 der treibenden Welle 32 gleitend untergebracht ist und in eine mit Keilverzahnung
versehene Bohrung 37 des freien Endes der Antriebswelle 2 eingreift.
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In der Zeichnung ist das Keilwellenstück 35 in Antriebsstellung dargestellt,
wobei es die beiden besagten Wellen verbindet. Das Keilwellenstück 35 ist hierbei
mittels einer Arretiervorrichtung in Lage gehalten. Diese Arretiervorrichtung besteht
aus einem unter der Wirkung einer Feder 38 stehenden Kolben 39, der in einer Bohrung
des Keilwellenstückes 35 gleitet. Der Kolben 39 ist mit einem Zapfen 40 versehen,
welcher in dem durch die Enden der Wellen 32 und 2 begrenzten. Spalt hineinragt.
Das Keilwellenstück liegt hierbei an einem elastischen, in der Bohrung 37 der Antriebswelle
2 des Keilriemengetriebes angeordneten, aus Gummi oder technisch gleichwertigem
Werkstoff bestehenden Ring 41 an, durch welchen das Keilwellenstück axial belastet
wird. Damit wird ein Klappern des Keilwellenstückes vermieden.
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Am Keilwellenstück ist weiter ein Schraubenbolzen 42 angebracht, der
so lang ausgebildet ist, daß er aus dem Keilwellenstück herausragt. Gleichzeitig
ist in einem dem Schraubenbolzen 42 zunächstliegenden Wandteil 43 des Gehäuses 24
eine Öffnung 44 vorgesehen, die mit einem leicht abnehmbaren Verschlußstopfen 45
verschlossen ist.
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An der Abtriebswelle 3, zwischen den Wandungen 23 und 25, die eine
Kammer bilden, ist ein Zahnrad 46 angebracht, welches. mit einem Zahnrad 47 kämmt.
Dieses ist an einer in den Wandungen 23 und 25 des Gehäuses 24 gelagerten getriebenen
Welle 48 befestigt, die ein an sich bekanntes, nicht dargestelltes Differential
des Schleppers antreibt.
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Die Änderung der übersetzung im Keilriemengetriebe 1 erfolgt durch
eine gleichzeitige radiale Verstellung der Riemenscheiben-Sektoren 19, die durch
eine Drehung der Spindeln 11 und 12 erreicht wird. Die hierzu erforderliche Vorrichtung
ist in der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebs- und Abtriebswelle 2 und 3 untergebracht.
Da der grundsätzliche Aufbau dieser Vorrichtung in beiden Wellen im wesentlichen
gleich ist, wird sie im folgenden lediglich für die Antriebswelle 2 beschrieben.
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Die Zapfen 17 und 18 der Spindeln 11 und 12 sind mit Kegelrädern 49
und 50 versehen, die in die Antriebswelle 2 hineinragen. In der Antriebswelle ist
eine weitere Welle 51 gelagert, die im Bereich der Kegelräder 49 und 50 Ringe 52
und 53 besitzt, die mit einer entsprechenden Verzahnung in die Kegelräder eingreifen.
Außerhalb des Bereiches des Keilriemengetriebes ist an der Welle 51 eine Schubhülse
54 angebracht, die mit der Welle 51 über ein Steilgewinde
und mit
der Antriebswelle 2 über eine Keilverzahnung verbunden ist. Am aus der Antriebswelle
herausragenden Ende der Schubhülse ist ein Schublager 55 angebracht, das über eine
Schwenkgabel 56 an eine Stellwelle 57 drehfest angeschlossen ist.
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Die Verstellvorrichtung für die Keilriemenscheiben der Antriebswelle
2 und der Abtriebswelle 3 weisen lediglich ein Unterschiedsmerkmal auf, und zwar
besitzen die die Schubhülsen mit den Wellen verbindenden Steilgewinde entgegengesetzte
Steigungen. Wenn beispielsweise das Gewinde der Schubhülse 54 der Verstellvorrichtung
der Antriebswelle 2 ein Rechtsgewinde ist, so ist bei der Vorrichtung der Abtriebswelle
3 ein Linksgewinde vorhanden.
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Die Stellwelle 57 ist als Hohlwelle ausgebildet und auf einer Tragachse
58 gelagert, die ihrerseits wieder im Gehäuse 24 abgestützt ist. Die Stehwelle ist
mehrteilig ausgeführt und setzt sich aus einem die Schwenkgabel 59 der Abtriebswellen-Verstellvorrichtung
tragenden Teil 60, einem Distanzrohr 61, einem die Schwenkgabel 56 tragenden
Teil 62 und einer Hülse 63 zusammen. Das Teil 60 ist samt der Schwenkgabel 59 als
ein Gußteil ausgebildet und starr mit der Tragachse 58 beispielsweise über eine
Riffelverzahnung verbunden. An das Teil 60 ist das Distanzrohr 61 mittels Schweißung
befestigt, so daß das Teil 60 und das Distanzrohr 61 ein starres Gebilde darstellen.
Die Hülse 63 ist gleichfalls mit der Tragachse 58 verbunden. Zwischen der Hülse
63 und dem Distanzrohr 61 ist das Teil 62 untergebracht, das mittels einer Lagerbüchse
64 an der Tragachse 58 frei drehbar aufliegt.
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Das Teil 62 ist mittels einer lösbaren Halterung mit der Hülse 63
und dem Distanzrohr 61 verbunden. Diese Halterung besteht aus zwei an den gegenüberliegenden
Längsseiten der Hülse 63 und des Distanzrohres 61 angeordneten Konsolen 65 und 66,
welche in den Bereich des Teiles 62 sich erstreckende Ausleger 67 und 68 aufweisen.
Außerdem besitzt das Teil 62 der Stehwelle 57 eine Anschlagseite 69, die zwischen
den Auslegern 67 und 68 liegt und durch in den Auslegern verankerte Schrauben 70
und 71 festgestellt werden kann.
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Wird nun die Stellwelle 57 von Hand oder mittels einer Vorrichtung
verdreht, so wird die Schubhülse 54 durch die Schwenkgabel 56 und das Schublager
55 axial verstellt. Mittels des Gewindes, das die Schubhülse 54 mit der Welle 51
verbindet, wird die Axialbewegung der Schubhülse in eine Drehbewegung der Welle
umgewandelt. Diese Drehbewegung wird über die Kegelräderpaare 52, 49 und 53, 50
an die Spindeln 11 und 12 übertragen, die eine radiale Verstellung der Riemenscheiben-Sektoren
19 bewirken.
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Sollen einer oder mehrere Keilriemen des Getriebes ausgebaut werden,
so ist das Keilriemengetriebe derart zu verstellen, daß die Riemenscheiben-Sektoren
19 der Antriebswelle 2, wie in der Zeichnung dargestellt, den kleinsten Radius aufweisen.
Danach wird die Verbindung der Schwenkgabel 56 mit der Stellwelle 57 durch
Lösen der Schrauben 70 und 71 unterbrochen und die Stellwelle entgegengesetzt betätigt.
Dadurch werden auch die Keilriemenscheiben bzw. -Sektoren der Abtriebswelle 3 auf
den kleinsten Durchmesser gebracht.
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Anschließend wird der Verschlußstopfen 45 aus der Öffnung 44 des Wandteiles
43 entfernt und die Arretiervorrichtung des Keilwellenstückes 35 durch Drücken des
Zapfens 40 gelöst. Danach kann das Keilwellenstück mit einem durch die Öffnung 44
eingeführten Werkzeug mittels des Schraubenbolzens 42 in der Zeichnung nach links
verstellt werden, wodurch die Verbindung der Antriebswelle 2 des Keilriemengetriebes
mit der treibenden Welle 32 unterbrochen ist. Die einzelnen Keilriemen werden anschließend
über die Scheiben 4 und 6 gestreift und aus dem Getriebe herausgenommen.
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Der Einbau der Keilriemen geht in- umgekehrter Reihenfolge vor sich.