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Schwenkrollengetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwenkrollengetriebe
mit gleichachsigen, ringförmig ausgesparten Reibrädern und in den Aussparungen nach
innen weisenden Schwenkrollen, bei dem die Reibräder und die Schwenkrollen miteinander
unter drehmomentabhängigem Kraftschluß gehalten werden und die Schwenkrollen um
eine zur Kreisringmittelachse tangentiale Achse schwenkbar sind und davon unabhängig
einen weiteren Freiheitsgrad besitzen.
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Es ist ein Reibradwechselgetriebe bekannt, bei dem Schwenkrollen mechanisch
miteinander verbunden und über diese mechanische Verbindung gemeinsam zur Veränderung
des übersetzungsverhältnisses schwenkbar sind. Die Schwenkbewegung erfolgt hier
um eine zur Kreisringmittelachse tangentiale Achse, wobei ein weiterer Freiheitsgrad
der Schwenkrollen in axialer Richtung zur Rollenachse verläuft. Zur Vermeidung von
Schwingungen der Schwenkrollen bei der Veränderung des übersetzungsverhältnisses
ist ferner bei diesem Reibradwechselgetriebe in axialer Richtung der Schwenkrollenachsen
eine hydraulische Dämpfungsanordnung vorgesehen.
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Es ist ferner ein Schwenkrollengetriebe bekannt, bei dem an jeder
Schwenkrolle hydraulische Zylinder vorgesehen sind, die die Rollenschwenkbewegung
zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses einleiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kraftübertragung in
derartigen Schwenkrollengetrieben weiter zu verbessern, insbesondere den Schwenkrollen
einen zusätzlichen Freiheitsgrad zu geben, um die jeweiligen Anpreßdrücke auszugleichen.
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Die Erfindung besteht darin, daß die ein anderes Übersetzungsverhältnis
einleitende Bewegung in dem weiteren Freiheitsgrad hydraulisch gedämpft ist, daß
eine Schwenkung um eine Schiene unabhängig für jede Schwenkrolle durch eine Kolben-
und Zylinderanordnung vorgesehen ist, und daß jede Schwenkrolle innerhalb der ringförmigen
Aussparung einen dritten Freiheitsgrad zum Ausgleich des Anpreßdruckes der Schwenkrollen
auf den Reibflächen besitzt, indem sie längs der Schiene verschiebbar gelagert ist.
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Die Schwenkrollen können sich bei dieser Anordnung unabhängig voneinander
in verschiedenen Richtungen bewegen, beispielsweise um eine Schiene oder um einen
Stift kippen oder sich längs einer Schwenkachse verschieben, wobei diese Bewegung
hydraulisch gedämpft wird. Außerdem besitzen die Schwenkrollen eine weitere Bewegungsmöglichkeit
im Bereich eines dritten Freiheitsgrades, um die jeweiligen Anpreßdrücke auszugleichen.
Die Anordnung gemäß der Erfindung besitzt ferner folgende Vorteile: Die Schwenkrollen
führen ihre Bewegungen zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses ohne eine nennenswerte
Gleitbewegung zwischen der Schwenkrolle und den Reibrädern aus. Einer jeden Bewegung
einer Schwenkrolle zur Einleitung einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses
schließt sich ferner eine ähnliche Bewegung der anderen Schwenkrollen an. Ein unter
bestimmten Betriebsbedingungen möglich erscheinendes Pendeln der Schwenkrollen wird
durch die hydraulische Dämpfungseinrichtung weitgehend ausgeschaltet. Diese Dämpfungsvorrichtung
dient weniger zum Auffangen der Stoßbelastungen, sondern in erster Linie dazu, den
Bewegungsablauf zwischen der Schwenkrolle und den Reibungsrädern bzw. die Präzession
der Schwenkrollen zur Veränderung des übersetzungsverhältnisses zu verbessern.
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Das Schwenkrollengetriebe gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft
zum Einbau in automatischen Getrieben. etwa von Kraftfahrzeugen geeignet, um die
handgeschalteten Getriebe zu ersetzen.
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In folgendem wird an Hand eines Ausführungsbeispiels die Erfindung
in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch ein Schwenkrollengetriebe
gemäß der Erfindung; F i g. 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 nach F i g.
1, die Schwenkrollen und ihre Lager sind jedoch nicht geschnitten dargestellt;
F
i g. 3 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt einer Schwenkrolle und ihre Lagerung
längs der Linie 2-2 nach F i g. 1; F i g. 3 A zeigt einen Teilschnitt einer abgeänderten
Ausführungsform, bei der eine Drehumkehr der Getriebeeingabewelle erzielt wird;
F i g. 4 zeigt eine Ansicht längs der Linie 4-4 nach F i g. 3; F i g. 5 zeigt eine
Ansicht längs der Linie 5-5 nach F i g. 1, wobei die Abdeckung abgenommen ist; F
i g. 6 zeigt eine Ansicht einer Schwenkrolle nach F i g. 1, bei der die Rolle eine
Extremstellung für das Übersetzungsverhältnis einnimmt; F i g. 7 zeigt in vergrößertem
Maßstab einen Schnitt durch einen Anschlag längs der Linie 7-7 nach F i g. 6; F
i g. 8 zeigt eine Teilansicht einer abgeänderten Ausführungsform nach F i g. 1;
F i g. 9 zeigt eine Teilansicht längs der Linie 9-9 in F i g. 8; F i g. 10 zeigt
eine weitere Teilansicht eines anderen Ausführungsbeispiels ähnlich der F i g. 1;
F i g. 11 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 11-11 nach F i g. 10, und F i
g. 12 zeigt eine Seitenansicht längs der Linie 12-12 nach F i g. 10.
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In den F i g. 1 bis 7 der Zeichnung weist ein Schwenkrollengetriebe
gemäß der Erfindung zwei koaxiale Reibräder 10 und 12 auf, deren Reibflächen 14
und 16 einander koaxial gegenüberstehen und eine Symmetrieachse 18 aufweisen.
Mehrere am Um-, fang im Abstand angeordnete Schwenkrollen 20 sind zwischen den Flächen
14 und 16 angeordnet, und berühren diese Flächen, so daß eine Reibantriebsverbindung
geschaffen wird.
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Das Reibrad 10 ist auf einer Getriebeeingangswelle 22 befestigt
und mit der Welle über am Umfang im Abstand verteilten Stützrollen 24 verbunden,
die zwischen Ringgliedern 26 und 28 angeordnet sind. Diese Ringglieder 26 und 28
sind durch Keile 30 und 32 mit dem Reibrad 10 und der Welle 22 gemeinsam drehbar
verbunden. Die Keile 30 und 32 sind kugelförmige Elemente, die in kugelförmigen
Kammern in den benachbarten Bauteilen aufgenommen werden, so daß eine Antriebsverbindung
erzielt wird. Das Reibrad 12 ist auf der Getriebeausgangswelle 34 befestigt und
bei 36 mit der Welle gemeinsam drehbar verbunden; die Wellen 22 und 34 verlaufen
koaxial zueinander.
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Die Stirnflächen der Ringe 26 und 28 weisen Nocken 26a und 28a auf,
zwischen denen die Rollen 24 vorgesehen sind. Diese Nocken sind so ausgebildet,
daß jede Erhöhung der übertragenen Drehmomentbelastung eine kleine Relativdrehung
der Ringe 26 und 28 ergibt, so daß die axiale Belastung des Reibrades
12 gegen das Rad 10 erhöht wird, wodurch der Kontaktdruck zwischen
den Reibflächen 14 und 16 und den Schwenkrollen 20 erhöht wird. In ähnlicher Weise
ergibt jede Abnahme der Drehmomentbelastung eine entsprechende Abnahme der Axialbelastung
der Reibräder 10 und 12 gegen die Schwenkrollen 20. Dieses axiale Klemmgesperre,
das die Rollen 24 und die Ringe 26 und 28 aufweist, ist mit 38 gekennzeichnet.
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Die Anordnung eines derartigen Klemmgesperres 38 ist bereits für Getriebe
zur selbsttätigen Vergrößerung und Verringerung der axialen Belastung der Reibräder
10 und 12 gegen die Schwenkrollen 20 bei Erhöhung oder Verkleinerung der Drehmomentbelastung
bekannt. Die Verwendung einer derartigen Anordnung ist in erster Linie auf der Seite
des Getriebes vorteilhaft, auf der Drehstöße in das Getriebe gelangen. Im Falle
eines Getriebes für eine Verbrennungskraftmaschine, die ein Motorfahrzeug treibt,
wird die axiale Belastvorrichtung 38, wie in der Zeichnung dargestellt, wegen der
Drehvibrationen einer solchen Maschine auf der Eingangsseite des Getriebes angeordnet.
Bei einer derartigen Anordnung erhöht jeder Drehstoß (plötzliche Drehmomentzunahme),
der durch die Eingabewelle 22 eingebracht wird, den Kontaktdruck auf die Schwenkrollen
20, bevor die Zugkraft auf die Schwenkrollen durch den Stoß erhöht wird; die Zugkraft
wird dabei durch die Massenträgheit und die Relativdrehung der Ringe 26 und 28 verzögert,
wenn die axiale Belastung wächst.
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Im Falle eines Getriebes für Motorfahrzeuge erfordern die Drehstöße,
die ausgangsseitig auf das Getriebe ausgeübt werden, keinen zweiten Satz von Ringen
und Rollen zwischen der Abgabewelle und dem Reibrad 12, um die axiale Belastung
der Schwenkrollen 20 zwischen -den Rädern 10 und 12 in Abhängigkeit von den Drehstößen
zu ändern. Wenn jedoch bei der dargestellten Anordnung die Abgabewelle 34 bemerkenswerte
Drehstöße auf das Getriebe übertragen hat, würde ein derartiger Drehstoß die Zugkraft
auf die Schwenkrollen 20 erhöhen, bevor die axiale Belastvorrichtung 38 die gewünschte
Erhöhung der axialen Belastung der Reibflächen 14 und 16 gegen die Schwenkrollen
20 erzeugen könnte. In einem derartigen Falle empfiehlt es sich, eine zweite Reihe
von Axialstützen an der Abgabeseite des Getriebes zwischen der Welle 34 und dem
Reibrad 12 vorzusehen.
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Die Reibräder 10 und 12 des Getriebes und die dazwischen angeordneten
Schwenkrollen 20 sind innerhalb eines festen Gehäuses angebracht, das Abschlußteile
40 und 42 aufweist, welche Lager 44 und 46 für die Wellen 22 und 34 aufweisen. Das
Getriebegehäuse enthält ferner ein Zwischenbauteil 48, das an den Abschlußteilen
40 und 42 beispielsweise mit Schrauben 50 befestigt ist und einen Y-förmigen (s.
F i g. 2) Rahmen 52 zwischen den Schwenkrollen 20 besitzt. Das Zwischenbauteil 48
hat eine Öffnung über jeder Schwenkrolle, und jede Öffnung ist durch eine Abdeckung
54 geschlossen.
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Die Einzelheiten einer jeden Schwenkrolle und ihrer Lagerung sowie
der zugeordneten Steuerung werden am besten der F i g. 3 entnommen. Jede Schwenkrolle
ist auf einer Stummelwelle 56 in Lagern 58 und 60 gelagert, und die Welle weist
eine Endplatte 62 auf. Jede Schwenkrolle wird ferner drehbar zwischen den Reibflächen
14 und 16 durch einen Stützblock 64 in ihrer Stellung gehalten, und jeder Block
64 ist drehbar an einer Schwenkachse 66 befestigt, die über Lager und Hülsen 68,
69 in der Art von Lagerbuchsen in einer Bohrung in diesem Block eingesetzt ist;
die vorspringenden Enden des Stiftes werden dabei durch benachbarte Vorsprünge auf
dem Zwischenteil 48 gehalten. Die Achse einer jeden Schwenkachse 66 verläuft tangential
zum Ringmittelpunkt 18 und ist in einer Ebene senkrechtzurGetriebeachse angebracht.
Die Schwenkachsen 66 sind ähnlich wie die Schwenkrollen 20 in gleichem Abstand um
die Getriebeachse herum versetzt angeordnet. Für jede Schwenkrolle 20 ist eine
Schwenkachse
66 sowie ein Stützblock 64 vorgesehen.
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Die Oberfläche eines jeden Stützblockes 64, die der Schwenkrolle 20
zugewandt ist, weist eine V-förmige Schiene 70 auf, deren Scheitellinie in
einer Richtung senkrecht zur Achse 72 der Schwenkrolle und zurRichtung derAchse
der zugehörigen Schwenkachse 66 verläuft, wobei die Scheitellinie in der Ebene der
Getriebeachse liegt. Die Scheitellinie einer jeden V-förmigen Schiene 70 wird in
einer V-förmigen Nut 74 in der Endplatte 62 der Stummelwelle 56 aufgenommen, auf
der die entsprechende Schwenkrolle so gelagert ist, daß jeder Block 64 seine Schwenkrolle
20 in ihrer Stellung zwischen den Reibrädern 10 und 12 hält.
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Der Scheitelwinkel der V-förmigen Nut 74 jeder Schwenkrolle ist größer
als der Scheitelwinkel der zugehörigen Schiene 70, so daß jede Schwenkrolle sich
um die Scheitellinie der zugehörigen Schiene 70 als Achse bewegen kann.
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Die Scheitellinie einer jeden Schiene 70 ist in radialer Richtung
etwas nach außen versetzt und parallel zu einer Linie angeordnet, die durch die
Kontaktpunkte der zugehörigen Schwenkrolle 20 mit den Reibflächen 14 und
16 verläuft, wobei die tangentialen Zugkräfte F (vgl. F i g. 3) der Reibflächen
jeder Rolle ein Drehmoment auf die Schwenkrolle ausüben, das die Rolle um die Scheitellinie
der zugehörigen Schiene 70 zu drehen oder zu kippen versucht.
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Der Stützblock 64 weist zwei Kolben 76 und 78 auf, die an entgegengesetzten
Seiten der Schiene 70 des Blockes angeordnet sind und mit der Endplatte 62 der Stummelwelle
56 in Anlage stehen. Die Kolben 76 und 78 gleiten in Kammern 80 und 82, die im Block
64, der der zugehörigen Schwenkrolle 20 gegenüberliegt, so angebracht sind, daß
sie die Endplatte 62 der Welle 56 dieser Schwenkrolle berühren. Wie in der Zeichnung
dargestellt, bestehen die Kolben 76 und 78 aus plastischem Material, z. B. Nylon.
Diese Kolben können jedoch aus jedem anderen geeigneten Material hergestellt sein.
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Wie in F i g. 3 angedeutet, ist eine Einrichtung zur Zufuhr von Flüssigkeit
(z. B. Schmieröl) vorgesehen, daß unter Druck in jeder der Kammern 80 und 82 hinter
den zugehörigen Kolben 76 und 78 eingeführt wird, um die Kolben gegen die Endplatten
62 der zugehörigen Schwenkrolle 20 zu drücken. Abdichtungen 84, vorzugsweise aus
Gummi oder gummiähnlichem Material, sind innerhalb und um den Umfang einer jeden
Kammer 80 und 82 sowie unterhalb des zugehörigen Kolbens vorgesehen,
um ein Entweichen der Flüssigkeit an dem Kolben zu verhindern.
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Eine Pumpe 86, die vorzugsweise vom Motor oder der Eingabewelle 22
aus angetrieben wird, dient zur Einspeisung einer unter Druck stehenden Flüssigkeit
in die Kammern 80 und 82 hinter den Kolben 76 und 78. Die Pumpe 86 nimmt Flüssigkeit
von einer Eingabe- oder Speiseleitung 88 auf und gibt sie an eine Ausgangs- oder
Hochdruckleitung 90 ab. Ein Druckregelventi192 wird im offenen Zustand wirksam und
führt Flüssigkeit von der Abgabeseite der Pumpe über eine Niederdruckleitung 94
und ein Niederdruckventil 96 zurück in die Eingabeseite. Das Ventil 96 ist
auf verhältnismäßig niedrigen Druck von beispielsweise 2 kg/cm2 (30 psi) eingestellt.
Ein zweites Ventil 98 verbindet die Abgabeseite der Pumpe 86 mit der Niederdruckleitung
94. Dieses zweite Druckventil 98 ist auf verhältnismäßig hohen Druck von beispielsweise
20 kg/cm2 (300 psi) eingestellt. Die tatsächliche Druckhöhe in der Hochdruckleitung
90 hängt von der Einstellung des Druckregelventils 92 ab, die Einstellung
des Druckventils 98 bestimmt nur den maximalen Wert des Druckes in der Leitung
90. Der Druck in der Leitung 94 ist konstant und hängt von der Einstellung
des Niederdruckbegrenzungsventils 96 ab.
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Die Hochdruckleitung 90 ist über ein Rückschlagventil 100 an eine
Bohrung 102 angeschlossen, die durch ein Ende einer jeden Schwenkachse 66 verläuft.
Jede Bohrung 102 endet in radialen Bohrungen 104, die mit einem Ringraum 106 in
der benachbarten Buchse 68 in Verbindung stehen; die Hülse 68 weist radiale Öffnungen
108 auf, die den Ringraum 106 mit einem Ringraum 110 im zugehörigen Block 64 verbinden.
Eine Bohrung 112 in jedem Block 64 verbindet ihren Ringraum 110 mit der Kammer
80
und dem Kolben 76. In ähnlicher Weise ist die Niederdruckleitung 94 mit
jeder Kammer 82 und Kolben 78 über eine Bohrung 114 und ein Rückschlagventil116
am anderen Ende einer jeden Schwenkachse 66 und mit Bohrungen in der Buchse 69 und
Bohrung 118 im zugeordneten Block 64 verbunden. Des weiteren sind Abdichtungen 120
an den Enden der Buchsen 68 und 69 vorgesehen.
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Jede Kammer 80 weist eine Lüftungsbohrung 122 und jede Kammer 82 eine
Lüftungsbohrung 124 auf. Diese Lüftungsbohrungen führen durch ihre Blocks 64 in
den Raum zwischen den Reibrädern 10 und 12. Ferner ist jede Niederdruckkammer 82
mit einem Paar kleiner Druckfedern 126 versehen, die den Kolben 78 gegen
die zugehörige Endplatte 62 drücken. Zusätzlich kann C51, das aus der Niederdruckleitung
94 eingespeist wird, auch zur Schmierung des Getriebes vorgesehen werden,
wie in F i g. 3 angedeutet ist.
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Die tangentialen Zugkräfte auf eine Schwenkrolle 20, die durch die
Reibfläche 14 des Reibrades 10 an der Kontaktstelle mit der Schwenkrolle ausgeübt
wird, sind in F i g. 3 mit F dargestellt, wobei eine Drehung des Reibrades 10 und
seiner Eingabewelle 22 im Uhrzeigersinn durch den Pfeil in F i g. 3 angedeutet ist.
Die Reibfläche 16 des Reibrades 12 übt eine ähnlich gerichtete Kraft
auf die Schwenkrolle 20 parallel zur Kraft F aus, jedoch an der diametral gegenüberliegenden
Seite der Rolle. Diese beiden parallelen Zugkräfte auf jede Schwenkrolle
20 üben ein Drehmoment auf die Rolle aus, das diese um die Scheitellinie
der V-förmigen Schiene 70 zu kippen versucht; dieses Drehmoment wirkt, wie in F
i g. 3 gezeigt, entgegen dem Uhrzeigersinn.
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Jedes Kolbenpaar 76 und 78 übt auf die zugehörige Schwenkrolle
20 ein Drehmoment aus und versucht die Rolle um die Scheitellinie der Schiene
70 zu kippen. Die Kammer 82 für jeden Kolben 78 ist mit der Niederdruckleitung 94
konstanten Druckes verbunden. Entsprechend übt jeder Kolben 78 ein etwa konstantes
Kippdrehmoment auf die Schwenkrolle aus, da der Flüssigkeitsdruck hinter dem Kolben
und die Kraft der Federn 126 auf den Kolben etwa konstant sind. Die Kammer 80 für
jeden Kolben 76 ist mit der Hochdruckleitung 90 verbunden. Der Druck in dieser Leitung
ist einstellbar und wird von dem Druckregelventi192 gesteuert, wobei die Kräfte,
die durch jeden Kolben 76 auf die zugehörige Schwenkrolle ausgeübt werden, veränderbar
sind
und durch das Ventil 92 gesteuert werden. Somit bewirkt
ein Schließen oder Öffnen des Druckregelventils 92 eine Erhöhung oder eine Verringerung
des Druckes hinter den Kolben 76. Während des normalen Betriebes übt jeder Kolben
76 eine größere Kraft auf seine Endplatte 62 aus als der zugehörige Kolben 78, so
daß das Kippdrehmoment, das durch die Kolbenpaare 76 und 78 auf eine Schwenkrolle
20 um die Scheitellinie der V-förmigen Schiene 70 ausgeübt wird, im Uhrzeigersinn
wirkt, wie in F i g. 3 gezeigt, und dem im Gegenuhrzeigersinn wirkenden Drehmoment,
das durch die Zugkräfte F auf die Schwenkrolle durch die Reibflächen 14 und 16 ausgeübt
wird, entgegenwirkt und dieses normalerweise ausgleicht.
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Da die beiden Reibräder 10 und 12 in entgegengesetzten Richtungen
umlaufen, bewirkt jedes Kippen einer Schwenkrolle 20 um die Scheitellinie der Schiene
70, daß die Rolle eine Drehbewegung um die Schwenkachse 66 ausführt, so daß die
Stellung für das Übersetzungsverhältnis verändert wird. Wenn beispielsweise das
Druckregelventil92 in Schließstellung gebracht wird, erhöht sich der durch jeden
Kolben 76 ausgeübte Druck, so daß die zugehörige Schwenkrolle im Uhrzeigersinn (s.
F i g. 3) um die Schiene 70 gekippt wird. Dieses Kippen bewirkt, daß jede
Schwenkrolle eine Drehbewegung auf die Schwenkachse 66 ausübt und somit die
Geschwindigkeit des Reibrades 12 .erhöht, d. h., der Berührungspunkt einer jeden
Schwenkrolle 20 bewegt sich auf der Reibfläche 16 in radialer Richtung nach
innen und auf der Reibfläche 14 radial nach außen. Diese Bewegung zur Änderung des
übersetzungsverhältnisses einer jeden Schwenkrolle in Richtung einer Erhöhung der
Abgabegeschwindigkeit ergibt von selbst eine Erhöhung der Reibräderzugkräfte auf
die Schwenkrolle, so daß die Bewegung einer jeden Rolle so lange andauert, bis die
Drehmomente um die Schiene 70 wieder im Gleichgewicht sind.
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In ähnlicher Weise ergibt eine Öffnung des Druckregelventils 92 eine
Abnahme des Druckes, der durch jeden Kolben 76 ausgeübt wird, wodurch jede Schwenkrolle
entgegen dem Uhrzeigersinn um die Schiene 70 kippt (vgl. F i g. 3). Diese Kippbewegung
im Gegenuhrzeigersinn bewirkt, daß jede Schwenkrolle eine Drehbewegung in einer
Richtung ausführt, die die Drehgeschwindigkeit des Reibrades 12 vermindert. Dies
bedeutet, daß der Berührpunkt einer jeden Schwenkrolle 20 sich nun auf der
Reibfläche 16 in radialer Richtung nach außen und auf der Reibfläche 14 in radialer
Richtung nach innen bewegt. Diese das Übersetzungsverhältnis ändernde Drehbewegung
einer jeden Schwenkrolle 20 ergibt eine Abnahme der Reibräderzugkräfte auf jede
Schwenkrolle, so daß die Drehbewegung andauert, bis die Kippmomente auf jede Schwenkrolle
20 um ihre Tragschiene 70 wieder im Gleichgewicht sind. Jede Schwenkrolle
20 nimmt dabei automatisch eine Stellung für das Übersetzungsverhältnis unabhängig
von den anderen Rollen an, bei denen die Kippdrehmomente im Gleichgewicht sind.
Die Federn 126 ergeben eine konstante Vorspannkraft, die jede Schwenkrolle in einer
Richtung zu kippen versucht, die der Drehbewegung zur Änderung des übersetzungsverhältnisses
einer jeden Rolle gegen die Stellung für i niedrige Abgabegeschwindigkeit entspricht.
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Diese unabhängige Kippvorrichtung der Schwenkrollen gewährleistet,
daß jede Rolle eine Drehbewegung in eine Stellung für das Übersetzungsverhältnis
ausführt, bei der die Kräfte auf die Schwenkrolle im Gleichgewicht sind, wobei Unterschiede
in der durch die Schwenkrollen übertragenen Belastung durch Ungenauigkeiten bei
der Herstellung, durch Toleranzen, durch falsches Ausrichten u. dgl. auf ein Minimum
reduziert werden.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Anzapföffnungen 122 und 124 dazu
dienen, die hydraulische Druckkraft hinter den Kolben 76 und 78 in Abhängigkeit
von einer Ungleichheit der Drehmomente auf die entsprechende Schwenkrolle 20 um
die Schiene 70 nachgiebig zu machen.
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In allen übersetzungsverhältnisstellungen einer Schwenkrolle
20 liegt die Schiene 70 in einer Ebene, die die Getriebewelle miteinschießt,
und senkrecht zur Achse der Schwenkrolle 20 und zur Schwenkachse 66. Die Schiene
70 bildet einen Führungsweg, an dem entlang die zugehörige Schwenkrolle
20 sich frei verschieben kann, um die Kontaktbelastungen an den beiden Reibflächen
14 und 16 auszugleichen. Dadurch wird die Axialbelastung, die für die Reibräder
10 und 12 gegeneinander erforderlich ist, um einen gleichen Kontaktdruck an beiden
Berührungsstellen jeder Schwenkrolle 20 mit den beiden Reibrädern zu gewährleisten,
auf ein Minimum verkleinert. Fehlt jede Möglichkeit einer derartigen Verschiebefreiheit
jeder Schwenkrolle 20 zwischen den Reibrädern 10 und 12 in einer Ebene, die die
Getriebeachse miteinschließt, so kann der Kontaktdruck einer Schwenkrolle 20 gegen
ein Reibrad größer sein als gegen das andere, z. B. auf Grund von Herstellungstoleranzen,
Fehlern u. dgl. Dabei würde eine äußerst hohe Axialbelastung der beiden Reibräder
erforderlich sein, um ein Gleiten der Schwenkrolle auf dem Reibrad mit dem niedrigeren
Kontaktdruck für die Rolle zu verhindern.
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Die gezeigte Anordnung, bei der jede Schwenkrolle 20 radial nach innen
zu in bezug auf die Ringmittellinie 18 angeordnet ist, vermindert weiter die erforderliche
Axialbelastung der Schwenkrollen 20 zwischen den Reibrädern 10 und 12 im Vergleich
zu bekannten Anordnungen, bei denen jede Schwenkrolle auf der Ringmittellinie 18
angeordnet ist.
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Das Klemmgesperre 38 belastet die Schwenkrollen 20 zwischen den Reibrädern
10 und 12 in axialer Richtung proportional zum Eingabedrehmoment. Die tatsächliche
Berührkraft zwischen der Reibfläche 14 und einer Schwenkrolle 20 ist
gleich dem Produkt aus der axialen Kraft auf die Schwenkrolle und aus dem reziproken
Wert des Cosinus des Winkels zwischen der Übertragungswelle und der Senkrechten
auf die Reibfläche an der Berührstelle mit der Schwenkrolle. Dieser Winkel ändert
sich offensichtlich mit der übersetzungsverhältnisstellung der Schwenkrolle, und
damit ändert sich auch der tatsächliche Berührdruck. Wenn die Schwenkrollen in der
vorbeschriebenen bekannten Weise auf der Ringmittellinie angeordnet sind, wird für
eine konstante Drehmomenteingabe, falls die Kontaktkraft auf eine Schwenkrolle ausreicht,
um ein Gleiten der Rolle zu verhindern, wenn deren Stellung für das Übersetzungsverhältnis
auf eine niedrige Abgabegeschwindigkeit eingestellt ist, der Berührdruck auf die
Rolle zu hoch, wenn die Schwenkrolle auf die Stellung hoher Abgabegeschwindigkeit
gebracht wird.
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Wenn die Einstellung einer jeden Schwenkrolle so wie in der Zeichnung
dargestellt, vorgenommen
wird, d. h. radial nach innen von der Ringmittellinie
18 aus, so nähert sich die Kurve der tatsächlichen Kontaktkraft auf eine Schwenkrolle,
die über der Stellung des -Übersetzungsverhältnisses der Rolle aufgetragen wird,
der Kurve für den Kontaktdruck, der zur Verhinderung des Abgleitens bei den verschiedenen
übersetzungsverhältnisstellungen erforderlich ist. Die Schwenkrollen sind vorzugsweise
in radialer Richtung nach innen zu in bezug auf die Ringmittellinie so angeordnet,
daß sie einen Abstand etwa gleich der Hälfte des Radius der Reibflächen 14 und 16
vom Ringmittelpunkt 18 aufweisen. Bei dieser Anordnung wird ein zu hoher Schwenkrollenkontaktdruck
bei Stellungen hohen Übersetzungsverhältnisses der Schwenkrolle vermieden.
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Es sind ferner Mittel vorgesehen, um Kippbewegungen einer jeden Schwenkrolle
20 um die Scheitellinie der Schiene 70 zu dämpfen. Derartige Mittel sind beispielsweise
Entlüftungsöffnungen 122 und 124 und Rückschlagventile 100 und 116. Somit erfordert
jede Kippbewegung der Schwenkrolle 20 in F i g. 3, die im Uhrzeigersinn verläuft,
daß Flüssigkeit aus der Kammer 82 - durch die Öffnung 124 fließt, wobei das Rückschlagventi1116
verhindert, daß 'die Flüssigkeit von dieser Kammer in die Leitung 94 zurückgelangt.
In ähnlicher Weise verhindern die Öffnung 122 und das Rückschlagventil
100
eine Kippbewegung der Schwenkrolle entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn.
Daraus ergibt sich, daß Öffnungen 122 und 124 sowie die Rückschlagventile
100 und 116 zur Dämpfung oder Verringerung von Kippbewegungen der Schwenkrollen
20 dienen.
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Die Verwendung derartiger Mittel zum Dämpfen von Kippbewegungen der
Schwenkrollen 20 ist besonders dann wichtig, wenn das Getriebe dort verwendet werden
soll, wo schwankende Eingabe- oder Abgabedrehmomente auftreten. Jede derartige Drehmomentschwankung
erzeugt eine Änderung der Zugkräfte auf jede Schwenkrolle, wodurch das Gleichgewicht
der Drehmomente gestört wird und die Rollen um die Scheitellinie der Schiene 70
gekippt werden. Fehlt eine derartige Vorrichtung zur Dämpfung der Kippbewegungen
der Schwenkrolle, so verursachen diese Drehmomentpulsationen entsprechende, das
Übersetzungsverhältnis verändernde Schwingungen der Schwenkrollen. Wenn die Frequenz
einer derartigen Schwenkrollenschwingung zufällig mit der Resonanzfrequenz eines
Teiles des Getriebes zusammenfällt, führen diese Vibrationen zu Zerstörungen der
Anordnung.
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Dieses Problem der das Übersetzungsverhältnis verändernden Schwingungen
der Schwenkrollen 20 wird weiter durch die Tatsache verstärkt, daß, wenn eine Schwenkrolle
um die Scheitellinie der Schiene kippt, die resultierende, das Übersetzungsverhältnis
ändernde Drehbewegung der Schwenkrolle in der gleichen Richtung erfolgt, in der
die Kreiselkaft auf die Rolle eine Drehung der Rolle hervorzurufen versucht. Wenn
die Geschwindigkeit der Schwenkrollenkippbewegung hoch ist, wird diese Kreiselkraft
groß, und die Schwenkrolle wird über die Stellung hinausschießen, bei der ihre Kippdrehmomente
im Gleichgewicht sind, und deshalb wird die Rolle um diese Stellung pendeln. Wenn
die Schwenkrollenkippbewegung gedämpft wird, kann diese Kreiselkraft so klein gemacht
werden, daß sie vernächlässigbar wird. Das Klemmgesperre ist, wie bereits erwähnt,
auf der Getriebeseite schwankenden Drehmomentbelastungen unterworfen. Bei einem
Kraftwagengetriebe liegt das Klemmgesperre 38 auf der Motorseite des Getriebes und
bewirkt deshalb, daß die Axialbelastung der Schwenkrollen 20 zwischen den Reibrädern
Änderungen des Eingabedrehmoments folgt. Es können weiter Mittel vorgesehen sein,
um die Schwankungen der axialen Belastung der Schwenkrollen zu dämpfen. Diese Dämpfungsvorrichtung
ist vorzugsweise so ausgelegt, daß die Axialbelastung plötzlich mit dem Anstieg
des Drehmomentes wächst, jedoch langsam abfällt, wenn das Drehmoment abnimmt. Zu
diesem Zweck umgibt eine zylindrische Hülse 130, wie in F i g. 1 dargestellt, das
Klemmgesperre 38; die Hülse ist an der Eingabewelle 22 befestigt. Diese Hülse verläuft
auf das Reibrad 10 zu, und ein verschiebbarer Abdichtring 132 ist in die Hülse eingesetzt.
Eine Feder 134 spannt den Ring 132 so vor, daß er gegen die Rückseite des Reibrades
10 abdichtet. Der Raum 136, der durch die Hülse 130 umschlossen wird, und der Abdichtring
werden mit einer Flüssigkeit, z. B. Schmieröl, gespeist. Diese Flüssigkeit wird
über eine Speiseleitung 138 in das Zwischenteil 48 eingeführt. Die Leitung endet
-in einem rohrförmigen Paßstück 140, das in eine Bohrung 142 in der Welle
22 eingreift. Die Wellenbohrung 142 endet in einer radialen Bohrung
144, die mit dem Raum 136 in Verbindung steht. Ein Rückschlagventil146
ist in der Wellenbohrung 142 vorgesehen und speist Flüssigkeit in den Raum
136 ein, verhindert jedoch den Austritt der Flüssigkeit, ausgenommen durch die Öffnung
148.
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Bei dieser letzteren Ausführungsform sind das Klemmgesperre 38 sowie
der Raum 136, der dieses Gesperre umgibt, mit einer Flüssigkeit gefüllt, die über
das Rückschlagventil 146 eingespeist wird und die nur über die Öffnung
148 entweichen kann. Bei wachsendem Eingabedrehmoment ergibt sich eine geringe
Drehung des Ringes 28 gegenüber dem Ring 26, um den Axialdruck auf den Ring 26 zu
erhöhen, wobei sich das Volumen des Raumes 136 etwas vergrößert. Das Rückschlagventil146
läßt Flüssigkeit unmittelbar in den Raum 136 eintreten, um diesen Raum gefüllt zu
halten. Wenn das Eingabedrehmoment abnimmt, nimmt das Volumen des Raumes 136 ebenfalls
ab. Die Flüssigkeit kann jedoch aus dem Raum 136 nur durch die Öffnung 148 austreten,
so daß die Axialbelastung der Reibräder wesentlich langsamer abfällt als das Drehmoment.
Bei einem Drehmomentanstieg nimmt jedoch die Axialbelastung der Reibräder sofort
im Verhältnis der Drehmomentserhöhung zu.
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Wenn ein ähnliches axiales Klemmgesperre wie das Gesperre 38 an der
Außenseite des Getriebes zusätzlich oder an Stelle des Gesperres 38 auf der Eingabeseite
vorgesehen wäre, würde ein derartiges axiales Klemmgesperre vorzugsweise ebenfalls
mit Mitteln zur Verzögerung der Abnahme der Axialbelastung bei einer Abnahme des
Drehmoments zu versehen sein.
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Da jede Schwenkrolle 20 automatisch eine Stellung für das Übersetzungsverhältnis
einnimmt, bei dem die Drehmomente um ihre Kippachse im Gleichgewicht sind; ist es
erforderlich, eine Einrichtung zu schaffen, die die beiden extremen, das übersetzungsverhältnis
ändernden Stellungen einer jeden Schwenkrolle begrenzen.
Zu diesem
Zweck sind zwei Anschläge 150 und 152 an jeder Gehäuseabdeckung vorgesehen; sie
stehen mit diametral gegenüberliegenden abgeschrägten Kanten 151 und 152 der Endplatte
62 an der benachbarten Stummelwelle 56 im Eingriff. An dieser Stelle sei auch erwähnt,
daß die Endplatten quadratische Form aufweisen.
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Wenn sich eine Schwenkrolle 20 in die äußere Stellung hoher Abgabegeschwindigkeit
(F i g. 6) bewegt hat, trifft die Endplatte 62 auf eine Anschlagschraube 150 auf.
Wenn die Schwenkrolle sich weiter in Richtung höherer Abgabegeschwindigkeiten dreht,
bewirkt der Anschlag 150, daß die Schwenkrolle um die Scheitellinie der Schiene
70 in einer Richtung kippt, in der die Schwenkrolle eine Drehbewegung in der umgekehrten,
das übersetzungsverhältnis änd°rnder Richtung ausführt. In ähnlicher Weise begrenzt
jeder Anschlag 152 die das übersetzungsverhältnis verändernde Drehbewegung der zugehörigen
Schwenkrolle in Richtung niedriger Abgabegeschwindigkeit. Jeder der Anschläge 150
und 152 weist eine Schraubeneinstellung auf, so daß die Begrenzungsstellungen einer
jeden Schwenkrolle getrennt einstellbar sind. Wie am besten der F i g. 7 zu entnehmen,
weist jeder Anschlag 150 und 152 einen unter Federdruck stehenden
Stift 154 auf, der auf einer Feder 155 aufliegt, und zwar von dieser nach außen
gedrückt wird. Die Aufgabe der Stifte 154 besteht darin, Unterschiede in den Einstellungen
der Anschläge für die einzelnen Schwenkrollen auszugleichen. Wenn beispielsweise
eine Schwenkrolle 20 auf ihren Anschlag 150 oder 152 vor den anderen Schwenkrollen
trifft, so kann der Kontaktdruck zwischen der Rolle und dem Anschlag für den federnden
Stift 154 zu hoch werden.
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Wird die Drehrichtung der Getriebeeingabewelle 22 umgekehrt, so daß
sie statt im Uhrzeigersinn (F i g. 3) entgegen dem Uhrzeigersinn verläuft, so wird
die Richtung der beiden tangentialen Zugkräfte F auf jede Schwenkrolle 20 ebenfalls
umgekehrt. Wenn entsprechend die Getriebeeingabewelle mit einem Motor oder einer
anderen Antriebsquelle verbunden wird, deren Drehrichtung umkehrbar ist, muß eine
Vorrichtung vorgesehen sein, die .den hydraulischen Druck und die Federkräfte auf
die Kolben 76 und 78 umkehrt. Zusätzlich muß dann ein zweites Anschlagpaar zur Begrenzung
der das übersetzungsverhältnis ändernden Bewegung einer jeden Schwenkrolle vorgesehen
werden, wobei die Stifte 154 des einen Paares 150 und 152, wie in der Zeichnung
dargestellt, mit einem Paar entgegengesetzter Kanten der Platte 62 für die Schwenkrolle
in Eingriff kommen können, während zur Umkehr der Drehrichtung die entsprechenden
Stifte eines zweiten Paares von Anschlägen in Eingriff mit diametral gegenüberliegenden
Kanten der Platte kommen. Eine derartige Abänderung des Getriebes zum Unterbringen
einer umkehrbaren Eingabewelle ist schematisch in F i g. 3 A dargestellt.
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Wie in F i g. 3 A gezeigt, sind die Hoch- und Niederdruckleitungen
90 und 94 an die Drehzapfenbohrungen 102 und 114 für die Kammern 80
und 82 der Schwenkrollen über ein Umkehrventil 160 so verbunden, daß die
hydraulischen Verbindungen ähnlich denen aus F i g. 3 sind, wenn das Ventil die
ausgezogen gezeichnete Stellung einnimmt. Zwei Anschlagpaare sind für jede Schwenkrolle
20 vorgesehen, das eine Paar 150 und 152 wurde bereits beschrieben, und das andere
Paar 150R und 152R dient zur Umkehr der Drehrichtung der Eingabewelle 22. In F i
g. 3 A ist jeder der Anschläge an Stelle starrer Befestigung drehbar bei 162 angebracht,
und eine Feder 164 drückt den Anschlag in die wirksame Stellung gegen ein Widerlager
166. Jeder Begrenzungsanschlag enthält ein Solenoid 168, das mit ihm drehbar verbunden
ist und den Anschlag in eine unwirksame Stellung schwenkt, wenn .das Solenoid erregt
ist.
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Die Solenoide 168 für die Anschläge 150R und 152R sind mit einem Kontakt
170 verbunden, während die Solenoide 168 für die Anschläge 150 und 152 an einen
Kontakt 172 gelegt sind. Die Kontakte sind so angeordnet, daß sie elektrisch durch
einen Handgriff 174 des Umkehrventils 160 in den beiden extremen Stellungen des
Griffes betätigt werden. Der Kontakt 170 wird durch den Griff 174 des Umkehrventils
160 beaufschlagt, wenn das Ventil die voll ausgezogene Stellung einnimmt. In dieser
Stellung des Ventils 160 wird eine Schaltung für die Solenoide 168 der Anschläge
150 R und 152 R geschlossen, wodurch diese Anschläge in unwirksame Stellungen geschwenkt
werden. Bei dieser Ventilstellung ist der Kontakt 172 nicht durch den Griff 174
geschlossen, so daß die Solenoide 168 für die Anschläge 150 und 152 entregt sind
und .die Federn 164 diese Anschläge in ihrer Betriebsstellung halten.
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Ein zweiter Satz Vorspannfedern 126R, die den Federn 126 für die Kolben
78 entsprechen, ist vorzugsweise für den Kolben 76 einer jeden Schwenkrolle 20 vorgesehen
und wird wirksam, wenn die Richtung der Eingabenwellendrehung umgekehrt wird. In
F i g. 3 A ist jede Feder 126 und 126 R so angeordnet, daß sie durch einen Solenoidstößel176
gegen ihren Kolben 78 bzw. 76 gehalten wird, wenn die Solenoidwicklung 178 erregt
wird. Die Solenoidwicklung 178 für jede Feder 126 ist mit dem Kontakt
170 verbunden, während die Wicklung 178 für jede Feder 126R an den
Kontakt 172 gelegt ist. Entsprechend werden, wenn das Ventil 160 die voll ausgezogen
gezeichnete Stellung einnimmt, die Solenoidwicklungen 178 für die Federn 126 erregt
und halten die Stößel 176 für die Federn 126 in ihrer angehobenen Stellung, wodurch
die Federn wirksam werden, wie in F i g. 3 dargestellt, und eine kleine Vorspannkraft
auf ihre Kolben 78 ausüben. Gleichzeitig werden die Solenoidwicklungen 178 für die
Federn 126R entregt, wodurch alle Federn 126R unwirksam werden.
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Nimmt das Ventil 160 die voll ausgezogen gezeichnete Stellung
ein, so wirken die hydraulischen und die Federkräfte auf die Kolben 76 und 78 sowie
die Anschläge 150 und 152, wie in Verbindung mit F i g. 3 beschrieben.
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Wenn die Richtung der Eingabewelle 22 umgekehrt wird, so wird der
Griff 174 des Umkehrventils 160 in die strichpunktiert dargestellte Richtung
gebracht. In dieser Umkehrstellung des Ventils 160 sind die hydraulischen Verbindungen
zu den Kammern 80 und 82 einer jeden Schwenkrolle vertauscht. Zusätzlich wird der
elektrische Stromkreis nun am Kontakt 170 getrennt und am Kontakt 172 geschlossen.
In entsprechender Weise werden nunmehr die Solenoide 168 für die Anschläge 150R
und 152R entregt, so daß ihre Federn 164 die Anschläge 150R und 152R in ihre Arbeitsstellungen
bringen, um die das Übersetzungsverhältnis ändernde Dreh-
Bewegung
der Schwenkrollen 20 zu begrenzen. In ähnlicher Weise werden die Solenoide 168 für
die Anschläge 150 und 152 nunmehr erregt, und dadurch werden die Anschläge in ihre
entsprechenden nicht wirksamen Stellungen gebracht. Wenn der Stromkreis am Kontakt
170 unterbrochen und am Kontakt 172 geschlossen wird, werden zusätzlich die Solenoidwicklungen
178 für die Federn 126 entregt, und die Solenoidwicklungen für die Federn 126R werden
erregt; die Federn 126 sind dabei nicht länger wirksam, jedoch üben die Federn 126R
eine leichte Vorspannkraft gegen ihren Kolben 76 aus. Somit werden nun zusätzlich
zur Umkehr der hydraulischen Verbindungen die Anschläge 150 R und 152R sowie
die Federn 126R wirksam, während die Anschläge 150 und 152 sowie die Federn
126 unwirksam werden.
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Wie in den F i g.1 bis 7 dargestellt, weist das Getriebe drei am Umfang
versetzte Schwenkrollen 20 auf. Bei einem solchen Getriebe kann jedoch auch jede
beliebige Anzahl von Schwenkrollen verwendet werden, ebenso wie in den Getrieben
der F i g. 8 und 9 sowie in den F i g. 10 bis 12. Wie in der Zeichnung dargestellt,
ist ferner nur eine Schwenkrolle 20 auf jeder Schwenkachse 66 vorgesehen.
Es ist aber auch bekannt, daß sie von einer einzigen das Dbersetzungsverhältnis
ändernden Schwenkachse gehalten werden.
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An Stelle einer V-förmigen Scheitellinie, wie sie beispielsweise durch
die Schiene 70 zum Aufbringen von Kipp- und Gleitmomenten einer jeden Schwenkrolle
dargestellt ist, kann ein Stift zu diesem Zweck verwendet werden. Eine derartige
Anordnung ist in den F i g. 8 und 9 dargestellt. Das Getriebe nach den F i g. 8
und 9 ist ähnlich dem nach den F i g. 1 bis 7, ausgenommenen Einzelheiten der Lagerung
für jede Schwenkrolle, und es sind deshalb mit Ausnahme dieser abweichenden Einzelheiten
dieselben Bezugsziffern für die Anordnung in den F i g. 8 und 9 wie in den F i g.
1 bis 7 verwendet.
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In dem Getriebe nach den F i g. 8 und 9 ist jede Schwenkrolle
20 auf einer Drehachse 200 gelagert, die einen Bauteil 202 aufweist,
welcher in radialer Richtung von den Schwenkrollen 20 nach außen verläuft.
Ein Stift 204 wird von dem Bauteil 202 getragen. Die Achse dieses Stiftes verläuft
parallel zu einer Linie durch die Berührpunkte der Schwenkrolle 20 mit den beiden
Reibflächen, ist jedoch in radialer Richtung etwas nach außen versetzt. Die äußeren
Enden eines jeden Stiftes 204 sind in einem aus mehreren Teilen bestehenden Tragblock
206 gelagert, und es ist so viel freies Spiel zwischen dem Block und dem Bauteil
202 vorgesehen, daß die Schwenkrolle und der Stift 204 längs der Achse des Stiftes
relativ zum Tragblock gleiten können. Der Tragblock 206 wiederum ist an der Schwenkachse
66 so befestigt, daß er eine das übersetzungsverhältnis ändernde Bewegung seiner
Schwenkrolle 20 um die Schwenkachse 66 ausführen kann. Wie bereits erwähnt,
verläuft die Achse einer jeden Schwenkachse 66 tangential zur Ringmittellinie 18
und ist in einer Ebene senkrecht zur Getriebeachse angeordnet. Jeder Tragblock weist
ein hohles Zwischenteil 208
mit einem zylindrischen Raum 210 auf, in dem ein
Kolben 212 in Richtung der Schwenkachse 66, die durch diesen Block reicht, gleitet.
Das Zwischenteil 208 weist eine Öffnung an der Seite in der Nähe der Schwenkrolle
20 auf, durch die das Bauteil 202
sowie die gegabelten Arme 214 am
Ende des Bauteils greifen. Die gegabelten Arme 214 umfassen ein Mittelteil
216 mit verringertem Durchmesser des Kolbens 212, so daß eine Bewegung des
Kolbens in Richtung der Schwenkachse 66 über die Arme eine Kippvorrichtung der zugehörigen
Schwenkrolle 20 um die Achse des Stiftes 204 bewirkt.
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Eine Feder 218 wirkt auf eine Seite eines jeden Kolbens
212 und kippt die entsprechende Schwenkrolle entgegen dem Uhrzeigersinn um
die Achse des Stiftes 204. Diese Federn 218 der Schwenkrollenträger in den F i g.
8 und 9 entsprechen den Federn 126 in den F i g. 1 bis 7. Eine Flüssigkeit verhältnismäßig
niedrigen Druckes wird in die Kammer 222 auf einer Seite des Kolbens 212 über die
Bohrung 114 in die Schwenkachse 66 eingespeist, und eine Flüssigkeit verhältnismäßig
hohen Druckes, der einstellbar ist, wird in .die Kammer 220 auf der anderen Seite
eines jeden Kolbens 212 über die Bohrung 102 in die Schwenkachse 66 geleitet. Abdichtungen
224 und Lager 226 sind zwischen jeder Schwenkachse 66 und dem zugehörigen Tragblock
206 vorgesehen. Ähnlich wie in den F i g. 1 bis 7 sind begrenzende Nebenöffnungen
228 und 230 für die Zylinder 220 und 222 vorgesehen.
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Die Flüssigkeitsdruckkräfte auf jeden Kolben 212 bewirken zusammen
mit der Kraft der zugehörigen Feder 218 normalerweise ein Drehmoment im Uhrzeigersinn
(F i g. 9) auf jede Schwenkrolle 20 wm die Achse des Stiftes 204,
während die Zugkräfte auf die Schwenkrolle ein Drehmoment entgegen dem Uhrzeigersinn
um die Achse ergeben, wobei eine Drehung im Uhrzeigersinn (F i g. 9) der Reibfläche
14 wie in F i g. 3 erhalten wird.
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Ferner ist jede Schwenkrolle 20 frei längs der Achse des Stiftes
204 zwischen den Reibrädern 10
und 12 verschiebbar.
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Der das Übersetzungsverhältnis ändernde Betrieb einer jeden Schwenkrolle
20 in den F i g. 8 und 9 ist etwa derselbe wie in den F i g. 1 bis 7. Auch
das Spiel einer jeden Schwenkrolle 20 längs der Achse des Stiftes 204 dient
zum Ausgleich der Kontaktdrücke einer jeden Schwenkrolle auf die beiden Reibräder
10 und 12 in gleicher Weise wie in den F i g. 1 bis 7, in denen die
Verschiebung einer jeden Schwenkrolle 20 entlang der Schiene 70 möglich ist.
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In den F i g. 1 bis 7 und in den F i g. 8 und 9 wird eine das L7bersetzungsverhältnis
ändernde Drehbewegung einer jeden Schwenkrolle dadurch erhalten, daß jede Rolle
um eine Achse kippt, die parallel und in radialer Richtung etwas versetzt zu einer
Linie durch die Berührpunkte der Schwenkrolle den beiden Reibflächen liegt. Eine
derartige Drehbewegung der Schwenkrollen kann auch durch eine Gleitbewegung jeder
Rolle längs einer Linie tangential zur Reibflächenmittellinie erhalten werden, wie
in den F i g. 10 bis 12 dargestellt. Abgesehen von Einzelheiten der Lagerung für
die Schwenkrollen ist das Getriebe nach den F i g.-10 bis 12 ähnlich dem nach den
F i g. 1 bis 7, und abgesehen von der Bezeichnung dieser Einzelteile sind in beiden
Figuren dieselben Bezugszeichen verwendet.-In den F i g. 10 bis 12 ist jede Schwenkrolle
20 auf einer Welle 300 gelagert, die eine Endplatte 302 an dem in Bezug auf die
Getriebeachse radialem äußeren Ende aufweist. Die Endplatte 302 einer jeden Schwenkrollenwelle
weist Ansatzpaare 304 an
diametral gegenüberliegenden Seiten auf,
wobei jeder Ansatz über zwei Verbindungsteile 306 mit .dem Tragblock 308
für die Schwenkrolle gelenkig verbunden ist.
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Jeder eine Schwenkrolle tragende Block 308 ist auf einer Schwenkachse
66 zur das übersetzungsverhältnis ändernden Bewegung seiner Schwenkrolle gelagert.
Wie in anderen Ausführungsformen verläuft die Schwenkachse 66 tangential zur Ringmittellinie
18 und liegt in einer Ebene senkrecht zur Getriebeachse. Die Bolzen 310 und 312
verbinden die Enden eines jeden Gelenkes 306 mit der zugehörigen Endplatte 302 und
dem Tragblock 308, und die Bolzen sind beide parallel zur Schwenkachse 66 angeordnet.
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Die Gelenke 306 gestatten ein gewisses Spiel einer jeden Schwenkrolle
zwischen den Reibrändern 10 und 12, so daß die Kontaktbelastungen einer jeden Schwenkrolle
20 auf die beiden Reibflächen 14 und 16 der Reibräder ausgeglichen werden können.
Auf diese Weise wird die Schwenkrollenverschiebung durch die Gelenke 306 gleich
dem Spiel jeder Schwenkrolle längs der Schiene 70 in den F i g.1 bis 7 und dem Spiel
jeder Schwenkrolle längs der Achse der Stifte 204 in den F i g. 8 und 9. In allen
dargestellten Ausführungsformen weist jede Schwenkrolle 20 ein Spiel zwischen den
Reibrädern in einer Richtung senkrecht zur Rollenachse und zur Schwenkachse 66 auf,
um die Kontaktbelastungen einer jeden Schwenkrolle auf die beiden Reibflächen 14
und 16 auszugleichen.
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Jeder Tragblock 308 ist nicht nur um die Schwenkachse 66, sondern
auch in axialer Richtung bewegbar. Es sind Schwenkrollenlager 314 zwischen jedem
Block 308 und der Schwenkache 66 vorgesehen, die eine axiale Gleitbewegung längs
der Achse 66 mit einer möglichst geringen Reibung zulassen und die ebenfalls eine
das Übersetzungsverhältnis ändernde Drehbewegung der Schwenkrolle um die Schwenkachse
gestatten.
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Jeder Tragblock 308 weist eine Konstruktion aus vielen Einzelteilen
auf, deren Mittelteil eine zylindrische Bohrung 316 besitzt, in der ein Kolben 318
angeordnet ist. Der Kolben 318 ist an der Schwenkachse 66 befdstigt, die wiederum
im Gehäuse 48 angebracht ist, wobei der Kolben die Bohrung 316 in zwei Kammern 320
und 322 teilt.
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Eine Feder 324 ist in der Kammer 322 zwischen dem Kolben 318 und einem
Ende des Tragblockes vorgesehen, so daß der Block mit seiner Schwenkrolle 20 in
axialer Richtung nach links in bezug auf den Kolben verschoben wird, wie in F i
g.11 dargestellt ist. Wenn die Reibfläche 14 im Uhrzeigersinn umläuft, wie die F
i g.11 zeigt, sind die Zugkräfte an der Schwenkrolle 20 nach links gerichtet, und
eine Linearbewegung einer Rolle 20 nach links ergibt eine Drehbewegung der Rolle
um ihre Schwenkachse 66 in einer solchen Richtung, daß die Geschwindigkeit der Reibfläche
16 abnimmt. Jede Feder 324 drückt die zugehörige Schwenkrolle 20 nach links (F i
g. 11). Daraus ergibt sich, daß die Feder 324 der F i g.10 bis 12 in ihrer Wirkungsweise
den Federn 126 und 218 der F i g. 1 bis 7 und der F i g. 8 und 9 entspricht.
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Eine Flüssigkeit verhältnismäßig niedrigen Druckes wird in die Kammer
322 über die Bohrung 114 in die Schwenkachse 66 eingespeist, und eine Flüssigkeit
verhältnismäßig hohen, einstellbaren Druckes wird über den. Kolben 320 und über
die Bohrurig 102 in die Schwenkachse 66 eingeführt. Die Kammern 320 und 322 sind
ebenfalls mit entsprechenden Öffnungen 326 und 328 versehen. Die Abdichtungen 330
sind in den Lagern 314 zwischen Tragblock 308 und Schwenkachse 66 angebracht.
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Bei einer Drehung der Reibfläche 14 im Uhrzeigersinn (F i g. 11) sind
die Zugkräfte auf die Schwenkrolle 20 in F i g.11 nach links gerichtet und stehen
der Summe der Flüssigkeitsdruckkräfte in den Kammern 320 und -322 sowie der Kraft
der Feder 324 auf den Tragblock 308 für die Schwenkrolle entgegen. Jede Erhöhung
des Druckes in der Hochdruckkammer 320 bewirkt, daß der Tragblock 308 und dessen
Schwenkrolle 20 linear längs der Schwenkachse 66 nach rechts verschoben werden,
wie der F i g.11 zu entnehmen ist. Diese Bewegung der Schwenkrolle 20 relativ zu
den Reibflächen 14 und 16 bewirkt, daß die Schwenkrolle eine Drehbewegung um die
Schwenkachse 66 in einer Richtung ausführt, in der die Geschwindigkeit der Reibfläche
16 anwächst, bis die Kräfte an der Schwenkrolle wieder im Gleichgewicht sind.
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Der .das Übersetzungsverhältnis ändernde Betrieb der Schwenkrollen
20 in den F i g.10 bis 12 ist etwa derselbe wie in den F i g. 1 bis 7. Die Steuerung
der Flüssigkeitsdrücke auf die beiden Kammern 320 und 322 in den F i g.10 bis 12
sowie auf die beiden Kammern 220 und 222 der F i g. 8 und 9 ist vorzugsweise etwa
dieselbe wie die in F i g. 3 für die Kammern 80 und 82 dargestellte.
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Wie in den F i g. 1 bis 7 wird auch in den F i g. 8 und 9 die das
Übersetzungsverhältnis ändernde Drehbewegung einer jeden Schwenkrolle 20 durch Kippen
der Schwenkrolle um eine Achse in der Nähe und parallel zu einer Linie durch die
Berührpunkte der Rolle mit den beiden Reibflächen 14 und 16 bewirkt. Entsprechend
sind in den F i g. 8 und 9 Anschläge ähnlich den Anschlägen 150 und 152 vorgesehen
(die in der Zeichnung nicht dargestellt sind), um die das Übersetzungsverhältnis
ändernde Drehbewegung der Schwenkrollen zu begrenzen.
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In den F i g.10 und 11 wird die das übersetzungsverhältnis ändernde
Drehbewegung einer jeden Schwenkrolle durch eine lineare Bewegung parallel zur Schwenkachse
66 bewirkt. Entsprechend können die Anschläge 150 und 152 in den F i g.1 bis 7 nicht
in den F i g.10 und 11 verwendet werden. An deren Stelle sind zwei Anschläge oder
Vorsprünge 332 und 334 an den Ansätzen des Gehäuses 48 für jeden Tragblock 308 vorgesehen,
so daß sie den Naben 336 und 338 an den beiden Enden des Tragblockes gegenüberliegen.
Die Endnaben 336 und 338 weisen Nocken 340 und 342 auf, die in Vorsprünge 332 und
334 an den äußersten das Übersetzungsverhältnis ändernden Stellungen der entsprechenden
Schwenkrolle 20 eingreifen. Wenn z. B. eine Schwenkrolle 20
eine Drehbewegung
entgegen dem Uhrzeigersinn (F i g.10) ausführt und ihre äußerste Stellung für geringe
Abgabegeschwindigkeit erreicht, ergibt jede weitere Drehbewegung der Rolle 20 in
derselben Richtung, daß der Nocken 342 über den Vorsprung 334 gleitet und die Rolle
20 nach rechts verschiebt (F i g. 11), wobei die Rolle 20 eine Drehbewegung
in der umgekehrten, das Übersetzungsverhältnis ändernden Richtung zwangläufig durchführt.
In ähnlicher Weise begrenzt jeder Anschlag 332 mit der zugehörigen Nocke
340 die das übersetzungsverhältnis
ändernde Drehbewegung
der zugehörigen Schwenkrolle in Richtung der höheren Abgabegeschwindigkeit.
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Jeder Anschlag 332 und 334 weist vorzugsweise einen
federvorgespannten Stift auf, der ähnlich wie der Stift 154 der beiden Anschläge
150 und 152 angebracht ist. Jeder Stift 154 der Anschläge 150 und
152 oder der Anschläge 332 und 334 federt oder führt eine Bewegung
nach innen aus, wenn er durch eine Schwenkrolle beaufschlagt wird, die eine Begrenzung
ihrer Drehbewegung erreicht hat. Diese nachgiebige Bewegung eines Stiftes
154 kann dazu verwendet werden, ein Ventil zur Änderung des Steuerdruckes
auf die Schwenkrolle 20 zu bewegen, so daß die Richtung der Drehbewegung
umgekehrt wird, statt diese Umkehr durch Kippen der Schwenkrolle wie in den F i
g.1 bis 7 und F i g. 8 und 9 oder durch lineare Bewegung der Schwenkrolle wie in
den F i g. 10 bis 12 zu erzielen.
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Ähnlich wie in F i g. 3 A ist in der Ausführungsform nach den F i
g. 10 bis 12, wie in der Ausführungsform nach den F i g. 8 und 9 ein zweites Paar
von die Drehbewegung begrenzenden Anschlägen oder Vorsprüngen und ein die hydraulische
Verbindung umkehrendes Ventil für den Fall vorgesehen, daß die Drehrichtung der
Getriebeeingangswelle umgekehrt wird.
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In jedem der dargestellten Ausführungsbeispiele sind Lüftungsöffnungen
vorgesehen, um einen geringen Durchfluß von jeder hydraulischen Druck- ; kammer
in die Tragblocks der Schwenkrollen 20 zu führen. Es können jedoch auch die
Lager zwischen jedem Tragblock und der entsprechenden Schwenkachse 66 so ausgebildet
sein, daß ein derartiger Durchfluß möglich ist.
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Wie in den F i g. 1 bis 7 sind in den hydraulischen Druckleitungen
102 und 114 in den Schwenkachsen 66 der F i g. 8 und 9 und der F i
g. 10 bis 12 Rückschlagventile vorgesehen (in der Zeichnung nicht dargestellt).
Derartige Rückschlagventile dienen in Verbindung mit den Lüftungsöffnungen
288 und 230
in den F i g. 8 und 9 sowie den Öffnungen 326 und 328 der
F i g. 10 bis 12 zur Dämpfung der Bewegungen einer jeden Schwenkrolle, die eine
das Obersetzungsverhältnis ändernde Drehbewegung oder eine Bewegung der Schwenkrolle
um die Reibräder, ähnlich wie die Dämpfung der Schwenkrollenkippmomente in den F
i g. 1 bis 7, induzieren.
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Wie bereits oben beschrieben, bewirken die Lüftungsöffnungen (122
und 124 nach F i g. 3, 228 und 230 nach F i g. 9 und 326 und 328 nach F i g. 11)
für die beiden hydraulischen Druckzylinder im Tragblock für jede Schwenkrolle
20 eine Dämpfung der Schwenkrollenbewegungen. An Stelle der Lüftungsöffnungen
können zu diesem Zweck auch Öffnungen weggelassen oder geschlossen werden, und an
Stelle derartiger Öffnungen kann in jedem der Durchflußwege 102 und
104 in die Kammern eine Durchflußsperre eingesetzt sein.
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Mit dieser letzteren Anordnung können die Rückschlagventile 100 und
116 entfallen. Ebenso läßt sich an Stelle der Verwendung .der den hydraulischen
Kreis steuernden Drehbewegungen der Schwenkrollen zur Dämpfung der Schwenkrollenbewegungen
eine Vorrichtung zur Dämpfung von Schwenkrollenbewegungen unabhängig von dem hydraulischen
Kreis verwenden.
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Im Ausführungsbeispiel ist der den Schwenkrollen zugeführte Steuerdruck
ein Flüssigkeitsdruck. Dieser Druck kann jedoch auch durch ein Gas aufgebracht werden.