DE1816951B1 - Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe - Google Patents
Kegelscheiben-UmschlingungsgetriebeInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos ein- angeschlossen ist. Eine derartige Ausbildung und
stellbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe mit Anordnung des Drosselventils führt zu einer beson-
mindestens zwei Kegelscheibenpaaren, deren je eine ders einfachen und raumsparenden Bauweise,
axial verschiebbare Kegelscheibe als umlaufender Das Drosselventil kann jedoch auch als Kegel-Druckzylinder
eines mit der zugehörigen Welle fest 5 ventil ausgebildet sein oder ein Einkanten-Steuer-
verbundenen Kolbens ausgebildet ist und bei dem schieber sein, wobei die axialen Stirnflächen des letz-
die Anpreßkräfte lastabhängig hydraulisch erzeugt teren als Kolbenflächen ausgebildet sein können, auf
werden, mit einem Ubersetzungsstellglied und einem deren eine das Stellglied über ein Federelement ein-
mit dem Stellglied gekoppelten Vierkanten-Steuer- wirkt, während deren andere mit dem auf der Abschieber,
der die Druckflüssigkeit den Druckzylindern io triebsseite herrschenden hydraulischen Druck beauf-
zuteilt, mit einem verstellbaren Drosselventil im schlagt ist.
Rückfluß der über die Außenkanten des Vierkanten- In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann
Steuerschiebers abfließenden Druckflüssigkeitsmen- für die Fälle, bei denen das Stellglied als ein an sich
gen mit dem auf der Abtriebsseite herrschenden bekanntes, einerseits willkürlich zur Änderung der
Druck. 15 Getriebeübersetzung und andererseits zur Aufrecht-
Bei einem solchen bekannten Getriebe ist der von erhaltung der eingestellten Übersetzung beeinfluß-
dem in der Rückflußleitung befindlichen Drossel- bares Rückführgestänge ausgebildet ist, das sowohl
ventil eingestellte und auf die abtriebsseitigen Kegel- am Vierkanten-Steuerschieber als auch an"einer»4er
scheiben wirkende Druck von der Größe des auf die axial verschiebbaren Kegelscheiben angelenkt ist, dem
getriebeeingangsseitigen Kegelscheiben wirkenden 20 Drosselventil ein zweites Drosselventil, beispielsweise
Anpreßdruckes abhängig. Dadurch passen sich bei ein Kegelventil oder ein Einkanten-Steuerschieber,
einer Änderung des übertragenen Drehmomentes die nachgeschaltet sein, das zwangläufig von einer der
Anpreßkräfte erst mit einer gewissen Verzögerung axial verschiebbaren Kegelscheiben verstellbar ist.
den neuen Verhältnissen an. Dies ist bei mehreren Damit ist die Möglichkeit gegeben, das Verhältnis
aufeinanderfolgenden Drehmomentwechseln nach- 25 von an- und abtriebsseitiger Anpreßkraft auch über-
teilig. setzungsabhängig zu beeinflussen, da jeder der mög-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe soll liehen Übersetzungsstellungen des Getriebes eine besomit
darin bestehen, ein Getriebe zu schaffen, bei stimmte Einstellung des zweiten Drosselventils zudem
die Erzeugung der abtriebsseitigen hydrau- geordnet ist.
hschen Anpreßkräfte nicht mehr von der Höhe des 30 Durch die französische Patentschrift 1425 189 ist
antriebsseitig herrschenden hydraulischen Druckes im Zusammenhang mit Kegelscheiben-Umschlin-
bestimmt wird. Außerdem soll es möglich sein, gungsgetrieben, bei denen die an- und abtriebs-
gegebenenfalls das Verhältnis von an- und abtriebs- seitigen Anpreßkräfte ausschließlich mechanisch er-
seitiger Anpreßkraft auch in Abhängigkeit vom zeugt werden, bei Verwendung eines leistungs- und
Übersetzungsverhältnis zu beeinflussen. 35 drehzahlveränderbaren Antriebsaggregates bereits ein
Ausgehend von einem Kegelscheiben-Umschlin- Stellglied bekannt, das aus einem Leistungsstellhebel
gungsgetriebe der eingangs beschriebenen Art, wird für das Antriebsaggregat besteht, der auf einen die
diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Getriebeübersetzung bestimmenden Regler einwirkt,
das Drosselventil und der Vierkanten-Steuerschieber der außerdem durch die veränderbare Antriebsdrehgleichzeitig
durch das Stellglied beeinflußbar sind. 40 zahl beeinflußt wird.
Die erfindungsgemäße Maßnahme hat die Wir- Auch ist es bereits durch die Patentschrift des
kung, daß sich jede Änderung der Arbeitsbedingun- Amtes für Erfmdungs- und Patentwesen in Ost-Berlin
gen des Getriebes, also eine willkürliche Änderung Nr. 64 937 bekannt, bei einem Getriebe mit drehdes
Übersetzungsverhältnisses, eine Änderung der moment- und übersetzungsabhängiger Anpreßeinrich-Drehzahl
oder der Leistung des Antriebsaggregates 45 tung für die axial verschiebbaren Kegelscheiben ein
sowie eine Änderung der antriebsseitigen Belastung Stellglied für den Vierkanten-Steuerschieber in Ab-
und damit eine Änderung des durch das Getriebe hängigkeit von einem Drehzahlmesser zu steuern,
zu übertragenden Drehmomentes, unmittelbar so- Dabei ist jedoch das Drosselventil in der Abflußwohl
auf den Vierkanten-Steuerschieber als auch leitung nicht mit dem Stellglied verbunden,
auf das Drosselventil auswirkt, so daß eine Zeit- 50 Ausführungsbeispiele der Erfindung sind aus der
verschiebung zwischen dem Ansprechen des Vier- nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen erkanten-Steuerschiebers
und dem Ansprechen des sichtlich. Es zeigt Drosselventils nicht mehr eintreten kann. Fig. 1 ein für leistungs- und drehzahlveränder-
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann bare Antriebsaggregate bestimmtes Kegelscheiben-
das Drosselventil mit dem Vierkanten-Steuerschieber 55 Umschlingungsgetriebe mit einer ersten Ausführung
zwangläufig in Verbindung stehen. Es kann jedoch des Drosselventils,
auch kraftschlüssig mit dem Vierkanten-Steuer- Fig. 2 das Getriebe nach Fig. 1, jedoch mit einer
schieber verbunden sein. Ferner kann das Drossel- anderen Anordnung und Ausbildung des Drosselventil
durch eine radiale Öffnung des Vierkanten- ventils,
Steuerschiebers und eine dieser bei neutraler Stellung 60 F i g. 3 das Getriebe gemäß F i g. 2, jedoch für
des Vierkanten-Steuerschiebers koaxial gegenüber- den Einsatz bei drehzahlkonstanten Antriebsaggre-
liegende Öffnung des Steuerschiebergehäuses gebildet gaten, und
sein, wobei außerdem im Vierkanten-Steuerschieber F i g. 4 ein bei leistungs- und drehzahlveränderdessen
radiale Öffnung durch eine sich von den baren Antriebsaggregaten verwendbares Kegel-Steuerkanten
entfernende, axiale Bohrung mit einem 65 scheiben-Umschlingungsgetriebe mit einer dritten
Überdruckventil in Verbindung stehen kann, welches Ausbildung und Anordnung des Drosselventils,
seinerseits jenseits der Öffnung des Steuerschieber- Bei der nachfolgenden Beschreibung der Zeichgehäuses
an den Rückfluß für die Druckflüssigkeit nungen sind funktionell gleichwirkende Teile mit
gleicher Bezifferung versehen. Danach weist jedes der dargestellten Getriebe eine Antriebswelle 1 und
eine Abtriebswelle 2 auf. Auf der Antriebswelle 1 ist ein Paar von Kegelscheiben 3 und 4 und auf der
Abtriebswelle 2 ein Paar von Kegelscheiben 5 und 6 angeordnet, zwischen denen ein Zugmittelstrang 7
umläuft. Die Kegelscheiben 4 und 6 sind als axial verschiebbare Druckzylinder für auf den Wellen 1
und 2 feste Druckkolben 8 und 9 ausgebildet, so daß zwischen Kegelscheibe 4 und Druckkolben 8 bzw.
Kegelscheibe 6 und Druckkolben 9 Druckräume 10 bzw. 11 gebildet sind, in die über Leitungen 12 und
13 Drucköl zur Erzeugung der erforderlichen Anpreßkraft auf den Zugmittelstrang 7 geleitet werden
kann.
Die Leitungen 12 und 13 sind an einen Vierkanten-Steuerschieber 14 bzw. 15 angeschlossen, der das ihm
von einer Pumpe 16 zugeführte Drucköl entsprechend seiner Einstellung auf die Leitungen 12 und 13 verteilt,
wobei ein Überdruckventil 17 an der Verbindungsleitung 18 zwischen Pumpe 16 und Vierkanten-Steuerschieber
14 bzw. 15 den maximal am Vierkanten-Steuerschieber verfügbaren Öldruck und damit
die maximal durch das Getriebe übertragbare Leistung aus Sicherheitsgründen begrenzt. Die von
der Pumpe 16 geförderten, volumenmäßig überschüssigen Druckölmengen strömen über die Außenkanten
des Vierkanten-Steuerschiebers und eine Rückflußleitung 19 beispielsweise in einen Sammelbehälter
20, mit dem die Saugseite der Pumpe 16 in Verbindung steht.
Bei den beispielsweise in Fahrzeugantrieben verwendbaren Getrieben gemäß F i g. 1, 2 und 4 ist der
Vierkanten-Steuerschieber 14 bzw. 15 an einen Drehzahlregler 21 angelenkt, dessen an einem drehbaren,
aber nicht axial verschiebbaren Flansch 22 schwenkbar gelagerte Fliehgewichte 23 einerseits über eine
Verzahnung 24 unter dem Einfluß der Drehzahl der Antriebswelle 1 und andererseits über eine Feder 25
unter dem Einfluß der jeweils eingestellten Leistung des Antriebsaggregates, beispielsweise eines Verbrennungsmotors,
stehen. Dazu ist das Gaspedal 26 des nicht dargestellten Verbrennungsmotors über
eine Stange 27, einen drehbar gelagerten Winkelhebel 28 und eine Zugstange 29 mit dem freien Ende
eines bei 30 drehbar gelagerten Doppelhebels 31 verbunden, der über einen Flansch 32 die Feder 25
entgegen der Wirkung der Fliehgewichte 23 mehr oder weniger gegen den Bund 33 der Schieberwelle
34 spannt.
Es gehört zu den bekannten Eigenarten von Kegelscheiben-Umschlingungsgetrieben,
daß sie sich bei Umkehr der Drehmomentrichtung, d. h. für den Fall, daß die Abtriebswelle 2 zur Antriebswelle
wird, zu hohen Abtriebsdrehzahlen hin verstellen wollen, was seine Ursache darin hat, daß der Zugmittelstrang
7 auf die treibenden Kegelscheiben eine je nach den Gegebenheiten um das etwa Ein- bis
Zweifache höhere Spreizkraft ausübt, als auf die getriebenen Kegelscheiben. Dieser Fall der Umkehr
der Drehmomentrichtung tritt aber bei Kraftfahrzeugen häufig auf, und zwar dann, wenn das Fahrzeug
mit Hilfe des Motors gebremst werden soll. Man kann dann einer Verstellung des Getriebes zu
hohen Antriebsdrehzahlen hin entgegenwirken, indem man mit Hilfe des Gaspedals 26 am Regler 21
einen Belastungszustand simuliert, ohne dabei jedoch die Drosselklappe 35 im Vergaser des Antriebsmotors zu öffnen. In bekannter Weise geschieht dies
bei den Getrieben gemäß F i g. 1, 2 und 4 dadurch, daß bei der dargestellten Leerlaufstellung des Gaspedals
26 die Anlenkpunkte 36 und 37 der Zugstange 29 sowie der Drehpunkt 38 des Winkelhebels
28 miteinander fluchten und daß sich das Gaspedal ausgehend von seiner Leerlaufstellung noch weiter
zurücknehmen läßt. Bei dieser Anordnung führt sowohl eine Vor- als auch eine Rückbewegung des
ίο Gaspedals 26 aus seiner Leerlaufstellung zu einer
gleichsinnigen Schwenkbewegung des Doppelhebels 31 um seinen Drehpunkt 30 und damit zu erhöhter
Vorspannung der Feder 25. Damit bei einer Rücknahme des Gaspedals 26 über seine Leerlaufstellung
hinaus eine Einwirkung auf den Vergaser des Antriebsmotors ausgeschaltet ist, ist die Verbindungsstange 39 zur Drosselklappe 35 geteilt und mit einer
Einrichtung 40 versehen, mittels derer sich die beiden Teilstücke der Verbindungsstange 39 bei dieser Bewegung
des Gaspedals 26 ineinanderschieben können. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Getriebe ist in
den Rückfluß der über die Außenkanten des Vierkanten-Steuerschiebers 14 strömenden Druckölmengen
zur Steuerung des im Druckraum 11 herrschenden, also abtriebsseitigen hydraulischen Druckes und
damit gleichzeitig zur Steuerung des an- und abtriebsseitigen Druckniveaus ein Drosselventil 41 geschaltet,
welches durch eine radiale Bohrung 42 des Vierkanten-Steuerschiebers 14 und eine dieser bei
der dargestellten neutralen Stellung des Vierkanten-Steuerschiebers koaxial gegenüberliegenden Bohrung
43 des Steuerschiebergehäuses 44 gebildet ist. Ein derartiges Drosselventil 41 ist nicht nur besonders
einfach herzustellen und billig, sondern es hat insbesondere wegen seiner Stellwegabhängigkeit vom
Vierkanten-Steuerschieber 14 den Vorteil, daß sich jeder vom Regler 21 ausgehende Steuerimpuls ohne
Zeitverzögerung sowohl auf den antriebsseitigen hydraulischen Druck im Druckraum 10 als auch auf
den abtriebsseitigen hydraulischen Druck im Druckraum 11 auswirkt. Damit wird ein besonders schnelles
und präzises Einstellen der erforderlichen Anpreßkräfte bei sich ändernden Arbeitsbedingungen
erreicht, wie dies nachfolgend an Hand einiger Beispiele erläutert wird.
Soll aus der in Fig. 1 dargestellten Leerlaufstellung
das Fahrzeug plötzlich beschleunigt werden (kick down), so führt das dazu vorgenommene
Durchdrücken des Gaspedals 26 nach rechts zu einer Verschiebung des Flansches 32 und damit über die
Feder 25 und die Schieberwelle 34 zu einer geringen Linksverschiebung des Vierkanten-Steuerschiebers
aus seiner dargestellten Mittellage. Gleichzeitig werden durch die Linksverschiebung der Welle 34 und
damit des Bundes 33 die freien Enden der Fliehgewichte 23 etwas zur Welle 34 hin geschwenkt. Die
geringe Linksverschiebung des Vierkanten-Steuerschiebers 14 hat wegen dessen sehr steiler Charakteristik
zur Folge, daß der hydraulische Druck im Raum 10 spürbar fällt, da der Zuflußquerschnitt für
die Leitung 12 durch den Vierkanten-Steuerschieber 14 verringert wird, während der im Raum 11 herrschende
hydraulische Druck steigt, da der Zuflußquerschnitt zur Leitung 13 vergrößert wird. Daraufhin
wandert die Kegelscheibe 6 nach links und die Kegelscheibe 4 nach rechts, d. h. das Getriebe verstellt
sich zu niedrigen Abtriebsdrehzahlen hin, und zwar so lange, bis durch die damit einhergehende
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Drehzahlerhöhung der Antriebswelle 1 und somit Vierkanten-Steuerschieber 14 Impulse im Sinne einer
auch des Antriebsmotors die Fliehgewichte 23 den Linksverschiebung erhält. Damit erhöht sich aber in
Vierkanten-Steuerschieber 14 über seine Mittellage der beschriebenen Weise der abtriebsseitige hydrauhinaus
so weit nach rechts verschoben haben, daß lische Druck, so daß das Getriebe zu niedrigeren Abdurch
die Erhöhung des in der Leitung 12 und im 5 triebsdrehzahlen hin verstellt wird. Auch dieser VerRaum
10 herrschenden hydraulischen Druckes die Stellvorgang findet sein Ende, wenn zwischen der einAusweichbewegung
der Kegelscheibe 4 zum Still- gestellten Motorleistung und der an der Abtriebsstand kommt. Die jetzt erreichte Stellung des Vier^ welle 2 erforderlichen Leistung Gleichgewicht
kanten-Steuerschiebers 14 bedingt gleichzeitig einen herrscht, d. h. der Antriebsmotor und damit die
Durchflußquerschnitt im Drosselventil 41, bei dem io Welle 1 nicht mehr die Tendenz haben, eine gerinfür
die über dieses Ventil abfließenden Drucköl- gere Drehzahl anzunehmen.
mengen mit dem in der Leitung 13 und dem Raum Wird dagegen bei dem vorstehend beschriebenen
11 herrschenden Druck dieser Druck auf das zur Beispiel bei einer Zunahme des Fahrwiderstandes inErzeugung
der abtriebsseitigen Anpreßkraft erforder- folge einer Zunahme der Fahrbahnsteigung das Gasliche
Maß eingestellt ist. 15 pedal 26 in dem Maße weiter durchgedrückt und da-
Wegen der sehr steilen Charakteristik des Vier- mit die Leistung des Antriebsmotors stetig in dem
kanten-Steuerschiebers 14 spielt sich der beschrie- Maße erhöht, in dem die zur Überwindung des zubene
Verstellvorgang sehr rasch ab, da schon äußerst nehmenden Fahrwiderstandes an der Abtriebsgeringe
Axialverschiebungen des Vierkanten-Steuer- welle 2 erforderliche Leistung steigt, so führt dies
Schiebers zu einem Ansprechen des Getriebes im 20 praktisch zu keiner Änderung der vorhandenen GeSinne
einer Änderung der Getriebeübersetzung füh- triebeübersetzung, sondern lediglich über eine geren.
Wird also das Gaspedal 26 zur Beschleunigung ringfügige Erhöhung der Motordrehzahl und damit
des Fahrzeuges durchgedrückt, so ändert sich die der Drehzahl der Welle 1 zu einer ebenso gering-Getriebeübersetzung
praktisch gleichzeitig mit der fügigen Verschiebung des Vierkanten-Steuerschiebers
Bewegung des Gaspedals, so daß das Gleichgewicht 25 14 nach rechts, was eine Erhöhung des in der Leizwischen
der auf den Bund 33 wirkenden Kraft der tang 12 und im Druckraum 10 herrschenden hydrau-Feder
25 einerseits und der auf diesen Bund durch lischen Druckes und über das Drosselventil 41 auch
die Fliehgewichte 23 ausgeübten Axialkraft anderer- eine Erhöhung des im Druckraum 11 herrschenden
seits immer mir wenig zugunsten einer entsprechend hydraulischen Druckes bedeutet. Aus diesem Begeringen
Axialverschiebung des Vierkanten-Steuer- 30 lastungsfall ist ersichtlich, daß bei dem in Fig. 1
Schiebers 14 nach rechts oder links verschoben dargestellten Getriebe die an- und abtriebsseitigen
wird. Anpreßkräfte lastabhängig gesteuert werden, also bei
Bei der augenblicklichen Übersetzungsstellung des Erhöhung der durch das Getriebe übertragenen Lei-Getriebes
— Meiner Laufradius des Zugmittel- stung und damit der Getriebebelastung einerseits bei
stranges 7 auf der Welle 1 und großer Laufradius des 35 praktisch unverändertem Übersetzungsverhältnis
Zugmittelstranges auf der Welle 2 — hat aber bei andererseits auch die an- und abtriebsseitigen Angleichzeitig
ganz durchgedrücktem Gaspedal 26 der preßkräfte erhöht werden.
Antriebsmotor eine etwa seiner maximalen Leistungs- Soll schließlich das Fahrzeug mit Hilfe des An-
abgabe entsprechende Drehzahl angenommen, was triebsmotors gebremst werden, so ist dies ohne bedurch
eine entsprechende Auslegung der Feder 25 4° sondere Maßnahmen nicht möglich, da in diesem
vorbestimmt ist. Mit zunehmender Geschwindigkeit Falle die Welle 2 zur Antriebswelle und die Welle 1
des Fahrzeuges hat nun der Antriebsmotor ständig zur Abtriebswelle wird, also der Zugmittelstrang 7
die Tendenz, seine Drehzahl zu erhöhen, was aber auf die Kegelscheiben 5 und 6 eine größere Spreizüber
die Fliehgewichte 23 laufend zu Impulsen im kraft ausübt, als auf die Kegelscheiben 3 und 4, was
Sinne einer Rechtsverschiebung auf dem Vierkanten- 45 zur Folge hätte, daß er auf der Welle 2 einen kleinen
Steuerschieber 14 führt, die zur Folge haben, daß und auf der Welle 1 einen großen Laufradius einsich
das Getriebe durch entsprechende Erhöhung des nimmt, da in den Druckräumen 10 und 11 die zur
im Raum 10 herrschenden hydraulischen Druckes Abstützung der im Verhältnis umgekehrten Spreizmit
zunehmender Fahrzeuggeschwindigkeit zu größe- kräfte erforderlichen hydraulischen Drücke fehlen,
ren Abtriebsdrehzahlen hin verstellt, bis nach Be- 50 Dem kann man entgegentreten, indem man mittels
sch'leunigungsende die zur Überwindung des Fahr- des Gaspedals 26 am Regler 21 einen Belastungsfall
Widerstandes an der Abtriebswelle 2 erforderliche simuliert, ohne dabei jedoch die Leerlaufleistung des
Leistung der durch den Antriebsmotor an der Welle 1 Antriebsmotors zu ändern. Dies geschieht bei dem in
zur Verfügung gestellten Leistung gleich ist. Wäh- Fig. 1 dargestellten Getriebe dadurch, daß das Gasrend
dieses Verstellvorganges erhöht sich die Dreh- 55 pedal aus der dargestellten Leerlaufstellung weiter
zahl des Antriebsmotors und damit die Drehzahl der zurückgenommen wird, was ebenfalls zu einer VerWelle
1 im angestrebten günstigen Fall nur unwesent- Schiebung des Flansches 32 nach links und damit zu
lieh. einer Erhöhung der Vorspannung der Feder 25 führt.
Wächst beispielsweise bezogen auf die Leerlauf- Eine Änderung der Motorleistung tritt dabei nicht
stellung bei halb durchgedrücktem Gaspedal 26 der 60 ein, da sich die beiden Teile der Verbindungsstange
Fahrwiderstand z. B. durch Zunahme der Fahrbahn·* 39 mittels der Einrichtung 40 ineinanderschieben
Steigung, so wollen der Antriebsmotor und damit die können.
Welle 1 sowie der Regler 21 eine geringere Drehzahl Die Verschiebung des Flansches 32 nach links
annehmen, wenn an der Stellung des Gaspedals 26 führt über die Feder 25 auch zu einer geringen Ver-
und damit an der in das Getriebe eingeleiteten Lei- 6g Schiebung des Vierkanten-Steuerschiebers 14 aus der
stung keine Änderung vorgenommen wird. Die Flieh- dargestellten Symmetrielage nach links, so daß der
gewichte 23 wollen also unter der Wirkung der Fe- im Raum 11 herrschende hydraulische Druck steigt,
der 25 auf die Welle 34 zu schwenken, wodurch der während der im Raum 10 herrschende Druck fällt.
7 8
Dadurch wandert die Kegelscheibe 6 nach links und Der Vierkanten-Steuerschieber 14 mit Drosselventil
die Kegelscheibe 4 nach rechts, das Getriebe verstellt 41 ist an den Steuerhebel 49 angelenkt,
sich also zu höheren Drehzahlen der Welle 1 hin, und Es gehört zu den Gesetzmäßigkeiten stufenlos zwar so lange, bis die damit einhergehende Drehzahl- verstellbarer Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe, erhöhung des Reglers 21 über die Fliehgewichte 23 ^5 daß ausgehend von einer Übersetzungseinstellung für der durch die Feder 25 auf den Bund 33 ausgeübten niedrige Abtriebsdrehzahlen das Verhältnis von opti-Verstellkraft das Gleichgewicht hält. Diesem Gleich- mal an- und abtriebsseitig erforderlicher Anpreßkraft gewichtszustand entspricht eine aus der dargestellten mit zunehmender Übersetzungsänderung zu hohen Symmetrielage nach links verschobene Stellung des Abtriebsdrehzahlen hin einen niedrigeren Wert an-Vierkanten-Steuerschiebers 14 gemäß dem Umstand, io nimmt, wenn die antriebsseitig eingeleitete Leistung daß die Welle 2 treibt und die Welle 1 getrieben unverändert bleibt, im vorliegenden Fall der anwird, triebsseitig konstanten Drehzahl also das zwischen
sich also zu höheren Drehzahlen der Welle 1 hin, und Es gehört zu den Gesetzmäßigkeiten stufenlos zwar so lange, bis die damit einhergehende Drehzahl- verstellbarer Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe, erhöhung des Reglers 21 über die Fliehgewichte 23 ^5 daß ausgehend von einer Übersetzungseinstellung für der durch die Feder 25 auf den Bund 33 ausgeübten niedrige Abtriebsdrehzahlen das Verhältnis von opti-Verstellkraft das Gleichgewicht hält. Diesem Gleich- mal an- und abtriebsseitig erforderlicher Anpreßkraft gewichtszustand entspricht eine aus der dargestellten mit zunehmender Übersetzungsänderung zu hohen Symmetrielage nach links verschobene Stellung des Abtriebsdrehzahlen hin einen niedrigeren Wert an-Vierkanten-Steuerschiebers 14 gemäß dem Umstand, io nimmt, wenn die antriebsseitig eingeleitete Leistung daß die Welle 2 treibt und die Welle 1 getrieben unverändert bleibt, im vorliegenden Fall der anwird, triebsseitig konstanten Drehzahl also das zwischen
Für den Fall, daß durch eine plötzliche, starke Kegelscheiben 3 und 4 und Zugmittelstrang 7 zu
Axialbewegung des Vierkanten-Steuerschiebers 14 übertragende Drehmoment nicht geändert wird. Diese
das Drosselventil 41 ganz oder zu weitgehend ge- 15 Änderung des Verhältnisses zwischen an- und abschlossen
wird, ist über eine Axialbohrung 55 ein triebsseitiger Anpreßkraft mit einer Verstellung der
Überdruckventil 56 in den Druckölfluß geschaltet, ' Getriebeübersetzung bewegt sich jedoch in so gewelches
den maximal auf der Abtriebsseite des Ge- ringen Grenzen, daß sie im normalen Bedarfsfalle
triebes erzeugbaren hydraulischen Druck aus Grün- nicht beachtet zu werden braucht. In einer Reihe von
den der Sicherheit begrenzt. 20 Fällen gewinnt sie jedoch an Bedeutung, weil bei-
Von dem in Fig. 1 dargestellten Getriebe unter- spielsweise sehr hohe Leistungen übertragen werden
scheidet sich das inFig. 2 dargestellte durch dieAus- sollen oder bei vorgegebener zu übertragender Leibildung
und Anordnung des Drosselventils. Dieses im stung ein Getriebe besonders klein gebaut werden
ganzen mit 45 bezeichnete und wiederum in den soll, so daß man Wert darauf legt, dem Getriebe
Rückfluß der über die Außenkanten des Vierkanten- 25 einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu geben, um
Steuerschiebers 15 strömenden Druckölmengen mit die Beanspruchung der einzelnen Getriebeteile sowie
dem im abtriebsseitigen Druckzylinder 11 herrschen- die Verluste durch Reibung und Erwärmung mögden
hydraulischen Druck geschaltete Drosselventil liehst gering zu halten. In diesen Fällen soll also die
besteht aus einem Gehäuse 46, in dem ein Einkanten- Größe der an- und abtriebsseitigen Anpreßkräfte
Steuerschieber 47 axial verschiebbar ist. Die axialen 30 nicht nur in Abhängigkeit von der jeweiligen GeStirnflächen
dieses Einkanten-Steuerschiebers 47 sind triebebelastung, sondern auch in Abhängigkeit von
als Kolbenflächen ausgebildet, auf deren eine das der Getriebeübersetzung erzeugt werden.
Gaspedal 26 über eine Druckfeder 48 einwirkt, wäh- Diese Forderung erfüllt das in Fig. 3 dargerend die andere Kolbenfläche mit dem abtriebsseiti- stellte Getriebe dadurch, daß dem Drosselventil 41 gen hydraulischen Druck beaufschlagt ist. 35 ein weiteres Drosselventil 45 gemäß F i g. 2 nachge-
Gaspedal 26 über eine Druckfeder 48 einwirkt, wäh- Diese Forderung erfüllt das in Fig. 3 dargerend die andere Kolbenfläche mit dem abtriebsseiti- stellte Getriebe dadurch, daß dem Drosselventil 41 gen hydraulischen Druck beaufschlagt ist. 35 ein weiteres Drosselventil 45 gemäß F i g. 2 nachge-
Die gegenüber dem in Fig. 1 dargestellten schaltet ist, dessen Druckfeder 48 über einen in eine
Drosselventil 41 unterschiedliche Wirkung des Umfangsnut 57 an der Kegelscheibe 4 eingreifenden
Drosselventils 45 besteht im wesentlichen darin, daß Winkelhebel 58 in Abhängigkeit von der jeweiligen
an ihm jeweils sofort der abtriebsseitige hydraulische Getriebeübersetzung vorspannbar ist, so daß die
Druck eingestellt wird, der bei einer Änderung der 40 Größe des abtriebsseitigen hydraulischen Druckes
Leistung des Antriebsmotors über das Gaspedal 26 und damit des an- und abtriebsseitigen Druckniveaus
dem dieser geänderten Leistung zugeordneten neuen nicht nur durch das Drosselventil. 41 lastabhängig,
Gleichgewichtszustand des Getriebes entspricht. Dies sondern auch durch das Drosselventil 45 in Abhängeschieht
dadurch, daß beispielsweise beim Durch- gigkeit von der jeweiligen Getriebeübersetzung bedrücken
des Gaspedals 26 die Vorspannung der 45 stimmt wird. Auf diese Weise sind bei dem in
Druckfeder 48 erhöht wird, was eine Rechtsverschie- Fig. 3 dargestellten Getriebe optimale Anpreßkräfte
bung des Einkanten-Steuerschiebers 47 und damit erzeugbar, d. h. Anpreßkräfte, die nur um einen beeine
Drosselung des Druckölstromes in der Rückfluß- stimmten Sicherheitswert über den minimal erforderleitung
19 zur Folge hat. Hat diese Drosselung den liehen liegen.
gewünschten Wert angenommen, so hält der auf den 50 Wird das in F i g. 3 dargestellte Getriebe abtriebs-Einkanten-Steuerschieber
47 wirkende, nunmehr er- seitig höher belastet, so will es sich zu niedrigeren höhte abtriebsseitige hydraulische Druck der erhöhten Drehzahlen der Abtriebswelle 2 hin verstellen, da die
Vorspannung der Druckfeder 48 das Gleichgewicht. mit der erhöhten abtriebsseitigen Belastung verbun-F
i g. 3 zeigt eine Abwandlung der in den F i g. 1 dene abtriebsseitige Spreizkrafterhöhung des Zug-
und 2 dargestellten Getriebe für die Fälle, in denen 55 mittelstranges 7 auf der Antriebsseite je nach Überausgehend
von einer konstanten Drehzahl des An- Setzungsstellung mit etwa dem ein- bis zweifachen
triebsmotors verschiedene Drehzahlen der Abtriebs- Wert wirksam wird. Die damit verbundene Tendenz
welle 2 einstellbar sein sollen, wobei auch hier wieder der Kegelscheibe 4, nach rechts auszuweichen führt
konstruktiv bereits beschriebene Teile mit der vorher aber über den Steuerhebel 49 zu einer geringfügigen
verwendeten Bezifferung versehen sind. Zur Auf- 60 Verschiebung des Vierkanten-Steuerschiebers 14 mit
rechterhaltung der eingestellten Getriebeübersetzung Drosselventil 41 nach rechts, was eine entsprechende
bzw. zu deren willkürlicher Änderung dient ein Erhöhung sowohl des im Raum 10 als auch des im
Steuerhebel 49, der mit seinem einen Ende in eine Raum 11 herrschenden hydraulischen Druckes be-Umfangsnut
50 der Kegelscheibe 4 eingreift, mit deutet, die dazu ausreicht, die mit der erhöhten Gediesem
Ende also die jeweilige Übersetzungsstellung 65 triebebelastung verbundene erhöhte Spreizkraft des
des Getriebes abfühlt, und der über sein anderes Zugmittelstranges 7 abzustützen. Wegen der bereits
Ende mittels eines Handhebels 51 zur willkürlichen erwähnten steilen Charakteristik des Vierkanten-Änderung
der Getriebeübersetzung verstellbar ist. Steuerschiebers 14 und der annähernd ebenso steilen
Charakteristik des 'Drosselventils 41 ist diese belastungsabhängige
Änderung der an- und abtriebsseitigen hydraulischen: Drücke praktsich nicht mit
einer Änderung der Getriebeübersetzung verbunden, so daß auch auf das Drosselventil 45 kein seine Wirlcung
ändernder Einfluß ausgeübt wird.
Soll die Getriebeübersetzung beispielsweise zu höheren Drehzahlen der Abtriebswelle 2 hin willkürlich
verstellt werden, so geschieht dies über eine Schwenkung des Handhebels 51 im Uhrzeigersinne,
wodurch zunächst das'an diesen Hebel angelenkte Ende des Steuerhebels 49 und damit auch der Vierkanten-Steuerschieber
14 mit Drosselventil 41 nach rechts verschoben werden. Damit steigen aber auch
die in den Räumen 10 und 11 herrschenden hydraulischen
Drücke, wobei die Drucksteigerung im Raum 10 derart überwiegt, daß die Kegelscheibe 6 nach
rechts ausweicht, während die Kegelscheibe 4 nach links gedrückt wird und dabei das in ihre Umfangsnut
50 eingreifende Ende des Steuerhebels 49 mitnimmt. Letzteres führt zu einer Rückverschiebung
des Vierkanten-Steuerschiebers 14 so lange, bis das Getriebe wieder, einen' Gleichgewichtszustand, jetzt
aber bei einer zu höheren Abtriebsdrehzahlen verschobenen Übersetzungsstellung erreicht. Der Steuerhebel
49 hat dabei, bezogen auf die Darstellung in F i g. 3, im Resultat eine Schwenkbewegung etwa um
eine durch seine Längsmitte gehende Achse gemacht.
Der mit der Änderung der Getriebeübersetzung von der Kegelscheibe 4 zurückgelegte Weg hat darüber
hinaus über' den Winkelhebel 58 zu einer Verringerung der Vorspannung der Druckfeder 48 und
damit zu einer übersetzungsabhängigen Änderung des abtriebsseitigen hydraulischen Druckes sowie gleichzeitig
des an- und abtriebsseitigen Druckniveaus geführt.
Das in Fig. -'4 ^dargestellte Getriebe, welches
wiederum für Antriebe in Form eines leistungs- und drehzahlveränderbareh Motors, also beispielsweise
zum Einsatz als Kraftfahrzeuggetriebe gedacht ist, weist ein im ganzen mit 52 bezeichnetes Drosselventil
auf, welches unmittelbar an das Gaspedal 26 angelenkt ist. Wegen der sich damit ergebenden verhältnismäßig
großen Stellwege ist das Drosselventil 52 zweckmäßig als Kegelventil ausgebildet, dessen
steilerer Kegel 53 den Rückfluß der über die Außenkanten des Vierkanten-Steuerschiebers 15 abfließenden,
volumenmäßig überschüssigen Druckölmengen je nach Leistungsstellung des Gaspedals 26 mehr
öder weniger, d; fr." in Abhängigkeit von der Getriebebelastung,
drosselt. Durch die direkte Anlenkung an das Gaspedal 26 ist es jedoch erforderlich,
an den Kegel 53 einen weiteren, in diesem Falle flacheren Kegel· 54 anzuschließen, der dafür sorgt,
daß bei zur Motorbremsung des Kraftfahrzeugs :über 55 ;
seine Leerlauf stellung zurückgenommenem Gaspedal im Druckraum 10, also auf der dann angetriebenen
Getriebeseite der erforderliche hydraulische Stützdruck vorhanden ist. Im übrigen gilt für das in
Fig. 4 dargestellte'Getriebe das zu den Getrieben
gemäß Fig. 1 und-'2 Gesagte in entsprechender
Weise. - ' 'ic-.
Die Getriebe nach.den Fig. 1, 2 und 4 lassen sich ebenso wie das Getriebe nach Fig. 3 mit einem
Steuerhebel ausrüsten;: Ferner kann ohne weiteres das Drosselventil 45 in" Fig. 3 durch ein Drosselventil
52 gemäß Fig;· 4, bei dem jedoch dann der Kegel 54 fortfallen kann, ersetzt werden.
Claims (11)
1. Stufenlos einstellbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe
mit mindestens zwei Kegelscheibenpaaren, deren je eine axial verschiebbare Kegelscheibe als umlaufender Druckzylinder eines
mit der zugehörigen Welle fest verbundenen Kolbens ausgebildet ist und bei dem die Anpreßkräfte
lastabhängig hydraulisch erzeugt werden, mit einem Übersetzungsstellglied und einem mit
dem Stellglied gekoppelten Vierkanten-Steuerschieber, der die Druckflüssigkeit den Druckzylindern
zuteilt, mit einem verstellbaren Drosselventil im Rückfluß der über die Außenkanten des
Vierkanten-Steuerschiebers abfließenden Druckflüssigkeitsmengen mit dem auf der Abtriebsseite
herrschenden Druck, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drosselventil (41, 45, 52) und der Vierkanten-Steuerschieber (14, 15) gleichzeitig durch das Steuerglied beeinflußbar
sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (41) mit dem
Vierkanten-Steuerschieber (14) zwangläufig in Verbindung steht.
3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (45, 52) und der
Vierkanten-Steuerschieber (15) kraftschlüssig miteinander
verbunden sind.
4. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drosselventil (41) durch eine radiale Öffnung (42) des Vierkanten-Steuerschiebers
(14) und eine, dieser bei neutraler Stellung des Vierkanten-Steuerschiebers koaxial gegenüberliegende
Öffnung (43) des Steuerschiebergehäuses (44) gebildet ist.
5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Vierkanten-Steuerschieber (14)
dessen radiale Öffnung (42) durch eine sich von den Steuerkanten entfernende axiale Bohrung
(55) mit einem Überdruckventil (56) in Verbindung steht, welches seinerseits jenseits der öffnung
(43) des Steuerschiebergehäuses (44) an den Rückfluß (19) für die Druckflüssigkeit angeschlossen
ist.
6. Getriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (52) als
Kegelventil ausgebildet ist.
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drosselventil (52) als Doppelkegelventil ausgebildet ist, dessen erster,
steilerer Kegel (53) bei treibender. Getriebeeingangswelle (1) die veränderbare Drosselung bewirkt
und dessen zweiter, flacherer Kegel (54) bei getriebener Getriebeeingangswelle die veränderbare
Drosselung hervorruft.
8. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Drosselventil (45) ein Einkanten-Steuerschieber (47) ist, dessen axiale Stirnflächen als .Kolbenflächen, ausgebildet sind,
und daß auf eine der Kolbenflächen das Stellglied über ein Federelement (48) einwirkt, während
die andere Kolbenfläche mit dem auf der Abtriebsseite herrschenden hydraulischen Druck
beaufschlagt ist.
9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
das Stellglied als ein an sich bekanntes einerseits
willkürlich zur Änderung der Getriebeübersetzung und andererseits zur Aufrechterhaltung der
eingestellten Übersetzung beeinflußbares Rückführgestänge ausgebildet ist, das sowohl am Vierkanten-Steuerschieber
(14, 15) als auch an einer der axial verschiebbaren Kegelscheiben (4) angelenkt ist und daß dem Drosselventil (41, 45) ein
zweites Drosselventil (45) nachgeschaltet ist, das zwangläufig von einer der axial verschiebbaren
Kegelscheiben verstellbar ist.
10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Antriebsaggregates mit veränderlicher Drehzahl
und Leistung der Steuerschieber (14,15) mit einem Regler (21) verbunden ist, der unter dem
Einfluß einerseits der Drehzahl und andererseits der eingestellten Leistung des Antriebsaggregates
steht.
11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselventil (45 in Fi g. 2
und 52 in Fig. 4) unmittelbar durch die eingestellte
Leistung beeinflußbar ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
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