DE2058399B2 - Mit einer Welle eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes umlaufendes Zylinder-Kolben-Aggregat - Google Patents

Mit einer Welle eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes umlaufendes Zylinder-Kolben-Aggregat

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Description

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Die Erfindung betrifft ein mit einer Welle eines stufenlos einstellbaren Kegelschcibcn-Urnschlingungsgc triebes umlaufendes Zylinder-Kolben-Aggrcgat für ein unter wechselndem Druck stehendes Medium zur wcnigstens teilweisen Erzeugung der Anpreßkraft zwischen Kegelscheiben und Zugmittel, wobei der Zylinder zweiteilig ist und aus einem Zylinderboden und einem damit verbundenen Zylindermantel besteht, wobei ferner entweder der Kolben oder der Zylinderboden fest mit der Welle verbunden ist. während das jeweils andere Teil relativ dazu in Umfangs- und/oder Axialrichtung bewegbar ist, und wobei zwischen Kolben und Zylindermantel eine Dichtung angeordnet ist.
Derartige Anordnungen sind beispielsweise durch die deutsche Patentschrift 1 210 b48 oder die deutsche Patentschrift 1 264 196 bekannt, wobei im letztgenannten Falle Zylindermantel und Zylinderboden aus bauliehen Gründen zweiteilig ausgebildet v-nd starr miteinander verbunden sind. Die Anordnungen dienen entweder zur rein hydraulischen Erzeugung der Anpreßkräfte oder sie unterstützen die durch Kurvenmuffen mechanisch erzeugten Anpreßkräfte, wobei die Kurvenmufien in der Regel innerhalb des Zylinders angeordnet sind und durch in geeigneter Weise gestaltete Kurvenbahnen der axial beweglichen Kegelscheibe sowie eines wellenfesten oder auf der Welle axial verschiebbaren Ringes und dazwischen eingesetzte Wälzkörper gebildet werden, wobei der Kurvenring meist gleichzeitig der Kolben des Zyiinder-Kolben-Aggregates ist.
Bedingt durch Anpreßkraft und Kettenzug entsteht ein im Raum feststehendes Verformungsbild der Welle einer jeden Getriebeseite, entsprechend dem die Schei bensatzteile umlaufen. Das hat zur Folge, daß sich der zwischen Kolben und Zylindermantel bestehende, durch einen Dichtring verschlossene Spalt umlaufend verengt und erweitert, d. h. die Dichtung im Rhythmus der Umdrehung des Scheibensatzes radial gestaucht und wieder entspannt wird. Diese umlautende Walkbewegung, die man auch als »Regenwurmeffekt« bezeichnet, bewirkt, daß die Dichtung sich erwärmt und verschleißt, in besonders starkern Maße an ihrer axialen Anlageflache, aber auch am äußeren und inneren Umfang, da die Dichtung durch den »Regenwurmeffekt« in Umfangsrichtung wandert. Bei großen Drehzahlen und hohem Druck d?s abzudichtenden Mediums und entsprechend hohen öltemperaturen erfolgt ein rascher Verschleiß der Dichtung, und zwar am stärksten vom Dichtungsrücken her, bis die Dichtung an der Engstelle in Querschnittsmitie (z.B. bei Nutringmanscheiten! bricht.
Der beschriebene umlaufende, radiale Zwang uti'.erscheidet sich damit grundlegend von der üblichen Beanspruchung von Wellendichtungen, die im wesentlichen aus rotierender und axialer Gleitbewegung besteht, auf die die Dichtungen durch entsprechende Formgebung ausgelegt sind. Den genannten (:η!·.τ schied erkennt man insbesoi.jere auch dann. J.i ' hauptsächlich der Teil der Dichtung verschleißt, der nicht direkt an der Abdichtung beteiligt ist. nämlich <.k■■■■ im Vergleich zu den Dichtlippen relativ unelastische Dichtungskörper. Die beschriebenen Verhältnisse gelten für alle bekannten, hier geeigneten Dichtungen, d. Ii solche, die keine zu hohe Eigcnspannung aufweisen, damit eine leichte Verstellbarkeit des Getriebes zur Übersetzungsänderung gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Zylinder-Kolben-Aggregat der eingangs genannten Art so weiter auszubilden, daß der genannte »Regenwurmeffekt« praktisch nicht mehr auftreten kann oder doch so weit reduziert ist, daß zwischen Kolben und Zylindermantel die üblichen Dichtmiitel eingesetzt werden können.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Zylindermantel allseits dicht und elastisch beweglich gelagert ist. und /war einerseits am Kolben über dessen Dichtung, andererseits am Zylinderboden über dessen Dichtung.
Diese erfindungsgemäßc Maßnahme hat die Wirkung, daß die erwähnte umlaufende, radiale Walkbcwc gung zwischen Zylinclcrrruntel und Kolben verschwindet, weil der Zylinder sich auf die Sehne der gebogenen Wcllcnachsc einstellen kann. d. h., es erfolgt eine Selbstzcntrierung des Zylinders am Kolben. Statt des radialen Zwanges entsteht jetzt eine Kippbewegung mit Axialkomponentcn, die die Dichtungen ohne weite-
re« His die bei ihnen üblicherweise auftretende Beanspruehiing uufnehmen können.
Als zweckmäßig hut es sich erwiesen, daß der Zylindermantel einen Flansch des Zylinderbodens hintergreift und daß dessen Dichtung in diesem Flansch angeordnet ist. Ist zwischen Kolben und Zylinderboden eine sich gegen den Kolben zumindest mittelbar abstützende Druckfeder angeordnet, so kann diese formschlüssige Verbindung baulich sehr einfach auch dadurch hergestellt werden, daß zwischen Zylinderboden und dem diesem zugewandten Federencie ein sich im wesentlichen radial nach außen erstreckender Stützring eingeklemmt ist und daß der Zylindermantel diesen mit einem in ihn eingesetzten Sprengring hintergreift, wobei dann der Zylinderboden den sich gegen den Zylindermantel abstützenden Dichtring trägt. In beiden Füllen ist so die Axiallage des Zylindermantels sichergestellt.
In weiterer Ausbildung der Erfindung können außerdem Zylindermantel und Zylinderboden bezüglich ge- ao genseiliger Verdrehung gesichert sein und es kann schließlich der Zylindermantel im Bereich des Zylinderbodens mit einem sich im wesentlichen radial nach innen oder außen erstreckenden Bund in einem Zentrierring aus elastischem Material gehalten sein.
Der Zentrierring bietet die Möglichkeit, über die Wahl seines Materials zu bestimmen, in welchem Grad iitji Zylindermantel am Zylinderboden elastisch angelenkt ist. so daß dem Zylindermantel gerade noch genügend Beweglichkeit, andererseits aber optimale Abstüt-XUiIg im Bereich des Zylinderbodens gegeben werden kann.
Die Erfindung ist nachstehend an !land von auf der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen naher L'rliiuteri. In der Zeichnung zeigt
I 1 g. I eine vereinfachte Ansicht eines stufenlos verstellbaren Kegelscheibcn- Umschlingungsgetriebe s,
(·" i g. 2 eine Seite des Getriebes gemäß F i g. 1. teilweise im Axialschnitt.
I i g. i bis 5 Ausführungsformen dci elastischen Verbindung zwischen Zyiinderboden und Zylindermantel im Bereich A in F i g. 2.
F 1 g. 6 eine vereinfachte Darstellung einer Getriebeseite eines bekannten Getriebes im axialen Schnitt bei übertrieben veranschaulichter Wellendurchb egiing Und
F" i g. 7 die Darstellung iicmäß F i g. b, jedoch bei erfindungsgemäßer Geiricbcausbildung.
Das in F i g. 1 dargestellte, stufenlos verstellbare Kegel.scheiben-Umschlingungsgetriebe ist in einem seheinatisch angedeuteten Gehäuse 1 enthalten und umfaßt im wesentlichen über Lager 2 im Gehäuse 1 drehbare Wellen .3 und 4. auf denen Kegelscheibcn 5 bis 8 angeordnet sind, zu isclu'ii denen cm Zugmittel 9 umläuft
|e eine der Kegelscheiben (f> bzw. 7) isl zur Änderung der Getriebeüberselzuiig gegenüber der zugeordneten Welle 3 bzw. 4 zumindes; axial verschiebbar. Wozu sie mil einem Alinder-Kolben Aggregat tO in Verbindung steht, in welchem ein hinsichtlich seines Druckes durch eine nicht dargestellte Slcuereinrich- !ung veränderbares Druckmittel wirksam ist.
F i g. 2 zeigt eine der Getriebeseiten aus Fig. I im teilweisen axialen Schnitt. [5.mach ist die axial feststehende Kegelscheibe 5. 8 über ein Schräglager Il indirekt gegen das Gcaicbegehäuse I abgestützt, während die in Axialrichtung verstellbare Kegelscheibe 6. 7 sich über eine Kurvenmiiffcnliälftc 12. Wälzkörper 13 und eine wellenfcslc. gleichzeitig einen Kolben bildende Kurvenmufrenhöliie 14 gegen die Welle 3, 4 abstutzt. Beide Kegelscheiben 5, 8 bzw. 6, 7 sind gegenüber der Welle 3, 4 drehbar gelagert, jedoch gegenseitig durch eine Hülse 15 mil Kerbzahnung gegen Relativdrehung gesichert. Zur Verminderung der Reibung sind zwischen den Kegelscheiben 5,8 bzw. 6, 7 bzw. den sich an diese anschließenden Scheibenhälsen und der Welle 3, 4 Wälzlager 16 angeordnet.
Zwischen der mechanischen Anpreßeinrichtung 12 bis 14 und dem aus Zylinderboden 17 und Zylindermantel 18 bestehenden Zylinder des Zylinder-Kolben-Aggregates 10 ist eine Druckfeder 19 angeordnet, die die Aufgabe hat, das Zugmittel 9 auch bei Stillstand oder Leerlauf des Getriebes unter einer bestimmten Vorspannung zu halten.
In das Zylinder-Kolben-Aggregat 5.0 gelangt über eine Axialbohrung 20 der Welle 3, 4 Druckmittel zur Unterstützung der durch die Kurvenmuffe 12 bis 14 erzeugten Anpreßkräfre auf das Zugmittel 9 bzw. zur Verstellung der Getriebeübersetzung. Damit das Druckmittel nicht entweicnen kann, ist zwischen Kolben 14 und Zylindermantel Si eine übliche Lippendichtung 21 angeordnet.
Bedingt durch die erheblichen Anoreßkräfte zwischen Zugmittel 9 und Kegelscheiben 5. 8 bzw. 6. 7 sowie durch die im Zugmittel zur Kraftübertragung herrschende Spannung biegen sich die Kegelscheibe 6. 7 und die Welle 3. 4 in einer mit diesen Teilen umlaufenden Weise durch, was an der Dichtstelle zwischen Kolben 14 und Zylindermantel 18 zu Walkbewegungen führt, die die Dichtung 21 derart beanspruchen, daß sie verschleißt und außerdem in den Spalt 22 zwischen Kolben 14 und Zylindermantel 18 gedrängt wird.
Um dies zu unterbinden, ist der Zylindermantel 18 mit dem Zylinderboden 17 elastisch einstellbar verbunden, so daß die geschilderte Walkbcwegung der Dichtung 21 unterbleibt. Gemäß F i g. 2 ist die elastische Verbindung dadurch hergestellt, daß der Zylindermantel 18 einen Flansch 23 hintergreift, wobei der Flansch 23 einen Dichtring 24 aufweist, der sich gegen den Zylindermantel 18 abstützt.
F' 1 g. 3 zeigt die beschriebene elastische Verbindung zwischen Zvlinderboden 17 und Zylindermantel 18 in vergrößerter [Darstellung geiräß dem Ausschnitt A in F ι g. 2.
In den F i g. 4 und 5 sind weitere Ausführungsformen dieser elastischen Verbindung ebenfalls in vergrößerter Darstellung entsprechend dem Ausschnitt /A in Fi g. 2 gezeigt.
Nach F i y. 4 ist ein Verz.ihnungselement 2*5 vorgese iien. welches einerseits in den Zylindermantel 18 unc andererseits in .he axial verschiebbare Kegelscheibe fi 7 eingreift und dafür sorgt, daß sich die beiden genann ten Teile i.ichi relatr. zueinander verdrehen können. It diesem Falle wird der Zylindermantel 18 durch min desiens zwei gleichmäßig über den Umfang des Flau sches 23 verteilte und an diesem befesiigte. mit einen radial nach außen vorspringenden Schenkel 26 verse hone, winklige Federstücke 27 in Axialrichtung gchal tun, welche mit dem Schenkel 26 in eine Nut 28 de! Zylindermantels 18 eingreifen, fi uf dem Zylindcrmantc 18 isl außerdem ein Ring 29 angeordnet, der Bohriin gen 30 /im, Anbringen von Schrauben aufweist, die dei Aii.swuchtimg des Zylindermantels 18 dienen.
F ι j.'. ri zeigt einen Stützring 31. der zwischen dei Druckfeder 19 und dem Kolbenboden 17 eingeklemm ist. sich im wesentlichen radial nach außen erstreck und vom Zylindermantel 18 über einen in diesen einge
set/ten Sprengring 32 hintergriffen wird. Außerdem ist der Zylindermantel 18 im Bereich des Zylinderbodens 17 mit einem sich im wesentlichen radial nach außen erstreckenden Bund 33 in einen Zcnlrierring 34 aus elastischem Material eingebettet, wobei die Elastizität des Materials des Zentnerringes so bemessen ist. daß der Zylindermantel 18 einerseits die gewünschte Beweglichkeit hat, andererseits gegen sich eventuell aufschaukelnde Schwingungen gesichert ist.
An Hand der F i g. 6 und 7, die die vereinfachte Darstellung einer Getriebeseite im axialen Schnitt bei übertrieben veranschaulichter Wellendurchbicgung wiedergeben, sei schließlich noch einmal die Wirkung der elastischen Verbindung zwischen Zylinderboden und Zylindermantel erläutert.
Gemäß Fig.6 ist der Zylindermantel 35 starr mit der axial beweglichen Kegelscheibe 6 bzw. 7 verbunden. was bet der hier übertrieben dargestellten Durchbiegung der Welle 3 bzw. 4 unter der Einwirkung des Zugmittels 9 zu einem Verkanten zwischen Kolben 36 und Zylindermantel 35 führt. Dadurch wird die Dichtung 21 umlaufend derart belastet, daß sie radial zusammengedrückt und wieder entspannt wird; das führt zu besonders starker Reibung der Dichtung an ihrer axialen Anlagefläche am Kolben und damit zum Verschleiß derselben.
Gemäß F i g. 7 ist eine derartige Beanspruchung dei Dichtung 21 durch eine elastische Verbindung zwischct Zylindermantel 18 und Zylinderboden 17 über einet Dichtring 24 vermieden, denn nun kann sich der Zy lindermantel 18 entsprechend der Durchbiegung de Welle 3 bzw. 4 ständig gegenüber dem Kolben 14 zen iricren, so daß die Dichtung 21 über ihren gcsamtei Umfang praktisch gleichmäßig beansprucht ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Mit einer Welle eines stufenlos einstellbaren Kegelscheiben-Umsehlingungsgetriebes umlaufendes Zylinder-Kolben-Aggregat for ein unter wechselndem Druck stehendes Medium zur wenigstens teilweisen Erzeugung der Anpreßkraft zwischen Kegelscheiben und Zugmittel, wobei der Zylinder zweiteilig ist und aus einem Zylinderboden und einem damit verbundenen Zylindermantel besteht, wobei ferner der Kolben oder der Zylinderboden fest mit der Welle verbunden ist, während das jeweils andere Teil relativ dazu in Umfangs- und/oder Axialrichtung bewegbar ist, und wobei zwischen Kolben und Zylindermantel eine Dichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel (18) allseits dicht und elastisch beweglich gelagert ist, und zwar einerseits am Kolben (14) über dessen Dichtung (21), andererseits am Zy- ao linderbodeii (17) über dessen Dichtung (24).
2. Aggrega; nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel (18) einen Flansch
(23) des Zylinderbodens (17) hintergreift und daß dessen Dichtung in diesem Flansch angeordnet ist.
3. Aggregat nach Anspruch 1. wobei zwischen Kolben und Zylinderboden eine sich gegen den Kolben zumindest mittelbar abstützende Druckfeder angeordnet ist. dadurch gekennzeichnei. daß zwischen Zylinderboden (17) und dem diesem zügewandten Federende ein sich im wesentlichen radial nach außen erstreckender Stützring (31) eingeklemmt ist und daß der Zylindermantel (18) diesen mit einem in ihn eingesetzten Sprengring (32) hintergreift, wobei der Zylinderbc .'en (17) den sich gegen den Zylindermantel abstützenden Dichtring
(24) trägt.
4. Aggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel (18) und Zylinderboden (17) bezüglich gegenseitiger Verdrehung gesichert sind.
5. Aggregat nach einem der vorhergehenden An Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel (18) im Bereich des Zylinderbodens (17) mit einem sich im wesentlichen radial nach innen oder außen erstreckenden Bund (33) in einem Zentrierring (34) aus elastischem Material gehalten ist.
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