DE2104546C3

DE2104546C3 - Stufenloses Keilriemengetriebe

Info

Publication number: DE2104546C3
Application number: DE2104546A
Authority: DE
Inventors: Charles F. Jefferson Col. Taylor (V.St.A.)
Original assignee: Borg Warner Corp
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1970-02-02
Filing date: 1971-02-01
Publication date: 1974-05-30
Also published as: US3599504A; DE2104546B2; GB1334134A; JPS516815B1; FR2079190A1; FR2079190B1; CA932981A; DE2104546A1; GB1334135A

Description

Deckel Ausprägungen zur Aufnahme von Zentri- , , . _ot. . „ .,, .

fugalkugeln aufweist, die unter der Wirkung der »5 Bei Keilriemengetneben der im O·*™«™ _t Zentrifugalkraft längs der Ausprägungen radial Anspruches 1 aufgeführten Gattung, (ζ. Β bekann nach außen und in axialer Richtung auswandern aus der USA.-Patentschnft 2 678 566) sind die axial und durch Anlage an die axial verschiebbare Ke- verschiebliche und die axial feststehende Kegelscheigelscheibenhälfte diese entgegen der Wirkung benhälften der treibenden und der getriebenen Keeiner Feder in Richtung auf die feststehende Ke- « gelscheibe und der mit der Antnebsbucnse verbungelscheibenhälfte verschieben und wobei aus- dene Deckel Gußteile. Da derartige Keilnemengegangsseitig eine Nockenführung vorgesehen ist, triebe sehr häufig rauhen Betnebsbedingungen z. B. mit der die axial verschiebbare Kegelscheiben- in geländegängigen Fahrzeugen, Gabelstaplern und hälfte bei einer Drehbewegung gegenüber der Baumaschinen ausgesetzt sind, ist wegen der germfeststehenden Kegelscheibenhälfte von dieser ent- »5 gen Festigkeit der Gußteile keine hinreichende gegen der Kraft einer Feder wegbewegbar ist, Zuverlässigkeit gewährleistet; z. B. können bei Bruch dadurchgekennzeichnet, daß die Zentrifjgalkugeln aus der treibenden Einheit des

a) getriebeeingangsseitig auf dem Ringflansch Keilrieuengetriebes ausgeschleudert werden.

(56) der axial verschiebbaren Kegelschei- Die dem Anmeldungsgegenstand zugrunde lie-

benhälfte (54) eine Büchse (60) mit einem 3<j gende Aufgabe besteht somit darin, ein Keilriemenangeformten, den Anschlag für die Zentrifu- getriebe der genannten Gattung zu schaffen, das sich galkugeln bildenden Ringtlansch (58) befe- im wesentlichen aus Einzelteilen zusammensetzt, die stigtistund aus Stahlblech durch Stanzen, Ziehen und/oder

b) die ausgangsseitige, feststehende Kegelschei- einem anderen für diesen Werkstoff geeigneten Forbenhälfte (104) mit einer die Abtriebsbüchse 35 längsverfahren herstellbar sind derart, daß auf ein- (100) mit radialem Abstand umgebenden fache Weise ausgangsseitig ein Einstellen der Feder-Hülse versehen ist, mit dsr ein Federhalter stärke ermöglicht wird.

(132) lösbar und dreheinstellbar verbunden Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des

ist, an dem ein Ende der als Torsionsfeder Anspruches 1 aufgeführten Merkmale gelöst,

ausgebildeten Feder (140) gehalten ist, de- 40 Es ist bei Kegelscheibenumschlingungsgetrieben

ren anderes Ende an dem als Lagerbüchse mit Zentrifugalkugeln bereits bekannt, einzelne Teile

(116) dienenden Ringflansch der axial ver- aus gestanztem bzw. gezogenem Blech herzustellen

schiebbaren Kegelscheibenhälfte befestigt (z. B. aus der USA.-Patentschrift 3 362 242). Jedoch

ist, wobei die Nockenführung (108; 126, ist dort die verschiebliche Kegelscheibenhälfte der

128) zwischen der Lagerbüchse (116) und 45 Antriebseinheit des Getriebes zusammen mit dem

der Hülse angeordnet ist Anschlag für die Zentrifugalkugeln als ein Gußtul

2. Keilriemengetriebe nach Anspruch 1, da- ausgebildet und der Innenraum für die Zentrifugaldurch gekennzeichnet, daß die die Abtriebs- kugeln nicht sicher abgedeckt.

büchse umgebende Hülse mit einer nach innen Durch den Erfindungsgegenstand wird erreicht,

abgebogenen Zunge (110) versehen ist, die wahl- 50 daß die Einzelteile des Keilriemengetriebes im we-

weise in eine von mehreren, am Umfang des sentlichen durch einfache Verformungsverfahren her-

Federhalters (132) verteilt angeordneten Ausprä- gestellt und mit Hilfe einfacher Verbindungselemente

gungen (136) greift. miteinander verbunden werden können, und daß die

3. Keilriemengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, Einzelteile eine größere Festigkeit und Zuverlässigdadurch gekennzeichnet, daß die Hülse mit nach 55 keit aufweisen als Gußteile. Nur die Gleitlagerbüchinnen abgebogenen Nockenflächen (108) und die sen sind aus Bronze hergestellt.

Lagerbüchse (116) mit nach außen gerichteten Eingangsseitig ist die axial verschiebliche Kegel-Nockengliedern (126) versehen ist. scheibenhälfte getrennt von dem ihr zugeordneten

4. Keilriemengetriebe nach Anspruch 1, da- Anschlag für die Zentrifugalkugeln ausgebildet und durch gekennzeichnet, daß der mit den Ausprä- 60 nachträglich mit ihm verbunden, so daß eine sonst gungen für die Zentrifugalkugeln (78) versehene eine sehr komplizierte Formgebung aufweisende Deckel (36) mit einem radial nach innen greifen- Gußform in Fortfall kommen kann. Auch der Deckel den Rand (80) versehen ist, der eine öffnung ist als Stahlblechteil ausgebildet.

zum Durchtritt des Ringflansches (58) der von Ausgangsseitig ermöglichen die gestanzten und ge-

den Zentrifugalkugeln verschiebbaren Büchse 65 zogenen Stahlblechteile den raumsparenden und ein-

(60) bildet. fachen Aufbau der Nockenführung und zugleich die

5. Keilriemengetnebe nach Anspruch 1 oder 4, Möglichkeit, die Vorspannung der Feder durch Drehdadurch gekennzeichnet, daß der Deckel mit der einstellung des Federhalters zu verändern, wobei

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die Feder als Torsionsfeder ausgebildet ist. Die ange- der sie an dem Deckel 36 anliegt, und anderen Stel-

triebene Einheit des Keilriemengetriebes kann daher lungen verschiebbar, in deuen sie sich in verschiede-

an verschiedene Betriebsbedingungen angepaßt wer- nen Abständen von dem Deckel befindet,

den. Auf der Antriebsbüchse 34 ist mittels der Büchsen

Vorteilhafte Weiterbildungen des Anmeldungsge- 5 44 und 46 eine axialverschiebliche Kegelscheiben-

genstandes sind in den Unteransprüchen aufgeführt hälfte 54 mit einem Ringflansch 56 gelagert Auf

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an dem Ringflansch 56 ist eine Büchse 60 mit einem an-

Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt geformten, sich radial nach außen erstreckenden

Fig. 1 einen Aufriß des erfindungsgemäß ausge- Ringflansch 58 befestigt, vorzugsweise im Preßsitz,

bildeten Keilriemengetriebes, io An dem anderen Ende der Büchse 60 ist ein sich ra-

Fig. 2 einen Schnitt durch das Getriebe der dial nach innen erstreckender Rißgflansch 62 ange-

Fig. 1, wobei sich die Antriebseinheit in der Leer- formt, der in eine Kerbe 64 der Büchse 46 eingreift

laufstellung befindet, Die Kegelscheibenhälfte 56 ist in bezug auf die

Fig. 3 einen Schnitt durch das Getriebe der Büchse 44 verschiebbar,

Fig. 1, wobei sich die Antriebseinheit in einer An- 15 Ein im wesentlichen kreisrunder Antriebslaufring

triebsstellungbefindet, 66 (s. auch Fig.5), vorzugsweise aus einem ver-

Fig.4 eine Aufsicht auf den Deckel der Antriebs- stärkten Kunststoff wie z.B. glasfaserverstärktem

einheit, Nylon ist von dem nach außen vorstehenden Ring-

F i g. 5 eine Aufsicht auf «iinen Antriebslaufring flansch 58 der Büchse 60 gehalten und weist vorste-

der Antriebseinheit, 20 hende Abschnitte 70 auf, die in Ausnehmungen 72

Fig.6 eine Seitenansicht der feststehenden Kegel- des Flansches 58 eingreifen, wodurch der Laufring scheiberihälfte und der mit ihr verbundenen und mit 66 fest an dem Flansch 58 gehalten wird. Der Lauf-Nockenflächen versehenen Hülse, ring 66 weist auf Abstand angeordnete Laufbahnen

F i g. 7 eine Endansicht auf den als Lagerbüchse 74 auf, deren Zweck weiter unten erläutert ist
dienenden und mit nach außen gerichteten Nocken- »5 Der Deckel 36 ist uüt mehreren auf Abstand angliedern versehenen Ringflansch, wobei die Nocken- geordneten Ausprägungen 76 versehen, die in ihrer glieder aber noch nicht mit Nockenpolstern versehen Anzahl und Anordnung den Laufbahnen 74 des sind, Laufringes 66 entsprechen. Zwischen dem Laufring

F i g. 8 eine Aufsicht auf den Federhalter der ange- 66 und dem Deckel 36 und innerhalb einer bestimm-

triebenen Einheit des Keilriemengetriebes, und 30 ten Anzahl von durch die Laufbahnen 74 und die

Fig.9, 10, 11 und 12 zeigen schematische Dar- Ausprägungen 76 gebildeten Kanälen befinden sich

Stellungen verschiedener sich zwischen der antreiben- Zentrifugalkugeln 78. Die Kugeln 78 bestehen im all-

den und der angetriebenen Einheit stufenlos einstel- gemeinen aus gehärtetem Stahl. Die Anzahl der Ku-

lenden Antreibsverbüidungen. geln 78 wird so gewählt, daß die Einheit dynamisch

F i g. 1 zeigt ein stufenloses Keilriemengetriebe mit 35 ausgewuchtet ist

einer auf Zentrifugalkräfte ansprechbaren Einheit 20, Der Deckel 36 weist außerdem einen radial nach

die im nachfolgenden kurz als Antriebseinheit be- innen greifenden Rand 80 auf und ist vermittels einer

zeichnet werden soll, und einer angetriebenen Ein- Schraube 82 mit der Nabe 26 verbunden. Zwischen

heit 22, wobei die Antriebsverbindung zwischen den dem Kopf der Schraube 82 und der Oberseite des

beiden Einheiten aus einem Treibriemen 24 besteht. 40 Deckels 36 befindet sich eine Beilagscheibe 84 mit

Im allgemeinen ist die Antriebseinheit 20 mit dor einer Zunge 86, die in die Ausnehmung 40 des Dek-

Kurbelwelle einer Antriebsmaschine wie z.B. eines kels eingreift. Weiterhin ist eine Sicherungsscheibe

Ottomotors od. dgl. verbunden, die durch den Kasten 88 mit einer Zunge 90 vorgesehen, die zu der Zunge

angedeutet ist. Die angetriebene Einheit 22 ist mit 86 komplementär ausgebildet ist. Ein Umfangsab-

einer anzutreibenden Vorrichtung verbunden, die 4a schnitt der Sicherungsscheibe 88 ist wie bei 92 ange-

ebenfalls als Kasten dargestellt ist. deutet gegen den Kopf der Schraube 82 nach oben

Die Antriebseinheit 20 weist eine mit der Kurbel- umgebogen. Die Zentrierung des Deckels 3b wird welle der Antriebsmaschine verbindbare Nabe 26 durch die zentrische Eindrückung 37 gewährleistet, und eine feststehende Kegelscheibenhälfte 28 auf, die Die Verbindungsanordnung ist so beschaffen, daß mit einer mittigen Ausnehmung 30 in Eingriff mit 50 ein kraftschlüssiger Antrieb zwischen der Nabe 26 einer Schulter 32 der Nabe 26 Pteht. Das eine Ende und den übrigen Teilen der Einheit gewährleistet ist. einer Antriebsbüchse 34, welche die Nabe 26 teil- Die Nabe 26 ist auf geeignete Weise mit der Anweise umgibt, liegt an der Kegelscheibenhälfte 28 an, triebsmaschine verbunden. Alle Stellteile der Einheit während ein pilzförmiger Deckel 36 an dem anderen 20 sind ummantelt

Ende der Antriebsbüchse 34 anliegt. Der Deckel 36 55 Die angetriebene Einheit 22 weist eine zylindrische weist eine zentrische Eindrückung 37 mit einer mitti- Abtriebsbüchse 100 mit einer Keilnut 102 auf, die gen öffnung 38 auf und ist mit einer Ausnehmung 40 vermittels eines (nicht dargestellten) Keils antriebsversehen. Die Antriebsbüchse 34 ist von einem Leer- mäßig mit einer (ebenfalls nicht dargestellten) Welle laufring 42 umgeben, der auf der Antriebsbüchse frei der anzutreibenden Vorrichtung verbindbar ist. Eine drehbar ist. Außerdem ist die Antriebsbüchse 34 von 60 feststehende Kegelscheibenhälfte 104 ist z. B. durch zwei in einem gegenseitigen Abstand befindlichen Verbindungselemente 106 mit der Abtriebsbüchse Büchsen 44 und 46 umgeben, zwischen denen eine 100 verbunden und weist in bestimmten Winkelstel-Druckfeder 48 angeordnet ist, welche die Büchsen lungen nach innen gebogene Nockenflächen 108 und voneinander weg beaufschlagt, wobei die Büchse 44 eine nach innen gebogene Mitnehmerzunge 110 auf, in Eingriff mit einem Sprengring 50 kommt, der in 65 deren Aufgabe weiter unten erläutert ist.
einen Schlitz 52 der Antriebsbüchse 34 eingesetzt ist. Zwei einen axialen Abstand voneinander aufwei-Die andere Büchse 46 ist in der weiter unten aus- sende zylindrische Büchsen 112 und 114 umgeben führlich erläuterten Weise zwischen einer Stellung, in die Abtriebsbüchse 100, und ein geflanschter, im we-

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en zylindrisch ausgebildeter Ringflansch 116 Mit Ausnahme der Lager wie z.B. der Büchsen

umS die Büchsen 112 und 114 und ist in bezug auf 112 und 114, der Zentnfugalkugeln und der Federn diese in Axialrichtung verschiebbar. Über einen Ra- in beiden Einheiten lassen sich samüiche Teile aus d Sflansch 118 mit mehreren öffnungen 120 ist der Stahlblech herstellen, das gestanz^ üefgezogen ode Rineflansch 116 mit einer axial verschieblichen Ke- 5 auf andere Weise in die gewünschte Form gebracht «elscheibenhälfte 122 verbunden, und zwar mittels wird. Ein dabei anwendbares Formanderungsverfah-Verbindungselementen 124. Das den Öffnungen 120 ren ist das Drehen der ausgestanzten Teile, wobei abgewandte Ende des als Lagerbüchse dienenden sich auch andere Formänderungsverfahren anwenden Ringflansches 116 trägt nach außen gerichtete Nok- lassen.

keneljeder 126 deren Anzahl und gegenseitige Ab- io Es soll nun kurz auf die Arbeitsweise des erftnstände den Nockenflächen 108 entsprechen, wobei dungsgemäßen Getriebes eingegangen werden. Die jedes Nockenglied ein Nockenpolster 128 aus Nylon Fig. 9, 10, 11 und 12 zeigen verschiedene Antnebsod dgl trägt über das das Nockenglied in Eingriff bedingungen zwischen der Antriebseinheit 20 und mit der ihm'zugeordneten Nockenfläche 108 korn- der angetriebenen Einheit 22. Wenn sich die Anmen kann Die Nockenglieder 126 weisen halsför- 15 iriebsmaschine mit Leerlaufdrehzahl dreht (Fig.9), miee Verbindungsabschnitte 130 zu dem Ringflansch dreht sich der Treibriemen frei auf dem Leerlaufring 116 hin auf ⁴²» ^{so daß} keine Antriebsleistung übertragen wird.

Der Neigungswinkel der Nockenflächen 108 ist für Die angetriebene Kegelscheibe befindet sich dabei in verschiedene Antriebsbedingungen und Flansch- der in F i g. 2 dargestellten Lage, dr-cke ausgelegt Beispielsweise führt eine verhält- ao Wenn nun die Drosselklappe der Antnebsmanis~mäßi£ große Nockenflächenneigung zu höheren schine weiter geöffnet wird, bewegt sich die ver-FlanschdrücKen und zu einem schnelleren Herunter- schiebbare Kegelscheibenhälfte der Antriebseinheit, schalten wenn die Belastung der angetriebenen Ein- und beide Hälften kommen dadurch in Eingriff mrt heit 22 größer wird. Dieser Fall kann z. B. dann ein- dem Treibriemen. Durch den zwangsläufigen Eingriff treten, wenn ein mit diesem Getriebe ausgestattetes 35 beider Kegelscheibenhälften beider Einheiten mti; Fahrzeug sich von ebenem Gelände aus in hügeliges dem Treibriemen wird ein Schlupf des Riemens in oder größere Fahrwiderstände bedingendes Gelände der Eingriffsstellung ausgeschaltet, und die volle Leijjggjk* stung der Antriebsmaschine wird vermittels des Treib -

Der Ringflansch 116 ist von einem zylindrischen riemens übertragen. Der Zustand der beiden EinFederhalter 132 umgeben, dessen nach außen gerich- 30 heiten bei verhältnismäßig niedrigen Maschinendrehteter Flansch 134 Ausprägungen 136 und eine öff- zahlen ist in Fig. 10 dargestellt, nung 138 aufweist Die Mitnehmerzunge 110 der Bei mittleren Drehzahlen, die der Darstellung der

feststehenden Kegelscheibenhälfte 104 greift in eine Fig. 11 entsprechen, ist die Drosselklappe der Ander Ausprägungen 136 ein. Statt der Mitnehmer- triebsmaschine noch weiter geöffnet, so daß sich die zunge 110 kann auch ein Zapfen, eine Nase oder ein 35 effektiven Durchmesser der Kegelscheiben in den anderer Vorsprung vorgesehen sein, welcher in eine Einheiten entsprechend der Beschleunigung verän-Ausprägung 136 eingreift Eine Torsions-Druckfeder dem. Der effektive Durchmesser der Antriebskegel-140 ist auf den Federhalter 132 aufgesetzt, wobei das scheibe nimmt zu, während der effektive Durchmeseine Mitnehmerende 141 der Torsionsfeder in die ser der angetriebenen Kegelscheibe abnimmt, öffnung 138 eingreift und das andere Mitnehme- 40 Fig. 12 zeigt den Betrieb bei hohen Motordrehrende 142 mindestens einen der halsförmigen Ab- zahlen. Bei hohen Drehzahlen befindet sich der Treischnitte 130 umgreift Wenn daher die verschiebliche briemen am Außendurchmesser der Kegelscheibe der Kegelscheibenhälfte 122 von der feststehenden Ke- Antriebseinheit und am Innendurchmesser der Kegelscheibenhälfte wegbewegt wird, wird die Torsions- gelscheibe der angetriebenen Einheit feder 140 zusammengedrückt Die Torsionskraft der 45 Bei hoher Belastung verlagert sich der Riemen Feder 140 läßt sich durch Drehen des Federhalters sehr schnell zum Innendurchmesser der Antriebske-132 in bezug auf die feststehende Kegelscheiben- gelscheibe und zu dem Außendurchmesser der angehälfte 104 verändern. Die Einstellung erfolgt dabei triebenen Einheit, wohingegen er dann wieder die durch Einführen eines Werkzeuges wie z.B. eines normale Stellung für hohe Drehzahlen einnimmt, Schraubenziehers, durch eine der Ausnehmungen 5° wenn die Belastung auf normale Werte zurückkehrt. 120 in Eingriff mit einer Ausprägung 136 und Dre- Für sämtliche Betriebszustände sind die Übersethen des Federhalters 132, bis eine andere Ausprä- Zungsverhältnisse stufenlos. Bei jeder Drehzahl wird gung in Eingriff mit der Zunge 110 kommt Die Be- die volle Leistung übertragen, ohne daß ein Schlupf tätigungselemente der Einheit 22 sind auch hier wie- des Treibriemens auftritt oder der Wirkungsgrad tierderum von einer Ummantelung umgeben. 55 abgesetzt ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ι 2 feststehenden Kegelscheibenhälfte (28) mittels einer Schraube (82) verbunden ist, wobei eine am Patentansprüche: Schraubenkopf gesicherte Beilagscheibe (84) mit einer Zunge (86) in eine Ausnehmung (40) des

1. Stufenloses Keünemengetriebe mit je einer 5 Deckels (36) greift. _An,_nnirh S h* auf der treibenden und der getriebenen Welle an- 6. Keilriemengetnebe nach Ampruch 5 dageordneten Kegelscheibe, von denen jede eine durch gekennzeichnet, ^"^fj^*™ axial feststehende, auf einer Antriebs- bzw. Ab- zentrische Eindrückung (37) zur Zentrierung auf triebsbüchse befestigte Kegelscheibenhälfte und der Antriebsbüchse (34) aufweist.

eine axial verschiebliche, auf der Antriebsbüchse io
bzw. auf der Abtriebsbüchse mit einem Ringflansch gelagerte Kegelscheibenhälfte aufweist,
wobei ein-mit der Antriebsbüchse verbundener