DE2118083A1

DE2118083A1 - Scheibensatz fuer kegelscheibenumschlingungsgetriebe

Info

Publication number: DE2118083A1
Application number: DE19712118083
Authority: DE
Inventors: Manfred Rattunde
Original assignee: PIV Antrieb Werner Reimers GmbH and Co KG
Current assignee: PIV Antrieb Werner Reimers GmbH and Co KG
Priority date: 1971-04-14
Filing date: 1971-04-14
Publication date: 1973-01-11
Also published as: DE2118083C3; DE2118083B2

Description

Scheibensatz für Kegelscheibenumschlingungsgetriebe Die Erindung betrifft einen oder mehrere Scheibensätze eines stufenlos einstellbaren Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit zwischen axial verschiebbaren Kegel scheiben laufendem Zugmittelstrang, bei dem die erforderlichen an- und abtriebsseitigen Anpreßkräfte ganz oder teilweise mit Druckflüssigkeit erzeugt werden und die axial beweglichen Kegelscheiben als umlaufende Kraftkolben ausgebildet sind.
Es ist eine Vielzahl solcher Scheibensatzkonstruktionen bekannt.
Solche, die die Anpreßkraft vollhydraulisch, und solche, die die Anpreßkraft mechanisch mit Hilfe von schraubenförmigen Kurvenbahnen, die das Drehmoment in eine Axialkraft umsetzen, erzeugen.
Ferner solche, deren Anpreßkraft mittels Druckfedern sichergestellt wird. Diesen aufgeführten Beispielen ist jedoch gemeinsam, daß die erforderlichen Verstellkräfte hydraulisch bewirkt werden, wobei der hydraulische Druck die axial bewegliche Kegelscheibe verschiebt.
Stufenlos einstellbare Getriebe werden in zunehmendem Maße in Regelkreisen eingesetzt. Das Nachfolgen der Drehzahl auf neue Betriebsbedingungen soll dabei mit möglichst geringen Verzögerungen erfolgen, der Frequenzgang muß bestimmten Anforderungen genügen.
Bei den bekannten ausgeführten Scheibensatzkonstruktionen ist der Zylinderdurchmesser jedoch meist kleiner als der Außendurchmesser der Kegeischeiben. Dadurch ergeben sich geringe Verstellkräfte, das Getriebe reagiert auf Verstellkommandos relativ träge. Vergrößert man den 7.ylinderdurchmesser, so hat dies 2 Nachteile zur Folge .
1. Flüssigkeitstefüllte rotierende Zylinder erzeugen durch Fliehkrafteinfluß eine Axialkraft, die quadratisch mit der Drehzahl, aber mit der 4.Potenz des Rådiüs ansteigt. Die dadurch allein-entstehende Anpreßkraft macht schon einen erheblichen. Anteil der gesamten Anpreßkraft aus und stört die erforderlichen Anpreßwerte sehr stark, besonders in der Ubersetzungsstellung mit maximaler Abtriebsdrehzahl.
2; Die Wärmeabfuhr aus der beweglichen Kegel scheibe wird schlechteer, wenn der Zylinderdurchmesser vergrößert wird. Uberträgt das stufenlos einstellbare Getriebe bei konstanter Ubersetzung eine gewisse Leistung, so bleibt das Öl im Druckraum. Es wird also nicht ausgetauscht, und es entsteht ein Wärmestau. Das Öl im Druckraum ist dann wärmer als-das im Ölsumpf. Dagegen wird die entstehende Wärme an der festen Kegelscheibe allseits durch Spritzöl abteführt. Die unterschiedlichen Temperaturen von fester und beweglicher Kegelscheibe üben einen nachteiligen Einfluß auf gleichmäßiges Beibverhalten und Verschleiß aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, diese zwei wesentlichen Nachteil,Fliehkrafteinf7ß und Wärmestau, zu beseitigen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß reben dem eigentlichen Druckraum noch ein zweiter mit Flüssigkeit gespeister Raum vorhanden ist und die gemeinsame Trennwand dieser beiden Zylinderräume, bestehend aus dem Dichtungsträger, mit der Welle form- oder kraftschlüssig verbunden ist.
Durch diese Maßnahme wird der nachteilige Einfluß des F]iehöldrucks kompensiert. Die Fliehöldruckkomponenten in beiden Zylinderrsumen wirken einander dadurch entgegen, daß die gemeinsame Trennwand fest mit der Welle verbunden ist und ferner dadurch, daß der FliPhöldruck einerseits die innere, stirnseitige Fläche der beweglichen Kegelscheibe, andererseits die innere, stirnseitige Fläche des Zylinders beaufschlagt. Außerdem strömt kontinuierlich Öl alls dpm Druckraum in den zweiten Zylinderraum und wird dort durch Rotation des Scheibensatzes gehalten. Meist genügt schon das Lecköl, welches eine Dichtung hindurchläßt. Das überschüssige Öl entweicht kontinuierlich durch Öffnungen in Nähe des Innendurchmesfiers des zweiten Zylinderraumes'die zweckmäßig als Ringspalt ausgebildet sind. Der Austrittsquerschnitt muß reichlich bemessen werden, damit bei schnellen Verstellvorgängen keine zusätzlichen Widerstände entstehen. Hierdurch ergibt sich eine ständige Olzirkulation, die den Wärmestau in der beweglichen Kegelscheibe abbaut.
Je nach Konstruktionsausführung läßt sich so der Fliehöldruckeinfluß ganz oder teilweise kompensieren, je nachdem, wie groß die Zylinderdurchmesser der beiden- Zylinderräume bemessen werden. Da der Radius mit der 4. Potenz die durch Fliehkraft erzeugte Axialkraft beeinflußt, sind Xompensationen auf kleinem Durchmesser praktisch unbedeutend, auf großem Durchmesser jedoch sehr effektiv.
Die mit der Erfindung erzielten Eigenschaften sind besonders bei Getrieben, die dynamischen Beanspruchungen, z.B. als Glied in Regelkreisen, ausgesetzt sind, nicht nur sehr vorteilhaft, sondern sie sind für die Schaffung moderner Hochleistungsgetriebe erforderlich. Der konstruktive Aufwand zum Erreichen dieser vorteilhaften Eigenschaften ist relativ gering.
Die Erfindung wird durch 3 Auführunsbeippiele in der 7zeichnung dargestellt und zwar zeigen: Fig. 1 Ausführung mit vergrößertem Innendurchmesser des zweiten Zylinderraumes; Fig. Is Kräftediagramm zu Fig.1; Fig. 2 Ausschnitt der Ausführung mit gleichen Innen- und Außendurchmessern beider Zylinderräume; Flg.?a Kräftediagramm zu Fig.2; Fig. Z Ausschnitt der Ausführung mit unterschiedlichen Innen-und Außendurchmessern beider 7,ylinderräume; '-ig. 3a Kräftediagramm zv Fig.3 Bei der nachfolgenden Bewschreibltng der Zeichnungen sind funktionell gleichwirkende Teile mit gleicher Bezifferung versehen.
Mit der Welle 1 ist die feste Kegelscheibe 2 fest verbunden. Die bewegliche Kegelscheibe 3 ist auf der Welle 1 axial verschiebbar, aber mit dieser drehmomentverbunden. Zwischen den Kegelscheiben 2 und 3 befindet sich der Zugmittelstrang 4. Der Dichtungsträger 5 ist mit der Welle 1 verbunden, ebenso der Zylinder 6 mit der beweglichen Kegelscheibe 3. Der Dichtungsträger 5 trägt die Dichtung 7. Die Feder 8 sorgt für eine gewisse Vorspannung des Zugmittelstra.nges 4. Ist ein derartiges Getriebe, bestehend aus meist zwei solcher Scheibensätze, in Funkt-ion, so strömt Drucköl durch die Wellenbohrung 9 in den Druckraum iq, wodurch die bewegliche K;egelscheibe 3' gegen den- Zugmittelstrang 4 gepreßt wird. Durch eine kleine Drosselbohrung 11 sowie durch Lecköl der Dichtung 7 wird der zweite Zylinderraum mit Öl gefüllt. Das Öl wird im zweiten Zylinderraum durch Rotation gehalten. Uberschüssiges Öl entweicht. durch den Ringspalt 13.
Fig. la zeigt schematisch die Druckverteilung als Funktion des Radius bei umlaufendem Scheibensatz.
Während die konstruktive Darstellung des Erfindungsgedankens nach Fig. 1 bzw. Fig. la keine völlige Kompensation des Fliehöldruckeinflusses bewirkt, zeigt Fig.2 bzw. Fig.2a die Lösung einer vollkommenen Kompensation. Innen--und Außendurchmesser beider Zylinderräume sind gleichgroß Fig. 3 zeigt den Ausschnitt eines Scheibensatzes mit unterschiedlichen Innen- und Äußendurchmessern der Zylinderräume 10 und 12.
Der Dichtungsträger 5 trägt dann die Dichtungen 7 und 7a. Der entstehende Raum 14 erhält nach außen eine Leckölbohrung 15. Fig 3a stellt wieder die Druckverteilung beim umlaufenden Scheibensatz dar.

Claims

Patentansprüche

1. Seheibensatz eines stufenlos einstellbaren Kegelscheiben-9 umschlingungsgetriebes mit zwischen axial verschiebbaren Kexelscheiben laufendem 7,ugmittelstrang, bei dem die erforderlichen an- ünd abtriebsseitigen Anpreßkräfte ganz oder teilweise mit Druckflüssigkeit erzeugt werden und die axial beweglichen Kegelseheiben als umlaufende Kraftkolben ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem eigentlichen Druckraum (1-0) noch ein zweiter mit Flüssigkeit gespeister Raum (12) vorhanden ist und die gemeinsame Trennwand dieser beiden Zylinderräume, bestehend aus dem Dichtungsträger (5), mit der Welle (1) form- oder kraftschlüssig verbunden ist.

2. ,Scheibensatz nach Anspruch -1 dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zylinderraum (12) mit Flüssigkeit aus dem Druckraum (io) gespeist wird.

3. Scheibensatz nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Speisung-des zweiten Xylinderraumes durch Leckflüssig-.

keit allein erfolgt, welches die Dichtung (7) hindurchläßt.

4. Scheibensatz nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- und (oder) Innendurchmesser dieser beiden Räume gleichgroß oder unterschiedlich sind.

5. Scheibensatz nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß xdas kontinuierliche Abfließen der überschüssigen Flüssigkeit aus dem zweiten Zylinderraum (12) in Nähe des Innendurchmessers erfolgt.

6. Scheibensatz nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierliche Abfließen der überschüssigen Flüssigkeit aus dem zweiten Zylinderräum (12) durch einen Ringspalt (13) erfolgt.