DE2118083B2

DE2118083B2 - Scheibensatz fuer kegelscheibenumschlingungsgetriebe

Info

Publication number: DE2118083B2
Application number: DE19712118083
Authority: DE
Inventors: Manfred 6380 Bad Homburg 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: 1973-05-03
Also published as: DE2118083C3; DE2118083A1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen oder mehrere Scheibensätze eines stufenlos einstellbaren Kegelscheibenumschlingungsgetriebes, bei dem die an- und abtriebsseitigcn Anpreßkräfte ganz oder teilweise mit Druckflüssigkeit erzeugt werden, die vom Druckmittel beaufschlagten Stirnflächen der axialbewcglichen Kegelscheiben als umlaufende Stellkolbcn wirken und der eigentliche Stcllclruckraum für den Stellkolben durch eine auf der Welle form- oder kraftschlüssig befestigte, als Dichtungsträger ausgebildete Trennwand von einem zweiten flüssigkeitsgefüllten Zylinderraum getrennt ist, wobei ein begrenztes Überströmen von Flüssigkeit zwischen den beiden Zylinderräumen möglich ist.

Bei solchen "bekannten Scheibensätzen werden du-Verstellkräfte hydraulisch bewirkt, wobei das Drue! mittel die axialbeweglichen Kegelscheiben verschieb;. [>\c erforderlichen Anpreßkräfte können hydraul)-/ durch schraubenförmige Kurvenbahnen, die die Cn faimskraft in Axialkraft umsetzen, oder d...rh Druck federn erzeugt werden. Es sind auch Kombination^:, dieser Anpreßarten möglich.

Stufenlos einstellbare Getriebe werden in zunehmendem Maße in Regelkreisen eingesetzt. Die Nach regelung der Getriebeausgangsdrehzahl auf neue Bl t.iebsbedingungen soil dabei mit möglichst geringe . Verzögerungen erfolgen.

Bei "den bekannten Scheibensatzkonstruktionen i der Zylinderdurchmesser jedoch häufig '-.leiner ;.'-. der Außendurchmesser der Kegelscheiben. Daduvel, ergeben sich geringe Verstellkräfte, und das Getricl·. reagiert auf Verstellkommandos relativ träge. Vei größen man den Zylinderdurchmesser, so hat di, , zwei Nachteile zur Folge:

1. Flüssigkeitsgelüllte rotierende Zylinder erzeugen durch Fliehkrafteinfluß eine Axialkraft, die quadratisch 1,11t der Drehzahl, aber mit der 4. Potenz des Radius ansteigt. Die dadurci allein entstehende Anpreßkraft macht schoi einen erheblichen Anteil der gesamten AnprelA-kraft aus und stört die erforderlichen Anprel.',-werte sehr stark, besonders in der Übersetzungsstellung mit maximaler Abtriebsdrehzahl.

2. Die Wärmeabfuhr aus der beweglichen Kegelscheibe wird schlechter, wenn der Zylinderdurchmesser vergrößert wird. Überträgt das stufenlos einstellbare Getriebe bei konstanter Übersetzung eine gewisse Leistung so bl ibt 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 erstehende Wärme an der festen Kegelscheibe allseits durch Spritzöl abgeführt. Die unterschiedlichen Temperaturen von fester und beweglicher Kegelscheibe üben einen nachteiligen Einfluß auf gleichmäßiges Rcibvcrhalf.en und Verschleiß aus

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin. Vorkehrungen zu treffen, daß bei Scheibensätzen der eingangs aufgeführten Gattung der Fliehkrafteinfluß und der Wärmestau beseitigt werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß auch die den zweiten Zylinderraum nach außen begrenzenden Wandteile mit der axial verschiebbaren, den Stellkolben bildende. Kegelscheibe fest verbunden sind, wobei das Druckmittel aus dem zweiten Zylinderraum, der nur einem durch die Fliehkraft erzeugten Druckaufbau unterworfen ist, nach außen begrenzt abfließen kann.

Es sind bereits Scheibensätze für Kegelscheibcnumsclilingungsgetriebe bekannt, bei denen auch die den zweiten Zylinderraum nach außen begrenzenden Wandteile mit der axial verschiebbaren, den Stellkolben bildende Kegelscheibe fest verbunden sind, Hierbei ist jedoch auch der zweite Zylinderraum mit einer eigenen Zuleitung und Abdichtung versehen, durch die sich ein gesteuerter Unter- bzw. Überdruck aufbauen kann.

Bei Benutzung einer solchen hydraulischen Difl'erenzdrucksleuerung für die Kegelscheibeneinstellung wird zwar die störende Fliehkrafteinwirkung. jedoch nicht der Wärmestau beseitigt. Ferner würde die Kegelscheiheneinstellung. also das Nachfolgen der Getriebeausgangsdrehzahl auf Verstellkommandos, trage erfolgen, da durch die zusätzlichen Widerstände in der Zuleitung für den zweiten Zylinder raum das I-in- bzw. Ausströmen des Druckmittels erschwert wird, Ein Abbau dieser Ein- bzw. Ausströmwider- iu stünde ist aus konstruktiven Gründen nur begrenzt möglich. d;> für die Dil'ferenzdrucksteuerung zwei Zuleitungen durch die rotierende Welle notwendig Miul. Der konstruktive Aufwand hierfür wäre nicht unerheblich.

Durch die Erfindung wird nicht nur der störende lr.influß des Riehkraftöldruekes kompensiert, sondern es wird auch der für das gleichmäßige Reibverhallen nachteilige Wärmestau beseitigt ohne zusätzliche Zuleitung und Abdichtung tür den zweiten Zylinderraum. Es wird somit bei einfachstem konstruktivem Aufwand eine relativ große Wirkung erzielt.

Die Fliehkraftöldruckkomponenten in beiden Zylinderräumen wirken einander dadurch entgegen, daß die gemeinsame Trennwand fest mit der Welle verbunden ist, und ferner dadurch, daß der Flichöldruck einerseits die innere, stirnseitige Fläche der beweglichen Kegelscheibe, andererseits die innere, stirnseitige Fläche der mit der beweglichen Kegelscheibe fest verbundenen Wandteile des zweiten Zylinderraumes beaufschlagt. Außerdem strömt kontinuierlich Öl aus dem Druckraum in den zweiten Zylinderraum und wird dort durch Rotation des Scheibensatzes gehalten. Meist genügt schon das Lecköl, weldies eine Dichtung hindurchläßt. Das überschüssige Öl entweicht kontinuierlich durch Öffnungen in Nähe des Innendurchmessers des zweiten Zylinderraumes, die zweckmäßig als Ringspalt ausgebildet sind. Der AustrittsquerschniU muß reichlich bemessen werden, damit bei schnellen Verstellvorgängcn keine zusätzlichen Widerstände entstehen. Hierdurch ergibt sich eine ständige Ölzirkulation. die den Wärmestau in der beweglichen Kegelscheibe abbaut.

Je nach Konstruktionsausführung läßt sich so der Flichöldri.ckeinfluß ganz oder teilweise kompensieren, je nachdem, wie groß die Zylinderdurchmesser der beiden Zylinderräume bemessen werden. Da der Ridius mit der 4. Potenz die durch Fliehkraft erzeugte Axialkraft bcicinflußt. sind Kompensationen auf kleinem Durchmesser praktisch imbedeutend, auf großem Durchmesser jedoch sehr effektiv.

Die mit der Erfindung erzielten Eigenschaften sind besonders bei Getrieben, die dynamischen Beanspruchungen. /. B. als Glied in Regelkreisen, aussetzt sind, nicht nur sein vorteilhaft, sondern sie :·:■,,ι für die Schaffung moderner Hochleisiungsge·'i ν erforderlich. Der konstruktive Aufwand zum : reichen dieser vorleilluitten Eigenschaften ist re!; 'i\

gering.

Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung siiui

der Zeichnung ersichtlich. Es zeigt

F i g. 1 Ausführung mit vergrößertem lnnendir. messer des zweiten Zylinderraumes. Fi». 1 a Kräflediagramm zu Fig. I. F i ii. 2 Ausführung mit gleichen Innen- ,· . Außendurchmessern beider Zylinderräunie. F i g. 2 a Kräftediagramm zu F i g. 2. F i Li. 3 Ausführung mit unterschiedlichen Inn..· und Außendurchmessern beider Zylinderräunie. F i ii. 3 a Kräflediagramm zu F i g. 3. Bei der nachfolgenden Beschreibung der Vx] nuntien sind funk onell gleichw irkende I eile ;;_: . gleicher Bezifferung ve sehen.

Mit der Welle 1 ist die feste Kegelscheibe 2 !. verbunden. Die bewegliche Kegelscheibe 3 ist aiii ι. Welle 1 axial verschiebbar, jedoch undrehbar ι festigt. Zwischen den Kegelscheiben 2 und 3 befiiui. sich der Zugmittelstrang 4. Der Dichtungsträger 5 i . mit der Welle 1 verbunden, ebenso der Zylinde; ι: mit der beweglichen Kegelscheibe 3. Der Dichtun. trägcrS trägt die Dichtung 7. Die Feder 8 sorgt π.: eine gewisse Vorspannung des Zugmittelstranges J 1st ein derartiges Getriebe, bestehend aus meist zwe, solcher Scheibensülze, in Funktion, so strömt Drucköl durch die Wellenbohrung ¹J in den Druckraum Ks wodurch die bewegliche Kegelscheibe 3 gegen den Zugmittelstrang 4 gepreßt wird. Durch eine kleine Drosselbohrung 11 sowie durch Lecköl der Dichtung 7 wird der zweite Zylinuerraum mit Öl gefüllt Das Öl wird im zweiten Zylinderraum durch Rotation gehaUen. Überschüssiges Öl entweicht durch den Ringspalt 13.

Fig. la zeigt schemalisch die Druekverteilunt! als Funktion des Radius bei umlaufendem Scheibensaiz. Während die konstruktive Darstellung des Erfindungsgedankens nach F i g. 1 bzw. 1 a keine völlige Kompensation des Fliehöldruckeinflusses bewirkt, zeigt F i g. 2 bzw. 2 a die Lösung einer vollkommenen Kompensation. Innen- und Außendurchmesser beider Zy'.inderräume sind gleich groß.

F i g. 3 zeigt einen Scheibensatz mit unterschiedlichen Innen- und Außendurchmessern der Zylinderräume 10 und 12. Der Dichtungsträger 5 trägt dann die Dichtungen 7 und la. Der entstehende Raum 14 erhält nach außen eine Leckölbohrung 15. F i g. 3 a stellt wieder die Druckverteilung beim umlaufenden Scheibensatz dar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Scheibensatz eines stufenlos einstellbaren Kegelscheibenumschlingungsgetriebes. bei dem die an- und abtriehsseitigen Anpreßkräfte ganz oder teilweise mit Druckflüssigkeit erzeugt werden, die vom Druckmittel beaufschlagten Stirnflächen der axialbeweglichen Kegelscheiben als umlaufende Siellkulben wirken und der eigentliche Stelldruckraum für den St' "kolben durch eine auf der Welle form- oder krunsehlüssig befestigte, als Dichtungsträger ausgebildete Trennwand von einem zweiten flüssigkeitsgefüllten Zylinderraum getrennt ist, wobei ein begrenztes Überströmen von Flüssigkeit zwischen den beiden Zylinderräumen möglich ist. dadurch gekennzeichnet, daß auch die den zweiten Zylinderraum (12) nach außen begrenzenden Wandteile mit der axial verschiebbaren, den Stellkolben bildende Kegelscheibe (3) fest verbunden sind, wobei das Druckmittel aus dem zweiten Zylinderraum, der nur einem durch die Fliehkraft erzeugten Druckaufbau unterworfen ist, nach außen begrenzt abfließen kann.

2. Scheibensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zylinderraum (12) durch eine Drosselbohrung (11) aus dem Stelldruckraum (IP gespeist wird.

3. Scheibensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sneisung des zweiten Zylinderraumes durch Leckflüssigkeit allein erfolgt, welche die Dichtung (7) hindurcnläßt.

4. Scheibensatz nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- und oder die Innendurchmesser der beiden Zylinderräunic (iO, 12) gleich groß sind.

5. Scheibensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- und/oder die Innendurchmesser der beiden Zylinderräume (10, 12) unterschiedlich sind.

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

7. Scheibensatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das kontinuierliche Abfließen der überschüssigen Flüssigkeit aus dem zweiten Zylinderraum (12) durch einen Ringspalt (13) erfolut.