DE2136243B2 - Drehmomentabhängige AnreBvorrichtung für ein stufenlos einstellbares Kugelplanetengetriebe - Google Patents

Description

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Bei einer bekannten Anpreßvorrichtung nach dem Ausgangspunkt der Erfindung (FR-PS 1 231 854) sind die beiden inneren Laufringe auf einer Hülse axial verschiebbar angeordnet. Die Hülse hat zwei gegenläufige, telbsthemmungsfreie Gewinde, auf deren jedes eine Mutter aufgeschraubt ist, die mit je einem der Laufringe zusammenwirken kann. An jedem Ende jedes Gewindes ist ein Anschlag für die betreffende Mutter vorgesehen. Je nach der Drehrichtung wirkt eine der Muttern mit dem zugehörigen Laufring zur Regelung des Anpreßdruckes zwischen den Laufringen und den PIanetcnkugeln, d. h. zum Ausgleich von Drehmomentschwankungen, zusammen. Wegen der Gewindereibung erscheint ein feinfühliger Ausgleich von Drehmomentschwankungen mit der bekannten Anpreßvorrichtung nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anpressung in Abhängigkeit von Drehmomentanderun- gen sicherer und feinfühliger zu regeln.

Die Anpreßvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet anstatt einer selbsthemmungsfreien Gewindeanordnung, deren Muttern je nach der Drehrichtung mit dem einen oder dem anderen Laufring zusammen- 6s wirken, eine nur einem Laufring zugeordnete Nockenvorrichtung mit dem Nockenring und den Wälzkörpern, wie sie an sich bekannt ist (US-PS 3 397 587). Da in der Nockenvorrichtung nur Walzreibung auftritt, arbeitet eine solche Anpreßvorrichtung feinfühliger als die bekannte mit Gewindereibung, indem sie den Anpreßdruck schon bei kleinen Drehmomentschwankungen verändert, um die Drehzahl konstant zu halten. Außerdem ist sie unabhängig von der Drehnchtung nur einmal vorhanden, d.h. einem einzigen Laufring zugeordnet. . ,

Es ist bereits bei einem Reibungsgetriebe mit doppelkegeligen Umlaufrädern eine Anpreßvorrichtung mit einer einem inneren Laufring zugeordneten, sich selbst einstellenden Momentenkupplung ähnlich der Nockenvorrichtung bei der Erfindung bekannt, bei der jedoch die beiden inneren Laufringe drehfest miteinander verb'inden auf einer Hüisenkonstruktion angeordnet sind. Eine drehfeste Verbindung eines der inneren Laufringe mit der ersten Welle ist nicht vorgesehen (DT-PS 1 131 959).

Schließlich ist eine Anpreßvorrichtunfr m-t einer Nockenvorrichtung bekannt, die jedoch auf einen schwimmend angeordneten äußeren Laufring des Kugelplanetengetriebes wirkt (FR-PS 992 357).

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Unteranspruch angegeben.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Kugelplanetengetriebe mit einer Anpreßvorrichtung gemäß der Erfindung im Längsschnitt,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 4-4 in F i g. 1 und

F i g. 3 die Abwicklung eines Teilschnittes durch die Anpreßrichtung der Erfindung.

Ein in den Figuren insgesamt mit 10 bezeichnetes Kugelplanetengetriebe umfaßt ein abgedichtetes Gehäuse 12 mit einer Deckplatte 14, Dichtung 18 und Schrauben 19. In der Deckplatte 14 ist ein Nadellager 16 eingebaut, in dem eine Antriebswelle 20 gelagert ist.

Gemäß F i g. I ist eine Abtriebswelle 30 in dem Gehäuse 12 an seinem von der Deckpbtte 14 abgewandten Ende in einem Lager 32 drehbar gelagert. Das innere Ende der Antriebswelle 30 ist mit einer axialen Aussparung 34 versehen, in der das innere Ende der Antriebswelle 20 mittels eines Nadellagers 22 drehbar gelagert ist.

Weiterhin umfaßt das Kugelplanetengetriebe 10 zwei koaxial einander gegenüber angeordnete innere Laufringe mit inneren Laufflächen 4QA und 405 sowie koaxial einander gegenüber angeordnete äußere Laufringe mit äußeren Laufflächen 50A und 50ß. Die vier genannten Laufflächen sind koaxial mit der Antriebswelle 20 und der Abtriebswelle 30 in dem Getriebegehäuse 12 angeordnet. Der die innere Lauffläche 40A aufweisende Laufring ist mit der Antriebswelle 20 durch einen Keil 23 drehfest verbunden. Ein Sprengring 24 verhindert, daß sich dieser Laufring während des Betriebs längs der Antriebswelle 20 axial in F i g. 1 gesehen nach links verlagert. Der andere Laufring mit der zweiten inneren Lauffläche 40Ö ist dem einen Laufring benachbart lose auf die Antriebswelle 20 aufgeschoben und mit der Antriebswelle 20 fiber eine auf Änderungen des übertragenden Drehmoments ansprechende Anpreßvorrichtung 60 gekuppelt. Ein Sprengring 25 auf der Antriebswelle 20 verhindert, daß sich die AnpreBvorrichtung 60 axial in F i g. I gesehen nach rechts verlagert Die Anpreßvorrichtung 60 spricht auf Änderungen der Drehmomentbelastung der Abtriebswelle 30 an, um diesen Änderungen proportional die Axialkraft zu ,variieren, mit der im Betrieb die innere Lauffläche

400 gegen die innere Lauffläche 40/4 gedrückt wird.

Die eine äußere Lauffläche 504 ist radial fluchtend mit der einen inneren Lauffläche 4OA angeordnet. Gemäß F i g. 1 ist der Laufring mit der äußeren Lauffläche 50A in dem Getriebegehäuse 12 gegen Drehbewegungen gesichert. Jedoch kann die ortsfeste äußere Lauffläche 5OA axial gegenüber den anderen Laufflächen 50ß und 40A sowie 40ß asial eingestellt werden, um das Untersetzuiigsverhältnis des Getriebes zu variieren. Der Laufring mit der anderen äußeren Lauffläche 50ß hat einen konischen Abschnitt 36, der mit der Abtriebswelle 30 starr verbunden ist. Daher läuft die äußere Lauffläche 50ß zusammen mil der Abtriebswelle um.

In Fig. 1 ist mit den Bezugszeichen 70 bis 74 eine Einrichtung zum Festhalten des Laufringes mit der au-Qeren Lauffläche 5OA gegen Drehung und zum axialen Einstellen der Lauffläche 5OA bezeichnet.

Planetenkugeln 80 werden durch einen Käfig 81 mit radialen Schlitzen 82 gehalten. Der Käfig 81 hat eine zentrale öffnung 83, welche die Antriebswelle 20 mit einem Spielraum umgibt, so daD sich die Kugeln 80 zusammen mit dem Käfig 81 unabhängig vor. der Antriebswelle drehen können. Die Kugeln 80 sind ständig in Roll- und Reibungsberührung mit allen vier Kugellaufflächen 40A, 4OB, 504 und 50B.

Die Anpreßvorrichtung 60 gewährleistet, daß die Antriebskugeln 80 ständig in schlupffreier Wälzberührung mit den vier Laufflächen stehen, und zwar mit einem Berührungsdruck in Abhängigkeit von den Änderungen der Belastung der Abtriebswelle 30. Um dies zu ermöglichen, ist die Anpreßvorrichtung 60 den inneren Laufflächen 4OA und 4Oi? zugeordnet, die den Steuer- und Abtriebslaufflächen 50A und 50 B gegenüberliegen. Gemäß F i g. 1 und 3 umfaßt die Anpreßvorrichtung 60 einen Nockenring SI und einen Satz von in gleichmäßigen Umfangsabständen verteilten Kugeln 62. Der Nockenring 61 ist mit der Antriebswelle 20 durch pinen Keil 63 drehfest verbunden. Ein Ringbereich an einer etwa radialen Stirnseite des Nockenrings 61 fluchtet axial mit den Kugeln 62 und ist mit als Nocken wirkenden Aussparungen 64 versehen, von denen jede eine Kugel aufnimmt. Die Aussparungen 64 haben gleiche Tiefe und umfassen gleichmäßig geneigie Nockenflächen 64/1, mit denen die Kugeln 62 zusammenarbeiten.

Der Laufring mit der inneren Lauffläche 4OZ? ist gemäß F i g. 1 mit einer mit den Nockenaussparungen 64 axial fluchtenden ringförmigen Lauffläche in Gestalt einer Ringnut 65 versehen, mit der die Kugeln 62 ständig zusammenarbeiten, so daß die Kugeln in den Nokkenaussparungen 64 festgehalten werden. Ein Käfig 66 umschließt einen Abschnitt des Laufrings mit der Lauffläche 40Ö mit Spiel. Der Käfig 66 besitzt axiale öffnungen 68 (F i g. 5), von denen jede eine der Kugeln 62 frei beweglich aufnimmt. Der Käfig 66 hält die Kugeln radial auf die Nockenaussparungen 04 ausgerichtet, läßt jedoch eine Axialbewegung der Kugeln in den öffnungen 68 zu. Zwischen dem Nockenring 61 und dem Laufring ist eine Druckfeder 67 angeordnet, welche die verschiedenen Teile des Getriebes so vorspannt, daß zwischen den Planetenkugeln 80 und den vier Laufflächen ständig ein Berührungsdruck aufrechterhalten wird.

Bei Belastungsschwankungen verstellt die Anpceßvorrichtung die ihr zugeordneten inneren Laufflächen 40A und 40fl axial gegeneinander. Auf diese Weise erhält die Anpreßvorrichtung 60 die Wälzberührung zwischen den Planetenkugeln 80 und den vier Laufflächen über den ganzen Verstellbereich des Getriebes 10 aufrecht.

Die Anpreßvorrichtung 60 gewährleistet, daß die Planetenkugeln 80 eine Planetenbewegung längs der vier Laufflächen ausführen, wobei trotz möglicher Schwankungen der Belastung der Abtriebswelle 30 praktisch kein Schlupf auftritt. Wenn die Abtriebswelle 30 nicht oder nur sehr wenig belastet ist, hält die Feder 67 den Berührungsdruck zwischen den Planetenkugeln 80 und den vier Laufflächen dadurch aufrecht, daß sie die inneren Lauffläche 40ß axial gegen die innere Lauffläche 4OA drückt. Die Anpreßvorrichtung GO kommt zum Regeln des Berührurgsdrucks zwischen den Kugeln 80 und den vier Lauhiächen immer dann zur Wirkung, wenn die Abtriebswelle 30 in einem erheblichen Ausmaß belastet wird. Außerdem bewirkt die Anpreßvorrichtung 60, daß die Planetenkugeln 80 und die vie' Laufflächen ihre relative Lage zueinander im wesentlichen beibehalten, die mit Hilfe der Einrichtug 70 eingestellt worden ist, so daß die Drehzahl der Abtriebswelle 30 konstant gehalten wird.

Wenn sich die Belastung der Abtriebswelle 30 erhöht, wird an dem Berührungspunkt zwischen den Planetenkugeln und der Abtriebsfläche 50ß eine Verzögerungs- oder Bremskraft auf die Planetenkugeln 80 übertragen. Hierbei setzt sich die Drehbewegung der Antriebswelle 20 und des Laufringes mit der inneren Lauffläche 4OA fort. Diese Bremskraft führt dazu, daß eine im wesentlichen gleich große, entgegengesetzt gerichtete Reaktionskraft auftritt, die dun_h die Planetenkugcln 80 auf die innere Lauffläche 40ß übertragen wird. Da der Laufring mit der Lauffläche 40ßfrei drehbar ist, ist die resultierende Reaktionskraft bestrebt, den Laufring mit der Lauffläche 40ß zu drehen, jede Winkelbewegung dieses Laufringes k w^;rd durch die Ringnut 65 auf die Kugeln 62 übertragen, die hierdurch veranlaßt werden, die Nockenaussparungen 64 zu verlassen und gemäß F i g. 1 längs der Nockenflächen 46a nach oben zu rollen und sich hierbei nach links zu bewegen. Die Neigung der Nockenflächen 64a bewirkt hierbei, daß die Kugeln 62 gegen die Bodenfläche der Ringnut 65 gedrückt werden. Somit spannt die Anpreßvorrichtung 60 den Laufring mit der inneren Lauffläche 4OR gegen den Laufring mit der inneren Lauffläche 4OA mit einer Kraft vor, die zur Belastung der Abtriebswelle 30 proportional ist. Der Perührungsdruck zwischen den vier Laufflächen und den Planetenkugeln 80 wird auf diese Weise in direkter Abhängigkeit von der Belastung der Abtricbswelle 30 variiert, so daß ein Durchrutschen der Kugeln 80 verhindert wird. Auch hierdurch hält die Anpreßvorrichtung 60 die Kugeln und die Laufflächen in der gewünschten Lage zueinander, so daß das Untersetzungsverhältnis des Getriebes konstant gehalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Drehmomentabhängige Anpreßvorrichtung für ein stufenlos einstellbares Kugelplanetengetriebe mit in einem nicht umlaufenden Gehäuse axial gegeneinander verschieblichen Laufringen zur Aufnahme von Planetenkugeln, einer ersten Welle, auf der die zwei mit inneren Laufflächen versehenen Laufringe angeordnet sind, einer zweiten Welle, mit welcher der eine Laufring mit einer äußeren Lauffläche verbunden ist, einer Einstellvorrichtung der Getriebeuntersetzung, die mit dem anderen, nicht umlaufenden Laufring mit äußerer Lauffläche zu seiner axialen Einstellung zusammenwirkt, und wobei die Anpreßvorrichtung den einen, mit innerer Lauffläche versehenen Laufring mit der ersten Welle kuppelt, mit welcher der andere mit innerer Lauffläche versehene Laufring drehfest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßvorrichtung (60) einen mit der ersten Welle (20) drehfest verbundenen Nockenring (61) umfaßt, der mit seinen axial auf die Planetenkugeln (80) ausgerichteten Nockenflächen (64a) mit einer ringförmigen Lauffläche (65) auf der Stirnseite des auf der ersten Welle (20) drehbaren und axial verschieblichen Laufringes mit innerer Lauffläche (40ß) über Wälzkörper (62) zusammenwirkt, während der andere Laufring mit der inneren Lauffläche (40/1) formschlüssig mit der ersten Welle verbunden ist.

2. Anpreßvonichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Nockenring (61) und dem auf der ersten Welle (2v»J drehbaren Laufring eine Druckfeder (67) vovge« -hen ist, die den Laufring axial gegen die Planetenkugeln (80) und den Nockenring axial gegen einen Anschlag (25) an der als Antriebswelle (20) dienenden ersten Welle vorspannt.