DE2200555B1 - Kegelscheibenumschlingungsgetriebe fuer stufenlose stillstandsverstellung - Google Patents

Description

• Es ist zwar bei Kegelscheibenumschlingungsgetrieben mit hydraulischer Übersetzungseinstellung durch einen mit dem Stellglied gekoppelten Vierkantensteuerkolben schon bekannt, die aus dem Steuerkolbengehäuse abfließenden Druckflüssigkeitsmengen über einen stetig geöffneten Abflußkanal nahezu drucklos abzuleiten (deutsche Auslegeschrift 1 754 981). Dieses Getriebe weist jedoch keine lastabhängige Anpreßeinrichtung auf. Bei zusätzlicher Benutzung bekannter mechanisch gesteuerter (Verwendung von schraubenförmigen Kurvenbahnen z. B. nach der deutschen Auslegeschrift 1 210 648) Anpreßeinrichtungen ist der Keilrillenwinkel der Reibscheiben nicht frei wählbar, sondern sehr klein. Eine Stillstandsverstellung wäre somit grundsätzlich infolge der hierdurch auftretenden Reibungskräfte nicht möglich.
• Die Erfindung wird durch zwei Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 das Hydraulikschema eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit druckgesteuerter Drosselung im Rückfluß der über die Außenkanten des Vierkanten-Steuerkolbens abfließenden Druckflüssigkeitsmengen F i g. 7 die Steuerkolbenkennlinien bei geöffnetem Ventil 13 während der Stillstandsverstellung, Fig.3 die Steuerkolben-Kennlinien bei geschlossenem Ventil 13 nach der Stillstandsverstellung, F i g. 4 das Hydraulikschema eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit weggesteuerter Drosselung im Rückfluß der über die Außenkanten des Vierkanten-Steuerkolbens abfließenden Druckflüssigkeitsmengen.
• Bei der nun folgenden Beschreibung der Zeichnungen sind funktionell gleichwirkende Teile mit gleicher Bezifferung versehen.
• Die nicht detailliert dargestellten Scheibensätze 1 und 2 des Getriebes nach Fig. 1 bestehen aus umlaufenden Kraftkolben mit je einer wellenfesten und einer axial beweglichen Kegelscheibe. die mit der jeweiligen Welle drehmomentverbunden ist. Beide Scheibensätze werden von einem Zugmittelstrang 3 umschlungen. Eine Pumpe 4 fördert Druckflüssigkeit durch die Druckleitung 5 in das Steuerkolbengehäuse 6, von wo sie über die Kanten des Vierkanten-Steuerkolbens 7 durch die Druckleitungen 8 und 9 in die Scheibensätze 1 und 2 gelangt. Wird bei Getriebestillstand und fremdgetriebener Pumpe 4 der Vierkanten-Steuerkolben 7 mit Hilfe des Stellhebels 10 über den Waagebalken 11 aus seiner Mittellage, z.B. nach rechts in der Zeichnung, verschoben, so wird der obere Scheibensatz 1 über die Leitungen 5 und 9 direkt mit der fördernden Pumpe 4 verbunden, während der untere Scheibensatz 2 mit der Abflußleitung 12 verbunden wird. Ist bei diesem Vorgang das Ventil 13 geöffnet. so kann die Druckflüssigkeit praktisch widerstandsfrei, also nahezu drucklos abfließen und das Entleeren des Zylinders von Scheibensatz 2 wesentlich erleichtern und damit den Verstellvorgang bei Getriebestillstand möglich machen.
• Hierbei wird Scheibensatz 1 durch Füllen seines Zylinders unter Druck geschlossen. während Scheibensatz 2 sich durch nahezu druckloses Entleeren seines Zylinders leicht öffnen kann. Wird bei Getriebestillstand der Vierkanten-Steuerkolben 7 aus seiner NIittcllage. z.B. nach links in der Zeichnung verschoben, so wird der untere Scheibensatz 2 mit Druck beaufschlagt, während jetzt der Zylinder des oberen Scheibensatzes 1 sich nahezu drucklos entleert, wodurch der Verstellvorgang in entgegengesetzter Richtung, wie zuvor beschrieben, abläuft.
• Der Verstellvorgang findet jeweils sein Ende, wenn die bewegliche Kegelscheibe von Scheibensatz 2 über den Waagebalken 11 den Vierkanten-Steuerkolben 7 in seine Mittellage zurückgeführt hat.
• Ist aber das Ventil 13 nicht geöffnet, so steigt mit dem Druck in Leitung 5 durch Wirkung des druckgesteuerten Ventils 15 auch der Druck in der Abflußleitung 12. Dadurch kann sich der entleerensollende Scheibensatz nicht entleeren und öffnen, um dem Verstellkommando zu folgen. Dieser Zustand ist in F i g. 3 mit Hilfe der Steuerkolben-Kennlinien dargestellt. Es ist der Zustand wie er bei Leistungsübertragung des Getriebes vorhanden ist. Mögliche Betriebspunkte sind in dieses Steuerkolben-Kennlinien-Diagramm eingetragen. In diesem Falle strömt die Druckflüssigkeit über ein Spritzrohr 16 in den Ö1-sumpf zurück. Der Maximaldruck in den Scheibensätzen wird durch ein Überdruckventil 14 begrenzt.
• Es wurde deshalb der Zustand bei Stillstandsverstellung und im Betrieb während der Leistungsübertragung in den Diagrammen nach F i g. 2 und 3 so deutlich dargestellt, um zu zeigen, welche Folgen sich einstellen würden, wenn nach vollzogener Stillstandsverstellung das Ventil 13 nicht geschlossen würde. In einem solchen Falle würden beim nachfolgenden Anfahren und Belasten des Getriebes die erforderliche abtriebsseitige Anpreßkraft, wie in F i g. 3 dargestellt, ausbleiben. Ein Durchrutschen der Kette mit entsprechenden Beschädigungen der Reibkontaktstellen würde eine Leistungsübertragung unmöglich machen.
• Deshalb ist es unbedingt notwendig, das Ventil 13 sofort nach erfolgter Stillstandsverstellung, also vor dem Anfahren und der Belastung des Getriebes, zu schließen. Dies kann selbstverständlich manuell geschehen. Jedoch ist dies sehr unsicher, es kann vergessen werden. Es ist daher besser, das Schließen des Ventils 13 einem Rückstellorgan 17 anzuvertrauen.
• welches diese Unsicherheit vermeidet. Das Rückstellorgan 17 kann z.B. eine Feder sein. Es kann auch ein Magnet sein, der synchron mit dem Anfahren des Antriebsmotors das Ventil 13 schließt. Auch hydraulisch oder pneumatisch bewirkte Konstruktionen sind für das Rückstellorgan 17 in bestimmten Anwendungsfällen möglich, die aber hier nicht weiter ausgeführt zu werden brauchen.
• Schließlich zeigt F i g. 4 das Hydraulikschema eines Getriebes der eingangs erwähnten Gattung mit weggesteuerter Drosselung im Rückfluß der über die Außenkanten des Vierkanten-Steuerkolbens abfließenden Druckflüssigkeitsmengen. Die Funktion ist die gleiche wie die des Getriebes nach Fig. 1. Die Funktion des druckgesteuerten Ventils 15 nach F i g. 1 übernehmen bei diesem Getriebe die zwei zusätzlichen Steuerkanten 19 und 20. Diese drosseln die abfließenden Druckflüssigkeitsmengen beim Verschieben des Vierkanten-Steuerkolbens aus seiner Mittellage, z. B. bei Obersetzungsänderungen durch Schwenken des Stellhebels 10 oder bei Getriebebelastung durch das geringfügige Ausweichen der axial beweglichen Kegelscheibe des Scheibensatzes 2.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Stufenlos verstellbares Kegelscheibenschlingungsgetriebe mit mindestens zwei Kegelscheibenpaaren, deren je eine axial verschiebbare Kegelscheibe als umlaufender Druckzylinder eines mit der zugehörigen Welle fest verbundenen Kolbens ausgebildet ist und bei dem die Anpreßkräfte lastabhängig hydraulisch, ohne direktes Drehmoment-Meßglied, erzeugt werden, mit einem Übersetzungsstellglied und einem mit dem Stellglied gekoppelten Vierkanten-Steuerkolben, der die Druckflüssigkeit den Druckzylindern zuteilt, mit einer weg- oder druckgesteuerten Drosselstelle im Rückfluß der über die Außenkanten des Vierkanten-Steuerkolbens abfließenden Druckflüssigkeitsmengen mit dem auf der Abtriebsseite herrschenden Druck, d a d u r c h g e -liennzeichnet, daß die aus dem Steuerkolbengehäuse (6) abfließenden Druckflüssigkeitsmengen durch ein während der Stillstandsverstellung geöffnetes und nach erfolgter Stillstandsverstellung bzw. vor dem Anfahren des Getriebes durch ein Rückstellorgan (17) geschlossenes Ventil (13) nahezu drucklos in den Ölsumpf ableitbar ist.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (13) als Axialwegventil oder als Drehventil ausgebildet ist.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellorgan (17) aus einem Kraftspeicher besteht.
4. 4. Getriebe näch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellorgan (17) aus einem pneumatischen, hydraulischen oder elektrischen Kraftgeber besteht.
5. 5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückstellorgan (17) synchron mit dem Anfahrvorgang des Getriebes das Ventil (13) schließt.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit mindestens zwei Kegelscheibenpaaren, deren je eine axial verschiebbare Kegelscheibe als umlaufender Druckzylinder eines mit der zugehörigen Welle fest verbundenen Kolbens ausgebildet ist und bei dem die Anpreßkräfte lastabhängig hydraulisch, ohne direktes Drehmoment-Meßglied, erzeugt werden, mit einem Obersetzungsstellglied - und einem mit dem Stellglied gekoppeltem Vierkantensteuerkolben, der die Druckflüssigkeit den Druckzylindern zuteilt, mit einer weg- oder druckabhängigen Drosselstelle im Rückfluß der über die Außenkanten des Vierkantensteuerkolbens abfließenden Druckflüssigkeitsmengen mit dem auf der Abtriebsseite herrschenden Druck.

   Die Erfindung bezieht sich also auf Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, deren lastabhängige Anpreßkräfte hydraulisch, ohne direkten Drehmomentfühler, durch Ausnutzung bekannter Gesetzmäßigkeiten des keilförmigen Umschlingsgetriebes bewirkt werden. Nach den bekannten Gesetzen des keilförmigen Umschlingungsgetriebes ändert sich bei konstan- ter abtriebsseitiger Anpressung und bei Drehmomentänderurlg auch die Spreizwirkung der Kette und damit ändern sich auch die erforderlichen Abstützkräfte auf der Antriebsseite. Sind diese erforderlichen Abstützkräfte auf der Antriebsseite bei Drehmomentänderung nicht vorhanden, so findet eine geringe, den Steuerkolbenkennlinien entsprechende Axialverschiebung der beweglichen Kegelscheiben statt. Damit ist auch eine geringe Obersetzungsänderung verbunden. Dieser geringe laständerungsbedingte Verstellvorgang kommt zur Ruhe, wenn sich die erforderlichen Abstützkräfte auf der Antriebsseite durch entsprechende Steuerkolbenverschiebung eingestellt haben.

   Benutzt man nun diese geringen Axialverschiebungen der beweglichen Kegelscheiben als Maß für die Getriebebelastung, so läßt sich damit ein einfaches, lastabhängiges Anpreßsystem realisieren. Derartige bekannte Getriebe sind in den deutschen Patentschriften 1256023, 1264196 und 1816951 Fig.1 und besonders F i g. 3 beschrieben.

   Diese Getriebe zeichnen sich durch eine einfache und preisgünstige Konstruktion gegenüber den mechanisch angepreßten Getrieben aus, bei denen die Umfangskraft durch schraubenförmige Kurvenbahnen in Axialkraft umgesetzt wird. Diese in den obengenannten Patentschriften angegebenen Getriebe haben jedoch den wesentlichen Nachteil, daß sie sich im Stillstand nicht verstellen lassen. Der Grund hierfür liegt darin, daß beim Vorwählen einer neuen Getriebeübertragung durch Auslenken des Steuerkolbens aus seiner Mittellage nicht nur der Druck in dem Scheibensatzzylinder ansteigt, dessen Scheibenkeil sich schließen und die Kette radial nach außen verschieben soll, sondern durch die damit verbundene weg- oder druckabhängige Drosselung des aus dem Steuerkolbengehäuse abfließenden Öles auch der Druck in dem Scheibensatzzylinder, desen Scheibenkeil sich öffnen und eine radiale Verschiebung der Kette nach innen gestatten soll. Die Möglichkeit der Stillstandsverstellung wird aber von modernen Getrieben in zunehmendem Maße gefordert, da die automatische Steuerung von Prozessen in vielen Industriezweigen ständig im Wachsen begriffen ist.

   Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, Vorkehrungen zu treffen, daß bei Kegelscheibenumschlingungsgetrieben der eingangs aufgeführten Gattung eine Stillstandsverstellung möglich ist.

   Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die aus dem Steuerkolbengehäuse abfließenden Druckflüssigkeitsmengen durch ein während der Stillstandsverstellung geöffnetes und nach erfolgter Stillstandsverstellung bzw. vor dem Anfahren des Getriebes durch ein Rückstellorgan geschlossenes Ventil nahezu drucklos in den Ölsumpf ableitbar ist.

   Durch diese Maßnahme wird verhindert, daß der Druck in dem Scheibensatzzylinder, dessen Scheibenkeil sich öffnen bzw. dessen Zylinder sich entleeren soll, dem radialen Verschieben der Kette entgegenwirkt. Der konstruktive Aufwand ist denkbar gering, da nur ein zusätzliches Ventil, welches während der Stillstandsverstellung geöffnet sein muß, erforderlich ist.