DE2219238C3 - Vorrichtung zur Erzeugung veränderlicher AnpreBkrafte in Regelgetrieben - Google Patents

Description

Bei stufenlos einstellbaren Reibgetrieben erfolgt stungsfälle überdimensioniert werden. Ab einer bedie Leistungsübertragung durch die kraftschlüssige stimmten Grenze kommt es schließlich doch zu Verbindung entsprechend angeordneter Reibele- Rutschbewegungen, die dann erheblichen Verschleiß mente (Scheiben, Rollen, Ringe, Kugeln, Treibrie- 55 verursachen (Pittingbildung, Freßerscheinungen) und men oder -ketten u. ä.). Um den Schlupf zwischen schließlich zur Zerstörung des Getriebes führen. Die treibender und getriebener Welle möglichst gering zu entstehende Reibenergie erreicht dabei den fünf- bis halten, sind die Reibgetriebe mit einer Anpreßein- zehnfachen Wert gegenüber der Nennbelastung,
richtung ausgerüstet, die im einfachsten Fall eine Fe- Zur Verhinderung dieser Verschleißerscheinungen

der sein kann. Die von ihr erzeugte Anpreßkraft muß 60 ist durch die US-PS 2 883 883 ein Getriebe nach dem zumindest ausreichen, um die Nennleistung mit Si- Ausgangspunkt der Erfindung bekanntgeworden, cherheit übertragen zu können. Dadurch ergibt sich Kommt es bei diesem bekannten Getriebe zu einem eine unnötige hohe Anpreßung im Teillastbereich über das Nennmoment hinaus gehenden Drehmo- und damit ein schlechterer Teillast-Wirkungsgrad. mentenstoß, so bewirkt die dabei erfolgte Relativdre-Dasselbe gilt auch für eine vom jeweiligen Überset- 65 hung zwischen dem einen Reibelement und dem zungsverhältnis abhängige Federkraft, wie sie bei- daran abgestützten Körper, daß der Scheitelpunkt spielsweise bei Kegelscheiben-Umschlingungsgetrie- des Anpreßkraft-Verlaufes überschritten wird. Daben vorliegen kann. Diese konstruktiv bedingte An- durch nimmt die Anpreßkraft stark ab, so daß die

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hbegg ungefährUch sind. Allerdings dene Anpreßarten dargestellt Die Linie 1 zeigt die dabei praktisch auch kern Drehmoment mehr Zuordnung von Anpreßkraft und Drehmoment bei !^ertragen werden. Außerdem ist es notwendig, den drehmomentproportionaler Kurvenmuffenanpres-Antrieb nach einem derartigen Drehmomentenstoß sung, die Linie 2 bei Federanpressung und die Linj unterbrechen und die Anschläge zu entriegeln, da- 5 nie 3 bei der erfindungsgemäßen Anpressung. Linie 4 J gjit die Relativdrehung zwischen dem einen Reibele- kennzeichnet die bei drehmomentabhängiger Anpres-Il «ent und dem daran abgestützten KörptT wieder in sung erforderliche konstante Voranpressung im Ij dem Bereich erfolgen kann, wo mit zunehmendem Leerlauf.

prehmoment ansteigende Anpreßkräfte erzeugt wer- Man erkennt deutlich, daß die Anpreßkraft bei der

den. . ¹⁰ drehmomentabhängigen Anpressung gemäß Linie 1

Hiervon ausgehend hegt die Aufgabe der vodie- im Gegensatz zur Federanpressung auch bei Überla- «enden Erfindung darin, eine Anpreßeinrichtung zu stung des Getriebes über das Nennmoment hinaus schaffen, die einerseits — wie bekannt — eine Über- weiter ansteigt, weshalb die bei starker Überlastung «!pressung im Teillastbereich vermeidet und an- auftretenden Rutschbewegungen erheblichen Verdererseits noch ein gewisses Drehmoment bei ver- *s schleiß verursachen. Demgegenüber zeigt Linie 2 den schleißarmen »gutmütigem« Durchrutschen des Ge- unabhängig vom übertragenen Drehmoment konstantriebes überträgt, sobald das zulässige Drehmoment ten Verlauf der Anpreßkraft bei Federanpressung, nennenswert überschritten wird. Dabei soll besonde- wobei sich der Nachteil der Überanpressung im Teilier Wert auf einfache, kostensparende Herstellbar- lastgebiet ergibt Beide Nachteile werfen durch den keit der Anpreßeinrichtung gelegt werfen. _M Anmeldungsgegenstand vermieden, indem die An-

Durch die erfindungsgemäße Lösung lassen sich preßkraft zunächst drehmomentproportional bis zu auf einfache Weise die Vorteile von Feder- und dreh- einem etwas über Nennlast liegenden Wert anwächst jBomentabhängiger Anpressung miteinander verbin- und bei weiterer Drehmomentzunahme auf einen den, ohne dabei deren Nachteile in Kauf nehmen zu konstanten Wert begrenzt bleibt. _φ müssen und insbesondere ohne die bei der bekannten »5 Die F i g. 2 und 3 zeigen die Anpreßkraf t-Begren-Anpreßeinrichtung notwendige Betriebsunterbrechung zung beispielhaft bei einer Anpreßvorrichtung mittels und Neueinstellung durchführen zu müssen. Die An- Kurvenmuffen. In einem Gehäuse 5 ist eine Welle 6 schlage können starr oder auch elastisch ausgebildet mit einem Reibrad 7 drehbar und axial verschiebbar sein und unmittelbar auf die sich verlagernden Kör- gelagert. Das Reibrad 7 steht in reibschlüssiger Verper oder aber auf die Verlagerung herbeiführende 30 bindung mit einem Tellerrad 8, das über Nadellager 9 übertragungsglieder einwirken. verdrehbar auf einer Welle 10 sitzt, die ihrerseits

Zwar ist es durch die DT-AS 1 289 707 bekannt, drehbar in dem Gehäuse S gelagert ist. Auf der Welle eine überdrückbare Tellerfeder zur Erzeugung der 10 sitzt außerdem eine Hülse 11, die mittels einer Anpreßkraft in einem stufenlos einstellbaren Reib- Paßfeder 12 drehfest aber axial verschiebbar auf der radgetriebe zu verwenden. Dabei dient der negative 35 Welle angeordnet ist. Diese Hülse 11 weist an ihrer Teil der Federkennlinie zum Ausgleich des sich mit Stirnseite ebenso wie das Tellerrad 8 schräge Aufdem Übersetzungsverhältnis ändernden Reibwert, so laufflächen 13 bzw. 14 auf, die über Kugeln 15 mitdaß passend zum jeweiligen Übersetzungsverhältnis einander in Verbindung stehen. An ihrem äußeren die erforderliche Anpreßkraft geliefert wird. Durch Umfang stützt sich die Hülse 11 am Innenrand einer die DT-AS 1176 441 ist es schließlich bekanntge- ♦<> Tellerfeder 16 ab, deren Außenring sich seinerseits worden, die schräge Stirnfläche des einen Reibele- über einen Basisring 17 und ein Kugellager 18 am ments mit unterschiedlicher Steigung zu versehen Gehäuses abstützt. Zwischen dem Kugellager 18 und dadurch übersetzungsabhängige Anpreßkräfte zu und dem Tellerrad 8 ist eine Verspannfeder 19 anerzeugen. Dabei können die Höchstpunkte dieser geordnet. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Auflaufflächen S: nfläche auch eine Begrenzung der Relativdrehung 45 13 und 14 begrenzt durch Anschläge 20 bzw. 2i. bewirken. Das Problem der Axialkraftbe^enzung bei Die beschriebene Anpreßkraft-Begrenzung läßt

plötzlichen Drehmomentstößen wird in diesen beiden sich mutatis mutandis bei allen drehmomentabhängi-Druckschriften aber nicht angesprochen. gen angepreßten stufenlosen Getrieben anwenden.

Zur Verkürzung des Federweges ist es zweckmä- Das Ziel ist stets, den in F i g. 1 durch die Linie 3 Sie, daß die Tellerfeder auf ihren im wesentlichen der 5» dargestellten Verlauf der Anpreßkraft in Abhängig-Nennlast des Getriebes entsprechenden Zustand vor- keit vom übertragbaren Drehmoment zu erreichen, gespannt eingebaut ist. Nach der DT-AS 1 289 707 Die Wirkungsweise ist folgende:

wird die Tellerfeder so vorgespannt, daß aer Beginn Das beispielsweise über die axial verschiebbare

des Arbeitsbereiches etwa im ersten Scheitel des Welle 6 eingeleitete Drehmoment wird von dem Reib-Federkraftmaximums liegt. 55 rad 7 durch Reibschluß auf das Teilerad 8 übertra-

Es folgt die Beschreibung eines Ausführungsbei- gen. Über die Kugeln 15 gelangt der Kraftfluß in die spieles der Erfindung an Hand von Zeichnungen· Hülse 11 und von dort über die Paßfeder 12 in die darin zeigt Abtriebswelle 10. Bei der Übertragung des Drehmo-

F i g. 1 den Verlauf der Anpreßkraft in Abhängig- mentes von dem Tellerrad 8 auf die Hülse 11 werfen keit vom übertragenen Drehmoment, 60 an den Berührstellen der schrägen Auflaufflächen

Fig.2 einen Axialschnitt durch ein stufenlos ver- und 14 mit den Kugeln 15 Axialkräfte erzeugt, die stellbares Reibradgetriebe mit drehmomentabhängi- eine drehmomentproportionale Anpressung des TeI-ger Anpressung und erfindungsgemäßer Begrenzung Ierrades8 an das Reibrad 7 bewirken. Übersteigt die der Anpreßkraft und aus dem Drehmoment resultierende Axialkraft einen

Fig 3 die Ansicht »AT« auf die Anpreßeinrichtung 65 vorbestimmten Wert, so wird die auf diesen Wert inFig 2 in Arbeitsstellung. eingestellte Tellerfeder 16 überdrückt. Dabei verdre-

In Fig 1 ist die AnpreßkraftA in Abhängigkeit hen sich die schrägen Auflaufflächen 13 und 14 so vom übertragbaren Drehmoment Md für verschie- weit gegeneinander, daß die Kugeln 15 beispielsweise

an den Anschlägen 20, 21 zur Anlage kommen. Die Verbindung zwischen Tellerrad 8 und Hülse 11 erfolgt nun nicht mehr reibschlüssig über die Auflaufflächen 13 und 14. sondern nahezu formschlüssig über die Anschläge 20 und 21. Die Anpreßkraft wird von der Tellerfeder 16 aufgebracht und kann beispielsweise bei Verwendung einer Tellerfeder mit degressiver Kennlinie in der Endstellung kleber sein als der vorgespannte Wert Da die so erzeugte Anpreßkraft zur Momentenübertragung nicht mehr ausreicht, rutscht das Getriebe an der Reibstelle und wirkt wie eine Rutschkupplung. Die Abstützung der Tellerfeder 16, die gemäß F i g. 2 über das Lager 18 am Gehäuse 5 erfolgt, kann dadurch vereinfacht werden, daß man statt dessen eine entsprechend ausgebildete Nabe auf der Welle 10 unverschiebbar anordnet.

Als nicht dargestellte konstruktive Variante zu Fig.2 ist bei bestimmten Anwendungsfällen eine Kurvenmuffenanpressung denkbar, bei der sich die Auflageflächen 13 und 14 ohne Zwischenschaltung von Kugeln direkt gegeneinander abstützen. Die zugehörigen Anschläge können dann z.B. durch zwei übergreifende Nasen auf der einen Seite und damit zusammenwirkende Stifte auf der anderen Seite dei Muffen ausgebildet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. iO Ordnung bewirkt außerdem noch eine Überanpres-

   Pateniaasprüche: sung in einem bestimmten Obersetzungsbereich, z. B.

   in Richtung U_n^ oder «„«. Durch Verwendung von 1. Vorrichtung zur Erzeugung drehmomentab- Federn mh nicht linearer Kennlinie versucht man hängiger Anpreßkräfte zwischen drehmoment- 5 diesen Nachteil abzuschwächen,
   übertragenden Reibelementen in stufenlos ein- Wird ein federangepreßtes Reibgetriebe über das stellbaren Getrieben mit einem Scheitelpunkt im der Anpreßkraft entsprechende Drehmoment hinaus Verlauf der Anpreßkräfte, wobei wenigstens belastet, so beginnt das Triebwerk an der reibschlüs- «nes der Reibelemente auf seiner Welle axial sigen Übertragungsstelle durchzurutschen. Bei entverschiebbar gelagert und über wenigstens eine to sprechender Ausbildung der Reib- bzw. Kontaktflä- «ich in Umfangsrichtung erstreckende und in chen und durch Verwendung geeigneter öle (z. B. bei Analrichtung schräge, die Anpreßkräfte liefernde Ganzstahlgetrieben) wird dieses Rutschen, zumal es Stirnfläche gegen einen zu seinem Drehmoment in der Praxis nur kurzzeitig erfolgt, ohne nennensweiterleitenden Teil über eine Tellerfeder axial werten Verschleiß überstanden. Solche Getriebe werverschiebbaren und mit diesem drehfest verbun- 15 den daher zweckmäßigerweise gleichzeitig als stufendenen Körper abgestützt ist und wobei die Ver- loses Antriebselement und als Schutzkupplung für drehung zur Erzeugung der Anpreßkraft nach empfindliche Maschinenteile eingesetzt, beispiels-Überschreiten des Scheitelpunktes durch An- weise, wenn starke Anfahrstöße durch Elektroachläge begrenzt ist, dadurch gekenn- motoren zu befürchten oder wenn große Massen zu I e i c h η e t, daß die Tellerfeder (16) im wesent- ao beschleunigen sind.

   Sehen bei Nennlast des Getriebes überdrückbar Werden jedoch höhere Anforderungen bezüglich

   fst und daß die gegenseitige Verdrehung von des Wirkungsgrades und der übertragbaren spezifi-Reibelement (8) und Körper bei überdrückter sehen Leistung gestellt, so ist eine derartige Federan-Tellerfeder durch zumindest einen axial vorste- preßung aus den obenerwähnten Gründen unbefriehenden Anschlag {20, 21) der schrägen Stirn- 25 digerd. Hier verwendet man sogenannte drehmofläche (13,14) begrenzt ist. mentabhängige Anpreßeinrichtungen. Diese sind je
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- nach der Getriebebauart, bei der sie in Anwendung kennzeichnet, daß die Tellerfeder (16) auf ihren kommen, in verschiedenen Ausführungsformen beim wesentlichen der Nennlast des Getriebes ent- kann*.

   sprechenden Zustand vorgespannt eingebaut ist. 30 So ist es beispielsweise bei Kegelscheiben-Um-

   schlingungsgetrieben sowie bei zahlreichen Reibradgetrieben bekannt, die in der An- und/oder Abtriebswelle auftretenden Drehmomente über Kugeln und schräge Auflaufflächen in axial gerichtete Anpreß-35 kräfte, die den jeweilig übertragenen Drehmomenten

   proportional sind, umzusetzen.

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeu- Die drehmomentproportionale Anpressung hat ge-

   gung drehmomentabhängiger Anpreßkräfte zwischen genüber der Federanpressung den Vorteil, daß eine drehmomentübertragenden Reibelementen in stufen- weitgehende Anpassung der Anpreßkräfte an die für los einstellbaren Getrieben mit einem Scheitelpunkt 40 eine einwandfreie Energieübertragung erforderlichen im Verlauf der Anpreßkräfte, wobei wenigstens eines Werte sichergestellt ist. So wird einerseits eine der Reibelemente auf seiner Welle axial verschiebbar Überanpressung im Teillastbereich, andererseits ein gelagert und über wenigstens eine sich in Umfangs- Durchrutschen des Getriebes bei Vollast vermieden. richtung erstreckende und in Axialrichtung schräge, Nachteile ergeben sich jedoch, wenn Getriebe mit die Anpreßkräfte liefernde Stirnfläche gegen einen 45 drehmomentproportionaler Anpressung weit über zu seinem Drehmoment weiterleitenden Teil über der Nennlast liegenden Belastungsstößen ausgesetzt eine Tellerfeder axial verschiebbaren und mit diesem werden, beispielsweise wenn beim Anfahren mit drehfest verbundenen Körper abgestützt ist und v-o- Elektromotoren Anfahrstöße mit bis zu fünffacher bei die Verdrehung zur Erzeugung der Anpreßkraft Nennlast auftreten. Durch die damit einhergehende nach Überschreiten des Scheitelpunktes durch An- 5° Zunahme der Anpreßkräfte werden die Getriebeteile schlage begrenzt ist. sehr hoch belastet und müssen für solche Überla-