DE2236353C3 - Regler für die hydraulische Steuerung eines Schwenkrollengetriebes - Google Patents

Description

Hei einem Kegler nach dem Ausgangspunkt des Patentbegehrens b/w. gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist nach der DE-AS 10 25 735 die elastische Abstützung eines Fliehkraftreglers mit einer Einstellmöglichkeit des Sollwertes für die Drehzahl des Reglers bekannt, welche Einstellmöglichkeit durch einen Nocken gegeben ist, der mit einer Druckrolle in Verbindung steht, die ihrerseits mit ihrem Drehpunkt parallel zur Axialrichtung des Reglers gegen die Kraft einer Feder verschiebbar ist und dabei ein Gleitstück, welches den federbelasteten Fliehkraftregler trägt,

ίο mitnimmt Der Nocken erlaubt durch die Einstellbarkeit bzw. durch seine Verbindung mit einer Drosselklappe des Vergasers die Zuordnung der jeweils günstigsten Antriebsdrehzahl bei veränderlicher Antriebsleistung der Maschine, so daß für den gesamten Regelbereich des Getriebes das Verhältnis von Motorleistung zur Motordrehzahl optimiert werden kann.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine konstante Ausgangsgeschwindigkeit des Getriebes bei veränderlichen Eingangsgeschwindigkei ten sicherzustellen.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 bezeichneten Merkmalen. Bei einem derart ausgeführten Regler kommt es vor allem darauf an, daß die elastische Abstützung des Reglers unabhängig von den gegebenen Antriebsgeschwindigkeit<:n gleichmäßig bleibt, was dadurch gelingt, daß die Verbindung zwischen der Anschlußöffnung auf der Ausgangsseite des Kolbenventils mit der einen Seite der Kolben-Zylindereinheit gegeben ist Die

Ausgangslage der elastischen Abstützung erfährt

hierdurch eine Lageveränderung, ohne daß sich ihr

Spannungszustand dabei ändert

In den Unteransprüchen sind zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung angegeben. Dabei sind ein entsprechender Winkeihebei und ein Kraftspeicher grundsätzlich bekannt (GB-PS 6 66 991, zu den Ansprüchen 2 und 4). Durch die GB-PS 8 14 556 ist bei einem hydraulischen Geschwindigkeitsregler eine Drosselstel- Ie in der Rückkopplung vorgesehen (zu Anspruch 5).

Spiraldruckfedern bei Kolbenventüen, die unter der Einwirkung eines Fliehkraftreglers stehen, sind an sich bekannt. So kann eine derartige Spiraldruckfeder nach der GB-PS 8 19 886 in einzelnen Betriebszuständen unterschiedliche Spannungen annehmen. Eine entspre chende Feder vermag nach der GB-PS 6 66 991 durch ihre Spannung die Geschwindigkeit einzustellen (zu Anspruch 6).
Eine Temperaturausgleichsvorrichtung ist bei einem Fliehkraftregler an sich nach der US-PS 29 15 076 bekannt (zu Anspruch 7).

Die Erfindung sei weiterhin anhand der sich auf ein Ausführungsbeispiel beziehenden Zeichnung veranschaulicht. Darin zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt eines Reibungsgetriebes mit

veränderlicher Übersetzung in Verbindung mit einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reglers, während

F i g. 2 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform

bo des erfindungsgemäßen Reglers selbst veranschaulicht.

Gemäß Fig. 1 besitzt das Reibungsgetriebe Il mit veränderlicher Übersetzung eine Ausgangswelle 10, die eine Lastwelle 12 antreibt. Der Eingang des Getriebes Il wird durch eine Zwischenwellc 14 über einen

b^r. Zahnradantrieb 15 bewirkt.

Das Getriebe 11 besitzt drei Ringseheiben 16, 17 und 18, zwischen denen zwei Sätze Rollen 19 und 20 in rollendem Reibungseingriff stehen; die mittlere Scheibe

17 ist doppelseitig ausgeführt Diese mittlere Scheibe 17 i'eht in drehbeweglicher Verbindung der Zwischenwelle 14, wobei sie sich etwas in axialer Richtung verschieben kann, und ist auf Lagern mit eine- Hülse 21 angeordnet Die äußere Scheibe 16 ist auf der Ausgangswelle 10 angeordnet, um sich mit dieser zu drehen, wobei sie in bezug auf die Ausgangswelle 10 axial fixiert ist, wohingegen die äußere Scheibe 18 drehbeweglich mit der Ausgangswelle verbunden is ι und sich in be3i:g aus diese axial verschieben kann. Das Obersetzungsverhältnis des Getriebes 11 wird durch Veränderung des Winkels der Rollen verändert Wie man Fig. 1 entnehmen kann, sind die Rollen 19 und 20 in einem Winkel dargestellt, unter welchem sie mit der mittleren Scheibe 17 unter einem gleichen Radius wie mit den äußeren Scheiben 16 bzw. 18 im Eingriff stehen und somit dem Getriebe ein Übersetzungsverhältnis von 1 :1 geben. Die Rollen 19,20 sind auf Rollenträgern 22 angeordnet; die Steuerung des Übersetzungswinkels wird durch räumliche Bewegung der Rollenträger 22 in im wesentlichen tangentialen Richtungen in bezug auf die Getriebeachse bewirkt wobei man sich die Rollen auf einen anderen Übersetzungswinkel einsteilen läßt. Die Rollenträger sind so angeordnet, daß ein Wölbungswinkel gebildet wird, wobei also ein Neigungswinkel zwischen der Schwenkachse jedes Rollenträgers und einer zur Getriebeachse bestehenden Normalebene besteht Dieser Wölbungswinkel bewirkt im gewünschten Ausmaß eine Dämpfung, durch die im wesentlichen die Schwingungsgefahr des Übersetzungswinkels ausgeschlossen wird; somit erlangt die Vorrichtung eine besonders stabile Übersetzung, ohne daß die Notwendigkeit besteht, zusätzliche Dämpfungsmittel zur Erzielung der erforderlichen Dämpfung zu verwenden. Weiterhin legt die Größe des Wölbungswinkels gemeinsam mit der größtmöglichen tangentialen Verschiebung jedes Rollenträgers den größtmöglichen Schwenkwinkel oder die Veränderung des Übersetzungswinkels des Rollenträgers fest.

Die Scheibe 18 ist hohl ausgebildet und mit einem Kolben 23 versehen, der an der Ausgangswelle 10 befestigt ist Der Kolben 23 bildet zwei axial beabstandetc Kammern 24 und 25 zwischen sich gegenüberliegenden Seiten des Kolbens und der hohlen Scheibe 18. Die Druckflüssigkeit kann auf diese Weise in die Kammer 24 über Durchlässe 26 gelangen, um eine axiale Verschiebung der Scheibe 18 zu bewirken, während die Kärntner 25 mit Druckflüssigkeit von vergleichsweise niedrigem Druck versorgt werden kann. Auf diese Weise gleicht der Druck der Druckflüssigkeit in der Kammer 25 der durch die Zentrifugalkraft bei Drehung des Getriebes 11 entsteht, den Druck der Druckflüssigkeit 24, die ebenfalls durch Zentrifugalkraft entsteht, ganz oder im wesentlichen aus.

Die Endabschnitte jedes Rollenträgers 22 sind verschieblich und drehbar von den Armen eines Tragkreuzes 27 abgestützt. Ein Endabschritt jedes Rollenträgers hat einen zeichnerisch nicht wiedergegebenen Kolben, der in einem zeichnerisch gleichfalls nicht veranschaulichten Zylinder in einem der Tragkreuz-Arme verschieblich ist, während der andere Endabschnitt einen zeichnerisch nicht dargestellten, in einem gleichfalls zeichnerisch nicht dargestellten Zylinder in einem anderen Ann des Tragkreuzes verschieblichen Führungsabschnitt aufweist. Bei jedem Rollenträger 22 wird die vorstehend beschriebene, im wesentlichen in beziiK auf dieGetriebeaihse taritjentiale Bewegung durch eine Druckflüssigkeit bewirkt, welche dem zugehörigen Druckzylinder zugeführt wird, und welches einer mit dem in Fig.2 dargestellten Regler versehenen Steuerung entnommen wird. Der in F i g. 2 dargestellte Regler wird zweckmäßig von der Lastwelle, die in F i g. 1 erkennbar ist, angetrieben, um deren Geschwindigkeit auf einem konstanten Wert zu halten. Der Regler ist von üblicher Ausführungsform und besitzt mehrere Schwenkgewich te 29, die um Stifte 30 verschwenkbar sind und sich räumlich um die Reglerachse derart verschwenken lassen, daß ihre nach innen gerichteten Finger 31 einen Flansch 32 eines Kolbenventils 33 gegen die Wirkung einer Spiraldruckfeder 34 mit einer Kraft anheben, die

is mit zunehmender Drehgeschwindigkeit infolge der Zentrifugalkraft der Schwenkgewichte steigt Wenn die Lastwelle mit der gewünschten Geschwindigkeit umläuft steht ein Vorsprung 35 des Kolbenventils im wesentlichen in der Mitte in bezug auf eine Anschluß öffnung 36, die mit der Versorgungsleitung 37 der vorerwähnten Druckzylinder in Verbindung steht Eine nicht dargestellte Pumpe versorgt den Regler während des Betriebes über eine Anschlußöffnung 38, die mit einer ringförmigen Kammer 39 im Kolbenventil 33 in Verbindung steht mit Druckflüssigkeit Wenn die Lastwelle während des Betriebes eine unter dem vorgesehenen Wert liegende Geschwindigkeit besitzt, wird der Regler über ein Zwischenzahnrad 40 mit einer derartigen Geschwindigkeit angetrieben, daß sich der Vorsprung 35 so einstellt, daß die ringförmige Kammer 39 mit der Anschlußöffnung 36 in Verbindung gelangt und Druckflüssigkeit durch den Regler zu den mit den Trägerrollen 22 verbundenen Druckzylindern geführt wird. Der Regler besitzt auch einen Drainageraum 41, so daß dann, wenn die Lastwelle eine über dem vorgesehenen Wert liegende Geschwindigkeit annimmt, der Vorsprung 35 aus seiner in Fig.2 dargestellten Lage nach oben bewegt wird und die Druckflüssigkeit in der Zuführleitung 37 in den Drainageraum 41 gelangt, um somit den Druck der Druckflüssigkeit in den erwähnten Druckzylindern zu verringern.

Weiterhin ist die Anschlußöffnung 36 mit dem einen Ende des Zylinders 42 einer Kolben-Zylindereinheit verbunden. Die vom erwähnten Ende des Zylinders entfernte axiale Stirnfläche des Kolbens 43 der Kolben-Zylindereinheit liegt an einem Abdichtungsring 44 an. Der Kolben 43 wirkt über eine Temperaturausgleichsvorrichtung 45 auf das eine Ende eines etwa um seine Mitte schwenkbaren Hebels 46 ein. Das andere Ende des Hebels 46 trägt einen scheibenförmigen Flansch 47. Am Flansch 47 stützt sich das eine axiale Ende der Spiraldruckfeder 34 ab, deren anderes Ende von einer ringförmigen Stütze 48 gehalten ist, die mit dem Kolbenventil 33 in Verbindung steht. An die Anschlußöffnung 36 des Reglers ist weiterhin ein hydraulischer Kraftspeicher 49 mit einem federbelasteten Kolben 50, der in einem Zylinder 51 verschieblich ist, angeschlossen.

M) Zweckmäßig verschiebt sich der Kolben 43 im Zylinder 42 in einer zur Reglerachse senkrechten Richtung, wobei die Arme des Hebels 46 senkrecht zueinander stehen.

In der Praxis läßt sich das Reibungsgetriebe mit

tv> veränderlicher Übersetzung für den Antrieb eines Flugzeug-Aiternators verwenden, bei welchem der Getriebeeingang eine veränderliche Geschwindigkeit hat. Wenn ein derartiger Alternator mit seiner

erforderlichen Geschwindigkeit läuft und dann zusätzlich belastet wird, würde sich seine Geschwindigkeit und damit die Geschwindigkeit des Reglers 28 etwas verringern. Die Geschwindigkeitsverringerung bewirkt beim Regier 2S eine Abwärtsbewegung des Kolbenventil 33, so daß der Vorsprung 35 in bezug auf die Aiischlußöffnung 36 nach unten bewegt wird, wodurch mehr Druckflüssigkeit durch den Regler zu den erwähnten Druckzylindern der Rollenträger strömt. Dies hat die gewünschte Zunahme der Geschwindigkeit des Alternators zur Folge, so daß er wiederum mit der erforderlichen Geschwindigkeit läuft. Zum Ausgleich der zusätzlichen Belastung des Alternators hat jedoch das Kolbenventil 33 des Reglers 28 eine neue Lage eingenommen. In einer derartigen neuen Lage besitzt die Feder 34 einen anderen Spannungszustand, aus welchem Grunde die erwähnte Kolben-Zylindereinheit und der Schwenkhebel 46 vorgesehen sind. Wenn es beispielsweise zur erwähnten Belastungszunahme des Alternators kommt, steigt der Druck der Druckflüssigkeit an der Anschlußöffnung 36 des Reglers. Dieser Druckanstieg überträgt sich auf das genannte Ende des Zylinders 42 und bewirkt eine leichte Verschiebung des Kolbens 44, so daß es zu einer entsprechenden Schwenkbewegung des Hebels 46 kommt, so daß das eine axiale Ende der Spiraldruckfeder 34 aus seiner in F i g. 2 dargestellten Lage nach unten gedruckt wird, um eine neue Ausgangsstellung einzunehmen. Dies führt zu einem Spannungszustand der Feder 34, der auf einem konstanten oder im wesentlichen konstanten Wert während aller Zustandsbcdingiingen des Reglers zu halten ist. Der Kraftspeicher 49 verhindert jeglichen anfänglichen Wechsel des Druckes der Druckflüssigkeit am Reglerausgang, der auf den Zylinder 42 übertragen wird. Dies gewährleistet zusammen mit der Einschnürung 52 in der Verbindung zwischen der Anschlußöffnung 36 und dem genannten Ende des Zylinders 42, daß es zu einer Verzögerung zwischen der Bewegung des

ιυ Kolbenventils 33 und der Bewegung des Kolbens 42 derart kommt, daß Übergangswirkungen auf den Kolben 42 so behoben werden, daß sich die geringstmögliche nachteilige Wirkung auf die Stabilität des Reglers ergibt.

!5 Wenn der Alternator einem Belastungsanstieg ausgesetzt ist, arbeiten das Kolbenventil 33, die erwähnte Kolben-Zylindereinheit und der Kraftspeicher 49 alle im entgegengesetzten Sinne, um somit zu gewährleisten, daß zumindest während gleichbleibender Zustandsbedingungen des Kolbenventils 33 die Spiraldruckfeder 34 um den gleichen oder nahezu gleichen Betrag komprimiert wird.

Die Spiraldruckfeder 34 läßt sich gleichfalls durch andere, passende elastische Mittel ersetzen. Weiterhin kann in die Versorgung mit Druckflüssigkeit ein Druckentspannungsventil 52' einbezogen werden um dadurch den Versorgungsdruck für den Regler zu regulieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Regler für die hydraulische Steuerung eines Schwenkrollengetriebes, wobei jede Rolle in einem tangential zu steuernden Rollenträger angeordnet ist, dessen Endabschnitte in einer Rollenschwenkachse liegen, die senkrecht zur Rollendrehachse liegt, wobei die Endabschnitte jedes Rollenträgers verschieblich und drehbar von den Armen eines Tragkreuzes gehalten sind, und die Rollenträger unter der Einwirkung einer Druckflüssigkeit tangential derart beweglich sind, daß indirekt der Übersetzungswinkel der Rolle gesteuert wird, wobei die Druckflüssigkeit von einem Steuersystem gesteuert ist mit dem Regler, bei welchem räumlich um seine Drehachse während des Betriebes unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft verschwenkbare Gewichie vorgesehen sind, deren Bewegung auf die Lage eines gegen eine elastische Abstützung beweglichen Kolbenventils übertragen wird, wobei die Bewegung des Kolbenventils die Strömung der Druckflüssigkeit steuert und die Ausgangslage der elastischen Abstützung in Abhängigkeit von einer anderen Betriebsgröße über eine mechanische Verbindung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußöffnung (36) auf der Ausgangsseite des Kolbenventils (33) mit der einen Seite einer Kolben-Zylindereinheit (42, 43) in Verbindung steht, deren Kolben (43) auf der anderen Seite mit der elastischen Abstützung des Kolbenventils (33) zusammenwirkt, so daß sich bei einer durch Bewegung des Kolbenventils (33) bedingten Zu- oder Abnahme des an der Anschlußöffnung (36) bestehenden Druckes und damit verbundenen Lageveränderung des Kolbens (43) die Ausgangslage der elastischen Abstützung unter Konstanthaltung ihres Spannungszustandes verändert.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Kolben (43) und elastischer Abstützung (34) durch einen Winkelhebel (46) erfolgt

3. Regler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zylindereinheit (42, 43) senkrecht zur Achse des Kolbenventils (33) angeordnet ist.

4. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kraftspeicher (49) parallel zu der Anschlußöffnung (36) auf der Ausgangsseite des Kolbenventils (33) und dem einen Ende der Kolben-Zylindereinheit (42,43) vorgesehen ist.

5. Regler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine Drossel (52) in der Verbindung zwischen der Anschlußöffnung (36) und dem einen Ende der Kolben-Zylindereinheit (42,43) befindet.

6. Regler nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Abstützung eine Spiraldruckfeder (34) aufweist.

7. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperaturausgleichsvorrichtung (45) zwischen dem Kolben (43), dem Winkelhebel (46), der Kolben-Zylindereinheit (42, 4.3) und der elastischen Abstützung (34) vorgesehen ist.