DE2318818A1

DE2318818A1 - Regelgetriebe

Info

Publication number: DE2318818A1
Application number: DE19732318818
Authority: DE
Inventors: Henry Schottler
Original assignee: ROLLER GEAR Ltd
Current assignee: ROLLER GEAR Ltd
Priority date: 1972-04-18
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1973-10-25
Also published as: IT980209B; JPS4915865A; FR2181367A5; US3745844A; GB1416974A; CH561373A5; AU5400873A; CA977184A; NL7305123A

Description

Regelgetriebe '

Die Erfindung bezieht sich, allgemein auf ein Regelgetriebe, insbesondere auf ein stufenlos regelbares Reibkörper-Regeigetriebe mit Treib- oder Reibkugeln₅ die unter Reibschluß zwischen inneren und äußeren Kugellaufbahnen angeordnet sind.

Die Erfindung betrifft ein vorzugsweise stufenlos regelbares mechanisches ReibkÖrper-Regelgetriebe des in der US-Patentschrift 3 229 538 beschriebenen und dargestellten Typs. Wie in dieser Patentschrift erläutert wird, besteht ein großer Bedarf an einem geeigneten Reibkörper-Regelgetriebe, das in der lage ist, zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle innerhalb eines großen Bereiches stufenlos veränderbarer Übersetzungsverhältnisse und unter im wesentlichen swangläufig schlupffreien Antriebsbedingungen große Drehmomentbelastungen zu übertragen, Reibkörper-Regelgetriebe des betrachteten Typs weisen im allgemeinen eine Reihe von Treiboder Reibkugeln auf, die unter Reibschluß an in Achsenrichtung verstellbaren Treib- oder Reibbahnen angreifen. Die relativen Stellungen der Kugeln und Bahnen sind sur Inderung des

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Übersetzungsverhältnisses des Getriebes veränderbar, um entweder eine Erhöhung oder eine Herabsetzung der Ausgangsdrehzahl zu erzielen. Das Reibkörper-RegeIgetriebe weist ebenfalls einen dynamischen Druckregler auf, der den Berührungsdruck zwischen den Reibkugeln und den Reibbahnen regelt. Der Druckregler dient dazu, den Berührungsdruck zwischen den Kugeln und den Bahnen entsprechend einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses und des Ausgangsdrehmomentes des Getriebes zu verändern, so daß der Berührungsdruck auf dem niedrigstmöglichen Wert gehalten wird, bei dem in allen Betriebszuständen des Getriebes eine im wesentlichen zwangläufige und schlupf freie Mitnahme zwischen den Reibkörpern sichergestellt ist. Durch die solcherart vorgenommene Regelung des Berührungsdruckes werden die Biege- und Reibkräfte, die an den Bauteilen des Getriebes wirksam sind, bei jeder Ausgangs-Drehmomentbelastung auf einen Geringstwert zurückgeführt. Die zu erwartende Lebensdauer und der Gesamtwirkungsgrad des Getriebes werden auf diese Weise auf Höchstwerte gebracht. ·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein in einem Regelgetriebe des in der US-Patentschrift 3 229 538 beschriebenen Typs verwendbares Hydraulikdruck-Regelsystem zu verbessern«

Diese Aufgabe ist im allgemeinen mit einem Druckregler gelöst, der erfindungsgemäß dahingehend verbessert ist, daß er an den Berührungsflächen zwischen den Reibkugeln und den Reibbahnen · des Getriebes einen gleichmäßigen Berührungsdruckauftrag schafft. Der Druckregler nach der Erfindung arbeitet ebenfalls mit niedrigen Hydraulikdrücken innerhalb eines geschlossenen Druckmittelsystems, um den erforderlichen Berührungsdruck zwischen den Reibkugeln und den Eeibbahnen zur Verfügung zu stellen, der benötigt wird, um zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle des Getriebes eine swangläufige,

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schlupffreie reitschlüssige Mitnahme zu gewährleisten. Durch das geschlossene Druckmitte!system ist eine exakte Regulierung der Druckmitteidrücke und damit der Berührungsdrücke zwischen den Eugeln und den Bahnen möglich. Außerdem ist durch die Ausbildung des Getriebes nach der Erfindung die Möglichkeit herabgesetzt, daß infolge einer plötzlichen Veränderung der Drehmomentbelastung an der Abtriebswelle des Getriebes große Stoßbelastungen auftreten. Die Herabsetzung der Stoßbelastung und die Verwendung eines niedrigen Hydraulikdruckes führen zu einer wesentlichen Erhöhung der Lebensdauer der Bauteile des Getriebes.

Das mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Druckregler ausgestattete Reibkörper-Regplgetriebe besitzt außerdem einen erhöhten mechanischen Wirkungsgrad und geringere Reibungsverluste ο In der bevorzugten Ausbildungsform ist der Druckregler gegen die auf die Reibkugeln und Reibbahnen wirkenden Axialdruckbelastungen geschützt und kann daher· während der Arbeit des Getriebes empfindlicher auf Veränderungen in der Drehmomentbelastung, in der ölviskositätj in dein Übersetzungsverhältnissen tudgl. reagieren. Die Verwendung des geschlossenen Hydrauliksystems wirkt sich ebenfalls vorteilhaft auf die Ansprechempfindlichkeit des Druckreglers aus.

Das Reibkörper-Regelgetriebe nach der Erfindung weist also einen verbesserten Druckregler auf, mit dem die Berührungsdrücke zwischen Reibkugeln und Reibbahnen eines Reibkörper-Antriebs systems entsprechend dem Schlupf zwischen dem Reibelementen und außerdem entsprechend Veränderungen in der Drehmomentbelastung der Antriebswelle veränderbar sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:

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Pig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt eines mit dem verbesserten Druckregler nach der Erfindung ausgerüsteten Reibkörper-Regelgetriebes,.

J¹Ig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 in Mg, 1 durch den im Getriebe verwendeten Druckregler,

lig..3 eine Seitenansicht im Schnitt und in vergrößertem Maßstab des Druckreglers des Getriebes nach der Erfindung,

Pig. 4 eine Abwicklung zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des Nockens und des Kolbenantriebs des Druckreglers und .

lig. 5 eine Seitenansicht im Schnitt und in vergrößertem Maßstab einer Sicherheitsventil-Anordnung des Druckreglers nach der Erfindung.

Das in Fig. 1 in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Reibkörper-Regelgetriebe weist ein geschlossenes Gehäuse 12 auf, das einen ölsumpf 14 von beträchtlicher Größe umschließt.

Damit in den ölsumpf 14 die erforderliche ölmenge eingefüllt werden kann, ist an der Oberseite des Gehäuses 12 eine öleinfüllschraube 15 vorgesehen. Zur visuellen Überprüfung des ölstandes im ölsumpf 14-dient eine Kontrollöffnung 16. Das Gehäuse 12 weist weiterhin eine ölaustrittsöffnung 18 auf, durch die das im ölsumpf 14 angesammelte öl zum Betätigen der verschiedenen hydraulisch-betätigten Systeme und zum Schmieren der Bauteile des <*etriebes 10 ausgepumpt wird. Zum Reinigen des aus dem ölsumpf 14 ausgepumpten Öles dient ein an die ölaustrittsöffnung 18 angeschlossener ölfilter 20,-

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Das Getriebe 10 weist weiterhin gleichachsig angeordnete Antriebs- und Abtriebswellen 30 bzw. 60 auf." An den zugehörigen Enden des Getriebegehäuses 12 angebrachte wegnehmbare Abdeckplatten 32 und 62 dienen zur Abstützung der Antriebswelle 30 bzw. der Abtriebswelle 60,. die in Kugellagern 34 bzw. 64 drehbar gelagert sind. Beim dargestellten Beispiel weist ein inneres Ende 3OA der Antriebswelle 30 einen verringerten Durchmesser auf und ist in einer Axialbohrung 6OA aufgenommen, die in der zur Antriebswelle fluchtend angeordneten Abtriebswelle 60 ausgebildet ist. In der Axialbohrung 6OA angeordnete Nadellager 61 und 63 dienen zur Abstützung des Antriebswellenendes 3OA und zur Sicherung der gleichachsigen Ausrichtung der Antriebs- und Abtrielarellen 30 bzw.' 60 während der Drehbewegung. Eine Axialbohrung in der Antriebswelle 30 bildet einen ölkanal 36 zur Aufnahme eines aus dem Ölsumpf 14 ausgepumpten stetigen ölstroms. In ähnlicher Weise bildet eine Axialbohrung in der Abtriebswelle 60 einen Druckmittelkanal 66, der sich in Achsenrichtung mit dem in der Antriebswelle 30 ausgebildeten Kanal 36 deckt. Eine in der Antriebswelle 30 ausgebildete Radialbohrung 37 schafft über im Getriebegehäuse 12 ausgebildete Druckmittelkanäle 19 eine Druckmittelverbindung zwischen den zueinander fluchtenden Druckmittelkanälen 36 und 66 und dem ölsumpf 14.

Durch den Maßunterschied zwischen dem im Durchmesser verringerten Antriebswellenende 3OA und der Bohrung 6OA in der Abtriebswelle 60 ist ein ringförmiger Druckmittelkanal 68 gegeben. Dieser ist über eine Radialbohrung 67 an den axial gerichteten ölkanal 66 angeschlossen.

Das erfindungsgemäße Getriebe 10 weist ebenfalls eine Pumpe 40 auf, die das Drucköl aus dem ölsumpf 14 in die Druckmittelkanäle 36 und 66 und von dort zu den Betätigungsorganen und Schmierstellen des Getriebes fördert. In der bevorzugten

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Ausbildungsform ist die Pumps 40 aus Gründen der Raumersparnis als eine Zahnradpumpe mit zwangsweiser Verdrängung ausgebildet. Die Pumpe 40 weist ein Pumpengehäuse 42 auf, das fest an das Getriebegehäuse 12 angeschlossen und damit gegen Drehung gesichert ist«, Im Innern ist das Pumpengehäuse 42 um die Antriebswelle 30 herum mit Dichtringen 43 abgedichtet. An der Antriebswelle 30 sind Zahnräder 44 so befestigt, daß sie bei Drehung der Antriebswelle 30 relativ zum Pumpengehäuse 42 umlaufen. Durch die Drehung der Zahnräder 44 saugt die Pumpe 40 öl aus dem ölsumpf 14 durch den Filter 20 und die ölkanäle 19 in einen an der Pumpe ausgebildeten öleintritt 45 an. Die Pumpe- 40 fördert dann das Druckmittel durch einen Austritt 46 zur Eadialbohrung 37 undvon dort zu den axial gerichteten Druckmittelkanälen 36 und 66 und in den ringförmigen Kanal 68.

Das Getriebe 10 nach der Erfindung ist weiterhin mit einer Reibkörper-Antriebsvorriehtusg 70 ausgestattet, die die Drehmomentkraft von der Antriebswelle 30 auf die Abtriebswelle mit nach Bedarf veränderten Übersetzungsverhältnissen überträgt. Wie mit Einzelheiten in der bereits erwähnten US-Patentschrift 3 229 538 beschrieben, setzt sich die ReibkÖrper-Antriebsvorrichtung 70 im wesentlichen aus einer Mehrzahl, vorzugsweise aue drei sphärischen ülreib- oder Reibkugeln 100 zusammen, die mit gleichmäßigem Zwischenabstand um die miteinander in Deckung stehenden Antriebs- und Abtriebswellen 30 bzw. 60 angeordnet sind. Die Kugeln 100 sind von Abstanasrollen 110 in Lage gehalten, die über eine Halterung 112 fest an das Gehäuse 12 angeschlossen sind. Durch-die Rollen 110 sind die Kugeln während der Arbeit des Getriebes 10 gegen eine Bewegung auf einer Kreisbahn um die Wellen 30 und 60 herum gesichert, .Die■Reibkugeln 100 sind in der Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 so angeordnet, daß si© unter Reibseh-luß. an'--einem'Paar gleichachsig angeordneter/geneigter

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Laufbahnen 120, 130 an der Eingangsseite und an einem Paar gleichachsig angeordneter, geneigter Laufbahnen 140, 15O an der Ausgangsseite angreifen. Wie in Fig. 1 dargestellt, liegen während des Betriebes der Reibkorper-Antriebsvorrichtung 70 die eingangsseitigen Laufbahnen 120 und 130 an den äußeren Teilen, die ausgangsseitigen Laufbahnen 140 und 150 an den inneren Teilen der Reibkugeln 100 an.

Zur Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 gehört eine zylindrische Büchse 72 mit einem ringförmigen "Flanschten 72A« Die Büchse 72 ist über einen Keil 72B drehfest mit der Antriebswelle verbunden. Die Keilverbindung zwischen der Antriebswelle 30 und der Büchse 72 gestattet eine axiale "Verschiebung der Büchse relativ zur Welle. Die linke äußere Laufbahn 120 der Eingangsseits ist mit Preßsitz am Ilanschteil 72A der Büchse 72 gehalten* Sie ist daher gegenüber der Antriebswelle 30 in axialer Sichtung verschiebbar und läuft über die Büchse 72 mit der Antriebswelle 30 gemeinsam um.

Die Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 nach der Erfindung weist ebenfalls einen zylindrischen Träger 7I für die eingansseitige Laufbahn auf. Dieser Träger 71 ist konzentrisch zu den Wellen 30 und 60 angeordnet und greift am Umfang der äußeren eingangsseitigen Bahnen 120 und 130 an. Ein in radialer Richtung sich erstreckender Nabenteil 71A des Trägers 71 umschlingt die Büchse 72· Die Verbindung zwischen dem Träger 71 und dem Ilanschteil 72A der Büchse ist durch Stifte 73 hergestellt. Der Träger 71 läuft daher gemeinsam mit der Büchse 72 und der Antriebswelle 30 um. Durch diese Anordnung ist der Träger an den Stiften 73 relativ zur Büchse 72 und zur angeschlossenen eingangsseitigen Laufbahn 120 in axialer Richtung verschiebbar.

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Me Bahn 12Oj der Büchsenflanschteil 72A und der Traget 71 begrenzen auf diese Weise eine ringförmige Druckmittelkammer G, deren Rauminhalt durch die Stellung in Achsenrichtung der Büchse 72 relativ zum Träger 71 "bestimmt ist. An der Büchse 72 ist eine Federhai terung'74- angebracht, die eine Druckfeder 75 abstützt« Diese Feder dient dazu, den Träger 71 relativ zur Büchse 72 entsprechend Fig. 1 nach rechts zu drängen. Durch die Feder 75 sind die Bauteile der Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 so belastet, daß das Druckmittel in der Kammer C unter Druck gehalten ist.

Die äußere eingangsseitige Bahn 130 ist über ein Halteelement 131 an den Träger 71 angeschlossen. Das Halteelement I31 verhindert jegliche Bewegung der Bahn I30 relativ zum Träger 71 nach rechts. In gleicher Hinsicht ist die Bewegung der Bahn 130 nach links durch den von den Reibkugeln 100 erzeugten Druck verhindert. Die Feder 75 sucht die äußeren eingangsseitigen Bahnen 120 und 130 voneinander zu trennen, indem sie den Träger 71 und die Bahn 130 gegenüber der Bahn 120 und der Büchse 72 nach rechts zwängt.

Die linke innere ausgangsseitige Bahn 140 ist am Ende der Abtriebswelle 60 durch einen Preßsitz oder in anderer geeigneter Weise gehalten. Im Betrieb des Getriebes.10 ist die Bahn 140 dadurch in axialer Richtung fixiert und läuft gemeinsam mit der Abtriebswelle 60 um. Die rechte innere ausgangsseitige Bahn I50 ist mit der Abtriebswelle 60 über den erfindungsgemäßen Druckregler 200 verbunden* Wie weiter unten näher erläutert wird, kommt durch das Zusammenwirken zwischen den Bahnen 140 und I50 mit den Reibkugeln 100 die Drehmomentübertragung von.der Antriebswelle 30 auf die Abtriebswelle 60 zustande. Der Druckregler 200 hat die Aufgabe, an der Bahn 150 eine veränderbare axial gerichtete Kraft in der Weise aufzutragen, daß für jedes eingestellte Übersetzungsverhältnis

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des Getriebes 10 zwischen den Eeibkugeln 100 und den Re ibbahnen 120, 130, 140 und 150 der optimale B§rührungsdruck zur Verfügung steht. .

Das Getriebe 10 weist eine Vorrichtung auf, mit der zur Erzielung eines stufenlos regelbaren Übersetzungsverhältnisses des Getriebes die relative Stellung der Bahnen 120, 130, 140 und 150 in Achsenrichtung stufenlos veränderbar ist. Zu diesem Zweck besitzt das Getriebe 10 einen Regelknopf 80, der einen allmählich sich verändernden Steuernocken 81 trägt. Dieser ist im Getriebegehäuse 12 in der Verlängerung der Achse eines sich selbst zentrierenden Bundkolben-Ventils 90 angeordnet. Dieses weist einen axial verschieblichen Kolben 91 auf, der in einem in einer Ventilhalterung 93 ausgebildeten Zylinder 92 angeordnet ist. Die Ventilhalterung 93 ist mit zwei Halteringen 94 und 95 an der Büchse 72 gehalten. Durch die Verbindung zwischen der Büchse 72 und der Ventilhalterung 93 ist diese gemeinsam mit der Büchse 72 relativ zur Antriebswelle 30 in Achsenrichtung verschiebbar. Da die Büchse 72 mit der linken äußeren eingangsseitigen Bahn 120 starr verbunden ist, bewegt sich die Ventilhalterung 93 gemeinsam mit der Bahn 120. Um die Ventilhalterung 93 gegen Drehung zu sichern, ist sie mit einem Ifixierstift 96 am nichtumlaufenden Pumpengehäuse 42 festgehalten. Die Ventilhalterung 93 ist von einer Verschiebefeder 97 entsprechend Fig. 1 nach rechts gedrängt. Eine sich am Pumpengehäuse 42 und an der Ventilhalterung 93 abstützende Druckfeder 98 drängt den Kolben 91 entsprechend Mg. 1 nach rechts zur Anlage an dem Steuernocken 81.

Im Betrieb des Getriebes 10 erhält das Steuerventil 90 einen von der Pumpe 40 aus dem ölsumpf 14 geförderten stetigen ölstrom. Ein Teil der von der Pumpe 40 gelieferten Fördermenge ist in einen im Gehäee 12 ausgebildeten Kanal 82 gerichtet.

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In diesem ist ein Kugel-Bückschlagventil 83 angeordnet, das als Sicherheits-Entlastungsvorrichtung wirkt, wenn, die Öldrücke im Getriebe 10 einen vorbestimmten maximalen Grenzwert erreichen. Bei Überschreiten des eingestellten Druckgrenzwertes öffnet sich das Rückschlagventil 83, um das unter hohem Duck stehende öl über eine Austrittsöffnung 84 abzugeben. Das öl gelangt danach in den ölsumpf 14 zurück. Unter normalen Bedingungen fließt das öl aus dem Kanal 82 in eine waagerechte Leitung 85, von der nur ein leil gezeichnet ist, und von dort in eine im Zylinder 92 ausgebildete Nut 92A. Aus der Nut 92A des Zylinders 92 fließt das öl durch einen Austritt 86 in der Ventilhalterung 93. Dieser Austritt 86 ist über einen in der Büchse 72 ausgebildeten Kanal 87 an die Hydraulikdruckkammer 0 angeschlossen. Volumen und Druck des aus dem Zylinder 92 in die Kammer 0 strömenden Öls hängen von der durch die Einstellung des Steuernockens 81 bestimmten relativen Stellung der Ventilhalterung 93 und des Kolbens 91 ab. Der sich daraus in der Kammer G ergebende Druck beeinflußt die relative Stelling der Büchse 72 und des Flanschteils 72A gegenüber dem !Träger 71 und dessen Nabenteil 71A. Bei Druckanstieg in der Kammer 0 bewegen sich der Habenteil 71A und der Flanschteil 72A voneinander weg. Diese Bewegung zwängt der Bahn 120 eine entsprechend Fig. 1 nach rechts gerichtete Bewegung auf, während die Bahn 13O sich nach links bewegt. Ansteigender Öldruck in der Kammer C zwängt daher die äußeren eingangsseitigen Bahnen 120 und I30 gegeneinander und bewegt die Reibkugeln 100 entlang der Fläche der in Achsenrichtung fixierten ausgangsseitigen Bahn 140 nach innen. Diese Veränderung des Verhältnisses zwischen den Bahnen 120 und 130 und den Bahnen 140 und 150 verändert das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 10, indem sich die Reibkugeln 100 nach innen bewegen. Die resultierende Geschwindigkeit der Abtriebswelle 60 ist dadurch erhöht.

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Eine Abnahme des Öldruckes in der Kammer G ruft eine entgegengesetzte Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 10 hervor. Nimmt der Druck in der Kammer G ab, werden die Bahnen 120 und 130 durch die Kraft der 'Vorbelastungsfeder 75 voneinander weg bewegt und die Reibkugeln 100 werden entlang der Fläche der inneren Bahn 140 nach außen bewegt, weil, wie weiter unten näher .beschrieben, die innere Bahn 150 vom Druckregler 200 gegen die Reibkugeln 100 gezwängt wird. Die resultierende Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 60 ist herabgesetzt.

Das Steuerventil 90-ist als ein sich selbst ausgleichendes oder sich selbst zentrierendes Ventil ausgebildet, das dazu dient, das durch die Einstellung des Regelknopfes 80 gewählte Übersetzungsverhältnis aufrechtzuerhalten. Wie in iig. 1 dargestellt, ist der Kolben 91 als Bundkolben ausgebildet und weist Ventilkörperbunde 91A, 91B und 91G auf. Im Zylinder sind ringförmige Nuten 92A und 92B ausgebildet, die im wesentlichen die gleiche Breite wie die mit ihnen zu paarenden Bunde 91A und 9IB des Bundkolbens aufweisen. Die Nut 92B stellt einen Austritt dar, durch den das Öl aus dem Zylinder 92 abgezogen werden kann. Die Stellung des Kolbens 91 in seitlicher Richtung ist durch die Wirkung der Feder 98 und durch die Einstellung des Steuernockens 81. bestimmt. Ist der Steuernocken 81 so eingestellt, daß der Kolbenbund 9IA sich nicht mit der Nut 92A deckt, kann das dem Zylinder 92 über die Nut 92A zugeführte Druckmittel durch die Durchlässe 86 und 87 ia. die Kammer 0 strömen. Unter diesen Bedingungen steigt der Öldruck in der Kammer G an, die Bahnen 120 und 130 verringern ihren Abstand voneinander, um das Übersetzungsverhältnis des Getriebes zu verändern. Durch die seitliche Verschiebung der Bahn 120 und der Büchse 72 bewegt sich auch die Halterung 93 des Ventils 90 in derselben Richtung. Nachdem die Büchse 72 eine neue Stellung eingenommen hat und

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das Übersetzungsverhältnis eingestellt ist, bringt die Verschiebung der Ventilhaiterung 93 auf diese Weise die Hut 92A mit dem Kolbenbund 91A in Deckung, der Druckmittelzustrom in die Kammer O ist unterbrochen. Das Ventil 90 steht dann in Druckmittel-Gleichgewicht und das gewählte Übersetzungsverhältnis wird im wesentlichen konstant gehalten.

Um die Bahn 120 von der Bahn ,130 wegzubewegen, wird der vorstehend beschriebene Vorgang umgekehrt. Der Regelknopf 80 wird so gedreht, daß der Steuernocken 81 eine Stellung einnimmt, in welcher der Kolben 91 entsprechend Fig» 1 nach links verschoben wird. Durch diese Verschiebung wird die Nut 92B freigelegt, so daß das öl über die Nut 92B in den Ölsumpf 14 zurück abgeleitet wird. Dadurch sinkt der Öldruck in der Kammer C ab und die Bahnen 120 und 130 bewegen sich voneinander weg. Das Untersetzungsverhältnis des Getriebes verändert sich entsprechend. Durch die Verschiebung der Bahn und der Büchse 72 nach links wird auch die Ventilhaiterung in derselben Richtung bewegt. Die Halterung 93 erreicht dann eine Gleichgewichtsstellung, indem die Nut 92B vom Ventilkörperbund 91B verschlossen wird. Dadurch wird das Übersetzungsverhältnis des Getriebes in der neuen Einstellung im wesentlichen konstant gehalten. Mit dem Steuerventil 90 ist es möglich, das Übersetzungsverhältnis des Getriebes 10 innerhalb eines gewählten Geschwindigkeitsbereiches stufenlos zu verändern.

Die spezielle Arbeitsweise der Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 zum Einstellen und Verändern der Drehgeschwindigkeit und des Drehmomentes an der Abtriebswelle 60 ist detailliert in der US-Patentschrift 3 229 538 beschrieben. Es sei allgemein darauf hingewiesen, daß beim dargestellten Beispiel die Beziehung zwischen den eingangs sei ti gen Bahnen 120 und 130 und den ausgangsseitigen Bahnen 140 und 15O die von der Antriebswelle 30 auf die Abtriebswelle 60 übertragene relative

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Drehmomentkraft und auch die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 60 bestimmt. Die Stellung der linken inneren ausgabeseitigen Bahn 140 ist im Getriebe 10 in axialer Eichtung fixiert. Jegliche Veränderung in der Beziehung zwischen den drei übrigen Bahnen ruft daher eine Verschiebung der Reibkugeln 100 relativ zu den Abstandsrollen 110 hervor, so daß die leibkugeln die Bahnen 120, 130, 140 und 150 an verschiedenen wirksamen Berührungsdurchmessern berühren. Die jeder Geschwindigkeit zugeordneten wirksamen Berührungsdurchmesser bestimmen die verschiedenen Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 10. Beim Verschieben der Bahnen 120 und 130 verlagern sich die Mittelpunkte der Reibkugeln 100 entlang einer zur Oberfläche der ortsfesten inneren Bahn 140 parallelen Bewegungsbahn. Decken sich die Mittelpunkte der Reibkugeln 100 beim dargestellten Beispiel in Achsenrichtung miif dem Mittelpunkt des Bogens an der ortsfesten inneren Bahn 140, so ist das Übersetzungsverhältnis theoretisch unendlich, die Ausgangsdrehgeschwindigkeit der Abtriebswelle 60 theoretisch null. Wird der Abstand zwischen den Bahnen 120 und vergrößert, bewegen sich die Reibkugeln 100 nach außen und die Ausgangsdrehzahl der Abtriebswelle 60 nimmt proportional ab. Andererseits bewegen sich die Reibkugeln 100 nach innen, wenn die Bahnen 120 und 130 aufeinander zu bewegt werden, es ergibt sich eine höhere Ausgangsdrehzahl für die Abtriebswelle 60.

Das Getriebe 10 nach der Erfindung weist ebenfalls ein verbessertes Regelsystem 200 auf. Der Druckregler 200 hat die Aufgabe, eine hydraulische Verbindung zwischen der rechten inneren ausgangsseitigen Bahn 15O und der Abtriebswelle 60 herzustellen. Der Druckregler 200 macht es dadurch möglich, daß die Bahn 150 in Verbindung mit der Drehmomentübertragung durch die ausgangsseitige Bahn 140 auf die Abtriebswelle 60 Drehmoment auf diese überträgt. Der Druckregler 200 dient

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weiterhin dazu, an der Bann 1J?0 eine veränderbare axial gerichtete Kraft aufzutragen, um . zwischen den Bahnen 120, 130, 140 und 150 und den Reibkugeln 100 einen bestimmten Berührungsdruck zu erzeugen. Der vom Druckregler 200 erzeugte Berührungsdruck ist im Betrieb des Getriebes 10 im wesentlichen gleichmäßig und verändert sich in der Größe in Abhängigkeit von Veränderungen der Drehmomentbelastung der Abtriebswelle 60, von der Viskosität des im Getriebe 10 verwendeten Öles und vom Reibbeiwert zwischen den Reibkugeln 100 und den Bahnen 120, I30, 140 und

In Fig. 2 und 3 ist zu' erkennen, daß der Druckregler 200 eine zylindrische Nabe 201 aufweist, die an der Abtriebswelle angebracht ist. Diese Habe ist frei drehbar und in Achsenrichtung gegenüber der Abtriebswelle 60 verschiebbar. Mit der Nabe 201 ist einstückig ein Ringflansch 202 ausgebildet. Das Ende der Nabe 201 nimmt die ringförmige ausgangsseitige Bahn 150 auf, die unter Reibschluß am Flansch 202 anliegt. Die Bahn I50 weist in radialer Richtung ein ausreichend großes Spiel auf, um sich an der Nabe 201 selbst zentrieren zu können. Die Nabe 201 weist ebenfalls einen öldurchlaß 203 auf ₉ der über einen radialen öldurchlaß 69 mit dem ringförmigen öl-' kanal 68 zwischen der Antriebswelle 30 und der Abtriebswelle 60 in Verbindung steht.

Zum Druckregler 200 gehört weiterhin eine ringförmige Zylindertrommel 210, die zur Nabe 201 konzentrisch angeordnet und mit Verbindungsstiften 211 mit dem Nabenflansch 202 verstiftet ist. Die Zylindertrommel 210 läuft daher gegenüber der Abtriebswelle 60 gemeinsam mit der Nabe 201 und der angeschlossenen ausgangsseitigen Bahn I50 um. Entsprechend 3?ig. 3 ist die axiale Bewegung der Zylindertrommel 210 durch ein an der Abtriebswelle 60 angeordnetes Drucklager 212 begrenzt. Die Zylindertrommel 210 ist am innenliegenden Ende mit einer

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Ausnehmung versehen, in der der !flansch 202 der Hate 201 in der Weise aufnehmbar ist, daß eine dazwischenliegende ringförmige Druckmittelkammer P gebildet ist. Eine in der Druclonittelkammer P angeordnete Druckfeder 213 zwängt die UaTDe 201 entsprechend Pig. 3 ständig nach links. Die Druckfeder 213 "bewirkt somit im Betrieb der Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 eine Torbelastung der Bahn I50 gegen die Reibkugeln 100. Die Abdichtung der Druckkammer P gegen Druckmittel ist durch ein am Nabenflansch 202 angeordnetes Dichtglied 214 gewährleistet.

Der Druckregler 200- weist weiterhin eine Mehrzahl von Kolben 220 auf. In der bevorzugten Ausbildungsform und entsprechend Fig. 2 sind acht Kolben 220 mit gleichgroßem Zwischenabstand um die Zylindertrommel 210 herum angeordnet. Die Enden der Kolben 220 sind gegenüber in der Zylindertrommel 210 ausgebildeten Zylindern 210A mit Kolbenringen 221 abgedichtet. Jedem Kolben 220 ist eine Antriebsrolle 222 zugeteilt, die mit einem Röllenzapfen 223 am außenliegenden Ende des Kolbens drehbar gelagert ist. Jeder der Kolben 220 weist einen radial gerichteten öldurchlaß 224 auf, dessen innerer Teil 224A mit überwiegender Längsausdehnung ausgebildet ist (Pig. 3). Der innenliegende Teil 224A steht mit einem in der Zylindertrommel 210 ausgebildeten Öldurchlaß 204 in Druckmittelverbindung. Der Durchlaß 204 steht seinerseits in Druckmittelverbindung mit dem in der Nabe 201 ausgebildeten öldurchlaß 203.

Jeder der Kolben 220 weist weiterhin eine axial geführte Ölbohrung 225 auf, die mit der Radialbohrung 224 in Verbindung steht. Die Bohrung 225 ist am außenliegenden Ende mit einer Verschlußkugel abgedichtet, während das innenliegende Ende über eine radial geführte Bohrung 226 an den Kolbenzylinder 210A angeschlossen ist, in welchem der zugehörige

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Kolben 220 in der Zylindertrommel 210 aufgenommen ist. Entsprechend Pig» 3 ist das Endstück des Kolbens 220 von einem nachgiebigen Verschlußring 227 umschlungen, der ein in einer Richtung wirkendes Rückschlagventil für den Durchlaß oder die Radialbohrung 226 darstellt. Druckmitteldruck bringt den Verschlußring 224 zum öffnen, so daß Druckmittel : über die Kanäle 224, 225 und 226 in den den Kolben 220 aufnehmenden Zylinder 210A einströmen kann.

In der Zylindertrommel 210 ist weiterhin ein öldurchlaß 228 ausgebildet, der mit jedem der Zylinder 210A in Druckmittelverbindung steht. Die Durchlässe 228 verbinden jeden der Zylinder 210A mit der im Druckregler 200 gebildeten gemeinsamen ringförmigen Druckkammer P. In dieser ist nahe der Durchlässe 228 ein nachgiebiger Verschlußring 229 vorgesehen, der ein in einer Richtung wirkendes Rückschlagventil für die Durchlässe 228 darstellt. Dieses Dichtglied 229 gestattet ölströmung aus den Durchlässen.228 in die Druckkammer P, verhindert jedoch jegliche Strömung in der umgekehrten Richtung aus der Kammer P heraus.

In Pig..3 ist weiterhin zu erkennen, daß die Zylindertrommel 210 ebenfalls eine kontinuierlich wirkende Druckmittel-Entlastungsvorrichtung 230 aufweist. Zu dieser gehört eine Eintrittsöffnung 231, die unmittelbar an die den Zylindern 210A gemeinsame Druckmittelkammer P angeschlossen ist. Die Eintrittsöffnung 231 steht in Druckmitte !verbindung mit ein'er axial gerichteten Bohrung 232, die einen Druckmittel-Vorratsbehälter bildete In diesem ist ein Ölfilter 233 angeordnet, der das durch den Druckregler 200 strömende öl von Verunreinigungen befreitο Die Entlastungsvorrichtung 230 weist ebenfalls eine Abblas- oder Austrittsdüse 234 mit einer vorbestimmten Querschnittsfläche auf. Die Düse 234 steht in ständiger Druckmittelverbindung mit dem ölsumpf 14, und zwar über einen

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Kanal 235» cLea? stm außenliegenden Ende der Zylindertrommel 210 ausgebildet ist.

Zum Druckregler 200 gehört weiterhin ein Sicherheitsventil, das in Gefahrensituationen die Kammer P und die anderen Leitungen des Druckreglers von Druckmitteldruck entlastet. Dieses Sicherheitsventil des Druckreglers 200 ist in Fig. 5 als federbelastetes Rückschlagventil 240 dargestellt. Dieses steht über einen Durchlaß 241 in Druckmittelverbindung mit der Druckkammer P. ölströmung aus der Kammer P durch den Durchlaß 241 ist normalerweise durch eine Verschlußkugel 242 verhindert, die von einer Feder 243 und einer Einstellschraube 244 in Lage gehalten ist. {Dritt jedoch im Druckmittelsystem ein unerwünscht hoher Druck auf, wird das Rückschlagventil oder die Verschlußkugel 242 durch Bewegung entsprechend Fig. 5 nach rechts aufgedrückt und führt durch vorübergehendes Anschließen der Kammer P an den ölsumpf 14 eine Druckentlastung des Systems herbei.

Entsprechend Pig· 3 und 4 weist der Druckregler 200 weiterhin einen ringförmigen Hocken 250 auf. Dieser ist mit der Abtriebswelle 60 durch einen Keil 251 verbunden, so daß er gemeinsam mit der Abtriebswelle 60 umläuft. Die nach links weisende Fläche des Nockens 250 bildet eine ringförmige Nockenbahn 252 mit vorbestimmter Formgebung. In der bevorzugten Ausbildungsform weist die Fläche der Nockenbahn 252 drei mit gleichem Zischenabstand angeordnete Erhöhungen 253 auf, die im wesentlichen gleiche Amplitude und Wellenlänge besitzen. Die Nockenbahn 252 ist so angeordnet, daß sie sich in Achsenrichtung mit den im Druckregler 200 untergebrachten Antriebsrollen 222 der Kolben deckt. Die Antriebsrollen 222 rollen somit an der Nockenbahn 252 ab und erzeugen eine Hin- und Herbewegung der ihnen zugeordneten Kolben 220 mit einer Hublänge, die mit der Amplitude A der Nockenerhöhungen 253 gleich ist.

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Im Betrieb.des Druckreglers 200 wird bei jedem nach, außen gerichteten Ansaughub der Kolben 220, entsprechend Fig·. 3 nach rechts, über die Kanäle 68, 69,'203, 204, 224, 225 und 226 ein ölvolumen angesaugt. Durch den Öldruck öffnet sich, der Verschlußring 22? und läßt das öl in den Kolbenzylinder 210A einströmen. Der Druck des in den Zylindern 210A zurückgehaltenen Öles sucht die Kolben 220 nach außen, entsprechend Fig. 3 nach rechts zu drängen, um die Antriebsrollen 222 in reibschlüssigem Rolleingriff mit der Nockenbahn 252'zu halten.

Aus Fig. 3 und 4- geht deutlich hervor, daß bei Drehung der Zylindertrommel 210 relativ zum Nocken 250 die Erhöhungen 253 an der Nockenbahn zum Eüigrif f an den Antriebsrollen 222 gebracht werden und die Kolben 220 nach innen, entsprechend Fig. 3 nach links bewegen, und zwar mit einem Arbeite- oder Pumphub, der der Amplitude A der Erhöhungen gleich ist. Durch diese Pumphübe werden die in den Zylindern 210A befindlichen ölvolumina durch die Durchlässe 228 und den Verschlußring in die gemeinsame Druckmittelkammer P gedrückt»

Durch die im Abstand aufeinanderfolgenden Pumphübe aller vorhandenen Kolben 220 ist sichergestellt, daß die Druckmittelkammer P als Ergebnis der Arbeit des Druckreglers 200 einen konstanten ölfluß erlSLt. Der Druckregler 200 trägt somit am Flansch 202 der Nabe 201 eine axial gerichtete Kraft auf', die die Nabe 201 und die mit ihr verbundene ausgangsseitige Bahn 150 entsprechend Fig. 1 und 3 nach links gegen die Reibkugeln 100 zwängt. In Fig.. 3 ist zu erkennen, daß die Fläche des Teils des Nabenflansches 202, der zur Ausbildung der gemeinsamen Druckmittelkammer P herangezogen ist, eine erhebliche Größe aufweist und durch Wahl eines zweckmäßigen Durchmessers für den Nabenflansch 202 veränderbar ist. Die beträchtliche Größe dieser Fläche verringert den Öldruck, der in der Kammer P erforderlich ist, um am Flansch 202 und an der

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ausgangsseitigen Bahn I50 eine zweckmäßige axial gerichtete Kraftkomponente zu erzeugen.

Infolge der Druckentlastung an der Düse 234- arbeitet die Pumpe des Druckreglers mit einer bestimmten Geschwindigkeit, um in der Kammer P einen Öldruck aufrechtzuerhalten, der von dem an der rechten inneren Bahn I50 aufgetragenen Drehmoment abhängig ist. Da die Querschnittsfläche der Düse 234· unveränderlich ist, nimmt die Strömung durch die Düse 234- bei Ansteigen des Druckes in der Kammer P oder bei Abnahme der Ölviskosität zu. In ähnlicher Weise nimmt die Strömung ab, wenn der Druck in der Kammer P abfällt oder die ölviskosität größer wird.

Der Druckregler 200 stellt somit ein geschlossenes Druckmittelsystem dar, dem die gemeinsame Druckkammer P, die einzelnen Kolbenzylinder 210A und die Druckentlastungsvorrichtung 230 zugehören. Aufgrund dieser Ausbildung läßt sich der Druck in der Kammer P und damit die an der Bahn 150 angreifende und axial gerichtete Kraft feinfühlig regeln,^ um den gewünschten Beruhrungsdruck zwischen den Reibkugeln 100 und den Reibbahnen 120, 130, 14-0 und 15O zu erzeugen. Die von den acht Kolben 220 vorgenommene ölverdrängung in die gemeinsame Druckkammer P erleichtert die Aufrechterhaltung einer konstanten ölströmung und eines konstanten Öldruckes" im Druckregler 200. Infolge des geschlossenen Druckmittelsystems und der Verwendung einer ausgewählten Entlastungsdüse 234- ist es möglich, den Druckregler 200 so auszubilden, daß sich in der Kammer P für jede gegebene Drehmomentbelastung an der Abtriebswelle und für jeden Yiskositätswert des im Getriebe 10 befindlichen Öles ein gleichmäßiger Druck einstellt. Dies führt somit bei einem gegebenen Betriebszustand zu einem gleichmäßigen Berührungsdruck zwischen den Reibkugeln 100 und den Reibbahnen 120, 130, 14-0 und I50.

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Wie !ig. 4 zeigt, ist die, Gleichmäßigkeit des Druckes in der Kammer P dadurch erreicht₉ daß die Kockenbahn 252 mit einem Profil ausgebildet ist, welches jedem Kolben eine parabolische Axialverschiebung erteilt. Die von jedem Kolben erzeugte Strömungsgeschwindigkeit des Öles ist somit eine geradlinige Funktion, wie in Figo 4 durch die Kurven V dargestellt. Die Kurve V.zeigt.,, daß die Gesamtströmungsgeschwindigkeit des Öles, wie sie durch die in EIg₀ 4 durch die mit "+" bezeichnete Fläche unterhalb der Kurve Y dargestellte Pumpwirkung aller acht Kolben 220 und zusätzlich durch die Saugwirkung jedes Kolbens, die als' "-"-Fläche oberhalb der Kurve Y dargestellt ist, erzeugt wird, in jedem Zeitpunkt des Betriebes des Druckreglers 200 einen konstanten Wert hat₀

Die Geschwindigkeit, mit der das Öl infolge der kombinierten Pumpwirkung der acht Kolben 220 in die gemeinsame Druckkammer P einströmt, ist somit gleichmäßige Da auch die Geschwindigkeit, mit der das öl aus der gemeinsamen Kammer P über die unveränderliche Düse 234 ausströmt, gleichmäßig ist, ist auch die Ölströmung durch die Druckkammer P gleichmäßig und zeigt keine wesentliche Strömungswelligkeit. Der Druckregler 200 hält somit bei einer gegebenen Paarung von Ausgangsdrehmoment und ölviskosität in der Kammer P einen gleichmäßigen Druck und einen Berührungsdruck zwischen den Reibkugeln 100 und den Bahnen 120, 130, 140 und 150 aufrechte

Im Betrieb kann das Getriebe 10 so gesteuert werden, daß es die Abtriebswelle 60 mit einer Geschwindigkeit antreibt, die innerhalb eines gewählten Geschwindigkeitsbereiches stufenlos veränderbar ist. Beim dargestellten Beispiel ist durch Einstellung der Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 ein Regelbereich für die Abtriebswelle erzielbar, in welchem diese zwischen null- und zweieinhalbmal so schnell umläuft wie die Antriebswelle 30. Außerdem spricht der verbesserte Druckregler 200

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nach, der Erfindung auf Veränderungen in der Drehmomentbelastung der Abtriebswelle 60_s auf die Viskosität des im Getriebe befindlichen Öles und auf den Keibbeiwert zwischen den Reibkugeln 100 und den Bahnen 12O₉ 130, 140 und 150 an, um zwischen den Bauteilen des Heibkörper-Hegeigetriebes durch Einstellen des Berührungsdruckes zwischen den Bahnen und den Reibkugeln 100 einen kleinstmöglichen Schlupf zu erzielen. Auf diese Weise wird trots Veränderungen in den Betriebszuständen des Getriebes 10 das gewählte Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle 30 und der Abtriebswelle 60 beibehalten.

Ein Arbeitsvorgang des Getriebes 10 beginnt damit, daß die Antriebswelle JO mit einer vorgewählten Eingangsdrehzahl angetrieben wird. Der Regelknopf 80 wird auf eine vorgewählte Geschwindigkeit der Abtriebswelle 60 eingestellt» Barch die Drehung der Antriebswelle 30 wird die Pumpe A¹O angetrieben, die aus dem ölsumpf 14 öl über die weiter oben beschriebenen ölkanäle und Öldurchlässe sum Steuerventil 90 und zum. Druckregler 200 fördert_o Die Heibbahnen 120, 13O₅ 140 und 150 werden vom Steuerventil."90 relativ au den Be±"fokag@ln 100 in eine Stellung verbracht, in der das für das Getriebe vorgewählte "Übersetzungsverhältnis zustande koamt.

Die infolge der Drehung der Antriebswelle 30 an den äußeren eingangsseitigen Bahnen 120 und 130 aufgetragene Drehmomentkraft wird über die innenliegenden ausgangsseitigen Bahnen 140 und 150 auf die Abtriebswelle 60 übertragen. Würden die beiden ausgangsseitigen Bahnen 140 und I50 das gleiche Gegendrehmoment auf die Kugeln 100 übertragen.} wäre das toe. diesen Bahnen auf die Antriebswelle 60 übertragene Drehmoment gleich«, wobei die Bahnen 140 und I50 jeweils di© Hälfte der Brehmomentkraft übertragen würden«, Jedoch, ist das (legen&rehmoment oder der Drehwiderstand an der Bahn I50 geringer als an der

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Bahn 140. Die Bahn 140 ist unmittelbar mit der Antriebswelle 60 verbunden. Die Bahn '150 dagegen ist an die Abtriebswelle 60 über den Hydraulikdruckregler 200 angeschlossen, der über die Steuer- oder Entlastungsdüse 234 eine konstante, kontrollierte ölmenge abgibt. Das über die Reibkugeln 100 übertragene Drehmoment ist daher an der Bahn 150 kleiner als an der Bahn 140. Die .Reibkugeln 100 treiben daher die Bahnen 140 und mit einer geringen Geschwindigkeitsdifferenz an, wobei die rechte Bahn 15Ο schneller umläuft als die linke Bahn 140.

Die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Bahnen 140 und 150 läßt sich anhand der nachstehenden Beziehungen deutlich machen. '

Der !Fachmann weiß., daß das von den Bahnen 140 und 15Ο auf die Abtriebswelle 60 übertragene Drehmoment T ein Produkt ist aus der von Jeder Bahn aufgetragenen Kraft i¹ und dem Radius r,über dem die Kraft F wirkt» Daraus folgt°.

(2) στ = Vl + Vr*

worin die Indices L und R die linke Bahn 140 bzw. die rechte Bahn 150 be zeichnen _ö

In ähnlicher Weise ist die von den Reibkugeln 100 auf die Abtriebswelle 60 übertragene Leistung H ein Produkt aus der Drehgeschwindigkeit s der Bahnen 140 und I50 und aus dem Drehmoment T₀ Daraus folgt;

(3) H =» ONs-

worin die Indices L und R wieder das von der linken Bahn bzw. der rechten Bahn 150 übertragene Drehmoment T bezeichnen. Setzt man nun die Gleichung (2) in die Gleichung (4) ein,

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ergibt sich.:

(5) Σ H - V₁V₁

¥ie in der bereits erwähnten US-Patentschrift 3 229 538
erläutert, stellt sich die Keibkorper-Antriebsvorrichtung so ein, daß die Drehmomentübertragung zwischen den Bahnen
14-0 und 150 aufgeteilt wird, so daß die Abtriebswelle für
jede eingestellte Drehgeschwindigkeit ein konstantes Drehmoment und eine konstante !leistung erhält« Nimmt man daher
an j daß das gesamte H, das auf die Abtriebswelle 60 übertragen wird, konstant 100% beträgt, dann ist;

(6) Σ H = 100 = I₁X₁S₃. + V_Ee_H>

und da bei dem dargestellten Getriebe 10 die Berührungsradien r für die Bahnen 140 und 15Ο gleich, sind, ergibt sich:

(7) 100 = ¹¹A, ^{+ 1}B³E.

Aus der Gleichung (7) ergibt sich, daß wenn die Drehmomentkraft E_n an der rechten Bahn I50 unter die Drehmomentkraft

ti.

I₁ der linken Bahn 140 abfällt, die Geschwindigkeit s_R der Bahn 15Ο die Geschwindigkeit S₁ der Bahn 140 übersteigt.
Diese Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Bahnen 140 und 150 ist Ursache dafür, daß die Bahn I50 eine Drehbewegung
relativ zur Abtriebswelle 60 ausführt. Die mit der Bahn I50 •verbundene Zylindertrommel 210 läuft somit gegenüber dem
Nocken 250 um, da dieser mit der Abtriebswelle 60 verbunden ist. Die Nockenbahn 252 kommt nacheinander mit den Antriebsrollen 222 zum Eingriff und bewegt die Kolben 220 hin und her.

Die Kolben 220 führen' die vorbeschriebene Hin- und Herbewegung während des Betriebes des Getriebes 10 ständig aus. Sie

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pumpen somit ständig Öl in die gemeinsame Kammer P, um das aus dieser Kammer P über die Düse 234 ständig abgeführte öl zu ersetzen. Der Öldruck in der Kammer P und die auf die Bann 150"aufgetragene axial gerichtete Kraft werden somit durch die Pumpwirkung der Kolben 220 aufrechterhalten oder verändert. Die Pumpwirkung der Kolben 220 regelt somit den resultierenden Berührungsdruck zwischen den Reibkugeln 100 und den Reibbahnen 120, 130, 140 und 150.

Um Drehmoment bei möglichst kleinem Schlupf zu übertragen, verändert der Druckregler 200 den Berührungsdruck zwischen den Bahnen 120, 1JO, 14-0 und 150 und den Reibkugeln 100 in Abhängigkeit von Yeranderungen des Reibbeiwertes zwischen den Kugeln 100 und den Bahnen, von Veränderungen der ölviskosität oder von Schwankungen in der Drehmomentbelastung der Abtiiebswelle. Eine Beaufschlagung der Bauteile des Getriebes mit unnötig hohen Drücken ist damit vermieden.

Befindet sich beispielsweise das Getriebe 10 in kaltem Zustand, dann regelt der Druckregler 200 den Berührungsdruck zwischen den Kugeln 100 und den Bahnen ein, indem er die 3?atsaehe berücksichtigt, daß das kalte Getriebeöl eine hohe Viskosität aufweist. Das dickere öl fließt aus der Kammer 10 über die Düse 234- langsamer aus. Somit wird auch die Pumparbeit der Kolben 220 und die Drehung der Bahn 150 gegenüber der Bahn 140 proportional langsamer., da das öl in der Kammer P nicht so schnell ersetzt werden muß. Das langsamere Ausströmen des Öles aus der Kammer P führt zu einer proportionalen Erhöhung des Druckes in der Kammer» Dadurch wird der Berührungsdruck zwischen den Kugeln 100 und den Bahnen erhöht, um den durch das dickere und daher zähflüssigere öl hervorgerufenen erhöhten Schlupf auszugleichen. Mmmt die Viskosität des Öles ab, dann nimmt auch der Berührungsdruck ab, um sich auf die erhöhte Reibung einzustellen.

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In ähnlicher Weise gleicht der Druckregler 200 Veränderungen des Reibbeiwertes zwischen den Kugeln 100 Tind den Bahnen 120, 130, 140 und 150 aus, deren Ursachen beispielsweise in Oberflächenzuständen, Veränderungen der ölviskosität, in Hollreibungskräften an den Reibkugeln infolge von Veränderungen der Abrollgeschwindigkeit der Kugeln, u».dgl. liegen. Himmt die Reibung zwischen den Berührungsflächen ab, muß der vom Druckregler 200 erzeugte Berührungsdruck erhöht werden, um einen im wesentlichen schlupffreien Betrieb der Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 sicherzustellen.

Wie sich aus der obenstehenden Gleichung (7) ergibt, führt eine Verminderung -der Reibung zwischen den Berührungsflächen der Kugeln 100 und der Reibbahnen zu mehr Schlupf und dadurch zu einer Verringerung der an der rechten ausgangsseitigen Bahn 150 wirksamen Drehmomentkraft i"_R. Die Drehgeschwindigkeit s_ß nimmt daher zu und die Pumparbeit der Kolben 220 wird schneller. Dadurch fließt mehr Öl in die Kammer P und der Öldruck in der Kammer P nimmt proportional zu. Die Reibungsverminderung erhöht somit den Berührungsdruck zwischen den Reibkugeln 100 und den Bahnen 120, 130, 140 und 150. Eine Reibungserhöhung zwischen den Reibflächen wirkt sich entgegengesetzt aus und führt zu einer Verminderung des Berührungsdruckes. Der Druckregler 200 regelt somit den Berührungsdruck in Abhängigkeit von Veränderungen des Reibbeiwertes an den Bauteilen des Getriebes.

Der Druckregler 200 spricht auch auf Veränderungen in der Ausgangsdrehmomentbelastung an der Abtriebswelle 60 an_e Nimmt die Drehmomentbelastung an der Welle 60 zu, wird die Keilwirkung des Nockens 250 auf die Antriebsrollen 222 der Kolben proportional stärker. Die Kolben 220 üben somit auf das in den Zylindern 210A befindliche öl einen erhöhten Druck aus. Der Öldruck in der gemeinsamen Druckkammer P, der von den

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Zylindern 21ΌΑ geliefert wird, wird ebenfalls höher und ruft eine entsprechende Erhöhung des resultierenden Berührungsdruckes zwischen den Kugeln 100 und den Bahnen 120, 130, 140 und 150 hervor.

Der Druckregler 200 bewirkt in der vorbeschriebenen Weise eine Veränderung des Berührungsdruckes zwischen den Bauteilen der Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 in Abhängigkeit von den Betriebszuständen des Getriebes 10. MLt der Reibkörper-Antriebsvorrichtung 70 ist somit eine im wesentlichen schlupffreie Drehmomentübertragung erzielbar. Übermäßig hohe Drücke und Reibungskräfte sind somit vermieden, der Wirkungsgrad und die Lebensdauer des Getriebes 10 verbessert.

Durch die "Verwendung eines abgedichteten und geschlossenen Druckmittelsystems im Druckregler ist die Größe des in der Kammer P herrschenden Druckes und damit der resultierende Berührungsdruck zwischen den Reibelementen des Antriebes exakt regelbar. Dadurch, daß zum Zuführen von unter Druck stehendem öl in die gemeinsame Kammer P acht abgedichtete Kolben 220 verwendet werden, ist bei verhältnismäßig niedrigen Drücken eine gleichmäßige ölströmung erzielbar, insbesondere, wenn das Profil der Nockenflache 252 an den Durchmesser der Antriebsrollen 222 der Kolben angepaßt ist, so daß sich eine parabolische Verschiebung der Kolben 220 ergibt. Die stoßweise auftretenden und die konstanten Belastungen der Bauteile. des Systems sind dadurch gemildert und die Abdichtung des Systems gegen Druckmittel vereinfacht. Die Verwendung einer einzigen Düse 234 zur ständigen Entlastung der gemeinsamen Druckkammer P trägt ebenfalls zur Genauigkeit bei, mit der der Druckmitteldruck im Druckregler 200 regelbar ist. Zur Senkung der !Fertigungskosten und um Verstopfungen zu

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vermeiden, kann die Düse 234- mit großen Abmessungen ausgeführt sein.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehende Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen dieses Grundgedankens beispielsweise hinsichtlich des Aufbaues, der Paarung und Anordnung der Bauteile sowie hinsichtlich der Anwendungszwecke in vielfältiger Weise abwandelbar»

/Ansprüche

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Claims

ilSPStCflJ

Eegelgetriebe mit je einer Antriebs- und Abtriebs-"welle und einer von Kugeln und Kugellaufbahnen gebildeten Eeibkörper-Eegelvorrichtungj deren Eeibelemente die Wellen unter Eeifoschluß antriebsmäßig miteinander verbinden, sowie mit einem Druckregler zum selbsttätigen Eegeln der die Antriebsverbindung bewirkenden Berührungsdrücke zwischen den

Eeibelementen entsprechend dem Schlupf zwischen den Heibeleajenten und der Drehmomentbelastung der Abtriebswelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckregler (200) eine Mehrzahl von Kolben (220) aufweist, die in abgedichteten Druckmittelzylindern (210A) hin- und herbewegbar sind, an die über eine Absperrvorrichtung (229) eine gemeinsame Druckmittel-Druckkammer (P) angeschlossen ist, die das von den Kolben (220) gepumpte Druckmittel erhält und proportional zum Druckmitteldruck in ihr die die Antriebsverbindung bewirkenden . Berührungsdrücke auf die . Eeibelemente (10O₅ 120_s 130, 140, I50) aufträgt, daß an die AbtriebswelXe (60) ein Hocken (250) angeschlossen und relativ zu den Kolben (220) so angeordnet 1st, daß er zum Fördern von Druckmittel aus den Zylindern (210A) in die gemeinsame Kammer (P) bei im wesentlichen gleichmäßiger Strömungsgeschwindigkeit die Kolben (220) nacheinander mit -in gleichmäßigem Zwischenabstand aufeinanderfolgenden Arbeitshüben bewegt, und daß mit der gemeinsamen Kammer (P)" eine Druckmitte 1-Mse (234) in Druckmittel verbindung steht, um aus der Kammer (P) ständig mit einer dem Druck in der Kammer (P) und der Yiskosität des die Düse (234) durchfließenden Druckmittels entsprechenden-Strömungsgeschwindigkeit Druckmittel abzublasen, wobei der Druckregler (200) ein geschlossenes

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Druckmitte!system aufweist, mit dem Strömungsgeschwindigkeit und Druck des in die gemeinsame Kammer (P) einströmenden Druckmittels exakt regelbar und dadurch, die Berührungsdrücke zwischen den Reibelementen (100, 120, 130, 140, 150) exakt veränderbar sind.

2. Regelgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i chnet, daß der Nocken (250) und die Kolben (220) so angeordnet sind, daß die Kolben (220) mit einer Geschwindigkeit hin- und herbewegbar sind, die eine gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit des aus den Kolbenzylindern (210A) in die gemeinsame Kammer (P) strömenden Druckmittels erzeugt»

3. Regelgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e — kennz ei chne t, daß die Kolben (220) zylindrisch ausgebildet und gegen die Druckmittelzylinder (210A) mit Kolbenring-Dichtgliedern (221) abgedichtet sind, daß jeder Kolben (220) ein Abrollelement (222) aufweist, das am Hocken (250) angreift, und daß das Hockenprofil (252) so ausgebildet ist, daß die Abrollelemente (222) entlang einer im wesentlichen parabolischen Bewegungsbahn so angetrieben sind_s daß durch die Relativbewegung des Nockens (250) gegenüber den Kolben (220) diese in einer Meise Mn= und herbewegt sind, die eine im wesentlichen konstante und vollständige ¥erdrängung des Druckmittels aus den Zylindern (210A) in die gemeinsame Kammer (P) hervorruft,,

4-. Regelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichne t, daß die Absperrvorrichtung (229) als Rückschlagventil ausgebildet ist, das im Druckmittelstrom zwischen den Zylindern (210A) und der gemeinsamen Kammer (P) liegt.

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5. Regelgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kenn.ze i ohne t, daß die Kolben (220) nahe der gemeinsamen Kammer (P) ringförmig angeordnet sind_} und daß die Absperrvorrichtung (229) ein nachgiebiger, ringförmiger Verschlußring ist, der im Druckmittelstrom zwischen der Kammer (P) und jedem Ko Ib en zylinder (210A) liegt und als einsinnig wirkendes, druckbetätigtes Eücksehlagventil arbeitet^ das Druckmitte!strömung aus den Zylindern (210A) in die gemeinsame Kammer (P) zuläßt„

6. - Eegelgetriebe mit je einer Antriebs- und Abtriebswelle, einer diese Wellen miteinander verbindenden Seibkorpervorrichtung mit einer Mehrzahl von Reibkugeln, die unter E'eibschluß zwei gleichachsig angeordnete, mit der Antriebswelle verbundene . eingangsseitige Reibbahnen und zwei gleichachsig angeordnete, mit der Abtriebswelle verbundene ausgangsseitige Eeihbs.hB.en antreiben-, xrobei ©ine der ausgangsseitigen Re ib- * bahnen mit der Abtriebswelle drehfest verbunden und die andere tau die Ibtriebswelle drehbar ist, sowie mit einem Druckregler sum selbsttätigen RegpLn der die Antriebsver-"binamsg bewirkenden" Berühruagsdrücke awischea den Reibkugeln tmd den Eeibbahnen entsprechend dem Sehlupf 'zwisehen den Reibkngeln und den Eeibbahnen.und der Drehmomentbelastung' der Abtriebswelle, dadurch gekennzeichne t,' daß zum Sruckregler (200) Torrichtungen (201₈ 202, 210) gehören, die eine vergrößerbare 'Druckmittelkammer (P) "begr-enseii_? dieso" angeordnet ist, daß sie zum Verändern der Berührungsdrücke zwischen den Eeibkugela (100) und den Seibbahnen (120, 13O₉ 140, 150) eine veränderliches axial gerichtete Kraft auf die umlaufende ausgangsseitige Eeibbahn (150) aufträgt, weiterhin eine an der Abtriebswelle (60) gleichachsig und zn dieser drehbar angeordnete Zylindertrommel (210), eine Hehrzahl von Kolben (220), die in abgedichteten, in der Zylindertrommel (210) ausgebildeten Zylindern (210A) mit gleichmäßigem

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Zwischenabstand um die Abtriebsxtrelle (60) herum angeordnet sind, eine Absperrvorrichtung (229) zum Anschließen jedes dieser Zylinder (210A) an die gemeinsame Druckmittelkammer (P), ein mit der Antriebswelle (60) -verbundener Nocken (250), der relativ zu den Kolben (220) so angeordnet ist₅ daß die Zylindertrommel (210) relativ zum"Nocken (250) umläuft, um die Kolben (220) nacheinander axial aur Abtriebswelle (60) hin- und herzubewegen, wobei ein am Nocken (250) ausgebildetes Profil (252) äeden Kolben (220) in Achsenrichtung mit einer Geschwindigkeit antreibt, daß die Kolben (220) aus den Eolbenzylindern (210A) Druckmittel mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Stromungsgeschwindigkeit in die Kammer (P) fördern, sowie eine in Druckmitte!verbindung ait der- gemeinsamen Kammer (P) stehende Düse (254·)? ffl&^ &^er Druckmittel aus der Kammer (P) mit einer dem Druck in der Kammer (P) und der Viskosität-des durchfließenden Druckmittels angepaßten Strömungsgeschwindigkeit abblasbar ist₉ wobei der Druckregler (200) ein geschlossenes Druckmittelsystem aufweist, mit dem Strömungsgeschwindigkeit und Sniek.&as in die gemeinsame Druckmittel k emmer (P) einströmenden Druckmittels esaki; regelbar und dadurch die Berührungsdrücke zwischen den Eeifekageln (100) und den Eeibbahnen (12O_S 13O₉ 14O₃ 150) exakt " veränderbar sind.

7ο Regelgetriebe nach Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet, daß die Kolben (220) mit Abrollelementen (222) versehen sind, die am Nocken (250) angreifen«, und daß das loekenprofil (252) so ausgebildet ist-₉. daß gedes der .Abrollelemente (222) entlang einer parabolischen Bewegungsbaim. so hin- und herbewegt ist₉ daß das Druckmittel mit einer gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeit.aus den Kolbenzylindern (210A) in die gemeinsame Druckmittelkaimei? (P) fließt.

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8. Regelgetriebe nach Anspruch 6 oder 7» dadurch ge k e η nz e i c h η e t, daß in der Zylindertrommel (210) acht axial angeordnete Kolben (220) mit gleichem Zwischenabstand untergebracht sind, und daß der Nocken (250) eine Mehrzahl von in axialer Richtung sich erstreckenden Überhöhungen (253) aufweist, die mit gleichem Zwischenabstand um die Abtriebswelle·(60) herum angeordnet and und mit den Kolben (220) in Eingriff bringbar sind, um diese in axialer Richtung in der Zylindertrommel (210) hin- und herzubewegen.

9. Segelgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hocken (250) drei mit gleichem Zwischenabstand angeordnete, in axialer Richtung sich erstreckende i3berhöhungen (253) aufweist, die im wesentlichen gleiche Amplitude (A) und gleiche Wellenlänge besitzen.

10. Regelgetriebe nach einem der Ansprüche 6 bis 9? dadurch gekenn ζ eichne t, daß die Absperrvorrichtung (229) ein nachgiebiger, ringförmiger Verschlußring ist, der im Druckmittelstrom zwischen der Kammer (P) und jedem Kolbenzylinder (210A) liegt .und als. einsinnig wirkendes., druckbetätigtes Rückschlagventil arbeitet^ das Druckmittelströmung aus den Zylindern (210A) in die gemeinsame Kammer (F) zuläßt_β

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