DE2518496C2

DE2518496C2 - Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe

Info

Publication number: DE2518496C2
Application number: DE19752518496
Authority: DE
Inventors: Petrus Hendrikus van Deurne Deursen; Hemmo Hermannes Johannes Heeze Ludoph
Original assignee: Van Doornes Transmissie BV
Current assignee: Bosch Transmission Technology BV
Priority date: 1974-11-15
Filing date: 1975-04-25
Publication date: 1986-10-02
Also published as: NL7414914A; DE2560653C2; NL175096B; DE2518496A1; NL182164C; IT1036325B; NL8303934A; NL175096C; NL182164B

Description

des mechanischen Aufbaus des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes,

F i g. 2 ein hydraulisches Schaltschema zur Erzeugung der unterschiedlichen Steuerdrücke für beide Kegelscheibenpaare,

F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des mechanischen Aufbaus eines Getriebes,

Fig.4 das Schema eines Getriebes, bei dem das Druckreduzierventil in Abhängigkeit von der Scheibenstellung des zweiten Kegelscheibenpaares verstellt wird,

F i g. 5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Gesamtdruck vom aufgenommenen Drehmoment abhängt,

Fi g. 6 ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Gesamtdruck sowohl vom aufgenommenen Drehmoment als auch von der Scheibenstellung des zweiten Kegelscheibenpaares abhängt, und

F i g. 7 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Anpreßkraft des zweiten Kegelscheibenpaares durch Zentrifugalwirkung in Abhängigkeit von der Drenzahl erhöht ist.

Fig. la zeigt einen Querschnitt des drucklosen Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes mit den Kegelscheiben und hydraulischen Kolben-Zylinder-Einheiten. Die Antriebswelle ist mit 1 bezeichnet und die Antriebswelle, die eine Ausgangs- oder Zwischenwelle sein kann, mit 2. Die Scheibe 3 ist der bewegliche Teil des ersten Scheibenpaares 3 und 4. Beim zweiten Kegelscheibenpaar 5,6 ist die Scheibe 6 beweglich. Die Scheibe 3 ist als Kolben in einem hydraulischen Zylinder 7 verschiebbar, während die Scheibe 6 als Zylindermantel für einen Kolben 8 ausgebildet ist. Zwischen den Scheiben befindet sich das Zugorgan 9 in Form eines Gliederbandes. Die Drücke in den Zylindern sind mit P_p für den ersten und mil P₁, für den zweiten Zylinder bezeichnet. Die wirksame Fläche des ersten Zylinders mit dem Druck P_p ist größer als diejenige des zweiten Zylinders, in dem der Druck A herrscht. Die Drehmomentübertragung der beweglichen Scheibe auf die Welle oder umgckchri geschieht über Aussparungen 10 und II in der Antriebswelle 1 b/w.dcr Nabe, in die Kugeln 12 eingesetzt sind.

Fig. Ib zeigt eine Ausführungsform, bei der die beiden beweglichen Scheiben 3 und 6 als Zylinderaußenmanlei eines Hydrozylinders ausgebildet sind.

F i g. 2 zeigt, in welcher Weise der Druck P_n von dem Druck Ps abgeleitet ist. Eine Pumpe 13 drückt über ein Druckregelventil 14,15,16 öl zu der Koiben-Zylinder-Einheit 6,8. Der Druck in dieser Einheit wird durch eine Feder 16 und die wirksame Fläche eines Kolbens 15 bestimmt. Der Ölüberschuß wird durch eine Öffnung 17 abgelassen. Bei dieser gezeichneten Ausführungsform ist der Druck P„ konstant. Der Druck P_t ist der Anfangsdruck im hydaulischen Regelsystem und wirkt auf die zweite Kolben-Zylinder-Einheit 6,8.

Der Öldruck P₁, für die erste Kolben-Zylinder-Einheit 3,7 wird vom Druck P> über das Druckreduzierventil 18, 19,20 abgezweigt. Der Ausgangsdruck P_p dieses Ventils ist höchstens gleich dem Druck P_s oder niedriger. Weil aber die wirksame Fläche der ersten Kolben-Zylinder-Einheit größer ist als diejenige der zweiten Kolben-Zylinder-Einheit, kann dieser niedrigere Druck P_p trotzdem dafür sorgen, daß die axiale Anpreßkrafl an der Scheibe 3 größer ist als die Anpreßkraft an der Scheibe 6. Letzteres ist unter bestimmten Verhältnissen notwendig, um die gewünschte Position des Zugorgans 9, d. h. die gewünschte Reduktion des Umschlingungsgetriebes, einzustellen. Die Einstellung der gewünschten Reduktion über den Druck P₁, geschieht mittels eines dem ersten Druckreduzierventil 18, 19, 20 zugeführten Regelsignales 21.

in F i g. 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die erste bewegliche Scheibe als Doppelzylinder ausgebildet ist. Diese Ausführungsform ist zweckmäßig, wenn der Platz für einen größeren Öldruckzylinder fehlt Der Druck P_p wird sowohl dem Raum 24 als auch dem Raum 26 zugeführt Der Raum 25 ist aufgrund der Öffnung 27 drucklos. Auch bei dieser Anordnung ist der Druck P_p

ίο von dem Druck P_s abgeleitet

F i g. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der der Druck in der zweiten Koiben-Zylinder-Einheit 6, 8 von der Scheibenöffnung, d. h. von der Axialstellung der beweglichen Scheibe 6 zu der feststehenden Scheibe 5, abhängig ist Der Druck P_s an der zweiten beweglichen Scheibe, rier zur Spannung des Zugorgans zur Übertragung eines konstant zugeführten Drehmomentes erforderlich ist, darf bei zunehmender Scheibenöffnung abnehmen. Eine sehr gute Anpassung des Druckes erhält man durch den einfachen Aufbau nach Fig.4. Mittels eines an der zweiten beweglichen Scheibe 6 befestigten Ringes 28 und eines Fühlers 29 wird die Axialverstellung der Scheibe 6 auf eine Stange 30 übertragen. Die Verstellung dieser Stange verändert die gespannte Länge der Feder 16, wodurch sich der Druck P_s ergibt der bei zunehmender Scheibenöffnung abnimmt und bei verringerter Scheibenöffnung zunimmt.

In F i g. 5 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Druck P_s vom aufgenommenen Drehmoment abhängt. Wenn das aufgenommene Drehmoment im allgemeinen verhältnismäßig klein ist und nur ausnahmsweise größer wird, so kann die Anpreßkraft der Scheibe 6 gegen das Zugorgan in Abhängigkeit von der Drehmomentverkleinerung verringert werden.

Bei Verbrennungsmotoren kann das Drehmoment an der Stellung des Gashebels oder am Unterdruck unter der Gasklappe und bei Elektromotoren z. B. an der Stromstärke gemessen werden. Diese Drehmomentangabc wird in diesem Falle in ein hydraulisches Signal Pi.

4» umgesetzt, das dem Drehmoment proportional ist. Der geregelte Druck P₁ des Druckregelventils 14, 15, 16 ist — wie in F i g. 6 gezeigt — linear abhängig von P_k und damit vom aufgenommenen Drehmoment.

Gemäß F i g. 6 ist der Druck P_$ sowohl abhängig von der Stellung der Scheibe 6 als auch von dem über Pk aufgenommenen Drehmoment. Dadurch wird eine optimale Anpassung der Anpreßkraft an das Zugorgan 9 erzielt.
Gemäß der Erfindung ist die bewegliche Scheibe mindestes eines Scheibenpaares als hydraulischer Zylinder ausgebildet. Da dieser rotiert (siehe Fig.7). wird die Anpreßkraft durch Zentrifugalwirkung erhöht. Die rotierende Ölmenge in der Druckkammer 31 der Kolben-Zylinder-Einheit 6,8 baut selbst einen Druck auf, der mit der radialen Abstand von der Rotationsachse exponentiell zunimmt. So wird, auch wenn der Druck P_s bereits gleich Null ist, durch die Rotation eine Anpreßkraft auf die Fläche 32 der beweglichen Scheibe 6 ausgeübt. Außerdem ist diese Kraft in Abhängigkeit von der Drehzahl variabel, und zwar mit der zweiten Potenz der Drehzahl.

Häufig, wenn die Drehzahl hoch ist oder sich in starkem Maß zwischen hoch und niedrig ändert, kann die Zentrifugalwirkung auf der Fläche 32 unerwünscht sein.

Dieser Wirkung kann dann größtenteils durch eine Ausgleichkammer 33 aufgehoben werden, in der ebenfalls der Zentrifugaldruck entsteht. Da jedoch dieser Druck gegen die Fläche 34 der Scheibe 6 drückt, wirkt er der

auf die Fläche 32 ausgeübten Kraft entgegen. Die Ausgleichkammer 33 wird aus der Druckkammer 31 über
eine kleine Öffnung 35 in dem Kolben 8 gefüllt, während
ein Schlitz 36 als freier Auslaß dient.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 eine Zylinderkammer mit der Druckleitung und die anPatentansprüche: dere Zylinderkammer mit einer Rücklaufleitung verbindet Das Steuerventil wird in Abhängigkeit von der Stel-

1. Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe mit stu- lung eines Obersetzungswählhebels und in Abhängigfenlos variablem Übersetzungsverhältnis, mit einem 5 keit von der Stellung der bewegbaren Riemenscheibe mit einer Antriebswelle (1) rotierenden ersten Ke- des einen Kegelscheibenpaares betätigt Wenn dk Stclgelscheibenpaar (3,4), einem mit einer Antriebswel- lung dieser Riemenscheibe der Stellung des Überseile (2) rotierendem zweiten Kegelscheibenpaar (5,6), zungswählhebels entspricht, befindet sich der Kolben einem um beide Kegelscheibenpaare umlaufenden des Steuerventils in der Mittelstellung, in der beide Zyendlosen Zugorgan (9), Kolben-Zylinder-Einheiten 10 linderkammern mit dem vollen Druck beaufschlagt sind. (3,7; 6,8), die die Kegelscheiben eines jeden Kegel- Bei dem bekannten Getriebe werden beide Kegelscheischeibenpaares hydaulisch zueinander drücken, und benpaare Druckänderungen ausgesetzt, um das Übermit einem Druckregelventil (14, 15, 16) und einem Setzungsverhältnis zu verändern. Im stationären ZuSteuerventil zur Erzeugung der Steuerdrücke für die stand sind beide Kegelscheibenpaare mit demselben Kegelscheibenpaare, wobei die Kolben-Zylinder- 15 Druck beaufschlagt. Das Getriebe erfordert eine kom-Einheit (3, 7) des ersten Kegelscheibenpaares (3, 4) püzierte Hydraulik; eine Veränderung der Riemenspanüber das Steuerventil mit dem Druckregelventil (14, nung des Zugorgans zur Anpassung an unterschiedliche 15,16) verbunden istdadurchgekennzeich- Leistungsbereiche ist nicht möglich, net, daß die Kolben-Zylinder-Einheii (6, 8) des Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kegel-

zweiten Kegelscheibenpaares (5, 6) zur Erzeugung 20 scheiben-Umschlingungsgetriebe der im Oberbegriff einer Spannkraft ständig mit dem konstanten Druck des Patentanspruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, bei (Ps) des Druckregelventils (14, 15, 16) beaufschlagt dem die Spannung des Zugelementes unabhängig vom ist daß das Steuerventil ein steuerbares Druckredu- Obersetzungsverhältnis verändert werden kann, zierventil (18, 19, 20) ist, das einen variablen Druck Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß

(Pp) zum Verstellen des ersten Kegelscheibenpaares 25 mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Pa-(3,4) erzeugt und daß die wirksame Fläche der KoI- tentanspruchs 1.

ben-Zylinder-Einheit (3, 7) des ersten Kegelschei- Bei dem erfindungsgemäßen Kegelscheiben-Um-

benpaares (3,4) um soviel größer ist als diejenige der schlingungsgetriebe wird der von dem Druckregelventil Kolben-Zylinder-Einheii (6, 8) des zweiten Kegel- konstant gehaltene Druck der Kolben-Zylinder-Einheit scheibenpaares (5, 6), daß die hydraulische Verstell- 30 des zweiten Kegelscheibenpaares auf direktem Wege kraft des ersten Kegelscheibenpaares diejenige des zugeführt, während derselbe Druck über das Druckrezweiten Kegelscheibenpaares übersteigt. duzierventil der Kolben-Zylinder-Einheit des ersten Ke-

2. Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe nach gelscheibenpaares zugeführt wird. Hierdurch wird erAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das reicht, daß ein festgelegter Anteil des Hydraulikdrucks Druckregelventil (14, 15, 16) in Abhängigkeit von 35 für das zweite Kegelscheibenpaar dem ersten Kcgeldem Scheibenabstand des zweiten Kegelscheiben- scheibenpaar als Steuerdruck zugeführt wird. Beide paares (5, 6) auf unterschiedliche Regeldrücke ver- Drücke stehen also in einem bestimmten Verhältnis zustellbar ist (F ig. 4). einander, das durch die jeweilige Einstellung des Druck-

3. Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe nach reduzierventils bestimmt wird. Der Gesamtdruck dient ^ Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das 40 der Erzeugung einer Spannkraft durch das zweite Keil Druckregelventil (14, 15, 16) in Abhängigkeit von gelscheibenpaar, während das Übersetzungsverhältnis f ^dem übertragenen Drehmoment auf unterschiedli- ausschließlich an dem ersten Kegelscheibenpaar eingeehe Regeldrücke verstellbar ist (F ig. 6). stellt wird.

4. Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe nach ei- Bei dem erfindungsgemäßen Getriebe besieht eine nem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, 45 klare Funktionstrennung zwischen den beiden Kegeldaß die Kolben-Zylinder-Einheit durch eine Zwi- scheibenpaaren. Das erste Paar dient der Einstellung schenwand in eine Druckkammer (31) und eine Aus- des Übersetzungsverhältnisses und mit dem zweiten gleichskammer (33) unterteilt ist und daß die durch Paar wird eine geeignete Kraft eingestellt, die das Zug-Fliehkraft hervorgerufenen axialen Hydraulikkräfte organ spannt. Zur Durchführung einer Drchzahländein beiden Kammern (31, 33) einander entgcgengc- 50 rung wird also nur auf das erste Kcgelscheibenpaar einsetzt gerichtet sind. gewirkt Das zweite Kegelscheibenpaar wird unabhängig vom Übersetzungsverhältnis mit konstantem Druck

beaufschlagt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die beiden 55 Ventile unabhängig voneinander betätigt werden kön-

Die Erfindung betrifft ein Kegelscheiben-Umschlin- nen. Durch Verstellung des Druckreduzierventils wird gungsgetriebe nach dem Oberbegriff des Patentan- ausschließlich das Übersetzungsverhältnis verändert. Spruchs 1. Durch Verstellung des Druckregelventils, mit dem der

Bei einem bekannten Getriebe dieser Art (DE-AS konstante Gesamtdruck eingestellt wird, wird das über-56 023) werden die Zylinderkammern beider Kegel- 60 tragbare Moment verändert, ohne daß das Übersclscheibenpaare im stationären Zustand mit demselben zungsverhältnis ebenfalls eine Änderung erfahren wür-Druck beaufschlagt, der von einer ausgangsseitig an ein de.

Überdruckventil angeschlossenen Druckquelle über ein Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen

Steuerventil geliefert wird. Das Steuerventil weist einen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen, verstellbaren Kolben auf, der auf den stationären Zu- 65 Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die stand eingestellt werden kann, in dem er die Drucklei- Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher tung mit jeder der beiden Zylinderkammern verbindet, erläutert. Es zeigen und auf zwei Umsteuerpositionen, in denen er jeweils Fig. la und 1b schematische Ausführungsbcispiele