DE2645320A1

DE2645320A1 - Verbesserungen an geschwindigkeitsuebertragungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE2645320A1
Application number: DE19762645320
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Virlon
Original assignee: VIRLON JEAN CLAUDE
Current assignee: VIRLON JEAN CLAUDE
Priority date: 1975-10-07
Filing date: 1976-10-07
Publication date: 1977-04-21
Also published as: ES452381A0; AU515735B2; AU1847276A; SE7611024L; JPS5263554A; ES452381A1; NL7611048A; IT1068403B; GB1568067A

Description

PATENTANWALT
DIPL-ING-

HELMUT GÖRTZ

6 Frankfurt am Main 70
Sctmeckenhofstr. 27 - Tel. 617079

6. Oktober 1976

Jean-Claude Virion % 2645320

Gz/Jg

Verbesserungen an Geschwindigkei tsübertragungsvorrichtungen

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Verbesserungen an Übertragungsvorrichtungen bei mechanischen Wechselgetrieben insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Insbesondere betrifft die Erfindung Verbesserungen an auto matischen Schaltungen bei mechanischen Wechselgetrieben, bei denen der Variator eine Eingangswelle mit zwei kreis förmigen, mit dieser Welle drehbar verbundenen, im Abstand angeordneten Scheiben aufweist, wobei zumindest zwei Rollen in diesem Zwischenraum vorgesehen und radial gegen die Scheiben verschiebbar sind, während die Rollen eines sich in Berührung abstützenden Paares auf den Flächen der Scheiben rollen, wobei ein Steuerorgan zumindest auf die radiale Position des Rollenpaares einwirkt; die Rollen eines Paares sind schwingend auf einer Führungsachse zur radialen Verschiebung derart ange ordnet, dass die Rollen auf ihrer Führungsachse zumindest vfährend der Änderung der radialen Position eine geneigte Stel lung einnehmen können, so dass eine automatische Verschiebung entweder in Richtung des grössten oder in Richtung des klein sten Übersetzungsverhältnisses erreicht wird; die Rollen eines Paares sind jeweils schwingend auf ihrer Führungswelle nach rechts durch die Berührungspunkte zwischen Rollen und Scheiben führende Seite montiert.

Es ist das Hauptziel der vorliegenden Erfindung bei einer Übertragungsvorrichtung der vorätehend beschriebenen Art eine Einrichtung zur Erhöhung der Steuerempfindlichkeit zur radialen Verschiebung der Rollen des Variators zu schaffen, indem die zum Einleiten der automatischen Verschiebung erforderliche Kraft herabgesetzt wird, und andererseits Steuermittel zur automatischen Verschiebung dieser Rollen zu entwickeln, welche

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eine kontinuierliche, vollständig automatische Änderung ge währleisten, welche sich einerseits aus der Geschwindigkeit der AusgangswelIe des Variators (Betätigung) und andererseits aus dem Widerstandselement ergibt.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wechselgetriebe ins besondere für Kraftfahrzeuge und weist folgende Einheiten auf:

. einen mechanischen Geschwindigkeits\''ariator mit einer Eingangsund einer Ausgangswelle, von denen eine ein Paar drehbar verbundener im Abstand voneinander befindlicher gleichlaufender Scheiben aufweist, -^;

. zumindest ein Paar von von einer Gabel getragenen und in diesem

Rollen Zwischenraum vorgesehenen gleichlauf enden/, welche radial zwischen diesen Scheiben längs den drehbar miteinander verbundenen Führungswellen verschiebbar sind, wobei die Rollen eines sich berührend abstützenden Paares punktförmig gegen die Scheiben rollen, welche einer Druckkraft unterliegen, die bestrebt ist, sie gegen die Rollen zu drücken,

. ein die Übertragung zumindest durch einen Momentregler .steuerndes Steuerorgan, vermittels 'dessen die radiale Position des Rollenpaares geändert werden kann,

wobei die Rollen eines Paares jeweils schwingend auf ihrer Führungswelle um die durch die Berührungspunkte zwischen Rollen und Scheiben führende rechte Seite montiert sind, und die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verbindung zwischen den Rollen und den Führungswellen

durch Antriebselemente erfolgt, welche einerseits so aus gebildet sind, dass sie entlang der Wellen axial verschieb bar sind und andererseits die Rollen und Wellen drehbar verbinden oder aber die freie Neigung der Rollen um die rechte Seite gestatten, welche durch die Berühüngspunkte zwischen Roll-en und Scheiben führt.

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Gemäss einer Ausführung der Erfindung stützten sich die Rollen eines Paares einerseits in punktförmiger Rollbewegung gegeneinander und andererseits in punktförmiger Rollbe wegung gegen die Scheinen ab.

Entsprechend einer weiteren Ausführung der Erfindung werden die Rollen eines gleichen Paares in einer Gabel zur Steuerung der Schrägstellung vermittles eines Kugellagers gehalten, wobei "jedem Kugelpaar seine Bewegung von zwei rotierenden zwischen den Scheiben des Variators angeordneten Platten er teilt wird und jede Platte zumindest mit"einer radialen spiralförmigen Rille versehen- ist, in welche das Ende einer von der Gabel getragenen Achse eingreift.

Entsprechend einem Merkmal der vorliegenden Erfindung ist

des Var.iators die Eingangsvjelle oder Ausgangswelle/mit einem Momentregler versehen, welcher auf das Übertragungsverhältnis einwirkt, wenn das Moment einen Schwellwert überschreitet, wobei der Regler aus einer nachgiebigen Kupplung besteht, die aus zwei Hocken mit ringförmigen, sinusförmig verlaufenden Nockenbahnen gebildet ist, wobei die Nocken, gegenüberliegend angeordnet sind und einander über Kugeln berühren, wobei eine erste Nocke unter Erhöhung des Widerstandsmoments sich entweder um die Eingangs- oder um die Ausgangswelle der Über tragung drehen und .die Axialverschiebung eines zweiten drehbar mit einer der Wellen verbundenen Hocke bewirken kann, wobei die Axialverschiebung eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle des Variators bewirkt.

Die die Schrägstellung und folglich die radiale Stellung der -Rollen steuernden Mittel bestehen aus .

. einem auf der Ausgangswelle des Variators (Betätigung) angeorndneten zentrifugalen Regler, welcher die radiale Stellung der Rollen in AbhänJ-gkeit von der Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle ändert,

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JO

•einem auf der Eingangswelle des Variators angeordneten Momentregler, welcher ebenfalls die radiale Stellung der Schei ben ändert,wenn das Moment einen Schwellwert überschreitet.

Entsprechend einer Ausführungsform erfolgt die Schwingverbindung zwischen Rollen und Führungswellen über in den zweiteiligen Kehlen von kugelförmigem Querschnitt angeordnete Kugellager, wobei der eine Teil Jeder Kehle durch die radiale Verdickung einer Rolle und der andere Teil durch den Zwischenraum gebildet wird, welcher auf den Mantellinien der Führungswellen vorgesehene axiale Riefen trennt.

Entsprechend einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Schwingverbindung zwischen Roll en und Führungswellen durch An triebselemente, welche einerseits eine kugelförmige Kontaktfläche aufweisen, die in einer in der Innenbohrung der Rolle vorgesehene Auskehlung von kugelförmigem Querschnitt untergebracht ist und andererseits eine der kugelförmigen Kontaktfläche gegenüberliegend angeordnete zweite plane Kontaktfläche aufweist, welche sich auf einer auf der Führungswelle der Rollen vorgesehenen planen Führungskante abstützt.

Gemäss einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Schwingver bindung zwischen Rollen und Führungswellen über ein Kardange triebe, wobei diese Verbindung von einem Antriebselement in Form eines koaxial in der Innenbohrung einer Rolle angeordneten Rings erfolgt; dieser Ring ist beidseitig seiner mittleren Ro tationsebene symmetrisch verjüngt und kann einerseits um zwei erste diametral gegenüberliegende Achsen schwingen, welche auf einem auf der Welle der Trägerrollen gleitenden Ring angeordnet sind, und kann andererseits um die beiden diametral gegenüberliegenden um 90°gegenüber den beiden ersten Achsen versetzten zweiten Achsen schwingen.

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wobei die zweiten Achsen mit dm Hollen verbunden sind; zu diesem Zweck wird ein für die übertragung des Moments zwischen Scheiben, Rollen, und Wellen der Trägerrollen, "besonders ratio nelles Kardangetriebe verwendet.

Gemäßs einer weiteren Anordnung erfolgt die Schwingverbindung zwischen Rollen und Wellen über Antriebselemente aus elastischem Material, wie z.B. Elastomer.

V/eitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Be Schreibung von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang itfit den Zeichnungen.

Es zeigen:

Fig. 1: eine teilweise schematische "Ansicht im Längsschnitt einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2: eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II der Fig.'1,

Fig. 3*· eine Ansicht im .Schnitt entlang der Linie HI-III der Fig. 4-,. in welcher Einzelheiten der Schwingmontage der Rollen des Variators dargestellt sind,

Fig. A-: eine Ansicht von oben der Rollen welche Einzelheiten der Steuerung der Schrägstellung darstellt,

Fig. 5: eine teilweise schematische Ansicht im Längsschnitt, welche eine zweite Ausführungsform der Erfindung zeigt,

Fig. 6: eine Schnittansicht entlang der Linie IH-III der *ig. 7,

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Fig. 7' eine Ansicht von oben auf die Rollen, welche Einzelheiten der Steuerung zur Schrägstellung zeigt,

Fig. 8: eine Schnittansicht entlang der Linie HI-III der Mg. 9, ■

Fig. 9 eine Draufsicht der Fig. 8,

Fig. 10: eine Schnittansicht entlang der Linie HI-III der . Fig. 11, .

Fig. 11: Eine Ansicht von oben der Fig. 10,

Fig. 12: eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie IH-III der Fig. 13

Fig. 13: eine Ansicht von oben der Fig. 12

Fig. 14: eine Ansicht, teilweise im Schnitt, welche eine elasti sche Kupplung zwischen Rollen und Führungswellen zeigt.

Entsprechend einer ersten Ausführungsform nach Figuren 1-4, ist der Übertragungsvariator allgemein mit dem Bezugszeichen bezeichnet.

Der Variator weist ein Gehäuse 2 auf, in dessen Inneren
verschiedene Bestandteile angeordnet sind. Das Gehäuse ist an seiner einen Seite durch einen unbeweglichen Deckel 3 verschlossen, v/elcher Zugang zu den beweglichen Einrichtungen des Variators gestattet.

Die bewegliche Einrichtung des Variators besteht aus einer Eingangswelle 4 und einer Ausgangswelle 14 (Betätigung).

Im Rahmen einer automatischen Schaltung für Kraftfahrzeuge ist die Eingangswelle 4 mit der M9to%elle eines Fahrzeugs

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vermittels einer zentrifugalen Kupplung oder einer an sich bekannten hydraulischen Kupplung verbunden.

Die Ausgangswelle 14 kann direkt eine Differentialwelle an greifen. Bei dieser Art von "übertragung konnte die Steuerung des Variators bisher nicht an einer Vorrichtung befestigt werden, welche auf die Erniedrigung des Druckes anspricht, welcher beispielsweise in der Gaszufuhrleitung der Wärmekraftmaschine des Fahrzeuges herrscht,

Die in dem Gehäuse 2 zentrierte Eingangswelle 4 des Variators ist mit zwei ringförmigen drehbar mit der Eingangswelle 4 verbundenen Scheiben 5₅6 versehen. ·

Die Scheibe 5 ist stets axial beweglich, um die Kraft einer Feder 19₅ deren Funktion weiter unten ausführlicher erörtert wird, übertragen zu können. Zwischen den beiden Scheiben 5,6 ist ein Zwischenraum 7 zur Aufnahme von zumindest einem Paar von Rollen 8 bzw. 9 vorgesehen.

Paares
Die Rollen eines/stützen sich im Kontakt gegeneinanderrollend sowie im Kontakt auf den Flächen der Scheiben 5,6 rollend ab.

Die Rollen 8,9 sind drehbar mit der Veile 8a bzw. 9a verbunden, wobei .diese Führungsrollen parallel zur Rotationsachse der Scheiben 5,6 verlaufen und sich radial zwischen der Eingangswelle 4 und der Peripherie des Gehäuses 2 erstrecken, welche sie in den Lagerungen der Zentrierung durchlaufen.

Die Rollen 8 und 9 sind über die grösste Länge der Wellen 8a und 9a verschiebbar. Die RadialνerSchiebung der Rollen zwischen den. Scheiben 5?6 wird mit Hilfe einer schematisch in Figuren 1 und 5 dargestellten Steuergabel 10,welche detailliert in den Figuren 3 und 4 dargestellt, erreicht.

Die Wellen 8a und 9a sind drehbar vermittels Zahnräder 11 und verbunden. Das Zahnrad 12 greift in einen mit der Ausgangswelle

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14 verbundenen Triebkranz 13 ein. 2645320

Gemäss einer ersten erfindungsgemässen Vorrichtung, mit welcher bei grösserer Empfindlichkeit und einem auf ein Minimum herabgesetzten Kraftaufwand die ständige Anpassung des Variationsverhältnisses als Funktion der Winkelgeschwindigkeit der Aus gangswelle und als Funktion des Widerstandsmoments ermöglicht werden soll, erfolgt der Kontakt zwischen" jedem Rollenp'aar 8,9 und den Führungswellen 8a und 9a vermittels Rollenelemente, so dass die Rollen 8,9 um eine mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnete gedachte Achse frei schwingen kÖnnen-Die Schwingbewegung lässt die Rollen eine geneigte Stellung einnehmen und anschliessend auf den Scheiben 5,6 eine spiralförmige Bahn praktisch gleitfrei beschreiben. i\⁷ach Einleitung- der Schrägstellung der Rollen in der einen oder anderen Richtung ergibt sich eine radiale auto *- matische Verschiebung der Rollen entweder von der Peripherie der Scheiben 5j6 zur Welle 4 oder umgekehrt.

In dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 sind die Roll elemente Kugeln 21, beispielsweise drei um 120 versetzte. Zwischen den Wellen 8a, 9a und den Rollen 8,9 befinden sich die Ku geln 21 in den Kehlungen 22, welche zweiteilig und im Querschnitt kugelförmig ausgebildet sind.

Ein Teil jeder Auskehlung befindet sich bei 23 in der Verdik- kung einer Rolle 8 oder 9 und der andere Teil jeder Auskehlung ist durch den Zwischenraum gebildet, xvelcher die axialen Riefen 24 der Wellen 8a oder 9a trennt.

Entsprechend einer abgewandelten Ausführung werden die Rollen 8,9 in der Steuergabel 10 vermittels eines Kugellagers 25 ge halten. In der Ausführungsform der Figuren 1-4 erhält die Steuerung der Schrägstellung um die gedachte Achse 20 seine Bewegung von einem Paar rotierender Platten 26, welche um die Scheiben 5,6 des Variators angeordnet und zwischen den radialen Führungen 27 des Gehäuses 2 zentriert sind.

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Jede Platte ist zumindest mit einer radialen Rille 28 (drei in dem dargestellten Beispiel) versehen, wobei jede Kille spiralförmig ausgebildet ist.

Die Scheiben 26 sind drehbar vermittels Verbindungsachsen verbunden. Jede spiralförmige Rille dient der Führung einer Achse 30 der Gabel 10.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung kann aufgrund der sehr geringen Trägheit der Radialverschiebung der Rollen zwischen den Scheiben 5,6 die Steuerung der Übertragung direkt auf einen Momentregler und einen zentrifugalen Regler gewährleistet werden, wobei diese beiden Vor richtungen einzeln oder zusammen auf die Radialstellung der Rollen und folglich auf das "Übersetzungsverhältnis des'Variators einwirken.

Der Regler ist beiden Ausfuhrungsformen nach Pig. 1 und 5 ge meinsam. Der auf der Eingangswelle 4 des Variators angeordnete Momentregler ist aus einer elastischen allgemein mit dem Be zugszeichen 35 bezeichneten Kupplung versehen. Die Kupplung besteht aus zwei Nocken 36,37* welche sinusförmige ITockenbahnen 38a,38b aufweisen, sich einander gegenüberliegen und nacheinander mit der Zwischenstellung der Kugeln 39 in Berührung stehen. Die erste . Hocke 36 wird drehbar von der Ein gangswelle 4-a angetrieben. Diese erste ITocke kann sich, unter der Erhöhung des Widerstandsmoments der Schaltung um die Achse 4 der Trägerscheiben drehen.

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Diese Drehung der ersten Nocke bewirkt durch das Spiel der Nockenbahnen die Rückbewegung der Nocke 37 in Richtung auf die Scheibe 5 hin. Die Bewegung dient einerseits der Steigerung der Druckwirkung der Feder 19 und wirkt andererseits auf die radiale Anordnung der Rollen.

Bei djfeem Ausführungsbeispiel wird die Axialbewegung der Nocke 37 durch eine kreisförmige vorspringende Lagerfläche 37a übertragen, über der eine Gabel 40 angeordnet ist, die mit einem um einen Festpunkt 42 sich drehenden Hebel 41 verbunden ist. Ein Ende 42a dieses Hebels ist mit einem Ende 43a eines Hydraulikzylinders 43 verbunden. Dieser Zylinder hat eine Steuerstange 43b, die mit einem um eine feste Achse 45 schwenkbaren Hebel 44 verbunden ist, der über eine Gabel 46 auf die Achse 47 einer Antriebswelle 48 wirkt. Die Welle 48 trägt eine Gabel 49, die auf der Verbindungsachse 29 der Scheiben 26 sitzt. Die Wirkung des Hydraulikzylinders 43 ist außerdem durch eine Ölpumpe 50 gesichert, die vom Ritzel 11 des Variators gedreht wird. Das Öl wird dem Gehäuse 2 durch eine Leitung 51 entnommen und durch eine Leitung 52 zum Einlaß eines hydraulischen Fliehkraftreglers 53 geleitet, der auf der .Ausgangswelle 14 des Variators sitzt.

Der Regler 53 mündet durch eine Leitung 54 in das Rohr 43b des Zylinders, so daß der Kolben 43c durchflutet und das Volumen der Kammer 43d gefüllt und verändert wird.

Eine das Rohr 43b des Kolbens umgebende Feder 43 sichert die Rückbewegung des Kolbens zum Grund der Kammer 43d.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 wird die Änderung der radialen Anordnung der Rollen auch mechanischem Wege erreicht,

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Wie ersichtlich, teilt der Momentregler 35 seine Bewegung über eine Nocke 37 einer Gabel 40 mit, die mit einem Verbindungsteil 50 versehen ist, das mit einem Umlenkhebel 51 verbunden ist, der sich um einen Festpunkt 52 dreht. Der Umlenkhebel wirkt auf ein Verbindungsteil 53, das mit einem Steuerhebel 54 verbunden ist, der seine Bewegung vom Momentregler 35 oder vom Fliehkraftregler 55 empfangen kann. Dieser Regler ist aus Masseln 56 gebildet, die unter der Zentrifugalkraft einen Ring 57 axial verlagern können.

Der Ring 57 überträgt seine Bewegung der axialen Verlagerung über eine runde vorspringende Lagerfläche 50, auf der eine Gabel 59 sitzt, die mit einem um einen Festpunkt 61 drehbaren Hebel 60 verbunden ist. Der Hebel 60 hat einen Arm 60a, der mit einem Verbindungsteil 62 an den Steuerhebel 54 angeschlossen ist. Der Hebel 54 hat zwischen seinen beiden Enden eine Verbindungsachse 54a mit einem Steuerstab 63, der seinerseits mit der Steuergabel 10 der Rollen 8 und 9 verbunden ist.

Bei allen Ausführungsformen ist die Art der Übersetzung die gleiche.

Die Wirkungsweise erklärt sich daraus, daß die Antriebswelle 4a des Variators von einem Verbrennungsmotor unter Zwischenschaltung einer Fliehkraftkupplung oder einer hydraulischen Kupplung bekannter Art mitgenommen wird. Es ist ferner ersichtlich, daß die Ausgangswelle 14 des Variators durch Differential oder andere Übersetzung mit den Antriebsrädern eines Fahrzeugs verbunden ist.

Bei Betrieb ohne Gegenmoment oder mit sehr schwachem Moment wirkt der Momentregler 35 nicht auf die radiale Anordnung der

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Rollen 8, 9. In dieser Phase ändert der Fliehkraftregler 53 oder 58 die Anordnung der Rollen 8, 9 in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Welle 14. Nimmt diese Geschwindigkeit zu, werden die Rollen 8, 9 radial verlagert, und zwar streben sie dem schwächsten Übersetzungsverhältnis nahe 1 zu 1 zwischen der Antriebs- und der Ausgangswelle des Variators zu. Sinkt die Geschwindigkeit der Ausgangswelle 14, sucht der Fliehkraftregler 53, 5^> die Rollen 8, 9 nach dem größten Übersetzungsverhältnis hin zu verlagern (Untersetzung).

Bei einer eine vorbestimmte Widerstandsmomentschwelle überschreitenden Betriebsphase tritt der Momentregler 35 in Aktion und wirkt auf die radiale Stellung der Rollen 8, 9.

Nimmt das Widerstandsmoment zu, sucht der Regler 35 die Rollen 8,9 nach dem größten Übersetzungsverhältnis (Untersetzung) hin zu verlagern, wodurch die Drehzahl freigesetzt wird und steigt.

Stabilisiert sich das Widerstandsmoment oder fällt es_rab,so sucht der Momentregler die Rollen 8, 9 nach dem kleinsten Übersetzungsverhältnis nahe von 1 zu 1 hin zu verlagern.

Bei schneller oder langsamer Unterbrechung des Antriebs, wenn man z.B. den Fuß vom Gaspedal genommen hat, ergibt sich eine Umkehrbarkeit der Wirkung des Momentreglers, der nun auf die Verlagerung der Rollen 8, 9 nach dem größten Übersetzungsverhältnis hin wirkt, was zur Folge hat, daß das Fahrzeug durch Antriebssteigerung eine Motorbremsung erfährt.

Demzufolge können sich drei Hauptbetriebsweisen ergeben:

• Gaspedal in Mittelstellung„ Widerstandsmoment praktisch gleich Null (sparsame Geschwindigkeitserhaltung beim aufgebockten

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(vehicule en palier) Fahrzeug), die Stellung der Rollen wird durch den Fliehkraftregler 53, 55 stabilisiert.

• Gaspedal voll durchtreten, das Drehmoment steigt plötzlich an, der Momentregler 35 sucht die Rollen 8 und 9 nach dem größten Untersetzungsverhältnis hin zu verlagern.

Schließlich ist festzustellen, daß der Momentregler durch axiale Verlagerung der Nocke 37 auf die Druckkraft der Feder 19 auf die Flächen 6, 6 wirkt, wodurch der Berührungsdruck zwischen den Flächen und Rollen in Abhängigkeit von der Kraft des zu übertragenden Moments variiert werden kann. Dank der doppelten Übersetzungsregelungsvorrichtung und der schwenkbaren Montage der Rollen des Variators erhält man eine ununterbrochene Anpassung des Übersetzungsverhältnisses. Daher sind die Rollen praktisch niemals in einer gleichen Laufbahn stabilisiert, was von besonderem Wert für das Verhalten der Kontaktteile ist, weil der Schmiermittelfilm niemals unterbrochen wird und die Abnutzung auf die gesamte Berührungszone zwischen Rollen und Flächen verteilt wird.

Entsprechend einer beliebigen der in den Fig. 6 bis 14 dargestellten Ausführungsformen wirken die Rollen eines Paares 8, 9 nur in drehender Punktberührung auf die Flächen 5, 6, die unter einer sie gegen die Rollen drückenden Druckkraft stehen*

Es besteht daher bei dieser Ausführungsform ein Zwischenraum 65 zwischen den Rollen, die nicht mehr in Drehberührung gegeneinander anliegen.

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«Ο

Um die Übertragung des MomeniB zwischen Flächen, Rollen und Steuerwellen zu ermöglichen, sind verschiedene Ausführungsarten von Mitnahmemitteln in Betracht gezogen worden, die jeweils der Abwesenheit eines Kontakts zwischen den Rollen Rechnung tragen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 und 7 ist die Schwingverbindung zwischen den Rollen 8, 9 und den Steuerwellen 8a, 9a durch Mitnehmerteile 66 verwirklicht. Hierbei handelt es sich einerseits um eine sphärische Kontaktfläche 66a, die in einer Rinne 67 von ebenfalls sphärischem Profil untergebracht ist, die in einer Innenbohrung der Rolle vorgesehen ist, andererseits um eine gegenüber der sphärischen Kontaktfläche vorgesehene zweite, ebene Kontaktfläche 66b, die gegen einen längs über die Steuerwelle der Rollen verlaufenden ebenen Steuerbereich 68 anliegt.

Dank dieser Konstruktionslösung können sich die Rollen einerseits durch Gleiten entlang der längsgeformten Steuerbereiche der Yfellen 8a, 9a verlagern und andererseits mittels ihrer sphärischen Kontaktfläche schwenken, wenn die Gabel 10 geneigt belastet wird.

Bei der Ausführungsform der Fig. 8 und 9 ist die Schwingverbindung zwischen den Rollen 8, 9 und den Steuerwellen 8a, 9a durch Mitnehmerteile 69 in Form von Rädern verwirklicht. Die Rotationsebenen dieser Räder verlaufen durch Speichen 69a der Steuerwellen der Rollen.

Die Räder 69 sind teilweise in den längsgeformten Rinnen 70 mit gekrümmtem Profil untergebracht, die in die Innenbohrungen der Rolen eingearbeitet sind, und teilweise in den Längsrinnen

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71 der die Rollen tragenden Achsen 8a, 9a. Die Räder sitzen auf den zu den Längsrinnen 70 in der Innenbohrung der Rollen senkrechten Achsen 72.

Durch diese Anordnung ergibt sich gleichzeitig Rollkontakt zwischen den Rädern 69 und den Innenrillen sowie zwischen den gleichen. Rädern 69 und den Rillen auf den Wellen 8a, 9a.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 und 11 ist die Schwenkverbindung zwischen den Rollen und Wellen durch Mitnehmerteile 73 in Form von Rädern verwirklicht. Die Räder 73 sitzen auf Achsen 74, die auf durch die Mitte der Steuerachsen 8a, 9a verlaufenden Speichen 74a ausgerichtet sind. Die Drehebenen der Räder 73 verlaufen senkrecht zu den die Räder tragenden Achsen 74. Die Achsen der Räder 74 sind mit den Rollen radial in ihrer Verdickung gleichlaufend verbunden. Die Räder 74 haben auf der Seite der Steuerwelle eine seitliche kegelstumpfförmige Kontaktfläche 74a, die zwischen den konischen Kanten einer entlang der Steuerwellen 8a, 9a vorgesehenen Rinne sich drehen kann.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 6 bis 11 sind jeweils drei Mitnehmerteile und Führungsrinnen vorgesehen. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 10 und 11 besteht wiederum Drehkontakt zwischen den Mitnehmerteilen und den Führungsrinnen dar Wellen 8a, 9a» insbesondere unter der Wirkung des Drehmoments der Rollen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12 und 13 ist die Schwingverbindung zwischen den Rollen 8, 9 und den Steuerachsen 8a, 9a ein Kardangetriebe. Diese Verbindung wird durch ein Mit-

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nehmerteil 73 in Form eines axial in der Innenbohrung einer Rolle angeordneten Ringes erreicht. Der Ring 73 ist symmetrisch beiderseits seiner mittleren Rotationsebene verdünnt, derart, daß die Rollen in Bezug auf ihn und die Achsen 8a, 9a schwenken können. Der Ring 73 kann einerseits um zwei erste Achsen 74, die diametral einander gegenüberliegen und mit einem in. Rinnen 76 der Achsen 8a, 9a gleitenden Ring fest verbunden sind, schwenken. Andererseits kann er um zwei weitere, in Fig. 8 dargestellte Achsen 77 schwenken, die ebenfalls diametral einander gegenüberliegen und gegen die beiden ersten Achsen 74 um 90° versetzt sind. Diese zweiten Achsen 77 sind mit einem Gehäuse 78 oder dergleichen verbunden, die wiederum drehbar mit den Rollen 8 bzw. 9 gleichlaufend verbunden sind.

Durch diese Konstruktion wird eine besonders wirtschaftliche Kardanverbindung zur Übertragung des Drehmoments zwischen den Flächen 5, 6, den Rollen 8, 9 und den Steuerwellen 8a, 9a erreicht. Bei der in Fig. 14 teilweise im Schnitt dargestellten Ausführungsform ist das Verbindungsteil'zwischen Rollen und Achsen ein Mitnehmerteil 79 aus elastischem Material, das mit einem Ring 75a entsprechend der Ausführungsform der Fig. 7 und 8 und andererseits mit der Innenfläche der Bohrung der Rolle verbunden ist.

Diese Ausführuhgsform erlaubt eine Neigung der Rolle um die Achse 20 und insbesondere die Verwirklichung eines nicht geschmierten Variators.

Bei jeder Ausführungsform wird die radiale Verlagerung der Rollen durch sehr schwache ¥inkelneigung der Rollen erreicht.

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Zum radialen Gleiten der Rollen auf ihrer Steuerwelle können auch Kugellager zur Verminderung der durch die radiale Verlagerung verursachten Kräfte verwendet werden.

Für die Neigungsbewegung der Rollen können auch hydrostatische Scheibengelenke zwischen den Rollen und Steuerwellen vorgesehen werden. .

Für den Fachmann verstehen sich zahlreiche ^Abwandlungen der im einzelnen veranschaulichten und beschriebenen Ausführungsbeispiele.

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Leerse ite

Claims

Wechselgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem mechanischen Geschwindigkeitsvariator mit einer Antriebsund einer Ausgangswelle, deren eine zwei drehbar miteinander verbundene und mit einem Zwischenraum zwischen ihnen angeordnete Flächen hat,

mindestens einem auf einer Gabel sitzenden und in dem Zwischenraum angeordneten und zwischen den Flächen entlang der Steuerwellen, mit denen die Rollen drehbar verbunden sind, radial verlagerbarem Rollenpaar, wobei die Rollen eines Paares in Punkt-Drehkontakt gegen die Flächen anliegen, die unter einem sie gegen die Rollen drückenden Druck stehen,

einem Steuerorgan, das mit dem Getriebe durch mindestens einen Momentregler verbunden ist, der die Veränderung der radialen Anordnung des Rollenpaares ermöglicht,

. wobei die Rollen eines Paares jeweils um die durch die Berührungspunkte zwischen den Rollen und den Flächen verlaufende Gerade schwenkbar auf ihrer Steuerachse angebracht sind,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen den Rollen und den Steuerachsen durch Mitnehmerteile bewirkt wird, die zur axialen Verlagerung entlang der Achsen sowie zur drehbaren Verbindung mit den Rollen und den Achsen und zur Ermöglichung freier Neigung der Rollen um die durch die Berührungspunkte zwischen den Rollen und den Flächen verlaufende Gerade ausgebildet sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen eines Paares sich sowohl in Punkt-Drehkontakt miteinander als in Punkt-Drehkontakt mit· den Flächen befinden,

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ORIGINAL IWS-PEOTED
3. Getriebe nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen eines Paares sich nur in Punkt-Drehkontakt mit den Flächen befinden, die unter einem sie gegen die Rollen preßenden Druck stehen.
4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen ein und desselben Paares mittels eines Kugellagers mit einer Neigungs-Steuergabel verbunden sind, wobei jedes Rollenpaar seine Bewegung von einem Paar zwischen den Flächen des Variators angeordneter Drehscheiben empfängt und jede Scheibe mindestens eine radial verlaufende spiralförmige Rille hat, in die das Ende einer von der Gabel getragenen Achse eingreift.
5. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Antriebs- oder die Ausgangswelle des Variators mit einem Momentregler ausgestattet ist, der auf das Übersetzungsverhältnis wirkt, wenn das Drehmoment eine vorgschriebene Schwelle überschreitet, wobei dieser Momentregler aus einer elastischen Kupplung gebildet ist, die von zwei Nökken mit einander gegenüberliegenden ringförmigen Nockenbahnen von sinusförmigem Verlauf gebildet wird, die mitein.-ander durch Rollen oder Kugeln in Berührung stehen, und eine erste Nocke bei Ansteigen des Widerstandsmoments sich um die Antriebs- oder .die Ausgangswelle des Getriebes dreht und die axiale Verlagerung einer zweiten,mit der einen der Wellen drehbar verbundenen Nocke bewirken kann, wobei die axiale Verlagerung eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebs- und der Ausgangswelle des Variators bewirken kann.

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6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Neigung und damit die radiale Lage der Rollen steuernden Mittel ein Teil sind, sowie durch einen auf der Antriebswelle des Getriebes (Ausnutzung) angeordneten Fliehkraftregler, der die radiale Anordnung der Rollen in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle verändern kann, ferner durch einen auf der Antriebswelle des Getriebes angeordneten Momentregler, der ebenfalls die radiale Anordnung der Rollen verändern kann, wenn das Widerstandsmoment einen bestimmten Wert übersteigt.
7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Antriebswelle des Variators angeordnete Momentregler von einer elastischen Kupplung gebildet wird, die von zwei Nocken mit einander gegenüberliegenden ringförmigen Nockenbahnen von sinusförmigem Verlauf gebildet wird, die miteinander durch Kugeln oder Rollen in Verbindung stehen, wobei eine erste Nocke bei Ansteigen des Widerstandsmomentes sich um die die Flachen tragende Welle des Variators drehen kann und die axiale Verlagerung einer zweiten, mit der die Flächen tragenden Welle drehbar verbundenen Nocke bewirken kann und die zweite Nocke gegen die Druckfeder zwischen den Flächen und Rollen anliegt, so daß in Abhängigkeit vom Widerstandsmoment einerseits der Druck zwischen den Flächen und den Rollen, andererseits die radiale Anordnung der Rollen durch eine Verbindung zwischen der zweiten Nocke und der Steuergabel der Rollen verändert wird.
8. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die radiale Anordnung der Rollen wirkenden Steuermittel von einem hydraulischen Fliehkraftregler gebildet werden, der auf der Ausgangswelle des Variators (Ausnutzung) sitzt,

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um einen hydraulischen Zylinder zu speisen, dessen eines Ende durch eine mechanische Verbindung angeschlossen ist, die die Steuerscheiben zur Verlagerung einer Rollen tragenden Gabel im Winkel verlagern kann, und dessen anderes Ende mit der axial beweglichen Nocke des Momentreglers verbunden ist.
9. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die die Lage der Rollen steuernde Gabel einerseits direkt durch eine mechanische Verbindung mit der sich axial verlagernden Nocke des auf der Antriebswelle des Variators sitzenden Momentreglers, andererseits ebenfalls direkt durch mechanische Verbindung mit dem beweglichen Ring eines auf der Antriebswelle des Variators angeordneten mechanischen Fliehkraftreglers verlagert wird.
10. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung zwischen den Rollen und den Steuerwellen durch Mitnehmerelemente in Gestalt von in zweiteiligen Rinnen angeordneten Kugeln von sphärischem Querprofil bewirkt wird, wobei ein Teil jeder Rinne in der radialen'Verdickung einer Rolle und der andere Teil in dem Zwischenraum zwischen den axialen Rillen der Generatoren der Steuerwellen vorgesehenist.
11. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung zwischen den Rollen und den Steuerwellen durch Mitnehmerteile hergestellt wird, die einerseits eine in einer in der Innenbohrung der Rolle vorgesehenen Rinne von sphärischem Profil angeordnete sphärische Kontaktfläche und andererseits gegenüber der sphärischen Kontaktfläche

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eine zweite, gegen eine ebene Steuerfläche anliegende, auf der Steuerwelle der Rolle angebrachte ebene Kontaktfläche haben.
12. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung zwischen den Rollen und den Steuerwellen durch Mitnehmerteile in Form von Rädern hergestellt wird, deren Drehebenen durch Speichen der Steuerwelle der Rollen verlaufen, wobei die Räder teilweise in in der Innenbohrung der Rollen vorgesehenen Längsrinnen und teilweise in auf den die Rollen tragenden Wellen vorgesehenen Längs rinnen angeordnet sind und auf Achsen sitzen, die senkrecht zu den Längsrinnen der Innenbohrung der Rollen, verlaufen..
13. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung zwischen den Rollen und den Steuerwellen durch Mitnehmerteile in Gestalt von Rädern bewirkt wird, die auf Achsen sitzen, die auf durch die Mitte der Steuerwellen verlaufenden Speichen verlaufen, wobei die Drehebenen der Räder senkrecht zu den die Räder tragenden Achsen angeordnet sind, die Achsen der Räder mit den Rollen" in ihrer Verdickung radial gleichlaufend verbunden sind und die Räder auf der Seite der Steuerwellen eine seitliche kegelstumpfförmige Kontaktfläche haben, die sich zwischen den Kanten einer entlang der Steuerwellen verlaufenden Längsrinne von gleichem Profil drehen kann.
14. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung zwischen den Rollen und den Steuerwellen ein Kardangetriebe ist, das durch ein Mitnehmerteil in Form eines koaxial in der Innenbohrung einer Rolle angeordneten

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Ringes gebildet wird, wobei dieser Ring beiderseits seiner mittleren Rotationsebene symmetrisch verjüngt ist und sowohl um zwei erste einander diametral entgegengesetzt auf einem auf der die Rollen tragenden Achse gleitbaren Ring angeord-

zwei

nete Achsen als auch um/zweite diametral einander gegenüberliegenden und um 90° zu den beiden ersten Achsen versetzten Achsen schwenkbar ist, wobei die zweiten Achsen mit der Rolle gleichlaufend verbunden sind.
15. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkverbindung zwischen den Rollen und den Steuerwellen durch Mitnehmerteile aus elastischem Material, beispielsweise einem Elastomer, bestehen.

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