DE2910546A1

DE2910546A1 - Kegelscheiben-umschlingungsgetriebe

Info

Publication number: DE2910546A1
Application number: DE19792910546
Authority: DE
Inventors: Herbert Steuer
Original assignee: PIV Antrieb Werner Reimers GmbH and Co KG
Current assignee: PIV Antrieb Werner Reimers GmbH and Co KG
Priority date: 1979-03-17
Filing date: 1979-03-17
Publication date: 1980-09-18
Also published as: US4350491A; GB2043808B; DE2910546B2; DE2910546C3; GB2043808A

Description

Γ,I.V. Antrieb V/erner Heimers Kommanditgesellschaft, Industriestraße 3, 6380 Bad Homburg 1

Fegelscheiben—Umschlingungsgetriebe

Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Kegelscheiben-Umsehlingungsgetriebe mit mindestens zwei Kegelscheibenpaaren, deren je eine axial verschiebbare Kegelscheibe als umlaufender Druckzylinder eines mit der der zugehörigen Welle fest verbundenen Kolbens ausgebildet ist und bei dem die Anpreßkräfte last- und übersetzungsabhängig hydraulisch erzeugt werden, mit einem Übersetzungsstellglied und einem mit diesem gekoppelten Steuerschieber, der die Druckflüssigkeit den Druckzylindern zuteilt, ferner mit wenigstens einem verstellbaren, den Anpreßdruck

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last- und übersetzungsabhangig steuernden Drucksteuerventil in der Rückflußleitung des Steuerschiebers für den auf der Abtriebsseite des Getriebes erforderlichen hydraulischen Druck, wobei das Drucksteuerventil, dem das Druckmittel über eine Abzweigung einer achsparallelen Bohrung in der zugeordneten Welle zuströmt, auf der An- und/oder Abtriebsseite des Getriebes angeordnet und in Abhängigkeit vom auf der entsprechenden Getriebeseite übertragenen Drehmoment sowie der Axialstellung der betreffenden verschiebbaren Kegelscheibe mechanisch verstellbar ist, der Ventilkörper durch ein bewegliches Zwischenglied (z. B. eine Kugel) betätigbar ist, das gegen eine im wesentlichen achsparaH]ele Keilfläche eines V-förmigen Einschnittes der zugeordneten, axial ver-' schiebbaren Kegelscheibe anlie/rt, und sich die Neigung der Keilfläche zur übersetssun/-isabhängigen Beeinflussung des Drucksteuerventils über die axiale Länge der Keilfläche ändert.

Derartige Getriebe sind sinngemäß durch die DE-PS 1 816 949 bekannt. Bei ihnen sind die Drucksteuerventile in den zugehörenden Wellen mit ihrem Ventilkörper radial verschiebbar angeordnet, wobei die das Zwischenglied bildende Kugel in eine V-förmige Nut ragt, die achsparallel zur Welle im Hals der zugeordneten, axial verschiebbaren Kegelscheibe angeordnet ist.

Es hat sich gezeigt, daß diese Unterbringung des Drucksteuerventils in der Welle zusammen mit den zu-

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ordneten Kanälen für die Druckflüssigkeit fertigungstechnische und drucktechnische Probleme aufwirft. Die Dicke der Welle begrenzt die Möglichkeit, dort den radialen Schiebesitz für den Ventilkörper unterzubringen ohne die Gefahr, den tragenden Querschnitt der Welle zu schwächen. Das gleiche trifft für die verschiedenen Druckflüssigkeitsleitungen zu. Ebenso ist es umständlich, den V-förmigen Einschnitt für die Ventilkugel im Inneren der Nabe der axial verschiebbaren Kegelscheibe zu fertigen. Der Ventilkörper des Drucksteuerventils muß hier einen möglichst kleinen Durchmesser haben, wodurch die Stirnseite auf ihn wirkenden Druckölkräfte verhältnismäßig hoch sein müssen, um die gewünschte Steuerfunktion herbeizuführen.

[Jm diesen Schwierigkeiten entgegenzutreten _r könnte man die jeweilige Welle entsprechend im Durchmesser größer dimensionieren. Das würde jedoch einen unnötigen Materialaufwand und das Vorhandensein größerer, zu bev/egender Massen bedeuten,

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Getriebe der eingangs beschriebenen Art derart abzuän dern bzw. zu verbessern, daß sich die Unterbringung des Drucksteuerventils günstiger gestaltet und damit dessen fertigungstechnische Gestaltung und Anordnung vereinfacht sowie auch dessen drucktechnisch bedingte Punktionsweise besser beherrscht v/erden kann. Dies soll durch einfache und kostengünstige Maßnahmen erzielt werden.

Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß das Drucksteuerventil im Kolben des zugeordneten Zylinder—

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Kolben-Aggregates angeordnet ist und sich der die Keilfläche aufweisende, V-förmige Einschnitt auf dem Außenmantel des Halses der verschiebbaren Kegelscheibe oder auf der Innenseite des mit ihr verbundenen Zylindermantels befindet.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen ist das Drucksteuerventil auf einen erheblich weiter außen liegenden Radius des jeweiligen Scheibensatzes verlegt, wodurch insbesondere für die radiale Bohrung zur Aufnahme des Ventilkörpers erheblich mehr Platz zur Verfügung steht. Außerdem kann die V-förmige Nut für die den Ventilkörper betätigende Kugel auf der Außenseite des Halses der verschiebbaren Kegelscheibe oder auf dem Innenmantel des mit dieser Kegelscheibe verbundenen Zylindermantels angebracht werden, was fertigungstechnisch erheblich günstiger ist. Schließlich besteht aber vor allem in drucktechnischer Hinsicht die Möglichkeit, in dem angesprochenen, mit der Welle fest verbundenen Kolben auf dem Umfang verteilt mehrere Drucksteuerventile parallel arbeitend anzuordnen, womit die wirksame l'olbenflä— ehe weiter vergrößert werden kann.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Pig. 1 ein Kegelseheiben-Umschlitfgungsgetriebe, teilweise geschnitten;

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Pig. 2 eine vergrößerte Darstellung des geschnittenen Bereiches in Pig. 1;

Pig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III in Pig. 2 und

Pig. 4 eine andere Ausführungsform des Getriebes gemäß Pig. 1.

Das in Pig. 1 dargestellte Getriebe weist eine Antriebswelle 1 und eine Abtriebswelle 2 auf. Auf der Antriebswelle 1 ist ein Paar von Kegelscheiben 3» 4 und auf der Abtriebswelle 2 ein Paar von Kegelscheiben 5, 6 angeordnet, zwischen denen ein Zugmittelstrang 7 umläuft. Die Kegelscheibe 4 ist als axial verschiebbarer Druckzylinder mit Mantel 8 für auf der Welle 1 festen Druckkolben 9 ausgeb ildet, so daß zwischen Kegelscheibe 4 und Kolben 9 ein Druckraum 10 gebildet ist, in den über eine Leitung 11, eine Axialbohrung 12 der Welle 1 sowie eine Badialbohrung 13 Druckö'l zur Erzeugung der erforderlichen Anpreßkraft auf den Zugmittelstrang 7 geleitet werden kann.

Ebenso bildet die Kegelscheibe 6 mit einem Mantel 14 einen Druckzylinder für einen v/ellenfesten Kolben 15, von dem in Fi£. 1 gerade der auf der Welle 2 sitzende Bund zu sehen ist. Auch diesem Druckzylinder geht Druckflüssigkeit über eine Leitung 16 und eine nicht dargestellte Wellenbohrung zu.

Die Leitungen 11 und 16 sind an einen Steuerschieber mit einem Vierkanten-Steuerkolben 17 angeschlossen, der das ihm von einer Pumpe 18 zugeführte Drucköl entsprechend seiner Einstellung auf die leitungen 11 und 16 verteilt. Die Verstellung des Vierkanten-Steuerkolbens 17 erfolgt über einen an ihm ange-

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lenkten Steuerhebel 38, der zur Aufrechterhaltung der Getriebeübersetzung mit seinem einen Ende in eine Umfangsnut 19 an der axial verschiebbaren Kegelscheibe 6 angreift, während er im übrigen über einen Handhebel 20 zur willkürlichen Änderung der Getriebeübersetzung verstellbar ist.

Nach der bekannten Gesetzmäßigkeit von Kegelscheiben-Umschlingungsgetrieben der in Pig. 1 dargestellten Art befindet sich das Getriebe bei einer eingestellten Übersetzung im Gleichgewichtszustand, wenn im Zylinderraum 10 der Antriebswelle 1 ein um einen bestimmten Betrag höherer Druck herrscht als im Zylinderraum auf der Welle 2. Dementsprechend ist auch die Einstellung am Vierkanten-Steuerschieber 17, so daß das von dessen Gehäuse 21 über die Leitung 22 abströmende Druckmittel entsprechend der dargestellten konstruktiven Ausbildung des Yierkanten-Steuerschiebers den auf der Abtriebsseite des Getriebes, also im Zylinder 14 herrschenden hydraulischen Druck hat. Dieses abfließende Druckmittel geht mittels der Leitung 22 auf der der Leitung 11 gegenüberliegenden Seite über eine Axialbohrun/·: ?3 in die Welle 1 und von dort über eine radiale Bc.'r.mnp- 24 in den mit der Welle 1 fest verbundenen i-oJben ¹J, indem sich wenigstens ein im ganzen mit 25 bezeichnetes Drucksteuerventil zur Einstellung; des auf fler Abtriebswelle 2 im dortigen Zylinderrauin 14 erforderlichen Druckmitteldruckes befindet. Dieses Drucksteuerventil 25 ist in den Fig. 2 und 3 einmal im Axialschnitt und einmal im Radialschnitt vergrößert im einzelnen dargestellt.

Der Yentilkörper 26 dieses Drucksteuerventils befindet sich in einer Radialbohrung 27 des feststehenden

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Kolbens 9 und besteht im wesentlichen aus einem radial zur Welle 1 bewegbaren Kolben, der mit einer Kolbenstange 28 in einem Stopfen 29 der Bohrung 27 geführt ist. Auf der der Kolbenstange :2O gegenüberliegenden Seite steht der Kolben 26 unter der Einwirkung einer Druckfeder 30, die ihrerseits wieder gegen einen "Verschlußdeckel 40 abgestützt ist. Diese Feder 30 hat keine funktioneile Bedeutung, sondern sie dient lediglieh dazu, den Kolben 26 .mit geringer Traft in Anlage zu halten. Bei entsprechender Auslegung kann jedoch durch die Feder 30 ein bestimmter Grunddruck im System aufrecht erhalten werden.

Der Bohrung 27 strömt oberhalb des Kolbens 26 das in der Bohrung 24 des Kolbens 9 von der leitung 22 und der Axialbohrung 23 lcon-me^de Druckmittel zu. Je nach Axialstellung des Kolbens 26, der mit seiner Oberkante und der oberen Kante der Ringnut 3V eine Steuerkante bildet, kann dieses Druckmittel über die Ringnut 31 und eine Bohrung 32 der Wandung des Kolbens 9 zum drucklosen Zustand, d. h. zur Ansaugseite der Pumpe 18, zurückströmen.

Die Einstellung rl es Kolbens 26 /res chi eilt" drehmoment- und übersetzungsabhängig über eine Kugel 33, gegen die sich einerseits unter der Ivirkunr des im Kaum 27 herrschenden Druckmitteldruckes die Kolbenstange 28 abstützt und die andererseits ihrerseits in einem V-förmigen Einschnitt 34 liegt, der sich achsparallel auf der Außenseite im Hals 35 der axial verschiebbaren Kegelseheibe 4 befindet. Damit steht die durch das Drehmoment erzeugte, nach außen gerichtete Radialkraft auf die Kolbenstange 20 mit der vom Druck in der Bohrung 27 auf die Fläche des Kolbens 26 er-

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zeugten, nach innen gerichteten Radialkraft im Gleichgewicht, Der Einschnitt 34 hat geneigte Planken und 37, wobei sich die Steigung dieser Planken 36 und 37 zur Berücksichtigung der Übersetzungsstellung des Getriebes über die Axialersreckung des V-förmigen Einschnittes 34 ändert.

Die Drehmomentübertragung zwischen V/elle 1 und Kegelscheibe 4 findet über die Kugel 33 und deren Eingriff mit dem V-förmigen Einschnitt 34 statt, indem die Kugel über die Kolbenstange 28, den. Kolben 26 und den auf seiner Oberseite wirkenden hydraulischen Druck in den V-förmigen Einschnitt 34 gedrückt wird. Andererseits bedingt das zwischen Kugel 33 und Kegelscheibe 4 zu übertragende Drehmoment eine entsprechend seiner Größe etwas geänderte Radialstellung der Kugel 33 durch die Schrägflächen 36 und 37» was wiederum eine drehmomentproportionale Einstellung des Kolbens 26 gegenüber der Ringnut 31 und damit eine entsprechende Drosselung des Druckölrü'ckflusses auf den auf der Abtriebsseite des Getriebes erforderlichen Druck bewirkt.

Pig. 3 zeigt den Gegenstand gemäß Pig. 2 lediglich in doppelter Ausführung in bezüglich der Achse der Welle 1 diametral einander gegenüberliegender V/eise, wobei beide T'rucksteuerventj le in gleichen Sinne arbeiten.

Der Gegenstand gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von dem gemäß Pig. 1 bis 3 lediglich dadurch, dafc die V-förmigen Einschnitte 41 innerhalb des Zylindermantels 42 angebracht sind, wodurch sich natürlich eine umkehrung des gesamten Drucksteuerventils ergibt,

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dessen Anordnung im Iiolben 43 i™ übrigen nicht noch einmal erläutert zu werden braucht.

Bei dem so anhand der Pig. 1 bis 4j insbesondere Pig. 1 erläuterten Getriebe ist das Drucksteuerventil bzw. sind die Drucksteuerventile nur auf der Antriebswelle 1 angeordnet. Hier handelt es sich also um ein Getriebe, bei dem die Antriebsseite immer gleich bleibt ebenso wie die Abtriebsseite. Dazu können die Planken 36 und 37 der Keilnut 34 auf in Urafangsriehtung einander gegenüberliegenden Stellen gleiche Neigung haben, so daß sieh dieses Getriebe im übrigen für beide Drehrichtungen gleichermaßen eignet.

Hat man es mit einem Anwendungsfall zu tun, bei dem ein Wechsel zwischen An- und Abtriebsseite stattfindet, so v/erden die geschilderten Drucksteuerventile ebenso auf beiden Getriebeseiten angeordnet. Dazu muß außerdem von der Leitung 22 ein Anschluß in der anhand der Welle 1 dargestellten V/eise auch auf die Drucksteuerventile der v.eüle 2 gehen, wobei durch einen druckmitteldruckbetätigten Umschalter dafür gesorgt v/erden muß, daß jeweils die auf der Antriebsseite angeordneten „ürucksteuerventile mit dem Zylinderraum der Abtriebsseite verbunden sind. Ein solcher Lruckuraschalter, dessen Umschaltung jeweils durch den auf der Antriebsseite herrschenden höheren hydraulischen Druck geschieht, ist beispielsweise durch die DE-PS 1 264 196 bekannt und dort beschrieben.

Schließlich sei noch erwähnt, daß im vorliegenden Falle die Anordnung immer sn gedacht ist, da/.·' die

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antriebsseitig angeordneten Drucksteuerventile wirksam sind. Dies hat sich als die zweckmäßigere Bauform herausgestellt. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Anordnung sinn/remäß so umzukehren, daß jeweils die abtriebsseitipen Drucksteuerventile wirksam sind, v/ie dies auch beim Gegenstand der DE-TS 1 816 949 der Fall ist.

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Claims

DR.-JN6. H. J. BROMMER PATENTANWÄLTE

KARLSRUHE 1

Patentanspruch

Stufenlos einstellbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe mit mindestens zwei Kegelscheibenpaaren, deren je eine axial verschiebbare Kegelscheibe als umlaufender Druckzylinder eines mit der zugehörigen Welle fest verbundenen Kolbens ausgebildet ist und bei dem die Anpreßkräfte last- und übersetzungsabhängig hydraulisch erzeugt werden, mit einem Übersetzungsstellglied und einem mit diesem gekoppelten Steuerschieber, der die Druckflüssigkeit den Druck— zylindern zuteilt, ferner mit wenigstens einem verstellbaren, den Anpreßdruck last- und übersetzungsabhängig steuernden Drucksteuerventil in der Rückflußleitung des Steuerschiebers für den auf der Abtriebsseite des Getriebes erforderlichen hydraulischen Druck, wobei das Drucksteuerventil, dem das Druckmittel über eine Abzweigung einer achsparallelen Bohrung der zugeordneten Welle zuströmt, auf der An- und/oder Abtriebsseite des Getriebes angeordnet und in Abhängigkeit vom auf der entsprechen-* den öetriebeseite übertragenen Drehmoment sowie der Axialstellung der betreffenden verschiebbaren Kegelscheibe mechanisch verstellbar ist, der Ventil- " körper durch ein bewegliches Zwischenglied (z. B. eine Kugel) betätigbar ist, das gegen eine im wesentlichen

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achsparallele Keilfläche eines V-förmigen Einschnittes der zugeordneten, axial verschiebbaren Kegelscheibe anliegt, und sich die Neigung der Keilfläche zur übersetzungsabhängigen Beeinflussung des Drucksteuerven— tils über die axiale länge der Keilfläche ändert, dadurch gekennzeichnet,

daß das Drucksteuerventil (25) im Kolben (9, 43) des zugeordneten Zylinder-Kolben-Aggregates angeordnet ist und sich der die Keilfläche (36, 37) aufweisende V-förmige Einschnitt (34, 41) auf dem Außenmantel des Halses (35) der verschiebbaren Kegelscheibe (4) oder auf der Innenseite des mit ihr verbundenen Zylindermantels (42) befindet.

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