DE2910546C3

DE2910546C3 - Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe

Info

Publication number: DE2910546C3
Application number: DE2910546A
Authority: DE
Inventors: Herbert 6380 Bad Homburg 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: 1982-05-27
Also published as: GB2043808A; DE2910546A1; DE2910546B2; US4350491A; GB2043808B

Description

vergrößert ist

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe, teilweise geschnitten;

F i g. 2 eine vergrößerte Darstellung des geschnittenen Bereiches in F i g. 1;

Fig.3 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie HI-III in F ig. 2 und

Fig.4 eine andere Ausführungsform des Getriebes gemäß F ig. 1.

Das in F i g. 1 dargestellte Getriebe weist eine Antriebswelle ί 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 Druckkoiben 9 ausgebildet, 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 Radialbohrung 13 Drucköl 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 wellenfesten Kolben 15, von dem in Fig. 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 angelenkten 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 F i g. 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 Vierkanten-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 gegenüberligerden Seite über eine Axialbohrung 23 in die Welle 1 und von dort über eine radiale Bohrung 24 in den mit der Welle 1 fest verbundenen Kolben 9, in dem sich wenigstens zwei im ganzen mit 25 bezeichnete Drucksteuerventile zur Einstellung des auf der Abtriebswelle 2 im dortigen Zylinderraum 14 erforderlichen Druckmitteldruckes befinden. Diese Drucksteuerventile 25 sind in den F i g. 2 und 3 einmal im Axialschnitt und einmal im Radialschnitt vergrößert im einzelnen dargestellt.

Der Ventilkörper 26 jedes Drucksteuerventils befindet sich in einer Radialbohrung 27 des feststehenden 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 28 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 lediglich dazu, den Kolben 26 mit geringer Kraft 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 ja der Bohrung 24 des Kolbens 9 von der Leitung 22 und der Axialbohrung 23 kommende Druckmittel zu. Je nach Axialstellung des Kolbens 26, der mit seiner Oberkante und der oberen Kante der Ringnut 31 eine Steuerkante bildet, kann dieses Druckmittel über die Ringnut 31 und eine Bohrung 32 der \Vandung des Kolbens 9 zum drucklosen Zustand, d. h. zur Ansaugseite der Pumpe 18, zurückströmen.

Die Einstellung des Kolbens 26 geschieht drehmoment- und übersetzungsabhängig übe." eine Kugel 33, gegen die sich einerseits unter der Wirkung des im Raum 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 Kegelscheibe 4 befindet. Damit steht die durch das Drehmoment erzeugt, nach außen gerichtete Radialkraft auf die Kolbenstange 28 mit der vom Druck in der Bohrung 27 auf die Fläche des Kolbens 26 erzeugten, nach innen gerichteten Radialkraft im Gleichgewicht. Der Einschnitt 34 hat geneigte Flanken

36 und 37, wobei sich die Neigung dieser Flanken 36 und

37 zur Berücksichtigung der Übersetzungsstellung des Getriebes über die Axialerstreckung des V-förmigen Einschnittes 34 ändert.

Die Drehmomentübertragung zwischen Welle 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 gedruckt 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 Druckölrückflusses auf den auf der Abtriebsseite des Getriebes erforderlichen Druck bewirkt.

Der Gegenstand gemäß F > g. 4 unterscheidet sich von dem gemäß F i g. 1 bis 3 lediglich dadurch, daß die V-förmigen Einschnitte 41 innerhalb des Zylindermantels 42 angebracht sind, wodurch sich natürlich eine Umkehrung der Drucksteuerventile ergibt, deren Anordnung im Kolben 43 im übrigen nicht noch einmal erläutert zu werden braucht.

Bei dem so anhand der Fig. 1 bis 4, insbesondere F i g. 1 erläuterten Getriebe 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 Flanken 36 und 37 der Keilnut 34 auf in

Umfangsrichtung einander gegenüberliegenden Stellen gleiche Neigung haben, so daß sich 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 werden die geschilderten Drucksteuerventile ebenso auf beiden Getriebeseiten angeordnet. Dazu muß außerdem von der Leitung 22 ein Anschluß in der anhand der Welle 1 dargestellten Weise auch auf die Drucksteuerventile der Welle 2 gehen, wobei durch einen druckmitteldruckbetätigten Umschalter dafür gesorgt werden muß, daß jeweils die auf der Antriebsseite angeordneten Drucksteuerventile mit dem Zylinderraum der Abtriebsseite verbunden sind. Ein solcher Druckumschalter, dessen Umschaltung jeweils durch den auf der Antriebsseite herrschenden höheren hydraulischen Druck geschieht, ist beispielsweise durch die DE-PS 12 64 196 bekannt und dort beschrieben.

Schließlich sei noch erwähnt, daß im vorliegenden Falle die Anordnung immer so gedacht ist, daß die antriebsseitig angeordneten Drucksteuerventile wirksam sind. Dies hat sich als die zweckmäßigere Bauform herausgestellt. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Anordnung sinngemäß so umzukehren, daß jeweils die abtriebsseitigen Drucksteuerventile wirksam sind, wie dies auch beim Gegenstand der DE-PS 18 16 949 der Fall ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

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 Anspreßkräfte last- und übersetzungsabhängig hydraulisch erzeugt werden, mit einem Obersetzungsstellglied und einem mit diesem gekoppelten Steuerschieber, der die Druckflüssigkeit den Druckzylindern 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 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 achsparallele Keilfläche eines V-förmigen Einschnittes der zugeordneten, axial verschiebbaren Kegelscheibe anliegt, und sich die Neigung der Keilfläche zur übersetzungsabhängigen Beeinflussung des Drucksteuerventils über die axiale Länge der Keilfläche ändert, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Drucksteuerventile (25) im Kolben (9, 43) des zugeordneten Zylinder-Kolben-Aggregates angeordnet sind und sich deren die Keilfläche (36, 37) aufweisenden, V-förmigen Einschnitte (34, 41) auf dem Außenmantel des Halses (35) der verschiebbaren Kegelscheibe (4) oder auf der Innenseite des mit ihr verbundenen Zylindermantels (42) befinden.

Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe 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 Druckzyündern 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 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 Ventilkömer durch ein bewegliches Zwischenglied (z. B. eine Kugel) betätigbar ist, das gegen eine im wesentlichen achsparallele Keilfläche eines V-förmigen Einschnittes der zugeordneten, axial verschiebbaren Kegelscheibe anliegt, und sich die Neigung der Keilfläche zur übersetzungsabhängigen Beeinflussung des Drucksteuerventils über die axiale Länge der Keilfläche ändert

Derartige Getriebe sind sinngemäß durch aie DE-PS 18 16 949 bekannt. Bei ihnen sind die Drucksteuerventi-Ie 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 zugeordneten 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 stirnseits auf ihn wirkenden Druckölkräfte verhältnismäßig hoch sein müssen, um die gewünschte Steuerfunktion herbeizuführen.

Um diesen Schwierigkeiten entgegenzutreten, könnte man die jeweilige Welle entsprechend im Durchmesser größer dimensionieren. Das würde jedoch einen unnötigen Materialaufwand und das Vorhandensein größerer, zu bewegender Massen bedeuten.

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

Die Lösung der Aufgabe gelingt dadurch, daß wenigstens zwei Drucksteuerventile im Kolben des zugeordneten Zylinder-Kolben-Aggregates angeordnet sind und sich deren die Keilfläche aufweisenden, V-förmigen Einschnitte auf dem Außenmatel des Halses der verschiebbaren Kegelscheibe oder auf der Innenseite des mit ihr verbundenen Zylindermantels befindet.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen sind die Drucksteuerventile 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 nun 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 Kolbenfläche weiter