DE3028490C2

DE3028490C2 - Stufenlos einstellbares Kegelscheibengetriebe

Info

Publication number: DE3028490C2
Application number: DE3028490A
Authority: DE
Inventors: Herbert Karl 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: 1980-07-26
Filing date: 1980-07-26
Publication date: 1983-01-13
Also published as: ATA233781A; SE8103064L; IT8148814A0; NL8102195A; CH654386A5; IT1142577B; DD203107A5; SE443032B; DE3028490A1; IN156087B; GB2080892A; AT396008B; BR8103998A; GB2080892B; NL185865C; NL185865B; SU1722246A3; JPS5751047A; ZA812609B; FR2493452A1

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Kegelscheibengetriebe der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art, wie sie durch die DE-OS 46 580 bekannt ist.

Hier ist gezeigt, was gleichermaßen für den nachfolgend beschriebenen Erfindungsgegenstand gilt, daß der Drehmomentfühler unterschiedlich angeordnet sein kann, je nachdem welche Anforderungen gerade an das Getriebe gestellt werden. Der übliche Fall, der im Zusammenhang mit der nachfolgend beschriebenen Erfindung ausschließlich verwendet wird, ohne daß dadurch die Erfindung beschränkt sein soll, besteht darin, daß der Drehmomentfühler auf der Antriebswelle des Getriebes sitzt und mit dem im antriebsseitigen Zylinder-Kolben-Aggregat des Getriebes herrschenden Druckmitteldruck beaufschlagt ist. Andere Bauformen bestehen darin, daß der Fühler auf der Abtriebswelle sitzt und mit dem abtriebsseitigen hydraulischen Druck belastet ist oder daß auf jeder der Wellen ein Drehmomentfühler unter der Belastung des an seiner Welle herrschenden hydraulischen Druckes sitzt, wobei

dann jedoch unter den in der DE-OS genannten Bedingungen einer der Drehmomentfühler jeweils unwirksam ist.

Der bekannte Drehmomentfühler ist besonders derart ausgebildet, daß die ihm zugeordnete Festscheibe des Getriebes eines der Ventile zur lastabhängigen Erzeugung der Anpreßkraft bildet oder betätigt Dies hat jedoch zur Folge, daß die Festscheibe quer zur Laufrichtung des Übertragungsmittels (Kette) um den der Ventilsteuerung dienenden Betrag hin- und herverschoben wird, was zu einem entsprechenden Spurversatz des Übertragungsmittels führt, der je nach Anwendungsfall und Belastung des Getriebes nachteilig und daher unerwünscht sein kann. Dabei braucht dann auch die Lagerbasis für die Festscheibe nicht so breit wie im bekannten Falle zu sein.

Darüber hinaus baut der bekannte Drehmomentfühler in Axialrichtung des Getriebes verhältnismäßig groß und hat zahlreiche Einzelteile.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Getriebe der eingangs beschriebenen Art einen Drehmomentfühler anzugeben, der eine vor allem in Axialnchtung platzsparende Konstruktion ergibt, die sich wegen der dadurch gegebenen Einfachheit und Kleinheit für den Einbau in Kraftfahrzeugantriebe eignet, und bei dem ein Spurversatz nicht mehr auftritt

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst wobei die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 2 zweckmäßig ist

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen baut das Getriebe erstaunlich kurz und einfach und es ist die feste Kegelscheibe nicht mehr als Ventilteil und damit als in Grenzen bewegliches Teil erforderlich. Darüber hinaus ergibt sich aber eine überraschend günstige Möglichkeit der Krafteinleitung bzw. Kraftausleitung, indem diese sehr nahe an der festen Kegelscheibe sitzen kann, wobei der Antrieb beispielsweise über das Außenzahnrad eines Planetengetriebes oder eines Teils einer Kupplung erfolgen kann, es jedoch auch möglich ist die Drehübertragung in nicht koaxialer Anordnung über ein zur An- bzw. Abtriebswelle des Getriebes parallel drehgelagertes Stirnzahnrad vorzunehmen. Selbstverständlich ist es jedoch auch möglich, die Drehübertragung über ein auf der zugeordneten Welle gelagertes, glockenförmiges Teil vorzunehmen, das an seinem Vorderende eine Innenverzahnung aufweist, in der es die Außenverzahnung des zweiten Ringes verschiebbar aufnimmt.

In den Ansprüchen 3 bis 8 sind zweckmäßige Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ventils angegeben, wobei in den meisten Fällen nur eine Radialdichtung für das Druckmittel erforderlich ist. in einzelnen Fällen jedoch sogar überhaupt ohne Radialdichtung gearbeitet werden kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender Darstellung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 den schematischen Grundaufbau eines hydraulisch verstellbaren Kegelscheibengetriebes, teilweise geschnitten, mit einer ersten Bauform eines Drehmomentfühlers;

Fig. 2 bis 5 weitere, abgewandelte Bauformen des Drehmomentfühlers und

F i g. 6 eine gegenüber F i g. 1 geänderte Antriebsverbindung für das Getriebe.

Gemäß Fig. 1 weist eiit bekanntes Getriebe mit hydraulisch verstellbaren Kegelscheiben eine Antriebswelle 1 und eine Abtriebswelle 2 auf, auf denen zur Einstellung und Aufrechterhaltung der Getriebeübersetzung axial verschiebbare KegeUcbeiben 3, 4 angeordnet sind,.die Zylinder-Kolben-Aggregate mit wellenfesten Kolben 5,6 und diese umgreifenden, über Paßfedern 7,8 mit den zugeordneten Wellen drehverbundenen Zylindern 9,10 bilden, während ihnen jeweils gegenüber Kegelscheiben 11, 12 angeordnet sind, die mit den zugeordneten Wellen über Anschläge 13, 14

»o axial und über eine Paßfeder bzw. Stifte 16 drehfest verbunden sind. Zwischen den jeweiligen Kegelscheibenpaaren läuft ein Zugmittel 17 um.

Den Zylinderräumen 18, 19 wird das von einer Druckmittelquelle 20 bezogene Druckmittel über einen Vierkanten-Steuerschieber 21 und jeweilige Leitungen 22 und 23 zugeteilt Außerdem sitzt auf der Antriebswelle 1 ein insgesamt mit 24 bezeichneter Drehmomentfühler, dem über eine Leitung 25 das aus dem Steuerschiebe/ 21 abfließende Druckmittel mit dem auf der Abtriebsseite des Getriebes herrscLj?nden hydraulischen Druck zugeführt wird, welches er drei jTiomentabhängig drosselt und damit den Druck am Abtrieb (Zylinder-Kolben-Aggregat 6, 10, 19) bestimmt Vom Drehmomentfühler 24 aus fließt in dem in F i g. 1 dargestellt .n Beispiel das Druckmittel drucklos in das Getriebegehäuse, welches nicht dargestellt ist ab und steht von dort wieder am Druckölvorratsbehälter 26 zur Verfügung.

Die Krafteinleitung in das Getriebe findet an der

Welle I über den Drehmomentfühler 24 statt Dazu dient eine auf der Welle 1 drehbar und axial unverschiebbar gelagerte Glocke 27, die eine endständige Innenverzahnung 28 aufweist Mit dieser Innenverzahnung kämmt eine Außenverzahnung 29 des Ringes 30 einer Anpreßeinrichtung, der über die dargestellten V-förmigen Einschnitte 31 und Kugeln 32 mit V-förmigen Einschnitten 33 eines Ringes 34 drehverbunden ist. der mit der Welle 1 über eine PaiSfedei 35 drehverbunden ist und in Axialrichtung gegenüber dieser Welle über einen Anschlag 36 festgelegt ist. Der Ring 3t/ ist über eine radial innen liegende Dichtung 37 flüssigkeitsdicht auf der Welle 1 verschiebbar und dieser gegenüber drehbar.

Das Druckmittel mit dem auf der Abtriebsseite des

Getriebes herrschenden Druck gelangt über die Leitung 25 und eine Axialbohrung 38 der Welle I sowie eine radiale Bohrung 39 in einen Zylinderraum 40. der gebildet ist einmal durch einen auf die feste Kegelscheibe 11 zu gerichteten Bund 41 des Ringes 30 und einen diesen umschließender Zylindermantel 42 der Kegelscheibe H. Die Stirnkante des Bundes 41 bildet zusammen mit einer umlaufenden Ringnut 43 im Zylirder.i*ntel 42 die Öffnung des durch den Drehmomentfühler 24 gebildeten Ventils, wobei dann vom Zylinderraum 40 aus über die Ringnut 43 das Druckmittel über Bohrungen 44 der Kegelscheibe 11 bzw. des Zylinderir.antels 42 nach außen abströmen kann.

Die Wirkungsweise· des soweit anhand der Fig. I

beschriebenen Getriebes ist »je folgt, wobei im Hinblick darauf, daß diese Wirkungsweise an sich bekannt ist, nur eine kurze Darstellung erfolgt:

Das von der Druckmittelquelle 20 bezogene Druckmittel gelangt auf den Vierkanten-Steuerschieber 21,

^b'^j der es über die Leitungen 22 und 23 dem Antrieb bzw. dem Abtrieb des Getriebes zuteilt. Der Schieber 45 des Vierkanten-Steuerschiebers 21 steht dazu in mechanischer Verbindung mit einem Stcllhebel 46 und einem

Kipphebel 47. der mit seinem freien Ende in eine Umfangsnut 48 der Kegelscheibe 4 eingreift und so unmittelbar die Obersetzungsstellung des Getriebes abfohlt.

Nach einer bekannten Gesetzmäßigkeit von Kegel- > scheiben-Umschlingungsgetrieben ist der am Antrieb bei Gleichgewichtstellung des Getriebes erforderliche Druckmitteldruck höher als der abtriebsseitige, weshalb auch, wie in F i g. 1 dargestellt, der Schieber 45 eine aus der Mittelstellung etwas nach rechts ausgelenkte i<> Stellung hat. so daß von der Pumpe 20 mehr Druckmittel bzw. ein höherer Druckmitteldruck auf der Antriebsseite des Getriebes zur Verfügung steht als auf der Abtriebsseite. Entsprechend hat auf der anderen Seite ein vom Steuerschieber 21 ausgehender Druckmit- ι > telrückfluß 25 den abtriebsseitigen hydraulischen Druck.

Gelangt nun beispielsweise eine erhöhte Drehmomentbelastung auf das Getriebe, so führt dies am Drehmomentfühler 24 dazu, daß sich die Ringe 30 und 34 voneinander zu entfernen suchen, was dazu führt, daß -'» sich der Ring 30 etwas nach rechts verschiebt Dadurch schließt er den Abfluß des Druckmittels mit dem abtriebsseitigen Druck über die Ringnut 43 und die Bohrungen 44 stärker ab, so daß der Druckn.ittelabfluß erschwert wird und sich infolgedessen der abtriebsseiti- r> ge hydraulische Druck erhöht

Diese abtriebsseitige Druckmitteldruckerhöhung führt zu einer Verstellung der Kegelscheibe 4 nach rechts, die genau der Verstellung dieser Kegelscheibe nach links unter dem erhöhten Drehmoment entgegen- jo wirkt, wobei sich letztere Verstellung durch die genannte Gesetzmäßigkeit ergibt, wonach die antriebsseitigen Anpreßkräfte und entsprechend natürlich auch die antriebsseitig herrschenden, vom Zugmittel 17 ausgeübten Spreizkräfte höher sind als die abtriebsseiti- ü gen und bei Erhöhung des Drehmomentes sich entsprechend vorrangig auswirken, indem das Zugmittel 17 bei Erhöhung des Drehmomentes auf der Antriebsseite einen größeren und auf der Abtriebsseite einen kleineren Laufradius anzunehmen sucht.

Die Fig. 2 bis 6 zeigen Varianten der anhand der F i g. I ausführlich beschriebenen Ausführungsform des Drehmomentfühlers 24 und der auf ihn gehenden Krafteinleitung, wobei in der nachfolgenden Beschreibung im wesentlichen nur noch die Unterschiede +5 gegenüber der Ausführungsform gemäß Fig. 1 angesprochen werden.

Gemäß F i g. 2 erfolgt die Drosselung des Druckmittels mit dem auf der Abtriebsseite herrschenden hydraulischen Druck durch die innere, auf die feste Kegelscheibe 11 zu gerichtete Kante 50 des Ringes 30 in Zusammenwirken mit der Ringnut 51 der Welle 1, an die sich Wellenbohrungen 52 anschließen, die in den Spalt zwischen den Ringen 30 und 34 münden und auf diese Weise die BeÖlung der Anpreßeinrichtung sowie der Verzahnung 28/29 ermöglichen. :;

Gemäß F i g. 3 strömt das Druckmittel ausgehend von ;; der Wellenbohrung 38 über radiale Bohrungen 55, die || im Inneren des zweiten Ringes 56 münden und von dort j,j über eine Ringnut 57 und Bohrungen 58 des Ringes 56 "-¹ zum Zylinderraum 59 zwischen Kegelscheibe 11 und Ring 56 gelangen, von wo sie über Wellenbohrungen 60 und 6t in den Bereich zwischen den auf diese Welle 1 gelagerten Kegelscheiben weiterströmen können. Die Drosselung geschieht hier an den Bohrungen 60 und der diesen vorgelagerten Ringnut 62 mit Hilfe der inneren Kante 63 des Ringes 56. Die Bohrungen 38 und 61 sind durch einen Stopfen 64 voneinander getrennt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 ist zwischen Ring 65 und Kegelscheibe 66 ein Plattenventil dadurch gebildet, daß der Ring 65 mit der Stirnfläche 67 eines auf die feste Kegelscheibe 66 zu gerichteten Bundes mit einer dazu passenden, an der festen Kegelscheibe befindlichen Auflagefläche 68 zusammenwirkt, wobei sich die Spaltgröße zwischen den Flächen 67 und 68 wieder je nach dem übertragenen Drehmoment einersetts und dem im Zylinderraum 69 herrschenden, abtriebsseitigen hydraulischen Druck richtet.

Gemäß F i g. 5 ist eine Abwandlung gegenüber F i g. 4 lediglich dadurch vorgenommen, daß das Druckmittel ' innerhalb der festen Kegelscheibe 70 mündet und diese über im wesentlichen radiale Bohrungen 71 durchquert, um dann in einem Zylinderraum 72 anzukommen, der nach innen durch eine an der Kegelscheibe 70 anliegende Stirnfläche 73 und nach außen durch eine an der Kegelscheibe 70 anliegende Stirnfläche 74 abgeschlossen ist, wobei die äußere Stirnfläche 74 wiederum das Drosselventil bildet, von dem aus das Druckmittel in das Getriebegehäuse abfließen kann.

Insbesondere zu dieser Ausführungsform ist hervorzuheben, daß sie keinerlei Dichtungen in Form von zusätzlichen Teilen aufweist, so daß sie besonders wirtschaftlich und wartungsfreundlich ist

Schließlich zeigt F i g. 6 noch ausgehend vom Beispiel gemäß F i g. 2, wie in Abweichung dazu der Antrieb nicht durch eine Glocke 27, sondern durch ein Stirnzahnrad 75 erfolgen kann, das auf einer zur Welle 1 parallelgelagerten Welle 76 sitzt

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stufenlos einstellbares Kegelscheibengetriebe mit je zwei auf der An- und Abtriebswelle angeordneten Kegelscheiben und zwischen diesen umlaufendem Übertragungsmittel, wobei auf jeder Welle eine der auf der Welle axial verschiebbaren, jedoch mit der Welle wenigstens mittelbar drehverbundenen Kegelscheiben als axial verschiebbarer, mit der Welle umlaufender Druckzylinder eines wellenfesten Kolbens ausgebildet ist, dem das Druckmittel zur Einstellung und Aufrechterhaltung der Getriebeübersetzung von einem Vierkanten-Steuerschieber zugeteilt wird, der z. B. über einen Stellhebel mit einer der axial verschiebbaren Kegelscheiben in Verbindung steht, während die beiden anderen Kegelscheiben gegenüber der Welle axial fest und drehfest abgestützt sind, wobei zur lastabhängigen Erzeugung der Anpreßkräfte wenigstens ami einer Getriebewelle neben der festen Kegelscheibe ein Fühler für das dort übertragene Drehmoment angeordnet ist, dem das Druckmittel mit der auf der eigenen oder der gegenüberliegenden Welle im dortigen Zylinder-Kolber. Aggregat zur Einstellung und Aufrechterhaltung der Obersetzung herrschenden Druck zuströmt und der durch eine drehmomentabhängige Relativbewegung wenigstens zweier Ventilteile eines Ventils zueinander einen drehmomentabhängigen, hydraulischen Druck erzeugt und die erforderliche, lastabhängige, hydrau- so lische Anp °Dkraft bestimmt, und wobei der Fühler als drehmomentabhängige, mit einander gegenüberstehenden Anpreßkurven und dazwischen eingelegten Wälzkörpern arbeitende Anpreßeinrichtung ausgebildet ist. deren der iesten Kegelscheibe « abgewandter, die eine Hälfte der Anpreßkurven aufweisender, erster Ring auf der Welle axial fest abgestützt und mit ihr drehverbunden ist. d a durch gekennzeichnet, daß die andere Hälfte der Anpreßkurve (31) an einem zweiten, auf der Welle (I) axial verschiebbar und drehbar zwischen erstem Ring (34) und fester Kegelsche*Se (11, 66, 70) angeordneten Ring (30, 56, 65) angeordnet ist. daß dieser Ring zusammen mit der Welle (I) oder der festen Kegelscheibe das Ventil « bildet und daß über diesen Ring das Drehmoment in das Getriebe hinein- bzw. aus ihm herausgeleitet wird.

2. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (30, 56, *> CS) auf seinem Außenumfang eine Verzahnung (29) zur Kraftübertragung aufweist.

3. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (30, 56) mit einem auf die feste Kegelscheibe zu gerichteten Bund (41) in einen Zylindermantel (42) der Kegelscheiben (II) tauchend mit dieser einen Zylinderraum (40) bildet, dem das Druckmittel über eine axiale (38) und eine sich daran anschließende radiale WeMenbohrung (39) zuströmt und an den sich &o wenigstens eine Ventilöffnung (43, 44; 51, 52) anschließt.

4. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnung eine durch die Vorderkante des Bundes (41) in ihrer Größe beeinflußbare, umlaufende Ringnut (43) im Zylindermantel (42) ist, an die sich nach außen führend Bohrungen (44) des Zylindermantels anschließen.

5. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilöffnunft eine durch die innere, auf die feste Kegelscheibe (11) zu gerichtete Kante (50) des zweiten Ringes (30) in ihrer Breite beeinflußbare Ringnut (51) der Welle (1) Ist, an die sich in den Spalt zwischen erstem (34) und zweitem (30) führende WellenbohniKgen (52) anschließen.

6. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die radiale (JiS), im Inneren des zweiten Ringes (56) mündende Wellenbohrung eine Ringnut (57) des zweiten Ringes (56) anschließt, die über Bohrungen (58) dss zweiten Ringes mit dem Zylinderraum (59) verbunden ist, und daß die Ventilöffnung eine durch die innere, auf die Kegelscheibe (U) zu gerichtete Kante (63) des zweiten Ringes in ihrer Breite beeinflußbare Ringnut (62) der Welle ist, von der aus Wellenbohrungen (60) in den Bereich zwischen den auf dieser Welle angeordneten Kegelscheibe:! gehen.

7. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring (65) mit der Stirnfläche (67, 74) eines auf die feste Kegelscheibe (66, 70) zu gerichteten Bundes und einer für diese an der festen Kegelscheibe befindlichen Auflagefläche (68) die Ventilöffnung bildet, wobei innerhalb des Bundes ein ZylindeiTaum (69, 72) zwischen zweitem Ring und fester Kegelscheibe gebildet ist, dem das Druckmittel über eine axiale und eine sich daran anschließende radiale Wellenbohrung direkt oder indirekt zuströmt

8. Kegelscheibengetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ring nahe der Welle eine zweite, mit der ersten (74) radial fluchtende Stirnfläche (73) eines weiteren Bundes aufweist, für die die feste Kegelscheibe (70) eine mit der ersten radial fluchtende Anlagefläche hat, daß der Zylinderraum (72) zvischek erstem und zweitem Bund gebildet ist und daß sich an die innerhalb der festen Kegelscheibe (70) mündende radiale Wellenbohrung eine im Zylinderraum mündende Bohrung (71) der Kegelscheibe anschließt.