DE3535381A1

DE3535381A1 - Anordnung zur drehmomentenuebertragung zwischen konischen scheiben eines transmissionsmechanismus

Info

Publication number: DE3535381A1
Application number: DE19853535381
Authority: DE
Inventors: Arne Angered Jonason
Original assignee: Volvo AB
Current assignee: Volvo AB
Priority date: 1984-10-03
Filing date: 1985-10-03
Publication date: 1986-04-03
Also published as: FR2571113B1; IT8548624A0; JPS6188062A; FR2571113A1; SE8404954L; GB2165025A; GB8524366D0; SE445063B; SE8404954D0; US4655733A; IT1182894B; GB2165025B

Description

T-:

PftTENT-UND RECHTSANWÄLTE

PATENTANWÄLTE DIPL.-ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FÜCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN · DR. RER. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-ING. K. GDRG

DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE

42 703 p/st

AB VOLVO
Göteborg / Schweden

Anordnung zur Drehmomentenübertragung

zwischen konischen Scheiben eines

Transmissionsmechanismus

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Drehmomentenübertragung zwischen konischen Scheiben eines Transmissionsmechanismus, mit einem endlosen ersten flexiblen Element, welches zwischen den Scheiben verläuft und welches mit Berührungsflächen versehen ist, die für einen Reibungseingriff mit den konischen Seitenflächen der Scheiben bestimmt sind.

Bei Fahrzeugtransmissionsmechanismen und isnbesondere bei 0 solchen Transmissionen kontinuierlich sich ändernder Geschwindigkeitsübertragung, d.h. bei sogenannten Variatoren für Hochleistungsmotoren, sind extrem große Klemmkräfte zwischen den Seitenflächen der Übertragungsscheiben und dem flexiblen Element,, beispielsweise einem V-Riemen, einer Kette oder eines Flachriemens, erforderlich, wenn das

* ARABELLASTRASSE 4 · O-800O MÖNCHEN S1 · TELEFON CO893 ST1OS7 · TELEX 5-29Θ19 CPATHE^ · TELEKOPIERER 91 83 5β

Drehmoment nur durch Reibung zwischen den Seiten der Scheiben und dem V-Riemen, der Kette oder dem Flachriemen übertragen wird. Als Ergebnis muß die Vorspannung oder die Anfangsspannung sehr hoch sein. In den Eintritts- und Austrittszonen des flexiblen Elementes zu und von den Scheiben dreht sich die Berührungsfläche des flexiblen Elementes in Relation zur darauf gerichteten Scheibenfläche, während gleichzeitig Energie absorbiert wird. Dies resultiert in Energieverlusten und in einer Abnützung, die umso größer wird, je größer die Klemmkräfte sind und je größer die Anfangsspannung im flexiblen Element ist.

Bei der Verwendung von Ketten hat man verschiedene Versuche dahingehend unternommen, die Gleitbewegung in eine Rollbewegung umzuwandeln, um die Reibungsverluste und die Abnützung zu reduzieren. Ein Beispiel hierfür ist die schwedische Patentanmeldung 8103600-6. Um die kleinstmögliche Gleitbewegung zwischen den Stiften und den Scheibenseiten bzw. den Gelenkgliedern zu erhalten, umfassen die Stifte in diesem Fall gegenseitig anliegende asymmetrische Hälften, zwischen denen eine Rollbewegung stattfindet, wenn die Kette um die Scheiben verläuft. Die Stifte werden auf eine Weise geführt, die diesen ein Einstellen bzw. Einspannen verleiht, wenn sie in Eingriff mit den Scheiben gelangen. Dies bedeutet theoretisch, daß die Länge der gesamten Endfläche der jeweiligen Stifte als Eingriffsfläche für einen bestimmten Eingriffsradius der Scheibe verwendet werden kann. Es wird jedoch nur eine Punktberührung erzielt, und zwar für alle Eingriffsradien. Da es weiterhin unmöglich ist, einen bestimmten Betrag an Gleitbewegung zwischen den Enden der Stifte und dem Gleiten der Scheiben zu vermeiden, ist der Abnutzungsbetrag immer noch groß.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der Energieverluste und Abnutzungserscheinungen effektiver reduziert werden können, als dies bisher der Fall war. 5

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß erzielt durch ein zweites endloses, flexibles Element, welches zwischen den Scheiben verläuft und das erste flexible Element umgibt, und welches auf seiner Innenfläche mit gleichförmig verteilten Eingriffselementen versehen ist, die mit zusammenwirkenden Eingriffselementen des ersten flexiblen Elementes in formschlüssigem Eingriff stehen, wobei das erste flexible Element eine größere Länge hat als das zweite flexible Element, so daß das erste Element in einem 5 größeren Berührungsbogen die Scheiben umgibt als der Berührungsbogen des zweiten flexiblen Elementes.

Bei der Anordnung gemäß der Erfindung dient das erste flexible Element in erster Linie dem Absorbieren der Klemmkräfte, während das zweite flexible Element hauptsächlich der Aufnahme der Übertragungskraft zwischen den Scheiben dient. Das erste flexible Element kann im wesentlichen ohne Übertragungskraft mit seinen freilaufenden Teilen laufen. Folglich wird dieses Element an seinen Eintritts- und Austrittszonen zu und von den Scheiben zwischen den Scheibenseiten geklemmt, ohne daß eine spürbare Kraftübertragung erfolgt. An den Eingriffs- und Lösezonen des zweiten flexiblen* Elementes mit dem ersten flexiblen Element sind die Klemmflächen des letzteren Elementes bereits zwischen den Seiten der jeweiligen Scheibe eingesetzt, was die Relativbewegung zwischen den Klemmflächen und den Scheibenseiten auf niedrige Werte reduziert, und zwar mit der Folge einer geringeren Abnutzung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigt:
5

Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch eine erste Ausführungsform einer Anordnung zur Drehmomentenübertragung zwischen konischen Riemenscheiben eines Transmissionsmechanismus gemäß der Erfindung, 10

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III

in Fig. 1,
15

Fig. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. Sa jeweils eine Draufsicht und eine Seitenansicht ^un der Klemmkraft absorbierenden. Kette gemäß Fig. 4,

Fig. 6a jeweils eine Draufsicht und eine Seitenansicht der Zugkrafttransmissionskette gemäß Fig. 4,

Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Klemmkraft absorbierenden Kette gemäß Fig. 7 und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Teils der Zugkrafttransmissionskette gemäß Fig. 7.

In Fig. 1 und 2 bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 ein Paar von konischen Transmissionsscheiben, von denen eine eine Antriebsscheibe und die andere eine angetriebene Scheibe ist. Die Scheiben 1, 2 können bekannter Art sein. Die Seiten 3, 4 und 5, 6 der jeweiligen Scheiben können aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, um das Übersetzungsverhältnis zu ändern.

Zwischen den Scheiben 1, 2 verläuft ein erstes endloses, flexibles Element 7 in Form eines V-Riemens (Keilriemen). Außerhalb des V-Riemens 7 befindet sich ein zweites endloses, flexibles Element 8 in Form eines weiteren Riemens. Der V-Riemen 7 ist langer als der Riemen 8 und wird hinsichtlich des Durchhangs durch zwei Paare von Spann- oder Riemenfestziehrpllen 9 eingestellt. Jeweilige Paare von Rollen 9 sind auf eine im einzelnen nicht näher dargestellte Weise in Richtung auf den V-Riemen 7 federvorgespannt, so daß der V-Riemen leicht unter Spannung gehalten wird und jeweils über einen Berührungsbogen von Ä bzw. öC ' um die jeweilige Scheibe 1, 2 gelegt ist. Dieser Winkel ist größer als der Berührungsbogen ß und ß¹ des V-Riemens und des weiteren Riemens 8, wenn diese miteinander in Eingriff stehen. Im V-Riemen 7 sind Querstangen 10 eingebettet, deren Enden 11 über die Seitenflächen des Riemens hinausstehen.

Die Endflächen 12 der Stangen 10 sind zumindest im wesentlichen parallel zu den Seiten 3, 4 und 5, 6 der jeweiligen Scheiben angeordnet und bilden Berührungsflächen für diese Seiten. Der V-Riemen 7 ist an seiner nach außen gerichteten Seite mit einer längs verlaufenden Nut 13 versehen, deren Querschnittsform der des weiteren Riemens 8 entspricht und in der der genannte Riemen seitlich geführt ist. Ein formschlüssiger Eingriff zwischen dem V-Riemen 7 und dem weiteren Riemen 8 für die Übertragung der Zugkraft wird

mit Hilfe der Zähen 14 erreicht, die an der Innenfläche des Riemens vorgesehen sind. Diese Zähne greifen in Zahnhohlräume 1.5 im Boden der Nut 13 ein.

Die beschriebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Eintrittszonen 16, 16' und die Austrittszonen 17, 17' des V-Riemens 7 innerhalb der Eintrittszonen 18, 18' und der Austrittszonen 19, 19' des weiteren Riemens 8 liegen, was bedeutet, daß die Stangen 10 am V-Riemen 7. fest zwisehen den Seiten der jeweiligen Scheiben angebracht sind, wenn sie durch die Eintritts- und Austrittszonen für den Riemen 8 gelangen. Als Ergebnis besteht eine kleine Relativbewegung zwischen den Berührungsflächen 12 der Stangen TO und den Seiten 3, 4 und 5, 6 der jeweiligen Schei- ben.

Fig. 4 bis 6 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Riemen 7, 8 der zuvor genannten Ausführungsform durch Ketten 20 und 21 ersetzt sind. Die Spannrollen 9 sind durch ein Paar von Kettenräder 22 ersetzt, den den Rollen 9 ähneln und zur Aufnahme des Durchhangs federvorgespannt sind, wie dies der Darstellung in Fig. 4 zu entnehmen ist.

Fig. 5a und 5b zeigen die die Klemmkraft absorbierende Kette 20, die auf herkömmliche Weise aus Stiften 23 und Gelenkgliedern 24 aufgebaut ist. Die Stifte 23 haben konische Endflächen 25, die^; Berührungsflächen für die Berührung mit den Seiten der jeweiligen Scheiben bilden und die sich aufgrund ihrer drehmäßig symmetrischen Form während des Betriebs drehen können.

Entsprechend der Darstellung in Fig. 6a und 6b ist die Zugkrafttransmissionskette 21 von mehr besonderer Art, Jeder Stift 26 ist fest mit einem Paar von Gelenkplatten 27 verbunden, von denen jede eine zugehörige kreisförmig gekrümmte Ausnehmung 28 aufweist, durch die ein benachbarter Stift 26 verläuft. Der Abstand zwischen den zueinander benachbarten Stiften 26 der Kette 21 ist derselbe wie der der Stifte 23 in der Kette 20. Jeder Stift 26 ist mit einer Nut 29 einer U-förmigen Querschnittsform vorgesehen, die der Querschnittsform der Stifte 23 entspricht. Der formschlüssige und auch kraftschlüssige Eingriff für die Übertragung der Kraft zwischen den Scheiben 1, 2 wird so bei dieser Ausführungsform durch den Eingriff zwischen den Stiften 23, 26 der jeweiligen Ketten 20, 21 erreicht, wodurch eine feste Verbindung zwischen den jeweiligen Stiften 26 und einem Paar von Gelenkplatten 27 sicherstellt, daß die Nuten 29 der jeweiligen Stifte immer genau in Relation zu den zusammenwirkenden Stiften 23 der Kette 20 liegen.

Fig. 7 bis 9 zeigen eine Ausführungsform, die eine die Klemmkraft absorbierende Kette 30 und eine Zugkrafttransmissionskette 31 umfaßt. Die die Klemmkraft absorbierende Kette 30 unterscheidet sich von der entsprechenden Kette 20 der zuvor beschriebenen Ausführungsform insoweit, daß die zylindrischen Drehstifte durch besonders geformte Klemmkörper 32 ersetzt sind, welche im wesentlichen ebenflächige Endflächen 33 aufweisen, die parallel zu den Innenflächen der Seiten 3, 4 und 5, 6 der jeweiligen Scheiben 1, 2 verlaufen. Die Klemmkörper 32 der Kette 30 sind durch auf Stifte 34 gelagerte Gelenkglieder 35 miteinander verbunden und sind axial innerhalb der Stifte 34 mit U-förmigen Ausnehmungen 36 versehen, in denen die Drehstifte 37 der die Zugkraft aufnehmenden Transmissionskette 31 eingreifen, wie dies in Fig. 7 dar-

gestellt ist. Die Drehstifte 37 der Kette 31 sind auf bekannte Weise durch Gelenkglieder 38 auf eine Weise miteinander verbunden, um eine sogenannte mit einer Dreifachteilung versehene Kette zu schaffen, wie dies der Fig. 9 zu entnehmen ist. Die Drehstifte 37 der Kette sind hohl, um die Masse der Kette zu reduzieren.

Andere Ausführungsformen sind innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung möglich. Zum Beispiel können bei bestimmten Anwendungen die Stangen 10 der Ausführungsform gemäß Fig. 1 bis 3 durch querversteifende Verstärkungen ersetzt sein, wobei die Seitenflächen des V-Riemens Berührungsflächen mit den Seiten der jeweiligen Scheiben bilden. Gleitschuhe oder dergleichen Führungsmittel können dazu verwendet werden, den Durchhang zu steuern, und zwar anstatt der vorgenannten Spannrollen 9 und der Kettenräder 22. Für den Fall der Transmissionen, die dazu bestimmt sind, nur in einer Richtung zu arbeiten, kann der gesamte Durchhang von einem freilaufenden Teil aufgenommen werden, anstatt eine gleiche Aufteilung zwischen zwei Teilen vorzunehmen, wie dies bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist.

-a-

- Leerseite

Claims

PATENT-UND RECHTSANWÄLTE PATENTANWÄLTE DIPL.-ΙΝβ. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN DIPL.-ΙΝβ. K. FüCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN . DR. RIHF:. NAT. H.-A. BRAUNS · DIPL.-ΙΝβ. K. GOR8 DIPL.-ING. K. KOHLMANN · RECHTSANWALT A. NETTE 42 703 p/st AB VOLVO Göteborg / Schweden Anordnung zur Drehmomentenübertragung zwischen konischen Scheiben eines Transmissionsmechanismus Patentansprüche

1. Anordnung zur Drehmomentenübertragung zwischen konischen Scheiben eines Transmissionsmechanismus, mit einem endlosen ersten flexiblen Element, welches zwischen den Scheiben verläuft und welches mit Berührungsflächen versehen ist, die für einen Reibungseingriff mit den konischen Seitenflächen der Scheiben bestimmt sind, gekennzeichnet durch ein zweites endloses, flexibles Element (8; 21; 31), welches zwischen den Scheiben verläuft und das erste flexible Element (7; 20; 30) umgibt, und welches auf seiner Innenfläche mit gleichförmig verteilten Eingriff selementen (14; 29; 37) versehen ist, die mit zusammenwirkenden Eingriffselementen (15; 23; 36) des ersten flexiblen Elementes in formschlüssigem Eingriff

ARABELLASTRASSE 4 . D-8OOO MÜNCHEN 81 · TELEFON CO89} 91IO87 · TELEX 5-39619 CPATHEJ · TELEKOPIERER 9183

stehen, wobei das erste flexible Element eine größere Länge hat als das zweite flexible Element, so daß das erste Element in einem größeren Berührungsbogen (CC ) die Scheiben (1, 2) umgibt als der Berührungsbogen (ß) des zweiten flexiblen Elementes.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß dem ersten flexiblen Element (7; 20; 30) zum Aufnehmen des Durchhangs eine Spanneinrichtung (9; 22) zugeordnet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das erste flexible Element ein V-Riemen (7) ist, der an seiner Außenfläche in gleich beabstandetem Verhältnis eine Vielzahl von Zahnausnehmungen (15) aufweist, und daß das zweite flexible Element ein Riemen (8) ist, welcher an seiner Innenfläche mit Zähnen (14) versehen ist, die den Zahnausnehmungen des ersten flexiblen Elementes angepaßt sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß das erste flexible Element (7) eine längs verlaufende Nut (13) mit einer Querschnittsform aufweist, die der Querschnittsform des zweiten flexiblen Elementes (8) entspricht, wobei die Zahnausnehmungen (15) im Boden der Nut (13) ausgebildet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß querliegende Metallstangen (10) in gleichförmig beabstandetem Verhältnis im V-Riemen (7) eingesetzt sind und außerhalb der Seitenflächen der Riemen Enden (11) aufweisen, deren Endflächen (12) Berührungsflächen für die Berührung mit den

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konischen Flächen der jeweiligen Scheiben (1, 2) bilden.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -

kennzeichnet, daß die flexiblen Elemente die Form von Ketten (20, 21; 30, 31) haben.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Kette (20; 31) zylindrische Drehstifte (23; 37) hat und die andere Kette Drehelemente (26; 32) hat, die mit U-förmigen Ausnehmungen (29; 36) für den Eingriff mit den zylindrischen Drehstiften versehen sind.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Drehstifte (23) mit konischen Endflächen (25) versehen sind, die Berührungsflächen mit den Seitenflächen der jeweiligen konischen Scheiben bilden.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die DrehelementeKlemmkorper (32) für den Eingriff mit den Seitenflächen der jeweiligen konischen Scheiben (1, 2) bilden, womit die entgegengesetzten Endflächen (33) der Klemmkörper im wesentlichen ebene, geneigte Flächen bilden, die miteinander einen Winkel bilden, der im wesentlichen gleich dem Winkel ist, der gegenseitig von den entgegengesetzten Seitenflächen (3, 4; 5, 6) der j weiligen Scheiben gebildet wird.