DE3639764A1 - Friktionsregelantriebsuebertragungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich allgemein mit Friktionsregelan­ triebsübertragungseinrichtungen. Insbesondere betrifft die Erfindung Übertragungseinrichtungen, die ein hohes Dreh­ momentaufnahmevermögen haben und die eine stufenlos regel­ bare Drehzahlverminderung über einen beträchtlich großen Bereich hinweg ermöglichen.

Es gibt viele unterschiedliche Ausbildungsformen von regel­ baren Drehzahlübertragungseinrichtungen. Eine wichtige Sorte von solchen Übertragungseinrichtungen ist jene, die eine stu­ fenlose Drehzahländerung einer Drehabtriebswelle ermöglicht, die durch eine drehbare Eingangswelle angetrieben ist. Die Erfindung befaßt sich mit einer solchen Bauart von Übertra­ gungseinrichtungen.

Es gibt eine Vielzahl von unterschiedlichen Bauarten der Über­ tragungseinrichtungen, die zu der vorstehend genannten Art gehören, wie z.B. mechanische Drehmomentwandler und hydrau­ lische Drehmomentwandler. Die Erfindung befaßt sich mit Drehmomentwandlern der mechanischen Bauart, die Treibkugeln aufweisen, die in ständigem Wälzreibungskontakt mit Paaren von inneren und äußeren, konzentrischen und axial beweglichen Kugelkäfigen angeordnet sind. Solche Übertragungseinrichtungen werden im allgemeinen als Friktionsregelantriebsübertragungs­ einrichtungen (VSFD) bezeichnet. Die wesentlichen Erfordernis­ se für wirtschaftlich arbeitende VSFD-Übertragungseinrich­ tungen, die in einem großen Drehzahlbereich arbeiten, sind in meiner US-PS 32 48 960 umrissen, deren Inhalt durch Be­ zugnahme miteingeschlossen ist.

Die Erfindung befaßt sich mit einer Weiterentwicklung der Bauform der regelbaren Drehzahlübertragungseinrichtung, die in der US-PS 37 07 888 beschrieben ist.

Trotz vielen Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der VSFD- Übertragungseinrichtungen besteht ein Bedürfnis nach der Verbesserung solcher Übertragungseinrichtungen. Beispiels­ weise sind Verbesserungen erforderlich, um zu ermöglichen, daß die VSFD-Übertragungseinrichtungen kompakter gebaut werden können und energetisch effizienter betrieben werden können.

Eine weitere Schwierigkeit bei üblichen Einrichtungen dieser Bauart ist darin zu sehen, daß die paarweise angeordneten Rampenteile außer Phase kommen können, wenn sich die Über­ tragungseinrichtungen im belastungslosen Zustand befinden. Solche Phasenunterbrechungen können die mechanischen Einrich­ tungen in schwerwiegender Weise beschädigen.

Eine weitere Schwierigkeit bei üblichen VSFD-Übertragungs­ einrichtungen, die von großer Bedeutung ist, ist darin zu sehen, daß sich die Kraft ändert, die erforderlich ist, um die Eingangswelle zu drehen, wenn die Ausgangswelle von einer niedrigen Drehzahl auf eine hohe Drehzahl umgeschaltet wird. Die Erfindung gibt eine Weiterentwicklung für VSFD-Übertra­ gungseinrichtungen an, mit deren Hilfe diese Schwierigkeiten bei üblichen Einrichtungen überwunden werden können.

Die Erfindung gibt einerseits VSFD-Übertragungseinrichtungen an, die neue Arten von Drehzahlregeleinrichtungen haben, die ermöglichen, daß das zum Antreiben der Abtriebswelle erfor­ derliche Eingangsdrehmoment bei einer gegebenen Belastung im wesentlichen über den gesamten Drehzahländerungsbereich der Übertragungseinrichtungen konstant bleibt. Solche Regel­ einrichtungen wirken mit dem äußeren eingangsseitigen Käfig der Kugel und dem Käfigantriebsteil der VSFD-Übertragungsein­ richtung zusammen.

Die Erfindung bezieht sich auf VSFD-Übertragungseinrichtungen, die ein Gehäuse aufweisen, das eine Antriebsseite und eine gegenüberliegende Abtriebsseite hat, die Treibkugeln aufwei­ sen, die in dem Gehäuse in ständigem Wälzreibungskontakt mit einem Paar von inneren und einem Paar von äußeren, konzentri­ schen und axial beweglichen Kugelkäfigen sind, und die eine Drehantriebswelle haben, von der sich ein Teil von der An­ triebsseite des Gehäuses nach außen erstreckt, und die derart angeordnet ist, daß sie einen Käfig des inneren konzentrischen Paars mit der Antriebswelle und eine Drehabtriebswelle dreht, von der sich ein Teil von der Abtriebsseite des Gehäuses koa­ xial zur Antriebswelle nach außen erstreckt, welche derart an­ geordnet ist, daß durch die Verbindung mit dem abtriebsseiti­ gen Käfig des äußeren Paars diese durch die Kugeln angetrieben werden, die sich in dem Gehäuse konzentrisch zu den Wellen drehen.

Nach der erfindungsgemäßen Weiterentwicklung werden in dem Ge­ häuse der VSFD-Übertragungseinrichtungen in Kombination fol­ gendes vorgesehen: (A) Eine kreisförmige, konkave, innere Fläche in Laufkontakt mit den Treibkugeln auf dem antriebs­ seitigen Käfig des äußeren Paars von Käfigen, (B) Einrichtun­ gen, die den antriebsseitigen, äußeren Käfig an einer konzen­ trischen Rotation relativ zum Gehäuse hindern, während eine Bewegung desselben in axialer Richtung der Wellen zugelassen wird, (C) der abtriebsseitige Käfig des äußeren Paars ist glockenförmig ausgebildet und ist an seinem abtriebsseitigen Ende mit der Abtriebswelle verbunden, und (D) hydraulische Einrichtungen, die einen Axialdruck auf den antriebsseitigen, äußeren Käfig ausüben, um ihr zu einer Bewegung axial zu den Antriebs- und Abtriebswellen in Richtung der Abtriebsseite des Gehäuses zu zwingen.

Gemäß bevorzugten Weiterbildungen der Übertragungseinrich­ tungen hat (E) der antriebsseitige, äußere Käfig eine fla­ che radiale Fläche, die im Zusammenwirken mit der Innensei­ tenfläche der Antriebsseite des Gehäuses eine Fluiddruckkam­ mer mit veränderlicher Größe bildet. Ferner sind (F) ein Ein­ laß in die Fluiddruckkammer, (G) eine Schieberventilsteuer­ einrichtung zum Regulieren des Fluidstromes durch den Einlaß in die Kammer vorgesehen, die ein längliches, axial beweg­ liches, mit Öffnungen versehenes, rohrförmiges Ventilelement und eine längliche, rohrförmige, mit Öffnungen versehene Buchse aufweist, die auf dem Ventilelement axial gleitbar ist, fer­ ner (H) eine längliche Buchse, die konzentrisch zur Antriebs­ welle angeordnet und mittels einer Keilverbindung mit derselben verbunden ist, (I) der antriebsseitige Käfig des inneren Paars ist mittels einer Keilverbindung mit der Buchse verbunden, kann sich aber axial hierauf bewegen, (J) der abtriebsseitige Käfig des inneren Paars liegt auf der Buchse auf und ist auf dieser drehbar und axial beweglich, (K) eine Winkelbuchse be­ findet sich auf der länglichen Buchse, die sich auf dieser dre­ hen und axial bewegen kann, und (L) die Winkelbuchse hat ei­ nen Hohlraum in ihrer inneren Fläche, der eine Schraubenfeder enthält, die gegen die Seite des abtriebsseitigen Käfigs des inneren Paars zusammengedrückt ist, wodurch der abtriebs­ seitige Käfig ständig in Richtung auf den antriebsseitigen Käfig des inneren Paars vorbelastet ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines be­ vorzugten Ausführungsbeispiels einer VSFD-Übertragungsein­ richtung nach der Erfindung unter Bezugnahme auf die bei­ gefügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht längs der Linie I-I in Fig. 2 zur Verdeutlichung einer VSFD-Über­ tragungseinrichtung mit den Merkmalen und Vor­ teilen nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Ansicht einer Treib­ kugel und Käfigen bei der Übertragungseinrichtung nach Fig. 1 zur Verdeutlichung der Drehzahlregel­ barkeit mittels den Kugeln und Käfigen,

Fig. 4 eine Abwicklungsansicht der verstellbaren Ein­ richtung zur Erzielung des Kontaktdruckes zwi­ schen den Treibkugeln und Käfigen beim Arbeiten der Übertragungseinrichtung nach Fig. 1, und

Fig. 5 eine vergrößerte Ausschnittsansicht der Drehzahl­ regelventileinrichtung bei der Übertragungsein­ richtung nach Fig. 1.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung weist die VSFD-Übertra­ gungseinrichtung 2 ein abgeschlossenes Gehäuse 4 auf, das aus einem glockenförmigen Hauptteil 5 und einer abnehmbaren Deckelplatte 6 besteht, wobei am Antriebsende 7 eine Antriebs­ welle 8 und am Abtriebsende 9 eine Abtriebswelle 10 vorgese­ hen ist. Die Wellen 8 und 10 sind drehbar, jedoch axial fest­ gelegt im Gehäuse 4 durch entsprechende Kugellager 12 und 14 gelagert. Die Welle 8 ist auch in der Welle 10 mittels Na­ dellagern 16 und 17 gelagert.

Das Lager 12 ist mittels Schnappringen 13 a und 13 b auf der Welle 8 angebracht. Dichtungseinheiten 18 und 19 sind je­ weils den Lagern 12 und 14 zugeordnet, um einen fluiddichten Abschluß des Gehäuses 4 zu gewährleisten.

Eine Buchse 20 umgibt die Welle 8, mit der sie mittels einer Keilverbindung verbunden ist und sich frei in Achsrichtung gleitend bewegen kann. Sie ist jedoch drehfest mit der Welle 8 verbunden. Die Buchse 20 trägt erste und zweite innere Käfige 22 und 24 jeweils. Der Käfig 24 kann sich auf der Buchse 20 frei drehen und in axialer Richtung gleitend bewegen. Der Käfig 22 ist fest mit der Buchse 20 mittels dem Keil 26 und dem Schnappring 28 verbunden.

Ein antriebsseitiger, äußerer Käfig 30 liegt auf der inneren zylindrischen Fläche 32 der Endplatte 6 auf und ist mittels einer Keilverbindung über einem Keil 63 mit dem Gehäuse 4 ver­ bunden, so daß er frei axial gleitend beweglich ist. Er ist jedoch an einer Drehung konzentrisch zur Welle 8 gehindert.

Ein zweiter äußerer Käfig 36 mit glockenähnlicher Gestalt ist an seinem abtriebsseitigen Ende 37 fest mit der Welle 10 durch einteilige Ausbildung mit dieser verbunden.

Die inneren Käfige 22 und 24 haben innere, konkave Käfiglauf­ bahnen 38. Der antriebsseitige, äußere Käfig 30 hat eine kon­ kave Käfiglaufbahn 40, während der abtriebsseitige äußere Kä­ fig 36 eine gerade Käfiglaufbahn 41 hat.

Treibkugeln 42, die vorzugsweise in einer Anzahl von sechs vorgesehen sind, sind zwischen den Käfiglaufbahnen 38, 40 und 41 aufgenommen und stehen in Reibungskontakt mit diesen.

Die Treibkugeln 42 sind in Umfangsrichtung mittels eines Hal­ ters 44 in Abständen angeordnet, der auf der Buchse 20 ge­ lagert ist.

Ein winkelförmiges, kreisförmiges Teil 46, das gegen die fla­ che Seite des Käfigs 24 anliegt, ist auf der Buchse 20 dreh­ beweglich und axial gleitbeweglich gelagert. Er schließt eine Schraubenfeder 48 ein, die zur Vorbelastung des Käfigs 24 verwendet wird und welche immer eine Vorbelastung gegen die Kugeln 42 selbst bei Null-Belastungen aufbringt.

Ein Haltering 50, der drehbar auf dem Teil 46 gelagert und an Ort und Stelle durch einen Schnappring 52 gehalten ist, dient zur Positionierung einer Vielzahl, vorzugsweise drei Ku­ geln 54, die in Umfangsrichtung in regelmäßigen Abständen von­ einander angeordnet sind.

Eine Ringnocke 56, die auf der Buchse 20 mittels eines Keils 58 und eines Schnappringes 60 festgelegt ist, hat darin aus­ gebildet eine Mehrzahl von rampenförmigen Teilen 62 a und 62 b. Die Kugeln 54 sind in Wälzkontakt mit den rampenförmigen Tei­ len 62 b und 62 b und die Fläche 64 des Teils 46 durch den Druck gedrückt, der von den Kugeln 42 auf den Käfig 24 ausgeübt wird.

Beim Arbeiten wird der VSFD-Übertragungseinrichtung 2 über einen Schmieröleinlaß 66 eine Menge eines geeigneten Schmier­ mittels zugeführt, die sich periodisch über Ablaufeinrich­ tungen 69 ändern kann.

Die Drehzahlregeleinheit 70 weise eine Fluiddruckkammer 74 mit variabler Größe auf, die von der flachen radialen Fläche 76 des Käfigs 30 und der Innenseitenfläche 78 der antriebs­ seitigen Platte 6 des Gehäuses 4 begrenzt wird.

Die Kammer 74 hat einen Einlaß 80 und eine Schieberventil­ steuereinrichtung 82, die nach dem Rückkopplungsregelprin­ zip arbeitet und den durch den Einlaß 78 in die Kammer 74 eintretenden Fluidstrom reguliert. Diese Steuereinrichtung weist ein längliches, axial bewegliches, mit Öffnungen verse­ henes, rohrförmiges Ventilelement 84 und eine längliche, rohr­ förmige, mit Öffnungen versehene Buchse 86 auf, die auf dem Ventilelement 84 axial gleitbeweglich ist.

Die Ventilsteuereinrichtung 82 umfaßt eine Kammer 88, die an einem Ende durch eine Kappe 90 geschlossen ist, die eine Öff­ nung 92 hat, über die die VSFD-Übertragungseinrichtung 2 mit einer Quelle für unter Druck stehendes Schmiermittel (nicht gezeigt) verbunden ist. Ventileinrichtungen 82 enthalten auch eine Öffnung 94 in dem Gehäuse 4.

Das Ventilelement 84 hat Stege 96 und 98, ein Kolbenende 100 und eine Mittelbohrung 102 mit damit verbundenen Queröffnungen 104 und 106.

Die Buchse 86 weist eine Mittelbohrung 108, Queröffnungen 110 und 112, die jeweils den Stegen 114 und 116 zugeordnet sind, auf. Der Keil 34 dient zur Fixierung der Buchse 86 re­ lativ zum Käfig 30, wobei eine Axialbewegung in der Kammer 88 aufgrund des Schlitzes 117 in dem Gehäuseteil 5 zugelassen ist.

Die Bohrungen 118 und die Dichtungskugeln 120 dienen nur dazu, daß das Gehäuse 4 maschinell bearbeitet werden kann, um die Öffnungen 110 und 112 zu erstellen.

Die Ventileinrichtungen 82 weisen ein Nockenelement 122 mit einem Steuerknopf 123 auf, der auf das Kolbenende 100 des Elements 84 einwirkt, um es axial in die Kammer 88 entgegen der Vorbelastungskraft der Feder 124 zu bilden. Die Ein­ richtung 82 hat auch einen Anschlag 126, der an Ort und Stelle durch einen Schnappring 128 festgehalten ist. Der Ansatz 130 an dem Anschlag 126 arbeitet mit dem Schlitz 132 in der Buchse 86 zusammen, um eine Drehung der Buchse 86 zu verhindern.

Jeglicher axialer Bewegung des Ventilelements 84 folgt eine zu­ geordnete Bewegung der Buchse 86, da das unter Druck über die Öffnung 92 in die Bohrung 102 zugeführte Hydraulikfluid durch den Einlaß 80 oder die Öffnung 94 strömt, was davon abhängig ist, ob das Element 136 sich in Richtung auf die Öffnung 92 oder von dieser wegbewegt. Hierdurch wird der Käfig 30 nach rechts oder links gedrückt und es wird eine ähnliche Bewegung in der Buchse 86 über den Keil 34 erzeugt und sie bewegt sich, bis die Stege bzw. hervorstehenden Teile 114 und 116 in die Neutralstellung zurückkehren, in der die Öffnungen 110 und 112 für den Fluidfluß gesperrt sind. Dieses Rückkopplungssystem hält die VSFD-Übertragungseinrichtung 2 in der entsprechenden Stellung für die neue Drehzahl, die durch die Steuerbewegung des Nockenelements 122 vorgegeben ist.

Arbeitsweise

Die Antriebswelle 8 wird durch irgendeine geeignete Antriebs­ quelle, z.B. der Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, angetrieben.

Eine Pumpe (nicht gezeigt) führt über die Öffnung 92 ständig Öl von der Drehzahlregeleinheit 70 zu.

Aufgrund der Vorbelastung der Feder 48 drehen sich die inne­ ren Käfige 22 und 24 mit der Drehzahl der Welle 8.

Infolge des Reibschlusses der Kugeln 42 mit den Käfigen 22 und 24 und da die axial gegenüberliegenden kreisförmigen Käfige gleich sind, drehen sich die Kugeln planetenartig um eine Achse parallel zur Antriebs- und Abtriebswelle, so daß keine gyrotorischen Kräfte erzeugt werden. Aufgrund des Reib­ schlusses der Kugeln 42 mit den Käfigen 30 und 36 ist auch die Abtriebswelle 10 gezwungen, sich zu drehen. Die Dreh­ zahl ist jedoch von jener der Antriebswelle 8 verschieden.

Der Drehzahlunterschied der Drehbewegung der Welle 8 und der Welle 10 über das Kugel/Käfigsystem der vorstehend genann­ ten Art hängt von den Kontaktlaufbahnen ab, die beim Arbeiten der Übertragungseinrichtung 2 zwischen den Kugeln 42 und den Käfigen 22 und 24 bzw. den Käfigen 30 und 36 vorhanden sind. Verschiedene Kontaktlaufbahnen sind möglich, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Sehr wichtig ist auch, daß der Neigungs­ winkel des Teils 46 konstant gehalten werden kann, was zu Werten von T/P, d.h. Tangentialkräften zu senkrechten Kräften, führt, die nahezu über den gesamten Drehzahl- und Leistungs­ bereich der VSFD-Übertragungseinrichtungen konstant sind. Zusätzlich sind diese Werte nahezu gleich für die inneren und auch die äußeren Käfige.

Die Kontaktlaufbahnveränderungen, die beim Arbeiten der Über­ tragungseinrichtung 2 auftreten, werden durch die axiale Po­ sition des Steuerventilelements 84 geregelt, wie dies mit Hil­ fe des Drehknopfes 123 eingestellt wird. Als Alternative kann das Ventilelement 84 durch weitere Bewegungseinrichtungen, wie z.B. einem Gaspedal bei einem Kraftfahrzeug, zur Lagever­ änderung beaufschlagt werden.

Jegliche axiale Veränderung des Ventilelements 84 führt zu einer axialen Positionsänderung des äußeren Käfigs 30. Dies führt folglich zu einer Änderung der Kontaktlaufbahn zwischen den Kugeln 42 und den Käfigen 22, 24, 30 und 36 sowie zu ei­ ner entsprechenden Änderung der Drehzahl der Welle 10. Bei einem gewissen Drehzahlverhältnis bewirkt eine axiale Bewe­ gung des Ventilelements 84 nach rechts, daß Öl durch den Ein­ laß 80 in die Kammer 74 fließt, daß sich der äußere Käfig 30 nach rechts bewegt und daß eine höhere Abtriebsdrehzahl ein­ gestellt wird. Eine axiale Bewegung des Elements 84 nach links hingegen bewirkt, daß Öl über die Öffnung 94 in das Gehäuse 4 fließt, daß der äußere Käfig 30 (unterstützt durch das Ab­ triebsdrehmoment) nach links bewegt wird und daß eine Abnahme der Abtriebsdrehzahl erfolgt. Somit spricht jede vorhandene axiale Position des Ventilelements 84 auf ein gewisses Dreh­ zahlverhältnis zwischen der Antriebswelle 8 und der Abtriebs­ welle 10 an.

Um eine zwangsweise Kraftübertragung zwischen den Treibkugeln und den Käfigen bei jedem Abtriebsdrehmoment sicher zu gewähr­ leisten, erzeugt das zugeordnete Antriebsdrehmoment zwischen den inneren Käfigen 22 und 24 und den Kugeln 42 über die Ku­ geln 54 gegen die rampenförmigen Teile 62 a oder 62 b der Ringnocke 56 über einen entsprechenden Winkel des rampenförmi­ gen Teils den notwendigen Kontaktdruck zwischen den Treib­ kugeln und allen Käfigen.

Die VSFD-Übertragungseinrichtung 2 ist derart beschaffen und ausgelegt, daß eine gewisse axiale Bewegung zwischen der Ring­ nocke 56 mit den rampenförmigen Teilen 62 und dem Käfig 22 über den Leistungsbereich der Übertragungseinrichtung hinweg möglich ist. Bei den meisten üblichen Auslegungsformen der VSFD-Übertragungseinrichtungen ist praktisch keine axiale Be­ wegung zwischen den rampenförmigen Teilen und den Käfigen vorhanden.

Bei einigen Anwendungsfällen ist es zweckmäßig, eine Umkehr­ wirkung zu haben, beispielsweise dann, wenn das Abtriebsdreh­ moment negativ wird, wenn Kraftfahrzeuge abwärts fahren. Dies wird bei der Erfindung durch die Vorbelastungswirkung der Feder 48 erzielt, die die Kugeln 54 immer in festem Kon­ takt mit dem Teil 46 und den rampenförmigen Teilen 62 a und 62 b hält.

Da die Position des Käfigs 22 infolge des Käfigprofils sich durch die Drehzahländerung axial verändert, ist die Buchse 20 axial freibeweglich, um in entsprechender Weise nachzulaufen.

Wenn man entsprechend zusammengesetztes Öl, wie z.B. "Monsanto Öl" verwendet, welches den Reibungskoeffizienten beträchtlich erhöht, bildet sich auf den Wälzflächen der Übertragungsein­ richtung eine dünne Schicht eines Art Kunststoffes unter hohen Kontaktdrücken aus, die einen Kontakt von Metall zu Metall verhindert. Hierdurch werden ein Verschleiß und Rißbildungen an den Wälzelementen verhindert, wodurch die Haltbarkeit der Übertragungseinrichtungen nach der Erfindung beträchtlich verbessert werden.

Der Abtriebsdrehzahlbereich einer Übertragungseinrichtung der gezeigten und beschriebenen Art beträgt etwa 0 bis 45% der Antriebsdrehzahl.

Da die Treibkugeln bei den VSFD-Übertragungseinrichtungen nach der Erfindung keine gyrotorischen Kräfte erzeugen, beschränken sie die zulässigen Antriebsdrehzahlen durch den Kugelschlupf nicht, wie dies bei üblichen Auslegungen der Fall war und ins­ besondere beschränken sie diese nicht bei geringeren Übertra­ gungsleistungen, wenn der Kontaktdruck zwischen den Käfigen und den Kugeln gering ist. Dies bedeutet, daß die Ausbildung der Übertragungseinrichtung nach der Erfindung äußerst kompakt ausgelegt werden kann und mit gutem Leistungsvermögen für eine Vielzahl von Anwendungsfällen geeignet ist.

Die Übertragungseinrichtungen arbeiten gleichmäßig und leise ähnlich Kugellagern. Auch ist noch zu erwähnen, daß bei zu­ nehmender Abtriebsdrehzahl, wenn das Abtriebsdrehmoment ge­ ringer ist und bei kleiner werdendem Kontaktwinkel zwischen den Treibkugeln und dem äußren Steuerkäfig 30, die Kontakt­ drücke abnehmen. Da alle anderen Kontaktwinkel zwischen den Treibkugeln und den Käfigen 22, 24 und 36 etwa bei 45° blei­ ben, ist der Wirkungsgrad der VSFD-Übertragungseinrichtungen nach der Erfindung hoch. Infolge des 45° Winkels des abtriebs­ seitigen Käfigs 36 ist die Druckbelastung auf das Lager 14 nur 0,7 des Kontaktdruckes zwischen den Treibkugeln 42 und dem abtriebsseitigen Käfig 36.

Auch können infolge der kreisförmigen, konkaven Gestalt der inneren Käfige die rampenförmigen Teile 62 geradlinig für ein sicheres schlupfloses Arbeiten über den gesamten Drehzahl­ bereich hinweg ausgelegt werden. Ferner ändern sich bei allen Änderungen des Drehzahlverhältnisses alle Käfiglaufbahnen während des Arbeitens der Übertragungseinrichtung, so daß man einen zusätzlichen Sicherheitsfaktor erhält.

Für eine Umkehrwirkung kann eine einfache Kupplung oder eine Vorwärts-Rückwärtsgetriebeanordnung vorgesehen sein. Auch können die Übertragungseinrichtungen Ölkühleinrichtungen mit entsprechendem Kühlvermögen in Abhängigkeit von den Ab­ messungen und den Anwendungen der Einheiten enthalten.

Claims (8)

1. Friktionsregelantriebsübertragungseinrichtung mit einem Gehäuse, das eine Antriebsseite und eine gegenüber­ liegende Abtriebsseite hat, Treibkugeln, die in dem Gehäuse in ständigem Wälzreibungskontakt mit einem eingangsseitigen Paar von konzentrischen und axial beweglichen Kugelkäfigen angeordnet ist, die ein antriebsseitiges inneres Käfig und ein antriebsseitiges äußeres Käfig aufweisen, sowie in Kontakt mit einem abtriebsseitigen Paar von konzentrischen und axial beweglichen Kugelkäfigen, die ein abtriebssei­ tiges inneres Käfig und ein abtriebsseitiges äußeres Käfig aufweisen, mit einer drehbaren Antriebswelle, von dem sich ein Teil nach außen von der Antriebsseite des Gehäuses er­ streckt und derart angeordnet ist, daß ein Käfig des inneren Paars, das konzentrisch zur Antriebswelle angeordnet ist, ge­ dreht wird, und mit einer drehbaren Abtriebswelle, von der ein Teil sich nach außen von der Abtriebsseite des Gehäuses erstreckt, die koaxial zur Antriebswelle durch die Verbindung mit einem abtriebsseitigen äußeren Käfig angeordnet ist, um durch die Kugeln angetrieben zu werden, die sich in dem Gehäuse konzentrisch zu demselben drehen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (4) vorge­ sehen sind:
eine kreisförmige konkave, innere Fläche (40, 32), die in Laufkontakt mit den Treibkugeln (42) auf dem antriebssei­ tigen äußeren Käfig (30) ist,
eine Einrichtung (63), die verhindert, daß der antriebs­ seitige äußere Käfig (30) eine konzentrische Drehung rela­ tiv zum Gehäuse (4) ausführt, und die aber eine Bewegung des­ selben axial zu den Wellen (8, 10) zuläßt, und
eine Einrichtung (70), die einen Axialdruck auf den antriebsseitigen äußeren Käfig (30) ausübt, um ihn axial zu den Wellen (8, 10) in Richtung der Abtriebsseite zu drücken.

2. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der antriebsseitige äußere Käfig (30) eine flache radiale Fläche (76) enthält, die in Verbindung mit der Innenseitenfläche (78) der Antriebsseite (6) des Gehäuses (4) eine Fluiddruckkammer (74) mit variabler Größe bildet.

3. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einlaß (80) in die Fluiddruckkammer (74) und eine Schieberventilsteuereinrich­ tung (82) vorgesehen sind, die den Fluidstrom durch den Ein­ laß (80) in die Kammer (74) regelt.

4. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine längliche Buchse (20) konzentrisch zu der Antriebswelle (8) vorgesehen ist und mittels einer Keilverbindung mit dieser verbunden ist, daß der antriebsseitige innere Käfig (22) mittels einer Keilverbindung mit der Buchse (20) verbunden ist, dieser aber auf dieser axial beweglich ist, und daß der abtriebs­ seitige innere Käfig (30) auf der Buchse (20) drehbar und axial bewegbar gelagert ist.

5. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine winkelförmige Buchse (46) enthält, die auf der länglichen Buchse (20) drehbar und axial bewegbar gelagert ist, daß die winkelförmige Buchse (46) einen Hohlraum an ihrer inneren Fläche hat, der eine Schraubenfeder (48) enthält, die gegen die Seite des abtriebsseitigen inneren Käfigs (24) zusammengedrückt wird, wodurch der abtriebsseitige innere Käfig (24) ständig in Richtung auf den antriebsseitigen inneren Käfig (22) vorbe­ lastet ist.

6. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abtriebsseitige äußere Käfig (24) glockenförmig ausgebildet und an seinem abtriebs­ seitigen Ende mit der Abtriebswelle (10) verbunden ist.

7. Übertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberventilsteuer­ einrichtung (82) ein längliches, axial bewegliches, mit Öff­ nungen versehenes, rohrförmiges Ventilelement (84) und eine längliche, rohrförmige, mit Öffnungen versehene Buchse (86) aufweist, die auf dem Ventilelement (84) axial verschiebbar ist.

8. Friktionsregelantriebsübertragungseinrichtung mit einem Gehäuse, das eine Antriebsseite und eine gegenüber­ liegende Abtriebsseite hat, Treibkugeln, die in dem Gehäuse in ständigem Wälzreibungskontakt mit einem eingangsseitigen Paar von konzentrischen und axial beweglichen Kugelkäfigen angeordnet ist, die einen antriebsseitigen inneren Käfig und einen antriebsseitigen äußeren Käfig aufweisen, sowie in Kontakt mit einem abtriebsseitigen Paar von konzentrischen und axial beweglichen Kugelkäfigen, die einen abtriebssei­ tigen inneren Käfig und einen abtriebsseitigen äußeren Käfig aufweisen, mit einer drehbaren Antriebswelle, von dem sich ein Teil nach außen von der Antriebsseite des Gehäuses er­ streckt und derart angeordnet ist, daß ein Käfig des inneren Paars, das konzentrisch zur Antriebswelle angeordnet ist, ge­ dreht wird, und mit einer drehbaren Abtriebswelle, von der ein Teil sich nach außen von der Abtriebsseite des Gehäuses erstreckt, die koaxial zur Antriebswelle durch die Verbindung mit einem abtriebsseitigen äußeren Käfig angeordnet ist, um durch die Kugeln angetrieben zu werden, die sich in dem Gehäuse konzentrisch zu demselben drehen, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (4) folgendes vorgesehen ist:
eine kreisförmige, konkave, innere Fläche (40), die in Laufkontakt mit dem Treibkugeln (42) auf dem antriebs­ seitigen äußeren Käfig (30) ist,
eine Einrichtung (63), die den antriebsseitigen äußeren Käfig (30) an einer konzentrischen Drehung relativ zum Gehäuse (4) ändert, aber eine Bewegung desselben axial zu den Wellen (8, 10) gestattet,
daß der abtriebsseitige äußere Käfig (42) glockenförmig ausgebildet ist und mit seinem abtriebsseitigen Ende mit der Abtriebswelle (10) verbunden ist,
eine hydraulische Einrichtung (70), die einen Axial­ druck auf den antriebsseitigen äußeren Käfig (30) ausübt, um ihn axial zu den Wellen (8, 10) in Richtung der Abtriebs­ seite zu bewegen,
daß der antriebsseitige äußere Käfig (30) eine ebene radiale Fläche (76) hat, die in Verbindung mit der Innen­ seitenfläche (78) der Antriebsseite (6) des Gehäuses (4) eine Fluiddruckkammer (74) mit variabler Größe bildet,
einen Einlaß (80) in die Fluiddruckkammer (74) und eine Schieberventilsteuereinrichtung (82) zum Regulieren des Fluidstromes durch den Einlaß (80) in die Kammer (74), die ein längliches, axial bewegliches, mit Öffnungen ver­ sehenes, rohrförmiges Ventilelement (84) und eine längliche, rohrförmige, mit Öffnungen versehene Buchse (86) aufweist, die auf dem Ventilelement (84) axial gleitbeweglich ist,
eine längliche Buchse (20) konzentrisch zu der Antriebs­ welle (8) vorgesehen und mittels einer Keilverbindung mit derselben verbunden ist, wobei der antriebsseitige innere Käfig (22) des inneren Paars mittels einer Keilverbindung mit der Buchse (20) verbunden ist, aber eine axiale Bewegung darauf ausführen kann, und wobei der abtriebsseitige innere Käfig (24) auf der Buchse (20) zur Ausführung einer Drehbe­ wegung und einer Axialbewegung auf derselben gelagert ist,
und eine winkelförmige Buchse (76), die auf der länglichen Buchse (20) drehbeweglich und axial beweglich gelagert ist, wobei die winkelförmige Buchse (46) einen Hohlraum an ihrer Innenfläche hat, die eine Schraubenfeder (48) enthält, die gegen die Seite des abtriebsseitigen inneren Käfigs (24) zu­ sammengedrückt ist, wodurch der abtriebsseitige innere Käfig (24) ständig in Richtung auf den antriebsseitigen inneren Käfig (22) vorbelastet wird.