DE68903307T2 - Ramme fuer schwenkrollengetriebe. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft hydraulische Rammeneinheiten (auch: Hydraulikzylindereinheiten) für den Einsatz in Getrieben vom Schwertrollentyp. Sie betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschließlich Hydraulikzylindereinheiten einer bekannten allgemeinen Art, die mechanisch mit den Käfigen verbunden sind, welche die Rollen halten, die zur Antriebsübertragung zwischen den toroidförmigen Antriebs- und Abtriebsscheiben dienen; die Bewegung des Druckkolbens führt zu einer Änderung der Rollenstellung und damit auch zu einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses. Ein derartiger Mechanismus, wie er im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist, wird insbesondere in der EP-A-0 078 125 beschrieben und dargestellt. Weitere Beispiele werden in vielen anderen veröffentlichten Patentbeschreibungen beschrieben und dargestellt, zum Beispiel in der GB-A-2 023 753 und der EP-A-0 133 330.
• Derartige Hydraulikzylindereinheiten enthalten gewöhnlich einen in einem Stück ausgeführten, zweiseitigen Kolben, der in einer einteiligen, in einem Zylindergehäuse montierten Zylinderlaufbuchse beweglich ist, und der Kolben und die Laufbuchse werden gewöhnlich nach Präzisionsverfahren mit hoher Oberflächengüte und genauer Paßform hergestellt. Solche Verfahren sind teuer, besonders wenn der in Präzisionspaßform gefertigte Kolben mit verstellbarer Länge hergestellt wird.
• In den gerade zitierten Patentbeschreibungen sind auch Mittel zum Erzielen einer "hydraulischen Endanschlagwirkung" vorgesehen, um eine Weiterbewegung des Druckkolbens abzufangen und zu blockieren, falls im Getriebe ein Antriebszustand auftreten sollte, in dem die Rollen dazu neigen, ihren normalen Stellungsbereich zu überschreiten, und damit in Gefahr geraten, von den Rändern der toroidförmigen Scheiben abzulaufen. Unter solchen Bedingungen wird durch Abfangen und Blockieren der Kolbenbewegung auch die entsprechende Bewegung der damit verbundenen Rollen abgefangen und blockiert. In der GB-A-2 023 753 wird die Endanschlagwirkung durch eine Buchse erzeugt, die genau auf den Schaft des Druckkolbens paßt. Wenn der Kolben seinen normalen Bewegungsbereich überschreitet, wird die Buchse mechanisch so verschoben, daß der normale Durchfluß der Arbeitsflüssigkeit verändert und ein Flüssigkeitsvolumen eingeschlossen wird, das dem Weiterlauf des Kolbens entgegenwirkt. In der EP-A-0 078 125 und der EP-A-0 133 330 ist wie in der GB-A-2 023 753 der Hohlraum des Hydraulikzylinders bei normalem Betrieb sowohl mit einer Druckflüssigkeitsquelle als auch mit dem Auslaß verbunden. In der EP-A-0 078 125 und der EP-A-0 133 330 sind jedoch die Auslaßöffnungen in der Zylinderseitenwand des Hydraulikzylinderhohlraums ausgebildet, und wenn der Kolbenkopf seinen normalen Bewegungsbereich überschreitet, verdeckt er selbst die Auslaßöffnung und erhöht damit automatisch den Druck des jetzt im Hohlraumende eingeschlossenen Flüssigkeitsvolumens.
• Zu den Zielen der vorliegenden Erfindung gehören die Vereinfachung des Hydraulikzylinders, die Erleichterung der Kolbeneinstellung und die Vereinfachung der Mittel für seine Verbindung mit den Rollen sowie die Bereitstellung eines verbesserten Endanschlagmechanismus. Die Erfindung ist durch die Ansprüche definiert, deren Offenbarung als im Inhalt der vorliegenden Beschreibung enthalten anzusehen ist, und die Erfindung wird nachstehend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Endansicht eines Hydraulikzylinders mit dazugehörigem Steuerventil;
• Fig. 2 eine Darstellung teils in Draufsicht, teils im Schnitt längs der Linie II-II von Fig. 1, wobei gewisse Teile entfernt sind; und
• Fig. 3 eine schematische Darstellung, welche die Verbindung zwischen dem Hydraulikzylinder und den Getrieberollen zeigt.
• In einem Block 1 sind die Hohlräume 2 und 3 ausgebildet. Im Hohlraum 3 ist eine Druckkolbeneinheit 8 untergebracht, von der in Fig. 2 nur ein Teil sichtbar ist. Die Druckkolbeneinheit weist einen Mittelschaft 10 auf, in dem von gegenüberliegenden Enden aus die Bohrungen 11 angebracht worden sind. Der Schaft 10 ist bei 12 mit einem Außengewinde versehen, um zwei einander gegenüberliegende, mit Innengewinde versehene Kolbenkopfeinheiten 13 aufzunehmen, die durch die Sicherungsmuttern 14 fixiert werden. Die Enden 15 der Einheiten 13 bilden die Druckkolben und sind mit Nuten zur Aufnahme der PTFE-Ringe 16 ausgebildet. Die Zylindereinheiten 17 sind durch Bolzen 18 und Muttern 19 am Block 1 befestigt, und während zwischen den Zylindern 17 und den Kolben 15 ein Zwischenraum vorhanden ist, sorgen die Ringe 16 für den notwendigen Gleit- und Dichtungskontakt zwischen Kolben und Zylindern. Die Bewegungsdämpfung des Druckkolbens wird durch die Stößel 25 bewirkt, die in den Bohrungen 11 gleiten und von Stäben 26 gehalten werden, die von den Kappen 27 in den Stirnwänden 24 der Einheiten 17 elastisch unterstützt werden. Zwischen den Kolben 15 und den Zylindern 17 sind Arbeitsräume 29 und 28 am. oberen bzw. unteren Ende von Fig. 2 definiert.
• Im Hohlraum 2 ist ein Steuerventil für die Hydraulikzylindereinheit untergebracht, wobei das Ventil im wesentlichen von der Art ist, die in der bereits erwähnten EP-A-0 133 330 offenbart wurde. Das Steuerventil weist zwei gleichartige Steuerkolben 4, 5 auf, an denen Ringstege 49 ausgebildet sind und die innerhalb einer gestuften, durch eine Zylinderbuchse 6 definierten Bohrung beweglich sind. Die Steuerkolben bewegen sich unter dem Einfluß der Stößel 50, 51, die durch die gesteuerte Betätigung gegenläufig arbeitender Magnetspulen angetrieben werden, die nicht dargestellt, aber in den Kappen 52 untergebracht sind. Die Zylinderbuchse 6 ist in den Hohlraum 2 eingepaßt und von diesem durch Ringdichtungen 53 getrennt, welche den ringförmigen Zwischenraum zwischen der Zylinderbuchse 6 und dem Block 1 in eine Reihe getrennter Abschnitte unterteilen. In der gestuften Bohrung der Zylinderbuchse 6 sind eine Anzahl von Öffnungen ausgebildet, die jeweils über einen getrennten Abschnitt innerhalb des ringförmigen Zwischenraums mit einem im Block 1 ausgebildeten separaten Durchlaß in Verbindung stehen. Die Öffnungen 55, 56 sind über ihre entsprechenden Durchlässe mit einer Druckflüssigkeitsquelle 57 verbunden, und die Öffnungen 58, 59 sind in ähnlicher Weise mit einem Abfluß 60 verbunden. Die Öffnung 61 ist mit einer Einlaßöffnung 71 zum Raum 29 verbunden, die Öffnung 63 mit einer Auslaßöffnung 72 des Raums 29, die Öffnung 64 mit einer Einlaßöffnung 73 zum Raum 28 und die Öffnung 62 mit der Auslaßöffnung 74 des Raums 28.
• Bei normalem Betrieb des Getriebes sind die Steuerkolben 4, 5 durch die Stößel 50, 51 entgegengesetzten und variablen Steuerkräften ausgesetzt. Wenn die vom Stößel 50 ausgeübte Kraft die des Stößels 51 übersteigt, bewegen sich die Steuerkolben 4, 5 nach unten, wie in Fig. 2 erkennbar. Die Ringstege 49 an den beiden Steuerkolben werden daher die Öffnungen 56, 59 verdecken und die Öffnungen 55, 58 freigeben. Folglich steigt der Druck im Arbeitsraum 29 an und fällt im Raum 28 ab, so daß die Kräfte, die durch die Druckflüssigkeit in den beiden Arbeitsräumen auf den Druckkolben 8 ausgeübt werden, diesen ebenfalls nach unten bewegen. Wenn umgekehrt die Kraft des Stößels 51 die des Stößels 50 übersteigt, bewegen sich die Steuerkolben 4, 5 nach oben, verdecken die Öffnungen 55, 58 und geben die Öffnungen 56, 59 frei, wodurch der Druck im Raum 28 erhöht, der Druck im Raum 29 aber vermindert wird, so daß der Druckkolben 8 nach oben getrieben wird.
• Erfindungsgemäß sind die Einlaß- und Auslaßöffnungen 71-74 in den Stirnwänden der jeweiligen Arbeitsräume 29, 28 ausgebildet, wobei die Einlaßöffnungen 71, 73 in die Grundflächen 76, die Auslaßöffnungen 72, 74 aber in die Stufen 77 münden. Jede Auslaßöffnung steht daher in axialer Richtung gegenüber der entsprechenden Einlaßöffnung vor. Wenn daher die Druckkolbeneinheit 8 ihren normalen Hub überschreitet, so daß sich einer der Kolben 15 ihrer Stirnwand 24 nähert, drosselt der Kolben zunächst die Auslaßöffnung und kommt dann - bei weiterer Annäherung - tatsächlich in Kontakt mit der Stufe 77 und blockiert die Auslaßöffnung, ohne die Einlaßöffnung in gleicher Weise zu versperren. Wenn der sich nähernde Kolben die Auslaßöffnung (72 oder 74) in der gerade beschriebenen Weise drosselt, erhöht er den Strömungswiderstand der Öffnung. Der Druck im Arbeitsraum steigt folglich an, wirkt damit einer weiteren Hubüberschreitung des Druckkolbens entgegen und übt auf diese Weise eine "hydraulische Endanschlag"-Wirkung aus.
• Falls die Hubüberschreitung trotzdem andauert, hört sie natürlich auf, wenn die Vorderfläche des Kolbens tatsächlich die Stufe 77 berührt. Die Auslaßöffnung ist dann vollständig blokkiert, und der gleiche Bereich der Stirnwand 24, der die hydraulische Endanschlagwirkung lieferte, ergänzt diese auch durch eine körperliche Anschlagwirkung.
• Eine rechteckige Öffnung 30, die symmetrisch zu beiden Seiten der Quermittellinie 31 des Blocks 1 liegt, ist in der unteren Wand dieses Blocks unterhalb des Hohlraums 3 ausgebildet, und eine ähnliche, aber etwas kleinere rechteckige Öffnung 32 ist in der oberen Wand ausgebildet und wird gewöhnlich durch eine Platte 33 verdeckt (Fig. 1), die durch die Bolzen 34 befestigt ist. Die Platte 33 kann entfernt werden, um mit einem Schraubenschlüssel an Abflachungen 35 an den Einheiten 13 heranzukommen, um dadurch ihre Lage auf dem Schaft 10 zu verstellen und so die Länge der Kolbeneinheit zu verändern. Wie am besten aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist in der Öffnung 30 der Mechanismus untergebracht, durch den die Kolbeneinheit mit den Getrieberollen verbunden ist, sowie die Bewegungsvorrichtung dieses Mechanismus. Eine Klemme 37, die an eine zentrale Nabe 38 am Schaft 10 angeklemmt ist, trägt einen Drehpunkt für ein Ende eines Hebels 39. Dieser Hebel entspricht der Position 51 in Fig. 1 der bereits erwähnten Beschreibung GB-A-2 023 753, und sein anderes Ende ist an einer Buchse 40 befestigt, die um die Antriebswelle 41 eines stufenlos regelbaren Getriebes vom Schwertrollentyp drehbar ist. Das Getriebe weist mindestens eine Antriebsscheibe 42 auf, die so an der Welle 41 befestigt ist, daß eine relative Drehung von Welle und Scheiben gegeneinander verhindert wird, und eine Abtriebsscheibe 44. Die in Käfigen 46 montierten Rollen 45 übertragen den Antrieb von den Scheiben 42 zur Scheibe 44. Durch dem Fachmann bekannte Mittel, die aber nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind und daher in Fig. 3 nur schematisch bei 47 dargestellt sind, ist die Buchse 40 mit dem Käfig 46 so verbunden, daß eine Drehung der Buchse 40 durch den Hebel 39 eine Schwenkung der Rollen 45 in dem durch die Pfeile 48 angedeuteten Sinn bewirkt und damit das Übersetzungsverhältnis verändert wird.
• Der ringförmige Zwischenraum zwischen den Kolbenenden 15 und den Innenwänden der Zylindereinheit 17 ermöglicht es, daß diese beiden Teile durch Gießen oder gewöhnliche spanende Bearbeitung geformt werden, ohne daß eine aufwendige Oberflächenbearbeitung notwendig ist, und die PTFE-Ringe 16 sorgen wie die ähnlichen Ringe 23 an den Stößeln 25 für eine hinreichende Abdichtung und geeignete axiale Bewegungsfreiheit während einer vertretbaren Lebensdauer, nach deren Ablauf sie leicht ausgewechselt werden können.

Claims (7)

1. Schwertrollengetriebe, einschließlich einer hydraulischen Ramme, umfassend einen Zylinder (17) und einen Kolben (13), der innerhalb des Zylinders bewegbar ist, so daß zwischen Kolben und Zylinder ein Arbeitsraum (28, 29) variablen Volumens gebildet wird, wobei der Raum an einem axialen Ende durch den Kolben und an der anderen axialen Endwand (24) des Zylinders begrenzt wird;

Mitteln (37-40, 47, 46) zum Verbinden des Kolbens mit mindestens einer Rolle (45) des Getriebes, wodurch die winkelmäßige Ausrichtung der Rolle zur axialen Stellung des Kolbens innerhalb des Zylinders in Bezug gesetzt wird,

Einlaßöffnungen (71, 73) und Auslaßöffnungen (72, 74) zum Arbeitsraum, wobei die Einlaßöffnung im Gebrauch mit einer Quelle hydraulischen Fluids unter Druck und die Auslaßöffnung mit einem Auspuff (60) verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung in der axialen Endwand des Zylinders ausgebildet ist, und daß die Einlaßöffnung mindestens teilweise in der axialen Endwand des Zylinders ausgebildet ist,

und daß die Auslaßöffnung axial von der Einlaßöffnung hervorstehend liegt, wodurch, wenn sich der Kolben der Endwand nähert, er erstens dazu neigt, den Strömungswiderstand der Auslaßöffnung zu steigern und zweitens die Auslaßöffnung zu berühren, wodurch seine weitere Axialbewegung verhindert wird, ohne wesentlich die Einlaßöffnung zu versperren bzw. zu dämmen.

2. Schwertrollengetriebe nach Anspruch 1, bei dem die axiale Endwand des Zylinders der hydraulischen Ramme eine gestufte Begrenzung für den Arbeitsraum darstellt, in dem die Auslaßöffnung (74) auf der Stufe (77) angeordnet ist, während die Einlaßöffnung (73) unterhalb von ihr angeordnet ist.

3. Schwertrollengetriebe nach Anspruch 1, einschließlich einer doppeltwirkenden hydraulischen Ramme, umfassend zwei Rammen, bei dem die beiden Rammenkolben (15) an den gegenüberliegenden Enden eines gemeinsamen Schaftes (10) ausgebildet sind, der im Gebrauch mit den Rollen (45, Fig. 3) des Getriebes verbindbar ist.

4. Schwertrollengetriebe nach Anspruch 3, bei dem eine axdiale Bohrung (11) in mindestens einem der Enden des Schaftes ausgebildet ist und einen Dämpfungsplunger bzw. Preßkolben (25) aufnimmt, der am entsprechenden Zylinder (17) fixiert ist.

5. Schwertrollengetriebe nach Anspruch 3, bei dem die Kolbenköpfe eine Schraubengewinde (12)-Verbindung zum Schaft (10) besitzen.

6. Schwertrollengetriebe nach Anspruch 3, bei dem die Zylinder an den gegenüberliegenden Axialenden eines Rammengehäuses (1) befestigt sind, das mit einer ersten Öffnung bzw. Fenster (30) im mittigen Bereich über seine axiale Länge versehen ist, wobei das Fenster Zugang für eine Betriebsverbindung (37-39, Fig. 3) ermöglicht, um den Schaft mit mindestens einer der Rollen des Getriebes zu verbinden.

7. Schwertrollengetriebe nach Anspruch 6, bei dem das Rammengehäuse mit einer zweiten Öffnung bzw. Fenster (32) versehen ist, im wesentlichen diametral gegenüberliegend zum ersten Fenster (30) und einem Zugangsschaft, wodurch die axialen Stellungen der Kolbenköpfe auf dem mittigen Schaft eingesetzt werden können.