Stufenloses automatisches Keilriemengetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses automatisches Keilriemengetriebe,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zweiteiliger Keilriemenscheibe, bei dem eine
Riemenscheibenhälfte durch Fliehgewichte und durch eine diesen entgegengerichtete
Kraft axial verstellt werden kann. Eine bekannte Ausführung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die verschiebbaren Teile zweier einstellbarer gleichachsiger Riemenscheiben
mittels eines einzigen seitlichen als Ganzes beweglichen und gleichzeitig auf beide
Scheiben wirkenden Fliehkraftreglers miteinander verbunden sind und ein zwischen
den verschiebbaren Scheibenteilen eingeschaltetes unter Spannung stehendes Mittel
- beispielsweise eine Schraubenfeder - dem Regler entgegenwirkt. Bei langsamer Geschwindigkeit
des Motors kann der Keilriemen. auf Rollen laufen, ohne die Keilriemenscheiben anzutreiben,
da dann die Federkraft größer als die Verstellkraft des Fliehkraftreglers ist. Bei
zunehmender Drehzahl nimmt die Fliehkraft annähernd quadratisch zu, drückt dabei
die entgegenwirkende Feder zusammen und' stellt einen Reibschluß zwischen den Keilriemenscheiben
und; dem Keilriemen her. Dadurch wird das Fahrzeug in langsamen. Gang versetzt.
Entfernen sich die Fliehgewichte noch weiter von der Mittelachse, so werden dadurch
die Scheiben aufeinander zu bewegt und der Keilriemen
läuft auf
einem größeren Durchmesser und damit mit einem anderen: Übersetzungsverhältnis.Stepless automatic V-belt transmission, especially for motor vehicles
The invention relates to a continuously variable automatic V-belt transmission,
especially for motor vehicles, with a two-part V-belt pulley, in which one
Pulley half by centrifugal weights and by one opposite to them
Force can be adjusted axially. A known version is characterized by
that the sliding parts of two adjustable coaxial pulleys
by means of a single lateral as a whole movable and simultaneously on both
Discs acting centrifugal governor are connected to each other and an between
energized means switched on to the sliding disc parts
- for example a coil spring - counteracts the controller. At slow speed
of the engine can be the V-belt. run on rollers without driving the V-belt pulleys,
because then the spring force is greater than the adjusting force of the centrifugal governor. at
As the speed increases, the centrifugal force increases almost squarely, and it pushes
the counteracting spring together and 'provides a frictional engagement between the V-belt pulleys
and; the V-belt. This will put the vehicle in slow motion. Gear shifted.
If the flyweights move further away from the central axis, this will result in
the pulleys moved towards each other and the V-belt
runs on
a larger diameter and thus with a different: transmission ratio.
Die Endstellungen des Fliehkraftreglers können eingestellt und begrenzt
werden. Ein derartiges Riemenwechselgetriebe ist vollautomatisch. Es kann nicht
ohne weiteres durch Anbringen eines üblichen Fuß- oder Handhebels vom Willen dies
Fahrers abhängig verstellt werden. Ferner hat ein derartiges Getriebe den. Nachteil,
daß seine Regelung überwiegend von der Größe der Fliehkraft abhängig ist. Nur in
dem kleinen Drehzahlbereich, bei dessen Durchlaufen. die Regelkraft des Fliehkraftreglers
gleich der in axialer Richtung auf die bewegliche Scheibenhälften wirkenden Komponente
aus der Riemenzugkraft ist, ist das Getriebe in seiner Regelung lastabhängig. Es
ist also nur in diesem engen Bereich eine lastabhängige Verstellung der Übersetzung
und damit die Übertragung eines größeren Teiles der Motorleistung möglich.The end positions of the governor can be set and limited
will. Such a belt change transmission is fully automatic. It can't
easily by attaching a customary foot or hand lever of the will
Can be adjusted depending on the driver. Furthermore, such a transmission has the. Disadvantage,
that its regulation is mainly dependent on the size of the centrifugal force. Only in
the small speed range when passing through it. the control force of the governor
equal to the component acting in the axial direction on the movable disk halves
from the belt tension, the control of the gearbox is load-dependent. It
is therefore a load-dependent adjustment of the translation only in this narrow range
and thus the transmission of a larger part of the engine power is possible.
Schließlich ist eine Verstellvorrichtung für Keilriemengetriebe bekannt,
bei der die wirksame Komponente der Fliehkraft an den Verstellgewichten durch Rollen
an den Verstellgewichten verringert wird, die in einer Schale mit zunehmender Krümmung
laufen. Eine solche Bauweise erfordert durch die Rollen, die Lagerung der Verstellgewichte
und den Teller verhältnismäßig viel Aufwand. Bekannt sind Wickelfedern, die mit
dem einen Schenkel an einer Scheibe befestigt sind und mit dem anderen Schenkel
eine Rolle gegen die zu verstellende Keilriemenscheibe bzw. einen besonders zur
Verringerung der Fliehkraftkomponente profilierten Teller drücken. Nachteilig ist
die Selbstsperrung. einer derartigen Vorrichtung, wenn die Rollen nicht geschmiert
sind. Die Schmierung aber bringt Nachteile mit sich, wenn das Schmiermittel auf
den Riemen trifft, oder macht zusätzliche Kapselungen notwendig. Vor allem machen
die bei hohen Drehzahlen schwingenden Teile Geräusche, die von dem Blechteller in
der Art einer Membrane verstärkt werden.Finally, an adjusting device for V-belt drives is known,
in which the effective component of the centrifugal force on the adjustment weights by rolling
at the adjustment weights is reduced, which is in a shell with increasing curvature
to run. Such a design requires the storage of the adjustment weights due to the rollers
and the plate relatively much effort. Are known clock springs with
one leg are attached to a disc and the other leg
a role against the V-belt pulley to be adjusted or one especially for
To reduce the centrifugal force component, press the profiled plate. Is disadvantageous
the self-locking. such a device when the rollers are not lubricated
are. The lubrication, however, has disadvantages when the lubricant is applied
hits the belt or requires additional encapsulation. Above all do
the parts vibrating at high speeds are noises caused by the sheet metal plate in
be reinforced like a membrane.
Aufgabe der Erfindung ist es, ohne diese Mängel mit geringstem Aufwand
durch zusätzliche Verschiebung der losen Keilriemenscheibenhälften, z. B. durch
Betätigung eines Kupplungshebels, bei jeder Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Übertragung
der gesamten Motorleistung möglich zu machen.The object of the invention is, without these deficiencies, with the least possible effort
by additional displacement of the loose V-belt pulley halves, e.g. B. by
Operation of a clutch lever, the transmission at any speed of the vehicle
to make the entire engine power possible.
Die Erfindung geht von einem stufenlosen automatischen Keilriemengetriebe,
insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zweiteiligen Keilriemenscheiben aus, bei dem
eine oder mehrere Keilriemenscheibenhälften durch Fliehgewichte verstellbar sind
und bei dem eine oder mehrere Riemenscheibenhälften gegen die Fliehgewichtverstellkraft
axial verschiebbar sind. Dabei ist es bekannt, jedes Fliehgewicht am Ende einer
die Größe der Verstellkraft begrenzenden Feder anzubringen. Die gestellte Aufgabe
löst die Erfindung dadurch, daß die Feder zwischen dem Fliehgewicht und der verschiebbaren
Keilriemenscheibenhälfte angeordnet ist. Die Fliehgewichte und Federn verschieben
vorteilhafterweise in gleicher Richtung die auf der Antriebswelle angeordnete Keilriemenscheibenhälfte.
Diese Keilriemenscheibenhälfte, kann mit einem verschiebbaren Schutzblech verbunden
sein. Der durch diese Teile gebildete Raum kann mit einem Schmiermittelbehälter
in Verbindung stehen. Um das Gleiten der Federn an der Abtriebsscheibe zu erleichtern,
können die Federn und Fliehgewichte in dem mit dem Schmiermittelbehälter verbundenen
Raum untergebracht sein.The invention is based on a continuously variable automatic V-belt transmission,
especially for motor vehicles, with two-part V-belt pulleys in which
one or more V-belt pulley halves are adjustable by flyweights
and one or more pulley halves against the flyweight adjustment force
are axially displaceable. It is known to put each flyweight at the end of a
to attach the size of the adjusting force limiting spring. The task at hand
solves the invention in that the spring between the flyweight and the sliding
V-belt pulley half is arranged. Move the flyweights and springs
advantageously in the same direction the V-belt pulley half arranged on the drive shaft.
This V-belt pulley half can be connected to a sliding guard plate
be. The space formed by these parts can hold a lubricant reservoir
stay in contact. To make it easier for the springs to slide on the output pulley,
the springs and flyweights in the one connected to the lubricant reservoir
Space.
Die Zeichnungen zeigen zwei Ausführungsbeispiele.The drawings show two exemplary embodiments.
Auf der Motorwelle I ist ein Mitnehmerstück a befestigt, das ein Keilwellenprofil
3 trägt. Durch den auf der Motorwelle I befestigten Scheibenträger 5 wird die Keilriemenscheibenhälfte
6 mitgenommen. Auf dem Keilwellenprofil 3 gleitet die Keilwellenhülse 7, auf der
die axial verschiebbare Antriebskeilriemenscheibenhälfte 8 befestigt ist. Die Keilwellenhülse
7 läßt sich über einen Kupplungsring 9 mittels des Kupplungshebels Io axial verschieben.
Erreichen die Scheiben 6 und 8 ihren größten Abstand, dann läuft der Keilriemen
II auf der Leerlaufrolle I2 und überträgt keine Leistung auf die Abtriebsscheiben
13 und 14. An dem Scheibenträger 5 sind Federn 15 befestigt. Sie tragen Fliehgewichte
16 an ihrem einen Ende. Mit ihrem anderen Ende greifen sie in einen Druckring 17
und ziehen die Keilriemenscheibenhälfte 8 mittels der Keilwellenhülse 7 gegen die
Keilriemenscheibenhälfte 6.On the motor shaft I a driver piece a is attached, which has a spline
3 wears. The pulley half is attached to the pulley carrier 5 on the motor shaft I.
6 taken away. On the spline 3, the spline sleeve 7 slides on the
the axially displaceable drive V-belt pulley half 8 is attached. The spline sleeve
7 can be moved axially via a coupling ring 9 by means of the coupling lever Io.
When the disks 6 and 8 reach their greatest distance, the V-belt runs
II on the idler roller I2 and does not transmit any power to the driven pulleys
13 and 14. Springs 15 are attached to the disk carrier 5. They carry flyweights
16 at one end. With their other end they grip a pressure ring 17
and pull the V-belt pulley half 8 by means of the splined shaft sleeve 7 against the
V-belt pulley half 6.
Wenn die Welle I des Motors mit geringer Drehzahl läuft, so reicht
der Anpreßdruck der Feder 15 gerade aus, um die Keilriemenscheibenhälften 6 und
8 so weit zusammenzudrücken, daß eine Kraftübertragung durch den Riemen II möglich
ist. Steigt die Drehzahl der Welle I, so beginnen die Fliehgewichte 16 sich vom
Scheibenträger abzuheben und dabei die Feder 15 mehr zu spannen. Durch die vergrößerte
Kraft der Federn 15 wird die Keilriemenscheibenhälfte 8 näher an die Keilriemenscheibenhälfte
6 herangezogen und der Riemen gezwungen, weiter außen auf einem größeren Durchmesser
zu laufen. Auch bei großer Drehzahl, bei der das Gewicht 16 nur nahezu senkrecht
über dem Drehpunkt 18 der Wickelfeder 15 sich befinden kann, wächst die auf die
Keilriemenscheibenhälfte 8 ausgeübte Verstellkraft nicht wie sonst nach einer quadratisch
ansteigenden, sondern nur nach einer beispielsweise linearen Kennlinie, die von
der Feder bestimmt wird. Damit ist ein größerer Drehzahlbereich vorhanden, in dem
das Getriebe die Übersetzung lastabhängig regelt. Bei geringem übertragenem Drehmoment
genügt eine geringe Federkraft, um den Riemen II in den Keilriemenscheibenhälften
6 und 8 nach außen zu drücken. Ist das übertragene Drehmoment und damit
-die Zugkraft- im Riemen i i größer; so muß sich das Fliehgewicht 16 mehr
von dem Scheibenträger 5 abhebern; als vorher und damit die Feder 15 mehr spannen
und eine größere axiale Verstellkraft auf die Keilriemenscheibenhälfte 8 ausüben.
Immer aber ist die größte axiale Vers.tellkraft
durch die Kraft
der Federn I5 bestimmt. Somit ist es auch bei höchsten Drehzahlen der Antriebswelle
möglich, über den Kupplungshebel Io die Keilriemenscheibenhälfte 8 von der Keilriemenscheibenhälfte
6 abzuziehen und; damit abhängig von der Betätigung des Hebels Io die größte Leistung
des Motors zu übertragen. Nachdem die Antriebskeilriemenscheibenhälften mit wesentlich
geringeren Kräften als bisher verstellbar sind, ist es notwendig, auch die Abtriebsscheiben
mit möglichst geringen Kräften der jeweiligen Stellung der Antriebsscheiben anzupassen.
Es können. dazu Wickelfedern I9, ähnlich den bei der Steuerung von Ventilen an Viertaktmotoren
verwendeten Haarnadelventilfedern an ihrem durch das Mittelteil gebildeten einen
Ende Gewichte 2o tragen und mit ihren Enden 34 und 34' in einem Teller 35 befestigt
und so über Stifte 36 mit der Nabe der Abtriebsscheibe I3 verbunden sein. Die Enden
34 können in entsprechende Bohrungen des Tellers 35 mit enger Passung gesteckt und
beispielsweise durch den gleichen Federring 37 gesichert. sein, mit dem der Teller
35 mit den Stiften 36 verbunden ist. Es können aber auch, wie am Beispiel der Feder
I9' dargestellt ist, das Ende 34' der Feder I9' in den Teller 35 nicht durchdringende
Bohrungen 38 eingepreßt sein. Die Gewichte 2o streben bei hoher Drehzahl (Stellung
2o') nach außen, belasten die Federn I9 und ergeben somit eine abfallende Charakteristik
der Verstellkraftkennlinie.When the shaft I of the motor is running at low speed, the contact pressure of the spring 15 is just sufficient to compress the V-belt pulley halves 6 and 8 so far that a power transmission through the belt II is possible. If the speed of the shaft I increases, the centrifugal weights 16 begin to lift off the disk carrier and thereby tighten the spring 15 more. Due to the increased force of the springs 15, the V-belt pulley half 8 is drawn closer to the V-belt pulley half 6 and the belt is forced to run further out on a larger diameter. Even at high speed, at which the weight 16 can only be located almost vertically above the pivot point 18 of the clock spring 15, the adjustment force exerted on the V-belt pulley half 8 does not increase as usual according to a quadratic increase, but only according to a, for example, linear characteristic curve, which from the spring is determined. This means that there is a larger speed range in which the transmission regulates the gear ratio as a function of the load. If the torque transmitted is low, a low spring force is sufficient to press the belt II in the V-belt pulley halves 6 and 8 outwards. Is the transmitted torque and thus - the tensile force - in the belt ii greater; so the flyweight 16 must lift more from the disk carrier 5; than before and thus tension the spring 15 more and exert a greater axial adjustment force on the V-belt pulley half 8. However, the greatest axial displacement force is always determined by the force of the springs I5. Thus, even at the highest speeds of the drive shaft, it is possible to pull the V-belt pulley half 8 from the V-belt pulley half 6 via the clutch lever Io and; thus transferring the greatest power of the motor depending on the actuation of the lever Io. Since the drive V-belt pulley halves can be adjusted with significantly lower forces than before, it is necessary to also adapt the driven pulleys to the respective position of the drive pulleys with the lowest possible forces. It can. for this purpose, coil springs I9, similar to the hairpin valve springs used to control valves on four-stroke engines, carry weights 2o at their one end formed by the central part and fastened with their ends 34 and 34 'in a plate 35 and thus via pins 36 to the hub of the output disk I3 be connected. The ends 34 can be inserted into corresponding bores in the plate 35 with a tight fit and secured, for example, by the same spring ring 37. be, with which the plate 35 is connected to the pins 36. However, as is shown in the example of the spring 19 ', the end 34' of the spring 19 'can be pressed into bores 38 which do not penetrate the plate 35. The weights 2o strive to the outside at high speed (position 2o '), load the springs I9 and thus result in a falling characteristic of the adjusting force characteristic.
Eine weitere Ausführung ist in Abb. 2 dargestellt. Die Antriebsscheiben
gleichen dabei der in Abb. I beschriebenen Ausführung. Der Riemen II überträgt auf
die feststehende Scheibenhälfte 2I und die verschiebbare Scheibenhälfte 22 das Drehmoment.
Die Scheibenhälfte 22 ist auf einem mit einem Keilwellenprofil 23 versehenen Scheibenträger
24 befestigt und gleitet in axialer Richtung auf der Abtriebswelle 25. In der Abtriebswelle
25 werden die Wickelfedern 26 aufgenommen und sind mit Gewichten 27 versehen. Die
Gewichte 27 können auch als Rollen dienen, um die Reibung der Federn 26 an der Scheibenhälfte
22 herabzusetzen. Bei steigender Drehzahl verringern die Gewichte 27 die Anpreßkraft
der Federn 26, die die Scheibenhälften 22 gegen die feststehende Scheibenhälfte
2I drückt. Das Schmiermittel des Lagers 28 schmiert zugleich die Keilwelle, auf
der sich der Scheibenträger 24 bewegt. Die Abdichtung erfolgt über ein in die Scheibenhälfte
22 eingepreßtes Schutzblech 29, das gegenüber dem Gehäuse 3o durch den Dichtungsring
3I abgedichtet wird. Die Gewichte bzw. Rollen 27 gleiten, also geschmiert an der
Innenseite der Scheibenhälfte 22 und: die Scheibenhälfte 22 geschmiert auf der Abtriebswelle
25, so daß nur geringfügige Reibungskräfte zu überwinden sind und die Federn. 26
nur die Kraft für einen Reibungsschluß zwischen den Abtriebsscheiben und dem Riemen
II aufzubringen haben. Damit das Schmiermittel nicht die Laufeigenschaften des Riemens
auf den Scheiben verschlechtern kann, wird es nach dem Entweichen durch die Öffnung
32 durch einen Schleudermantel 33 an eine nicht störende Stelle abgeschleudert.
Das Getriebe ist durch die Begrenzung der Regelkraft gegen Belastungsänderungen
empfindlich. Damit wächst der automatische Regelbereich des Getriebes. Diese Eigenschaft
macht das Getriebe auch für andere Verwendungen geeignet, z. B. läßt sich das Drehmoment
über zwei Keilriemenscheiben, die auf einer gemeinsamen Antriebswelle angebracht
sind, auf je eine Keilriemenscheibe zweier getrennter Abtriebswellen übertragen.
Das stufenlose Keilriemengetriebe hat damit zugleich die Eigenschaft eines Differentialgetriebes.
Ein derartiges Getriebe, gegebenenfalls auch mit vier Riemen, ist geeignet für einen
Kleinkraftwagen.Another version is shown in Fig. 2. The drive pulleys
the same as the design described in Fig. I. The belt II transfers to
the fixed disk half 2I and the slidable disk half 22 the torque.
The disk half 22 is on a disk carrier provided with a splined shaft profile 23
24 is fastened and slides in the axial direction on the output shaft 25. In the output shaft
25 the coil springs 26 are received and are provided with weights 27. the
Weights 27 can also serve as rollers to reduce the friction of springs 26 on the disc half
22 decrease. As the speed increases, the weights 27 reduce the contact pressure
of the springs 26 which hold the disk halves 22 against the stationary disk half
2I presses. The lubricant of the bearing 28 also lubricates the spline shaft
which the disk carrier 24 moves. Sealing takes place via a one in the pane half
22 pressed-in protective plate 29, which is opposite the housing 3o by the sealing ring
3I is sealed. The weights or rollers 27 slide, so lubricated on the
Inside of the disk half 22 and: the disk half 22 lubricated on the output shaft
25, so that only slight frictional forces have to be overcome and the springs. 26th
only the force for frictional engagement between the driven pulleys and the belt
II have to raise. So that the lubricant does not affect the running properties of the belt
may deteriorate on the discs, it will after escaping through the opening
32 thrown off by a centrifugal jacket 33 at a non-disturbing point.
The transmission is by limiting the control force against changes in load
sensitive. This increases the automatic control range of the transmission. This attribute
makes the gearbox suitable for other uses, e.g. B. can be the torque
via two V-belt pulleys, which are mounted on a common drive shaft
are transferred to a V-belt pulley of two separate output shafts.
The continuously variable V-belt drive thus also has the property of a differential gear.
Such a gear, possibly also with four belts, is suitable for one
Small vehicles.