DE1127165B - Infinitely variable transmission with traction train running between pairs of conical pulleys and hydraulic control - Google Patents
Infinitely variable transmission with traction train running between pairs of conical pulleys and hydraulic controlInfo
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Description
Stufenlos verstellbares Getriebe mit zwischen Kegelscheibenpaaren . laufendem Zugmittelstrang und hydraulischer Steuerung Es sind stufenlos verstellbare Getriebe mit zwischen zwei Kegelscheibenpaaren laufendem Zugmittelstrang bekannt, bei denen die für die, Kraftübertragung zwischen den Kegelscheiben und dem Zugmittelstrang erforderlichen axialen Anpreßkräfte mit Hilfe mechanischer Anpreßeinrichtungen erzeugt werden. Unter diesen Anpreßeinrichtungen gibt es bevorzugte Konstruktionen, mit denen es möglich ist, axiale Anpreßkräfte zu erzeugen, die einmal vom jeweiligen Drehmoment an der betrachteten Wolle, zum anderen aber auch von der jeweiligen Getriebeübersetzung abhängig sind. Diese Abhängigkeit sowohl von der Drehmomentbelastung als auch von der Übersetzung ist deshalb besonders zweckmäßig, weil es dadurch möglich ist, die axialen Anpreßkräfte immer so zu bemessen, daß sie einerseits ein Durchrutschen des Zugmittelstranges zwischen den Kegelscheiben mit Sicherheit verhindern und andererseits niemals größer sind, als dies für die Kraftübertragung unbedingt erforderlich ist. Getriebe dieser Art weisen im allgemeinen sowohl auf-der treibenden Welle als auch auf der getriebenen Welle gleichartig ausgebildete Anpreßeinrichtungen auf, weil es räufig vorkommt daß bei solchen Getrieben die- Drehmomentenrichtung sich ändert, d. h. die bisher treibende Welle zur getriebenen Welle wird, und umgekehrt.Infinitely variable transmission with between pairs of conical pulleys . running traction train and hydraulic control Infinitely variable transmissions with traction train running between two pairs of conical pulleys are known in which the axial pressure forces required for the power transmission between the conical pulleys and the traction train are generated with the help of mechanical pressure devices. Among these pressing devices there are preferred constructions with which it is possible to generate axial pressing forces which are dependent on the respective torque on the wool in question, but also on the respective gear ratio. This dependence on both the torque load and the translation is particularly useful because it makes it possible to always measure the axial contact pressure so that, on the one hand, they reliably prevent the traction element from slipping through between the conical pulleys and, on the other hand, are never greater than this is absolutely necessary for the power transmission. Gearboxes of this type generally have pressure devices of the same design both on the driving shaft and on the driven shaft, because it often happens that the torque direction changes in such gearboxes, ie. H. the previously driving wave becomes the driven wave, and vice versa.
Auf jeder Getriebewelle ist drehbar, aber gegen axiale Verschiebung durch einen Anschlag gesichert, eine Kegelscheibe angeordnet. Mit dieser Kegelscheibe arbeitet eine zweite Kegelscheibe zusammen, die mit jener drehfest verbunden, ihr gegenüber aber axial verschiebbar angeordnet ist. In der Nabenstimseite der beweglichen Kegelscheibe sind -auf dem Umfang gleichmäßig verteilt mehrere, meist drei Kurvenbahnen eingearbeitet, welche die Form zweier aneinandergesetzter Schraubenflächen entgegengesetzter Steigung und verschiedener sowie. veränderlicher Neigung aufweisen. Auf der gegenüber dem Kegelscheibenpaar frei drehbaren Getriebewelle, ist eine Kurverunuffe drehfest angeordnet, die in ihrer kreisringförmigen Stirnfläche Kurvenbahnen der gleichen Form aufweist. Zwischen den Kurvenbahnen in der Stimfläche der Kegelscheibennabe, und der Kurvenmuffe Regen.Rollkörper, z. B. Kugeln.A conical disk is rotatable on each gear shaft, but secured against axial displacement by a stop. With this conical disk, a second conical disk works together, which is connected to it in a rotationally fixed manner, but is arranged to be axially displaceable with respect to it. Several, usually three cam tracks uniformly distributed around the circumference incorporated, which form the set of two adjacent helical surfaces opposite pitch and various as well as - in the hub end side of the movable conical disc is. have a variable inclination. On the gear shaft, which is freely rotatable with respect to the pair of conical disks, a curve unuffe is non-rotatably arranged, which has curved paths of the same shape in its circular end face. Between the cam tracks in the face of the conical disc hub and the cam sleeve Regen. B. balls.
Wird ein Drehmoment an der getriebenen Welle abgenommen, dann -übertragen die zwischen den Kurvenbahnen liegenden Kugeln das Drehmoment von den Kegelscheiben auf die Welle. Die Kugeln befinden sich dabei in einer durch die jeweilige, übersetzung bedingten Stellung auf den Kurvenbahnen. Gleichzeitig mit der Übertragung des Drehmomentes entstehen aber auch axial wirkende Anpreßkräfte, welche die Kegelscheiben gegen den Zugmittelstrang pressen. Diese Anpreßkräfte sind dem abgenommenen Drehmoment proportional. Ihre absolute Höhe hängt ab, von der aus dem Drehmoment resultierenden Umfangskraft und der Steigung der Kurvenbahnen in dem Punkt, an dem sich die Kugeln gerade befinden. An der treibenden Welle wird in gleicher Weise das eingeleitete Drehmoment auf die Kegelscheiben übertragen und eine axial wirkende Anpreßkraft erzeugt.If a torque is taken from the driven shaft, then -transmitted the balls lying between the cam tracks the torque from the conical disks on the wave. The balls are in one of the respective, translation conditional position on the cam tracks. Simultaneously with the transmission of the torque but there are also axially acting pressure forces which the conical disks against press the traction mechanism. These pressing forces are the removed torque proportional. Its absolute level depends on the one resulting from the torque Circumferential force and the slope of the cam tracks at the point where the balls are are currently located. In the same way, the one introduced on the driving shaft Transfer torque to the conical pulleys and an axially acting contact pressure generated.
Die, Einhaltung einer bestimmten Übersetzung kann bei diesen Getrieben so vorgenommen werden, daß auf jedem Scheibensatz parallel zu der mechanischen Anpreßeinrichtung ein hydraulischer Kraftkolben zwischen Welle und axial beweglicher Kegelscheibe angeordnet ist, dessen Flüssigkeitsdruck von einem mit einer der beweglichen Kegelscheiben verbundenen Steuerschieber gesteuert wird. Die entg cr e gengesetzt gerichteten Schraubenflächen der Kurvenbahnen sind dabei so in ihrer Neigung gewählt, daß jeweils die auf der getriebenen Welle mechanisch erzeugten Anpreßkräfte größer sind als die mechanischen Gegenkräfte der treibenden Welle. Eine7 bestimmte Übersetzung kann also nur gehalten werden, wenn die mechanischen Anpreßkräfte der treibenden Welle durch hydraulische Kräfte unterstützt werden.The maintenance of a certain translation can be made in these transmissions so that a hydraulic power piston is arranged between the shaft and the axially movable conical disc on each disc set parallel to the mechanical pressure device, the fluid pressure of which is controlled by a control slide connected to one of the movable conical discs. The inclination of the oppositely directed helical surfaces of the cam tracks is chosen so that the pressure forces mechanically generated on the driven shaft are greater than the mechanical counterforces of the driving shaft. A certain gear ratio can only be maintained if the mechanical contact pressure of the driving shaft is supported by hydraulic forces.
Zur Wahl einer bestimmten Übersetzung, d. h. einer bestimmten Stellung der axial beweglichen Kegelscheiben, ist der den Steuerschieber mit der egelscheibe verbindende Hebel als Doppelhebel ausgebildet, dessen freies Ende willkürlich einstellbar ist. Ändert sich bei einem mit der geschilderten mechanischen Anpreßeinrichtung ausgestatteten Getriebe die Drehmomentenrichtung unter Beibehaltung der Drehrichtung, wie dies beispielsweise bei einem Fahrzeuggetriebe vorkommt, wenn das Fahrzeug zunächst bergauf # fährt, wobei der Motor über das Getriebe die Treibräder des Fahrzeugs, antreibt, und dann unter Motorbremsung bergab fährt, wobei die Räder des Fahrzeugs über das Getriebe den Motor antreiben, dann müssen sich die Kugeln von dem einen Schraubenflächenpaar der Kurvenbahnen im Augen-blick des Drehmornentenwechsels - abheben und an das andere Schraubenflächenpaar entgegengesetzter Steigung anlegen. Dabei führt jede der beiden Wellen gegenüber dem auf ihr angeordneten Kegelscheibenpaar einen Winkelweg aus, dessen Größe von der jeweiligen übersetzung des Getriebes abhängig ist.To choose a specific translation, i. H. a certain position of the axially movable conical disks, the lever connecting the control slide with the conical disk is designed as a double lever, the free end of which can be adjusted at will. If the gearbox equipped with the mechanical pressure device described changes the direction of torque while maintaining the direction of rotation, as occurs, for example, in a vehicle gearbox when the vehicle first travels uphill #, the engine driving the vehicle's drive wheels via the gearbox, and then under engine braking is driving downhill, wherein the wheels of the vehicle drive the engine through the transmission, then the balls must be of the view a helicoid pair of cam tracks in the eye of the Drehmornentenwechsels - stand out and create opposite to the other coil pair of surfaces slope. Each of the two shafts executes an angular path with respect to the pair of conical disks arranged on it, the size of which depends on the respective gear ratio of the transmission.
Bedingt durch diesen Winkelweg und das Auftreffen der Kugeln auf die Schraubenflächen in ihrem neuen Arbeitspunkt treten dann aber Schlagbeanspruchungen auf, die insbesondere beim Vorhandensein beträchtlicher Drehmassen auf die Getriebeteile eine zerstörende Wirkung ausüben können, abgesehen davon ' daß Auf- und Rückpralleffekte den Kraftschluß zwischen Kegelscheiben und Zugmittelstrang kurzzeitig aufheben können.But then due to this angular travel, and the impact of the balls on the screw surfaces in their new operating occur impact stresses, the considerable especially in the presence rotating masses can exert a destructive effect on the transmission parts, apart from the fact 'that up and rebound effects the frictional connection between the conical disks, and Can lift the traction mechanism for a short time.
Es ist zwar versucht worden, diese Nachteile dadurch herabzumindern, daß die Kurveranuffen axial verschiebbar gemacht wurden, so daß sie während des Umschlagweges mit Hilfe einer Feder den an den Kurvenbahnen abwärts rollenden Kugeln nachgeführt wurden, während sie beim anschließenden Aufwärtsrollen der Kugeln in die neue Stellung mechanisch oder hydraulisch stark gedämpft in ihre Ausgangslage zurückführbar waren. Diese Lösung kann aber die Nachteile, wie sie oben im einzelnen erläutert worden sind, nur mindem, aber nicht beseitigen.Attempts have been made to reduce these disadvantages by that the Kurveranuffen were made axially displaceable so that they during the Umschlagweges with the help of a spring the balls rolling down the curved tracks were tracked, while they were in the subsequent upward rolling of the balls in the new position mechanically or hydraulically strongly damped to its starting position were traceable. However, this solution can have the disadvantages as detailed above have been explained, only to a lesser extent, but not eliminate.
Durch die Erfindung soll bei einem stufenlos verstellbaren Getriebe mit zwischen zwei Kegelscheibenpaaren laufendem Zugmittelstrang, mit mechanischen Anpreßeinrichtungen zur Erzeugung von für die Kraftübertragung zwischen den Kegelscheiben und dem Zugmittelstrang erforderlichen axialen Anpreßkräften in Abhängigkeit von der Drehmomentbelastung an der jeweils getriebenen Welle sowie der Getriebeübersetzung und mit einer hydraulischen Steuereinrichtung zum beliebigen Einstellen der Getriebeübersetzung und einem den Druck der Druckflüssigkeit bestimmenden Steuerschieber, der mit einer der axial beweglichen Kegelscheiben verbunden ist, die Aufgabe gelöst werden, diesen Nachteil der beschriebenen Anpreßeinrichtungen zu vermeiden. Es soll insbesondere dafür gesorgt werden, daß unter Aufrechterhaltung der Vorteile, die diese Anpreßeinrichtungen grundsätzlich haben, während der Drehmomentenumkehr keine Winkelwege zwischen den Kegelscheiben und den Wellen ausgeführt werden müssen, so daß keine Stoßbeanspruchungen auftreten und das Anpreßgesetz zwischen Kegelscheiben und Kette auch beim Drehmomentenwechsel seine volle Gültigkeit behält.The invention is intended for a continuously variable transmission with traction element running between two pairs of conical pulleys, with mechanical Pressing devices for the generation of power transmission between the conical pulleys and the pulling element strand required axial contact pressure as a function of the torque load on the respective driven shaft and the gear ratio and with a hydraulic control device for setting the gear ratio as required and a control slide which determines the pressure of the hydraulic fluid and which is connected to a the axially movable conical pulleys is connected, the task can be solved this To avoid the disadvantage of the pressure devices described. It is meant to be in particular care must be taken that while maintaining the advantages that these pressing devices basically have no angular paths between the during the torque reversal Conical pulleys and the shafts must be designed so that no impact loads occur and the law of pressure between the conical pulleys and chain also when changing the torque retains its full validity.
Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß zwecks wechselweiser Verwendbarkeit beider Wellen als treibende und getriebene Welle sowohl auf dem getriebenen als auch auf dem treibenden Scheibensatz je eine nur einen Steigungssinn aufweisende, drehmomentabhängige mechanische Anpreßeinrichtung und je eine durch den hydraulischen Steuerschieber betätigte, entgegengesetzt zum Steigungssinn der mechanischen Anpreßeinrichtung wirkende hydraulische Drehkolbeneinrichtung angeordnet sind, daß die hydraulische Drehkolbeneinrichtung und die mechanische Anpreßeinrichtung bei jedem Scheibensatz einerseits mit der Getriebewelle und andererseits mit der drehbaren und axial verschiebbaren Kegelscheibe jedes Kegelscheibenpaares verbunden sind, daß das jeweilige Drehmoment beim getriebenen Scheibensatz durch die.mechanische Anpreßemdchtung von den Kegelscheiben auf die Welle und beim treibenden Scheibensatz durch die hydraulische Drehkolbeneinrichtung von der Welle auf die Kegelscheiben übertragen wird und daß beim treibenden Scheibensatz die in der hydraulischen Drehkolbeneinrichtung mittels des Steuerschiebers erzeugte Umfangskraft auf die mechanische Anpreßeinrichtung wirkt und mittels dieser eine axial wirkende Stützkraft hervorruft, die der von der mechanischen Anpreßeinrichtung des getriebenen Scheibensatzes erzeugten Axialkraft über den Zugmittelstrang das Gleichgewicht hält.This is achieved according to the invention in that for the purpose of changing wise usability of both shafts as driving and driven shaft each have a only a pitch sense having torque-dependent mechanical pressing means, and one each operated on both the driven and on the driving pulley set by the hydraulic control slide, opposite to the The hydraulic rotary piston device acting in the direction of incline of the mechanical pressure device is arranged so that the hydraulic rotary piston device and the mechanical pressure device for each pulley set are connected on the one hand to the gear shaft and on the other hand to the rotatable and axially displaceable conical pulley of each conical pulley pair, so that the respective torque in the driven pulley set through the mechanical Transferring contact pressure from the conical disks to the shaft and, in the case of the driving pulley set, from the shaft to the conical disks by the hydraulic rotary piston device and that in the driving pulley set the circumferential force generated in the hydraulic rotary piston device by means of the control slide acts on the mechanical pressure device and by means of this creates an axially acting supporting force which keeps the axial force generated by the mechanical pressure device of the driven pulley set in balance via the traction mechanism.
Während also beim jeweils getriebenen Scheibensatz Drehmomentübertragung und Anpreßkrafterzeugung vom gleichen Organ, der mechanischen Anpreßeinrichtung, vorgenommen werden, dienen beim jeweils treibenden Scheibensatz hierzu zwei verschiedene Organe: die hydraulische Drehkolbeneinrichtung und die mechanische Anpreßeinrichtung für die. Anpreß- oder Stützkrafterzeugung. Die Anordnung der mechanischen Anpreßeinrichtung auf der treibenden Welle ist dabei so, daß die Richtung des Drehmomentes entgegengesetzt der natürlichen Wirkungsrichtung der Kurvenbahrmeigung verläuft. Die in der hydraulischen Drehkolbeneinrichtung wirkende Umfangskraft verhindert ein Abheben der Kugeln von den Kurvenbahnen und wird mittels der die axiale Kegelscheibenbewegung abtastenden Steuerung so hoch bemessen, daß die mit Hilfe der Kurvenbahrmeigung erzeugte axiale Stützkraft der jeweiligen Getriebebelastung angepaßt ist, d. h. daß eine ungewollte Verschiebung der axial beweglichen Kegelscheibe und damit eine ungewollte übersetzungsänderung verhindert wird. Bei einem Wechsel der Drehmornentenrichtung bleiben die Anpreßkugeln in Anlage an den Kurvenbahnen, mit dem einzigen Unterschied, daß die sie zur Anlage zwingende Umfangskraft nicht mehr hydraulisch erzeugt wird, sondern direkt aus dem zu übertragenden Drehmoment herrührt. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist damit gelöst. Soll das Getriebe wahlweise in jeder der beiden Drehrichtungen verwendbar sein, dann sind für jede Drehrichtung in der Anpreßeinrichtung einsinnig ansteigende Kurvenbahnen vorzusehen. Die Dreheinrichtung muß dann ebenfalls in beiden Drehrichtungen Drehmomente wahlweise übertragen können.While torque transmission and contact force generation are carried out by the same element, the mechanical pressing device, for each driven disk set, two different organs are used for this purpose in the case of the respective driving disk set: the hydraulic rotary piston device and the mechanical pressing device for the. Contact pressure or support force generation. The arrangement of the mechanical pressure device on the driving shaft is such that the direction of the torque is opposite to the natural direction of action of the curve bending. The circumferential force acting in the hydraulic rotary piston device prevents the balls from lifting off the cam tracks and is dimensioned so high by means of the control that scans the axial conical disk movement that the axial supporting force generated with the help of the curve bending is adapted to the respective gear load, i.e. H. that an unintentional displacement of the axially movable conical pulley and thus an unintentional change in gear ratio is prevented. When the torque direction changes, the pressure balls remain in contact with the cam tracks, with the only difference that the circumferential force that forces them to contact is no longer generated hydraulically, but comes directly from the torque to be transmitted. The object on which the invention is based is thus achieved. If the transmission is to be used optionally in either of the two directions of rotation, then cam tracks that rise in one direction are to be provided in the pressing device for each direction of rotation. The rotating device must then also be able to optionally transmit torques in both directions of rotation.
Für die Ausbildung der hydraulischen Drehkolbeneinrichtung hat sich eine Reihe von Ausführungsformen bewährt. So kann sie als Flügelkolben ausgebildet sein, der aus einer Anzahl von über den Umfang der Getriebewelle verteilten, radial auf der Getriebewelle angeordneten Wänden und einem die Wände umschließenden Gehäuse besteht, das relativ zur Getriebewelle drehbar, aber axial festgelegt und mit der axial beweglichen Kegelscheibe drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist und eine der Anzahl der Wände entsprechende Anzahl von radial nach innen gerichteten Trennwänden aufweist, die, mit den Wänden auf der Getriebewelle Druckkammern bilden, denen das Druckmittel vom Steuerschieber aus durch Längs- und Radialbohrungen in der Getriebewelle. zuführbar ist. Der in diesen Druckkammem herrschende Druck des Druckmittels erzeugt somit ein reines Drehmoment, das vom Gehäuse des Drehkolbens aus unmittelbar auf die axial verschiebbare Kegelsche,ibe übertragen wird. Deswegen ist auch die Verbindung zwischen dieser Kegelscheibe und dem Gehäuse des Drehkolbens so ausgebildet, daß beide zwar drehfest miteinander verbunden sind, sich aber in axialer Richtung gegenseitig verschieben können. Die axialen Stützkräfte der Antriebsseite werden in diesem Falle, wie beschrieben, ausschließlich über die mechanischen Anpreßeinrichtungen erzeugt.For the training of the hydraulic rotary piston device has a number of embodiments have proven successful. So it can be designed as a wing piston be that of a number of distributed over the circumference of the gear shaft, radial arranged on the transmission shaft walls and a housing enclosing the walls exists, which is rotatable relative to the transmission shaft, but axially fixed and with the axially movable conical disc rotatably, but axially displaceable is connected and a number corresponding to the number of walls from radially to has inwardly directed partitions, which, with the walls on the transmission shaft Form pressure chambers to which the pressure medium from the control slide through longitudinal and Radial bores in the gear shaft. is feedable. The one prevailing in these pressure chambers Pressure of the pressure medium thus generates a pure torque that is released from the housing of the The rotary piston is transferred directly to the axially displaceable conical disk will. That is why there is also the connection between this conical disk and the housing of the rotary piston designed so that both are non-rotatably connected to one another, but can move each other in the axial direction. The axial support forces the drive side are in this case, as described, exclusively via the mechanical pressing devices generated.
Zur Entlastung der Anpreßeinrichtung auf der jeweils treibenden Welle von diesen axial wirkenden Stützkräften hat es sich bewährt, das Gehäuse des Drehkolbens mit einem mit der axial beweglichen Kegelscheibe verbundenen Zylinder zu umgeben, der längsverschiebbar, aber drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, wobei dem so aus Gehäuse und Zy- linder gebildeten Druckraum das den Druckkammern des Drehkolbens zugeleitete Druckmittel durch eine Bohrung zuführbar ist, wodurch das Druckmittel auch eine Axialkraft auf die bewegliche Kegelscheibe ausübt und damit die Anpreßeinrichtung bei der Erzeugung der Stützkräfte unterstützt.To relieve the pressure device on the respective driving shaft from these axially acting supporting forces, it has proven useful to surround the housing of the rotary piston with a cylinder connected to the axially movable conical disk, which is longitudinally displaceable but non-rotatably connected to the housing Housing and cylinder formed pressure chamber, the pressure medium fed to the pressure chambers of the rotary piston can be fed through a bore, whereby the pressure medium also exerts an axial force on the movable conical disk and thus supports the pressing device in generating the supporting forces.
Eine besonders zweckmäßige konstruktive Lösung für die Ausbildung der Drehkolbeneinrichtung ergibt sich dadurch, daß sie aus einem mit der Getriebewelle verbundenen Steilgewinde und einem mit diesem ini Eingriff stehenden, gegenüber der Getriebewelle drehbaren und längsverschiebbaren Gewindegehäuse besteht, das mit der Getriebewelle einen abgeschlossenen Zylinderrauin für die durch Längs- und Querbohrungen der Getriebewelle zugeführte Druckflüssigkeit bildet und das mit der axial verschiebbaren Kegelscheibe drehfest, aber axial verschiebbar verbunden ist. Auch in diesem Falle kann man die Anordnung so treffen, daß das Gewindegehäuse von einem mit der axial beweglichen Kegelscheibe verbundenen Zylinder umgeben ist, der längsverschiebbar, aber drehfest mit dem Gewindegehäuse verbunden ist, und daß zwischen dem durch Zylinder und Gewindegehäuse gebildeten Druckrauin und dem Zy- linderraum eine Verbindung für den Durchtritt des Druckmittels besteht wodurch dieses entsprechend seinem Druck eine mehr oder weniger große Axialkraft auf die bewegliche Kegelscheibe ausübt. Hier wird also insbesondere die auf der treibenden Welle angeordnete Anpreßeinrichtung teilweise von der Erzeugung der axialen Stützkräfte entlastet.A particularly expedient constructive solution for the design of the rotary piston device results from the fact that it consists of a coarse thread connected to the gear shaft and a threaded housing which engages with the gear shaft and is rotatable and longitudinally displaceable with respect to the gear shaft and which, with the gear shaft, forms a closed cylinder roughness for the through Hydraulic fluid supplied to the transmission shaft forms longitudinal and transverse bores and which is connected to the axially displaceable conical disk in a rotationally fixed but axially displaceable manner. In this case, too, the arrangement can be made so that the threaded housing is surrounded by a cylinder connected to the axially movable conical disk, which is longitudinally displaceable but non-rotatably connected to the threaded housing, and that between the pressure roughness formed by the cylinder and threaded housing and the Zy - there is a connection for the passage of the pressure medium, whereby this exerts a more or less large axial force on the movable conical disk according to its pressure. Here, in particular, the pressure device arranged on the driving shaft is partially relieved of the generation of the axial supporting forces.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandos dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 in schematischer Darstellung als Teillängsschnitt eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1, Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt eines Scheibensatzes für eine zweite Ausführungsforin und -Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden teilweisen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform.In the drawing, embodiments are shown of the Erfindungsgegenstandos, namely Fig. 1 shows a schematic representation of a partial longitudinal section of a first embodiment of the transmission according to the invention, Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1, Fig. 3 is a partial longitudinal section of a Disc set for a second execution form and fig. 4 shows a partial longitudinal section corresponding to FIG. 3 through a third embodiment.
Die drei Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 sowie 3 und 4 unterscheiden sich lediglich durch die konstruktive Gestaltung des Drehkolbens. Deshalb werden in allen Figuren für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen verwendet. Die Ausführungsbeispiele nach den Fig. 3 und 4 sind im Zusammenhang mit Fig. 1 zu verstehen.The three embodiments according to FIGS. 1 and 2 as well as 3 and 4 differ only in the structural design of the rotary piston. The same reference symbols are therefore used in all figures for the same parts. The embodiments according to FIGS. 3 and 4 are to be understood in conjunction with FIG. 1,.
Das in Fig. 1 im schematischen Teillängsschnitt dargestellte stufenlos verstellbare Getriebe besteht aus zwei untereinander gleichen Scheibensätzen, die in einem in der Zeichnung nicht dargestellten Getriegehäuse drehbar gelagert sind. Der eine Scheibensatz wird von einer Getriebewelle 1 getragen, der zweite, gleichartig ausgebildete, von einer Getriebewelle 2. Auf den Getriebewellen 1 und 2 sindK--gelscheiben 3, 4 und 5, 6 angeordnet. Die Kegelscheiben 4 und 6 sind auf den Getriebewellen 1 und 2 drehbar und axial verschiebbar gelagert. Die Kegelscheiben 3 und 5 sind auf den Naben der Kegelscheiben 4 und 6 gelagert und drehfest mit- den Kegelscheiben 4 und 6 verbunden. Die Kegelscheiben 3 und 5 sind über Längskugellager 7 und 8 gegen je einen Wellenbund 9 und 10 abgestützt, so daß sie in axialer Richtung nicht ausweichen können. Zwischen den Keaelscheibenpaaren 3, 4 und 5, 6 auf den Getriebewellen 1 und 2 ist als übertragungsorgan ein als Gliederkette 11 ausgebildeter endloserZugmittelstrangvorgesehen. Man kann in bekannter Weise die übersetzung eines solchen Getriebes stufenlos ändern, wenn man den axialen Abstand zwischen den Kegelscheiben 3, 4 verkleinert und gleichzeitig den axialen Abstand zwischen den Kegelscheiben 5, 6 vergrößert, so daß die Kette zwischen den Kegelscheiben 3, 4 auf einem größeren und zwischen den Kegelscheiben 5, 6 auf einem kleineren Radius läuft, und umgekehrt.The continuously adjustable transmission shown in a schematic partial longitudinal section in FIG. 1 consists of two sets of disks which are identical to one another and which are rotatably mounted in a gear housing not shown in the drawing. One set of disks is carried by a gear shaft 1 , the second, similarly designed, by a gear shaft 2. Tapered disks 3, 4 and 5, 6 are arranged on the gear shafts 1 and 2. The conical disks 4 and 6 are rotatably and axially displaceably mounted on the gear shafts 1 and 2. The conical disks 3 and 5 are mounted on the hubs of the conical disks 4 and 6 and are non-rotatably connected to the conical disks 4 and 6 . The conical discs 3 and 5 are supported on the longitudinal ball bearing 7 and 8 against each a shaft collar 9 and 10 so that they can not escape in the axial direction. Between the pairs of Keael disks 3, 4 and 5, 6 on the gear shafts 1 and 2, an endless traction means train designed as a link chain 11 is provided as a transmission element. You can change the translation of such a gear in a known manner, if you reduce the axial distance between the conical disks 3, 4 and at the same time increase the axial distance between the conical disks 5, 6 , so that the chain between the conical disks 3, 4 on a larger and between the conical disks 5, 6 runs on a smaller radius, and vice versa.
In den Stimflächen 12 und 13 der axial beweglichen Kegelscheiben 4 und 6 sind Kurvenbahnen 14 und 15 angeordnet, deren funktionswichtige Flächen die Form von Schraubenflächen einsinniger, aber veränderlicher Steigung aufweisen. Gleichartig gestaltete Schraubenflächen 16 und 17 sind in die Stimflächen von mit den Getriebewellen. 1 bzw. 2 fest verbundenen Kurvemnuffen 18 und 19 eingearbeitet. Zwischen den einander gegenüberliegenden Kurvenbahnen 14 und 16 einerseits und 15 und 17 andererseits liegen Kugeln 20 bzw. 21, die von je einem Kugelkäfig 22 bzw. 23 gehalten sind. Im dargestellten Ausführungsbeispiel finden sich auf dem Umfang der Stirnflächen von Kegelscheiben und Kurvenmuffen gleichmäßig verteilt je drei solcher Kurvenbahnen und dementsprechend auch drei Kugeln. Das dargestellte Getriebe ist nur für eine Drehrichtung vorgesehen, weshalb die Schraubenflächen 14/16 und 15/17 nur in der einen Richtung ansteigen.In the end faces 12 and 13 of the axially movable conical disks 4 and 6 , cam tracks 14 and 15 are arranged, the functionally important surfaces of which have the shape of helical surfaces with a unidirectional but variable gradient. Helical surfaces 16 and 17 of similar design are in the end surfaces of the gear shafts. 1 or 2 firmly connected curve sleeves 18 and 19 incorporated. Between the opposing curved tracks 14 and 16 on the one hand and 15 and 17 on the other hand there are balls 20 and 21, which are each held by a ball cage 22 and 23 , respectively. In the illustrated embodiment, the end faces of tapered discs and sleeves curve can be found on the periphery evenly distributed three such cam tracks and, accordingly, three balls. The gear shown is only intended for one direction of rotation, which is why the screw surfaces 14/16 and 15/17 only increase in one direction.
Auf den Getriebewellen 1 und 2 sind außerdem je ein Flügelkolben 24 und 25 vorgesehen. Diese Flügelkolbeii haben, wie Fig. 2 deutlich zeigt, drei fest mit der Getriebewelle 1 bzw. 2 verbundene radial stehende Wände 26 bzw. 27. Sie sind von einem die Getriebewelle und die Wände 26 bzw. 27 umfassenden Gehäuse 28 bzw. 29 umgeben, das diese Wände dicht umschließt und seinerseits radial nach innen gerichtete Wände 30 bzw. 31 aufweist, die mit den Wänden 26 bzw. 27 Druckkammern 32 bzw. 33 für die Druckflüssigkeit bilden, die durch Längsbohrungen 34 bzw. 35 und Radialbohrungen 36 bzw. 37 in die Druckkammern eingeleitet wird. Aus der Darstellung ist ersichtlich, daß der Druck der Druckflüssigkeit in den Druckkammem 32 ein Drehmoment im Sinne des eingezeichneten Pfeiles Mi auf das Gehäuse zum Flügelkolben24 auf der Getriebewellel ausübt. Die Größe dieses Drehmomentes hängt bei gegebenen Abmessungen nur von der Größe des Flüssigkeitsdruckes ab.A wing piston 24 and 25 are also provided on each of the transmission shafts 1 and 2. This Flügelkolbeii have, as Fig. 2 shows clearly three fixed to the transmission shaft 1 and 2 respectively associated radial walls 26 and 27. They are 28 and 29 surrounded by the transmission shaft and the walls 26 and 27, comprising housing, which tightly encloses these walls and in turn has radially inwardly directed walls 30 and 31 which, with the walls 26 and 27, form pressure chambers 32 and 33 for the pressure fluid, which through longitudinal bores 34 and 35 and radial bores 36 and 37 in the pressure chambers is initiated. It can be seen from the illustration that the pressure of the pressure fluid in the pressure chambers 32 exerts a torque in the direction of the arrow Mi on the housing to the vane piston 24 on the gear shaft. For given dimensions, the size of this torque depends only on the size of the fluid pressure.
Das Gehäuse 28 zum Flügelkolben 24 auf der Getriebewelle 1 und ebenso das Gehäuse 29 zum Flügelkolben 25 auf der Getriebewelle 2 ist drehfest mit der axial beweglichen Scheibe4 bzw. 6 durch eine Verbindungsmuffe 38 bzw. 39 verbunden, die aber gegenüber dem Gehäuse 28 bzw. 29 längsverschiebbar ist, während die Gehäuse zum Flügelkolben auf den Getriebewellen 1 bzw. 2 gegen axiale Verschiebung gesichert gelagert sind, was in Fig. 1 nur schematisch dargestellt ist.The housing 28 to the vane piston 24 on the gear shaft 1 and also the housing 29 to the vane piston 25 on the gear shaft 2 are connected in a rotationally fixed manner to the axially movable disc 4 or 6 by a connecting sleeve 38 or 39 , which is opposite the housing 28 or 29 Is longitudinally displaceable, while the housing for the vane piston on the transmission shafts 1 and 2 are mounted secured against axial displacement, which is only shown schematically in Fig. 1.
-Die hydraulische Steuerung dieses Getriebes besteht aus einer Zahnradpumpe 40, welche Druckflüssigkeit, z. B. öl, aus einem Vorratsbehälter 41, der zugleich der ölsumpf des stufenlos verstellbaren Getriebes sein kann, - ansaugt und einem Steuerschieber 42 zuleitet. In der Zuleitung ist ein überdruckventil eingebaut, um den maximalen Förderdruck der Zahnradpumpe 40 begrenzen zu können. Etwaige überschußmengen fließen dann über die Rücklaufleitung 43 in den Ölsumpf zurück. Der Steuerschieber- 42 besteht aus einem zylindrischen Gehäuse 44, in dem längsverschiebbar eine Kolbenstange 45 mit vier Kolben 46a bis 46d längsverschiebbar gelagert ist. Diese vier Kolben bilden drei Zylinderräume. Dem mittleren Zylinderraum 47 zwischen den Kolben 46 b und 46c wird das von der Pumpe gelieferte Drucköl zugeleitet. In der Mittelstellung der Kolbenstange sind die beiden 1%'-olben46b und 46c von je einer Ringnut im Steuerzylinder44 umgeben, die-geringfügig breiter ist als die Breite dieser Kolben. De-shalb kann in der Mittelstellung der Kolbenstange 45 das in den mittleren Zylinderraum eintretende Drucköl durch die beiderseits der Kolben 46 b und 46 c verbleibende Pingspalte in die Ringnuten 48 und 49 treten und von da aus in die beiden seitlichen Zy- linderräume 50 und 51 strömen. Von diesen beiden Zylinderräumen kann das öl in den Ölsumpf 41 über die Leitungen 52 und 53 zurückströmen. In der Rücklaufleitung ist ein einstellbares überdruckventil 54 eingeschaltet, das im allgemeinen auf einen sehr kleinen öffnungsdruck eingestellt ist.-The hydraulic control of this transmission consists of a gear pump 40, which pressure fluid, z. B. oil, from a reservoir 41, which can also be the oil sump of the continuously variable transmission, - sucks and a control slide 42 feeds. A pressure relief valve is installed in the supply line in order to be able to limit the maximum delivery pressure of the gear pump 40. Any excess quantities then flow back into the oil sump via the return line 43. The control slide 42 consists of a cylindrical housing 44 in which a piston rod 45 with four pistons 46a to 46d is mounted so as to be longitudinally displaceable. These four pistons form three cylinder spaces. The pressure oil supplied by the pump is fed to the central cylinder space 47 between the pistons 46b and 46c. In the middle position of the piston rod, the two 1% 'pistons46b and 46c are each surrounded by an annular groove in the control cylinder44, which is slightly wider than the width of these pistons. Therefore, in the middle position of the piston rod 45, the pressure oil entering the central cylinder space can pass through the ping gaps remaining on both sides of the pistons 46b and 46c into the annular grooves 48 and 49 and from there into the two lateral cylinder spaces 50 and 51 stream. The oil can flow back from these two cylinder chambers into the oil sump 41 via the lines 52 and 53. In the return line, an adjustable pressure relief valve 54 is switched on, which is generally set to a very low opening pressure.
Von den beiden Ringnuten 48 und 49 führen je eine Leitung 55 und 56 zu den Wellenbohrungen 34/36 bzw. 35/37 und damit in die Druckkanrrnern 32 bzw. 33 der Flügelkolben. In der Mittelstellung der Kolbenstange 45 wird der Druck in -den Druckkammern 32 und 33 durch die Einstellung des Überdruckventils 54 bestimmt.A line 55 and 56 each lead from the two annular grooves 48 and 49 to the shaft bores 34/36 and 35/37 and thus into the pressure channels 32 and 33 of the vane pistons. In the center position of the piston rod 45 is the pressure in - the pressure chambers 32 and 33 determined by the setting of the relief valve 54th
- Die Kolbenstange 45 ist an einem xWeiarmigen Hebel 60 angelenkt, dessen eines Ende 61 zur Betätigung von außen vorgesehen ist, z. B. durch Hand oder eine Servosteuerung, während das andere- Ende 62 in eine Ringnut 63 am Umfang der axial beweglichen Kegelscheibe 6 eingreifL Die Wirkungsweise des beschriebenen Getriebes ist folgende: Es sei angenommen, das Getriebe befinde i sich in der in der Zeichnung Fig. 1 dargestellten Stellung, wobei es etwa in der Übersetzungsstellung 1: 1 steht, und die Kolbenstange 45 befinde sich in der Mittellage. Es sei weiterhin angenommen, das Getriebe werde an seiner Welle 1 in Richtung des Pfeiles n. angetrieben, z. B. von einem Motor. Dann wirkt an dieser treibenden Welle 1 ein Drehmoment in Richtung des Pfeiles M,. Die getriebene Welle 2 wird in Richtung des Pfeiles n2 gedreht, und es sei angenommen, daß diese getriebene Welle irgendeine Maschine antreibe, die zu ihrem Antrieb ein bestimmtes Drehmoment benötige, das nun auf die Getriebewelle 2 im Sinne des Pfeiles M, wirkt. - The piston rod 45 is hinged to a xWeiarmigen lever 60 , one end 61 of which is provided for external actuation, e.g. B. by hand or a servo control, while the other end 62 engages in an annular groove 63 on the circumference of the axially movable conical disk 6 . 1 position shown, whereby it is approximately in the translation position 1: 1 , and the piston rod 45 is in the central position. It is also assumed that the transmission is driven on its shaft 1 in the direction of arrow n. B. from an engine. A torque then acts on this driving shaft 1 in the direction of arrow M 1. The driven shaft 2 is rotated in the direction of the arrow n2, and it is assumed that this driven shaft drives any machine which requires a certain torque to drive it, which now acts on the gear shaft 2 in the direction of the arrow M.
Beim übertragen eines Drehmomentes vom Kegelscheibenpaar 5, 6 auf die getriebene Welle 2 wird an den Kurvenbahnen 15, 17 eine, Umfangskraft wirksam, die eine dem Drehmoment proportionale und der jeweiligen Neigung der Schraubenflächen entsprechende Anpreßkraft von den Kegelscheiben auf die Kette 11 ausübt. Dadurch wandert die Kette 11 ein wenig radial nach außen. Dies hat zur Folge, daß die Kette 11 zwischen die Kegelscheiben 3, 4 auf der Getriebewelle. 1 tiefer eindringt. Die axial bewegliche Kegelscheibe 6 wird in axialer Richtung auf die feststehende Kegelscheibe 5 zu bewegt. Diese axiale Ausweichbewegung der Kegelscheibe 6 auf der Getriebe# welle 2 erzeugt über den zweiarmigen Hebel 60, der mit seinem Ende 62 mit ihr verbunden ist, eine Verschiebung der Kolbenstange 45 im Steuerzylinder 44 in der Zeichnung nach links.When a torque is transmitted from the pair of conical disks 5, 6 to the driven shaft 2, a circumferential force is effective on the cam tracks 15, 17 , which exerts a pressure on the chain 11 from the conical disks that is proportional to the torque and the respective inclination of the helical surfaces. As a result, the chain 11 moves a little radially outward. This has the consequence that the chain 11 between the conical disks 3, 4 on the gear shaft. 1 penetrates deeper. The axially movable conical disk 6 is moved in the axial direction towards the stationary conical disk 5 . This axial evasive movement of the conical disk 6 on the gear shaft 2 generates a displacement of the piston rod 45 in the control cylinder 44 to the left in the drawing via the two-armed lever 60, which is connected to it at its end 62.
Es sei hier angemerkt daß die beschriebenen Bewegungen der einzelnen Teile gegeneinander nur außerordentlich geringfügig sind und praktisch keine übersetzungsänderung des Getriebes herbeiführen. Wird nämlich die Kolbenstange 45 auch nur z. B. 1/io mm nach links verschoben, dann wird dem in dem mittleren Zylinderraum 47 des Steuerschiebers 42 eintretenden Drucköl der Zutritt zur Ringnut 49 versperrt, während- gleichzeitig dem Drucköl der Zutritt zur Ringnut 48 weiter geöffnet, dafür aber der übertritt in den Zylinderraum 50 durch Verengung des Durchtrittsringspaltes verwehrt wird. Die Folge davon ist, daß in der von der Ringnut 49 ausgehenden Leitung 56 zum Flügelkolben auf der getriebenen Welle 2 nur ein geringer Druck herrscht, der im wesentlichen durch die Einstellung des Überdruckventils 54 bestimmt ist. In der von der Ringnut 48 ausgehenden Leitung 55 zum Flügelkolben 24 auf der Getriebewelle 1 aber herrscht ein wesentlich erhöhter Druck. Dieser Druck wird auch in den Druckkammern 32 des Flügelkolbens wirksam, und zwar in der Form, daß er auf die Wände 26 dem Diehmoment M, entgegengerichtete und auf die Wände 30 in der Drehmomentenrichtung von M., wükende Kräfte auslöst. Der Flüssigkeitsdruck ist dabei so hoch bemessen, daß das im Sinn M, wirkende Drehmoment größer ist als das Motormoment. Somit wird über die Verbindungsmuffe 38 ein überschußdrehmoment an die Kegelscheibe 4 abgegeben. Unter der Wirkung dieses überschußdrehmomentes will das Kegelscheibenpaar 3, 4 der Getriebewelle 1 vorauseilen, was wiederum bewirkt, daß die Kugeln 20 in der Anpreßeinrichtung auf der Getriebe-welle 1 an den Kurvenbahnen 14 und 16 aufwärts laufen. Dadurch entsteht eine axiale Anpreßkraft, die eine Verschiebung der axial beweglichen Kegelscheibe 4 in Richtung auf die feststehende Kegelscheibe 3 zu verursacht. Dieser Bewegung bietet aber die zwischen den Kegelscheiben 3 und 4 laufende Kette 11- Einhalt, die ja bereits unter der Wirkung der axialen Anpreßkraft -an der Getriebewelle 2 tiefer zwischen die Kegelscheiben 3 und 4 eindringen will und eine der von den Kugeln 20 erzeugten axialen Anpreßkraft entgegenwirkende Spreizkraft auf die Kegelscheiben 3 und 4 ausübt. Das an der Kegelscheibe 4 wirkende überschußdrehmoment fließt über die Kurvenbahn 16 der Kurverunuffe 18 wieder in die Welle zurück, so daß Drehmomentengleichgewicht eintritt.It should be noted here that the movements of the individual parts against each other described are only extremely slight and practically do not bring about any change in the gear ratio. Namely, if the piston rod 45 is only z. B. 1 / io mm to the left, then the access to the annular groove 49 is blocked for the pressure oil entering the central cylinder space 47 of the control slide 42, while at the same time access to the annular groove 48 is opened further for the pressure oil, but it passes into the cylinder space 50 is prevented by narrowing the penetration ring gap. The result of this is that there is only a low pressure in the line 56 to the vane piston extending from the annular groove 49 on the driven shaft 2, which pressure is essentially determined by the setting of the pressure relief valve 54. In the line 55 leading from the annular groove 48 to the vane piston 24 on the transmission shaft 1, however, there is a significantly increased pressure. This pressure is also effective in the pressure chambers 32 of the wing piston, in the form that it triggers forces acting on the walls 26 in the opposite direction to the torque M and on the walls 30 in the torque direction of M. The fluid pressure is dimensioned so high that the torque acting in the sense M i is greater than the engine torque. An excess torque is thus delivered to the conical pulley 4 via the connecting sleeve 38. Under the effect of this excess torque, the conical pulley pair 3, 4 wants to run ahead of the gear shaft 1 , which in turn causes the balls 20 in the pressure device on the gear shaft 1 to run up the cam tracks 14 and 16 . This creates an axial contact pressure which causes the axially movable conical pulley 4 to be displaced in the direction of the stationary conical pulley 3 . But this movement has ongoing between the sheaves 3 and 4 chain 11- stop that yes wants already under the effect of axial contact force of the transmission shaft 2 -an deeper between the sheaves 3 and 4 penetrate and axial pressures generated by the balls 20 counteracting expansion force exerts on the conical pulleys 3 and 4. The excess torque acting on the conical disk 4 flows back into the shaft via the cam track 16 of the curve unuffe 18, so that torque equilibrium occurs.
Das Drehmoment kann in der gezeigten Pfeihichtung von der Getriebewelle 1 auf mechanischem Wege allein nicht in die Kegelscheibe 4 geleitet werden, weil dabei ja die Kugeln an den Kurvenbahnen herablaufen würden, womit die mechanische Verbindung gelöst würde.In the direction of arrow shown, the torque cannot be fed mechanically from the gear shaft 1 into the conical disk 4 because the balls would run down the cam tracks, which would release the mechanical connection.
Es stellt sich also zwischen der auf die Kegelscheibe 6 wirkenden axialen Anpreßkraft, welche von der mechanischen Anpreßeinrichtung 19/21/13 auf der Getriebewelle 2 erzeugt wird, und der in der Anpreßeinrichtung 12/20/18 auf der Getriebewelle 1 erzeugten, auf die Kegelscheibe 4 wirkenden axialen Stützkraft über die Kette 11 ein Gleichgewichtszustand ein, der durch außerordentlich geringfügige axiale Verschiebungen der beweglichen Kegelscheibe 6 über die hydraulische Steuerung aufrechterhalten wird. Auf der treibenden Seite wird das eingeleitete Drehmoment M, in voller Höhe durch die in den Druckkammern 32 des Flügelkolbens wirkende hy- draulische Kraft unmittelbar auf die Kegelscheiben 3,4 übertragen. Die Anpreßeinrichtung auf der Getriebewelle 1 hat lediglich die Aufgabe, eine axiale Stützkraft zu erzeugen, welche der von der Kette 11 auf die Scheibe 4 ausgeübten Spreizkraft das Gleichgewicht und damit die Scheibe 4 in ihrer für die gewählte Übersetzung erforderlichen axialen Lage hält.Therefore arises between the forces acting on the cone pulley 6 axial pressing force, which is generated by the mechanical pressing device 19/21/13 on the transmission shaft 2, and produced in the pressing device 20/12/18 on the transmission shaft 1, the conical disk 4 acting axial support force via the chain 11 a state of equilibrium, which is maintained by extremely slight axial displacements of the movable conical pulley 6 via the hydraulic control. On the driving side, the introduced torque M, is transmitted in full to the conical disks 3, 4 by the hydraulic force acting in the pressure chambers 32 of the vane piston. The pressing device on the gear shaft 1 only has the task of generating an axial supporting force which keeps the expansion force exerted by the chain 11 on the disk 4 in balance and thus keeps the disk 4 in its axial position required for the selected translation.
Der Flügelkolben auf der Getriebewelle 2 ist hydraulisch entlastet, wenn auch in dessen Druckkammern wegen des überdruckventils 54 ein geringer Restdruck vorhanden ist. Das von der angetriebenen Maschine auf die Getriebe-wolle 2 wirkende Drehmoment M2 wird über die Anpreßeinrichtung 19/21/13 auf die X egelscheiben 5, 6 übertragen, wobei gleichzeitig eine axiale Anpreßkraft entsteht, durch die die Kegelscheiben 5 und 6 gegen die Kette 11 gepreßt werden. Die Größe dieser axialen Anpreßkraft wird bestimmt durch das an der Getriebewelle 2 wirkende, Drehmoment M2 und außerdem vom örtlichen Neigungswinkel der Kurvenbahnen 15 und 17, an denen die Kugeln 21 in diesem Augenblick liegen. Dieser Arbeitspunkt der Kugeln wiederum bestimmt die Lage der Kette 11 zwischen den Scheiben 5,6 und 3,4 und damit das übersetzungsverhältnis. Die Anpreßkraft ist also auch von der jeweils eingestellten übersetzung abhängig.The vane piston on the transmission shaft 2 is hydraulically relieved, even if there is a small residual pressure in its pressure chambers because of the pressure relief valve 54. The torque M2 acting by the driven machine on the gear wool 2 is transmitted to the X gel disks 5, 6 via the pressure device 19/21/13, whereby an axial pressure force is created at the same time, through which the conical disks 5 and 6 against the chain 11 be pressed. The size of this axial pressing force is determined by the torque M2 acting on the gear shaft 2 and also by the local angle of inclination of the cam tracks 15 and 17 on which the balls 21 are at this moment. This working point of the balls in turn determines the position of the chain 11 between the disks 5, 6 and 3, 4 and thus the transmission ratio. The contact pressure is therefore also dependent on the ratio set in each case.
Es sei nun nur angenommen, das an der getriebenen Welle 2 wirkende Drehmoment M2 vergrößere sich plötzlich, beispielsweise auf den doppelten Betrag, dann wird auch die axiale Anpreßkraft doppelt so groß, und die, Kette 11 versucht unter der Wirkung diesergrößerenaxialenAnpressungzwischendenScheiben 5, 6 nach außen zu wandern. Die Folge ist eine Verschiebung der axial beweglichen Kegelscheibe 6 nach links, wodurch im Flügelkolben 24 sofort ein steiler Druckanstieg entsteht, weil ja auch die Kolbenstange 45 mit nach links bewegt wird. Es wirkt also auf die Kegelscheibe 4 ein wesentlich höheres Drehmoment, welches dafür sorgt, daß die Kegelscheibe 4 der Getriebewelle 1 und damit der K-urvenmuffe 18 vorauseiJ.en will. Dies hat zur Folge, daß die Kugeln 20 die Tendenz haben, aufwärts zu laufen, wodurch aber die Kegelscheibe 4 entsprechend der erhöhten Spreizkraft der Kette mit großer Kraft auf die Scheibe 3 zu angepreßt, d. h. abgestützt wird. Es genügt hierzu eine außerordentlich geringe Verschiebung der Kegelscheibe 6 in der Zeichnung nach links, um wieder Gleichgewicht zwischen der doppelt so hohen Anpressung an der getriebenen Welle 2 und dem erhöhten Drehmomentbedarf an der treibenden Welle 1 herzustellen, wobei sich die Übersetzung des Getriebes praktisch überhaupt nicht ändert. Gleiches gilt natürlich auch bei Verminderung des Drehmomentenbe,darfs an der Getriebewelle 2. It is now only assumed that the torque M2 acting on the driven shaft 2 suddenly increases, for example to double the amount, then the axial contact force is also twice as great, and the chain 11 tries to move outwards under the effect of this greater axial contact pressure between the disks 5, 6 to hike. The result is a shift of the axially movable conical disk 6 to the left, which immediately results in a steep pressure increase in the vane piston 24 because the piston rod 45 is also moved to the left. A significantly higher torque acts on the conical pulley 4, which ensures that the conical pulley 4 wants to lead the gear shaft 1 and thus the K-curve sleeve 18. The consequence of this is that the balls 20 have the tendency to run upwards, but as a result of which the conical pulley 4 is pressed against the pulley 3 with great force in accordance with the increased spreading force of the chain, ie. H. is supported. It is sufficient for this to be an extremely small shift of the conical disk 6 to the left in the drawing to restore balance between the double pressure on the driven shaft 2 and the increased torque requirement on the driving shaft 1 , with the transmission of the transmission practically not changing at all changes. The same applies, of course, to a reduction in the torque requirement on the gear shaft 2.
Eine willkürliche Übersetzungsänderung läßt sich durch Betätigung des Endes 61 des zweiarmigen Hebels 60 herbeiführen. Bewegt man das Ende 61 in der Zeichnung z. B. nach links, dann erzeugt man im Flügelkolben 24 auf der Getriebewelle 1 einen höheren Druck, was zur Folge hat, daß die axial bewegliche Kegelscheibe 4 mit größerem Drehmoment angetrieben wird, der Getriebewelle vorauseilt und deshalb von der Anpreßeinrichtung (Hochlaufen der Kugeln 20) mit größerer Kraft als bisher in der Zeichnung nach rechts gepreßt wird mit der Folge, daß die Kette zwischen den Kegelscheiben 3, 4 auf der treibenden Welle einen größe ren Laufradius einnimmt, während sie zwischen die Kegelscheiben 5, 6 tiefer eindringt. Durch die axiale Bewegung der Kegelscheibe 6 nach rechts wird auch der Steuerschieber wieder in seine Normallage zurückgeführt, so daß sich bei einer neuen Übersetzung ein neuer Gleichgewichtszustand zwischen der Anpreßkraft an der GetriebeweRe 2 und der Stützkraft an der Getriebewelle 1 einspielt. Gleiches gilt selbstverständlich für eine willkürliche Übersetzungsänderung in der anderen Richtung.An arbitrary change in the gear ratio can be brought about by actuating the end 61 of the two-armed lever 60. Moving the end 61 in the drawing z. B. to the left, then a higher pressure is generated in the vane piston 24 on the gear shaft 1 , which has the consequence that the axially movable conical pulley 4 is driven with greater torque, leads the gear shaft and therefore from the pressing device (running up of the balls 20) with greater force than before in the drawing is pressed to the right with the result that the chain between the conical disks 3, 4 on the driving shaft occupies a larger running radius while it penetrates between the conical disks 5, 6 deeper. The axial movement of the conical pulley 6 to the right also returns the control slide to its normal position, so that a new state of equilibrium between the contact pressure on the gearbox 2 and the supporting force on the gearbox shaft 1 is achieved with a new gear ratio. The same applies, of course, to an arbitrary change in translation in the other direction.
Es kommt beim praktischen Einsatz solcher Getriebe nicht selten vor, daß die über die Getriebe, welle 2 anzutreibende, das Getriebe an dieser Welle also mit einem Drehmoment M, abbremsende Maschine plötzlich selbst anfängt, das Getriebe an der Welle 2 anzutreiben. Beispielsweise treibt bei einem Kraftfahrzeug bei Bergauffahrt der Motor die Getriebewelle 1 an, und über die Getriebewelle 2 werden die Treibräder des Fahrzeugs angetrieben. Wird aus der Bergauffahrt nach Überwindung der Steigung eine, Bergabfahrt, dann treibt nun das Fahrzeug das Getriebe an der Welle 2 und über die Getriebewelle 1 auch den Motor an. Die Drehmomentenrichtung hat also gewechselt. Es ist jetzt also die GetriebeweRe 2 zur Antriebswelle geworden, und es wirkt dort ein Drehmoment in Richtung des gestrichelt eingezeichneten Pfeiles M,'. In gleicher Weise ist die WeHel zur getriebenen Welle geworden, und dort wirkt dementsprechend ein Drehmoment in Richtung des gestrichelt eingezeichneten Pfeiles Ml'. In einem solchen Falle verhält sich das erfindungsgemäße Getriebe durch die beschriebene Anordnung und Kombination der Kurvenrauffen, der Flügelkolben und der hydraulischen Steuerung wie folgt: Die Getriebewelle 2 und damit die fest mit ihr verbundene, Kurvenmuffe 19 versucht gegenüber dem Kegelscheibenpaar 5, 6 vorzueilen mit der Folge, daß nun die Kugeln 21 -geringfügig an den Kurvenbahnen 115 und 17 abwärts laufen. Die axial bewegliche Kegelscheibe 6 kann sich dadurch in der Zeichnung nach rechts verschieben und die Kette 11 ein wenig tiefer zwischen die Kegelscheiben 5, 6 eindringen und dementsprechend zwischen den Kegelscheiben 3, 4 einen größeren Laufradius einnehmen. Die axial bewegliche Kegelscheibe 6 auf der Getriebewelle 2 nimmt bei ihrer Ausweichbewegung nach rechts den zweiarmigen Hebel 60 der hydraulischen Steuerung mit, wodurch dem Drucköl aus dem Zylinderraum, 47 der Zutritt zur Leitung55 und damit zum Flügelkolben24 auf der Getriebewellel abgesperrt wird, während gleichzeitig für das Drucköl der Zutritt zur Ringnut 49 und damit zur Leitung 56 und dem Flügelkolben 25 auf der Getriebewelle 2 geöffnet wird. Der Druck in den Druckkammem 32 des Drehkolbens 24 auf der Getriebewelle 1 geht also nahezu auf Null zurück, so daß kein Drehrnoment mehr vom Flügelkolben auf die Scheibe 4 ausgeübt werden kann. Das Drehmoment M:,' wird vielmehr jetzt von der Getriebewelle 1 über die Kurvenmuffe 18 und die Kugeln 20 auf die Scheibe 4 übertragen. Die Anpreßeinrichtung übernimmt also in der Stellung, in der sie bisher stand, die übertragung des abtriebsseitigen Diehmomentes M,", während der bisher druckentlastete Flügelkolben 25 auf der Getriebewelle 2, die jetzt Antriebswelle ist, die übertragung des Drehmomentes auf die axial bewegliche Kegelscheibe 6 übernimmt. Die auf diese Weise vom Flügelkolben angetriebene Kegelscheibe 6 versucht der Welle vorzueilen, so daß die Kugeln 21 der auf der Getriebewelle 2 angeordneten Anpreßeinrichtung an den Kurvenbahnen 15 und 17 wieder emporlaufen wollen, wodurch die Kegelscheibe 6 in der Zeichnung axial nach links. verschoben wird und die tiefer eingedrungene Kette 11 wieder nach außen zu drücken versucht, bis sich wieder Gleichgewicht zwischen der nunmehr von der Anpreßeinrichtung 18/20/12 auf der Ge.triebewelle 1 mechanisch erzeugten Anpreßkraft und der auf der Getriebewelle 2 über den Flügelkolben 25 und die Anpreßeinrichtung 19/21/13 erzeugten Stützkraft eingestellt hat. Dabei sind nur ganz geringfügige Relativbewegungen zwischen den Kurvenmuffen 18 bzw. 19 auf den Getriebewellen 1 und 2 und den zugehörigen axial verschiebbaren Kegelscheiben 4 und 6 erforderlich gewesen. Die Anpreßeinrichtungen brauchen also bei einer Drehmomentumkehr nicht wie bei den bisher bekanntgewordenen Getrieben einen Umschlagweg zurückzulegen, der bis zu 1001 betragen konnte, um ihre neuen Positionen auf gegensinnig ansteigenden Kurvenbahnen zu erreichen. Es fallen also auch die schlagartigen Beanspruchungen weg. Außerdem steht bei dem Getriebe gemäß der Erfindung di8 Kette auch beim Wechsel der Drehmomentenrichtung dauernd unter einer Anpressung, die der Größe des Drehmomentes und der gewählten übersetzung entspricht.In the practical use of such a transmission, it is not uncommon for the machine to be driven via the transmission, shaft 2, that is to decelerate the transmission on this shaft with a torque M, suddenly itself starts to drive the transmission on shaft 2. For example, in a motor vehicle when driving uphill, the engine drives the transmission shaft 1 , and the drive wheels of the vehicle are driven via the transmission shaft 2. If the uphill drive turns into a downhill drive after overcoming the incline, then the vehicle now drives the gearbox on shaft 2 and, via gearbox shaft 1, also drives the motor. So the direction of the torque has changed. The gear unit 2 has now become the drive shaft, and a torque acts there in the direction of the arrow M, 'drawn in dashed lines. In the same way, the WeHel has become a driven shaft, and a torque accordingly acts there in the direction of the arrow Ml 'shown in dashed lines. In such a case, the transmission according to the invention behaves as follows due to the described arrangement and combination of the cam cuffs, the vane pistons and the hydraulic control: The gear shaft 2 and thus the cam sleeve 19 firmly connected to it tries to lead over the pair of conical disks 5, 6 with the The result is that the balls 21 - run slightly downwards on the curved tracks 115 and 17. The axially movable conical pulley 6 can move to the right in the drawing and the chain 11 penetrate a little deeper between the conical pulleys 5, 6 and accordingly occupy a larger running radius between the conical pulleys 3, 4. The axially movable conical disk 6 on the gear shaft 2 takes the two-armed lever 60 of the hydraulic control with it during its evasive movement to the right, whereby the access to the line 55 and thus to the vane piston 24 on the gear shaft is blocked for the pressurized oil from the cylinder chamber 47, while at the same time for the Pressurized oil access to the annular groove 49 and thus to the line 56 and the vane piston 25 on the transmission shaft 2 is opened. The pressure in the pressure chambers 32 of the rotary piston 24 on the gear shaft 1 therefore almost goes back to zero, so that no more torque can be exerted on the disk 4 by the vane piston. Rather, the torque M 'is now transmitted from the gear shaft 1 to the disc 4 via the cam sleeve 18 and the balls 20. The pressing device takes over the transmission of the output-side torque M, "in the position in which it was previously, while the previously pressure-relieved vane piston 25 on the transmission shaft 2, which is now the drive shaft, takes over the transmission of the torque to the axially movable conical pulley 6 The conical disk 6 driven in this way by the vane piston tries to lead the shaft so that the balls 21 of the pressure device arranged on the gear shaft 2 want to run up again on the cam tracks 15 and 17 , whereby the conical disk 6 is displaced axially to the left in the drawing and tries to push the chain 11 , which has penetrated deeper, outwards again until there is equilibrium between the pressure force now mechanically generated by the pressure device 18/20/12 on the gear shaft 1 and that on the gear shaft 2 via the vane piston 25 and the pressure device 19/21/13 has set the supporting force generated very slight relative movements between the cam sleeves 18 and 19 on the gear shafts 1 and 2 and the associated axially displaceable conical disks 4 and 6 have been necessary. In the case of a torque reversal, the pressing devices do not need to cover a reversal path that could be up to 1001 in order to reach their new positions on curved paths that rise in opposite directions, as is the case with the previously known transmissions. The sudden stresses are also eliminated. In addition, in the case of the transmission according to the invention, the chain is constantly under pressure even when changing the direction of torque, which corresponds to the size of the torque and the selected gear ratio.
Fig. 3 zeigt eine nur unwesentlich geänderte Ausführungsform, die an Hand eines Teilschnittes. des Scheibensatzes auf der Getriebewelle 1 in der Darstellungsweise der Fig. 1 nachstehend erläutert wird. An die Stelle der in Fig. 1 dargestellten Verbindungsmuffe 38 zwischen Drehkolbengehäuse 28 und Kegelscheibe 4 ist hier ein mit der Kegelscheibe 4 verbundener Zylinder 70 getreten, der ebenfalls wieder mit dem Drehkolbengehäuse 28 drehfest, aber axial zu diesem verschfebbar angeordnet ist. Mit Hilfe einer Dichtung 71 wird ein Druckraum 72 im Zylinder 70 gebildet, der einerseits durch die Kegelscheibe 4 und andererseits durch das Drehkolbengehäuse abgeschlossen ist. über die Längsbohrung 34 in der Getriebewelle 1 wird das Drucköl über die Radialbohrungen 36 nicht nur den Druckkammern 32 des Drehkolbens 24, sondern über eine, weitere Radialbohrung 73 auch dem Druckraum 72 zugeleitet. In diesem Falle erzeugt also der öldruck in den Druckkammern. des Drehkolbens 24 ein Drehmoment, das wie bisher auf die axial bewegliche Kegelscheibe 4 übertragen wird, gleichzeitig aber erzeugt der Öl- druck in der Druckkammer 72 eine Axialkraft auf die bewegliche Kegelscheibe 4 in Richtung auf die axial festgelegte, Kegelscheibe 3 zu. Die Folge davon ist, daß die Anpreßeinrichtung 18/20/12 bei der Erzeugung der auf die Kegelscheibe 4 wirkenden Stützkraft teilweise entlastet wird. Dieselbe Anordnung, wie soeben beschrieben, findet sich bei dieser Ausführungsform selbstverständlich auch auf der Getriebewelle 2. Im übrigen ist die Wirkungsweise in allen Teilen die gleiche, wie sie an Hand der Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist, lediglich mit dem Unterschied, daß nunmehr die Druckflüssigkeit auf der jeweils treibenden Seite auch noch eine axiale Stützkraft auf die bewegliche Kegelscheibe ausübt, um die zugehörige Anpreßeinrichtung bei der Erzeugung dieser Stützkraft teilweise zu entlasten.Fig. 3 shows an only insignificantly changed embodiment, which is based on a partial section. of the disk set on the transmission shaft 1 in the representation of FIG. 1 is explained below. In place of the connecting sleeve 38 shown in Fig. 1 between the rotary piston housing 28 and the conical disk 4, a cylinder 70 connected to the conical disk 4 is used, which is also arranged non-rotatably with the rotary piston housing 28 , but axially displaceable relative thereto. With the aid of a seal 71 , a pressure chamber 72 is formed in the cylinder 70 , which is closed on the one hand by the conical disk 4 and on the other hand by the rotary piston housing. Via the longitudinal bore 34 in the transmission shaft 1 , the pressurized oil is fed via the radial bores 36 not only to the pressure chambers 32 of the rotary piston 24, but also to the pressure chamber 72 via a further radial bore 73 . In this case, the oil pressure is generated in the pressure chambers. of the rotary piston 24 a torque which is transmitted as before to the axially movable conical pulley 4, but at the same time the oil pressure in the pressure chamber 72 generates an axial force on the movable conical pulley 4 in the direction of the axially fixed conical pulley 3 . The consequence of this is that the pressure device 18/20/12 is partially relieved when generating the supporting force acting on the conical disk 4. The same arrangement as just described is of course also found on the gear shaft 2 in this embodiment. Otherwise, the mode of operation is the same in all parts as has been described with reference to FIGS. 1 and 2, with the only difference that now the pressure fluid on the respective driving side also exerts an axial supporting force on the movable conical disk in order to partially relieve the associated pressure device when this supporting force is generated.
Eine weitere Ausführungsform für die Ausbildung des Drehkolbens ist in Fig. 4 dargestellt, die ebenfalls einen Teillängsschnitt gemäß Fig. 3 durch den Scheibensatz auf Getriebewelle 1 zeigt. Hier besteht der Drehkolben 80 nicht wie bei den ersten beiden Ausführungsbeispielen aus radial stehenden, mit der Getriebewelle verbundenen Wänden und einem Drehkolbengehäuse mit radial nach innen gerichteten Wänden, die mit den erstgenannten Wänden Druckkammern bilden, sondern viehnehr aus einem mit der Getriebewelle fest verbundenen Steilgewinde 81 und einem Gewindegehäuse 82, das mit dem Steilgewinde 81 auf der Getriebewelle im Eingriff steht und im übrigen auf der Getriebewelle drehbar und axial verschiebbar gelagert und mit einer Dichtung 83 der Getriebewelle gegenüber abgedichtet ist, so daß ein Druckraum 84 entsteht. Das Gewindegehäuse 82 ist wiedetum wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 mit Hilfe eines mit der axial beweglichen Kegelscheibe 4 verbundenen Zylinders 85 drehfest, aber axial verschiebbar verbunden und ebenfalls nach außen durch eine Dichtung 86 abgedichtet, wodurch ein weiterer Druckraum 87 entsteht. über eine Längsbohrung 88 und eine, Radialbohrung 89 kann das von dem hydraulischen Steuerschieber gelieferte Druck81 in den Druckraum. 84 eintreten. Eine oder mehrere Bohrungen 90 verbinden den Druckraum 87 des Zylinders 85 mit dem Druckraum 84 des Gewindegehäuses. Erhöht sich beispielsweise durch eine Änderung der Stellung des Steuerschiebers 45 (s. Fig. 1) der Druck in den Druckräumen 84 und 87, dann wird das Gewindegehäuse 82 in der Zeichnung nach rechts verschoben und muß sich dabei auf dem Steilgewinde im Uhrzeigersinn drehen. Diese Drehung wird über den Zylinder85 auf die axial bewegliche Kegelscheibe 4 übertragen, so daß hier ebenfalls ein Drehmoment vom Drehkolben 80 auf die axial bewegliche Kegelscheibe auf der jeweils treibenden Welle unmittelbar übertragen wird, wie dies bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen ebenfalls der Fall war. Gleichzeitig erzeugt der Druck im Druckraum 87 in ähnlicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 eine Axialkraft, welche die Anpreßeinrichtung auf der jeweils treibenden Welle -von der Erzeugung der Stützkräfte teilweise entlastet. Auch hier ist der Scheibensatz auf Getriebewelle 2 in der gleichen Weise ausgebildet, und die Wirkungsweise des Getriebes ist, abgesehen von den oben geschilderten Unterschieden in der Funktion des Drehkolbens, die gleiche, wie sie an Hand der Fig. 1 in aller Ausführlichkeit beschrieben worden ist.Another embodiment for the design of the rotary piston is shown in FIG. 4, which also shows a partial longitudinal section according to FIG. 3 through the disk set on the gear shaft 1 . Here the rotary piston 80 does not consist, as in the first two exemplary embodiments, of radially standing walls connected to the transmission shaft and a rotary piston housing with walls directed radially inward, which form pressure chambers with the first-mentioned walls, but rather of a coarse thread 81 firmly connected to the transmission shaft and a threaded housing 82 which engages with the coarse thread 81 on the gear shaft and which is otherwise rotatably and axially displaceably mounted on the gear shaft and sealed with a seal 83 from the gear shaft, so that a pressure chamber 84 is created. The threaded housing 82 is rotatably wiedetum as in the embodiment of FIG. 3 by means of associated with the axially movable conical disk 4 cylinder 85, but axially displaceably connected and sealed by a seal 86 also outwardly is formed thereby providing a further pressure chamber 87. Via a longitudinal bore 88 and a radial bore 89 , the pressure 81 supplied by the hydraulic control slide can enter the pressure chamber. 84 enter. One or more bores 90 connect the pressure chamber 87 of the cylinder 85 to the pressure chamber 84 of the threaded housing. If, for example, the pressure in the pressure chambers 84 and 87 increases due to a change in the position of the control slide 45 (see FIG. 1), the threaded housing 82 is shifted to the right in the drawing and must rotate clockwise on the coarse thread. This rotation is transmitted via the cylinder 85 to the axially movable conical disk 4, so that a torque is also transmitted directly from the rotary piston 80 to the axially movable conical disk on the respective driving shaft, as was also the case in the previously described embodiments. At the same time, the pressure in the pressure chamber 87 generates an axial force in a manner similar to that in the exemplary embodiment according to FIG. 3 , which partially relieves the pressure device on the respective driving shaft from generating the supporting forces. Here, too, the set of disks on transmission shaft 2 is designed in the same way, and the mode of operation of the transmission, apart from the differences in the function of the rotary piston described above, is the same as has been described in detail with reference to FIG. 1 .
Die Ausführungsform nach Fig. 4 ist insbesondere wegen rein konstruktiver Vorteile bei der Fertigung besonders zweckmäßig.The embodiment according to FIG. 4 is, in particular, purely constructive because of it Advantages in production particularly useful.
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