DE2857334C2 - Infinitely adjustable conical pulley gear - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Kegelscheibengetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches, wie es beispielsweise in der DE-AS 39 094 beschrieben ist.The invention relates to a continuously adjustable conical pulley gear according to the preamble of Claim, as described for example in DE-AS 39 094.

Diese bekannten Getriebe arbeiten nach dem heutigen Stand der Technik zufriedenstellend. Als kraftschlüssiges Übertragungsmittel sind sie auf der anderen Seite mit dem Nachteil behaftet, daß eine mehr oder weniger große Abweichung der eingestellten übersetzung auftritt, wenn das Getriebe ausgehend von einer bestimmten Übersetzung unterschiedlich belastet wird. Ursache hierfür ist einmal der Schlupf zwischen Kegelscheiben und Kettr, der sich aus dem radialen Wandern der Kette beim Durchlauf des Umschlingungsbogens zwischen den Kegelscheiben ergibt. Dieser Schlupf führt t\s einer fallenden Kennlinie, was heißt, daß das Getriebe bei einer bestimmten Übersetzungseinstellung mit zunehmender Größe des übertragenen Drehmomentes zu niedrigeren Abtriebsdrehzahlen hin geht.These known transmissions work satisfactorily according to the current state of the art. As a non-positive transmission means, on the other hand, they have the disadvantage that a more or less large deviation of the set ratio occurs when the transmission is loaded differently, starting from a certain ratio. The reason for this is, on the one hand, the slip between the conical pulleys and the chain, which results from the radial wandering of the chain as it passes through the arc of contact between the conical pulleys. This slip results in a falling characteristic t \ s, which means that the transmission is towards at a given translation adjustment with increasing size of the transmitted torque at lower output speeds.

Andererseits wird die Übersetzungskennlinie, deren Idealverlauf über den gesamten zulässigen Lastbereich konstant wäre, durch Elastizitäten der belasteten Bauteile, wie z. B. die abstützenden mechanischen oder hydraulischen oder mechanisch-hydraulischen Übertragungsorgane, beeinflußt, wobei diese Elastizitäten selbstOn the other hand, the transmission characteristic is its ideal course over the entire permissible load range would be constant, due to elasticities of the loaded components, such. B. the supporting mechanical or hydraulic or mechanical-hydraulic transmission organs, influenced, these elasticities themselves durch Überdimensionierung der Teile nicht völlig ausgeschlossen werden können. Diese Elastizitäten führen zu einer weiteren Änderung der Übersetzungskennlime, durch die die vorstehend erwähnte fallende Kennlinie ergänzt, teilweise aufgehoben oder sogar überkompensiert wefden kann, wobei die sich mit der Überkompensation ergebende steigende Kennlinie ein Aufschaukeln das Systems verursachen kann, was immer unerwünscht ist, weil dann das Getriebe mit ίο steigender Belastung zu höheren Abtriebsdrehzahlen hin geht und eine Überlastung des Antriebes als auch Drehschwingungen verursachen kann.cannot be completely ruled out due to overdimensioning of the parts. These elasticities lead to a further change in the translation characteristic, by means of which the above-mentioned decreases The characteristic curve can be supplemented, partially canceled or even overcompensated, with the Rising characteristic curve resulting from overcompensation can cause the system to build up, which is always undesirable, because then the gearbox with increasing load leads to higher output speeds and can cause overloading of the drive and torsional vibrations.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das Kegelscheibengetriebe der eingangs genannten Art so abzuändern und/oder zu ergänzen, daß eine gewollte Übersetzungskennlinie konstruktiv ohne große Mühen erreicht werden kann, wodurch außerdem insbesondere eine Möglichkeit angegeben werden soll, steigende Übersetzungskenniinien auszuschließen.The object of the invention is therefore to modify the conical pulley transmission of the type mentioned at the beginning and / or to add that a desired translation characteristic is achieved constructively without great effort can be, whereby also in particular a possibility should be given to exclude increasing translation characteristics.

Dabei liegt der Erfindung die Ericenntnis zugrunde, daß man durch drehmomentproportionale, also belastungsabhängige Stellvorgänge sehr kleiner Größenordnung, also im Bereich von oftmals nur wenigen 1/100 mm, auf Über«etzungsänderungeii sowohl bedingt durch Elastizitäten als auch durch den Schlupf Einfluß nehmen kann, so daß dann in der Summe die gewünschte Übersetzungskennlinie erreicht wird.The invention is based on the knowledge that that by torque-proportional, that is to say load-dependent, adjustment processes of a very small order of magnitude, that is to say in the range of often only a few 1/100 mm, both conditionally for changes in transmission ratio can exert an influence through elasticities as well as through the slip, so that then in the sum the desired gear ratio is achieved.

Hiervon ausgelK.-nd, liegt die Lösung der Aufgabe erfindungsgemäß in den Maßnahmen nach dem Kennzeichen des Anspruches.Excluded from this, the solution to the problem lies according to the invention in the measures according to the characterizing part of the claim.

Hiermit wird eine drehmomentabhängige Anpreßeinrichtung zusätzlich auf der Abtriebsseite des im übrigen rein mechanischen Getriebes vorgesehen, die jedoch durch sehr einfache Maßnahmen zu einer reinen Korrektureinrichtung für die Übersetzungskennlinie umgewandelt ist. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es also möglich, durch eine sehr geringfügige drehmomentabhängige Verschiebung der beireffenden Kegelscheibe die Abweichungen von der gewünschten *o Übersetzungskennlinie zu kompensieren bzw. rückgängig zu machen, die sich aus dem erläuterten Schlupf sowie den Elastizitäten des Getriebes ergeben. Damit ergibt sich einmal der Vorteil, Getriebe mit der gewünschten Übersetzungstreue zur Verfügung zu haben, unabhängig von der — natürlich zulässigen — Belastung, der das Getriebe bei der jeweils eingestellten und gewünschten Übersetzung unterworfen ist Damit ergibt sich zum anderen der Vorteil, daß nunmehr für alle Anwendungsfälle auch dieses Getriebe Verwendung finden kann.This is a torque-dependent pressing device on the output side of the rest of the Purely mechanical transmission provided, which, however, through very simple measures to a pure Correction device for the translation characteristic is converted. The measures according to the invention therefore make it possible to use a very small one torque-dependent shifting of the conical pulley the deviations from the desired one * o To compensate for or reverse the ratio characteristic that results from the explained slip as well as the elasticities of the transmission. This results in the advantage of having the transmission with the to have the desired translation accuracy available, regardless of the - of course permissible - Load to which the gear unit is subjected at the respective set and desired gear ratio On the other hand, there is the advantage that this transmission can now also be used for all applications.

Die Erfindung und ihre Einzelheiten sind nachfolgend anhand ihrer zeichnerischen Darstellung näher erläutert; in der Zeichnung zeigenThe invention and its details are as follows explained in more detail based on their graphic representation; show in the drawing

F i g. 1 ein Diagramm zur Darstellung der erfindungsgemäßen Übersetzungskorrektur;F i g. 1 is a diagram showing the translation correction according to the invention;

F i g. 2 ein mechanisch abgestütztes Getriebe mit zwei einander gegenüberliegenden, fest abgestützten Reibscheiben und zwei axial verschiebbaren Reibscheiben mit Anpreßeinrichtung auf der Antriebssei!e und Korrektureinrichtung auf der Abtriebsseite undF i g. 2 a mechanically supported transmission with two opposed, firmly supported friction disks and two axially displaceable friction disks with pressure device on the drive side and correction device on the output side and

Fig. 3 und 4 vergrößerte teilweise dargestellte Axialschnitte gemäß den Schnittlinien III-III und IV-IV in den F i g. 2 bzw. 3.3 and 4 enlarged, partially represented axial sections according to the section lines III-III and IV-IV in fig. 2 or 3.

Fig. 1 zeigt ein Diagramm zur Darstellung derFig. 1 shows a diagram to illustrate the

f>5 Übersetzungskorrektur. Dabei zeigt die waagerechtef> 5 translation correction. The horizontal one shows

Linie M die Soilübersetzung des Getriebes. DieLine M is the soil ratio of the gearbox. the Übersetzungskennlinie eines Getriebes setzt sich dannThe ratio characteristic of a gear is then set

aus folgenden Anteilen zusammen:made up of the following parts:

1, Dem Schlupf und1, the slip and

2. der Nachgiebigkeit der Abstützorgane.2. the compliance of the supporting elements.

Der Schlupf wirkt immer senkrecht auf die Abtriebs drehzahl und ergibt eine fallende Kennlinie. Dieie Kennlinie ist bei starker Ausprägung unerwünscht und wird durch die Elastizitäten in der Abstützung je nach Getriebekonstr'ktion noch verstärkt Dann ergibt sich die Kennlinie a in Fig. 1. Oder aber das Fallen der Ker.r.iiiiie uurch den Schlupf wird durch die Elastizitäten in der Abstützung vermindert bzw. sogar überkompensiert, was im letzten Falle zu einer steigenden Kennlinie gemäß b in F i g. t führt, wenn der Übersetzungsanstieg infolge der Nachgiebigkeit größer ist als der Obersetzungsabfall infolge des Schlupfes.The slip always acts vertically on the output speed and results in a falling characteristic. Dieie characteristic is undesirable in strongly pronounced and is determined by the elasticity in the support according to Getriebekonstr'ktion intensified Then, the characteristic of a 1. Or results in Fig. Ker.r.iiiiie uurch the falling of the slip is determined by the elasticities reduced or even overcompensated in the support, which in the latter case leads to a rising characteristic curve according to b in FIG. t leads if the increase in gear ratio due to compliance is greater than the decrease in ratio due to slip.

Diese steigende Kennlinie ist, wie bereits eingangs erwähnt, auf jeden Fall unerwünscht. Daher strebt man über die Elastizität der Abstüizorgane eine Anpassung derart an, daß eine nur noch schwach fallende C'berseizungskennünie vorhanden ist, wie sie in F i g. 1 mit c bezeichnet ist. Diese schwach fallende .kennlinie erlaubt einen stabilen Betrieb.As already mentioned at the beginning, this rising characteristic is definitely undesirable. Hence one strives Adjustment via the elasticity of the support members in such a way that one only falls slightly Excess heating characteristics are present, as shown in FIG. 1 is denoted by c. This weakly falling characteristic allows stable operation.

Gemäß F i g 2 sind in einem Getriebegehäuse 1 eine Antriebswelle 2 und eine Abtriebswelle 3 drehbar gelagert, die Kegelscheiben 4, 5 und 6, 7 tragen, die gegeneinander durch Paßfedern 8, 9 undrehbar sind. Dabei sind die einander gegenüberliegenden Kegelscheiben 5, 7 axial fest nach rechts gegen einen Wellenbund 10, 11 abgestützt, während die Drehübertragung zwischen der jeweiligen Welle und der Kegelscheibe 4 bzw. 6 durch Anpreßeinrichtungen 12, 13 erfolgt, wie sie durch die DE-PS 25 39 094 bekannt ist und daher nicht näher beschrieben werden soll.According to FIG. 2, a drive shaft 2 and an output shaft 3 can be rotated in a transmission housing 1 stored, the conical disks 4, 5 and 6, 7 wear the against each other by parallel keys 8, 9 are non-rotatable. Here are the opposing conical disks 5, 7 axially firmly supported to the right against a shaft collar 10, 11, while the rotary transmission between the respective shaft and the conical disk 4 or 6 by pressing devices 12, 13 takes place, as is known from DE-PS 25 39 094 and will therefore not be described in more detail.

Die Stützringe 14 und 15 sind gegen Stellscheiben 16 und 17 über Wälzlager abgestützt Die Stellscheiben haben Außenverzahnungen 18 und 19, mit denen ein mittiges Ritzel 20 kämmt, das im Gehäuse drehbar und durch ein Handrad 21 betätigbar ist Beim Drehen des Handrades 21 werden die Stellscheiben 16 und 17 entgegengesetzt gedreht so daß sie durch die Gewinde 22 und 23, über die sie gehäusefest drehgelagert sind, gegenläufige Stellwege ausführen,The support rings 14 and 15 are supported against adjusting disks 16 and 17 via roller bearings. The adjusting disks have external teeth 18 and 19, with which a central pinion 20 meshes, which is rotatable in the housing and can be actuated by a handwheel 21. When the handwheel 21 is turned, the adjusting disks 16 and 17 rotated in the opposite direction so that they are rotatably mounted through the threads 22 and 23 via which they are fixed to the housing, perform opposite travel ranges,

Bei diesem Getriebe sorgt die Anpreßeinrichtung 12 in bekannter Weise für die drehmoment- und übersetzungsabhängigen Anpreßkräfte. Dies bedeutet für den Fall eines Drehmomentstoßes, daß die antriebsseitige Anpreßeinrichtuns 12 dor: die Anpi^ök/jft proportional erhöh! und auch für einen damit verbundenen kleinen av.äalen Stellweg für die Kegelscheibe 4 sorgt, durch den drehmomentproportional Elastizitäten etc. ausgeglichen werden können. Wäre nun die abtriebsseitige Anpreßeinrichtung 13 nicht vorhanden und s<=mit die abtriebsseitige Kegelscheibe 6 direkt bzw. starr auf die Stellglieder zur Übersetzungseinstellung abgestützt, so könnten sich dort die drehmomentstoßbedingtenIn this transmission, the pressing device 12 provides the torque and gear ratio dependent in a known manner Contact forces. In the event of a torque surge, this means that the drive-side Anpreßeinrichtus 12 dor: the Anpi ^ ec / jft proportional increase! and also provides for a small av.äalen adjustment path associated therewith for the conical disk 4, by which elasticities etc., proportional to the torque, can be compensated. Would now be the output side Pressure device 13 does not exist and s <= with the output-side conical pulley 6 directly or rigidly If the actuators for gear ratio setting are supported, the torque shock-related could be there

ίο Elastizitäten im Sinne einer geringfügigen Änderung des Abstandes der Kegelscheiben 6 und 7 auswirken dahingehend, daß dieser Abstand vergrößert wird, was im Ergebnis eine Verstellung des Getriebes zu höheren Abtriebsdrehzahlen hin bedeuten würde und dabei die steigende Kennlinie b in Fig. 1 ergeben könnte. Um dem zu begegnen, ist die abtriebsseitiße Anpreßeinrichtung 13 vorgesehen, die im Hinblick auf die Wirkung als Anpreßeinrichtung so, wie diese antriebsseitig bei der Anpreßeinrichtung 12 vorhanden ist lusgeschaltet ist und durch eine die in ihr enthaltenen Kugeln umfangende Ringfeder 24, die die Kugeln radial nach innen in die Rillen 25 der Anpreßeinrichtung drängt Dabei kann jedoch über die Stärke der Federn eine trotzdem vorhandene, geringfügige Wirksamkeit der Anpreßeinrichtung 13 eingestellt werden, die dafür sorgt daß das Ergebnis des schlupfbedingten Übersetzungsabfalles sowie die Wirkung der Elastizität der Getriebeteile so kompensiert werden, daß sich wieder die gewünschte Übersetzungskennlinie, beispielsweise die Kennlinie c gemäß Fig. 1, ergibt wobei über die Auslegung der Federn 24 leicht eine Anpassung an unterschiedliche Getriebegrößen etc. und die damit verbundenen unterschiedlichen Elastizitäten vorgenommen werden kann. Die geringe Wirksamkeit der Anpreßeinrichtung 13 führt also zu einem entsprechend geringen Stellvorgang für die Kegelscheibe 6, der der genannten Neigung des Getriebes zur Verstellung zu höheren Abtriebsdrehzahlen hin entgegentritt.ίο Elasticities in the sense of a slight change in the distance between the conical disks 6 and 7 have the effect that this distance is increased, which would result in an adjustment of the transmission to higher output speeds and could result in the rising characteristic curve b in Fig. 1. In order to counteract this, the abtriebsseitiße pressing device 13 is provided with a view to the effect as a pressing device as it is present on the drive side of the pressing device 12 and by an annular spring 24 surrounding the balls contained in it, the balls radially after pushes inside into the grooves 25 of the pressing device, however, the strength of the springs can be used to set a slight effectiveness of the pressing device 13 which is nevertheless present, which ensures that the result of the slip-related reduction in gear ratio and the effect of the elasticity of the gear parts are compensated for so that Again the desired transmission characteristic curve, for example characteristic curve c according to FIG. 1, results, with the design of the springs 24 easily adapting to different transmission sizes etc. and the different elasticities associated therewith. The low effectiveness of the pressing device 13 thus leads to a correspondingly low adjusting process for the conical pulley 6, which counteracts the aforementioned tendency of the transmission to adjust to higher output speeds.

F i g. 3 zeigt eine vergrößerte teilweise Schnittansicht genv3 der Linie ITI-III in Fig. 2 und Fig.4 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie IV-IV in F i g. 3.F i g. 3 shows an enlarged partial sectional view genv3 of the line ITI-III in FIG. 2 and FIG Sectional view according to section line IV-IV in F i g. 3.

Wie sich insbesondere aus F i g. λ ergibt können dieAs can be seen in particular from FIG. λ gives the

Ringfedern 24 in Segmente 26, beispielsweise drei auf dem Umfang, aufgeteilt werden, die durch radiale Stifte 27 im Stützring 15 axial und Stifte 28 im Stützring 15 radial abgestützt sind.Annular springs 24 are divided into segments 26, for example three on the circumference, which are separated by radial pins 27 are axially supported in the support ring 15 and pins 28 are supported radially in the support ring 15.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Stufenlos einstellbares Kegelscheibengetriebe mit je zwei auf der An- und Abtriebswelle angeordneten Kegelscheiben und zwischen diesen umlaufendem Übertragungsmittel, wobei die Kegelscheiben jeden Paares wenigstens mittelbar drehfest miteinander und mit ihrer Welle verbunden sind, wobei ferner zwei einander gegenüberliegende Kegelscheiben als axial fest abgestützte Scheiben ausgebildet sind, während die beiden anderen zur Einstellung und Änderung der Getriebeübersetzung axial verschiebbar und in Axialrichtung gegen ein Obersetzungsstellglied abgestützt sind und beide verschiebbaren Kegelscheiben über jeweils eine umlaufende mechanische Anpreßeinrichtung zur drehmoment- oder drehmoment- und übersetzungsabhängigen Erzeugung der Anpreßkräfte mit Schrägflächenpaaren und damit zusammenarbeitenden Wälzköpern in Form von Kugeln abgestützt sind, die ihrerseits axial gegen das Obersetzungsstellglied über einen Stützring abgestützt ist, wobei die Schrägflächenpaare als sich im wesentlichen parallel zur Wellenachse erstreckende Rinnen ausgebildet sind, bei denen die wirksame Schrägflächensteigung über die Rinnenlänge geändert ist und in denen die Kugeln mit der Getriebeübersetzung im wesentlichen axial verschiebbar sind, und wobei wenigstens eine der Abstützfläch«.n des Stützringes oder der benachbarten Kegelscheibe al" auf ',ie jeweilige Rinne weisende Keilfläche ausgebildet ist, durch die die durch die Schrägflächeimeigu g auf die Kugeln ausgeübten Radialkräfte in axiale Abstützkräfte umgewandelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln der abtriebsseitigen Anpreßeinrichtung (13) gegen eine sie radial auf die Getriebewelle (3) zu belastende Feder (24) in Anlage sind.Infinitely adjustable conical pulley gear with two each arranged on the input and output shaft Conical disks and between these revolving transmission means, the conical disks each Pair are at least indirectly rotatably connected to one another and to their shaft, furthermore two opposing conical disks are designed as axially firmly supported disks, while the other two are axially displaceable for setting and changing the gear ratio and are supported in the axial direction against a step-up actuator and both are displaceable Conical pulleys each have a rotating mechanical pressure device for torque or Torque and gear ratio-dependent generation of the contact pressure with pairs of inclined surfaces and therewith cooperating rolling elements are supported in the form of balls, which in turn are axially is supported against the transmission actuator via a support ring, the inclined surface pairs as Grooves extending essentially parallel to the shaft axis are formed, in which the effective incline slope is changed over the channel length and in which the balls with the Gear ratio are substantially axially displaceable, and at least one of the Support surface ".n of the support ring or the adjacent conical disk al" on ', ie the respective channel facing wedge surface is formed through which the by means of the inclined surface configuration on the balls exerted radial forces are converted into axial support forces, characterized in that the balls of the output side Pressing device (13) in contact with a spring (24) which is to be loaded radially on the gear shaft (3) are.