DE2946295A1

DE2946295A1 - Kegelscheibenumschlingungsgetriebe

Info

Publication number: DE2946295A1
Application number: DE19792946295
Authority: DE
Inventors: Manfred 6380 Bad Homburg Rattunde
Original assignee: PIV Antrieb Werner Reimers GmbH and Co KG
Current assignee: PIV Antrieb Werner Reimers GmbH and Co KG
Priority date: 1979-11-16
Filing date: 1979-11-16
Publication date: 1981-05-21
Also published as: US4403975A; GB2063396B; IT8050156A0; FR2469623A1; JPS5829424B2; IT1207152B; DE2946295C2; FR2469623B1; JPS5686258A; GB2063396A

Description

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. R. LEMCKE DR.-ING. H. J. BROMMER

AMALIENSTRASSE 28

KARLSRUHE 1

P.I.V. Antrieb Werner Reimers Kommanditgesellschaft, Industriestraße 3, 6380 Bad Homburg 1

Kegelscheibenumschiingungsgetriebe

Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einer mit einem Antriebsmotor verbundenen Antriebswelle und einer Abtriebswelle sowie darauf angeordneten Paaren von Kegelscheiben, von denen je eine axial verschiebbar IBt und zwischen denen ein Zugmittelstrang zur Leistungsübertragung umläuft, wobei die axial ver-

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schiebbaren Kegelscheiben zusammen mit einem wellenfesten Kolben je ein Zylinder-Kolben-Aggregat bilden, dem zur Einstellung und Aufrechterhaltung der Getriebeübersetzung von einer Pumpe bezogenes Druckmittel über einen Vierkanten-Steuerschieber zugeteilt wird, der einerseits an einer axial beweglichen Kegelscheibe angreift und andererseits mit einem Betätigungsglied willkürlich verstellbar ist, und wobei im Abfluß des Vierkanten-Steuerschiebers mit dem auf der Abtriebsseite des Getriebes herrschen Druckmitteldruck ein Vorspannventil zur jeweiligen Einstellung dieses Druckes angeordnet ist.

Ein derartiges Getriebe ist beispielhalber durch die DE-PS 1 264 196 bekannt. Bei ihm wird das Vorspannventil durch den auf der Antriebsseite des Getriebes herrschenden Druckmitteldruck gesteuert, wodurch sich bezogen auf eine bestimmte Getriebeübersetzung eine drehmomentabhängige Steuerung des abtriebsseitigen Druckmitteldruckes ergibt. Denn wenn bei dieser bestimmten Übersetzung das durch das Getriebe zu leitende Drehmoment sich ändert, führt dies über den Vierkanten-Steuerschieber letztendlich zu einer entsprechenden Änderung des antriebsseitigen Druckmitteldruckes und damit über das Vorspannventil zu einer entsprechenden Änderung des abtriebsseitigen Druckmitteldruckes.

Nun ist jedoch diese drehmomentabhängige Steuerung mit einer erheblichen Trägheit behaftet, da die An-

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passung an ein geändertes Drehmoment immer erst durch einen damit zunächst einhergehenden Stellvorgang an einer der axial verschiebbaren Kegelscheiben erfolgen kann, der sich auf den Vierkanten-Steuerschieber auswirkt und somit zu einem Riickstellvorgang an der antriebsseitigen, axial verschiebbaren Kegelscheibe infolge .Änderung des dort herrschenden Druckmitteldruckes führt, wonach dann erst über die Wirkung des antriebsseitig geänderten Druckmitteldruckes auf das Vorspannventil eine Anpassung des abtriebsseitig herrschenden Druckmitteldruckes erfolgen kann. Dieses Verhalten ist insbesondere nachteilig bei DrehmomentstöiLen, wie sie insbesondere beim Anfahren, bei Schaltvorgängen etc. auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein aus einem Antriebsmotor und einem vollhydraulisch gesteuerten Kegelscheibenumschllngungsgetriebe bestehende Antriebseinheit der eingangs genannten Art derart abzuändern, daß sich ein schnelleres Reagieren des Getriebes auf Änderungen des zu übertragenden Drehmomentes ergibt, wobei das Reagieren bezüglich des abtriebsseitigen Druckmitteldruckes von dem Druckmitteldruck auf der Antriebsseite unabhängig gemacht werden soll. Dies soll durch einfache, den baulichen Aufwand für die r'inheit praktisch nicht beeinflussende Maßnahmen geschehen.

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Liese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerung des Vorspannventils durch einen elektromagnetischen Kraftgeber erfolgt und daß dessen Wicklung an einen dem vom Getriebe übertragenen Drehmoment proportionalen Strom angeschlossen ist, derart, daß mit zunehmendem Drehmoment die Drosselwirkung des Vorspannventils steigt.

Durch diese Maßnahmen wird das Vorspannventil bei einer Änderung des durch das Getriebe zu übertragenden Drehmomentes unabhängig von der Arbeitsweise des Vierkanten-Steuerschiebers sofort beeinflußt, womit sich eine ebenso sofortige Beeinflussung des abtriebsseitigen Druckmitteldruckes ergibt, während die entsprechende Änderung des antriebsseitigen Druckmitteldruckes in der bekannten Weise ebenfalls unmittelbar durch die Einwirkung einer der axial verschiebbaren Kegelscheiben auf den Vierkanten-Steuerschieber erfolgt. Hiermit ist insbesondere gegenüber dem bekannten Getriebe auch verhindert, daß sich bei Drehmomentänderung ein sich wenn auch aperiodisch einschwingender Stellvorgang ergibt.

Für den Fall, daß der Antrieb durch einen Elektromotor erfolgt, ist es zweckmäßig, daß die Wicklung des elektromagnetischen Kraftgebers an eine Phase des dem r'otor zugeführten Stromes diesem parallelgeschaltet ist. Wenn beispielsweise durch eine Drehmoment erhöhung der Antriebsmotor mehr Strom aufnimmt,

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führt dies dann auch zu einen: erhöhten Stromdurchfluß bei tier Wicklung urd entsprechend zu einer Verstärkung der Drosselwirkung α es Yorspannventils.

Bei dieser Bauform kann es weiterhin vorteilhaft sein, die Maßnahmen nach dem Anspruch 3 zu ergreifen, um so das jeweilige mechanische Drehmoment tatsächlich zu erfassen.

Eine andere Γöglichkeit besteht darin, auf einer der Getriebewellen ein Drehmomentenmeßglied anzuordnen und das Signal des Drehmomentenmeßgliedes über einen Verstärker auf die Tauchwicklung zu geben. Eine solche Bauform eignet sich auch für Antriebe, beispielsweise durch einen Verbrennungsmotor. Ein elektrisches Signal abgebende Drehmomentenmeßglieder sind an eich bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert zu werden.

Schließlich ist es zweckmäßig, daß das Vorspannventil als Differentialventil mit Unterstützung der Stellgröße durch den abtriebsseitigen hydraulischen Druck ausgebildet ist. Auf diese Weise läßt sich die Dimensionierung der Wicklung im Sinne einer kleinen Bauweise günstig beeinflussen.

Weitere erfindungswesentliche Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsformen der Erfindung anhand

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der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein hydraulisch gesteuertes Kegelschei-

benumschlingungsgeiriebe mit Antriebsmotor und einer ersten erfindungsgemäßen Form der Steuerung des Vorspannventils;

Fig. 2 eine andere Steuerung des Vorspannventils und

Fig. 3 und 4 zwei Ausbildungen des Vorspannventils als Differentialdruckventil.

Fig. 1 zeigt ein stufenlos, vollhydraulisch einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einer
Antriebswelle 1 und einer Abtriebswelle 2, auf denen Paare von Kegelscheiben 3 bis 6 angeordnet sind, τοη

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denen die Kegelscheiben 4 und 5 axial verschiebbar sind und zusammen mit einem nicht ersichtlichen, wellenfesten Kolben Zylinder-Kolben-Aggregate 7 und 8 bilden. Zwischen den Kegelscheiben läuft ein Zugmittelstrang 9 um.

Mit der Antriebswelle 1 ist ein Elektromotor 10 verbunden.

Den Zylinder-Kolben-Aggregaten 7 und 8 wird über Leitungen 11 bzw. 12 Druckmittel von einem Vierkanten steuerschieber 13 zugeteilt, das diesem aus einem Ölvorrat 14 über eine lumpe 15 zuströmt. Vom Vierkanten-Steuerschieber 13 fort fließt das Druckmittel mit dem auf der Abtriebsseite herrschenden Druckmitteldruck über eine Leitung 16 zu einem Vorspannventil 17, von wo es über eine Leitung 18 der Beölung des Zugmittels 9 dient und von dort in den Behälter 14 zurückgelangt.

An die Kegelscheibe 4 schließt sich eine Ringnut 19 an, in der ein Stellhebel 20 mit seinem einen Ende über einen Gleitstein geführt ist, v/ährend am anderen Ende des Stellhebels 20 ein Glied 21 zur willkürlichen Einstellung und Änderung der Getriebeübersetzung angreift. Zwischen den beiden Endpunkten ist der Stellhebel 20 an den Vierkanten-Steuerschieber angeschlossen.

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Die Einstellung des Vorspannventils 17 erfolgt über eine Tauchspule 22, die im dargestellten Falle mit ihrem mit der Tauchwicklung verbundenen Stellglied auf eine Kugel 24 drückt, wobei der Druck dem durch das Getriebe übertragenen Drehmoment proportional ist. Zur Erzeugung eines bestimmten Grunddruckes auf die Kugel 24 dient eine Feder 25.

Die Tauchspule wird erregt durch Parallelschaltung zur Stromversorgung des Elektromotors 10, wobei durch die Tauchwicklung der Tauchspule dann ein höherer Strom fließt, wenn infolge Erhöhung des Drehmomentes auch der Elektromotor 10 einen höheren Strom aufnimmt.

Der Tauchspule 22 vorgeschaltet ist eine Einheit 26 aus elektronischen Bausteinen, im vorliegenden Falle einem Stromwandler 27, einer Phasenbrücke 28, einer Multiplikatoreinheit 29 und

einem Verstärker 31. Die Einheit 26 dient im wesentlichen dazu, zur tatsächlichen Erfassung des mechanischen Drehmomentes der Beziehung M, = "f3~* . U . I . cosf/n zu genügen.

Bei Änderung des Drehmomentes findet im übrigen in bekannter Weise eine Anpassung des antriebsseitigen hydraulischen Druckes dadurch statt, daß die Kegelscheibe 4 sich entsprechend etwas nach rechts oder links verstellt, was über den Hebel 20 zu einer entsprechenden Verstellung am Vierkanten-Steuerschieber 13 und dann zu einer Rückstellung auf den dem

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geänderten Drehmoment entsprechenden antriebsseitigen hydraulischen Druck führt.

Fig. 2 zeigt grundsätzlich den Getriebeaufbau gemäß Fig. 1, weshalb dieser nicht noch einmal beschrieben wird.

Unterschiedlich ist, daß auf der Welle 1 ein Drehmomentfühler 32 sitzt, der einen dem jeweils übertragenen Drehmoment entsprechenden Impuls über eine Leitung 33 und einen Verstärker 34 auf die Tauchspule 22 gibt.

Wie ersichtlich, eignet sich diese Bauform auch für einen Antrieb durch einen Verbrennungsmotor 35» der alternativ eingezeichnet ist.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Ausbildungen des Vorspannventils 17 als Differentialventil zur Unterstützung der von der Tauchspule 22 ausgeübten Stellkraft.

Dazu ist gemäß Fig. 3 zwischen Betätigungsteil 23 der Tauchspule 22 und der Ventilkugel 24 ein Ventilstößel 36 eingefügt, der über eine Leitung 37 und einen gesonderten Druckraum 36 mit dem vom Vierkantensteuerschieber 13 kommenden Druckmittel mit dem auf der Abtriebsseite des Getriebes herrschenden Druck von hinten beaufschlagt ist.

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Gemäß Pig. 4 weist das Vorspannventil einen kolbenförmigen Steuerschieber 39 auf, der mit einer Abflußöffnung 40 eine Steuerkante bildet. Über eine zentrale Bohrung 41 ist der Steuerkolben 39 mit dem auf der Abtriebsseite des Getriebes herrschenden Druck zusätzlich von hinten auf seiner kleineren Kolbenfläche belastet.

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Claims

PATENTANWÄLTE - ^ - DIPL-ING. R. LEMCKE ΖΐίΑΟΖΰΟ DR.-ING. H. J. BROMMER AMALIENSTRASSE 28 KARLSRUHE 1 Patentansprüche

1.!Stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einer mit einem Antriebsmotor verbundenen Antriebswelle und einer Antriebswelle sowie darauf angeordneten Faaren von Kegelscheiben, von denen je eine axial verschiebbar ist und zwischen denen ein Zugmittelstrang zur Leistungsübertragung umläuft, wobei die axial verschiebbaren Kegelscheiben zusammen mit einem wellenfesten Kolben je ein Zylinder-Kolben-Aggregat bilden, dem zur Einstellung und Aufrechterhaltung der Getriebeiibersetzung von einer Pumpe bezogenes Druckmittel über einen Vierkanten-Steuerschieber zugeteilt wird, der einerseits an einer axial beweglichen Kegelscheibe angreift und andererseits mit einem Betätigungsglied willkürlich verstellbar ist, und wobei im Abfluß des Vierkanten-Steuerschiebers mit dem auf der Abtriebsseite des Getriebes herrschenden Druckmitteldruck ein Vorspannventil zur jeweiligen Einstellung dieses Druckes angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuerung des Vorspannventils (17) durch einen elektromagnetischen Kraftgeber (22) erfolgt und daß dessen Wicklung an einen dem vom Getriebe übertragenen Drehmoment proportionalen Strom ange-

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schlossen ist, derart, daß mit zunehmendem Drehmoment die Drosselwirkung des Vorspannventils steigt.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Antrieb des Getriebes durch einen Elektromotor (10) die Tauchwicklung an eine Phase dee dem Motor zugeführten Stromes diesem parallelgeschaltet ist.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklung elektronische Bausteine (27 bis 31) zur tatsächlichen Erfassung des mechanischen Drehmomentes nach der Beziehung M^ = "fT . U . I . cosfl^n vorgeschaltet sind.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer der Getriebewellen (1, 2) ein Drehmomentmeßglied (32) angeordnet ist und daß das Signal des Drehmomentmeßgliedes über einen Verstärker (34) auf die Wicklung geht.

5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das VorspannYentil (17) als Differentialventil mit Unterstützung der Stellgröße durch den abtriebsseitigen hydraulischen Druck ausgebildet ist.

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