DE720662C - Infinitely variable V-belt drive - Google Patents

Description

Stufenlos regelbares Keilriemengetriebe Die bekannten, stufenlos regelbaren Keilriemengetriebe bestehen meist aus zwei oder mehr geteilten, axial verstellbaren Keilriemenscheiben mit kegelförmigen oder kurvenförmig gewölbten Flanken und einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten endlosen Keilriemen. Die Änderung,des übersetzungsverhältnisses zwischen der treibenden und der angetriebenen Welle erfolgt dadurch, daß gleichzeitig auf beiden Wellen die beweglichen Scheibenhälften der treibenden und der angetriebenen Scheibe gegenüber den zugehörigen festen Scheibenhälften so verschoben werden, daß sich die Laufkreisdurchmeser des Keilriemens in der gewünschten Weise ändern. Die bekannten derartigen Keilriemengetriebe arbeiten aber mit einem verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad und haben einen nicht unerheblichen Riemenverschleiß, da-- bei größeren Änderungen des Übersetzungsverhältnisses der Keilriemen leicht klemmt und infolge der sich ändernden Riemenspannung rutscht. Sie sind daher meist nur für einen verhältnismäßig kleinen Einstellungsbereich verwendbar.Infinitely variable V-belt drive The well-known, infinitely variable V-belt drives usually consist of two or more split, axially adjustable V-belt pulleys with conical or curved flanks and one or several endless V-belts arranged parallel to one another. The change, des gear ratio between the driving and the driven shaft takes place in that at the same time on both shafts the movable disk halves driving and the driven pulley opposite the associated fixed pulley halves be shifted so that the running circle diameter of the V-belt is in the desired Way change. The known such V-belt drives work with one relatively poor efficiency and have a not inconsiderable belt wear, da-- easy with larger changes in the transmission ratio of the V-belts jams and slips as a result of the changing belt tension. They are therefore mostly can only be used for a relatively small setting range.

Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung der bekannten Keilriemengetriebe mit .dem Ziel, diese Nachteile zu beseitigen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich der Keilwinkel des Keilriemens bei einer Änderung seiner Krümmung in ganz bestimmter, gesetzmäßiger Weise ändert, so zwar, daß dieser Keilwinkel mit kleiner werdendem Krümmungsradius gleichfalls kleiner wird und umgekehrt, so daß man also für verschiedene Krümmungsradien die Größe der jeweiligen Keilwinkel genau feststellen kann. Soll nun der Keilriemen bei allen einstellbaren Übersetzungsverhältnissen des Keilr iemengetriebes einwandfrei, also ohne den Verschleiß begünstigendes Klemmen und Rutschen, arbeiten, dann ist es erforderlich, die Wölbungen der Flanken sowohl der treibenden als auch der angetriebenen Keilriemenscheibe so auszubilden, daß deren Tangentenwinkel stets mit den jeweiligen, diesen Krümmungsradien zugeordneten Keilwinkeln des Keilriemens übereinstimmen. Man hat diesen Umstand auch bereits erkannt und die Änderung des Keilriemenwinkels dadurch zu berücksichtigen versucht, daß man statt kegeliger Flanken der Riemenscheiben solche mit einer gewissen Wölbung gewählt hat. Da man aber die Form dieser Wölbung der gesetzmäßigen Änderung des Keilriemenwinkels nichtgenügend angepaßt hat, ergaben sich auch hierbei gewisse - wenn auch geringere -Klemmungen des Keilriemens mit ihren nachteiligen Folgen. Um diese zu vermeiden, hat man vielfach statt der Keilriemen Keilgliederketten angewendet, bei welchen sich der Keilwinkel bei verschiedenen Krümmungen nicht ändert und somit statt gewölbter Flanken der Riemenscheiben solche von kegeliger Form verwendet werden konnten. Diese Keilgliederketten sind aber teuer in der Herstellung und haben den Nachteil, daß. sie für größere Umdrehungszahlen ungeeignet sind, weil hierbei die einzelnen Kettenglieder beim Auflaufen auf die Riemenscheiben leicht klemmen und sich daher gleichfalls verhältnismäßig rasch abnutzen.The subject of the invention is an improvement of the known V-belt drive with the aim of eliminating these disadvantages. The invention is based on the knowledge that the wedge angle of the V-belt changes completely with a change in its curvature changes in a certain, lawful manner, so that this wedge angle is smaller as the radius of curvature becomes smaller and vice versa, so that one precisely determine the size of the respective wedge angle for different radii of curvature can. Should now the V-belt with all adjustable gear ratios of the V-belt drive flawlessly, i.e. without the Wear-promoting Clamping and sliding, work, then it is necessary to remove the curvature of the flanks to design both the driving and the driven V-belt pulley in such a way that that their tangent angles are always associated with the respective radii of curvature associated with these V-belt angles match. You already have this fact recognized and tried to take into account the change in the V-belt angle, that instead of tapered flanks of the pulleys, flanks with a certain curvature are used has chosen. But since the shape of this bulge is consistent with the change in the law of the Has not adequately adjusted the V-belt angle, there were also certain - albeit less jamming of the V-belt with its disadvantageous consequences. In order to avoid this, V-link chains have often been used instead of V-belts, in which the wedge angle does not change with different curvatures and thus instead of curved flanks of the pulleys, those with a conical shape are used could. These V-link chains are expensive to manufacture and have the Disadvantage that. they are unsuitable for higher speeds, because this is the Slightly clamp the individual chain links when running onto the pulleys and therefore also wear out relatively quickly.

Man weiß ferner, daß infolge der gleichbleibenden Länge des Keilriemens bei einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses .die Durchmesserader einander zugeordneten Laufkreise des Keilriemens sich nicht proportional ändern, denn der Umfang der Laufkreise entspricht dem 3, z 4fachen des betreffenden Durchmessers, wächst oder verringert sich also rascher als dieser. Werden also die Flanken der treibenden und der angetriebenen Scheibe gleich ausgebildet, dann ergeben sich für beide Scheiben verschieden axiale Einstellwege. Da es nun unbequem und verhältnismäßig schwierig ist, bei den Änderungen des Übersetzungsverhältnisses die treibende und die angetriebene Scheibe in axialer Richtung verschieden zu verstellen, hat man bereits zwischen die treibende und die angetriebene Welle eine Zwischenwelle mit ähnlichen Keilriemenscheiben eingeschaltet, die zum Ausgleich .der Riemenlänge dienen sollten. Das verteuert aber das Getriebe und ist gleichfalls unzulänglich. Das gleiche gilt auch für eine andere bekannte Lösung dieser Aufgabe, die darin besteht, daß die Scheibenhälften der angetriebenen Scheibe nicht besonders eingestellt, sondern lediglich durch eine Feder zusammengepreßt werden, so daß sie sich entsprechend dem Laufkreisdurchmesser des Keilriemens von selbst einstellen können. Wenn der Keilriemen bei dieser Anordnung durch-'ziehen soll, muß aber :die Federspannung entsprechend :kräftig sein. Dabei wird jedoch der Keilriemen seitlich übermäßig geklemmt und sein Verschleiß erhöht.It is also known that due to the constant length of the V-belt when changing the transmission ratio .die diameter cores assigned to each other The running circles of the V-belt do not change proportionally, because the circumference of the running circles corresponds to 3, z 4 times the relevant diameter, increases or decreases so faster than this. So become the flanks of the driving and the driven Disc formed identically, then different axial ones result for both discs Adjustment paths. Since it is now inconvenient and relatively difficult to make changes the transmission ratio of the driving and the driven pulley in the axial direction One already has to adjust the direction differently between the driving and the driven shaft switched on an intermediate shaft with similar V-belt pulleys, which should serve to compensate for the length of the belt. But that makes the transmission more expensive and is also inadequate. The same goes for another well-known Solution to this problem, which consists in the fact that the pulley halves of the driven Disc not specially adjusted, just compressed by a spring so that they are in accordance with the running circle diameter of the V-belt of can adjust yourself. If the V-belt is pulled through with this arrangement should, but must: the spring tension accordingly: be strong. In doing so, however the side of the V-belt is excessively jammed and its wear increases.

Von den bekannten Ausführungen derartiger, stufenlos regelbarer Keilriemengetriebe mit einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten endlosen Keilriemen unterscheidet sich das Keilriemengetriebe .der Erfindung ,dadurch, daß die Wölbung :der Flanken der Keilriemenscheiben so gewählt wird, daß bei allen Laufkreisdurchmessern die Tangentenwinkel derselben gleich den entsprechenden Keilwinkeln des Keilriemens sind und bei gleichbleibender Keilriemenlänge und gleichbleibender Keilriemenspannung für alle Übersetzungsänderungen der Verstellweg der axial verschiebbaren Scheibenflanken an beiden Wellen gleich groß ist.From the known designs of such, continuously variable V-belt drives with one or more endless V-belts arranged parallel to one another the V-belt drive. of the invention, in that the curvature: the flanks of the V-belt pulleys is chosen so that the Tangent angles of the same equal to the corresponding wedge angles of the V-belt and with constant V-belt length and constant V-belt tension the adjustment path of the axially displaceable pulley flanks for all gear ratio changes is the same on both waves.

Die entsprechende Wölbungskurve der Flanke der treibenden Scheibe wird dabei zeichnerisch in der Weise ermittelt, daß in einem Ordinatensystem auf der Ordinatenächse einige Laufkreisdurchmesser ,aufgetragen und von dem Pol des Systems aus ein zusammenhängender Linienzug eingezeichnet wird, der diese Durchmesserlinien unter den jeweiligen bekannten Keilwinkeln des Keilriemens schneidet. Dieser Linienzug bildet dann die Umhüllende für die Flankenkurve der treibenden Scheibe. Die sich ergebenden Abszissen entsprechen dann der axialen Verschiebung der Flankenhälften für den betreffenden Laufkreisdurchmesser des Keilriemens. Die zugehörige Flankenkurve der angetriebenen Scheibe wird in ähnlicher `'eise ermittelt, indem nunmehr auf der Ordinatenachse diejenigen Durchmesser aufgetragen «-erden, die nach rechnerischer Ermittlung den Laufkreisdurchmesser der ersten Flankenkurve entsprechen. Die Umhüllende wird dann so eingezeichnet, daß die axialen Verstellwege für jedes Übersetzungsverhältnis gleich groll) sind, also unter Benutzung der entsprechenden Abszissen der ersten Kurve. Die an deren Schnittpunkten mit den Durchmessern eingetragenen zugehörigen Keilwinkel ergeben dann die Umhüllende für die gesuchte Flankenkurve der angetriebenen Scheibe.The corresponding curvature curve of the flank of the driving pulley is determined graphically in such a way that in a system of ordinates the ordinate axis, a few diameter of the circle, plotted and from the pole of the System is drawn from a contiguous line of lines, which these diameter lines cuts under the respective known wedge angles of the V-belt. This line of lines then forms the envelope for the flank curve of the driving pulley. Which The resulting abscissas then correspond to the axial displacement of the flank halves for the relevant running circle diameter of the V-belt. The associated flank curve the driven pulley is determined in a similar way by now on those diameters plotted on the ordinate axis, which according to arithmetical Determine the running circle diameter to correspond to the first flank curve. The enveloping one is then drawn in so that the axial adjustment paths for each transmission ratio equal resentment), i.e. using the corresponding abscissas of the first Curve. The associated Wedge angles then result in the envelope for the sought-after flank curve of the driven one Disc.

Abgesehen davon, daß nunmehr erfindungsgemäß bei jedem Laufkreisdurchmesser stet die Keilwinkel des Riemens mit den Tangentenwinkeln beider Riemenscheiben übereinstimmen und somit jedes Klemmen des Riemens vermieden wird, ergibt sich der Vorteil, daß bei einer Änderung der Übersetzung beide Riemenscheiben stets den gleichen axialen Verstellweg haben. Die Getriebewellen besitzen lediglich zwei Lager, von denen je eines beweglich ist und gleichzeitig auch zur axialen Führung der beweglichen Scheibenhälften dient. Dabei ist je ein axial bewegliches Lager der einen Welle samt den von ihm geführten Scheibenhälften mit dem entsprechenden axial geführten Lager der anderen Welle samt den von dieser geführten Scheibenhälften mechanisch, beispielsweise durch eine gemeinsame Schiebestange, verbunden. Zur Steuerung dieses Getriebes ist es also nur notwendig, diese Schiebestange entsprechend einzustellen.Apart from the fact that now according to the invention for every running circle diameter The wedge angle of the belt must always match the tangent angles of both pulleys and thus avoiding any jamming of the belt, there is an advantage that when changing the translation, both pulleys are always the same axial Have adjustment path. The gear shafts have only two bearings, from each of which is movable and at the same time also for the axial guidance of the movable Serves slice halves. There is one axially movable bearing on each shaft including the disk halves guided by it with the corresponding axially guided Mechanical bearings of the other shaft including the pulley halves guided by it, for example, connected by a common push rod. To control this Transmission, it is only necessary to adjust this push rod accordingly.

Als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung ein stufenlos regelbares Doppelkeilriemengetriebe veranschaulicht, und zwar zeigen Abb. i einen senkrechten Querschnitt durch die Achsenebene des Keilriemengetriebes, Abb. z eine Seitenansicht desselben.An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing a continuously variable double V-belt transmission illustrated, namely show Fig. I a vertical cross-section through the axial plane of the V-belt drive, Fig. Z is a side view of the same.

Wie ersichtlich, .ist die treibende Welle mit ihrer Antriebsscheibe i durch ein Doppelkeilriemengetriebe mit der angetriebenen Welle 4.- und ihrer Riemenscheibe 3 verbunden. Auf der Welle z sind die Riemenscheibenhälften 5 befestigt, während die zugehörigen Scheibenhälften 7 miteinander durch die Stangen i2 verbunden und auf der Welle 2 axial verschiebbar sind. Entsprechend sind auf der angetriebenen Welle die Scheibenhälften 6 befestigt, während die durch die Stangen 12 verbundenen zugehörigen Scheibenhälften 8 auf dieser Welle verschiebbar sind. Die Wellen 2 bzw. 4. sind jeweils nur mit einem Ende in seinem ortsfesten Lager i5 bzw. 16 gelagert, während sie mit ihrem anderen Ende in axial verschiebbaren Lagern Io bzw. i i gelagert sind, die mit den axial verschiebbaren Scheibenhälften 7 bzw. 8 verbunden und an einer gemeinsamen Schiebestange 14 befestigt sind.As can be seen, .is the driving shaft with its drive pulley i by a double V-belt drive with the driven shaft 4.- and its belt pulley 3 connected. On the shaft z, the pulley halves 5 are attached while the associated disc halves 7 connected to one another by the rods i2 and are axially displaceable on the shaft 2. Accordingly are driven on Shaft fastened the disk halves 6, while those connected by the rods 12 associated disk halves 8 are displaceable on this shaft. The waves 2 resp. 4. are each stored with only one end in its stationary bearing i5 or 16, while their other end is mounted in axially displaceable bearings Io or i i are connected to the axially displaceable disk halves 7 and 8, respectively a common push rod 14 are attached.

Der Rillenbreite A der treibenden Welle 2 entspricht dabei eine Rillenbreite B der angetriebenen Welle .4 entsprechend einem Übersetzungsverhältnis der Laufkreisradien C : D, wie aus den Abbildungen ersichtlich. Durch die axiale Verschiebung der Schiebestange 14 gegenüber dem Getriebekasten 13 wird diese Rillenbreite und damit zugleich das Übersetzungsverhältnis in gewünschter Weise geändert. Die Wölbung der Scheibenflanken ist in der beschriebenen Weise durchgebildet, so daß bei jedem Übersetzungsverhältnis die Tangentenwinkel dieser Flanken stets den betreffenden Keilriemenwinkeln entsprechen. Außerdem sind die Flanken der treibenden und der angetriebenen Scheiben derart einander angepaßt, daß die Riemenspannung bei jedem Übersetzungsverhältnis stets unverändert bleibt.The groove width A of the driving shaft 2 corresponds to a groove width B of the driven shaft .4 corresponding to a transmission ratio of the running circle radii C: D, as can be seen from the figures. The axial displacement of the push rod 14 with respect to the gear box 13 changes this groove width and thus at the same time the transmission ratio in the desired manner. The curvature of the pulley flanks is formed in the manner described, so that the tangent angles of these flanks always correspond to the relevant V-belt angles for every transmission ratio. In addition, the flanks of the driving and driven pulleys are matched to one another in such a way that the belt tension always remains unchanged at every gear ratio.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Stufenlos regelbares Keilriemengetriebe, bestehend aus zwei oder mehr axial verstellbaren Keilriemenscheiben mit kurvenförmig gewölbten Flanken und mit einem oder mehreren parallel zueinander angeordneten endlosen Keilriemen von trapezförmigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbung der Flanken dieser Keilriemenscheiben (5, 7 oder 6, 8) so gewählt ist, daß bei allen Laufkreisdurchmessern die Tangentenwinkel derselben gleich den entsprechenden Keilwinkeln des Keilriemens (9) sind und bei gleichbleibender Keilriemenlänge und Keilriemenspannung für alle Übersetzungsänderungen der Verstellweg der axial verstellbaren Scheibenflanken (7, 8) an beiden Wellen gleich groß ist. PATENT CLAIMS: i. Infinitely variable V-belt drive, consisting of two or more axially adjustable V-belt pulleys with curved flanks and one or more parallel endless V-belts of trapezoidal cross-section, characterized in that the curvature of the flanks of these V-belt pulleys (5, 7 or 6, 8) so it is chosen that the tangent angles of the same for all running circle diameters are equal to the corresponding wedge angles of the V-belt (9) and, with the V-belt length and V-belt tension remaining the same, the adjustment path of the axially adjustable pulley flanks (7, 8) on both shafts is the same for all gear changes. 2. Keilriemengetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (2, 4.) je ein festes und ein axial bewegliches Lager (io, 15 und 1i, 16) besitzen, wobei die beweglichen Lager (io, i i) gleichzeitig auch zur axialen Führung der Scheibenflanken dienen, so zwar, daß das axial bewegliche Wellenl%ger (io) der einen Welle (2) samt den von ihm geführten Flanken (7) und das axial bewegliche Lager (i i) der anderen Welle (4.) samt den von dieser geführten Flanken (8) mechanisch, beispielsweise durch die Schiebestangen (i4), so verbunden ist, daß beide Lager (io, ii) samt den von ihnen geführten Flanken (7, 8) bei Übersetzungsänderungen den gleichen Verstellungsweg haben.2. V-belt transmission according to claim i, characterized in that the shafts (2, 4) each have a fixed and an axially movable one Bearings (io, 15 and 1i, 16) have the movable bearings (io, i i) at the same time also serve for the axial guidance of the disc flanks, so that the axially movable Wave length (io) of the one wave (2) including the flanks (7) and led by it the axially movable bearing (i i) of the other shaft (4.) together with those guided by it Flanks (8) mechanically connected in this way, for example by the push rods (i4) is that both bearings (io, ii) together with the flanks (7, 8) guided by them when the ratio changes have the same adjustment path.