DE2807971A1 - Stufenlos einstellbares reibscheiben-regelgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Stufenlos einstellbares Reibscheiben-Regelgetriebe,
• insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft ein Reibscheiben-Regelgetriebe, insbesondere fiir Kraftfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des vorstehenden Anspruchs 1. Dieses Getriebe ist in erster I;nie für die Anwendung bei Kraftfahrzeugen gedacht, wobei dann naturgemäß noch Zusatzorgane, wie z.P. eine Anfahrkupplung und ein Nachschaltgetriebe zur Drehrichtungsumkehr (Rückwärtsgang) hinzukommen werden.
• Getriebe der vorstehend genannten Art sind z. Bo durch die deutsche Auslegeschrift 1 625 119 bekannt. Allen bekamiten Ausführungen ist gemeinsam, daß sie entlang ihrer Übersetzungsänderwig oft überhaupt keine oder doch höchstens zwei Wälzstellungen haben, in denen die Abwälzverhältnisse geometrisch ideal ablaufen, d. h. durch eine Verzahnung benetzt werden könnten. Alle anderen Abwälzstellungen sind mit Zwangsschlupf behaftet, der als Bohrreibung bezeichnet wird und der zu Leistungsverlusten bzw. Wirkungsgradeinbußen führt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe zu schaffen, das in jeder Abwälzstellung (d. h. in jeder Übersetzung) bohrreibungsfrei d. h. also ohne Zwangsschlupf arbeitet, so daß sich höhere Getriebewirkungsgrade und geringere Wärmebelastungen der Beriihrpunkte erreichen lassen. Diese Aufgabe wird bei den Getrieben der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des vorstehenden Anspruchs 1 gelöst.
• Durch diese Lösung wird der Vorteil erreicht, daß in jeder Stellung der Zwischenscheibe geometrisch ideale Abwälzverhältnisse herrschen. Damit wird die Kraftübertragung frei von Bohrreibung und es lassen sich demzufolge Leistungsverluste vermeiden. Der Wirkungsgrad eines solchen Getriebes wird auch besser. Die Erfindung hat also beziiglich der geometrischen Form der Kontur den allgemeinen Gedanken zum Inhalt1 daß eine Wälzkontur kreisförmigen Querschnitt aufweist, und die andere dann nach der angegebenen Lehrc daraus erhalten ist.
• D. h. mit anderen Worten, man kann die vorstehend angegebene Zuordnung der Konturen zu den Scheiben auch umkehren.
• Da an den twälzpunkten der Scheiben stets eine Grundanpreßkraft vorhanden sein muß, ist es bekannt, eine oder zwei Scheiben -ber der eingangs genannten Anordnung nach DAS 1 625 119 z. B. die Zwischenscheibe - federnd zu beaufschlagen d. h. die betreffende Scheibe bzw. Scheiben sind nicht starr auf den Wellen befestigt. Dies stellt aber keine axiale Bewegbarkeit im Sinne der Erfindung dar, bei der nämlich größere Wege fiir die Antriebs- und Abtriebsscheibe vorgesehen sind. Man kann zu diesem Zweck nach der Erfingung z. B. eine Rollenlagerung in der Keilwelle vorsehen.
• Die Träger der Zwischenscheiben werden zwecks übersetzungseinstellung gemeinsam geschwenkt, zweckmäßig gemäß den Merkmalen der vorstehenden Ansprüche 2 und 3. Im Prinzip kann die I3eaufschlagung der Trommel auch durch einen doppeltwirkenden Ringkolben erfolgen. Die Schwenkzapfen selbst sind in Böcken gelagert, die unmittelbar oder mittels eines gemeinsamen Itinges im Gehäuse aufgenommen sind. Auch können Federn eingeschaltet sein, damit alle Zwischenscheiben gleichmäßig an den beiden anderen Scheiben anliegen und sich so die Last gleichmäßig verteilt.
• Um an der Antriebs- bzw. Abtriebsscheibe eine entsprechende Abstützung der Axialkraft zu erzielen, erfolgt die Ausbildung zweckmäßig nach den Merkmalen der Ansprüche 4 und 5. Zur Erzeugung der Grundanpressung werden dabei Tellerfedern bevorzugt. Infolge der Drechmomentänderung bei den verschiedenen Übersetzungen ist eine Ausbildung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 sinnvoll. Dabei kann sowohl Antriebs- als Abtriebsmoment durch besondere Fühlorgane ermittelt und auf entsprechende Steuerorgane gegeben werden, es könnte prinzipiell aber auch das Antriebsmoment vom Antriebsmotor herbeleitet und das Abtriebsmoment daraus entsprechend der Übersetzung ermittelt werden. Auch andere Kombinationen sind denkbar. Erfindungsgemäß ist eine Gestaltung entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 7 vorteilhaft.
• Einzelheiten der Erfindung zeigt das Ausführungsbeispiel der Zeichnung anhand eines Längsschnitts (teilweise) durch ein entsprechendes Getriebe.
• Nach der Zeichnung; ist an das zweiteilige Getriebegehäuse (10) unten eine Schaltplatte (11) angeflanscht, welche die Steuerungsorgane enthält. Im Getriebegehäuse (10) sind die Antriebswelle (12) und die Abtriebswelle (13) gleichachsig auf Kegelrollenlagern (14) oder einer ähnlichen Lagerung gelagert, Auf beiden Wellen befindet sich drehfest und axial unbewegbar je ein Druckmittelzylinder (15). In diesem Zylinder ist auf der Antriebsseite dichtend und axial bewegbar eine Antriebsscheibe (17) aufgenommen, die mit der Antriebwelle (12) durch eine Keilverzahnung längs bewegbar verbunden ist. Die entsprechende Anordnung findet sich aif der Abtreibsseite, indem dort in genau derselben Art und Weise die Abtriebsscheibe (18) angeordnet ist.
• In den beiden Zylindern (15) sind Tellerfedern (19) angeordnet, durch weiche die beiden Scheiben (17 und 18) in Richtung auf einander hin vorgespannt sind. Beide Scheiben haben die gleichen konkaven Konturen (20), deren Form später noch genauer heschrieben werden wird.
• Im Wälzeingriff mit den beiden Scheiben (17) und (18) befinden sich zwei oder drei Zwischenscheiben (21), die jede in nicht näher dargestellter Art und Weise auf einem Träger (22) drehbar gelagert sind. Jeder Träger ist um einen Bolzen (23) schwenkbar, wobei die Achse dieses Bolzens (23) die Getriebeachse (24) im Abstand rechtwinklig kreuzt.
• Jeder Bolzen (23) ist in einem Böckchen (25) aufgenommen1 nd alle Böckchen sind mittels eines gemeinsamen Ringes (26) im Gehäuse $(10) gelagert Die Kontur (27) der Zwischenscheiben hat einen kreisförmigen Querschnitt. Die Rotationsachsen (28) aller Zwischenscheiben schneiden die Rotationsachse (24) der beiden anderen Scheiben (17) und (18), d. h. die Getriebeachse (24) stets in einem Punkt 3, der bei der Schwenkung der Zwischenscheiben (21) auf der Getriebeachse (24) wandert. Die genaue Kontur der beiden anderen Scheiben (17) und (18) wird nun dadurch erhalten, daß in allen Stellungen der Zwischenscheiben (21) dieser Punkt 3 zugleich den Schnittpunkt der Mantellinien (29), d. h. der Tangenten nn den Wälzpunkten @ darstellt.
• Bei dieser geometrischen Formgebung tritt kein Zwangsschlupf an den Wälzpunkten W niif. d. h. die Scheiben rollen in idealer Weise auf einander ab.
• Die Träger (22) für die Zwischenscheiben (21) greifen mit Kugelzapfen (30) in einen Trommelteil (?1) ein der an seinen beiden Enden mit Ringkolben (36) versehen ist Diese Ring-Kolben sind in entsprechenden Druckzylindern (33) angeordnet und hydraulisch beaufschlagbar. nuf diese Weise können alle Träger der Zwischenscheiben (21) gemeinsam um ihre Bolzen (23) geschwenkt und damit dns Übersetzungsverhältnis verändert werden. Für die Druckmittelversorgung dieses Schwenkmechanismus ist mit der Antriebswelle (12) eine Ölpumpe (34) verbunden. Diese liefert über die Leitungen f den Drrick in die Schaltplatte (11) und insbesondere in die nicht näher dargestellten Organe der Lagesteuerung (36) . Von dort aus wird je nach gewünschter Getriebeübersetzung vorzugsweise automatisch der öldruck über die Leitungen (37) den jeweiligen Druckzylindern (33) zugeleitet.
• An den beiden Scheiben (17 und 18) tritt je nach Übersetzung, d. h. also je nach zu übertragendem Drehmoment ein verschieden großer Axialschub auf. Dieser wird durch einen entsprechenden Druck in den Zylindern (15) aufgenommen. Aus dem Pumpendruck wird in einer drehmomentabhängigen Steuerung (38) in der Schaltplatte ein entsprechender Druck erzeugt und tiber die Leitungen (39) sowie die entsprechenden radialen bzw. axialen Bohrungen (40) und (41) in der Antriebs- bzw. Abtriebswelle den betreffenden Zylindern (15) zugeleitet. Auf diese Weise wird ein völlig gleichmäßiger Anpreßdruck an den Wälzpunkten W erzeugt bzw. aufrechterhalten.

Claims (7)

1. Stufenlos einstellbares Reibscheiben-Regelgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge A n s p r ü c h e 1. Stufenlos einstellbares Reibscheiben-Regelgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit gleichachsiger Antriebs-und Abtriebsscheibe mit konkavem Mantelprofil und mit darauf abwälzenden Zwischenreibscheiben, welche ein kürzeres Mantelprofil aufweisen und welche auf Trägern drehbar gelagert sind, die ihrerseits um, die Getriebeachse im Abstand kreuzende, Achsen schwenkbar im Gehäuse undrehbar diesem gegeniiber angeordnet sind, wobei Mittel zum Schwenken der Träger zwecks Übersetzungsänderung und Mittel zum Erzeugen einer Anpreßkraft an den Mantelprofilen von Antriebs-, Abtriebs- und Zwischenscheiben vorgesehen sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Zwischenscheiben (21) ein im Querschnitt kreisförmiges Mantelprofil aufweisen, daß das Mantelprofil der Antriebs-und Abtriebsscheibe (17 und 18) so ausgebildet ist, daß in jeder Stellung der Zwischenscheiben (21) der Schnittpunkt (S) der Rotationsachsen aller Scheiben zugleich der Schnittpunkt der Mantellinien (Tangenten) an den Abwälzpunkten (W) ist und daß Antriebs- und Abtriebsscheibe (17 und i8) mit ihren Wellen (12 und 13) drehfest aber axial verschiebbar verbunden sind.
2. 2. Getriebe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dan die Träger (22) der Zwischenscheiben (21) an ihren den Zwischenscheiben gegenüberliegenden Enden mit Kugelzapfen (30) versehen sind, die in eine axial verschiebbare Trommel (31) eingreifen, welche an beiden Seiten mit je einem druckmittelbeaufschlagbaren Ringkolben (32) versehen ist.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Druckmittelbeaufschlagung selbsttätig durch eine hydraulische Lagesteuerung erfolgt.
4. 4. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3 d a d u r c h S e k e n n z e i c h n e t , dan die Antriebsscheibe (17) und die Abtriebsscheibe (18) als druckmittelbetätigte Kolben ausgebildet und in entsprechenden Druckzylindern (15) axial bewegbar angeordnet sind, die auf den betreffenden Wellen (12 und 13) drehfest und axial unbewegbar befestigt sind.
5. 5. Getriebe nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in den Zylindern (15) für die Antriebs- und die Abtriebsscheibe Feder (13) zur Erzeugung einer Grundanpreßkraft angeordnet sind.
6. 6. Getriebe nach Anspruch 4 und , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebs- und die Abtriebsscheibe durch ein in die betreffenden Druckzylinder eingeführtes, drehinomentproportional gesteuertes Druckmittel beaufschlagbar sind.
7. 7. Getriebe nach einem oder mehreren der Anspriiche 1 - 6 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mit der Antriebswelle (12) eine Druckmittelpumpe (3i) für die Druckmittelversorgung in Treibverbindung steht und daß Steuerorgane (36) und 38) vorgesehen sind zur Ableitung des Druckes ftjr die Übersetzungsregelung einerseits und fiir die drehmomentabhängige Deaufschlagung der Antriebs-und Abtriebsscheibe andererseits.