DE1007589B

DE1007589B - Waelzkoerper friction gear

Info

Publication number: DE1007589B
Application number: DED14659A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr Phil Reinhol Kamps; Hans Gassmann
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1953-03-25
Filing date: 1953-03-25
Publication date: 1957-05-02

Description

Wälzkörper-Reibgetriebe Die Erfindung bezieht sich auf ein Wälzkörper-Reibgetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung, bei welchem die Drehmomentübertragung mittels Doppelkegelrollen erfolgt, die ringförmig und achsparallel zwischen zwei inneren und zweikonzentrisch dazu angeordneten äußeren Abstützkörpern angeordnet sind, die mit den Kegelflächen der Doppelkegelrollen zusammenwirkende Gegenwälzflächen aufweisen, wobei mit den in einer gemeinsamen Ebene befindlichen Doppelkegelrollen insgesamt vier Gegenwälzflächen zusammenwirken, von denen je zwei ein inneres und ein äußeres Gegenwälzflächenpaar bilden, und wobei der axiale Abstand der einen Gruppe von Abstützkörpern bei einer gleichzeitigen Verlagerung der Doppelkegelrollen radial zu den Rädern, verbunden mit einer entsprechenden Änderung ihrer Abwälzdurchmesser und einer nachgiebigen axialen Ausgleichsbewegung der anderen Gruppe von Abstützkörpern, verkleinert oder vergrößert und damit die Übersetzung entsprechend geändert werden kann.Rolling element friction transmission The invention relates to a rolling element friction transmission with continuously variable translation, in which the torque transmission is by means of Double tapered rollers are made ring-shaped and axially parallel between two inner ones and two outer support bodies are arranged concentrically to it, which have counter-rolling surfaces that interact with the conical surfaces of the double-tapered rollers, with the double tapered rollers located in a common plane as a whole four counter-rolling surfaces work together, two of which an inner and an outer Form opposing rolling surfaces pair, and wherein the axial distance of the one group of support bodies with a simultaneous displacement of the double tapered rollers radially to the wheels, associated with a corresponding change in their rolling diameter and a flexible one axial compensation movement of the other group of support bodies, reduced or enlarged so that the translation can be changed accordingly.

Reibrädergetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung sind in vielfachen Ausführungen bekannt. Sie beruhen meist auf der Zusammenwirkung zweier oder mehrerer durch Reibungskräfte miteinander gekuppelter Getriebeteile, beispielsweise Wälzgliedern, von deren Berührungsflächen sich zwar im Zentrum der Berührung liegende Teile ideal abwälzen, deren außerhalb dieses Zentrums, insbesondere in den Randgebieten, liegende Teile jedoch erhebliche Gleitbewegungen, verbunden mit Reibung, Wärme und entsprechendem Verschleiß, ausführen müssen. Es sind auch derartige Getriebe bekanntgeworden, bei denen Wälzkörper und insbesondere Kugeln zur Drehmomentübertragung bei gleichzeitig stufenlos veränderbarer Übersetzung benutzt werden. Hierbei sind die Kugeln an drei Berührungspunkten geführt, wobei ebenfalls eine nennenswerte Verlustarbeit durch Reibung entsteht, so daß auch der Wirkungsgrad solcher Getriebe verhältnismäßig gering ist.Friction gears with continuously variable transmission are in known in many ways. They are mostly based on the interaction of two or several transmission parts coupled to one another by frictional forces, for example Roller members whose contact surfaces are in the center of contact Ideally roll off parts whose outside of this center, especially in the peripheral areas, lying parts, however, considerable sliding movements, associated with friction, heat and appropriate wear and tear. Such transmissions have also become known, where rolling elements and especially balls for torque transmission at the same time continuously variable translation can be used. Here are the balls at three Out of contact points, with also a significant loss of work by Friction arises, so that the efficiency of such gears is also proportionate is low.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung zu schaffen, bei dessen Betrieb möglichst geringe Reibungsverluste und damit ein möglichst geringer Verschleiß auftritt. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß von den vier Gegenwälzflächen, die mit den in einer gemeinsamen Ebene und achsparallel angeordneten Doppelkegelrollen zusammenwirken, die beiden Gegenwälzflächen des einen Gegenwälzflächenpaares verschieden große Durchmesser aufweisen und die eine davon unverdrehbar angeordnet und die andere drehbar mit dem Antrieb (oder Abtrieb) verbunden ist, während das andere Gegenwälzflächenpaar in bekannter Weise gleiche Durchmesser aufweist und gemeinsam drehbar mit dem Abtrieb (bzw. Antrieb) verbunden ist, und daß die Doppelkegelrollen frei von jeder sonstigen Führung am Getriebegehäuse oder an Teilen des An- oder Abtriebes in Umfangsrichtung der Gegenwälzflächen frei beweglich zwischen den Gegenwälzflächenpaaren geführt sind.The invention is based on the object of a transmission with continuously variable to create changeable translation, during its operation the lowest possible friction losses and thus the least possible wear occurs. The invention consists essentially in that of the four counter rolling surfaces that are in a common plane with the and double tapered rollers arranged parallel to the axis work together, the two counter-rolling surfaces of a pair of counter-rolling surfaces of different sizes and the one of them is arranged non-rotatable and the other rotatable with the drive (or Output) is connected, while the other pair of counter-rolling surfaces in a known manner has the same diameter and can be rotated together with the output (or drive) is connected, and that the double tapered rollers are free of any other guide on Gear housing or on parts of the input or output in the circumferential direction of the counter-rolling surfaces are guided freely movable between the counter-rolling surface pairs.

Bei einer Ausführungsform sind zwischen dem inneren und äußeren Gegenwälzflächenpaar zwei verschiedenartige Gruppen von Doppelkegelrollen angeordnet, von denen die eine aus gleichen Doppelkegelrollen besteht, die außer ungleichen seitlichen Kegelmantelflächen in ihrem Mittelteil noch Zylinderflächen aufweisen, und von denen die andere aus gleichen vollsymmetrischen Doppelkegelrollen besteht, die außer gleichen seitlichen Kegelmantelflächen in ihrem Mittelteil ebenfalls noch je eine auf je einer Zylinderfläche der äußeren Doppelkegelrollen abgestützte Zylinderfläche aufweisen.In one embodiment, there are between the inner and outer counter-rolling surface pairs arranged two different groups of double tapered rollers, one of which consists of the same double tapered rollers, which except for unequal lateral tapered surfaces still have cylindrical surfaces in their middle part, and from which the other one the same fully symmetrical double tapered rollers, except for the same lateral ones Conical lateral surfaces in their middle part also have one on each cylinder surface the outer double tapered rollers have supported cylindrical surface.

Weiterhin hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Getriebe aus zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Getriebeeinheiten besteht, wobei die zwischen den nebeneinander befindlichen Doppelkegelrollen befindlichen vier Gegenwälzflächen sich innen und außen an je einem gemeinsamen Abstützkörper, in axialer Richtung unverschiebbar angeordneten Getrieberad befinden, während die beidseitig außerhalb der benachbarten Doppelkegelrollen befindlichen vier Gegenwälzflächen sich an je einem axial verschiebbaren Abstützkörper befinden, von denen die beiden äußeren als unverdrehbare Abstützringe ausgebildet sind.It has also been found to be advantageous if the transmission consists of two gear units arranged directly next to one another, wherein the four located between the double tapered rollers located next to each other Counter-rolling surfaces inside and outside on a common support body, in Axial direction immovable gear are located, while the bilateral four counter-rolling surfaces located outside the adjacent double-tapered rollers are each located on an axially displaceable support body, of which the two outer are designed as non-rotatable support rings.

Von dem Getriebe, dessen weitere Ausführungsmöglichkeiten der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen sind, bestehen die Wälzkörper an den Wälzflächen vorteilhaft in an sich bekannter Weise aus Sintereisen, Sinterstahl oder auch aus Sintermetall, welches auf einen zähen elastischen Stahlkörper aufgesintert ist. Es können auch mindestens die die Gegenwälzflächen tragenden Teile oder auch sämtliche Wälzflächen aufweisenden Teile an den Wälzflächen in ebenfalls an sich- bekannter: -Weise aus Kugellagerstahl, Einsatzstahl od. dgl. bestehen. Einzelheiten und weitere Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, in der das Getriebe gemäß der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel an Hand von zwei Abbildungen veranschaulicht ist.From the gearbox, its further execution options the following Description can be found, the rolling elements are advantageous on the rolling surfaces in a known manner from sintered iron, sintered steel or also from sintered metal, which is sintered onto a tough elastic steel body. It can too at least the parts bearing the counter-rolling surfaces or all of the rolling surfaces having parts on the rolling surfaces in a manner also known per se: -Wise Ball bearing steel, case-hardening steel or the like. Details and further refinements of the inventive concept can be found in the description below can be seen in which the transmission according to the invention in one embodiment is illustrated on the basis of two figures.

Es zeigt Fig. 1 das Getriebe in einem axialen Längsschnitt (zur besseren Anschaulichkeit sind einzelne, außerhalb der Getriebeachse liegende Wälzkörper ebenfalls geschnitten dargestellt), Fig. 2 einen Querschnitt durch das Getriebe nach der Linie II-II der Fig. 1, jedoch zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Getriebes lediglich in einer die Abwälzflächen und deren Bewegungen veranschaulichenden schematischen Darstellung.It shows Fig. 1 the transmission in an axial longitudinal section (for better Individual rolling elements lying outside the gear axis are also clear shown in section), Fig. 2 shows a cross section through the transmission according to the line II-II of FIG. 1, but only to illustrate the mode of operation of the transmission in a schematic illustrating the rolling surfaces and their movements Depiction.

Zwischen zwei zu dem Motor-Getriebe-Block einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine gehörigen Wänden 1, 2 ist das Gehäuse 3 des Getriebes fest gelagert. Das Getriebegehäuse ist trommelförmig ausgebildet, und in ihm ist in axialer Richtung der Trommel, auf der einen (linken) Seite aus dem Gehäuse ragend, eine innere Getriebewelle 4 gelagert, auf der außerhalb des Gehäuses ein beispielsweise dem Abtrieb dienendes Zahnrad 5 sitzt. Die Lagerung der Welle besteht in der Nähe des Zahnrades 5 aus einem kräftigen Kugellager 6, welches in einer Büchse 7 gehalten ist, die ihrerseits an der dort befindlichen (linken) Querwand 8 des Getriebegehäuses 3 mittels Schrauben 9 befestigt ist. An dem anderen (rechten) Ende ist die Welle 4 mittels eines Rollenlagers 10 in einer Büchse 11 gelagert, die ihrerseits ein Teil der dortigen (rechten) Querwand 12 des Getriebegehäuses 3 bildet. Die Welle 4 ist zwischen den beiden Lagern 6, 10 mit einer Keilverzahnung 13 versehen, auf der innere Getrieberäder 14, 15, 16 und beidseitig von diesen je zwei Stützscheiben 17, 18, sämtlich auf der Welle 4 axial verschiebbar, angeordnet sind. Zwischen je zwei Stützscheiben 17, 18 befindet sich, um die Welle 4 herum zentrisch gruppiert, eine aus Schraubenfedern 19 bestehende Federgruppe, die bestrebt ist, den Abstand dieser beiden Stützscheiben auf der Welle 4 zu vergrößern. Da die beiden außengelegenen Stützscheiben 17 je an einem Ende der Keilverzahnung fest abgestützt sind, wirkt sich der Federdruck gegen die inneren Stützscheiben 18 derart aus, daß diese bestrebt sind, die dazwischenliegenden Getrieberäder 14, 15, 16 etwa in der Mitte des Getriebegehäuses 3 in axialer Richtung gegeneinanderzupressen.Between two to the engine-gearbox block one not shown Internal combustion engine associated walls 1, 2, the housing 3 of the transmission is firmly mounted. The gear housing is drum-shaped, and in it is in the axial direction of the drum, protruding from the housing on one (left) side, an inner gear shaft 4 mounted, on the outside of the housing, for example, the output Gear 5 is seated. The storage of the shaft consists in the vicinity of the gear 5 a strong ball bearing 6, which is held in a sleeve 7, which in turn on the (left) transverse wall 8 of the gear housing 3 located there by means of screws 9 is attached. At the other (right) end, the shaft 4 is by means of a roller bearing 10 stored in a sleeve 11, which in turn is part of the local (right) transverse wall 12 of the gear housing 3 forms. The shaft 4 is between the two bearings 6, 10 provided with a spline 13 on which inner gears 14, 15, 16 and on both sides of these two support disks 17, 18, all on the shaft 4 axially displaceable, are arranged. Located between two support disks 17, 18 each grouped centered around the shaft 4, a coil spring 19 consisting of Spring group that seeks to keep the distance between these two support washers on the shaft 4 to enlarge. Since the two outer support disks 17 are each at one end the splines are firmly supported, the spring pressure acts against the inner ones Support disks 18 in such a way that they tend to the intermediate gears 14, 15, 16 to be pressed against each other approximately in the middle of the gear housing 3 in the axial direction.

Während sich auf der linken Büchse 7 noch ein kräftiges Rollenlager 20 befindet, befindet sich auf der rechten Büchse 11 noch ein ebenfalls kräftiges Kugellager 21. Beide Lager 20, 21 tragen gemeinsam eine nahezu die ganze lichte Weite des Getriebegehäuses einnehmende Trommel 22, die unter anderem sowohl die inneren Getrieberäder als auch die genannten Federgruppen umgibt. Auf der einen, beispielsweise linken Getriebeseite ist mit der Trommel 22 ein beispielsweise dem Antrieb dienender Zahnkranz 23 fest verbunden, der durch eine Öffnung 24 des Gehäuses durch ein am Getriebe der genannten Brennkraftmaschine befindliches strichpunktiert angedeutetes Zahnrad 25 angetrieben wird. In der Mitte der Trommel 22 befindet sich an deren Innenseite eine Stirnverzahnung 26, in die ein innerer Zahnkranz 27 eingreift, der sich in bezug auf die Welle 4 mit dem inneren Getrieberad 15 in einer gemeinsamen Querebene befindet und gegen axiale Verschiebung gegenüber der Trommel 22 durch Sprengringe 28 gesichert ist.While there is still a strong roller bearing on the left bush 7 20 is located, there is also a strong one on the right sleeve 11 Ball bearings 21. Both bearings 20, 21 jointly carry almost the entire clearance Width of the gear housing occupying drum 22, which, among other things, both the inner gears as well as the said spring groups surrounds. On the one, For example, the left side of the transmission is with the drum 22, for example, the Drive serving ring gear 23 fixedly connected through an opening 24 of the housing by a dash-dotted line located on the transmission of the said internal combustion engine indicated gear 25 is driven. In the middle of the drum 22 is located on the inside of which a spur toothing 26, in which an inner ring gear 27 engages, with respect to the shaft 4 with the inner gear 15 in a common Transverse plane is located and against axial displacement with respect to the drum 22 by Snap rings 28 is secured.

In bezug auf die Welle 4 befindet sich etwa in gleichen Querebenen mit den beiden inneren Getrieberädern 14 und 16 innerhalb der Trommel 22 noch je ein im äußeren Durchmesser etwa dem Zahnkranz 27 gleichender Ring 29 bzw. 30. Der linke Ring 29 ist in einer die linke Federgruppe glockenförmig von links aus umfassenden Trommel 31 und der rechte Ring 30 in einer die rechte Federgruppe von rechts aus glockenförmig umfassenden Trommel 32 festgehalten, und beide Trommeln 31, 32 sind an ihren Außenseiten je auf einer der beiden Büchsen 7 bzw. 11 unverdrehbar, jedoch axial verschiebbar gelagert. Die Sicherung gegenüber einer Verdrehung besteht in mit den beiden Büchsen 7, 11 fest verbundenen Klauen 33, 34, die zentrisch um die Büchsen herum angeordnet sind und in entsprechend zentrisch angeordnete Ausnehmungen 35, 36 der Trommeln 31, 32 eingreifen. Dabei sind die Klauen 33, 34 solang, daß sie im Bereich der möglichen axialen Verschiebungen der Trommeln 31, 32 noch in die Ausnehmungen 35, 36 hineinragen, so daß eine Verdrehung der Trommeln ausgeschlossen ist. Während die axiale Verschiebung der Trommeln 31, 32 nach außen durch Anschläge 37, 37' an den Büchsen 7 bzw. 11 begrenzt ist, ist die innere Begrenzung der durch weiter unten beschriebene Mittel durchführbaren Verschiebung durch Umstände gegeben, die ebenfalls nachfolgend weiter unten beschrieben werden.With respect to the shaft 4 there is approximately in the same transverse planes with the two inner gears 14 and 16 within the drum 22 a ring 29 or 30 , each having an outer diameter approximately equal to the ring gear 27. The left ring 29 is the left one Spring group of bell-shaped drum 31 from the left and the right ring 30 in a drum 32 that surrounds the right spring group from the right bell-shaped, and both drums 31, 32 are non-rotatable on their outer sides on one of the two bushings 7 and 11, however axially displaceable. The safeguard against rotation consists in claws 33, 34 firmly connected to the two bushes 7, 11, which are arranged centrally around the bushes and engage in correspondingly centrally arranged recesses 35, 36 of the drums 31, 32. The claws 33, 34 are so long that they still protrude into the recesses 35, 36 in the area of the possible axial displacements of the drums 31, 32, so that a rotation of the drums is excluded. While the axial displacement of the drums 31, 32 outward is limited by stops 37, 37 'on the bushings 7 and 11, the internal limitation of the displacement which can be carried out by means described below is given by circumstances which are also described below .

Während die inneren Getrieberäder 14, 15, 16 alle einen gleichen äußeren Durchmesser aufweisen, ist der innere Durchmesser der die inneren Getrieberäder 14, 16 umgebenden Ringe 29, 30 etwas kleiner als der innere Durchmesser des das mittlere Getrieberad 15 umgebenden Zahnkranzes 27. Sowohl die Getrieberäder als auch der Zahnkranz und die beidseitig von diesem befindlichen Ringe 29, 30 sind an den entlang dem zwischen den Getrieberädern und Ringen einschließlich Zahnkranz gebildeten Ringraum 38 befindlichen einander benachbarten Kanten kegelförmig abgeschrägt, und die jeweils einander benachbarten Kegelmantelflächen 39, 40 der inneren Getrieberäder und Kegelmantelflächen 41, 42 der Ringe 29, 30 und des Zahnkranzes 27 sind als Gegenwälzflächen ausgebildet, zwischen denen sich beim Betrieb des Getriebes eine Anzahl Wälzkörper an ihren Wälzflächen abwälzen.While the inner gears 14, 15, 16 all have the same outer Diameter is the inner diameter of the inner gears 14, 16 surrounding rings 29, 30 slightly smaller than the inner diameter of the middle gear 15 surrounding ring gear 27. Both the gears as also the ring gear and the rings 29, 30 located on both sides of it on the along the between the gears and rings including the ring gear formed annular space 38 located adjacent edges bevelled conically, and the adjacent conical surfaces 39, 40 of the inner gear wheels and conical outer surfaces 41, 42 of the rings 29, 30 and of the ring gear 27 are used as counter-rolling surfaces formed, between which there are a number of rolling elements during operation of the transmission roll on their rolling surfaces.

Gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind in dem Ringraum 38 zwei verschiedenartige Wälzkörpergruppen angeordnet, von denen die äußere aus Wälzkörpern 43 besteht, die außer ungleichen seitlichen Kegelmantel-Wälzflächen 44,45 noch je an ihrem Mittelteil zylindrische Wälzflächen 46 aufweisen und von denen die innere aus gleichen vollsymmetrischen Wälzkörpern 47 besteht, die außer gleichen seitlichen Kegelmantel-Wälzflächen 48 ebenfalls noch je in ihrem Mittelteil zylindrische, mit den zylindrischen Wälzflächen 46 der äußeren Wälzkörper zusammenwirkende Wälzflächen 49 aufweisen. Die inneren Wälzkörper 47 sind mit ihren Kegelmantel-Wälzflächen 48 an den Gegenwälzflächen 39, 40 der inneren Getrieberäder und die äußeren Wälzkörper 43 sind an ihrer einen Seite mit den Wälzflächen 45 an je einer unverdrehbaren Gegenwälzfläche 41 der Ringe 29, 30 und an ihrer anderen Seite mit den Wälzflächen 44 an je einer Gegenwälzfläche 42 des Zahnkranzes 27 geführt. Auch die an den Wälzkörpern 43, 47 befindlichen Kegelmantel-Wälzflächen schließen je Wälzkörper zwischen sich einen Öffnungswinkel von 90° ein, weisen jedoch erheblich größere Breiten als die Gegenwälzflächen 39,40,41,42 auf.According to the exemplary embodiment shown, there are two in the annular space 38 Various groups of rolling elements are arranged, the outer of which consists of rolling elements 43 exists, which apart from unequal lateral conical surface rolling surfaces 44,45 still each have cylindrical rolling surfaces 46 at their central part and of which the inner consists of the same fully symmetrical rolling elements 47, the other than the same lateral Conical surface rolling surfaces 48 also each still cylindrical in their central part, with the cylindrical rolling surfaces 46 of the outer rolling bodies cooperating rolling surfaces 49 have. The inner rolling elements 47 are with their conical surface rolling surfaces 48 on the counter-rolling surfaces 39, 40 of the inner gears and the outer rolling elements 43 are on one side with the rolling surfaces 45 on each one non-rotatable counter-rolling surface 41 of the rings 29, 30 and on their other side with the rolling surfaces 44 on each one Counter-rolling surface 42 of the ring gear 27 out. Also on the rolling elements 43, 47 The tapered surface rolling surfaces located close to each rolling element between them Opening angle of 90 °, but have considerably larger widths than the counter-rolling surfaces 39,40,41,42.

An den Wälzkörpern 43 befinden sich die Wälzflächen 45 auf der Mantelfläche eines Kegels, der gerade um so viel kleiner als der die Wälzfläche 44 tragende Kegel ist, als dem Unterschied zwischen dem inneren Durchmesser der Ringe 29, 30 und dem Zahnkranz 27 entspricht. Damit sind die Wälzkörper beider Wälzkörpergruppen durch die Gegenwälzflächen und auch gegenseitig durch die zylindrischen Wälzflächen so geführt, daß sich ihre zugleich die Drehachsen bildenden Symmetrieachsen stets in einer zur Achse der Welle 4 parallelen Richtung erstrecken. Je Wälzkörpergruppe befinden sich zwei Wälzkörper nebeneinander, wobei die nebeneinander befindlichen Wälzkörper 47 der inneren Wälzkörpergruppe auf einer gemeinsamen Achse 50 und die nebeneinander befindlichen Wälzkörper 43 der äußeren Wälzkörpergruppe auf einer gemeinsamen Achse 51 verdrehbar und axial verschiebbar gelagert sind.On the rolling elements 43, the rolling surfaces 45 are located on the outer surface of a cone which is just as much smaller than the cone carrying the rolling surface 44 as corresponds to the difference between the inner diameter of the rings 29, 30 and the ring gear 27. The rolling elements of both rolling element groups are thus guided by the counter rolling surfaces and also mutually by the cylindrical rolling surfaces so that their axes of symmetry, which at the same time form the axes of rotation, always extend in a direction parallel to the axis of the shaft 4. For each group of rolling elements there are two rolling elements next to one another, the rolling elements 47 of the inner rolling element group located next to one another on a common axis 50 and the adjacent rolling elements 43 of the outer rolling element group being rotatably and axially displaceable on a common axis 51.

Die in dem Ringraum 38 befindlichen Wälzkörpergruppen nehmen zwischen den inneren Getrieberädern und den äußeren Ringen einschließlich Zahnkranz so viel Raum ein, daß bei an ihren äußeren Anschlägen 37, 37' anliegenden Trommeln 31, 32 die beiden seitlichen inneren Getrieberäder 14, 16 noch eine gewisse Strecke von dem mittleren inneren Getrieberad 15 seitlich verdrängt werden, womit sich die Vorspannung der Federn 19 der beidseitig befindlichen Federgruppen über die Stützscheiben 18 und die Getrieberäder 14, 16 unmittelbar auf die Wälzkörper und damit auf sämtliche Wälz- und Gegenwälzflächen auswirkt.The rolling element groups located in the annular space 38 take between the inner gears and the outer rings including the ring gear as much Space is provided that when drums 31, 32 the two lateral inner gears 14, 16 still a certain distance from the middle inner gear 15 are laterally displaced, thus increasing the bias of the springs 19 of the spring groups located on both sides via the support disks 18 and the gears 14, 16 directly on the rolling elements and thus on all Has rolling and counter-rolling surfaces.

In der vorgeschriebenen Stellung, bei der die Trommeln 31, 32 an den Anschlägen 37, 37' anliegen, befinden sich die Wälzkörper in ihrer in bezug auf die Welle 4 äußeren Grenzstellung, womit auch die eine Grenzeinstellung der möglichen stufenlos veränderbaren Übersetzung gegeben ist. Zur stufenlosen Veränderung der Übersetzung können die Wälzkörper nun dadurch nach der Innenseite des Getriebes hin verschoben werden, daß die Trommeln 31, 32 durch in der Nähe ihrer Lagerung von außen angreifende Schubstangen 52, 53 gegeneinander nach der Mitte des Getriebes hin verschoben werden. Dabei verschieben sich die Angriffspunkte der Gegenwälzflächen auf den Wälzflächen der Wälzkörper, wodurch die Durchmesser der aufeinander abgewälzten Flächen verändert werden und damit auch die Übersetzung des Getriebes.In the prescribed position in which the drums 31, 32 to the Abuts 37, 37 'abut, the rolling elements are in their relation to the shaft 4 outer limit position, with which also the one limit setting of the possible continuously variable translation is given. For stepless change of the Translation can now move the rolling elements towards the inside of the gearbox be moved towards that the drums 31, 32 by in the vicinity of their storage externally acting push rods 52, 53 against each other towards the center of the transmission to be moved. The points of application of the counter-rolling surfaces shift in the process on the rolling surfaces of the rolling elements, whereby the diameter of the rolled on each other Surfaces are changed and with it the translation of the gearbox.

Von den Schubstangen, die beidseitig der Trommeln 31, 32 durch entsprechende Bohrungen der Büchsen 7, 8 konzentrisch zur Welle 4 nach außen ragen, ragen die Schubstangen 52 noch außerhalb des Zahnrades 5 an diesem vorbei und sind in einem sternförmigen Träger 54 gehalten, der fest auf einer die Welle 4 in einer Bohrung axial durchsetzenden Betätigungswelle 55 angeordnet ist. Die Welle 55 ragt auf der gegenüberliegenden rechten Getriebeseite noch aus dem eigentlichen Getriebegehäuse3 bzw. dessen rechter Querwand 12 heraus und trägt dort an seinem Ende eine Kolbenscheibe 56, die mittels eines Kolbenringes 57 abgedichtet in einem kappenförmig von außen auf die Querwand 12 flüssigkeitsdicht aufgeschraubten Betätigungszylinder 58 axial verschiebbar geführt ist. Zwischen der Kolbenscheibe 56 und der Querwand 12 befindet sich noch eine im wesentlichen gleiche Kolbenscheibe 59 axial verschiebbar auf der Welle 55, und an dieser Kolbenscheibe sind die durch die Büchse 11 nach außen ragenden Schubstangen 53 gehalten. Bei der gezeigten äußeren Anschlagstellung der Trommeln 31, 32 weisen die beiden Kolbenscheiben 56, 59 zwischen sich gerade noch einen geringen Spalt 60 auf, und in den Betätigungszylinder 58 mündet eine Öleintrittsöffnung 61 in diesen Spalt ein, durch die der zwischen den Kolbenscheiben 56, 59 befindliche Ringraum 62 zum Betrieb des Getriebes mit Betätigungsöl angefüllt wird. Der Druck des Betätigungsöls ist derart veränderlich, daß dadurch die Kolbenscheiben 56, 59 unter gleichzeitiger Verschiebung der Welle 55, des Trägers 54, der Schubstangen 52, 53, der Trommeln 31, 32, der Wälzkörper 43, 47 und schließlich der inneren Getrieberäder 14, 16 entgegen der Spannkraft der Schubfedern 19 mehr oder weniger auseinander bewegt werden.From the push rods on both sides of the drums 31, 32 by corresponding Bores of the sleeves 7, 8 protrude concentrically to the shaft 4 to the outside, the protrude Push rods 52 still outside the gear 5 past this and are in one star-shaped support 54 held, which is fixed on a the shaft 4 in a bore axially penetrating actuating shaft 55 is arranged. The shaft 55 protrudes on the opposite right side of the gearbox from the actual gearbox housing 3 or its right transverse wall 12 and carries a piston disk there at its end 56, which is sealed by means of a piston ring 57 in a cap-shaped manner from the outside Actuating cylinder 58 screwed axially onto the transverse wall 12 in a liquid-tight manner is slidably guided. Located between the piston disk 56 and the transverse wall 12 another substantially the same piston disk 59 is axially displaceable on the Shaft 55, and on this piston disk are those protruding through the sleeve 11 to the outside Push rods 53 held. In the shown outer stop position of the drums 31, 32, the two piston disks 56, 59 just have a small amount between them Gap 60 opens, and an oil inlet opening 61 opens into actuating cylinder 58 into this gap, through which the located between the piston disks 56, 59 Annular space 62 is filled with operating oil for operating the transmission. The pressure of the actuating oil is variable in such a way that the piston disks 56, 59 with simultaneous displacement of the shaft 55, the carrier 54, the push rods 52, 53, the drums 31, 32, the rolling elements 43, 47 and finally the inner gears 14, 16 more or less apart against the tension force of the thrust springs 19 be moved.

Als Werkstoff für die Wälzkörper ist an deren Wälzflächen Sintereisen, Sinterstahl oder auch Sintermetall vorgesehen, welches auf einen zähen elastischen Stahlkörper aufgesintert ist. Für die die Wälzflächen und/oder Gegenwälzflächen tragenden Teile kann auch Kugellagerstahl, Einsatzstahl od. dgl. vorgesehen werden. Die während des Betriebes an den Abwälzstellen auftretende Erwärmung kann durch die Kühlung der Wälzflächen mit Öl in unschädlichen, niedrigen Grenzen gehalten werden.The material for the rolling elements is sintered iron on their rolling surfaces, Sintered steel or sintered metal is provided, which on a tough elastic Steel body is sintered on. For the rolling surfaces and / or counter-rolling surfaces bearing parts can also be ball bearing steel, case hardened steel or the like. The heating that occurs at the rolling points during operation can be caused by the cooling of the rolling surfaces with oil is kept within harmless, low limits will.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Getriebes ist, soweit sie aus dem vorstehenden grundsätzlichen Teil der Beschreibung und der Fig. 1 noch nicht -verständlich ist, noch klarer aus der Fig. 2 ersichtlich, an Hand der nachfolgend die kinematischen Zusammenhänge beim Betrieb des Getriebes erläutert werden.The mode of operation of the transmission described is, as far as it is from the above fundamental part of the description and FIG. 1 not yet Obviously, it can be seen even more clearly from FIG. 2, with reference to the following the kinematic relationships during operation of the transmission are explained.

Die in Fig. 2 sichtbaren Kreise bedeuten die Abwälzbahnen (Wälzflächen und Gegenwälzflächen) der für die stufenlose Übersetzungsänderung wesentlichen Teile des Getriebes. Die Darstellung enthält von den kegelmantelförmigen Wälzflächen natürlich nur die Abwälzbahnen, die einer bestimmten, etwa der in Fig. 1 dargestellten Einstellung des Getriebes entsprechen. Von sämtlichen Abwälzbahnen sind in Fig. 2 die Durchmesser eingezeichnet, von denen D1 der Durchmesser der unveränderlichen und unverdrehbaren Gegenwälzfläche 41 der Ringe 29, 30, D2 der Durchmesser der unveränderlichen und verdrehbaren Gegenwälzfläche 39 bzw. 40 der inneren Getrieberäder 14, 15 und 16 und D3 der Durchmesser der veränderbaren Abwälzbahn einer Kegelmantel-Wälzfläche 48 eines Wälzkörpers 47 der inneren Wälzkörpergruppe ist. D4 ist der Durchmesser einer unveränderlichen und verdrehbaren Gegenwälzfläche 42 des Zahnkranzes 27, D5 der Durchmesser der zylindrischen Wälzfläche 49 eines Wälzkörpers 47 der inneren Wälzkörpergruppe und D6 der Durchmesser der ebenfalls zylindrischen Wälzfläche 46 eines Wälzkörpers 43 der äußeren Wälzkörpergruppe. Weiterhin ist D7 der Durchmesser der veränderbaren Abwälzbahn der einen Kegelmantel-Wälzfläche 44 und schließlich D8 der Durchmesser der veränderbaren Abwälzbahn der zweiten Kegelmantel-Wälzfläche 45 eines Wälzkörpers 43 der äußeren Wälzkörpergruppe.The circles visible in FIG. 2 represent the rolling paths (rolling surfaces and counter-rolling surfaces) of the parts essential for the stepless gear ratio change of the transmission. Of course, the representation contains of the cone-shaped rolling surfaces only the rolling paths that have a specific setting, such as that shown in FIG of the gearbox. The diameters of all of the rolling paths are shown in FIG plotted, of which D1 is the diameter of the unchangeable and non-rotatable Counter-rolling surface 41 of the rings 29, 30, D2 the diameter of the invariable and rotatable counter-rolling surface 39 or 40 of the inner gear wheels 14, 15 and 16 and D3 is the diameter of the variable rolling path of a cone-shaped rolling surface 48 of a rolling element 47 of the inner rolling element group. D4 is the diameter an unchangeable and rotatable counter-rolling surface 42 of the ring gear 27, D5 the diameter of the cylindrical rolling surface 49 of a rolling element 47 of the inner Rolling element group and D6 the diameter of the rolling surface 46, which is also cylindrical a rolling element 43 of the outer rolling element group. Furthermore, D7 is the diameter the changeable rolling path of a conical surface rolling surface 44 and finally D8 is the diameter of the variable rolling path of the second conical rolling surface 45 of a rolling element 43 of the outer rolling element group.

Die Zusammenwirkung der vorgenannten sich aufeinander abwälzenden Teile ist dann verhältnismäßig leicht übersehbar, wenn man zunächst annimmt, daß von dem Getriebe ein äußerer Wälzkörper 43 sich mit seiner Wälzfläche 45 ohne Gleiten auf der unverdrehbaren Gegenwälzfläche 41 eines Ringes 29 bzw. 30 abwälzt. Gemäß Fig.2 ist angenommen, daß der dort gezeigte Abwälzkörper 43 gerade um den Betrag eines Umfanges seiner auf der Abwälzfläche 45 mit der Gegenwälzfläche 41 zusammenwirkenden Abwälzbahn abgewälzt wird, womit die Achse des Wälzkörpers 43 um den Winkel a1 um die Getriebemitte im Uhrzeigersinn bewegt wird. Wenn weiterhin angenommen wird, daß sämtliche hieraus auf die anderen verdrehbaren Teile des Getriebes übertragenen Drehmomente ohne Gleiten durch reine Abwälzbewegungen übertragen werden, dann folgt aus der vorgenannten Bewegung des Wälzkörpers 43, daß sowohl die verdrehbare Gegenwälzfläche 42 des Zahnkranzes 27 um den Winkelbetrag a4 (entgegen dem Uhrzeigersinn) als auch der innere Wälzkörper 47 um den Winkelbetrag a3 (im Uhrzeigersinn) und die inneren Getrieberäder 14, 15, 16 um den Winkelbetrag a2 (entgegen dem Uhrzeigersinn) verdreht werden. Vergleicht man nunmehr die Winkelwege a4 und a2, so ist zu erkennen, daß zwar die Ringe 29, 30 in der gleichen Richtung wie die inneren Getrieberäder 14, 15, 16 gedreht werden, daß aber der Winkelweg a2 um ein Vielfaches größer als der Winkelweg a4 ist.The interaction of the aforementioned parts rolling on each other is relatively easy to overlook if one initially assumes that an outer rolling element 43 of the gear unit rolls with its rolling surface 45 without sliding on the non-rotatable counter-rolling surface 41 of a ring 29 or 30. 2 it is assumed that the rolling element 43 shown there is rolled by the amount of a circumference of its rolling path cooperating on the rolling surface 45 with the counter-rolling surface 41, whereby the axis of the rolling body 43 is moved clockwise by the angle a1 around the center of the gear . If it is further assumed that all of the torques transmitted from this to the other rotatable parts of the transmission are transmitted without sliding by pure rolling movements, then it follows from the aforementioned movement of the rolling element 43 that both the rotatable counter-rolling surface 42 of the ring gear 27 by the angular amount a4 (opposite clockwise) and the inner rolling element 47 are rotated by the angular amount a3 (clockwise) and the inner gears 14, 15, 16 by the angular amount a2 (counterclockwise). If one now compares the angular paths a4 and a2, it can be seen that although the rings 29, 30 are rotated in the same direction as the inner gears 14, 15, 16 , the angular path a2 is many times greater than the angular path a4 is.

Verläßt man nunmehr die vorgenannte, zur Erleichterung der Anschaulichkeit gewählte Betrachtungsweise und nimmt an, daß auf das Getriebe über die Ringe 29, 30 eine Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn um den Winkelbetrag a4 erfolgt, so kann damit entsprechend den vorbeschriebenen Zusammenhängen an die inneren Getrieberäder 14, 15, 16 nur die Drehung im gleichen Sinne um den Winkelbetrag a2 übertragen werden.If one now leaves the aforementioned, for the sake of clarity chosen approach and assumes that on the gearbox over the rings 29, 30 rotate counterclockwise by the angular amount a4 takes place, it can be sent to the inner gears 14, 15, 16 only rotate in the same sense by the angular amount a2 are transferred.

Aus vorstehendem folgt ohne weiteres, daß die Übersetzung des Getriebes bei einer Veränderung der Durchmesser der zusammenwirkenden Abwälzbahnen in nennenswerten Grenzen stufenlos verändert werden kann. Dabei ergibt sich bei einem etwa dem Ausführungsbeispiel entsprechenden Getriebe als gesetzmäßigen Zusammenhang zwischen der Getriebeeinstellung und der Übersetzung der Zusammenhang In dieser Formel bedeutet a den Durchmesser D3, b den Durchmesser D und c den Durchmesser D8 der Kegelmantel-Wälzfläschen mit veränderbaren Abwälzbahnen, k1 das durch die Getriebeabmessungen gegebene konstante Verhältnis und schließlich k2 das durch die Getriebeabmessungen gegebene ebenfalls konstante Verhältnis Aus dieser Formel ergibt sich weiterhin, daß das Getriebe je nach Bemessung der aufeinander abwälzenden Teile für die verschiedensten Übersetzungsprobleme mit genügenden Veränderungsmöglichkeiten der Übersetzung ausgeführt werden kann. Während z. B. der Übersetzungsbereich des dem Ausführungsbeispiel entsprechenden Getriebes etwa zwischen den Übersetzungen 1 : 4,5 und 1 : 8,5 geändert werden kann, ist es ohne weiteres möglich, durch alleinige Abmessungsänderungen ein solches Getriebe beispielsweise auch für den Bereich 1 : 0,3 (rückwärts) bis 1 : 6,5 (vorwärts) oder ähnlich auszulegen, womit ein und dasselbe Getriebe nicht nur wahlweise für Vorwärts- oder Rückwärtsgänge, sondern auch für den Leerlaufbetrieb vorgesehen werden kann.From the foregoing it follows without further ado that the transmission ratio of the transmission can be changed continuously within appreciable limits when the diameter of the cooperating rolling paths is changed. In the case of a transmission roughly corresponding to the exemplary embodiment, the relationship between the transmission setting and the gear ratio is the lawful relationship In this formula, a denotes the diameter D3, b the diameter D and c the diameter D8 of the conical surface rolling surfaces with variable rolling paths, k1 the constant ratio given by the gearbox dimensions and finally k2 that given by the gearbox dimensions given also constant ratio This formula also shows that the transmission, depending on the dimensioning of the parts rolling against one another, can be designed for a wide variety of translation problems with sufficient options for changing the translation. While z. If, for example, the transmission range of the transmission corresponding to the embodiment can be changed approximately between the transmission ratios 1: 4.5 and 1: 8.5, it is easily possible to change the dimensions of such a transmission, for example, for the range 1: 0.3 as well (backwards) up to 1: 6.5 (forwards) or similar, so that one and the same transmission can be provided not only for forward or reverse gears, but also for idling.

Außerdem ist es möglich, zur Verschiebung der Wälzkörpergruppen statt der gezeigten Kombination nur ldruck zu verwenden. Dabei wird die Spannung der Federgruppen durch einen bestimmten, ständigen Öldruck ersetzt. Eine derartige Anordnung bietet gegenüber dem dargestellten Ausführungsbeispiel noch den Vorteil, daß der Anpreßdruck der Wälzkörper in Abhängigkeit von dem zu übertragenden Drehmoment oder auch von der eingestellten Übersetzung bzw. Drehzahl, letztere über einen Fliehkraftregler gesteuert, angepaßt und dadurch die Gefahr eines Gleitens der Wälzkörper mit Sicherheit ausgeschaltet werden kann.It is also possible to move the rolling element groups instead only use oil pressure of the combination shown. Thereby the tension of the spring groups replaced by a specific, constant oil pressure. Such an arrangement offers compared to the illustrated embodiment has the advantage that the contact pressure the rolling elements as a function of the torque to be transmitted or also of the set translation or speed, the latter via a centrifugal governor controlled, adapted and thereby the risk of sliding of the rolling elements with security can be turned off.

Für die Gegenstände der Ansprüche 10 bis 12 wird kein selbständiger Schutz beansprucht.For the subjects of claims 10 to 12 there is no independent Protection claimed.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Rolling element friction gear with continuously variable Gear ratio in which the torque transmission is ring-shaped by means of double tapered rollers and axially parallel between two inner and two concentrically arranged n outer support bodies are arranged with the conical surfaces of the double tapered rollers have cooperating counter-rolling surfaces, with the in a common Double tapered rollers located on the plane work together a total of four counter-rolling surfaces, of which two each form an inner and an outer counter-rolling surface pair, and where the axial distance of one group of support bodies with a simultaneous Displacement of the double tapered rollers radially to the wheels, connected with a corresponding one Change of their rolling diameter, and a flexible axial compensation movement the other group of support bodies is reduced or enlarged and thus the Translation can be changed accordingly, characterized in that of the four counter-rolling surfaces, which are arranged in a common plane and axially parallel with the Double tapered rollers of a gear unit work together, the two counter-rolling surfaces (41, 42) of a pair of counter-rolling surfaces have different diameters and the one (41) thereof arranged non-rotatably and the other (42) rotatably with it the input (or output) is connected, while the other pair of counter-rolling surfaces (39, 40) has the same diameter in a known manner and can be rotated together with the output (or drive) is, and that the double tapered rollers free of any other Guide on the gear housing or on parts of the input or output in the circumferential direction of the counter-rolling surfaces (39, 40, 41, 42) freely movable between the counter-rolling surface pairs are led.

2. Transmission according to claim 1, characterized in that between the inner and outer pair of counter-rolling surfaces (39, 40 or 41, 42) are two different types Groups of double tapered rollers are arranged, one of which consists of the same double tapered rollers (43) consists of unequal lateral conical surfaces (44, 45) in their Central part still have cylindrical surfaces (46), and the other of which are the same fully symmetrical double tapered rollers (47), except for the same lateral ones Conical lateral surfaces (48) in their central part also have one on each Cylinder surface (46) of the outer double tapered rollers supported cylinder surface (49) exhibit.

3. A transmission according to claim 1 or 2, characterized in that it consists of two gear units arranged directly next to one another, the four counter-rolling surfaces (40, 42) located between the double tapered rollers (43, 47) located next to one another, each on a common inside and outside Support body, gear wheel (15, 27) arranged immovably in the axial direction, while the four counter-rolling surfaces (39, 41) located on both sides outside of the adjacent double tapered rollers (43, 47) are each located on an axially displaceable support body, the two outer ones of which are designed as non-rotatable support rings (29, 30) .

4. Transmission according to claim 3, characterized in that that the double tapered rollers (43 and 47) located next to one another on a common Axis (51 or 50) is longitudinally displaceable and guided freely movable in the circumferential direction are, with the common axis also free of any other support, Leadership or the like. Is.

5. Transmission according to claim 3 or 4, characterized in that that the two non-rotatable outer support rings (29, 30) in the axial direction are hydraulically movable against each other, while the two inner, the two inner Groups of double sailing rollers (47) including gear wheels (14, 16) of this type resilient by two enclosing the two gear units in the axial direction and Z. B. annularly around an inner gear shaft (4) arranged around spring groups are pretensioned against each other, so that when they move against each other the outer non-rotatable rings (29, 30) and a corresponding displacement of the Rolling bodies (43, 47) after the gear shaft (4) towards the gear wheels at the same time Dodge the compression of the spring groups sideways accordingly.

6. Transmission according to claim 5, characterized in that the holder and mutual support of the non-rotatable rings (29, 30) via a longitudinally displaceable in the gear shaft (4) Shaft (55) takes place, from which on the one hand the double tapered rollers via a the shaft stuck bracket (54) and on the other hand the double tapered rollers a piston (59) displaceable on the shaft encompassing the spring groups in a bell-shaped manner Drums (31, 32) lead to the rings (29, 30) and are firmly connected to them.

7. Transmission according to claim 6, characterized in that on the with the displaceable Piston (59) provided side of the shaft (4) outside of the same on the shaft Another piston (56) is guided in a common cylinder (58) so that both pistons by a pressure medium, e.g. B. Oil, with simultaneous countermoving the rings (29, 30) can be moved apart. B. gear according to one or several of claims 1 to 7, characterized in that the lateral contact pressure the double tapered rollers (43, 47) depending on the speed or the translation can be changed in such a way that this is when the speed falls or the ratio becomes smaller gets bigger. 9. Transmission according to one or more of claims 1 to 8, characterized characterized in that the lateral pressure of the double tapered rollers (43, 47) through means known per se can be changed as a function of the torque to be transmitted is. 10. Transmission according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that that the double tapered rollers on the rolling surfaces made of sintered iron, sintered steel or even consist of sintered metal, which is sintered onto a tough, elastic steel body is. 11. Transmission according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that that the support bodies (14, 15, 16, 27, 29, 30) on the counter-rolling surfaces made of ball bearing steel, Case-hardening steel or the like. 12. Transmission according to one or more of the claims 1 to 9, characterized in that all parts having rolling surfaces the rolling surfaces made of ball bearing steel, case-hardened steel or the like. Into consideration printed publications: German Patent Nos. 469 191, 560 276; Swiss U.S. Patent No. 116,642; French Patent No. 692,431; U.S. Patent No. 2 209 497.