DE2263229B2 - Stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit drehmomentabhängiger Anpreßung an beiden Kegelscheiben - Google Patents

Description

Getriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung weisen in der Regel zwei parallele Wellen auf, von denen jede eine Kegelscheibe trägt, die aus zwei Hälften besteht und so ausgebildet ist, daß die beiden Scheibenhälften eine Keilrille bilden, in welcher ein Umschlingungsmittel läuft. Durch Ändern des axialen Abstandes der Kegelscheibenhälften ändert sich der Laufkreisdurchmesser des Umschlingungsmittels. Unter dem Ausdruck »Umschlingungsmittel« ist jedes in sich zu einem endlosen Ring geschlossene Kraftübertragungsmittel zu verstehen, beispielsweise Normkeilriemen, Breitkeilriemen, oder auch Schnüre, Seile, Gliederketten, die an ihren Flanken durch Reibung oder durch Verzahnungseingriff in radiale Zahnung der Scheiben Kraft übertragen. Starre Reibringe oder Zahnringe sind als Kraftübertragungsmittel in Getrieben der genannten Art ebenfalls bekannt. Die Art des Umschlingungsmittel ist unwesentlich für die Erfindung, ebenso die Zahl der Getriebewellen und die Form die Scheiben. Von Bedeutung ist, daß das Getriebe mindestens 2 Wellen aufweist, die mit Kegelscheiben besetzt sind, daß von jeder der beiden einstellbaren Kegelscheiben die eine Hälfte axial unverschieblich, die andere Hälfte verschieblich ist, wobei die beiden verschieblichen Kegelscheibenhäiften in bezug auf die Laufebene des Umschlingungsmittels diagonal gegenüber liegen und zwecks Übersetzungsänderung gemeinsam gegensinnig verstellbar sind, und daß ferner mindestens eine Anpreßeinrichtung vorhanden ist, welche die beiden Hälften einer Kegelscheibe in Abhängigkeit von dem an der Kegelscheibe wirksamen Drehmoment gegen die Flanken des Umschlingungsmittels anpreßt. Die Anpreßeinnchtung dient dem Zweck, die kraftübertragenden Berührungsstellen zwischen dem Umschlingungsmittel und der Kegelscheibe so in Anlage zu halten, daß eine der Getriebebelastung entsprechende Kraftübertragung stattfindet. Der von der Anpreßeinrichtung ausgeübte Anpreßdruck verhindert durch seine in Abhängigkeit vom Drehmoment steigende Größe ein Durchrutschen des Umschlingungsmittels und daraus resultierenden Verschleiß. Getriebe der genannten Gattung, die mit einer oder mehreren Anpreßeinrichtungen ausgerüstet sind, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Auch verschiedene Ausführungsformen von Anpreßeinrichtungen sind bekannt. Bei der Erfindung können alle diese Anwendungsformen von Anpreßeinrichtungen ebenso benutzt werden wie eine bekannte Anpreßeinrichtung aus keilförmigen Rampen mit darauf auflaufenden Rollen oder sonstigen Wälzkörpern. Die letztere ist von Bedeutung, wenn die Neigung der Auflauframpen in Abhängigkeit von der eingestellten Getriebeübersetzung veränderlich sein soll. Dabei ändert sich der von der Anpreßeinrichtung ausgeübte Anpreßdruck durch die jeweilige Neigung der Auflauframpen in Abhängigkeit vom übertragenden Drehmoment und in Abhängigkeit von der eingestellten Übersetzung des Getriebes (DT-PS 1650895).

Bei einem bekannten Kegelscheibenumschlingungsgetriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung (DT-AS 1650803) ist die mit der Antriebswelle drehfest verbundene axial verschiebbare Kegelscheibenhälfte mit einer Anpreßeinrichtung ausgerüstet, deren Spreizkräfte über einen gleicharmigen, waagbalkenartigen Hebel auf die axial verschiebbare Kegelscheibenhälfte der Abtriebswelle übertragen werden. Der Waagbalkenhebel stützt sich mittig auf einer Lasche ab, die an einem Ende eines Stellhebels angeordnet ist, während am anderen Ende ein Stellorgan, bestehend aus Gewindespindel und Mutter angreift, um eine willkürliche Änderung der Getriebeübersetzung einzustellen. Da bei diesem Ge-

triebe jeweils beide Kegelscheibenhälften auf der An- und Abtriebswelle axial verschiebbar sind, wirkt das Stellorgan noch auf einen zweiten Stellhebel.

Insgesamt entspricht dieses Getriebe einer Standardbauform, bei der alle vier Kegelscheibenhälften axial verschieblich sind und beiderseits der Scheiben zwei lange Stellhebel verlaufen, deren Einstellung durch eine außerhalb der Kegelscheiben angeordnete über die gesamte Getriebebreite durchgehende Ste.llspindel und eine ebensolche zwischen den Kegelscheiben hindurchgeführte Spannspindel bestimmt wird. Zusätzlich zu diesem aufwendigen Stell- und Spanngestänge, das zudem den Montageaufwand des Getriebes erhöht, ein eventuell notwendig werdendes Auswechseln des Zugorgans erschwert und die Verwendung eines endlosen Zugorgans unmöglich macht, ist die Vorrichtung zur drehmomentabhängigen Anpressung mit den erforderlichen Axiallagern zur Aufnahme der auftretenden axialen Spreizkräfte vorhanden, ferner der genannte, von einer Welle zur anderen durchlaufende Waagbalkenhebel, mittels dessen die von der Anpreßeinrichtung erzeugten Kräfte auf die zweite Getriebewelle übertragen werden.

Bei einer anderen bekannten Bauform eines Keilriemengetriebes (FR-Zusatzpatentschrift 56409) dient ebenfalls ein einteiliger, von der einen Getriebewelle zur anderen reichender Hebel dazu, die Reaktionsanpreßkraft einer drehmomentabhängigen Anpreßeinrichtung von einer Getriebewelle auf die andere zu übertragen. Bei diesem Getriebe ist kein Hebelgestänge zur willkürlichen Änderung der Getriebeübersetzung vorgesehen. Durch die Anpreßeinrichtung in Verbindung mit dem Übertragungshebel wird erreicht, daß der Keilriemen proportional zur Belastung gespannt und zugleich die Getriebeübersetzung geändert wird. Die Getriebeübersetzung folgt also der Belastung und ist nicht willkürlich von außen einstellbar.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe so zu gestalten, daß bei Verwendung nur einer drehmomentabhängigen Anpreßeinrichtung an der treibenden oder getriebenen Welle durch ein einfaches Hebelgestänge sowohl die Anpreßkräfte zur zweiten Getriebewelle übertragen als auch eine willkürliche Übersetzungseinstellung vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Getriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale a) und b) gelöst.

Das Merkmal a) ist zwar bereits bei stufenlos einstellbaren Kegelscheibengetrieben bekannt (US-PS 2745292), jedoch dient dort das Hebelgestänge lediglich dazu, um die willkürliche Übersetzungseinstellung an beiden Kegelscheiben vorzunehmen.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß bei Vorhandensein einer Anpreßeinrichtung an einer axial verschiebbaren Kegelscheibenhälfte auf der An- oder Abtriebswelle, die erzeugte Anpreßkraft über zwei kurze Doppelhebel auf die andere Kegelscheibe übertragbar ist, wobei die Anpreßeinrichtung und das Hebelgestänge auf der gleichen Seite des Getriebes, bezogen auf die Keilriemenlaufebene, angeordnet sind, und daß an diesem Hebelgestänge das Stellglied zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses angreifen kann. Näheres über die Wirkungsweise enthält das Ausführungsbeispiel.

Weil das Hebelgestänge zugleich dazu benutzt wird, durch ein an ihm angreifendes Stellglied die Ubersetzungseinstellung des Getriebes vorzunehmen, bedeutet die Anordnung des Hebelgestänges lediglich einen

5 ohnehin erforderlichen, nicht aber einen zusätzlichen Aufwand, wie er bei Anordnung einer zweiten Anpreßeinrichtung aufträte. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich eine weitere Vereinfachung dadurch, daß das Hebelgestänge auf der Getriebeseite liegt, wo die

ίο Anpreßeinrichtung angeordnet ist und mit der axial verschieblichen Kegelscheibenhälfte ohne Anpreßeinrichtung derart in Verbindung steht, daß der Nabenhals die Nabe der axial unverschieblichen Kegelscheibenhälfte koaxial durchdringt und dadurch eine Verbindung zu dem die Anpreßkraft übertragenden Hebelgestänge herstellt. Ferner kann bei Anordnung einer selbsttätigen Nachspannvorrichtung zum Ausgleich einer Längung des Umschlingungsmittels diese Nachspannvorrichtung ebenfalls an dem Hebelgestange angreifen, wodurch sich eine besonders einfache Form der Zusammenfassung der für optimale Betriebsbedingungen erforderlichen Getriebeeinrichtungen, nämlich des Hebelgestänges zur Übersetzungsänderung und zur Weiterleitung der Anpreßkräfte von der Anpreßeinrichtung auf die zweite Kegelscheibe sowie der Vorrichtung zur selbsttätigen Nachspannung des Umschlingungsmittels ergibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

so In der einzigen Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Diese Figur zeigt ein Keilriemengetriebe, bestehend aus einer Riemenscheibe 24, 27 mit Anpreßeinrichtung 31-34 und einer zweiten Riemenscheibe 4, 7 ohne Anpreßeinrichtung sowie einem Hebelgestänge 40, 41.

Im oberen Teil der Zeichnung ist die Kegelscheibe 4, 7 ohne Anpreßvorrichtung im Schnitt dargestellt. Die Welle 1 ist drehbar in Lagern 2 und 3. Die Kegelscheibenhälfte 4 ist mit dem Nabenhals 5 fest verbunden. Die Kegelscheibenhälfte 7 ist mit der Nabe 8 durch Schrauben 9 verbunden und durch den Bolzen 11 mit der Welle 1 drehfest.

Die Kegelscheibenhälften 7, 4 sind durch die Verzahnung 6 des Nabenhalses drehfest verbunden. Zwisehen den Kegelscheibenhälften liegt der Keilriemen 18. Die Nabe 8 stützt sich in der Bohrung 10 gleitend auf den Nabenhals ab und durch die Ausnehmung 12 wird eine Berührung des Nabenhalses mit dem Bolzen 11 verhindert. Das Drucklager 13 wird durch den Sperring 16 auf dem Nabenhals axial abgestützt und durch den Sperring 15 im Druckring 14, welcher durch den Druckbolzen 17 mit dem Hebel 41 in Verbindung steht.

Im unteren Teil der Zeichnung ist eine Kegelscheibe mit einer Anpreßvorrichtung in Draufsicht dargestellt, die in Abhängigkeit vom übertragenen Drehmoment die Anpreßkraft erzeugt. Die Anpreßeinrichtung könnte auch als drehmoment- und übersetzungsabhängig arbeitende Einrichtung ausgebildet sein.

Die Welle 21 ist in Lagern 22,23 drehbar. Die Kegelscheibenhälfte 24 ist axial unverschieblich und liegt am Wellenbund 26 an. Durch die Verzahnung 25 wird eint drehfeste Verbindung zur Kegelscheibenhälfte

b5 27 hergestellt, welche mit der Nabe 28 durch Schrauben 29 verbunden und axial verschiebbar ist. Zwischen den Kegelscheibenhälften liegt der Keilriemen 18. Über die Paßfeder 30, den Schiebering 31 und

die darin befestigten Bolzen 32 sowie Druckrollen 33, ist eine Kraftverbindung zwischen der Welle 21 und der Kegelscheibenhälfte 27 hergestellt. An den schrägen Anlageflächen 34 der Kegelscheibennabe stützen sich die Druckrollen 33 ab und erzeugen Axialkräfte, die einerseits den Keilriemen spannen, andererseits werden die Reaktionskräfte über das Drucklager 35, den Druckring 36 und den Druckbolzen 37 auf den Hebel 40 geleitet, welcher über den Verbindungsbolzen 44 mit dem Hebel 41 drehbar in Verbindung steht, wobei die Stützbolzen 46, 42 als Festpunkte für die Drehbewegungen der Hebel 40,41 dienen. Der Stützbolzen 42 steht fest mit der Gehäusestützfläche 43 in Verbindung, während der Stützbolzen 46 durch den Gewindebolzen 49 über die Mutter 47 und das Kugellager 48 am Getriebegehäuse 53 abgestützt wird. Durch das Zahnrad 51, welches auf dem Lagerstift 50 drehbar ist, besieht eine formschlüssige Verbindung zur Mutter 47, die durch die Verdrehfeder 52 den Gewindebolzen 49 nachstellt, so daß der Hebel 41 am Druckbolzen 37 und Verbindungsbolzen 44 spielfrei anliegt. Formänderungen des Keilriemens werden selbsttätig dadurch ausgeglichen, daß im Leerlauf die Kraft der Verdrehfeder größer ist als die Stützkraft am Hebel, so daß der Gewindebolzen axial nachgestellt und auf diese Weise eine eventuell aufgetretene Lockerung des Keilriemens beseitigt wird. Zur Änderung der Getriebeübersetzung wird der Hebel 41 durch den Stellgliedbolzen 45 in Richtung S bewegt. Die Verstellung kann mittels Spindel und

ίο Handrad oder durch einen Stellhebel oder auch durch einen Druckmittelzylinder vorgenommen werden.

Ist der Hebel 41, der bei 42 drehbar gelagert ist durch ein bei 45 angreifendes Stellglied in einer dei Übersetzung entsprechenden Stellung fixiert, so stellt er bei Betrachtung als statisches System einen Durchlaufträger auf drei Stützen 45, 42, 17 dar, der bei 44 durch die von der Anpreßeinrichtung erzeugte unc durch den Hebel 40 von 37 nach 44 übertragene Kraf als Punktlast belastet. Hierbei tritt am Druckbolzer 17 eine Kraft auf, die der von der Anpreßeinrichtunj erzeugten Kraft proportional ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit je einer eingangseitigen und einer ausgangseitigen Kegelscheibe, von denen beide hinsichtlich ihres Laufkreisdurchmessers durch Abstandsänderung der Kegelscheibenhälften einstellbar sind, mit einem an beiden Kegelscheiben angreifenden Stellgestänge zur willkürlichen Übersetzungseinstellung und mit einer an einer der Kegelscheiben angebrachten drehmomentabhängigen Anpreßeinrichtung, deren Abstützreaktionskraft über ein Hebelgestänge zwecks Erzeugung einer drehmomentabhängigen Anpreßkraft an der anderen Kegelscheibe auf diese weitergeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß,

a) das Hebelgestänge aus zwei zusammenwirkenden Hebeln (40, 41) besteht, von denen jeder um ein Festpunktlager (46 bzw. 42) schwenkbar sowie mit einem Ende (bei 37 bzw. 17) an verschiebbaren Teilen (36 bzw. 14) der axial verschiebbaren Kegelscheibenhälften (27 bzw. 4) angelenkt ist, wobei die beiden Hebel mittels eines Verbindungsbolzens (44) gekoppelt sind,

b) daß das Hebelgestänge (40, 41) auch als Stellgestänge für die willkürliche Übersetzungseinstellung dient, wobei die Übersetzungsstellbewegung (in Richtung S) über einen Stellgliedbolzen (45), der an dem einen (41) der Hebel abseits von den übrigen Anlenkpunkten angebracht ist, in das Hebelgestänge einleitbar ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an derjenigen axial verschieblichen Kegelscheibenhälfte (4), die keine Anpreßvorrichtung auf ihrer Welle aufweist, ein Nabenhals (5) angeordnet ist, der die Nabe (8) der axial unverschieblichen Kegelscheibenhälfte (7) koaxial durchdringt, wobei an dem der Scheibenhälfte abgewandten Ende (13 bis 16) des Nabenhalses das Hebelgestänge (41, 40) angreift.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine selbsttätige Nachspannvorrichtung (47) zur Verschiebung des einen (46) der Festpunktlager des Hebelgestänges (40, 41) an diesem angreift.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Nachspannvorrichtung aus einem das Festpunktlager bildenden Ge windebolzen (49) mit darauf verschraubbarer Mutter (47) besteht und die Mutter in Nachspannrichtung durch eine an der Mutter oder an einem mit ihr in Verbindung stehenden Getriebeglied (51) wirkende Nachspannfeder (52) von einem Nachspanndrehmoment beaufschlagt ist.