DE29812481U1

DE29812481U1 - Variator and mechanical drive with such a variator

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Priority date: 1998-07-16
Filing date: 1998-07-16
Publication date: 1998-11-12
Anticipated expiration: 2008-07-17

Description

Variator sowie mechanischer Antrieb mit einem solchen VariatorVariator and mechanical drive with such a variator

Die Neuerung bezieht sich auf einen Variator sowie auf einen Antrieb mit einem solchen Variator. Variatoren für Antriebe zur stufenlosen Änderung des Übersetzungsverhältnisses eines Antriebsstranges sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt.The innovation relates to a variator and to a drive with such a variator. Variators for drives for continuously changing the gear ratio of a drive train are known in a wide variety of designs.

Aufgabe der Neuerung ist es, einen Variator aufzuzeigen, der bei besonders einfacher Bauweise eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses in einem besonders großen Bereich ermöglicht.The aim of the innovation is to demonstrate a variator that allows a change in the gear ratio over a particularly wide range with a particularly simple design.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind ein Variator entsprechend dem Schutzanspruch 1 und ein Antrieb entsprechend dem Schutzanspruch 5 ausgebildet.To solve this problem, a variator according to claim 1 and a drive according to claim 5 are designed.

Der neuerungsgemäße Variator bildet eine kompakte, voll funktionsfähige Baueinheit, die als solche in den Antriebsstrang, beispielsweise einer Maschine eingebaut werden kann. Der neuerungsgemäße Variator eignet sich beispielsweise für Werkzeugmaschinen, z.B. für Säulenbohrmaschinen, ist aber auch in anderen Bereichen einsetzbar.The new variator forms a compact, fully functional unit that can be installed as such in the drive train of, for example, a machine. The new variator is suitable for machine tools, for example, pillar drilling machines , but can also be used in other areas.

Weiterbildungen der Neuerung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further developments of the innovation are the subject of the subclaims.

Die Neuerung wird im Folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:The innovation is explained in more detail below using the figures of an example. They show:

Fig. 1 in sehr vereinfachter schematischer Darstellung einen Riemenvariator gemäß der Neuerung in Draufsicht;Fig. 1 shows a very simplified schematic representation of a belt variator according to the innovation in plan view;

Fig. 2 den Riemenvariator der Figur 1 in Seitenansicht.Fig. 2 shows the belt variator of figure 1 in side view.

Der in den Figuren dargestellte Riemenvariator-Antrieb, der sich durch eine einfache Bauweise und die Möglichkeit auszeichnet, das Übersetzungsverhältnis zwischen Eingang und Ausgang in weiten Grenzen zu variieren, besteht im wesentlichen ausThe belt variator drive shown in the figures, which is characterized by a simple design and the possibility of varying the transmission ratio between input and output within wide limits, essentially consists of

einem Antriebsstrang, der drei in diesem Antriebsstrang in Serie angeordneten Keilriemen 1, 2 und 3 aufweist. Der Keilriemen 1 ist über ein festes Keilriemenrad 4 und ein variables, d.h. im wirksamen Durchmesser variables Keilriemenrad 5, der Keilriemen 2 über eine äußeres, festes Keilriemenrad 6 und ein internes, im Durchmesser variables Keilriemenrad 7 geführt. Der innere Keilriemen 3 ist über zwei innere, in ihrem Durchmesser variable Keilriemenräder 5' bzw. 7' geführt, von denen das Keilriemenrad zusammen mit dem Keilriemenrad 5 an einer gemeinsamen Welle 8 und das Keilriemenrad 7 mit dem Keilriemenrad 7' an einer gemeinsamen Welle 9 vorgesehen sind.a drive train which has three V-belts 1, 2 and 3 arranged in series in this drive train. The V-belt 1 is guided over a fixed V-belt pulley 4 and a variable V-belt pulley 5, i.e. with a variable effective diameter, the V-belt 2 over an outer, fixed V-belt pulley 6 and an internal V-belt pulley 7 with a variable diameter. The inner V-belt 3 is guided over two inner V-belt pulleys 5' and 7' with variable diameters, of which the V-belt pulley is provided together with the V-belt pulley 5 on a common shaft 8 and the V-belt pulley 7 is provided with the V-belt pulley 7' on a common shaft 9.

Wie die Figur 2 zeigt, sind die beiden variablen Keilriemenräder 5 und 5' bzw. 7 und 7' dadurch gebildet, daß an der jeweiligen Welle 8 bzw. 9 zwei äußere Keilriemenscheiben 10 und 11 fest vorgesehen sind und zwischen diesen auf der betreffenden Welle 8 bzw. 9 axial verschiebbar, aber antriebsmäßig mit der Welle verbunden eine Keilriemenscheibe 12 vorhanden ist. Letztere bildet bei der dargestellten Ausführungsform mit der in der Figur 2 jeweils unteren Keilriemenscheibe 11 das variable Keilriemenrad 5 bzw. 7 und mit der in der Figur 2 oberen Keilriemenscheibe 10 das variable Keilriemenrad 5' und 7'.As Figure 2 shows, the two variable V-belt wheels 5 and 5' or 7 and 7' are formed by two outer V-belt pulleys 10 and 11 being fixed to the respective shaft 8 or 9 and a V-belt pulley 12 being provided between them on the respective shaft 8 or 9, which is axially displaceable but connected to the shaft in terms of drive. In the embodiment shown, the latter forms the variable V-belt wheel 5 or 7 with the lower V-belt pulley 11 in Figure 2 and the variable V-belt wheel 5' and 7' with the upper V-belt pulley 10 in Figure 2.

Wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, kann durch axiales Verschieben der Keilriemenscheibe 12 der wirksame Durchmesser der Keilriemenräder 5 und 5' gegensinnig geändert werden, ebenso auch gegensinnig der wirksame Durchmesser der Keilriemenräder 7 und 7'.As can be seen from Figure 2, by axially moving the V-belt pulley 12, the effective diameter of the V-belt pulleys 5 and 5' can be changed in opposite directions, as can the effective diameter of the V-belt pulleys 7 and 7'.

Wie die Figur 2 weiterhin zeigt, sind die beiden Wellen 8 und 9 als Hohlwellen ausgeführt, die mittels Lager 13 jeweils an einem Bolzen 14 gelagert sind, der achsgleich mit der Achse der Welle 8 bzw. 9 liegt. Zur Halterung der Bolzen 14 sind an einem mittleren Träger oder Lagerstück 15 zwei Schwenkarme 16 bzw. 17 jeweils mittig schwenkbar gelagert, und zwar um eine Achse die senkrecht zu derjenigen Ebene liegt, in der die Achsen der Wellen 8 und 9 angeordnet sind. Die entsprechenden Gelenkbolzen sind mit 18 bezeichnet. An dem Ende jedes Armes 16As Figure 2 further shows, the two shafts 8 and 9 are designed as hollow shafts, which are each mounted on a bolt 14 by means of bearings 13, which is coaxial with the axis of the shaft 8 or 9. To hold the bolts 14, two pivot arms 16 or 17 are each pivotably mounted centrally on a central support or bearing piece 15, namely around an axis which is perpendicular to the plane in which the axes of the shafts 8 and 9 are arranged. The corresponding hinge bolts are designated 18. At the end of each arm 16

bzw. 17 ist mittels eines Gelenkbolzens 19 das obere Ende (Schwenkarm 16) bzw. das untere Ende (Schwenkarm 1 7) jedes Bolzens 14 gehalten. Die Bolzen 14 und Schwenkarme 16 und 17 bilden ein Gelenkparallelogramm.The upper end (swivel arm 16) or the lower end (swivel arm 17) of each bolt 14 is held by means of a hinge bolt 19. The bolts 14 and the swivel arms 16 and 17 form a hinge parallelogram.

Mit 20 ist in der Figur 2 weiterhin der von dem Tragstück 1 5, den Schwenkarmen 16 und 17 und den dortigen Wellen 8 und 9 mit den Riemenscheiben 10 und 12 Riemenvariator bezeichnet, der eine kompakte, voll funktionsfähige Baueinheit bildet, die als solche in dem Antriebsstrang zwischen den beiden Keilriemenrädern 4 und 6 angeordnet werden kann.In Figure 2, 20 also designates the belt variator consisting of the support piece 15, the pivot arms 16 and 17 and the shafts 8 and 9 there with the pulleys 10 and 12, which forms a compact, fully functional unit that can be arranged as such in the drive train between the two V-belt wheels 4 and 6.

Der Riemenvariator 20 ist, wie in der Figur 1 mit dem Doppelpfeil A angedeutet, in der Achsrichtung der Verbindungslinie zwischen den Achsen der Keilriemenräder 4 und um einen vorgegebenen Hub verschiebbar. Wegen der vorgegebenen Länge der Keilriemen 1-3 bewirkt dieses Verschieben zwangsläufig ein gegensinniges axiales Verschieben der beiden Keilriemenscheiben 12 an den Wellen 8 und 9, d.h. wird beispielsweise der Riemenvariator 20 in der Figur 1 nach rechts verschoben, so wandert hierdurch die Keilriemenscheibe 12 an der Welle 8 nach oben bei Verkleinerung des wirksamen Durchmessers des Keilriemenrades 5 und Vergrößerung des wirksamen Durchmessers des Keilriemenrades 5' und die Keilriemenscheibe 12 auf der Welle 9 nach unten bei Vergrößerung des Durchmessers des Keilriemenrades und Verkleinerung des Durchmessers des Keilriemenrades 7', so daß sich hierdurch eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Antriebsstranges ergibt.The belt variator 20 can be moved in the axial direction of the connecting line between the axes of the V-belt pulleys 4 and by a predetermined stroke, as indicated in Figure 1 with the double arrow A. Due to the predetermined length of the V-belts 1-3, this displacement inevitably causes an axial displacement of the two V-belt pulleys 12 on the shafts 8 and 9 in opposite directions, i.e. if, for example, the belt variator 20 is moved to the right in Figure 1, the V-belt pulley 12 on the shaft 8 moves upwards as the effective diameter of the V-belt pulley 5 is reduced and the effective diameter of the V-belt pulley 5' is increased, and the V-belt pulley 12 on the shaft 9 moves downwards as the diameter of the V-belt pulley 7' is increased, so that this results in a change in the transmission ratio of the drive train.

Für die Bewegung des Riemenvariators 12 ist der Träger 15 verschiebbar gelagert. Der Träger 15 ist weiterhin um seine parallel zu den Wellen 8 und 9 verlaufende Mittelachse M auch schwenkbar vorgesehen. Durch diese schwenkbare Anordnung wird automatisch durch das übertragene Drehmoment ein Schwenken des Riemenvariators 20 zum Spannen der äußeren Riemen 1 und 2 und damit auch des inneren Riemens 3 erreicht.The carrier 15 is mounted so that it can move the belt variator 12. The carrier 15 is also designed to be pivotable about its central axis M, which runs parallel to the shafts 8 and 9. This pivotable arrangement automatically causes the belt variator 20 to pivot due to the transmitted torque in order to tension the outer belts 1 and 2 and thus also the inner belt 3.

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Durch das von den Schwenkarmen 16 und 1 7 und den Lagerbolzen 14 gebildete Gelenkparallelogramm ist beim Verschieben der Keilriemenscheiben 12 ein Höhenausgleich derart möglich, daß auch die äußeren Riemen 1 und 2 jeweils in der Ebene senkrecht zu den Achsen der Riemenräder liegen.The joint parallelogram formed by the swivel arms 16 and 17 and the bearing bolts 14 enables a height adjustment when the V-belt pulleys 12 are moved, such that the outer belts 1 and 2 are also in the plane perpendicular to the axes of the belt pulleys.

Die Neuerung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, daß Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne daß dadurch der der Neuerung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird. So ist es beispielsweise bei entsprechender Anordnung der äußeren Riemenräder 4 und 6 auch möglich, die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses nicht durch Bewegen des Riemenvariators 20 in der Verbindungslinie zwischen den Riemenrädern 4 und 6 zu erzeugen, sondern auch durch eine andere Bewegung, beispielsweise Schwenkbewegung, die eine gegenläufige Änderung des Achsabstandes zwischen der Welle 8 und dem Riemenrad 4 und der Welle 9 und dem Riemenrad 6 bewirkt.The innovation was described above using an example. It goes without saying that changes and modifications are possible without thereby departing from the inventive concept underlying the innovation. For example, with a corresponding arrangement of the outer pulleys 4 and 6, it is also possible to produce the change in the transmission ratio not by moving the belt variator 20 in the connecting line between the pulleys 4 and 6, but also by another movement, for example a pivoting movement, which causes an opposite change in the center distance between the shaft 8 and the pulley 4 and the shaft 9 and the pulley 6.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 -31 -3 KeilriemenV-belt 4-74-7 RiemenradPulley 5', 7'5', 7' RiemenradPulley 8,98.9 WelleWave 10- 1210- 12 KeilriemenscheibeV-belt pulley 1313 Lagercamp 1414 LagerbolzenBearing bolt 1515 TragstückSupport piece 16, 1716, 17 SchwenkarmSwivel arm 18, 1918, 19 GelenkbolzenArticulated bolt 2020 RiemenvariatorBelt variator

A18450.DOCA18450.DOC

Claims

• · • · I Protection claims

1. Variator for continuously changing the transmission ratio of a mechanical or machine drive train, characterized in that the variator (20) is designed as a belt variator which has two belt pulleys (5, 5') on a first shaft (8) which can be changed in opposite directions in their effective diameter and are connected to one another in terms of drive, and on a second shaft (9) which is mounted so as to be freely rotatable about an axis parallel to the axis of the first shaft (8), two belt pulleys (7, 7') which can be changed in opposite directions in their effective diameter and are connected to one another in terms of drive, that a first variable belt pulley (5') of the first shaft (8) and a first belt pulley (7') of the second shaft (9) are connected to one another in terms of drive via at least one first belt (3), and that a second variable belt pulley (5) of the first shaft (8) is connected to a first outer belt pulley (4) and a second variable belt pulley (7) of the second shaft (9) via a second belt (1). (9) can be connected to a second outer pulley (6) via a third belt (2).

2. Variator according to claim 1, characterized in that the shafts (8, 9) of the belt variator (20) are mounted on a carrier (15-17), and that the carrier, in order to change the transmission ratio, the outer belt wheels (4, 6) and the carrier (15) are movable relative to one another, namely in the sense of an opposite change in the distance between the first shaft and the first outer belt wheel and the second shaft (9) and the second outer belt wheel (6).

3. Variator according to claim 1 or 2, characterized in that the first and second variable pulleys are each formed by two outer pulleys (10, 11) fastened to the respective shaft (8, 9) and a central, axially displaceable pulley (12).

4. Variator according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier (15) is pivotable about an axis parallel to the axes of the shafts (8, 9).

5. Variator according to one of the preceding claims, characterized in that the shafts (8, 9) are axially movable.

6. Mechanical drive, characterized by a variator in a
drivetrain.