DE3924233A1

DE3924233A1 - Stufenlos einstellbares reibrollengetriebe

Info

Publication number: DE3924233A1
Application number: DE3924233A
Authority: DE
Inventors: Tadashi Kashihara; Kikuo Okamura; Yasushi Kitazaki
Original assignee: Shimpo Industrial Corp
Current assignee: Nidec Drive Technology Corp
Priority date: 1988-07-23
Filing date: 1989-07-21
Publication date: 1990-01-25
Anticipated expiration: 2009-07-22
Also published as: GB2222643A; DE3924233C2; KR900002010A; US4968290A; JP2714822B2; GB8916895D0; JPH0235250A; CA1325736C; KR940001736B1; GB2222643B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein stufenlos einstell bares Reibrollengetriebe, das für verschiedene Fahrzeuge, Preß maschinen, Zentrifugalabscheider od. dgl. verwendbar ist.

Es besteht ein Bedürfnis an einem stufenlos einstellbaren Reibrollengetriebe gemäß dem japanischen Patent 11 20 097 (veröffentlicht im japanischen Patentblatt 1982 unter der Nr. 13 221), dem britischen Patent 20 02 066, dem deutschen Patent 28 25 730 und dem US-Patent 42 32 561, das ein besonders großes Anfangsdrehmoment liefern kann. Das Drehzahlverhältnis, d.h. das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl der Eingangswelle ist aber verhältnismäßig klein und beträgt nur 0 bis 0,5. Wenn daher ein größeres Drehzahlver hältnis als 0,5 in Verbindung mit einem großen Anfangsdrehmo ment erforderlich war, dann mußte eine Übersetzungsvorrichtung für das Reibrollengetriebe vorgesehen werden.

Ein Umschalten vom Reibungsantriebszustand ("V Antrieb") zu einem direkten Antriebszustand ("D Antrieb") ist nur mög lich, wenn der Drehzahlbereich des Reibungsgetriebes einen Punkt umfaßt, bei dem das Drehzahlverhältnis zwischen der Ein gangswelle und der Ausgangswelle gleich oder nahezu gleich Eins ist. Dies ist eine zwingende Voraussetzung, um die Ausgangs welle mit der Eingangswelle direkt kuppeln zu können. Wenn die ser Zustand jedoch durch Einbau eines Übersetzungsgetriebes be wirkt wird, welches das Drehzahlverhältnis von 0 bis 0,5 auf 0 bis 1,0 vergrößert, dann sinkt das erzeugbare Drehmoment wegen der Anordnung des Übersetzungsgetriebes auf ½ ab.

Außerdem ist die Anordnung eines Übersetzungsgetriebes mit verschiedenen Nachteilen verbunden, einschließlich einer kom plizierteren Konstruktion, einer Zunahme der Baugröße und der Geräuschentwicklung, einer Verringerung des Wirkungsgrades und einer Steigerung der Herstellungskosten.

Das stufenlos einstellbare Reibrollengetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt mehrere konische Rollen, die je weils mit einer konischen Fläche versehen sind, die mit der Innenfläche eines Drehzahlstellrings reibschlüssig in Eingriff steht und mit einer zu der Achse der konischen Fläche recht winkligen ebenen Fläche sowie mit einer zu der konischen Fläche koaxial angeordneten konkaven Ringfläche versehen sind, und die durch eine Welle drehbar abgestützt sind, die auf einer Welle angeordnet ist, die mit einer Eingangswelle auf einem Träger gekuppelt ist, der seinerseits mit einer Eingangswelle des Reibrollengetriebes gekuppelt ist;
einen Laufring, der mit der ebenen Seite der konischen Rolle in Reibungseingriff steht;
einen Kraftübertragungsring, der eine Reaktionskraft aufnimmt, die zwischen dem Laufring und der konischen Rolle wirksam ist, zusammen mit einer Reaktionskraft, die zwischen dem Drehzahl stellring und der konischen Rolle wirksam ist:
wobei zwischen der Ausgangswelle und der Eingangswelle ein Drehzahlbereich von 0 bis nahezu 1,0 zur Verfügung steht.

Bei dem erfindungsgemäßen Reibrollengetriebe erfolgt die Kraftübertragung durch Abstützen der konischen Rollen an drei Punkten, und die Kraft verläuft in der Reihenfolge "Eingangs welle", "Träger auf der Eingangswelle", "Welle mit dem Träger gekuppelt", "konische Rolle", "Drehzahlstellring", "Ausgangs welle". Wenn die Drehzahl der Eingangswelle, die Drehzahl der Ausgangswelle und das Drehzahlverhältnis mit N 1, N 2 bzw. R bezeichnet wird, dann ist die Untergrenze des Drehzahlverhält nisses R(min) gleich Null oder nahezu gleich Null, und die Obergrenze dss Drehzahlverhältnisses R(max) beträgt ungefähr 1,0. Der Zustand R(min) kann erhalten werden, wenn sich der Reibeingriffspunkt zwischen der konischen Rolle und dem Dreh zahlstellring nahe dem Boden der konischen Fläche befindet, wogegen der Zustand R(max) erhalten werden kann, wenn sich dieser Reibeingriffspunkt nahe dem Scheitel der konischen Fläche befindet.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein neuartiges ein stellbares Reibrollengetriebe geschaffen, das gleichzeitig eine erste Voraussetzung erfüllt, daß es ein großes Drehmoment er zeugen kann und eine zweite Voraussetzung erfüllt, daß sein Untersetzungsbereich einen Punkt umfaßt, wo das Untersetzungs verhältnis an 1,0 heranreicht. Ferner wird mit der vorliegenden Erfindung ein neuartiges stufenlos einstellbares Reibrollenge triebe geschaffen, das von einem Reibungsantriebszustand "V Antrieb" in einen direkten Antriebszustand "D Antrieb" um schaltbar ist ohne damit verbundene Nachteile (komplexere Kon struktion, Vergrößerung der Außenabmessungen, Geräuschentwick lung, Verringerung des Wirkungsgrades), die mit dem Einsatz eines Übersetzungsgetriebes verbunden sind.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung, auf die bezüglich der Offenbarung aller nicht im Text beschrie benen Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein stufenlos einstell bares Reibrollengetriebe gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Endansicht, die die Stützwellen einer koni schen Rolle und deren Träger zeigt; und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine andere Ausführungs form eines stufenlos einstellbaren Reibrollengetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Fig. 1 ist das Reibrollengetriebe mit einer Ein gangswelle 1, einer Ausgangswelle 2 und einem Drehzahlstellring 3 versehen, der durch eine Keilnutverbindung mit der Ausgangs welle gekuppelt ist. Konische Rollen 4 sind mit einer mit der Innenfläche des Drehzahlstellrings 3 in Reibeingriff stehenden konischen Fläche 5, einer zur Achse der konischen Fläche 5 rechtwinkligen ebenen oder nahezu ebenen Fläche 6 und mit einer zur konischen Fläche 5 konzentrischen konkaven Ringläche 7 ver sehen. Jede der konischen Rollen 4 ist auf einer Stützwelle 9 drehbar gelagert, die auf einem mit der Eingangswelle 1 verbun denen Träger 8 angeordnet ist.

Fig. 2 zeigt das Verhältnis zwischen dem Träger 8 und der Stützwelle 8. Gemäß dieser Darstellung ist der Träger 8 mit radialen Schlitzen 10 versehen, die sich zum Zentrum der Ein gangswelle 1 hin erstrecken. Die Stützwelle 9 ist mit einem Bereich 9 a versehen, dessen beide Seiten abgeflacht sind und der in den vorstehend erwähnten Radialschlitz 10 des Trägers 8 eingreift. Ein undrehbarer Laufring 11 steht mit der ebenen Fläche 6 der konischen Rolle 4 in Reibeingriff. Eine Andrück vorrichtung 12 der Nockenbauart ist an einem hinteren Bereich des Laufrings 11 angeordnet. Ein Kraftübertragungsring 13 nimmt die zwischen dem Laufring 11 und der konischen Rolle 4 wirkende Reaktionskraft sowie die zwischen dem Drehzahlstellring 3 und der konischen Rolle 4 wirkende Reaktionskraft auf. Der Kraft übertragungsring 13 ist durch die Eingangswelle 1 drehbar abge stützt. Die konische Rolle 4 ist an drei Punkten gehalten: einem Punkt auf dem Drehzahlstellring 3, einem Punkt auf dem Laufring 11 und einem Punkt auf dem Kraftübertragungsring 13.

Der in die Radialschlitze 10 eingesetzte Bereich 9 a der Stützwelle 9 der konischen Rolle 4 hat keinen Einfluß auf die Dreipunktlagerung der konischen Rolle 4, sondern er verhindert eine Schwenkbewegung der konischen Rolle 4 in Drehrichtung.

Der Bereich R des Drehzahlverhältnisses N 2/ N 1 reicht von 0 bis R(max). R(max) ist ein Wert nahe 1,0 (z.B. 0,95).

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der die Ausgangswelle 2 des Reibrollengetriebes nach Fig. 1 im Zustand R(max) = 1,0 direkt mit der Eingangs welle 1 gekuppelt werden kann. Der Zustand, in dem die Aus gangswelle 2 direkt mit der Eingangswelle 1 gekuppelt ist, und der Zustand, in dem die Ausgangswelle über einen Reibgetriebe mechanismus mit der Eingangswelle 1 gekuppelt ist, wird nach folgend als "D Antriebszustand" bzw. als "V Antriebszustand" bezeichnet. Im übrigen werden in Fig. 3 und in Fig. 1 für ein ander entsprechende Bauteile die gleichen Bezugszeichen verwen det. Der Unterschied zwischen dem Reibrollengetriebe nach Fig. 1 und demjenigen nach Fig. 3 besteht in der Anordnung einer Bremseinrichtung 21 und einer Kupplung 22. Die Bremseinrichtung 21 dient dazu, den Laufring 11 ortsfest zu halten, um einen "V Antriebszustand" zu erreichen, und die Kupplung 22 dient dazu, die Ausgangswelle 2 mit der Eingangswelle 1 zu kuppeln, um einen "D Antriebszustand" zu erreichen.

Das Umschalten vom "V Antriebszustand" zum "D Antriebszu stand" wird erreicht durch Ausschalten der Bremseinrichtung 21 und Einschalten der Kupplung 22 mittels einer hydraulischen Schalteinrichtung 23, so daß die Ausgangswelle 2 mit der Ein gangswelle 1 direkt verbunden ist, wenn der Drehzahlstellring 3 eine Position "A" erreicht, wo das maximale Drehzahlverhältnis von nahezu 1,0 erhalten wird. Der Drehzahlstellring wird im "D Antriebszustand" stets in der Position "A" gehalten. Wenn das Reibrollengetriebe einen Zustand erreicht, wo der "V Antriebs zustand" gewählt werden könnte, dann wird mittels der hydrauli schen Schalteinrichtung 23 die Kupplung 22 getrennt und gleich zeitig die Bremseinrichtung 21 eingeschaltet. Die Einrichtung zum Bewegen des Drehzahlstellrings 3 gehört zum Stand der Tech nik und wurde der Einfachheit halber in den Zeichnungen wegge lassen.

Bezugszeichenliste

1 Eingangswelle
2 Ausgangswelle
3 Drehzahlstellring
4 konische Rollen
5 konische Fläche
6 ebene Fläche
7 konkave Ringfläche
8 Träger
9 Stützwelle
9 a abgeflachter Bereich
10 Radialschlitze
11 undrehbarer Laufring
12 Andrückvorrichtung
13 Kraftübertragungsring
21 Bremseinrichtung
22 Kupplung
23 hydraulische Schalteinrichtung

Claims

1. Stufenlos einstellbares Reibrollengetriebe, gekenn zeichnet durch mehrere konische Rollen (4), die jeweils eine konische Fläche (5), die mit einer Innenfläche eines Drehzahl stellrings (3) in Reibeingriff steht, eine zur Achse der koni schen Fläche (5) rechtwinklige ebene Fläche (6) und eine zu der konischen Fläche (5) koaxiale konkave Ringfläche (7) aufweisen, und die durch eine Welle (9) drehbar abgestützt sind, die an einer Welle (9 a) angeordnet ist, die mit einer Eingangswelle (1) auf einem Träger (8) gekuppelt ist, der mit einer Eingangs welle (1) des Reibrollengetriebes gekuppelt ist;
einen Laufring (11), der mit der ebenen Seite (6) der konischen Rolle (4) in Reibeingriff steht; und
einen Kraftübertragungsring (13), der die Reaktionskraft zwischen dem Laufring (11) und der konischen Rolle (4) sowie die Reaktionskraft zwischen dem Drehzahlstellring (3) und der konischen Rolle (4) aufnimmt;
wobei zwischen der Ausgangswelle (2) und der Eingangswelle (1) ein Drehzahlverhältnis zur Verfügung steht, das von Null bis fast an 1,0 heranreicht.

2. Stufenlos einstellbares Reibrollengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf den Laufring (11) einwirkende Bremseinrichtung (21) und eine Kupplung (22) vorgesehen sind, die betätigbar sind, wenn das Drehzahlverhält nis R zwischen der Ausgangswelle (2) und der Eingangswelle (1) den Maximalwert R(max) = 1,0 nahezu erreicht.