Stufenlos regelbares Reibkugelgetriebe Diese neue Erfindung bezieht sich auf ein stufen los regelbares Reibkugelgetriebe mit zwischen einem äusseren Laufringpaar und einem inneren Laufring- paar sich abwälzenden Kugeln, bei dem der axiale Abstand des einen, drehfest mit einer ersten Welle verbundenen Laufringpaares zur Drehzahlverstellung änderbar ist und die Laufringe des anderen,
mit einer zweiten Welle in Antriebsverbindung stehenden Paa res gegeneinander zur Erzeugung des Reibungsdruk- kes abhängig von der Belastung des Getriebes selbst tätig anstellbar sind.
Die Erfindung bezweckt, ein stufenlos, regelbares Getriebe zu schaffen, dessen übersetzungsverhältnis in weiten Grenzen regelbar ist und bei dem der An- pressdruck der in Reibungseingriff stehenden Teile automatisch der übertragenen Leistung angepasst wird.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass von diesem inneren Laufringpaar nur der eine Lauf ring unmittelbar drehfest mit der zweiten Welle ver bunden ist, während der zur zweiten Welle relativ drehbar gelagerte Laufring über eine Einrichtung in Antriebsverbindung mit der zweiten Welle steht, die abhängig von der Drehzahldifferenz zwischen diesem Laufring und der zweiten Welle den Reibungsdruck ändert.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. <B>1</B> zeigt einen Längsschnitt durch das stufen los regelbare Reibkugelgetriebe, Fig. 2 zeigt teilweise im Längsschnitt eine Ver grösserung der hydraulischen Drehzahlregulierung, Fig. <B>3</B> zeigt teilweise im Längsschnitt eine Ver grösserung des Anpressdruck-Regulators, Fig. 4 zeigt einen Teil eines Querschnittes nach Linie 4-4 der Fig. <B>1,</B> Fig. <B>5</B> zeigt einen Teil eines Querschnittes nach Linie<B>5-5</B> der Fig. <B>1,
</B> Fig. <B>6</B> zeigt eine Ansicht eines inneren Pumpen teiles der hydraulischen Drehzahlregulierung, Fig. <B>7</B> zeigt eine Ansicht eines äusseren Pumpen teiles zur hydraulischen Drehzahlregulierung, Fig. <B>8</B> zeigt teilweise den Querschnitt nach Linie <B>8-8</B> der Fig. <B>7,</B> Fig. <B>9</B> zeigt die Ansicht des Zylinderkörpers des Anpressdruck-Regulators, Fig. <B>10</B> zeigt eine Ansicht der ovalen Nocken- bahn eines inneren Laufringes,
Fig. <B>11</B> zeigt die Ansicht eines Steuerplattenteiles des Anpressdruck-Regulators und Fig. 12 zeigt einen Teilquerschnitt nach Linie 12-12 der Fig. <B>11.</B>
Das stufenlose Reibkugelgetriebe ist mit 20 be zeichnet. Dieses Getriebe schliesst die Antriebswelle <B>26</B> und die Abtriebswelle <B>28</B> von einem Ende zum anderen Ende des Gehäuses<B>30</B> ein. Die Äntriebswel- le <B>26</B> ist in einem Kugellager<B>32</B> im Gehäuse rotie rend gelagert. Das Ende dieser Antriebswelle ist mit Keilnuten<B>36</B> versehen. Ausserhalb des Kugellagers <B>32,</B> in der Bohrung 34, ist ein Dichtungsring<B>38</B> vor gesehen. Die Abtriebswelle <B>28</B> ist in einem Kugella ger 40 am anderen Ende des Gehäuses<B>30</B> rotierend gelagert. Das Ende dieser Abtriebswelle ist mit Keil nuten 44 versehen.
Ausserhalb des Kugellagers 40, in der Bohrung 42, ist ein Dichtungsring 46 vorgesehen. Es soll vermerkt werden, dass zur Lagerung des ge samten rotierenden Teiles des Gehäuses 20 nur die mit der grösstmöglichsten Distanz angeordneten Ku gellager<B>32</B> und 40 benötigt werden. Axialdrucklager sind nicht erforderlich, da alle axialen Kräfte inner halb des Getriebes ausbalanciert sind. <I>Reibungsmechanismus</I> Die Antriebswelle<B>26</B> ist mit der Abtriebswelle <B>28</B> durch den Reibungsmechanismus 48 verbunden, der einen Abtriebsdrehzahlbereich von<B>0</B> bis<B>2,5</B> zu<B>1</B> übersetzung ermöglicht.
Die Hauptteile des Rei bungsmechanismus 48 sind die drei gehärteten Ku geln<B>50,</B> die in einem Ringraum zwischen einem Paar äusserer Laufrinae <B>52</B> und 54 und einem Paar innerer Laufringe<B>56</B> und<B>58</B> gleichmässig verteilt gehalten sind. Die Laufringbahnen aller Laufringe<B>52,</B> 54,<B>56</B> und<B>58</B> sind gehärtet. Die Kugeln<B>50</B> und die Lauf ringe<B>52,</B> 54,<B>56</B> und<B>58</B> sollen hier als Reibungs elemente bezeichnet werden. Die Kugeln<B>50</B> sind an der planetenartigen Bewegung durch Reaktionselemente "e Cr hindert, die im folgenden in der Nummer<B>68</B> zusam- mengefasst sind.
Diese Reaktionselemente<B>68</B> beste hen aus Reaktionsrollen<B>70</B> die gleichmässig am Um- fanc, verteilt zwischen den Kug 1, geln <B>50</B> auf stationären Wie diese Anpressdrücke, die nicht nur mit dem zu Gehäuse<B>30</B> fest verbunden ist, durch Nadellager<B>72</B> rotierend gelagert sind. Die verschiedenen Teile des Reibungsmechanismus 48 sind aus hochwertigem, gehärtetem Stahl gefertigt.
Die Anpressungsdrücke, die zur schlupffreien Kraftübertragung notwendig sind, werden automatisch durch einen Anpressdruck- Regulator erzeugt, der hier mit<B>78</B> bezeichnet ist. Wie diese Anpressdrücke, die nicht nur mit dem zu übertragendenDrehmoment, sondern auch mit ver ringerndem Reibungs-Koeffizienten ansteigen, wird später in Einzelheiten erklärt. Die äusseren Laufringe <B>52</B> und 54 sind axial zueinander verstellbar und di rekt mit der Antriebswelle<B>26</B> in bestimmter Weise, wie später in Einzelheiten beschrieben wird, verbun den.
Der innere Laufring,<B>56</B> ist direkt mit der Ab- triebswelle <B>28,</B> während der innere Laufring<B>58</B> mit dem Laufring<B>56</B> durch den Anpressdruck-Regulator <B>78</B> verbunden ist. Daraus folg dass die äusseren Laufringe die Antriebselemente und die inneren Laufringe die Abtriebselemente des Reibungsmecha nismus 48 darstellen. <I>Drehzahlregulierung</I> Die Veränderung des Drehzahlverhältnisses zwi schen Antriebs- und Abtriebswellen wird durch eine hydraulische Drehzahlregulierung erzielt, die mit<B>80</B> bezeichnet ist.
Ansteigende Drehzahlverhältnisse, <B>d.</B> h. höhere Antriebsdrehzahlen werden beim Zu sammendrücken der äusseren Laufringe<B>52</B> und 54 erzielt, bei dem die Kugeln<B>50</B> radial nach innen ge drückt und die inneren Laufringe<B>56</B> und<B>58</B> ausein- andergepresst werden. Abnehmende Drehzahlver hältnisse werden erzielt, wenn die inneren Laufringe zusammengepresst werden, wodurch die Kugeln ra dial nach aussen gedrückt und die äusseren Laufringe auseinandergepresst werden.
Wie in Fig. <B>1</B> gezeigt, sind die Kugeln soweit es geht nach innen ver- lagert, g wodurch beispielsweise bei einer Antriebs- drehzahl von<B>1750</B> U/min. die Abtriebsdrehzahl etwa 4500 Uimin. beträgt.
Wenn die Kugeln so weit es g ,eht nach aussen verlag gert sind, berühren sie mit ihren Rotationspunkten die inneren Laufringe, die stillstehen bleiben, wodurch die Abtriebsdrebzahl Null wird. Jedes beliebige Drehzahlverhältnis inner halb des besagten Bereiches kann in anderen Kugel stellungen erzielt werden. Die Abtriebswelle rotiert entgegengesetzt zur Drehrichtung der Antriebswelle.
Zur hydraulischen Drehzahlregoulierung <B>80</B> gehört die Servo-Einrichtung <B>82,</B> zur axialen Verstellung der äusseren Laufringe<B>52</B> und 54. Die Einrichtung<B>82</B> wird von der hydraulischen Regulierung 84 mit öl- druck gespeist.
Der äussere Laufring<B>52</B> ist fest im Laufringträger <B>86</B> montiert und der äussere Laufring 54 ist fest im Laufringträger <B>88</B> montiert. Die Trägerelemente<B>86</B> und<B>88</B> sind in axialer Richtung beweglich sowie ge meinsam rotierend gelagert. In diesem Ausführungs beispiel sind mehrere am Umfang des Laufringträgers <B>86</B> verteilte Führungsleisten<B>87</B> (Fig. <B>1</B> und<B>5)</B> vorge sehen, die in entsprechenden Nuten<B>89</B> eines äusseren Laufringträgers <B>88</B> gleiten.
Der äussere Laufringträ- -er <B>88</B> umschliesst den Laufringträger <B>86.</B> Wändear- tige Teile<B>82</B> und<B>92</B> dieser Trägerelemente formen eine hydraulische Druckkammer 94 der Einrichtung <B>82.</B> O-Ring <B>95</B> in einer Ringnute<B>96</B> des Laufringträ- ,ers <B>86</B> sowie ein<B>0</B> <B><U>-</U></B> -Ring<B>97</B> in einer Ringnute<B>98</B> des äusseren Laufringträgers <B>88</B> dichten die Druckkam mer 94 ab.
Um die beiden Laufringträger <B>86</B> und<B>88</B> sowie die äusseren Laufringe<B>52</B> und 54 miteinander zu zentrieren, sind mehrere am Umfang des Lauf- ringträgers <B>86</B> versehene konzentrische Erhebungen <B>99</B> (Fig. <B>1</B> und 4) vorgesehen, die in den inneren, genau konzentrischen Umfang des inneren Laufring- trägers <B>88</B> passen. Die Erliebungen <B>99</B> sind gegen über den Gleitleisten<B>87</B> am Umfang versetzt.
<I>Hydraulische</I> Drehzahlregulierung Zur hydraulischen Drehzahlregulierung 84 (Fig. <B>1</B> und 2) gehört eine hydraulische Pumpe<B>100,</B> die in Verbindung mit einem entlasteten Steuerschieber 102 arbeitet. bie Pumpe<B>100</B> fördert eine Flüssigkeit, im allgemeinen<B>öl,</B> von einem Ölsammelbehälter (nicht gezeigt) durch die Ansaugleiter 104 zu einer Pum pendruckkammer<B>106</B> des Steuerschiebers 102.
In der Pumpe<B>100</B> sind mehrere am Umfang ver teilte Kugeln<B>108</B> in entsprechenden, zylindrischcn Bohrungen<B>110</B> des inneren Pumpenkörpers 112 als Kolben verwendet. Der PumpenkörpCr 112 ist axial beweglich gelagert und umfasst einen zylindrischen Näbent,eil 114 des Laufrin,-träg-zrs <B>86.</B> Der Nabenteil 114 ist auf der Welle<B>26</B> axial verschiebbar gelagert. Keilnuten<B>116</B> und<B>118</B> verbinden die Antriebswelle mit dem Nabenteil 114 zur übertra-Ling des An triebsdrehmomentes zu den äusseren Laufringen.
Der innere Pumpenteil 112 sowie der Nabenteil 114 stellen die balancierte Schiebersteuerung 102 dar. Der äussere Pumpenkörper 120 der Pumpe<B>100</B> umschliesst den inneren Pumpenteil 112. Zu dem äusseren Pumpenkörper 120 gehört ein Führungsring 122 sowie die Steuerplatte 124. Der Führungsring 122 ist mit zwei entgegengesetzten, am äusseren Um- fang gelagerten Bohrungen<B>126</B> versehen, die zur Aufnahme einer verstellten Gabel (nicht gezeigt) für die amiale Verstellung des Führungsringes 122 und damit zur Drehzahlverstellung dienen.
Die Verstellung der Verstellgab'el kann von Hand oder automatisch erfolgen. Da der Steuerschieber 102 entlastet ist, sind zur Verstellung keine Kräfte zu überwinden, weshalb ein Drehknopf verwendet wer den kann. Ein automatisches Regulierungssystem kann zur Verstelluna des Steuerschiebers dienen.
Das übersetzungsverhältnis wird in übereinstim- mung mit der Wagengeschwindigkeit und der Gaspe- dalstc11ung gesteuert. Der innere Pumpenteil 112 der Drehzahlregulierung 84 ist axial frei beweglich auf <B>Z c</B> dem Nabenteil 114. gelagert, wird jedoch durch Stifte <B>128,</B> die fest in den Bohrungen<B>130</B> des Nabenteiles 114 gehalten und mit ihrem anderen Ende in grösse ren Bohrungen<B>132</B> des axial verschiebbaren inneren Pumpcnteiles <B>1</B>12 ragen, gezwungen, mit umzulaufen.
Während der innere Pumpenteil<B>1</B>12 mit den äus- scren Laufringen rotiert, wird der äussere Pumpenteil 120 durch die Verstellgabel (nicht gezeigt), die in den Bohrungen<B>126</B> gehalten ist, festgehalten. Um die <B>g</B> Steuerplatte 124 des äusseren Pumpenteiles 120 in dichtem Kontakt mit der Seitenwand des inneren Pumpenkörpers 112 zu halten, ist eine Platte 134 an gebracht, die ein axiales Auseinanderdrücken verhin dert. In diesem Beispiel sorgt ein keilförmiger Halte ring<B>136,</B> der in einer keilförmigen Ringnute<B>37</B> am linken Ende des inneren Teiles 112 gehalten ist, für den axialen Halt der Platte 134.
Ein ringartiger Distanzring<B>13 8</B> ist auf dem naben- artigen Teil des inneren Pumpentefles zwischen der Platte 134 und dem Pumpenteil 112 angeordnet. Die Stärke dieses Ringes ist etwas grösser als die der Steuerplatte 124. Wenn die Platte 134 durch den keilförmigen Ring<B>136</B> gegen den Ring<B>138</B> gepresst wird, ist die Steuerplatte 124 nicht gepresst, sondern mit gewünschtem axialem Spiel versorgt, so dass der innere Pumpenteil 112 ohne Reibung frei drehbar ist und gleichzeitig genügend Abdichtung zwischen dem inneren rotierenden Pumpenkörper 112 und der fest gehaltenen Schieberplatte oder Steuerplatte 124 vor handen ist.
In diesem Beispiel ist die Saugleitung 104 durch ein elastisches Verbindungsstück 140 mit dem nicht drehbaren äusseren Purnpenteil 120 verbunden. Der ringartige Teil des Verbindungsstückes 140 fasst stramm und abdichtend über den äusseren Pumpen teil 120 und verbindet die Einlassnute 142 des äusse- ren Pumpenteiles 120 mit dem ölbehälter (nicht ge zeigt).
Der ringartige Teil 122 des äusseren Pumpenkör pers 120 ist mit einer ovalen Nocke 144 versehen, deren Laufbahn 146 zum Abrollen der kugelförmigen Kolben<B>108</B> dienen. In Fig. <B>7</B> ist die grössere Achse der ovalen Nockenbahn 146 horizontal, die kleinere Achse vertikal angeordnet. Dadurch entsteht der ma ximale Nockenhub an entgegengesetzten Enden der vertikalen Achse. Beim Rotieren des inneren Pumpenkörpers 112 bewegt die Nockenbahn 146 die Kugeln<B>108</B> in den Zylinderbohrungen ein und aus und erreichen die maximale äussere Stellung in der horizontalen Achse und die maximale innere Stellung in der vertikalen Achse.
Da sich durch diese symmetrische Konstruk tion alle radialen Kräfte gegenseitig aufheben, sind die inneren sowie äusseren Teile unbelastet.
Für die Pumpenfunktion der Kugeln<B>108</B> ist die Steuerschieberplatte 124 des äusseren Pumpenteiles 120 mit zwei gegenüberliegenden Aussparungen 148 für den Einlass und zwei gegenüberliegenden Aus sparungen<B>150</B> für den Auslass versehen. Diese Aus sparungen sind auf beiden Seiten der Steuerplatte 124 vorgesehen. Die Einlass-Aussparungen auf bei den Seiten der Steuerschieberplatte sind mit Bohrun gen<B>152</B> verbunden. Die Auslass-Aussparungen auf beiden Seiten der Steuerplatte sind durch Bohrungen 154 miteinander verbunden. Radiale Bohrungen<B>156</B> verbinden die Einlass-Bohrungen <B>152</B> mit der Nute 142.
Die Auslassbohrungen 154 sind durch Ausspa rungen<B>158</B> mit einem Ringraum<B>160</B> am äusseren Umfang des Distanzringes<B>138</B> verbunden. Die Ring nute<B>160</B> ist durch radiale Bohrungen 164 mit der Ringnute<B>162</B> verbunden, die radial innerhalb des Distanzringes<B>138</B> auf dem äusseren Umfang des na- benartigen Teiles des inneren Pumpenkörpers 112 vorgesehen ist. Die Ringnute<B>162</B> ist durch radiale Bohrungen<B>166</B> mit der Pumpendruckkammer<B>106</B> verbunden, die zwischen dem nabenartigen Teil des inneren Pumpenkörpers 112 und dem nabenartigen Teil 114 des äusseren Laufringträgers <B>86</B> vorgesehen ist.
Damit sind die Auslass-Aussparungen <B>150</B> in dauernder Verbindung mit der Pumpendruckkammer <B>106.</B> Jeder Zylinder<B>110</B> ist mit einer Bohrung<B>168</B> versehen, die in radialem Abstand mit dem der Ein- lass- und Auslass-Bohrungen 148 und<B>150</B> überein stimmt. Wenn die Nocke 144, die Kugelkolben<B>108</B> nach innen pressen, sind die Bohrungen<B>168</B> mit der Auslass-Aussparung <B>150</B> verbunden.
Durch die Zen- trifugalkräfte werden die Kugeln<B>108</B> nach aussen gedrückt, vorausgesetzt, dass die Nocke 144 diese Bewegung freigibt, wobei die entsprechenden Boh rungen<B>168</B> mit den Einlass-Aussparungen 148 ver bunden sind.
Die Nocke 144 hat für die notwendige geringe Fördermenge einen sehr geringen Hub bei verhält- nismässig hoher Pumpendrehzahl, die der Antriebs- drebzahl entspricht. Der Hub der Kugeln<B>108</B> ist also sehr klein für eine sehr geringe Pumpenleistung. Die Pumpendruckkammer<B>106</B> ist durch eine radiale Boh rung<B>170</B> mit einer axialen, Bohrung<B>172</B> des naben- artigen Teiles<B>1</B>14 verbunden. Die axiale Bohrung<B>172</B> ist durch eine radiale Bohrung 174 mit einem Ring raum<B>176</B> am äusseren Umfang der Antriebswelle.<B>26</B> verbunden.
Dieser Ringraum ist auf der linken Seite durch einen Kolbenring<B>178</B> und auf der rechten Seite, durch einen engen Gleitsitz mit der Nabe des Lauf- ringträgers <B>86</B> abgeschlossen. Der enge Gleitsitz sowie der der Keilnuten<B>116</B> und<B>118</B> gibt dem Lauf- ringträger<B>86</B> die notwendige konzentrische Führung. Der Ringraum<B>176</B> ist durch -eine radiale Bohrung <B>180</B> mit der axialen Bohrung<B>182</B> in der Antriebswel le verbunden. Ein Kugelventil.<B>186,</B> das durch eine Feder<B>188</B> auf den Sitz 184 gepresst ist, ist auf der linken Seite der Bohrung 182 in einer grösseren Boh- rang <B>190</B> angeordnet.
Die Bohrung<B>190</B> ist durch ra diale Bohrungen<B>192</B> mit dem Gehäuseraum des Ge häuses<B>30</B> und damit mit dem Ölsammel aum (nicht gezeigt) verbunden. Das linke Ende der Bohrung<B>190</B> ist nach aussen hin abgeschlossen (nicht gezeigt).
Die Druckfeder<B>188</B> für das Kugelventil<B>186,</B> das als überdruckventil arbeitet, ist so gewählt, dass das Ventil<B>186</B> z. B. bei etwa<B>10</B> Atmosphären überdruck die Pumpendruckkammer<B>106</B> öffnet, wobei das<B>öl</B> von der Pumpe durch die Bohrungen<B>192</B> zum öl- sammelbehälter abfliesst. Bei öldrücken unter<B>10</B> Atmosphären bleibt das Ventil<B>186</B> geschlossen.
Zum entlasteten Steuerschieber 102 gehört eine am äusse- ren Umfang der Nabe 114 angeordnete Ringsteuer- fläche 194 unmittelbar rechts von der Pumpendruck kammer<B>106</B> sowie eine kürzere, diese umfassende Steuerfläch-e <B>196.</B> Die Ringsteuerfläche 194 ist in einer bestimmten Weite an einer oder mehreren Stel len des Umfanges abgeflacht, wodurch eine oder mehrere Regulierdruckkammern<B>198</B> gebildet wer den.
Die im Beispiel gezeigte Regulierdruckkammer <B>198</B> ist durch eine radiale Bohrung 200 mit einer Axialbohrung 202 der Nabe 114 verbunden. Die Bohrung 202 ist durch eine radiale Bohrung 204 mit der Druckkammer 94 verbunden. Der öldruck in der Kammer 94 stimmt daher immer mit dem öldruck in der Regulierkammer<B>198</B> überein.
Rechts von der Regulierfläche 194 befindet sich in der Nabe 114 eine Ringnute<B>206,</B> die durch Abfla chungen oder Nuten<B>208</B> mit der Ringkammer 212 des Nabenteiles 114 verbunden ist. Genügend Spiel ist zwischen dem inneren Pumpenteil 112 und der Nabe 114 zum Ringraum 212 vorgesehen, so dass das<B>öl</B> oder die verwendete Flüssigkeit zum Pumpen gehäuse und damit zum Sammelbehälter frei abflies- sen kann.
<I>A</I> usgleichskammer <I>zur Entlastung</I> <I>der zentrifugalen</I> Flüssigkeitsdrücke Zum Ausgleich des durch zentrifugale Kraft er zeugten Flüssigkeitsdruckes in der Druckkammer 94 ist eine Ausgleichskammer 214 vorgesehen, die durch eine Schale<B>216</B> den äusseren Laufringoträger <B>88</B> und <B>90</B> umschliessend, gebildet wird. Flüssigkeit ist der Ausgleichskammer 214 durch radiale Bohrungen <B>217,</B> die die Verbindung mit der Ringkammer 212 herstellt, zugeführt. Ein O-Ring <B>218</B> in einer Ringnu te<B>219</B> am äusseren Umfang des äusseren Laufring- trägers <B>88,</B> stellt eine Flüssigkeitsdichtung mit der Schale<B>216</B> her.
Die Schale<B>216</B> ist durch einen Hal tering<B>223</B> in einer Ringnute 221 am äusseren Um fang der Nabe 114 gehalten. Die Abmessungen für die Ausgleichskammer 214 wird so gewählt, dass der zentrifugale Flüssigkeitsdruck in der Ausgleichskam mer 214 etwas grösser ist als der der Druckkammer 94. Hierdurch werden die äusseren Laufringe<B>52</B> und 54 auseinandergepresst, sobald kein oder nur gerin- a - "er Flüssigkeitsdruck in der Druckkammer 94 vor handen ist.
<I>Änderung der Drehzahlübersetzung</I> Der Flüssigkeitsdruck in der Regulierkammer <B>198</B> und damit in den Bohrungen 202 und 204 sowie in der Druckkammer 94 wird durch axiales Verschie ben der Ringsteuerflächen <B>196</B> und 194 zueinander reguliert.
Die relativen Stellungen der Steuerkanten 220 auf der linken Seite der Ringfläche<B>196</B> und der entsprechenden Steuerkante der Regulierkante<B>198</B> sowie der Abfluss-Steuerkanten 222 an der rechten Seite der Ringsteuerkante <B>196</B> und der entsprechen den Steuerkante der Regulierkammer<B>198,</B> bestimm ten den Regulierdruck in der Regulierkammer<B>198.</B> Wird die Ringsteuerfläche <B>196</B> nach rechts bewegt, so nimmt die Druckregulieröffnung 220 zu und die Ab- flussregulieröffnung 222 ab, wodurch der Druck in der äusseren Laufring-Druckkammer 94 ansteigt.
Dieses verursacht, dass die äusseren Laufringe zu- sammengepresst werden. Gleichzeitig wird die Ring- steuerfläche 194 der Nabe 114 so lange nach rechts bewegt, bis die Druckregulieröffnung 220 so weit re duziert ist, dass der Druck in der Druckkammer 94 gerade genügt, die äusseren Laufringe<B>52</B> und 54 im Gleichgewicht zu halten.
Durch diese Bewegung der hydraulischen Regu lierung 84 nach rechts werden die äusseren Laufringe <B>52</B> und 54 näher zusammengebracht und die Kugeln <B>50</B> radial nach innen gedrückt, wodurch das überset- zungsverhältnis und damit die Antriebsdrehzahl des Getriebes erhöht wird. Durch die Bewegung der hydraulischen Regulierung 84 nach links werden die äusseren Laufringe auseinanderbewegt und damit das übersetzungsverhältnis des Getriebes reduziert.
Je grösser das zu übertragende Drehmoment, um so grössere Drücke werden in der Kammer 94 benö tigt, die Laufringe in der von der Regulierung 84 be stimmten axialen Stellung zu halten. Deshalb verän dern sich Drücke in direktem Verhältnis mit dem zu übertragenden Drehmoment. Der normale Druckbe reich der Kammer 94 beträgt etwa<B>1</B> bis 4 Atmosphä ren.
Der Druck in der Pumpendruckleitung oder in der Druckkammer<B>106</B> ist ebenfalls abhängig von dem zu übertragenden Getriebedrehmoment. Dieser Pumpendruck ist nur etwas höher als der der Druck kammer<B>198.</B> Wenn jedoch der Regullerring 122 zum verringern der Antriebsdrehzahl nach links verscho ben wird, wird die Regulieröffnung 220 abgeschlos sen, wodurch der Pumpendruck sofort auf den maxi malen Druck der von dem überfluss oder Sicher heitsventil<B>186</B> begrenzt ist, ansteigt.
Dieser hohe Druck wird, wie später beschrieben, ausgenutzt, für ein Zusammendrücken der inneren Laufringe<B>56</B> und <B>58</B> für eine Reduzierung der übersetzung. <I>Lagerung der A</I> btriebswelle Die Abtriebswelle <B>28,</B> die mit dem inneren Lauf ringe<B>56</B> aus einem Stück hergestellt ist, ist in Nadel lagern 224 und<B>226</B> auf der Antriebswelle<B>26</B> gela gert. Das Nadellager 224 ist in einer Bohrung des inneren Laufringes<B>56,</B> das Nadellager<B>226</B> in einer Bohrung am Ende der Antriebswelle angebracht. Ge nügend Spiel ist zwischen den Wellen vorgesehen. Ein Kolbenring<B>228</B> in der Kolbenringnute der An triebswelle stellt eine Abdichtung nach rechts dar.
Unmittelbar rechts neben dem Kolbenring<B>228</B> und links vom Kugellager 40 ist eine Abflussbohrung<B>230</B> in der Abtriebswelle vorgesehen, um Druckbildung im Nadellagerraum zu verhindern. <I>Kühlung und Schmierung der kraftübertragenden</I> <I>Elemente</I> Zur Kühlung und Schmierung der kraftübertra genden Elemente wird die Flüssigkeit durch stationär gehaltene Düsenkörper<B>232,</B> von einem Regulierven til 234 gehalten, unter niedrigem Druck gegen jede der drei Kugeln<B>50</B> gespritzt. Der Düsenkörper<B>232</B> ist auf der Abtriebswelle <B>28</B> unmittelbar rechts neben dem inneren Laufring<B>56</B> gelagert und mit dem Reak tionskörper<B>68,</B> wie gezeigt, verbunden.
Radial nach innen, unterhalb jeder Kugel<B>50</B> ist der Düsenkörper <B>232</B> mit Düsenpaaren<B>236</B> versehen, deren öffnun- gen <B>238</B> nach beiden inneren Laufringen<B>56</B> und<B>58</B> gegen die innere Kugelfläche gerichtet sind.
Den Düsen<B>236</B> wird die Flüssigkeit durch eine oder mehrere radiale Bohrungen 240 zugeführt. die den Ringraum 242 der Abtriebswelle mit dem Rem,- lierungsraum 244 zwischen der<B>Ab-</B> und Antriebs welle verbinden. Das Regulierungsventil 234 ist axial beweglich innerhalb der Regulierkammer 244 gela gert. Unmittelbar rechts neben dem Reggulierventil 234 wird durch radiale Bohruno, 246 von der axialen Bohrung<B>182</B> in der Antriebswelle<B>26,</B> der Druckkammer 248 Druck von der Pumpe zugeführt.
Zwischen dem inneren Durchmesser des Regulier- ventiles 234, das die Antriebswelle umschliesst, und dem äusseren Antriebswellendurchmesser ist ein ra diales Spiel vorgesehen, das eine bestimmte Flüssig keitsmenge durchströmen lässt. Eine Schraubenfeder <B>250</B> ist zwischen dem Ventil 234 und einem Dich tungsring<B>252</B> vorgesehen. Das Regulierventil 234 ist mit einer Verlängerung 254 vorgesehen.
Der Dich tungsring<B>252,</B> der auch als F#dersitz dient, sowie das Ventil 234 rotieren mit der Abtriebswelle <B>28.</B> Der Dichtungsring<B>252</B> ist axial gegen das Nadellager 224, welches durch einen in einer Ringnute der An triebswelle getragenen Haltering gesichert ist, gepresst.
Der Pumpendruck in dem Ringraum 248 drückt das durch die Feder<B>250</B> belastete Regulierventil 248 nach links und schliesst die Bohrung 240 ab. Mit dem Abschluss der Bohrung 240 steigt der Druck in der Kammer 244 an und drückt das Ventil 234 zurück nach rechts. Diese Einrichtung bietet einen nahezu konstanten Druck für die Düsen<B>236</B> von beispiels weise<B>0.3</B> bis<B>0.7</B> Atmosphären. Da der Druck in den Düsen nahezu konstant bleibt, wird die Durchfluss- menge durch die Düsenöffnungen<B>338</B> nur durch Än derung des Viskosität beeinflusst.
Höhere Viskosität und damit weniger Durchflussmenge tritt bei niedri ger Temperatur der Flüssigkeit auf, wenn die Schmierfähigkeit grösser ist. Unter diesen Betriebs verhältnissen ist weniger Flüssigkeitsmenge benötigt. Bei höherer Temperatur und niedriger Viskosität wird mehr Flüssigkeitsmenge durchfliessen, die zum Kühlen und Schmieren dann auch benötigt wird.
Die Düsen<B>236</B> unter den Kugeln<B>50</B> sind so aus gerichtet, dass die Flüssigkeit nicht direkt zu den Kontaktpunkten zwischen Kugeln und inneren Lauf ringen<B>56</B> und<B>58</B> geführt wird. Obgleich die Flüssig keit gegen die Kugeloberflächen gespritzt wird, und zwar radial in der Richtung zu den Kontaktpunkten, wird die Flüssigkeit durch die Rotation der Kugeln an den Kontaktpunkten vorbeigeleitet. Dieses ist er wünscht, da nur ein dünner ölfilm zur Schmierung, jedoch die grosse Menge der Flüssigkeit zur Kühlung der kraftübertragenden Elemente benötigt wird.
Die Flüssigkeit wird von den Kugeln und Lauf ringen radial nach aussen in den Ringraum<B>256</B> zwi schen den Trägem<B>86</B> und<B>88</B> geschleudert und von hier durch die öffnungen <B>258</B> des äusseren Trägers <B>88</B> dem ölsammelbehälter wieder zugeführt. In eini gen Anwendungsbeispielen wird das<B>öl</B> zur<B>Abküh-</B> lung durch einen ölkühler (nicht a zeigt) geleitet, Ce bevor es im Getriebe wieder verwendet wird.
Anpressdruckregulator Die durch den Anpressdruckregulator <B>78</B> (Fig. <B>1</B> und<B>3)</B> zur KraftübertragLing notwendigen Anpres- sungsdrücke werden zwischen den Kugeln<B>50</B> und den inneren Laufringen<B>56</B> und<B>58</B> sowie zwischen den Kugeln und den äusseren Laufringen<B>52</B> und 54 so reguliert, dass sie gerade zur nahezu schlupffreien Kraftübertragung ausreichen, ohne unnötige über- drücke zu erzeugen.
Der Anpressdruck-Regulator <B>78</B> besteht aus einer hydraulischen Pumpe, die den inneren Laufring<B>58</B> hydraulisch mit dem inneren Laufring<B>56</B> und damit mit der Abtriebswelle <B>28</B> ver bindet. Der innere Laufring<B>56</B> ist zu,einem Pumpen teil und der innere Laufring<B>58</B> zum anderen Pum penteil gekuppelt, so dass der innere Laufring<B>58</B> den inneren Laufring<B>56</B> etwas überrennt. Das von der Abtriebswelle <B>28</B> zu übertragende Drehmoment wird auf beide inneren Laufringe verteilt, wodurch die Anpressdrücke mit zunehmendem Drehmoment ansteigen.
Die Verteilung des Drehmomentes auf die inneren Laufringe ist von dem jeweiligen Reibungs- Koeffizienten zwischen den Laufringen und den Ku geln abhängig. Höhere Reibungs-Koeffizienten, wenn geringere Anpressungsdrücke zur Kraftübertragung notwendig sind, bewirken automatisch einen geringe ren Drehmomentanteil durch Laufring<B>58</B> und damit geringere Drücke.
Es ist bekannt, dass durch die elastische Verfor mung der Kugeln und Laufringe ein leichter Schlupf entsteht, selbst wenn keine tangentialen Kräfte wie in Kugellagern auftreten. Der Schlupf wird natürlich erhöht, wenn tangentiale Kräfte vorhanden sind. Deshalb sind Reibungsgetriebe niemals absolut schlupffrei. Der Schlupf muss natürlich in zulässigen Grenzen gehalten werden, um hohe Getriebe-Wir- kungsgrade zu erzielen.
Um den Schlupf zu reduzieren, muss das Verhält nis von Tangential-Kraft zur Anpresskraft, also das Druckverhältnis, wie wir es nennen wollen, reduziert werden. Dieses bedeutet, dass die Pressung im Kon taktpunkt erhöht werden muss. Höhere Pressung be deutet jedoch geringere Lebensdauer der Kugeln und Laufringe. Deshalb, um eine grössere Dauerhaftigkeit des Getriebes zu erhalten, muss ein gewisser Prozent satz von Schlupf in Kauf genommen werden.
Dieser bedingte Schlupf ist durch den Anpressdruck-Regu- lator ausgenutzt, der unter allen Betriebsbedingungen günstigsten Anpressungsdruck unter Berücksichti gung der jeweiligen Reibungs-Koeffizienten automa tisch reguliert.
Der Anpressdruck-Regulator <B>78</B> besteht aus einem zylindrischen Körper<B>260,</B> der mit der Ab- triebswell-e <B>28</B> durch Keilnute<B>262</B> und 264 des<B>Zy-</B> linderkörpers<B>260</B> und der Antriebswelle verbunden ist. Der zylindrische Körper<B>260</B> ist durch einen ge teilten Ring<B>266</B> in einer Ringnute<B>268</B> der Antriebs welle axial gehalten. Zur Sicherung des geteilten Rin ges<B>266</B> ist dieser in einer Bohrung<B>270</B> an der rech ten Seite des Zylinderkörpers<B>260</B> gelagert.
Der ge teilte Ring<B>266</B> hat die von den Anpressungsdruck- kräften herrührenden axialen Belastungen aufzuneh men, wodurch die Kugellager<B>32</B> und 40 entlastet sind.
Der Zylinderkörper<B>260</B> ist mit einer Mehrzahl von radialen Zylinderbohrungen<B>272</B> versehen, die jeder einen kugelförmigen Kolben 274 tragen. Jeder Zylinder ist mit einer Bohrung<B>276</B> versehen. Der innere Laufring<B>58</B> ist mit einer ringartigen Verlänge rung<B>278</B> versehen, der am inneren Umfang eine Nabe<B>280</B> trägt, dessen Nockenbahn <B>282</B> die Kugel 274 betätigt. Die Nockenbahn <B>282</B> ist eine Elipse, ähnlich die der Pumpe<B>100.</B> Die Radial-Kräfte dieser Pumpe sind symmetrisch und daher ausgeglichen, weshalb keine Belastung nach aussen auftritt.
Der Drehzahlunterschied zwischen der Nocke <B>280</B> und Zylinder<B>260</B> ist von der Drehzahldifferenz der beiden inneren Laufringe<B>58</B> und<B>56</B> abhängig. Aus diesem Grunde ist die Nockenbahn stark elip- tisch für verhältnismässig grosse Kugelhübe. Diese <B>Hübe</B> sind natürlich von den zu erzeugenden An- pressdrücken abhängig. Der maximale Drehzahlun terschied zwischen den beiden inneren Laufringen kann mit etwa 2 % angenommen werden.
Dieses be deutet, dass die relative Drehzahl für den Anpress- druck-Regulator <B>78</B> maximal etwa<B>90</B> U/min. ist, bei einer Abtriebsdrehzahl von 4500 U/min.
Unmittelbar links neben dem zylindrischen Kör per ist eine Steuerplatte 284 vorgesehen. Die Platte umschliesst den Distanzring<B>286</B> der wiederum die Abtriebswelle <B>28</B> umschliesst. Unmittelbar links neiben dem Distanzring<B>286</B> sowie der Steuerplatte 284 ist ein Ringkörper<B>288</B> in der Druckkammer<B>290</B> des linken Laufringkörpers <B>58</B> gelagert. Der Distanz ring<B>286</B> ist um das gewünschte Laufspiel dicker als die Steuerplatte 284, so dass freie Rotation bei guter Abdichtung und ohne unnötige Reibung zwischen den Teilen gewährleistet ist.
Eine Druckfeder<B>292</B> in der Druckkammer<B>290</B> presst den Ringkörper<B>288</B> über den Distanzring<B>286</B> und den Zylinderkörper<B>260</B> gegen den geteilten Ring <B>166.</B> Die Feder gibt damit eine Vorspannung, die die beiden inneren Laufringe<B>56</B> und<B>58</B> zusammen drückt. Gleitringscheiben 294 zwischen den Enden der Feder<B>292</B> und dem entsprechenden inneren Laufring<B>58</B> und Druckring<B>288</B> erleichtern die relati ve Rotation der verschiedenen Laufkörper. Da der Drehzahlunterschied sehr gering ist, genügt diese ein fache Lagerung.
In diesem Beispiel drückt die Feder<B>292</B> die kraftübertragenden Reibungselemente in Richtung der niedrigsten -Übersetzung,<B>d.</B> h. in die Richtung des Nullpunktes (Abtriebsdrehzahl wird Null).
Um eine relative Rotation zwischen dem inneren Laufring<B>58</B> und der Abtriebswelle <B>28</B> zu gewährlei sten ist ein Kolbenring<B>296</B> in einer Nute<B>297</B> in der Abtriebswelle zum Abdichten der dynamischen Druckkammer<B>290</B> vorgesehen. Aus demselben Grunde ist ein Kolbenring<B>298</B> in der Note<B>299</B> des Druckringes<B>288</B> vorgesehen. Ein O-Ring <B>300</B> in einer Nute<B>301</B> der Abtriebswelle ist zum Abdichten gewählt, weil keine relative Drehbewegung zwischen dem Druckring<B>288</B> und der Abtriebswelle <B>28</B> vor handen ist.
Die Steuerplatte 284 ist mit dem inneren Laufring <B>58</B> durch einen Stift<B>302</B> gekuppelt. Der Stift<B>302</B> ist in einer Bohrung<B>303</B> des inneren Laufringes<B>58</B> ge- presst und fasst in eine Nute 304 am Umfang der Steuerplatte 284. Die Nute 304 umfasst ungefähr<B>90'</B> des Umfanges. Während des gewöhnlichen Vorwärts drehmomentes, wenn die Antriebswelle<B>26</B> angetrie ben wird, befindet sich der Stift<B>302</B> in der in Fig. <B>11</B> gezeigten Endlage der Nute 304, wodurch die Steuer platte in einer gewünschten Stellung zur Nockenlauf- bahn <B>282</B> gehalten ist.
In Fig. <B>11</B> ist der Stift<B>302</B> strichpunktiert gezeigt, da er 45' nach dem Längs schnitt in Fig. <B>1</B> verlagert ist. Fig. <B>10</B> zeigt den Stift <B>302</B> in der grossen Elipsenachse.
Die Steuerplatte 284 ist mit zwei gegenüberlie genden Steuernuten<B>306</B> auf der rechten Plattenseite versehen, wie in Fig. <B>1</B> gezeigt wird. Die Steuerplatte ist ausserdem mit gegenüberliegenden Steuernuten <B>308</B> auf beiden Plattenseiten versehen, wie in Fig. 12 gezeigt wird. Die Nuten<B>306</B> und<B>308</B> verteilen sich am Umfang wie in Fig. <B>11</B> gezeigt wird und stimmen im radialen Abstand mit denen die Zylinder verbin denden Bohrungen<B>276</B> überein.
Der Distanzring<B>286</B> ist am äusseren Umfang mit einer Ringnute<B>310</B> versehen, der durch entsprechen de radiale Nuten<B>312</B> mit der Steuernute<B>306</B> verbun den ist. Der Distanzring<B>286</B> hat radiale Bohrungen 314, welche die Verbindung mit der Ringnute<B>316</B> am äusseren Umfang der Abtriebswelle, <B>28</B> herstellen. Mehrere radiale Bohrungen <B>318</B> in der Abtriebswelle verbinden die Ringnute<B>316</B> mit dem Druckraum 248.
Damit ist die axiale Bohrung<B>182</B> in der An triebswelle<B>26</B> dauernd mit der Steuernute<B>306</B> der Steuerplatte 284 verbunden, wodurch der Pumpen druck der Pumpe<B>100</B> der Einlassdruck des Anpress- druck-Regalators <B>78</B> wird. In anderen Worten, die Pumpe<B>100</B> und der Anpressdruck-Regulator <B>78</B> sind in Serie geschaltet.
Die Steuernuten<B>308</B> auf beiden Seiten der Steuer platte 284 sind durch axiale Bohrungen<B>320</B> mitein ander verbunden. Die Steuernuten<B>308</B> auf der lin ken Steuerplattenseite sind durch axiale Bohrungen <B>322</B> des Druckringes<B>288</B> dauernd mit der Druck kammer<B>290</B> verbunden.
Unter normalen Betriebsverhältnissen, wenn durch das Getriebe ein Vorwärtsdrehmoment über tragen wird oder mit anderen Worten, wenn die An triebswelle angetrieben wird, befindet sich der Stift <B>3</B> 02 in der in Fig. <B>11</B> gezeigten, Lage der Umfangs nute 304 der Steuerplatte 284, wobei die Steuerplatte zur Nocke <B>280</B> des inneren Laufringes<B>58</B> so gehalten ist, dass die Bohrungen<B>276</B> der Pumpenzylinder mit der Druckkammer<B>290</B> verbunden sind, während die Kugeln 274 radial nach innen gepresst werden.
Die Bohrungen<B>276</B> im Pumpenzylinder sind während der Ansaugperiode, wenn sich die Kugeln radial nach aussen bewegen, mit der Druckleitung der Pumpe<B>100</B> verbunden. Da der Pumpendruck dieser Pumpe<B>100</B> etwa proportional zu dem zu übertragen den Drehmoment ist, wird sich auch der Einlassdruck des Anpressdruck-Regulators etwa mit dem Drehmo ment ändern.
Der Anpressdruck-Regulator <B>78</B> erlaubt, dass das Getriebe als Bremse, z. B. zur Bergabfahrt verwendet werden kann. Bei solchen Betriebsverhältnissen ent steht ein Drehmoment in entgegengesetzter Richtung. Der Stift<B>302</B> wird dabei automatisch von einem Ende der Nute 304 der Steuerplatte 284 zum anderen Ende bewegt, wie in Fig. <B>11</B> hi strichpunktierter Linie angegeben. Diese Verlagerung des Stiftes<B>302</B> ist ver ständlich, da bei Bremswirkung die Abtriebswelle <B>28</B> den inneren Laufring<B>58</B> überrennt. Dabei wird die Steuerplatte von<B>90'</B> zur Nocke <B>280</B> verdreht, wobei Einlass- und Auslass-Steuernuten vertauscht werden.
Der Anpressdruck-Regulator arbeitet deshalb für normale Kraftühertragung sowie für Bremsung des Fahrzeuges. <I>Arbeitsweise des Getriebes</I> Ein Getriebe nach dem gezeigten Ausführungs beispiel ermöglicht einen Drehzahlverstellbereich von<B>0</B> bis etwa<B>2,5</B> zu<B>1</B> übersetzung ins Schnelle. Wird z. B. die Antriebswelle<B>26</B> mit<B>1750</B> U/min. an getrieben, so kann die, Abtriebsdrehzahl der Abtriebs- welle <B>28</B> von Null bis etwa 4500 U/min. stufenlose, geregelt werden.
Der Antrieb kann durch Elektro-, Benzin- oder Diesehnotor (nicht gezeigt) erfolgen. Die Antriebs drehzahl kann konstant oder veränderlich sein. Die Abtriebswelle <B>28</B> kann direkt oder über Zahnräder (nicht gezeigt) mit dem anzutreibenden Aggregat, das mit veränderlicher Drehzahl angetrieben werden soll, gekuppelt werden. Die Abtriebswelle kann z. B. mit den Rädern von Fahrzeugen, wie Automobilen, Last wagen, Traktoren usw. verbunden werden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Abtriebswelle in entgegengesetzter Richtung zur Antriebswelle ge dreht.
Natürlich ist die Anordnung in einem Fahr zeug so, dass die Räder zur Vorwärtsrichtung ange trieben werden müssen. Um die Drehrichtung um kehren zu können, kann irgend eine Einrichtung vor gesehen werden. Irgendwelche Umkehrrichtungen wie normale Planetengetriebe oder andere Zahnrad- werkgetriebe können für diesen Zweck verwendet werden.
Die gewünschte Drehzahlübersetzung erfolgt durch axiale Verstellung des Regulierrringes 122 der hydraulischen Drehzahl-Regtilierung 84 von Hand oder automatisch. Wie bereits erwähnt, ist wegen des entlasteten Steuerschiebers fast keine Kraft zur Ver stellung notwendig, deshalb genügt ein einfacher Drehknopf in Verbindung mit geeigneten Verbin dungselementen zur Einstellung des gewünschten übersetzungsverhältnisses. Automatische Verstellung kann in übereinstimmung mit Fahrzeuggeschwindig keit, Drehmoment oder Gaspedalstellung oder ir gendeiner dieser Kombinationen erfolgen.
Für irgend ein Übersetzungsverhältnis mit Aus nahme der NuRsteRung werden die Kugeln<B>50</B> von den äusseren Laufringen<B>52</B> und 54 um ihre Achse rotiert und drehen die inneren Laufringe<B>56</B> und<B>58</B> und damit die Abtriebswelle <B>28</B> in entgegengesetzter Richtung zur Antriebswelle<B>26.</B> Wenn der Reguller- ring 122 der hydraulischen Regulierung 84 nach rechts zur Erhöhung des übersetzungsverhältnisses bewegt wird, öffnet sich die Regulieröffnung 220, während die Abflussöffnung 222 reduziert oder ge schlossen wird.
Dieses verursacht, dass der Flüssig keitsdruck in der äusseren Laufring-Druckkammer 94 ansteigt und die äusseren Laufringe zusammen und gegen die Kugeln gepresst werden. Hierdurch werden die Kugeln radial nach innen verlagert, den inneren Laufring<B>58</B> bei gleichzeitiger Erhöhung des übersetzungsverhältnisses nach rechts drückend.
Durch die axiale Verschiebung des äusseren Lauf- ringträgers <B>86</B> nach rechts bewegt sich auch der Nabenteil 114 nach rechts und reduziert dadurch die Regulieröffnung 220, vergrössert die Abflussöffnung 222 bis der Gleichgewichtszustand in der neuge- ,Wählten übersetzungsstellung erreicht ist.
Durch die axiale Verschiebung des Regalierringes 122 nach links wird die Regulieröffnung 220 redu ziert oder abgeschlossen, die Abflussöffnung 222 wird geöffnet, wodurch der Flüssigkeitsdruck in der äusseren Laufring-Druckkammer 94 vermindert wird. Der innere Laufring<B>58</B> wird durch erhöhten Druck nach links gepresst, wobei die Kugeln radial nach aussen bewegt werden und drücken die äusseren Laufringe<B>52</B> und 54 für eine grössere Drehzahlredu zierung auseinander.
Dieses bewirkt, dass die Abfluss öffnung 222 verringert und die Regplieröffnung 220 vergrössert wird, bis der Gleichgewichtszustand für die neugewählte übersetzungsstellung erreicht ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der innere Laufring<B>56</B> in axialer Stellung festgehalten, so dass sich die Kugelmittelpunkte bei Verstellung der über- setzung axial verschieben. Hierdurch verteilen sich die Laufbahnen der Kugeln bei verschiedenen Über setzungsverhältnissen auf den ganzen Umfang.
Durch den durch überrennen des inneren Lauf ringes<B>58</B> verursachten Drehzahlunterschied der bei den inneren Laufringe<B>56</B> und<B>58</B> werden die Kugeln <B>50</B> zu der Rotation um Achsen parallel zur Haupt achse zusätzlich um Achsen gedreht, die senkrecht zur Hauptsache stehen. Dieses bewirkt, dass sich die Laufbahnen der Kugeln auf dem ganzen Umfang ver stellen und damit verteilt sich die Kraftübertragung über dem gesamten Umfang. Dieses bedeutet, dass die Leistung und Lebensdauer dieser Getriebe auch aus diesem Grunde wesentlich erhöht wird.
Der Anpressdruck-Regulator <B>78</B> stellt eine ganz bedeutende Neuerung für Reibungsgetriebe dar. Der selbe regelt automatisch die Anpressdrücke zu dem minimal notwendigen Druck unter allen Betriebsbe dingungen, wodurch die Oberflächenermüdungen der kraftübertragenden Elemente im Vergleich zu den bekannten Einrichtungen wesentlich heraba ,esetzt wird.
Durch das leichte überrennen von Laufring<B>58</B> zum Laufring<B>56</B> wird automatisch die Veränderung der jeweiligen Reibungs-Koeffizienten berücksichtigt. Dieses ist wichtig, da sich mit steigender ölviskosität oder steigender Drehzahl der Reibungs-Koeffizient vermindert, welches höhere Anpressdrücke zur Ver meidung von Schlupf erfordert. Umgekehrt, eine Verminderung der ölviskosität oder Verminderung der Drehzahl erfordert geringere Anpressdrücke, da sich der Reibungs-Koeffizient erhöht. Der Reibungs- Koeffizient vermindert sich z.
B. um etwa 40 1/o, wenn die Drehzahl von<B>1800</B> U/min. auf 4000 U/min. erhöht wird.
Frühere Druckregler veränderten die Anpress- drücke nur mit dem zu übertragenden Drehmoment, weshalb diese Regler für die ungünstigsten Betriebs verhältnisse,<B>d.</B> h. für die maximal auftretende Dreh zahl und die höchste ölviskosität ausgelegt werden mussten. Aus diesem Grunde waren in vielen An- wendunggsbeispielen die Anpressdrücke doppelt so hoch als notwendig, wodurch die Lebensdauer nach mit Kugellagern gemachten Erfahrungen auf etwa '/,vermindert wurde.
Durch die Verminderung der Anpressdrücke sowie durch die Ausnutzung der gesamten Kugeloberfläche wird die Lebensdauer die ser Getriebe durch den dynamischen Anpressdruck- Reaulator also wesentlich erhöht.
Diese Verringerung von Anpressdrücken bei die sen Getrieben erlaubt Verwendung in der Automobil- Industrie, besonders da diese fast schlupffrei sind und der Wirkungsgrad wesentlich höher als der der heute verwendeten sogenannten Drehmomentwandler ist.
Die geringe überrennung des inneren Laufringes <B>58</B> zum Laufring<B>56</B> wird verursacht durch die Leck- verluste in der Regulatorpumpe. Die Leckverluste betragen in normalem Betrieb nur etwa 1-2 %. Wenn keine Verluste wären, würde keine überren- nung stattfinden und beide inneren Laufringe<B>56</B> und <B>58</B> würden mit derselben Drehzahl umlaufen. Die erwünschte Wirkung würde damit unmöglich ge macht.
Die Leckverluste in dem Anpressdruck-Regulator <B>78</B> verursachen eine relative Drehbewegung zwischen der Nocke <B>280</B> und dem Zylinderkörper<B>260,</B> wo durch die Kugeln 274 entsprechend dieser Differenz- Drehzahl in den Zylinderbohrungen arbeiten.
Veränderung des Drehzahlunterschiedes bedeutet Veränderung der Drehmomentverteilung auf die in neren Laufringe und damit Veränderung des Druckes in der Regulatordruckkammer <B>290,</B> welches eine ent sprechende Änderung der Anpressdrücke zwischen den kraftübertragenden Laufringen und Kugeln be wirkt. Die Anpressdrücke zwischen den Kugeln und den beiden inneren Laufringgen <B>58</B> und<B>56</B> sind gleich gross.
Die Drehzahldifferenz wird durch das zu übertra gende Abtriebsdrehmoment und durch den Rei- bungs-Koeffizienten zwischen den kraftübertragen den Kugeln und Laufringen beeinflusst. Der Rei- bungs-Koeffizient ist besonders von der ölviskosität und der Abwälz-eschwindigkeit beeintlusst. Mit <B>C</B> höherer Viskosität wird der ölfilm dicker und der Reibungs-Koeffizient kleiner.
Mit steigender Abwälz- geschwindigkeit wird der Reibungs-Koeffizient eben falls reduziert. Umgekehrt wird der Reibungs-Koeffi- zient erhöht, wenn die ölviskosität sowie die Ab- wälzgeschwindigkeit reduziert werden.
Der Reibungs-Koeffizient zwischen den Kugeln und den Laufringen ist für beide inneren Laufringe derselbe. Da jedoch der innere Laufring<B>58</B> durch die hydraulische Kupplung mit dem Laufring<B>56</B> verbun den ist und deshalb eine Rotations-Differenz auftritt, erfolgt ein leichter Schlupf zwIschen den Kugeln und dem inneren Laufring<B>56.</B> Dieses verursacht ein überrennen des Laufringes<B>58</B> und damit die ge wünschte Operation des Anpressdruck-Regulators <B>78.</B> Der Regulator<B>78</B> sorgt automatisch für den Re- gulatordruck, welcher die Anpressdrücke bestimmt,
die für die jeweiligen Reibungs-Koeffizienten zwi schen Kugeln und Laufringen notwendig sind.
Wenn sich der Reibungs-Koeffizient verringert, erhöht sich bei erhöhtem Schlupf die relative Rota tion zwischen beiden Laufringen<B>58</B> und<B>56.</B> Der An- C pressdruck-Regulator erhöht damit den Anpress- druck, wodurch das Druckverhältnis eTangential- Kraft zur Normal-Kraft in den Kontaktpunkten zwischen Kugeln und dem inneren Laufring<B>58</B> ver ringert wird.
Dieses reduziert sofort den Schlupf bis das Gleichgewicht für den veränderlichen Reibungs- Koeffizienten erreicht ist. In jedem Falle werden die Anpressdrücke automatisch so geregelt, dass sie ohne unnötige überdrücke gerade für eine möglichst schlupffreie Kraftübertragung ausreichen.
Um die Funktionen des Anpressdruck-Regulators <B>78</B> besser zu verstehen, soll die Beziehung zwischen dem Anpressdruck zu dem zu übertragenden Dreh moment betrachtet werden. Da der innere Laufring <B>58</B> den inneren Laufring<B>56</B> leicht überrennt, wird ersterer<B>(58)</B> immer weniger als<B>50</B> % des Totalab- triebsdrehmomentes übertragen.
Damit wird der Laufring 56 in jedem Fall mehr als 50 % des Total- drehmomentes übertragen.
Da der innere Laufring<B>58</B> durch den Anpressdruck-Regulator <B>78</B> hydraulisch mit der Abtriebswelle <B>28</B> verbunden ist, ist der er zeugte Anpressdruck, bedingt durch den öldruck in der Regulierdruckkammer<B>290,</B> proportional dem Anteil des Abtriebsdrehmomentes, der von dem Laufring<B>58</B> übertragen wird.
Angenommen, die Kugeln übertragen die Kraft absolut schlupffrei auf den inneren Laufring<B>56.</B> Die ses ist selbstverständlich nur theoretisch möglich, z. B. mit feiner Verzahnung an Kugeln und Laufring <B>56.</B> In diesem Fall würde der innere Laufring<B>58</B> mit derselben Drehzahl wie Laufring<B>56</B> umlaufen und kein Drehmoment würde durch Laufring<B>58</B> übertra gen, der eine Drehzahldifferenz der beiden inneren Laufringe verursachen könnte. Damit würde der<B>hy-</B> draulische Regulatordruck und somit der Anpress- druck Null sein, wenn keine Anpressdrücke notwen dig sind.
Wenn ein sehr hoher Reibungs-Koeffizient zwi schen den Kugeln und Laufringen vorhanden wäre, würde das vom Laufring<B>58</B> zu übertragende Dreh moment sehr klein werden. Hierdurch würden die vom dynamischen Regulator -erzeugten Anpressdrük- ke ebenfalls sehr klein werden.
Bei kleiner werdendem Reibungs-Koeffizienten wird das vom inneren Laufring<B>58</B> zu übertragende Drehmoment grösser, das bedeutet, dass der An- pressdruck-Regulator <B>78</B> automatisch für höhere An- pressdrücke sorgt.
Bei einem unendlich kleinen Reibungs-Koeffi- zienten ist selbstverständlich das zu übertragende Abtriebsdrehmoment für den inneren Laufring<B>58</B> genau<B>50</B> ()/o (natürlich nur theoretisch möglich). Die ses würde den maximal möglichen Anteil des Ab- triebsdrehmomentes und damit den maximal mögli chen Anpressdruck bewirken.
In jedem Fall regelt der Anpressdruck-Regulator <B>78</B> automatisch die Anpressdrücke wie benötigt. Er berücksichtigt nicht nur die Änderung des Abtriebs- drehmomentes, sondern auch die Änderung des Rei- bungs-Koeffizienten.
Wie bereits früh-er erklärt, ist der Einlass-öldruck für den Anpressdruck-Regulator gleich dem Pum pendruck in dem Druckringraum <B>106</B> des Drehzahl- regulators 84. Da der Pumpendruck sich mit dem zu übertragenden Drehmoment verändert, wird damit auch der Anpressdruck-Regulator <B>78</B> beeinflusst. Diese Verbindung ist von Bedeutung, wenn das übersetzungsverhältnis dieses Getriebes reduziert wird.
Wenn zur Reduzierung des übersetzungsver- hältnisses der Regulierring 122 nach links bewegt wird, steigt der Pumpendruck auf den maximal mög lichen Wert und erhöht damit entsprechend den<B>Öl-</B> druck in der Regulier-Druckkammer <B>290.</B> Die inne ren Laufringe<B>56</B> und<B>58</B> werden damit durch zusätz lichen Druck gegen die Kugeln gepresst, wodurch eine sichere, schlupffreie Kraftübertragung während der Drehzahlreduzierung gewährleistet ist.