DE-102017214394-B4 - Trockene Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Übersetzung

Abstract

Antriebsvorrichtung (10) mit veränderlicher Geschwindigkeit, welche Folgendes umfasst: eine drehbare Antriebswelle (14); eine fest angeordnete Antriebsscheibe (16), die relativ zu der Antriebswelle (14) fixiert und für eine Rotation mit der Antriebswelle (14) angebracht ist; eine bewegliche Antriebsscheibe (20), welche für eine axiale Bewegung relativ zu der Antriebswelle (14) angebracht ist; eine Vielzahl von Antriebsfingern (28), die sich axial von einer der Antriebsscheiben (16) aus erstrecken, wobei jeder Antriebsfinger (28) einen Fingerkontakt (56) definiert und wobei jeder Antriebsfinger (28) mit seinem Fingerkontakt (56) einstückig mit der Antriebsscheibe (16) aus einem einzigen Stück Material ausgebildet ist; und eine Vielzahl von Ausnehmungen (38) in der anderen Antriebsscheibe (20), wobei jeder Antriebsfinger (28) beweglich von einer entsprechenden der Ausnehmungen (38) aufgenommen wird, und wobei jede Ausnehmung (38) einen Ausnehmungskontakt (88) definiert, der verschiebbar in den entsprechenden Fingerkontakt (56) greift, wobei der Ausnehmungskontakt (88) eine Oberfläche der Ausnehmung (38) ist, an der der Antriebsfinger (28) in Kontakt mit der Ausnehmung (38) kommt, wenn ein Drehmoment von der fest angeordneten Antriebsscheibe (16) auf die bewegliche Antriebsscheibe (20) übertragen wird, wobei durch ein Eingreifen des Fingerkontakts (56) des Antriebsfingers (28) in den Ausnehmungskontakt (88) ein Drehmoment von der fest angeordneten Antriebsscheibe (16) auf die bewegliche Antriebsscheibe (20) übertragbar ist.

Inventors

• Ethan D. Lardner
• Nicole M. Gassmann
• Lourens M. Jacobs
• Allan N. Schott

Assignees

• DEERE & COMPANY

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20170818

Priority Date

20160919

Claims (15)

1. Antriebsvorrichtung (10) mit veränderlicher Geschwindigkeit, welche Folgendes umfasst: eine drehbare Antriebswelle (14); eine fest angeordnete Antriebsscheibe (16), die relativ zu der Antriebswelle (14) fixiert und für eine Rotation mit der Antriebswelle (14) angebracht ist; eine bewegliche Antriebsscheibe (20), welche für eine axiale Bewegung relativ zu der Antriebswelle (14) angebracht ist; eine Vielzahl von Antriebsfingern (28), die sich axial von einer der Antriebsscheiben (16) aus erstrecken, wobei jeder Antriebsfinger (28) einen Fingerkontakt (56) definiert und wobei jeder Antriebsfinger (28) mit seinem Fingerkontakt (56) einstückig mit der Antriebsscheibe (16) aus einem einzigen Stück Material ausgebildet ist; und eine Vielzahl von Ausnehmungen (38) in der anderen Antriebsscheibe (20), wobei jeder Antriebsfinger (28) beweglich von einer entsprechenden der Ausnehmungen (38) aufgenommen wird, und wobei jede Ausnehmung (38) einen Ausnehmungskontakt (88) definiert, der verschiebbar in den entsprechenden Fingerkontakt (56) greift, wobei der Ausnehmungskontakt (88) eine Oberfläche der Ausnehmung (38) ist, an der der Antriebsfinger (28) in Kontakt mit der Ausnehmung (38) kommt, wenn ein Drehmoment von der fest angeordneten Antriebsscheibe (16) auf die bewegliche Antriebsscheibe (20) übertragen wird, wobei durch ein Eingreifen des Fingerkontakts (56) des Antriebsfingers (28) in den Ausnehmungskontakt (88) ein Drehmoment von der fest angeordneten Antriebsscheibe (16) auf die bewegliche Antriebsscheibe (20) übertragbar ist.
2. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1 , worin der Fingerkontakt (56) aus einem Material ausgeformt ist, das durch eine Oberflächenbehandlung gehärtet wurde.
3. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1 , worin der Ausnehmungskontakt (88) aus einem Material ausgeformt ist, das durch eine Oberflächenbehandlung gehärtet wurde.
4. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1 , worin sowohl der Fingerkontakt (56) als auch der Ausnehmungskontakt (88) aus einem Material ausgeformt sind, das durch eine Oberflächenbehandlung gehärtet wurde.
5. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 4 , worin die Oberflächenbehandlung eine Wärmebehandlung darstellt, wobei die Wärmebehandlung Abschrecken, Anlassen, Einsatzhärtung oder Laserhärtung ist.
6. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 1 , worin der Fingerkontakt (56) ein bogenförmiges Profil des vorderen Randes (72) beinhaltet, welches in eine entsprechende Oberfläche der entsprechenden Ausnehmung (38) greift, wobei der Ausnehmungskontakt (88) die Oberfläche der Ausnehmung (38) ist.
7. Antriebsvorrichtung, welche Folgendes umfasst: eine drehbare Antriebswelle (14); eine fest angeordnete Antriebsscheibe (16), die relativ zu der Antriebswelle (14) fixiert und für eine Rotation mit der Antriebswelle (14) angebracht ist; eine bewegliche Antriebsscheibe (20), welche für eine axiale Bewegung relativ zu der Antriebswelle (14) angebracht ist; eine Vielzahl von Antriebsfingern (28), die sich von einer der Antriebsscheiben aus erstrecken, wobei jeder Antriebsfinger (28) einen Fingerkontakt (56) definiert und wobei jeder Antriebsfinger (28) mit seinem Fingerkontakt (56) einstückig mit der Antriebsscheibe (16) aus einem einzigen Stück Material ausgebildet ist; und eine Vielzahl von Ausnehmungen (38) in der anderen Antriebsscheibe (20), wobei jede Ausnehmung (38) einen Ausnehmungskontakt (88) definiert; worin jeder Antriebsfinger (28) beweglich von einer entsprechenden der Ausnehmungen (38) aufgenommen wird, und der Fingerkontakt (56) verschiebbar in den entsprechenden Ausnehmungskontakt (88) greift; wobei der Ausnehmungskontakt (88) eine Oberfläche der Ausnehmung (38) ist, an der der Antriebsfinger (28) in Kontakt mit der Ausnehmung (38) kommt, wenn ein Drehmoment von der fest angeordneten Antriebsscheibe (16) auf die bewegliche Antriebsscheibe (20) übertragen wird, wobei durch ein Eingreifen des Fingerkontakts (56) des Antriebsfingers (28) in den Ausnehmungskontakt (88) ein Drehmoment von der fest angeordneten Antriebsscheibe (16) auf die bewegliche Antriebsscheibe (20) übertragbar ist.
8. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 7 , wobei weiter mindestens der Fingerkontakt (56) oder der Ausnehmungskontakt (88) durch eine Oberflächenbehandlung gehärtet sind und/oder worin der Antriebsfinger (28) und die Ausnehmungen (38) ein bogenförmiges Profil aufweisen, das um die Antriebswelle (14) definiert ist.
9. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 7 , welche weiter Folgendes umfasst: mindestens ein Lagerelement (34, 36), das von der beweglichen Antriebsscheibe (20) definiert wird; und mindestens einen Wellenkontakt (90, 92), der entlang einer Außenoberfläche der Antriebswelle (14) definiert ist; worin das Lagerelement (34, 36) von der beweglichen Antriebsscheibe (20) an einem Ort definiert ist, der an den Wellenkontakt (90, 92) angrenzt.
10. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 9 , worin das Lagerelement (34, 36) eine erste Axiallänge aufweist, die entlang der Antriebswelle (14) definiert ist, und der Wellenkontakt (90, 92) eine zweite Axiallänge aufweist, die entlang der Antriebswelle (14) definiert ist, und wobei die zweite Axiallänge größer ist als die erste Axiallänge.
11. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 9 , welche weiter mindestens eine Dichtung (58, 60) umfasst, die zwischen der beweglichen Antriebsscheibe (20) und der Antriebswelle (14) positioniert ist.
12. Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit nach Anspruch 9 , worin der Fingerkontakt (56) ein bogenförmiges Profil des vorderen Randes (72) beinhaltet, welches in eine entsprechende Oberfläche der entsprechenden Ausnehmung (38) greift, wobei der Ausnehmungskontakt (88) die Oberfläche der Ausnehmung (38) ist.
13. Verfahren zur Herstellung einer fest angeordneten Antriebsscheibe und einer beweglichen Antriebsscheibe für eine Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit, welches Folgendes umfasst: Ausformen einer ersten Antriebsscheibe (16) durch Formen eines ersten Materials, um einen ersten in einen Riemen eingreifenden Flansch zu definieren, und mindestens einen Antriebsfinger (28), der einen Fingerkontakt (56) definiert, wobei der mindestens eine Antriebsfinger mit seinem Fingerkontakt einstückig mit der ersten Antriebsscheibe aus einem einzigen Stück Material ausgebildet ist; Ausformen einer zweiten Antriebsscheibe (20) durch Formen eines zweiten Materials, um einen zweiten in einen Riemen eingreifenden Flansch zu definieren, und mindestens eine Ausnehmung (38), die einen Ausnehmungskontakt (88) definiert; Fixieren einer der Antriebsscheiben (20) an einer Antriebswelle (14) und das Positionieren der anderen der Antriebsscheiben (16) um die Antriebswelle (14); und Positionieren mindestens eines Abschnitts des Antriebsfingers (28) in der Ausnehmung (38), wobei der Fingerkontakt (56) verschiebbar in den Ausnehmungskontakt (88) greift, wobei der Ausnehmungskontakt (88) eine Oberfläche der Ausnehmung (38) ist, an der der Antriebsfinger (28) in Kontakt mit der Ausnehmung (38) kommt, wenn ein Drehmoment von der fest angeordneten Antriebsscheibe (16) auf die bewegliche Antriebsscheibe (20) übertragen wird, wobei durch ein Eingreifen des Fingerkontakts (56) des Antriebsfingers (28) in den Ausnehmungskontakt (88) ein Drehmoment von der fest angeordneten Antriebsscheibe (16) auf die bewegliche Antriebsscheibe (20) übertragbar ist..
14. Verfahren nach Anspruch 13 , welches ein Härten des ersten oder des zweiten Materials des entsprechenden Fingerkontakts (56) oder Ausnehmungskontakts (88) durch eine Oberflächenbehandlung umfasst und worin vorzugsweise das Härten des ersten oder zweiten Materials lediglich das Härten des Abschnitts des ersten oder des zweiten Materials beinhaltet, der dem Fingerkontakt (56) oder dem Ausnehmungskontakt (88) entspricht.
15. Verfahren nach Anspruch 13 , welches weiter das Ausformen eines Lagerelements (34, 36) in einer aus der ersten Antriebsscheibe (16) oder der zweiten Antriebsscheibe (20) und das Härten des Lagerelements (34, 36) umfasst.

Description

Gebiet der Offenbarung Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Übersetzung und damit verbunden einer veränderlichen Geschwindigkeit. Hintergrund der Offenbarung Derzeitige Antriebsvorrichtungen mit veränderlicher Geschwindigkeit beinhalten typischerweise eine fest angeordnete Antriebsscheibe und eine bewegliche Antriebsscheibe, die über Keilverbindungen an eine Antriebswelle gekoppelt ist. Diese Keilverbindung muss regelmäßig mit einem Schmiermittel geschmeidig gehalten werden, etwa mit einem Öl oder Fett. Für die translatorische Bewegung der Teile sind Dichtungen erforderlich, die das Schmiermittel entlang der keilverzahnten Schnittstelle halten. Wenn das Schmiermittel durch die Dichtungen austritt, führt der Schmiermittelverlust zu einer vorzeitigen Keilabnutzung. Weiter kommt austretendes Schmiermittel oft in Kontakt mit einem oder mehreren Keilriemen, was zu vorzeitigem Keilriemenverschleiß führt. Andere variable Ventilatorantriebe nutzen Antriebsfinger in einer der Antriebsscheiben und entsprechende Ausnehmungen in der anderen Antriebsscheibe, um die fest angeordnete Antriebsscheibe drehbar an die bewegliche Antriebsscheibe zu koppeln. Die Antriebsfinger weisen ein Abnutzungselement auf, welches zwischen dem Antriebsfinger und der Ausnehmung positioniert ist. Variable Ventilatorantriebe, in denen entweder die geschmierten Keilverbindungen oder die Abnutzungselemente implementiert sind, müssen instandgehalten und überwacht werden, um sicherzustellen, dass die fest angeordnete Antriebsscheibe und die bewegliche Antriebsscheibe sauber ineinander oder in die Antriebswelle greifen. Aus der DE 10 2015 201 860 A1 und der US 3 375 738 A ist jeweils ein geschwindigkeitsvariabler Antriebsmechanismus bekannt. Die AT 517594 A4 beschreibt des Weiteren eine Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Übersetzung. In der US 2002/0 155 909 A1 ist ein stufenloses, riemenbetriebenes Getriebe offenbart, das eine Antriebsriemenradbaugruppe, eine angetriebene Riemenradbaugruppe und einen V-förmigen Riemen umfasst, der zur Übertragung der Drehkraft zwischen diesen Bauteilen in Eingriff steht. Die US 4 504 022 A offenbart eine ausfahrbare Zuführwalze, welche zwei separate, nebeneinander angeordnete Scheiben hat, die auf einer drehbaren Antriebswelle angebracht sind. Jede Scheibe hat in Umfangsrichtung beabstandete Rippen, die sich nach innen zur anderen Scheibe hin erstrecken und zur Welle hin geneigt sind. Die Rippen der beiden Scheiben sind ineinandergreifend angeordnet, um zwischen ihnen eine Gewindeaufnahmevertiefung zu bilden. Eine der Scheiben ist fest mit der Welle verbunden, die andere kann jedoch axial entlang der Welle in Richtung der anderen Scheibe und von dieser weg verschoben werden, um den wirksamen Umfang der Basis der Fadenaufnahmemulde zwischen den Scheiben zu verändern. Eine Feder drückt die beiden Scheiben gegen einen Einstellmechanismus auseinander, der betätigt werden kann, um die relativen axialen Positionen der Scheiben zu verändern, während sich die Antriebswelle dreht. In der US 4 398 899 A ist eine Riemenscheibe oder Seilscheibe mit variabler Drehzahl und großem Drehzahlbereich offenbart, die speziell für selbstfahrende Rasenmäher konzipiert ist. Die Riemenscheibe mit variabler Drehzahl ist auf einer Antriebswelle eines Getriebes in Form eines Transaxle-Getriebes oder einer Kraftübertragungseinheit am Rasenmäher angebracht und wird über einen mit der Antriebswelle des Rasenmähermotors verbundenen Riemen angetrieben. Zusammenfassung Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist eine Antriebsvorrichtung mit veränderlicher Geschwindigkeit, die eine drehbare Antriebswelle aufweist, eine relativ zu der Antriebswelle und für eine Rotation mit dieser fest angeordneten Antriebsscheibe, eine bewegliche Antriebsscheibe, die für eine axiale Bewegung relativ zu der Antriebswelle angebracht ist, eine Vielzahl von Antriebsfingern, die sich axial von einer der Antriebsscheiben her erstrecken, wobei jeder der Antriebsfinger einen Fingerkontakt definiert, und eine Vielzahl von Ausnehmungen in der anderen Antriebsscheibe, wobei jeder der Antriebsfinger von einer entsprechenden der Ausnehmungen beweglich aufgenommen wird und jede Ausnehmung einen Ausnehmungskontakt definiert, der verschiebbar in den entsprechenden Fingerkontakt greift. Eine weitere Ausführungsform ist ein variabler Antrieb, der eine drehbare Antriebswelle, eine fest angeordnete Antriebsscheibe, die axial relativ zu der Antriebswelle fest angeordnet und für eine Rotation mit der Antriebswelle angebracht ist, eine bewegliche Antriebsscheibe, die für eine axiale Bewegung relativ zu der Antriebswelle angebracht ist, eine Vielzahl von Antriebsfingern, die sich von einer der Antriebsscheiben her erstrecken, wobei jeder Antriebsfinger einen Fingerkontakt definiert, und eine Vielzahl von Ausnehmungen in der anderen Antriebsscheibe, wobei jede Ausnehmung einen Ausnehmungskontakt definiert. Wobei jeder der An