DE10008891A1 - Getriebeeinheit - Google Patents

Abstract

Das Getriebeelement insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, mit einer Antriebswelle, mit einer Abtriebswelle und mit einem Reibradgetriebe, das einen Variator aufweist, besitzt als Anfahrelement eine Lamellenkupplung, die einen Innenlamellenträger und einen Außenlamellenträger besitzt. Der Außenlamellenträger (4) ist direkt an der Variatorhauptwelle (5) befestigt, während die Lamellenverzahnung des Lamellenträgers (4) mit einer diese versteifenden Beschichtung versehen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeein­ heit insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, mit einer Antriebswelle, mit einer Abtriebswelle, mit einer Anordnung zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle in Form eines stufenlosen einen Variator aufweisenden Reibradge­ triebes und einem Anfahrelement.

Stufenlos verstellbare Getriebe (CVT) sind in Form von Umschlingungsgetrieben oder in Form von Reibradgetrieben vielfältig bekannt. So beschreibt die DE 198 44 374.9 der Anmelderin ein Umschlingungsgetriebe, das ein erstes Kegel­ scheibenpaar auf einer Antriebswelle aufweist und ein zwei­ tes Kegelscheibenpaar auf einer Abtriebswelle aufweist, wobei jedes Kegelscheibenpaar aus einer in axialer Richtung feststehenden ersten Scheibe und aus einer in axialer Rich­ tung verschiebbaren zweiten Kegelscheibe (Primärscheiben bzw. Sekundärscheiben) besteht. Zwischen den Kegelscheiben­ paaren läuft ein Umschlingungsorgan, z. B. ein Schubglieder­ band. Die Verstellung der Primärscheibe bzw. Sekundärschei­ be erfolgt durch ein Druckmedium mit Hilfe eines elektroni­ schen Steuergerätes, welches über elektromagnetische Stell­ glieder und hydraulische Ventile das Druckniveau der Stell­ räume von Primärscheibe und Sekundärscheibe ansteuert.

Ein Reibradgetriebe ist beispielsweise in der WO 99/05433 der Anmelderin beschrieben. Es weist koaxial zu einer gemeinsamen Welle angeordnete Eingangs- und Ausgangs­ scheiben auf, die paarweise zueinander angeordnet sind und deren Innenflächen toroidförmig ausgestaltet sind, sowie zwischen den Paaren von Eingangs- und Ausgangsscheiben an­ geordnete Reibräder. Diese Reibräder stehen sowohl mit den Eingangsscheiben als auch mit den Ausgangsscheiben in Reib­ kontakt und übertragen das ihnen von der Eingangsscheibe übertragene Drehmoment auf die Ausgangsscheibe durch reib­ schlüssigen Kontakt, wobei die Drehzahl der Reibräder um so höher liegt, je größer der Abstand zwischen ihrer Berüh­ rungsstelle mit der Eingangsscheibe und der Drehachse ist. Die Drehzahl der Ausgangsscheibe hingegen ist um so größer, je näher die Berührungsstelle zwischen Reibrad und Aus­ gangsscheibe an der Drehachse liegt. Durch Verschwenkung der Reibräder kann demzufolge die Drehzahl der Ausgangs­ scheibe stufenlos und beliebig eingestellt werden. Zu die­ sem Zweck sind die Drehachsen der Reibräder an einem Träger gelagert, der über eine Verschwenkeinrichtung ansteuerbar ist. Die beiden Eingangsscheiben der beiden Getriebeeinhei­ ten sind hierbei drehfest mit einer Drehmomentwelle verbun­ den, während die beiden Ausgangsscheiben der beiden Getrie­ beeinheiten, die spiegelsymmetrisch zueinander und neben­ einander im Getriebe angeordnet sind, auf einer gemeinsamen Buchse angeordnet sind, welche drehbar auf der Drehmoment­ welle gelagert ist. Die Drehmomentwelle wird von einer Ein­ gangswelle durchsetzt, die mit einem Anfahrelement eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise einem Drehmomentwandler oder einer naßlaufenden Anfahrkupplung der Antriebsmaschine des Fahrzeugs verbunden ist.

Die darin beschriebenen Eingangs- und Ausgangsschei­ ben, die zusammen einen Variator bilden, sind als Halbtoro­ id-Scheiben ausgebildet, sodass der Variator auch insgesamt als Halbtoroid-Variator bezeichnet wird. Die Reibräder zwi­ schen den einander zugewandten halbtoroid-förmigen Flächen zwischen einem jedem Paar aus Eingangsscheibe und Ausgangsscheibe stehen mit diesen in reibschlüssigem Kontakt, wobei alle Scheiben auf einer Drehmomentwelle gelagert sind, die geringfügig in Axialrichtung relativ zum Gehäuse verschieb­ bar ist und wobei eine Eingangsscheibe der einen Getriebe­ einheit drehfest mit der Drehmomentwelle befestigt ist, jedoch axial gleitend auf ihr gelagert ist. Auch die Ein­ gangsscheibe der anderen Getriebeeinheit ist drehfest durch eine Mitnahmeverzahnung mit der Drehmomentwelle verbunden, wohingegen die beiden Ausgangsscheiben der beiden Getriebe­ einheiten, die spiegelsymmetrisch zueinander und nebenein­ ander im Getriebe angeordnet sind, auf einer gemeinsamen Buchse befestigt sind, sodass ein Drehmoment, das von der einen Eingangsscheibe der zugehörigen Ausgangsscheibe und ein Drehmoment, das von der anderen Eingangsscheibe der zugehörigen Ausgangsscheibe übertragen wird, von den beiden drehfest mit der Buchse verbundenen Ausgangsscheiben einem Zahnrad übertragen werden, welches dieses Drehmoment einer Ausgangswelle zuführt.

Zur Krafteinleitung dient eine rollenförmige Anpres­ seinrichtung, die zwischen einer der Eingangsscheiben, die mit einer Kurvenbahn versehen ist und einer weiteren Schei­ be mit einer entsprechenden Kurvenbahn vorgesehen ist und die in Axialrichtung verschiebbar auf der Eingangswelle gelagert ist sowie drehfest mit ihr verbunden ist, sodass die Anpreßeinrichtung die entsprechende Eingangsscheibe in Axialrichtung zur anderen Eingangsscheibe hin beaufschlagt.

Üblicherweise ist eine derartige Getriebeeinheit mit einem Anfahrelement versehen, das an dem motorseitigen Ende der Getriebeeinheit dem Variator vorgeschaltet ist. Dieses Anfahrelement ist insbesondere eine Lamellenkupplung, die aus einem Innenlamellenträger mit radial sich nach außen erstreckenden Lamellen und einem Außenlamellenträger mit radial sich nach innen erstreckenden Lamellen besteht, wo­ bei die Lamellen des Innenlamellenträgers und des Außenla­ mellenträgers eine Lamellenverzahnung bilden.

Die halbtoroid-förmigen Variatoren derartiger Reibrad­ getriebe unterliegen nun aufgrund der hohen auf das Getrie­ be einwirkenden Anpresskräfte erheblichen elatischen Defor­ mationen, die beispielsweise im Bereich von 4 bis 8 mm lie­ gen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ge­ triebeeinheit dahingehend auszugestalten, dass diese auf­ tretenden Deformationen im Getriebe selbst ausgeglichen werden.

Ausgehend von einer Getriebeeinheit der eingangs näher genannten Art erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen; vorteilhafte Ausgestal­ tungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß ist also zum einen vorgesehen, dass der Außenlamellenträger direkt an der Variatorhauptwelle befestigt ist. Der axiale Ausgleich der durch die Anpress­ kräfte bedingten elastischen Deformationen erfolgt dabei über die Lamellenverzahnung der Lamellenträger; da die Axialbewegung der Lamellen jedoch Reibkräfte verursacht, die die Lastverteilung und somit die Stabilität des Varia­ tors beeinträchtigen, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, dass die Lamellen mit einer ver­ steifenden Beschichtung, beispielsweise einer Nitrocarbu­ rierschicht oder einer Chromschicht versehen sind, wodurch die oben genannten Reibkräfte minimiert werden und eine starre Kombination aus Lamellenträger und Variatorhauptwel­ le ermöglicht wird.

Die versteifenden Beschichtungen führen hierbei zu niedrigen Reibwerten und damit zu sehr geringen axialen Störkräften, sodass eine negative Beeinflussung der Stabi­ lität des Variators im Reibradgetriebe nicht mehr gegeben ist.

Gleichzeitig hat eine derartige Beschichtung den Vor­ teil einer hohen Widerstandsfähigkeit, sodass auch hohe Belastungen in der Lamellenverzahnung problemlos über eine lange Zeit ausgehalten werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der schematisch ein Teilschnitt durch eine erfindungsgemäße Getriebeeinheit dargestellt ist.

Da derartige Getriebeeinheiten dem Fachmann gut be­ kannt sind, sind in diesem Teilschnitt nur die für das Ver­ ständnis der Erfindung notwendigen Bauteile dargestellt und mit Bezugszeichen versehen.

Die Getriebeeinheit besteht in herkömmlicher Weise aus einem Gehäuse, einer motorseitig angeordneten Ölversorgung mit Ölpumpe sowie einem Anfahrelement 2 in Form einer La­ mellenkupplung, die einen Außenlamellenträger 4 aufweist, der mit parallel zueinander angeordneten sich in radialer Richtung nach innen erstreckenden Lamellen versehen ist sowie einen Innenlamellenträger, der mit einer Anzahl von parallel zueinander angeordneten sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Lamellen versehen ist, wobei diese Lamellen eine Lamellenverzahnung bilden.

Mit 6 und 7 sind zwei halbtoroid-förmige einander zu­ gewandten Scheiben bezeichnet, die Teil des Variators des Reibradgetriebes sind, welches dem Anfahrelement 2 nachge­ ordnet ist.

Zur Verringerung der durch die hohen Anpreßkräfte auf den Variator in der Getriebeeinheit bedingten Deformation ist nun zum einen der Außenlamellenträger 4 direkt mit der Variatorhauptwelle 5 verbunden, sodass die durch die An­ preßkräfte hervorgerufenen Deformationen erheblich verrin­ gert werden.

Des weiteren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Lamellenverzahnung des Außenlamellenträgers, optional auch des Innenlamellenträgers mit einer versteifenden und zu­ gleich die Reibwerte herabsetzenden Beschichtung versehen sind, beispielsweise eine Nitrocarburierbeschichtung oder eine Chrombeschichtung, die zu einer starren Kombination der Bauteile aus Lamellenträger und Variatorhauptwelle we­ sentlich beitragen.

Gleichzeitig werden durch diese Beschichtungen auf den Lamellenverzahnungen niedrige Reibwerte gewährleistet, wo­ durch die axialen Störkräfte verringert werden. Aufgrund der hohen Widerstandsfähigkeit derartiger Beschichtungen können hohe Belastungen in der Lamellenverzahnung dauerhaft schadlos ertragen werden.

Bezugszeichen

1

Gehäuse

2

Anfahrelement

3

Eingangswelle

4

Außenlamellenträger

5

Hauptwelle

6

Eingangsscheibe

7

Ausgangsscheibe

Claims (3)

1. Getriebeelement insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse, mit einer Antriebswelle, mit einer Ab­ triebswelle und mit einer Anordnung zur Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle in Form eines einen Variator aufweisenden stufenlosen Reibradgetriebes und mit einem Anfahrelement in Form einer Lamellenkupplung, die einen Innenlamellenträ­ ger mit radial sich nach außen erstreckenden Lamellen und einen Außenlamellenträger mit radial sich nach innen er­ streckenden Lamellen aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Außenlamellenträger (4) direkt an der Variatorhauptwelle (5) befestigt ist und dass die Lamellenverzahnung des Außenlamellenträgers und/oder des Innenlamellenträgers mit einer diese versteifenden Be­ schichtung versehen sind.

2. Getriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Beschichtung eine Ni­ trocarburierbeschichtung ist.

3. Getriebeeinheit nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Beschichtung eine Chrombeschichtung ist.