DE10052471B4

DE10052471B4 - Kegelscheibenumschlingungsgetriebe

Info

Publication number: DE10052471B4
Application number: DE10052471A
Authority: DE
Inventors: Eric Müller; Oswald Friedmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 2000-10-23
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2020-10-24
Also published as: US6589126B1; JP2001165257A; FR2800824A1; BR0005258A; JP4759684B2; FR2800824B1; DE10052471A1

Abstract

Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem antriebsseitigen Kegelscheibenpaar (6), einem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar (26) und einem die Kegelscheibenpaare umspannenden Umschlingungsmittel (40), wobei die Abstände zwischen den Kegelscheiben (4, 8, 24, 28) jedes Kegelscheibenpaares zur Übersetzungsverstellung gegensinning verstellbar sind, mit einer Federeinrichtung (20), die das antriebsseitige Kegelscheibenpaar (6) bei großem Abstand seiner Kegelscheiben (4, 8) in Richtung einer Verkleinerung des Abstandes vorspannt, wobei die Federeinrichtung (20) derart ausgebildet ist, daß die Kraft, die die Kegelscheiben (4, 8) aufeinander zudrückt, ausgehend von einem großen Abstand der Kegelscheiben (4, 8) zunächst zunimmt und nach Durchlaufen eines Maximums abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft auf Null abnimmt, wenn der Abstand zwischen den Kegelscheiben beider Kegelscheibenpaare (6, 26) etwa gleich ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Solche Kegelscheibenumschlingungsgetriebe sind allgemein bekannt. Wesentliche Umfänge eines solchen Getriebes sind in 3 dargestellt, die einen Schnitt durch den Kern der Mechanik bzw. den Variator eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes darstellt. Eine Antriebswelle 2 wird von einem nicht dargestellten Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs angetrieben. Starr mit der Antriebswelle verbunden bzw. einteilig mit ihr ausgebildet ist eine erste Kegelscheibe 4 eines Kegelscheibenpaars 6, dessen andere Kegelscheibe 8 mit der Welle 2 drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden ist. Weiter ist an der Antriebswelle 2 starr ein Stützringbauteil 10 befestigt, zwischen dem und der Kegelscheibe 8 eine mit Drehmoment abhängigem Hydraulikdruck beaufschlagte Druckkammer 12 und eine mit hydraulischem Verstelldruck beaufschlagte Verstellkammer 14 ausgebildet sind. Die Druckmittelbeaufschlagung der Kammern erfolgt durch nicht im einzelnen erläuterte, in der Antriebswelle 2 ausgebildete Kanäle und entsprechende Durchgangsbohrungen.
Eine Abtriebswelle 22 ist in ähnlicher Weise wie die Antriebswelle mit einem Kegelscheibenpaar und zugehörigen Hydraulikkammern verbunden, wobei sich einander entsprechende Bauteile mit um 20 erhöhten Bezugszeichen versehen sind. Die Kegelscheibenpaare 6 und 26 werden von einem Umschlingungsmittel 40 umspannt, das die Drehung der Antriebswelle 2 auf die Drehung der Abtriebswelle 22 und – im Schubbetrieb – umgekehrt überträgt. In der dargestellten Stellung ist der Abstand zwischen den Kegelscheiben 4 und 8 maximal und der zwischen den Kegelscheiben 24 und 28 minimal, so daß das Getriebe die kürzest mögliche Übersetzung aufweist bzw. im Underdrive (UD) ist. Wenn der Abstand zwischen den Kegelscheiben 4 und 8 verringert und der Abstand zwischen den Kegelscheiben 24 und 28 entsprechend vergrößert wird, geht das Getriebe über eine Stellung mit der Übersetzung 1 zunehmend in Overdrive über.
Aufbau, Funktion und Steuerung sind an sich bekannt und werden daher nicht erläutert.
Bei Kegelscheibenumschlingungsgetrieben der Gattung, wie sie beispielsweise in der 3 dargestellt ist, ist es aus vielerlei Gründen üblich, die Ölversorgung des Getriebes, d. h. den Öldruck, mit dem den Stellen mit Schmierbedarf Schmieröl zugeführt wird, von der Motordrehzahl abhängig zu machen. Ein Ausfall des Motors und dadurch notwendiger Abschleppbetrieb kann dazu führen, daß insbesondere in der dargestellten Underdrivestellung des Getriebes das Kegelscheibenpaar 6 außerordentlich rasch dreht, wohingegen das mit den angetriebenen Rädern eines Fahrzeugs verbundene Kegelscheibenpaar 26 nur langsam dreht. Die hohen Drehzahlen können zu Schäden an dem motorseitigen Kegelscheibenpaar 6 und damit zusammenhängenden Bauteilen führen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Abhilfe für das genannte Problem zu schaffen.
Ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, mit dem das genannte Problem gelöst wird, ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Die erfindungsgemäß vorgesehene Federeinrichtung sorgt dafür, daß auch bei stehendem Motor und gegebenenfalls noch mit Hydraulikmitteldruck beaufschlagten Getriebe eine Kraft auf die verschiebbare Kegelscheibe 8 (3) ausgeübt wird, die das Getriebe bzw. den Variator im Abschleppbetrieb aus der Underdrivestellung herausbringt, so daß die Drehzahl des eingangsseitigen Kegelscheibenpaars 6 abnimmt und die Beschädigungsgefahr verringert bzw. ganz vermieden ist.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kegelscheibenumschlingungsgetriebes gerichtet.
Die Erfindung kann überall dort angewendet werden, wo Kegelscheibenumschlingungsgetriebe im Schleppbetrieb benutzt werden können und dabei die Gefahr einer Mangelschmierung und zu hoher Drehzahl des eingangsseitigen Kegelscheibenpaares besteht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellen dar:
1 ein mit einer erfindungsgemäßen Tellerfeder ausgerüstetes antriebsseitiges Kegelscheibenpaar,
2 eine Kurve zur Erläuterung einer bevorzugten Kraftwegkennlinie der Tellerfeder der 1 und
3 den bereits erläuterten Schnitt durch wesentliche Bauteile eines an sich bekannten Kegelscheibenumschlingungsgetriebes.
1 zeigt das Kegelscheibenpaar 6 der 3, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in 3 verwendet sind.
Das Kegelscheibenpaar 6 der 1 unterscheidet sich von dem der 3 dadurch, daß zwischen dem Stützringbauteil 10 und der axial verschiebbaren Kegelscheibe 8 eine Tellerfeder 20 arbeitet. Die Tellerfeder 20 ist in einer inneren Umfangsnut 22 eines äußeren zylindrischen Bereiches des Stützringbauteils 10 aufgenommen und stützt sich radial einwärts der Umfangsnut 22 an einem Bund 24 der Kegelscheibe 8 ab.
Die Tellerfeder 20 ist derart ausgebildet, daß sich ein Kraftverlauf gemäß der in 2 dargestellten Kurve ergibt, die die Kraft K in Abhängigkeit von der Übersetzung Ü des Getriebes bzw. dem Abstand a zwischen den Kegelscheiben 4 und 8 angibt. Dabei wirkt die Kraft gemäß 1 nach rechts auf die Kegelscheibe. Wie dargestellt, durchläuft die gemäß 1 nach rechts wirkende Kraft im Bereich des Underdrives UD, d. h. des im praktischen Betriebs maximal auftretenden Abstandes a zwischen den Kegelscheiben 4 und 8, von noch größeren Abständen a herkommend ein Minimum und steigt dann an, um nach Durchlaufen eines Maximums auf den Wert Null abzufallen, wenn der Abstand der Kegelscheiben auf einen Wert abgenommen hat, der der Übersetzung 1:1 des Getriebes entspricht. Wenn sich die Kegelscheiben 4 und 8 weiter aneinander annähern, so daß das Getriebe allmählich in den Overdrive übergeht, hebt der Bund 24 von der Kegelscheibe 20 ab, so daß von der Tellerfeder 20 auf die Kegelscheibe 8 keine weitere Kraft ausgeübt wird.
Überraschenderweise hat sich herausgestellt, daß bei geschlepptem Getriebe der 3 für eine Verstellung des Getriebes aus der Stellung UD in Richtung 1:1 zunächst nur geringe Kräfte notwendig sind, die aber dann bei weiterer Verstellung stark ansteigen. Um die Funktion des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes im normalen Fahrbetrieb nicht zu stören, ist die Tellerfeder 20 so ausgelegt, daß sie die Krafterfordernisse gerade erfüllt, d. h., daß die Kraft ausgehend vom Bereich UD deutlich zunimmt, um kurz vor der Übersetzung 1:1 ihr Maximum zu erreichen, um dann steil abzufallen. Wie ersichtlich, ist es vorteilhaft, wenn der Anstieg der Kraft K, ausgehend von UD, schwächer zunimmt als die Kraft dann kurz vor der Übersetzung 1:1 abnimmt, so daß das Maximum in der Nähe der Übersetzungsstellung 1:1 liegt.
Da es ausreicht, im Abschleppbetrieb das Getriebe in der Nähe der Stellung 1:1 zu betreiben, um Schäden zu vermeiden, übt die Tellerfeder 20 nur in dem Bereich zwischen UD und die Nähe von 1:1 eine Kraft aus, wohingegen die Druckerfordernisse zur Verstellung der Übersetzung in den anderen Übersetzungsbereichen völlig unbeeinflußt von der Tellerfeder bleiben.
Es versteht sich, daß die Tellerfeder durch andere Federeinrichtungen mit ähnlicher Charakteristik ersetzt werden kann. Die Kraftabnahme auf Null im Bereich der Übersetzung 1:1 könnte auch durch einen an dem Halteteil 10 angebrachten Anschlag bewirkt werden, der die Bewegbarkeit der Tellerfeder oder einer anderen Federeinrichtung begrenzt.
Ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem antriebsseitigen Kegelscheibenpaar, einem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar und einem die Kegelscheibenpaare umspannenden Umschlingungsmittel, wobei die Abstände zwischen den Kegelscheiben jedes Kegelscheibenpaares zur Übersetzungsverstellung gegensinning verstellbar ist, enthält eine Federeinrichtung, die das antriebsseitige Kegelscheibenpaar bei großem Abstand seiner Kegelscheiben in Richtung einer Verkleinerung des Abstandes vorspannt.

Claims

Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem antriebsseitigen Kegelscheibenpaar (6), einem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar (26) und einem die Kegelscheibenpaare umspannenden Umschlingungsmittel (40), wobei die Abstände zwischen den Kegelscheiben (4, 8, 24, 28) jedes Kegelscheibenpaares zur Übersetzungsverstellung gegensinning verstellbar sind, mit einer Federeinrichtung (20), die das antriebsseitige Kegelscheibenpaar (6) bei großem Abstand seiner Kegelscheiben (4, 8) in Richtung einer Verkleinerung des Abstandes vorspannt, wobei die Federeinrichtung (20) derart ausgebildet ist, daß die Kraft, die die Kegelscheiben (4, 8) aufeinander zudrückt, ausgehend von einem großen Abstand der Kegelscheiben (4, 8) zunächst zunimmt und nach Durchlaufen eines Maximums abnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft auf Null abnimmt, wenn der Abstand zwischen den Kegelscheiben beider Kegelscheibenpaare (6, 26) etwa gleich ist.
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach Anspruch 1, wobei, bezogen auf die Übersetzungsänderung, die Abnahme der Kraft steiler ist als die Zunahme.
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung durch eine Tellerfeder (20) gebildet ist, die sich zwischen einer relativ zu einer Antriebswelle (2) des Getriebes axial beweglichen Kegelscheibe (8) und einem antriebswellenfesten Bauteil (10) abstützt.
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (20) radial außen an dem wellenfesten Bauteil aufgenommen ist und radial innen gegen die verlagerbare Kegelscheibe abgestützt ist.