DE10121633A1 - Schubgliederband - Google Patents

Abstract

Das Schubgliederband zur Kraftübertragung für ein stufenloses Umschlingungsgetriebe, mit einzelnen Schubgliedern (2) und einem Ringpaket (3, 5), welches die Schubglieder (2) zusammenhält, weist ein weiteres, äußeres Ringpaket (4) zur Aufnahme der an den Schubgliedern (2) entstehenden radialen Kräfte auf, welches um das Schubgliederband (1) angeordnet ist und das derart gelagert ist, dass es sich nicht mehr mit dem Schubgliederband (1) mitdrehen kann, jedoch dessen Verstellbewegung mitmachen kann, wobei das Ringpaket (5) die Führung und das Zusammenhalten der Schubglieder übernimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schubglieder­ band zur Kraftübertragung für ein stufenloses Automat­ getriebe (CVT) und insbesondere ein Umschlingungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein stufenloses Umschlingungsgetriebe besteht üblicher­ weise u. a. aus einer Anfahreinheit, einer Vorwärts/Rück­ wärtsfahreinheit, einer Zwischenwelle, einem Differential, aus hydraulischen und elektronischen Steuereinrichtungen so­ wie aus einem Variator.

Der Variator umfasst nach dem Stand der Technik eine Primär- und eine Sekundärscheibe auch Primär- und Sekundär­ seite genannt, wobei beide Scheiben aus paarweise angeordne­ ten Kegelscheiben gebildet sind. Des weiteren ist ein Varia­ tor mit einem momentenübertragenden Umschlingungselement ver­ sehen, das zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren umläuft.

In einem derartigen Getriebe wird die aktuelle Überset­ zung durch den Laufradius des Umschlingungselementes defi­ niert, der wiederum eine Funktion der axialen Position der Kegelscheiben ist.

Ein Umschlingungselement, insbesondere für leistungs­ stärkere Motoren besteht nach dem Stand der Technik aus einzelnen Schubgliedern, die zur eigentlichen Kraftübertra­ gung dienen und aus sogenannten Ringpaketen. Derartige Schubgliederbänder bestehen aus einer Vielzahl von einzel­ nen Metallelementen, die zusammengesteckt werden und die auf beiden Seiten der Radialebene des fertigen Schubgliederbandes von je einem elastisch verformbaren Ringpaket gehalten werden.

Diese Ringpakete können aus hochfestem Edelstahl be­ stehen und jeweils vorteilhafterweise neun bis zwölf kon­ zentrisch zueinander angeordnete Ringe aufweisen.

Die Ringpakete halten die einzelnen Schubglieder zu­ sammen und müssen dabei erhebliche Kräfte, insbesondere bei kleinen Kreisradien, die das Band bei bestimmten Überset­ zungsverhältnissen zu bewältigen hat, aufnehmen.

Hierbei werden die Kräfte um so größer, je größer das zu übertragende Drehmoment ist. Die Grenzen der Übertra­ gungsfähigkeit eines Schubgliederbands liegen zur Zeit bei etwa 300 Nm.

Die Ringpakete sind beim Betrieb ständigen Biegebean­ spruchungen ausgesetzt: Bei einer Umdrehung des Schubglie­ derbands um den Variator geht das Band von einer geraden Bewegung in eine Radiusbewegung um die Primärscheibe über, anschließend wieder in eine geraden Bewegung und dann in eine Radiusbewegung um die Sekundärscheibe über. Dieses ständige Variieren des Krümmungsradius setzt eine Grenze für die Verstärkung der Ringpakete, die daher nicht endlos verstärkbar sind.

Aus diesem Grunde ist es nicht möglich, die Ringpakete zu verstärken, ohne gleichzeitig die Steifigkeit des gesam­ ten Schubgliederbandes zu erhöhen, wodurch wiederum im Be­ trieb die kleinstmöglichen Laufradien und die Reibungsver­ luste in ungünstiger Weise vergrößert werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schubgliederband darzustellen, welches mehr Moment ü­ bertragen kann, ohne eine Beeinträchtigung der Biegsamkeit desselben.

Des weiteren soll die Verlustleistung verringert wer­ den.

Diese Aufgabe wird durch ein die Merkmale des Patent­ anspruchs 1 aufweisendes Schubgliederband gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Varianten gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, die Aufnahme der an den Schubgliedern entstehenden radialen Kräfte von der eigent­ lichen "Führung" der Schubglieder zu trennen.

Ähnlich wie das aus dem Stand der Technik bekannte Schubgliederband umfaßt das erfindungsgemäße Schubglieder­ band eine Vielzahl von einzelnen Schubgliedern und zwei Ringpakete. Das erste Ringpaket dient der Führung der Schubglieder. Die einzelnen Schubglieder weisen hierzu ent­ sprechend ausgebildete Führungslaschen auf und sind hinter­ einander auf das erste Ringpaket aufgereiht. Gemäß der Er­ findung ist ein zusätzliches Ringpaket vorgesehen, welches außen um das Schubgliederband herum angeordnet ist und das auf einer Seite beispielsweise in einem fixen Drehpunkt des Bands so gelagert ist, dass es sich nicht mehr mit dem Band mitdrehen kann, jedoch dessen Verstellbewegung mitmachen kann.

Da dieses zweite Ringpaket nicht mehr ständig um den Variator herum läuft, sondern nur noch der Bewegung auf­ grund der Übersetzungsänderung folgt, kann es nun wesent­ lich stärker ausgelegt werden als bisher möglich gewesen ist. Dahingegen kann das erste Ringpaket, welches die Schubglieder aufnimmt, entsprechend schwächer ausgebildet werden, da das äußere, stehende Ringpaket die Hauptkräfte aufnimmt.

Um diese Funktionalität zu gewährleisten, ist zwischen dem eigentlichen Schubgliederband und dem äußeren Ringpaket ein Lager vorgesehen, über das die radialen Kräfte von dem eigentlichen Schubgliederband auf das äußere Ringpaket übertragen werden.

Das erste Ringpaket zur Führung der Schubglieder ist erfindungsgemäß in die Mitte der Schubglieder angeordnet, so dass Rollen zwischen dem zweiten äußeren Ringpaket und dem ersten Ringpaket zur Führung der Schubglieder unterge­ bracht werden können. Als Käfig für diese Rollen kann bei­ spielsweise ein "gewelltes Federband" oder ein beweglicher Kunststoffkäfig eingesetzt werden.

Gemäß einer Variante der Erfindung wird anstatt der Rollen eine biegbare "Gleitschiene" eingesetzt. Diese kann aus einem Lagerwerkstoff bestehen, vorzugsweise aus Kunst­ stoff und läuft über den gesamten Umfang.

Hierbei kann die Gleitschiene über das äußere, im Ge­ häuse befestigte Ringpaket mit Drucköl versorgt werden, um eine Schmierung zu gewährleisten.

Alternativ dazu kann anstelle der Gleitschiene zwi­ schen dem äußeren und dem inneren Ringpaket ein Schmierfilm mit Drucköl aufgebaut werden.

Da das Band nicht der idealen Laufbahn folgt, sondern davon abweicht, ist erfindungsgemäß im Bereich der eigent­ lich geraden Strecke zwischen Primär- und Sekundärseite vorgesehen, als Führung eine Führungshülse vorgesehen. Die­ se kann gleichzeitig als Befestigung für das feste äußere Ringpaket verwendet werden, um ein Abheben des inneren Ringpaketes von dem äußeren Ringpaket zu vermeiden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

In dieser stellen dar:

Fig. 1 Aufbau eines Schubgliederbandes nach dem Stand der Technik und

Fig. 2 Aufbau eines Schubgliederbandes gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gemäß Fig. 1 besteht ein Schubgliederband 1 nach dem Stand der Technik aus einzelnen Schubgliedern 2, die zur eigentlichen Kraftübertragung zwischen zwei nicht darge­ stellten Kegelscheibenpaaren dienen, und aus Ringpaketen 3, die elastisch verformbar ausgebildet sind und die einzelnen Schubglieder zusammenhalten, wobei, wie bereits erwähnt, die Ringpakete nicht beliebig verstärkt werden können, da dies eine Erhöhung der Steifigkeit des gesamten Schubglie­ derbandes zur Folge hat, wodurch der Betrieb erheblich gestört wird. Folglich ist die Höhe des übertragbaren Mo­ mentes nach oben beschränkt durch diesen Kompromiss zwischen Steifigkeit und für den Betrieb erforderlichen Bieg­ samkeit.

Dieser Kompromiss ist durch die erfindungsgemäße Kon­ struktion nicht mehr erforderlich, da die Aufnahme der an den Schubgliedern entstehenden radialen Kräfte von der eigentlichen "Führung" der Glieder getrennt wird.

Gemäß Fig. 2 ist aus diesem Grunde ein zusätzliches Ringpaket 4 vorgesehen, welches außen um das "ursprüngli­ che" Schubgliederband 1 herum angeordnet ist und welches auf einer Seite des Bands 1 so gelagert bzw. fixiert ist, dass es sich nicht mehr mit dem Band mitdrehen kann, jedoch dessen Verstellbewegung mitmachen kann. Dieses zusätzliche, äußere Ringpaket nimmt die entstehenden radialen Stützkräf­ te des Schubgliederbandes auf.

Durch die erfindungsgemäße Konstruktion kann das zu­ sätzliche äußere Ringpaket wesentlich stärker ausgelegt werden als ein herkömmliches Ringpaket, so dass höhere Mo­ mente übertragbar sind. Dahingegen kann das innere Ringpa­ ket 5, welches die Schubglieder 2 aufnimmt, schwächer aus­ gebildet werden, um einen ruhigeren Lauf zu gewährleisten.

Um diese Funktionalität zu ermöglichen, ist zwischen dem eigentlichen Schubgliederband und dem äußeren Ringpa­ ket 4 ein Rollenlager 6 vorgesehen, über das die radialen Stützkräfte auf das äußere Ringpaket 4 übertragen werden.

Das innere Ringpaket 5 der Schubglieder 2 wird zu die­ sem Zweck in die Mitte der Schubglieder 2 verlegt, so dass Rollen zwischen dem äußeren Ringpaket 4 und dem Ringpaket 5 der Schubglieder 2 angeordnet werden können. Als Käfig für diese Rollen kann ein gewelltes Federband oder ein bewegli­ cher Kunststoffkäfig eingesetzt werden.

Eine weitere, nicht dargestellte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, anstelle der Rollenlager eine biegbare Gleitschiene zu verwenden, welche über das äußere, im Gehäuse befestigte Ringpaket 4 mit Drucköl ver­ sorgt wird, um eine Schmierung zu gewährleisten.

Als Führung des Schubgliederbandes ist eine Führungs­ hülse vorgesehen, die bevorzugterweise im Bereich der gera­ den Strecke zwischen Primär- und Sekundärseite des Varia­ tors angeordnet ist. Dies weist den Vorteil auf, dass die Führungshülse auch als Befestigung für das äußere Ringpaket verwendet werden kann, so dass ein Abheben des inneren Ringpaketes von dem äußeren Ringpaket aufgrund von Abwei­ chungen von der idealen Laufbahn vermieden wird.

Bezugszeichen

1

Schubgliederband

2

Schubglieder

3

Ringpaket

4

äußeres Ringpaket

5

Ringpaket

6

Rollenlager

Claims (10)

1. Schubgliederband zur Kraftübertragung für ein stu­ fenloses Umschlingungsgetriebe, mit einzelnen Schubglie­ dern (2) und einem Ringpaket (3, 5), welches die Schubglie­ der (2) zusammenhält, dadurch gekennzeich­ net, dass ein weiteres, äußeres Ringpaket (4) zur Auf­ nahme der an den Schubgliedern (2) entstehenden radialen Kräfte vorgesehen ist, welches außen um das Schubglieder­ band (1) herum angeordnet ist und derart gelagert ist, dass es sich nicht mehr mit dem Schubgliederband (1) mitdrehen kann, jedoch dessen Verstellbewegung mitmachen kann, wobei das Ringpaket (5) die Führung und das Zusammenhalten der Schubglieder übernimmt.

2. Schubgliederband nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zwischen den von dem Ring­ paket (5) zusammengehaltenen Schubgliedern (2) und dem äu­ ßeren Ringpaket (4) eine Einrichtung (6) vorgesehen ist, über welche die radialen Kräfte übertragen werden.

3. Schubgliederband nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, dass zwischen den von dem Ring­ paket (5) zusammengehaltenen Schubgliedern (2) und dem äu­ ßeren Ringpaket (4) ein Rollenlager (6) vorgesehen ist, über das die radialen Kräfte übertragen werden.

4. Schubgliederband nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Ringpaket (5) der Schubglieder (2) in der Mitte der Schubglieder (2) angeord­ net ist, wobei das Rollenlager (6) zwischen dem äußeren Ringpaket (4) und dem Ringpaket (5) der Schubglieder (2) angeordnet ist.

5. Schubgliederband nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass als Käfig für das Rollen­ lager (6) ein gewelltes Federband oder ein beweglicher Kunststoffkäfig vorgesehen sind.

6. Schubgliederband nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle das Rollenlagers (6) eine biegbare Gleitschiene vorgesehen ist, welche über das äußere Ringpaket (4) mit Drucköl versorgt wird, um eine Schmierung zu gewährleisten.

7. Schubgliederband nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Führung des Schubgliederbandes (1) eine Führungshülse vor­ gesehen ist.

8. Schubgliederband nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Führungshülse im Be­ reich der geraden Strecke zwischen Primär- und Sekundärsei­ te des Variators angeordnet ist.

9. Schubgliederband nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungshülse als Befestigung für das äußere Ringpaket (4) einsetzbar ist, so dass ein Abheben des Ringpaketes (5) von dem äußeren Ring­ paket (4) aufgrund von Abweichungen von der idealen Lauf­ bahn vermieden wird.

10. Schubgliederband nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Gleitschiene oder des Rollenlagers (6) zwi­ schen dem äußeren Ringpaket (4) und dem Ringpaket (5) ein durch Drucköl aufgebauter Schmierfilm vorgesehen ist, wel­ cher deren Funktionalität übernimmt.