DE102005001561A1 - Schraubverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe - Google Patents

Schraubverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe Download PDF

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Abstract

Es wird ein Schraubenverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle (1) eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe vorgeschlagen, umfassend ein Gewinde (6) und eine Wellenmutter (7), bei dem der Grundradius des Gewindes (6) im Vergleich zum Stand der Technik vergrößert ist und das Gewinde (6) durch Gewinderollen hergestellt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schraubverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein stufenloses Umschlingungsgetriebe besteht üblicherweise u.a. aus einer Anfahreinheit, einer Vorwärts/Rückwärtsfahreinheit bzw. einem Wendesatz, einer Zwischenwelle, einem Differential, aus hydraulischen und elektronischen Steuereinrichtungen sowie aus einem Variator.
  • Der Variator umfasst nach dem Stand der Technik bei derartigen Getrieben eine Primär- und eine Sekundärseite, wobei beide Seiten aus paarweise angeordneten Kegelscheiben gebildet sind. Des weiteren ist ein Variator mit einem momentenübertragenden Umschlingungselement versehen, das zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren umläuft. Hierbei wird die aktuelle Übersetzung durch den Laufradius des Umschlingungselementes definiert, der wiederum eine Funktion der axialen Position der Kegelscheiben ist. Die Kegelscheiben der Primärseite sind auf der Primärwelle und diejenigen der Sekundärseite auf der Sekundärwelle angeordnet.
  • Hierbei werden die Kräfte zum axialen Verschieben der Kegelscheiben zum Zweck der Variatorverstellung üblicherweise hydraulisch erzeugt, wobei die hydraulischen Gegenkräfte durch Zylinder oder Kolben aufgenommen und über geeignete Einrichtungen abgestützt werden. Üblicherweise werden die Kolbendrückräume an der Primär- und Sekundärseite des Variators durch kraftschlüssige Welle-/Nabeverbindungen verspannt bzw. gegen Verdrehen gesichert und abgedichtet, wobei der Kraftschluss durch eine Wellenmutter erzeugt wird.
  • Um einen ausreichenden Kraftschluss zum Sichern der Bauteile gegen Abheben und Verdrehen zu gewährleisten, wird einerseits eine hohe Axial- bzw. Vorspannkraft benötigt. Diese resultiert in vorteilhafter Weise auch darin, dass ohne zusätzliche Dichtungen Leckagen vermieden werden. Andererseits wird bei hoher Axialkraft durch die ungünstige Kerbform des Gewindes die Lebensdauer der Variatorwellen erheblich reduziert; dieser Effekt wird in nachteiliger Weise durch weitere Belastungen, wie Biegung und Torsion verstärkt, so dass die Vorspannkraft eine definierte Schwelle nicht überschreiten sollte.
  • Aufgrund von Bauraumvorgaben (insbesondere wenn das Getriebe quer eingebaut werden soll) sind nur kurze Klemmlängen für den Schraubverband realisierbar, was in geringen Längenänderungen resultiert. In Kombination mit Setzvorgängen, die zwischen den Bauteilen auftreten können, können große Axialkraftverluste entstehen; bei dynamischer Beanspruchung vergrößert sich die Spannungsamplitude, wodurch die Lebensdauer in nachteiliger Weise weiter verringert wird.
  • Des weiteren kann ein definierter Vorspann- bzw. Axialkraftbereich nur durch eine gute Schmierung, d.h. durch niedriges Reibwertniveau und Reibwertdelta an den zu verschraubenden Bauteilen, sowie durch ein sehr präzises Anzugsverfahren erreicht werden. Zudem sollen die Reibwerte im Gewinde und zwischen den Bauteilen eine geringe Streuung aufweisen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schraubverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/ Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe anzugeben, bei dem die Kerbwirkung sowie das Setzverhalten im Schraubverband reduziert werden.
  • Des weiteren soll die Reibwertstreuung und somit die Streuung der Vorspannkraft weitgehend reduziert werden und die Last gleichmäßig auf die einzelnen Gewindegänge verteilt werden; zudem soll Schrägzug vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
  • Demnach wird vorgeschlagen, zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle des Variators einen Schraubverband zu verwenden, bei dem der Gewindegrundradius im Vergleich zum Stand der Technik vergrößert ist, wodurch die Kerbwirkung in vorteilhafter Weise reduziert wird. Zudem wird vorgeschlagen, durch Gewinderollen hergestellte Gewinde zu verwrenden, um gleichmäßig gute Oberflächen mit geringer Rauhigkeit, gutem Faserverlauf und ohne Obertlächenfehler, wie beispielsweise Rillen, Riefen oder Rattermarken, zu erhalten.
  • Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, bei den Wellenmuttern eine Schmierung zu verwenden, welche eine dünne Basis- bzw. Trägerschicht, vorzugsweise aus Manganphosphat, und eine ein Korrosionsschutzmittel enthaltende Zusatzbeschichtung, vorzugsweise aus Anticorit®, umfasst.
  • Durch diese Beschichtung können größere Setzverluste verhindert sowie ein niedriges Reibwertniveau und insbesondere ein niedriges Reibwertdelta gewährleistet werden.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, bei den Wellenmuttern, bei denen Wellendurchbiegung auftreten kann, Entlastungsnuten einzubringen, wodurch die Axiallast gleichmäßig auf die einzelnen Gewindegänge verteilt und Schrägzug im Gewinde verhindert wird.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Schnittansicht eines Teiles eines Variators eines stufenlosen Getriebes mit einem erfindungsgemäßen Schraubverband zeigt, beispielhaft näher erläutert.
    •
  • In der Figur ist die Sekundärseite eines Variators gezeigt, welche die über ein Lager 2 gelagerte Sekundärwelle 1, die axial verstellbare Kegelscheibe 3 und die axial fest angeordnete Kegelscheibe 4 umfasst. Das Umschlingungselement ist mit dem Bezugszeichen 5 versehen.
  • Gemäß der Erfindung wird zum Erzeugen des Kraftschlusses bei der kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle des Variators ein Schraubverband verwendet, bei dem der Grundradius des Gewindes 6 im Vergleich zum Stand der Technik vergrößert ist und das Gewinde durch Gewinderollen hergestellt ist. Beispielsweise kann es sich hierbei um ein MJ-Gewinde nach DIN ISO 5855 oder ein Gewinde nach MIL-S-8879C handeln.
  • Bei der Wellenmutter 7 wird erfindungsgemäß, wie bereits erläutert, eine Schmierung verwendet, welche eine dünne Basis- bzw. Trägerschicht, vorzugsweise aus Manganphosphat, und eine ein Korrosionsschutzmittel enthaltende Zusatzbeschichtung, vorzugsweise aus Anticorit®, umfasst.
  • Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird die Kerbwirkung sowie das Setzverhalten im Schraubverband auf einfache Weise reduziert. Außerdem wird eine geringe Streuung des Reibwertes und folglich auch der Vorspannkraft erzielt.
    • 1
    Sekundärwelle
    2
    Lager
    3
    axial verstellbare Kegelscheibe
    4
    axial fest angeordnete Kegelscheibe
    5
    Umschlingungselement
    6
    Gewinde
    7
    Wellenmutter

Claims (4)

  1. Schraubverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe, umfassend ein Gewinde und eine Wellenmutter, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundradius des Gewindes (6) im Vergleich zum Stand der Technik vergrößert ist, wobei das Gewinde durch Gewinderollen hergestellt ist.
  2. Schraubverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Wellenmutter (7) eine Schmierung verwendet wird, welche eine dünne Basis- bzw. Trägerschicht und eine ein Korrosionsschutzmittel enthaltende Zusatzbeschichtung umfasst.
  3. Schraubverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis- bzw. Trägerschicht eine Schicht aus Manganphosphat ist.
  4. Schraubverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass an den Wellenmuttern (7), bei denen Wellendurchbiegung auftreten kann, Entlastungsnuten vorgesehen sind, wodurch die Axiallast gleichmäßig auf die einzelnen Gewindegänge verteilt und Schrägzug im Gewinde verhindert wird.
DE200510001561 2005-01-13 2005-01-13 Schraubverband zum Erzeugen des Kraftschlusses bei einer kraftschlüssigen Welle-/Nabeverbindung für die Primär- und Sekundärwelle eines Variators in einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe Withdrawn DE102005001561A1 (de)

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MOLYKOTE, Firmenschrift Dow Corning GmbH, München, Ausg. 1991,S.58,59;
NEUBAUER,H.,u.a.:Ein dauerschwingfestes Gewindeprofil.In:Konstruktion, Jg.27,H.11,1975,S.419-421 *
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NIEMANN,G.:Maschinenelemente, Bd.I, Berlin,Heidelberg,Springer-Verlag, 2.Aufl., 1981, S.204,205,217, ISBN:3-540-06809-0 *
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SBN:3-88508-783-9 *

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