DE102005057817A1

DE102005057817A1 - Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz eines Variators bei Druckspitzen

Info

Publication number: DE102005057817A1
Application number: DE200510057817
Authority: DE
Inventors: Anton Dr. Fritzer; Matthias List; Rainer Dr. Novak
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-12-03
Filing date: 2005-12-03
Publication date: 2007-06-06

Abstract

Die Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz eines Variators bei Druckspitzen, bei dem der LOW-Anschlag auf der Primärseite vorgesehen ist, ist als zusätzlicher, auf der Primärseite (2) vorgesehener Anschlag (13) für die axial verstellbare Primärscheigbe (4) ausgebildet, wobei der Anschlag (13) axial betrachtet derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe (14) beabstandet ist, dass ein Herauslaufen des Umschlingungsmittels (12) aus dem Primärscheibensatz verhindert wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz eines Variators eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes bei Druckspitzen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein stufenloses Umschlingungsgetriebe besteht üblicherweise u.a. aus einer Anfahreinheit, vorzugsweise einem Wandler, einer Vorwärts/Rückwärtsfahreinheit bzw. einem Wendesatz, einer Zwischenwelle, einem Differential, aus hydraulischen und elektronischen Steuereinrichtungen sowie aus einem Variator.
Der Variator umfasst bei derartigen Getrieben nach dem Stand der Technik eine Primärseite, die mit der Antriebswelle verbunden ist, und eine Sekundärseite, welche jeweils paarweise angeordnete Kegelscheiben umfassen. Eine der Kegelscheiben der Kegelscheibenpaare ist in axialer Richtung feststehend angeordnet bzw. einstückig mit der Welle ausgebildet, wobei die andere axial verschiebbar angeordnet ist. Des weiteren ist ein Variator mit einem momentenübertragenden Umschlingungselement versehen, das zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren umläuft. Als Umschlingungselement wird üblicherweise ein Schubgliederband, eine Zugkette oder ein Riemen verwendet. Die aktuelle Übersetzung des Getriebes wird durch den Laufradius des Umschlingungselementes definiert, der wiederum eine Funktion der axialen Position der Kegelscheiben der Primär- bzw. Sekundärseite zueinander ist.

Nach dem Stand der Technik wird die axiale Position der Kegelscheiben der Primär- bzw. Sekundärseite zueinander hydraulisch eingestellt. Hierbei wird ein Hydraulikdruck auf die beweglichen Kegelscheiben aufgebracht, derart, dass der axiale Abstand der Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaares zueinander als Funktion des Druckes einstellbar ist.

Hierbei weisen die Variatoren Anschlagsysteme auf, welche den Stellbereich der axial beweglichen Kegelscheiben definieren.

Beispielsweise beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift 29 14 604 ein stufenlos einstellbares Zugmittelgetriebe mit konstantem Achsabstand zwischen den beiden Zugmittelscheiben und mit je einer einstellbaren Scheibenhälfte, wobei die eine Scheibenhälfte über einen Stellmotor hydraulisch oder mechanisch und die andere Scheibenhälfte über das Zugmittel einstellbar ist und wobei die hydraulisch einstellbare Scheibenhälfte gegen eine einstellbare Schraube zur Anlage bringbar ist.

Des weiteren wird im Rahmen der deutschen Offenlegungsschrift 25 23 962 eine Vorrichtung zur Begrenzung und Einstellung des Stellbereiches stufenlos einstellbarer Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe mit Spindelverstellung vorgeschlagen, bei der eine drehbare Verstellspindel mittels gegenläufiger Gewinde mit zwei undrehbaren, aber axial gegensinnig verschiebbaren Stellblöcken in Eingriff steht, die ihrerseits auf zwei die Kegelscheiben axial verschiebende Steuerhebel zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses einwirken, wobei die Drehbarkeit der Verstellspindel an zumindest einem Endpunkt des Stellbereiches durch einen an dem einen Stellblock festgelegten und in Axialrichtung der Verstellspindel vorspringenden Anschlag begrenzt ist. Der Anschlag dringt bei Erreichen des gewünschten Stellbereichs-Endpunktes in die Laufebene eines umlaufenden, an der Verstellspindel angebrachten oder mit ihr in Wirkverbindung stehenden radialen Vorsprunges ein und blockiert die Weiterdrehung der Verstellspindel im alten Richtungssinn.

Die EP 0 283 093 B1 beschreibt eine Regelvorrichtung für das Übersetzungsverhältnis eines stufenlos verstellbaren Getriebes eines Kraftfahrzeugs, bei der das Übersetzungsverhältnis in Abhängigkeit von der Position eines hydraulischen Regelschiebers einstellbar ist, der unter Einfluss der Differenz zwischen einer Soll- und einer Ist-Motor-Drehzahl verstellbar ist. Hierbei ist zur Beschränkung der Wirkung des hydraulischen Regelschiebers ein Anschlag vorgesehen, welcher derart gestaltet ist, dass er bei dem maximalen Übersetzungsverhältnis (LOW) eine niedrige minimale Motordrehzahl und bei dem minimalen Übersetzungsverhältnis (OD) eine höhere minimale Motordrehzahl ermöglicht.

Aus dem Stand der Technik sind Anschlagsysteme bekannt, bei denen der LOW-Anschlag auf der Primärseite und der OD-Anschlag auf der Sekundärseite vorgesehen ist. Durch die Festlegung der Anschläge auf dem kleinen Laufradius, d.h. bei auseinandergefahrenen Scheiben der Sekundärseite, ergibt sich unter Last bzw. unter Verformung des Variators und Verschleiß immer eine Vergrößerung der Variatorspreizung, so dass der Variator in vorteilhafter Weise über die Lebensdauer hinweg mindestens seine Spreizung behält.

Ein weiterer Vorteil dieser Auslegung besteht darin, dass das Anschlagsystem weniger stark auf Variatortoleranzen und Variatorverformungen reagiert.

Es kann jedoch in nachteiliger Weise vorkommen, dass bei unterschiedlichen Fahrzuständen, wie beispielsweise bei einem Notprogrammeinfall oder bei einer ABS-Bremsung im Primärscheibensatz Druckspitzen auftreten, welche über dem zulässigen Anpressdruckniveau liegen und deren Dauer ausreicht, um ein Herauslaufen des Umschlingungselementes, beispielsweise einer Kette, im OD-Betrieb aus dem Primärscheibensatz zu verursachen.

Dies ist insbesondere bei Ketten der Fall, welche eine geringe Steifigkeit, einen großen Breitenverschleiß, eine große Breitentoleranz und/oder eine große Längentoleranz aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz eines Variators bei Druckspitzen, bei dem der LOW-Anschlag auf der Primärseite vorgesehen ist, anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere erfindungsgemäße Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird eine Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz eines Variators bei Druckspitzen, bei dem der LOW-Anschlag auf der Primärseite vorgesehen ist, vorgeschlagen, welche als zusätzlicher auf der Primärseite vorgesehener Anschlag für die axial verstellbare Primärscheibe ausgebildet ist, wobei der Anschlag axial betrachtet derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe beabstandet ist, dass ein Herauslaufen des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz verhindert wird.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Anschlag als Ringschulter auf der Primärwelle ausgebildet, welche mit einer entsprechenden Ringschulter der axial beweglichen Primärscheibe zusammenwirkt. Hierbei ist der Anschlag derart ausgelegt bzw. angeordnet, dass die Getriebespreizung nicht beeinflusst wird, wobei die Ringschulter auf der Primärwelle derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe beabstandet ist, dass ein Herauslaufen des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz verhindert wird.

In vorteilhafter Weise ist der Anschlag derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe beabstandet, dass beim zulässigen Anpressdruckniveau im Normalbetrieb des Variators zumindest der erforderliche hydraulische Querschnitt für mindestens einen Druckraum zur Variatorverstellung zwischen den beiden Anschlagflächen der Primärwelle und der axial beweglichen Primärscheibe gewährleistet ist, wobei erst beim Erreichen des maximalen Anpressdruckniveaus die Anschlagflächen von Primärwelle und Primärscheibe zur Anlage kommen.

Beim Erreichen des maximalen Anpressdruckniveaus wird der hydraulische Querschnitt für den hydraulischen Druckraum dadurch auf Null reduziert, dass die Anschlagflächen von Primärwelle und Primärscheibe zur Anlage kommen. Auf diese Weise wird eine automatische Zufuhrdrosselung realisiert, die als Überlastschutz für die Variatorteile dient.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird gewährleistet, dass beim Auftreten von Druckspitzen über dem zulässigen Anpressdruckniveau im Normalbetrieb die Kette nicht aus dem Primärscheibensatz gedrückt wird und dass die Primärwelle und die Primärscheibe nicht überlastet werden, wobei die Getriebespreizung nicht beeinflusst wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Variatorteile günstiger hergestellt werden können, da deren Überlastung weitgehend ausgeschlossen ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Schnittansicht eines Variators eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes, welcher eine erfindungsgemäße Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz aufweist;
2 eine Detailansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels beim Betrieb des Variators mit Anpressdruckniveau im Normalbetrieb; und
3 eine Detailansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels beim Betrieb des Variators mit maximalem Anpressdruckniveau.
In 1 ist ein Variator 1 dargestellt, umfassend eine Primärseite 2 und eine Sekundärseite 3. Die axial verstellbare Primärscheibe ist mit 4, die Primärwelle mit 5, die axial verstellbare Sekundärscheibe mit 6 und die Sekundärwelle ist mit 7 bezeichnet. Zur axialen Verstellung der Primärscheibe 4 sind zwei Druckräume 8 und 9 vorgesehen, welche über Zuführungen 10 bzw. 11 mit der Hydraulikversorgung verbunden sind.
Erfindungsgemäß wird zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels 12 aus dem Primärscheibensatz eines Variators bei Druckspitzen, bei dem der LOW-Anschlag auf der Primärseite vorgesehen ist, vorgeschlagen, auf der Primärseite einen zusätzlichen Anschlag 13 für die axial verstellbare Primärscheibe 4 vorzusehen, der axial betrachtet derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe 14 beabstandet ist, dass ein Herauslaufen des Umschlingungsmittels 12 aus dem Primärscheibensatz verhindert wird.
Bezugnehmend auf 1 und die Detailansichten gemäß den 2 und 3 ist der Anschlag 13 als Ringschulter 16 auf der Primärwelle 5 ausgebildet, welche mit einer entsprechenden Ringschulter 15 der axial verstellba ren Primärscheibe 4 zusammenwirkt. Die Ringschulter 16 auf der Primärwelle 5 ist derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe 14 beabstandet, dass ein Herauslaufen des Umschlingungsmittels 12 aus dem Primärscheibensatz verhindert wird.
Wie 2 zu entnehmen ist, ist der Anschlag 13 derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe 14 beabstandet, dass beim zulässigen Anpressdruckniveau im Normalbetrieb des Variators 1 mindestens der erforderliche hydraulische Querschnitt A = Aerf für den Druckraum 8 zur Variatorverstellung zwischen den beiden Anschlagflächen der Primärwelle 5 und der axial verstellbaren Primärscheibe 4 gewährleistet ist, so dass das Hydraulikfluid über die Zuführung 10 dem Druckraum 8 zugeführt werden kann.
Beim Erreichen des maximalen Anpressdruckniveaus kommen die Anschlagflächen von Primärwelle 5 und Primärscheibe 4 zur Anlage, wodurch der hydraulische Querschnitt A für den hydraulischen Druckraum 8 auf Null reduziert wird. Diese Situation wird in 3 veranschaulicht.
Selbstverständlich kann die erfindungsgemäße Einrichtung zusätzlich oder alternativ auf der Sekundärseite vorgesehen sein, wenn dies z. B. aufgrund der Auslegung des Variators erforderlich ist.

1: Variator
2: Primärseite
3: Sekundärseite
4: axial verstellbare Primärscheibe
5: Primärwelle
6: axial verstellbare Sekundärscheibe
7: Sekundärwelle
8: Druckraum
9: Druckraum
10: Zuführung
11: Zuführung
12: Umschlingungsmittel
13: Anschlag
14: feststehend angeordnete Kegelscheibe
15: Ringschulter
16: Ringschulter
A: hydraulischer Querschnitt
Aerf: erforderlicher hydraulischer Querschnitt

Claims

Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz eines Variators bei Druckspitzen, bei dem der LOW-Anschlag auf der Primärseite vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie als zusätzlicher auf der Primärseite (2) vorgesehener Anschlag (13) für die axial verstellbare Primärscheibe (4) ausgebildet ist, wobei der Anschlag (13) axial betrachtet derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe (14) beabstandet ist, dass ein Herauslaufen des Umschlingungsmittels (12) aus dem Primärscheibensatz verhindert wird.
Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz eines Variators bei Druckspitzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (13) als Ringschulter (16) auf der Primärwelle (5) ausgebildet ist, welche mit einer entsprechenden Ringschulter (15) der axial beweglichen Primärscheibe (4) zusammenwirkt, wobei der Anschlag (13) derart angeordnet ist, dass die Getriebespreizung nicht beeinflusst wird und wobei die Ringschulter (15) auf der Primärwelle (5) derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe (14) beabstandet ist, dass ein Herauslaufen des Umschlingungsmittels (12) aus dem Primärscheibensatz verhindert wird.
Einrichtung zum Verhindern eines Herauslaufens des Umschlingungsmittels aus dem Primärscheibensatz eines Variators bei Druckspitzen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlag (13) derart von der feststehend angeordneten Kegelscheibe (14) beabstandet ist, dass beim zulässigen Anpressdruckniveau im Normalbetrieb des Variators (1) zumindest der erforderliche hydraulische Querschnitt (Aerf) für zumindest einen Druckraum (8) zur Variatorverstellung zwischen den beiden Anschlagflä chen der Primärwelle (5) und der axial beweglichen Primärscheibe (4) gewährleistet ist, wobei erst beim Erreichen des maximalen Anpressdruckniveaus die Anschlagflächen von Primärwelle (5) und Primärscheibe (4) zur Anlage kommen, wodurch der hydraulische Querschnitt (A) für den hydraulischen Druckraum (8) auf Null reduziert wird.