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Die Erfindung betrifft ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem ersten Kegelscheibensatz, dem ein Momentenfühler zugeordnet ist, und mit einer Anfahrkupplung.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 198 57 708 A1 ist ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einer Anfahrkupplung bekannt, die als hydrodynamischer Drehmomentwandler ausgeführt und über zwei Stirnräder an eine Getriebewelle des ersten Kegelscheibensatzes angebunden ist. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2005 027 614 A1 ist ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem Momentenfühler und einer als Lamellenkupplung ausgeführten Anfahrkupplung bekannt, die einen Kupplungskorb mit einem Zylinderbereich umfasst, in den Außenlamellen der Anfahrkupplung eingehängt sind. Ein Fühlglied des Momentenfühlers ist, indirekt über eine Axialverzahnung, mit der Umfangsfläche des Zylinderbereichs drehfest, aber axial verschiebbar verbunden. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse eines der Scheibensätze.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das einfach aufgebaut und kostengünstig herstellbar ist. Insbesondere soll das erfindungsgemäße Kegelscheibenumschlingungsgetriebe in axialer Richtung weniger Bauraum benötigen als herkömmliche Kegelscheibenumschlingungsgetriebe.
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Die Aufgabe ist bei einem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem ersten Kegelscheibensatz, dem ein Momentenfühler zugeordnet ist, und mit einer Anfahrkupplung, dadurch gelöst, dass die Anfahrkupplung direkt an den Momentenfühler angebunden ist. Die Anfahrkupplung ist vorzugsweise als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführt und kann als besonders bauraumsparende Komponente vormontiert werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Ausgangsteil der Anfahrkupplung und ein Eingangsteil des Momentenfühlers in einem einzigen Blechteil zusammengefasst sind. Das Blechteil hat zum einen die Funktion eines Rampenblechs oder Fühlerblechs des Momentenfühlers. Darüber hinaus übt das Blechteil zum Beispiel die Funktion eines Innenlamellenträgers der als nasslaufende Lamellenkupplung ausgeführten Anfahrkupplung aus.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkupplung radial außerhalb des Momentenfühlers angeordnet ist. Das liefert den Vorteil, dass für die Anfahrkupplung kein zusätzlicher axialer Bauraum benötigt wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkupplung im gleichen axialen Abschnitt wie der Momentenfühler angeordnet ist. Das liefert den Vorteil, dass kein zusätzlicher axialer Bauraum benötigt wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrkupplung als Lamellenkupplung mit einem Innenlamellenträger ausgeführt ist, der ein Rampenblech oder Fühlerblech des Momentenfühlers darstellt. Das liefert neben der Bauraumeinsparung den Vorteil, dass mindestens ein Teil, insbesondere Blechteil, eingespart wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger Innenlamellen trägt, die mit Außenlamellen zusammenwirken, die in einen Außenlamellenträger eingehängt sind, der an einer angetriebenen Welle befestigt ist. Der Außenlamellenträger ist vorzugsweise als Blechteil ausgeführt und zum Beispiel stoffschlüssig, insbesondere durch Anschweißen, fest mit der angetriebenen Welle verbunden. Darüber hinaus ist an dem Außenlamellenträger vorzugsweise mindestens ein Kopplungselement angebracht, um zum Beispiel eine Ölpumpe anzutreiben, die dem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe zugeordnet ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die angetriebene Welle, zumindest teilweise, als Hohlwelle ausgeführt ist und mindestens ein Fluiddurchgangsloch aufweist, das in einen Betätigungsdruckraum mündet, der von einem Betätigungskolben der Anfahrkupplung begrenzt wird. Der Betätigungskolben ist vorzugsweise in axialer Richtung in dem Betätigungsdruckraum hin und her bewegbar, um die Außenlamellen der Anfahrkupplung mit den Innenlamellen reibschlüssig zu verbinden, damit ein Drehmoment übertragen werden kann. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um ein Hydraulikmedium, wie Hydrauliköl, das durch die vorab genannte Pumpe bedarfsabhängig in dem Betätigungsdruckraum gefördert wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungskolben durch eine an dem Momentenfühler abgestützte Feder gegen den Außenlamellenträger vorgespannt ist. Die Feder ist vorzugsweise als Tellerfeder ausgeführt. Durch die Vorspannkraft der Feder ist die Anfahrkupplung vorzugsweise in ihre geöffnete Stellung vorgespannt, in der kein Drehmoment übertragen wird.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Hohlwelle ein Abschnitt einer dem ersten Kegelscheibensatz zugeordneten Getriebewelle drehbar angeordnet ist. Dadurch kann weiterer axialer Bauraum eingespart werden. In radialer Richtung ist zwischen der Getriebewelle und der Hohlwelle vorzugsweise ein Ringspalt ausgebildet, durch den das zur Betätigung der Anfahrkupplung benötigte Fluid zugeführt wird. Zwischen den beiden Wellen kann ein Radiallager, zum Beispiel ein Nadellager, angeordnet sein.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Innenlamellenträger über ein Axiallager an der dem ersten Kegelscheibensatz zugeordneten Getriebewelle abgestützt ist. Das Axiallager ist zum Beispiel an einem axialen Anschlagring abgestützt, der teilweise in einer Ringnut der Getriebewelle angeordnet ist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
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Die einzige beiliegende Figur zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Kegelscheibenumschlingungsgetriebes im Längsschnitt.
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In 1 ist ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe 1 ausschnittsweise im Längsschnitt dargestellt. Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe 1 umfasst zwei (nicht dargestellte) Kegelscheibensätze, die durch ein Umschlingungsmittel, wie eine Kette, zur Drehmomentübertragung miteinander verbunden sind. Derartige Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe werden auch als CVT-Getriebe (Continuously Variable Transmission) bezeichnet. Jeder Kegelscheibensatz umfasst eine axial feste Kegelscheibe und eine axial verlagerbare Kegelscheibe, die auch als Wegscheibe bezeichnet wird.
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Das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe 1 umfasst eine Anfahrkupplung 5 und einen Drehmomentfühler 8. Der Drehmomentfühler 8 ist auf einer Getriebewelle 11 angeordnet, die dem ersten Kegelscheibensatz des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes 1 zugeordnet ist. Ein Ende der Getriebewelle 11 ist in einer, zumindest teilweise, als Hohlwelle ausgeführten angetriebenen Welle 12 angeordnet.
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Radial außen an die angetriebene Welle 12 ist ein Eingangsteil 14 der Anfahrkupplung 5 angeschweißt. Das Eingangsteil 14 ist als Blechteil ausgeführt, das sich von der angetriebenen Welle 12 in Stufen und Schrägen radial nach außen erstreckt und in einen hohlzylindrischen Abschnitt 18 übergeht. In den hohlzylindrischen Abschnitt 18 des Eingangsteils 14 sind Außenlamellen 21, 22 eingehängt. Somit stellt das Eingangsteil 14 der Anfahrkupplung 5 einen Außenlamellenträger 16 dar, mit dem die Außenlamellen 21, 22 drehfest, aber in axialer Richtung begrenzt verlagerbar, verbunden sind.
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An dem hohlzylindrischen Abschnitt 18 des Außenlamellenträgers 16 ist ein axialer Anschlag 24 befestigt. Die Außenlamellen 21, 22 wirken zur Darstellung einer nasslaufenden Lamellenkupplung mit Innenlamellen 25, 26 zusammen, die drehfest, aber in axialer Richtung begrenzt verlagerbar, mit einem Innenlamellenträger 28 verbunden sind. Der Innenlamellenträger 28 umfasst innerhalb des hohlzylindrischen Abschnitts 18 einen weiteren hohlzylindrischen Abschnitt 29, in den die Innenlamellen 25, 26 eingehängt sind.
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Der Innenlamellenträger 28 ist als Blechteil 30 ausgeführt, das einstückig mit dem hohlzylindrischen Abschnitt 29 verbunden ist. Von dem hohlzylindrischen Abschnitt 29 erstreckt sich das Blechteil 30 mit Schrägen und Rundungen radial nach innen. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung stellt das Blechteil 30 gleichzeitig das Eingangsteil des Drehmomentfühlers 8 dar und ist zu diesem Zweck mit Rampenelementen oder Spreizelementen versehen, die unter Zwischenschaltung von Kugeln 31 mit weiteren Rampenelementen und Spreizelementen zusammenwirken, die an einem Fühlerblech 32 des Drehmomentfühlers 8 vorgesehen sind.
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Über die Anfahrkupplung 5 wird im geschlossenen Zustand, das heißt wenn die Innenlamellen 25, 26 reibschlüssig mit den Außenlamellen 21, 22 verbunden sind, ein Drehmoment in das Blechteil 30 eingeleitet. Das eingeleitete Drehmoment wird über den Drehmomentfühler 8 in die Getriebewelle 11 eingeleitet. Dabei wirkt das Blechteil 30 über die Kugeln 31 so mit dem Fühlerblech 32 des Drehmomentfühlers 8 zusammen, dass Drehmomentstöße eine axiale Verschiebung eines Fühlerkolbens 33 bewirken, wodurch der Anpressdruck auf die zugehörige Wegscheibe erhöht wird. Mit Hilfe des Drehmomentfühlers 8 kann ein in einem Anpresszylinder wirkender Druck proportional zum anliegenden Drehmoment eingestellt werden.
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Die Anfahrkupplung 5 wird über einen Betätigungskolben 40 betätigt, der in axialer Richtung hin und her bewegbar auf einem dem Drehmomentfühler 8 zugewandten Ende der angetriebenen Welle 12 geführt ist. Der Betätigungskolben 40 erstreckt sich in Stufen und Rundungen im Wesentlichen radial nach außen zu dem Lamellenpaket der Anfahrkupplung 5. In einem gestuften Bereich liegt der Betätigungskolben 40 unter Zwischenschaltung von mindestens einer Dichtung 42 an dem Außenlamellenträger 16 an, um einen Betätigungsdruckraum 44 zu begrenzen.
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In den Betätigungsdruckraum 44 mündet ein Fluiddurchgangsloch 45, das sich im Wesentlichen quer durch die angetriebene Welle 12 erstreckt. Das Fluiddurchgangsloch 45 verbindet den Betätigungsdruckraum 44 mit einem Ringspalt 48, der in radialer Richtung zwischen der Getriebewelle 11 und der angetriebenen Welle 12 ausgebildet ist. In dem Ringspalt oder Ringraum 48 ist ein Radiallager 50 angeordnet, das zum Beispiel als Nadellager ausgeführt ist. Der Ringspalt 48 dient dazu, ein Betätigungsfluid, insbesondere Hydraulikmedium, über das Fluiddurchgangsloch 45 bedarfsabhängig in den Betätigungsdruckraum 44 zu leiten.
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Das Betätigungsfluid wird durch eine Pumpe, insbesondere eine Hydraulikpumpe, bereitgestellt, die durch ein Kopplungselement 34 angetrieben ist, das außen an dem Außenlamellenträger 16 befestigt ist. Der Betätigungskolben 40 ist durch eine vorzugsweise als Tellerfeder ausgeführte Feder 52 in axialer Richtung gegen den Außenlamellenträger 16 vorgespannt. Die Feder 52 stützt sich an dem Blechteil 30 ab, das den Innenlamellenträger 28 darstellt. Wenn der Druck in dem Betätigungsdruckraum 44 die Vorspannkraft der Feder 52 überwindet, dann bewegt sich der Betätigungskolben 40 so gegen das Lamellenpaket der Anfahrkupplung 5, dass die Innenlamellen 25, 26 reibschlüssig mit den Außenlamellen 21, 22 verbunden werden. Durch diesen Reibschluss wird die Anfahrkupplung 5 geschlossen.
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Das Blechteil 30 ist radial innen in axialer Richtung an einem Axiallager 54 abgestützt, das sich wiederum an einem Anschlagring 55 abstützt, der teilweise in einer Ringnut der Getriebewelle 11 angeordnet ist. Durch das Axiallager 54 wird eine axiale Bewegung des Blechteils 30 in 1 nach links, das heißt zur angetriebenen Welle 12 hin, verhindert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
- 5
- Anfahrkupplung
- 8
- Drehmomentfühler
- 11
- Getriebewelle
- 12
- angetriebene Welle
- 14
- Eingangsteil
- 16
- Außenlamellenträger
- 18
- hohlzylindrischer Abschnitt
- 21
- Außenlamelle
- 22
- Außenlamelle
- 24
- axialer Anschlag
- 25
- Innenlamelle
- 26
- Innenlamelle
- 28
- Innenlamellenträger
- 29
- hohlzylindrischer Abschnitt
- 30
- Blechteil
- 31
- Kugeln
- 32
- Fühlerblech
- 33
- Fühlerkolben
- 34
- Kopplungselement
- 40
- Betätigungskolben
- 42
- Dichtung
- 44
- Betätigungsdruckraum
- 45
- Fluiddurchgangsloch
- 48
- Ringspalt
- 50
- Radiallager
- 52
- Feder
- 54
- Axiallager
- 55
- Anschlagring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19857708 A1 [0002]
- DE 102005027614 A1 [0002]
