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Die Erfindung betrifft einen Scheibensatz, insbesondere für ein stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, mit einer Welle, einer Festscheibe und einer Wegscheibe, die in axialen Richtungen relativ zu der Festscheibe auf der Welle verschiebbar ist.
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Aus den deutschen Offenlegungsschriften
DE 10 2009 051 250 A1 und
DE 10 2010 035 450 A1 sind verschiedene Ausführungen von Scheibensatzanordnungen mit einem Antriebs-Scheibensatz und einem Abtriebs-Scheibensatz für ein Ketten-CVT bekannt, wobei die Scheibensätze der Scheibensatzanordnung jeweils zwei auf einer Welle axial gegeneinander verschiebbare Scheiben und eine Kettenanordnung mit zwischen diesen Scheiben wirksamen Wiegedruckstücken umfassen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Scheibensatz, insbesondere für ein stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, mit einer Welle, einer Festscheibe und einer Wegscheibe, die in axialen Richtungen relativ zu der Festscheibe auf der Welle verschiebbar ist, insbesondere im Hinblick auf den benötigten Bauraum, zu optimieren.
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Die Aufgabe ist bei einem Scheibensatz, insbesondere für ein stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, mit einer Welle, einer Festscheibe und einer Wegscheibe, die in axialen Richtungen relativ zu der Festscheibe auf der Welle verschiebbar ist, dadurch gelöst, dass ein Schiebesitz für die Wegscheibe radial innerhalb und in axialer Richtung überlappend zu der Festscheibe angeordnet ist. Der Schiebesitz ist zum Beispiel als Übergangspassung so ausgeführt, dass Relativbewegungen in axialer Richtung zwischen der Wegscheibe und der Festscheibe ermöglicht werden. Durch die Anordnung des Schiebesitzes für die Wegscheibe radial innerhalb und in axialer Richtung überlappend zu der Festscheibe kann vorteilhaft axialer Bauraum eingespart werden. Bei herkömmlichen Scheibensätzen ist die Festscheibe einstückig mit der Welle verbunden. Die auf der Welle axial verschiebbar angeordneten Wegscheiben beeinflussen bei herkömmlichen Scheibensätzen die axiale Länge und einen Lagerabstand von Lagereinrichtungen des Scheibensatzes. Durch die Anordnung des Schiebesitzes für die Wegscheibe radial innerhalb und in axialer Richtung überlappend zu der Festscheibe können zusätzlich zu dem axialen Bauraum auch die Lagerabstände verringert werden. Darüber hinaus entfällt vorteilhaft in der Welle nicht genutzter Bauraum für Längsbohrungen. Dadurch kann das Gesamtgewicht des Scheibensatzes verringert werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Scheibensatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schiebesitz für die Wegscheibe mit einer Drehmoment übertragenden Schiebeführung radial innerhalb und in axialer Richtung überlappend zu der Festscheibe kombiniert ist. Durch die radiale Verschachtelung kann vorteilhaft axialer Bauraum für den Scheibensatz eingespart werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Scheibensatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Welle drehfest und in mindestens einer axialen Richtung fest mit der Festscheibe verbunden ist. Die Festscheibe und die Welle sind bei dem beanspruchten Scheibensatz als separate Bauteile ausgeführt. Durch die drehfeste Verbindung zwischen der Drehscheibe und der Welle wird das Einleiten eines Drehmoments von der Festscheibe in die Welle ermöglicht. Die drehfeste Verbindung kann als herkömmliche Wellen-Naben-Verbindung ausgeführt sein. Zu diesem Zweck kann die Welle mit einer entsprechenden Nut versehen sein, in der ein Passstift beziehungsweise eine Passfeder angeordnet ist.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Scheibensatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Festscheibe eine unrunde Aufnahme für ein Wellenende aufweist. Dadurch wird zum einen eine drehfeste Verbindung zwischen der Welle und der Festscheibe geschaffen. Darüber hinaus kann die Welle auf einfache Art und Weise in der unrunden Aufnahme in einer axialen Richtung festgelegt werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Scheibensatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schiebesitz für die Wegscheibe zwischen der Welle und einem Nabenkörper vorgesehen ist, der mit der Wegscheibe verbunden ist. Der Nabenkörper ist vorzugsweise einstückig mit der Wegscheibe verbunden und erstreckt sich von der Wegscheibe ausgehend in einen Ringraum, der zwischen der Welle und der Festscheibe vorgesehen ist. Dieser Ringraum ist in axialer Richtung so bemessen, dass eine ausreichende Relativbewegung der Wegscheibe relativ zu der Festscheibe ermöglicht wird. In radialer Richtung ist der Ringraum vorzugsweise so bemessen, dass genügend Platz vorhanden ist, um eine stabile Schiebeführung und den Schiebesitz für die Wegscheibe darzustellen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Scheibensatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenkörper an einem der Wegscheibe abgewandten Ende drehfest mit der Festscheibe verbunden ist. Die drehfeste Verbindung dient vorteilhaft zur Darstellung der Drehmoment übertragenden Schiebeführung. Zu diesem Zweck sind der Nabenkörper und die Festscheibe zum Beispiel mit Nuten versehen, in denen ein Passstift aufgenommen ist. Die drehfeste Verbindung ist vorteilhaft als Schiebeverzahnung ausgeführt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Scheibensatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Welle an einem der Wegscheibe abgewandten Ende ein Sackloch aufweist, von dem mindestens ein radiales Durchgangsloch ausgeht, das radial innerhalb der Wegscheibe in einer Ausnehmung der Wegscheibe mündet. Über die Ausnehmung, vorzugsweise über mehrere Ausnehmungen, wird eine ausreichend große Verbindung für Hydraulikmedium zwischen dem Sackloch und einem Druckraum geschaffen. Der Druckraum ist vorzugsweise auf einer der Festscheibe abgewandten Seite der Wegscheibe angeordnet.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Scheibensatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Schiebesitz zwischen der Wegscheibe und der Welle vorgesehen ist. Der weitere Schiebesitz ist vorzugsweise in einem Übergangsbereich zwischen der Wegscheibe und dem Nabenkörper angeordnet. Durch den weiteren Schiebesitz wird in Kombination mit dem erstgenannten Schiebesitz radial innerhalb der Festscheibe eine stabile axiale Führung für die Wegscheibe im Betrieb des Scheibensatzes bereitgestellt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Scheibensatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass ein der Wegscheibe abgewandtes Ende der Festscheibe zum Einleiten von Drehmoment in den Scheibensatz dient. Zu diesem Zweck ist an der Festscheibe vorteilhaft ein Zahnkranz, insbesondere ein Antriebszahnkranz oder Abtriebszahnkranz, vorgesehen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Scheibensatzes ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Lagereinrichtung des Scheibensatzes der Festscheibe zugeordnet ist, wobei eine zweite Lagereinrichtung des Scheibensatzes einem der Festscheibe abgewandten Wellenende zugeordnet ist. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine stabile Lagerung des Scheibensatzes ermöglicht. Die Abstände zwischen den Lagereinrichtungen in axialer Richtung sind vorteilhaft kleiner als bei herkömmlichen Scheibensätzen. Die Lagereinrichtungen sind zum Beispiel als Wälzlager ausgeführt.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch eine Festscheibe, eine Wegscheibe und/oder eine Welle für einen vorab beschriebenen Scheibensatz. Die genannten Teile sind separat handelbar.
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Die Erfindung betrifft gegebenenfalls auch ein stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem vorab beschriebenen Scheibensatz. Das stufenlos verstellbare Kegelscheibenumschlingungsgetriebe wird auch als CVT-Getriebe bezeichnet, wobei die Buchstaben CVT für die englischen Begriffe Continuously Variable Transmisson stehen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 einen Scheibensatz mit einer Welle, einer Festscheibe und einer Wegscheibe im Längsschnitt und
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2 den Scheibensatz aus 1 in einer Seitenansicht von links.
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In den 1 und 2 ist ein Scheibensatz 1 eines stufenlos verstellbaren Kegelscheibenumschlingungsgetriebes in zwei verschiedenen Ansichten dargestellt. Der Scheibensatz 1 umfasst eine Welle 4, die um eine Drehachse 5 drehbar ist. Bei der Welle 4 handelt es sich um eine Eingangswelle des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes.
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Eine auch als Festscheibe 6 bezeichnete Kegelscheibe ist drehfest und axial fest mit der Welle 4 verbunden. Der Begriff axial bezieht sich auf die Drehachse 5 der Welle 4. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse 5. Analog bedeutet radial quer zur Drehachse 5 der Welle 4.
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Die Festscheibe 6 weist eine Kegelfläche 7 auf, die eine kegelige Anlagefläche für ein (nicht dargestelltes) Umschlingungsmittel, wie eine Kette, darstellt. Über die Kegelfläche 7 wird ein stufenloses Verstellen einer Übersetzung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit dem Scheibensatz 1 ermöglicht.
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Zur Darstellung der drehfesten Verbindung zwischen der Welle 4 und der Festscheibe 6 dient eine unrunde Aufnahme 8, in der ein komplementär ausgeführtes Wellenende 9 formschlüssig aufgenommen ist. Zur Darstellung des Formschlusses sind an dem Wellenende 9 zwei Abflachungen 11, 12 ausgebildet.
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Das Wellenende 9 umfasst des Weiteren eine Dreheinführung 13 zum Einführen von Hydraulikmedium in die Welle 4. Radial außerhalb der Dreheinführung 13 umfasst die Welle 4 einen Zahnkranz 14, insbesondere einen Antriebszahnkranz 14.
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Der Antriebszahnkranz 14 dient zum Einleiten eines Drehmoments in die Festscheibe 6. Das in die Festscheibe 6 eingeleitete Drehmoment wird dann über die drehfeste Verbindung mit dem Wellenende 9 auf die Welle 4 übertragen.
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Je nach dem, welchen Scheibensatz man betrachtet, kann es sich bei dem Zahnkranz 14 auch um einen Abtriebszahnkranz handeln.
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In axialer Richtung zwischen dem Zahnkranz 14 und der Kegelfläche 7 der Festscheibe 6 ist eine Lagereinrichtung 15 angeordnet. Die Lagereinrichtung 15 ist als Wälzlager ausgeführt und mit Hilfe einer Sicherungsmutter 16 auf der Festscheibe 6 in axialer Richtung fixiert.
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Der Scheibensatz 1 umfasst des Weiteren eine Wegscheibe 20, die in axialer Richtung relativ zu der Festscheibe 6 auf der Welle 4 verschiebbar ist. Die axiale Verschiebbarkeit der Wegscheibe 20 wird durch einen ersten Schiebesitz 21 und durch einen zweiten Schiebesitz 22 ermöglicht.
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Der erste Schiebesitz 21 ist radial innerhalb der Festscheibe 6 zwischen einem der Wegscheibe 20 abgewandten Ende des Nabenkörpers 24 und der Welle 4 angeordnet. In axialer Richtung ist der erste Schiebesitz 21 überlappend zu der Festscheibe 6 angeordnet.
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Von der Wegscheibe 20 geht ein Nabenkörper 24 aus. Der Nabenkörper 24 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Kreiszylindermantels, der die Welle 4 umgibt. Der Nabenkörper 24 erstreckt sich von der Wegscheibe 20 in einen Ringraum 23 hinein, der in radialer Richtung zwischen der Welle 4 und der Festscheibe 6 vorgesehen ist.
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Der zweite Schiebesitz 22 ist zwischen der Wegscheibe 20 und der Welle 4 vorgesehen. Der Nabenkörper 24 der Wegscheibe 20 erstreckt sich in axialer Richtung zwischen den beiden Schiebesitzen 21, 22. Eine Schiebeführung 25 ist in radialer Richtung zwischen dem ersten Schiebesitz 21 und der Festscheibe 6 angeordnet. Die Schiebeführung 25 umfasst eine Schiebeverzahnung 26 zwischen dem Nabenkörper 24 und der Festscheibe 6.
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Die Wegscheibe 20 umfasst eine Kegelfläche 27, die der Kegelfläche 7 der Festscheibe 6 zugewandt ist. Die Wegscheibe 20 umfasst des Weiteren einen der Festscheibe 6 abgewandten Wegscheibenrücken 28. Der Wegscheibenrücken 28 begrenzt einen Druckraum 30, der zur Aufnahme von mit Druck beaufschlagtem Hydraulikmedium dient.
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Der Druckraum 30 ist in axialer Richtung zwischen dem Wegscheibenrücken 28 und einem Dichtungsträger 31 angeordnet. Dem Dichtungsträger 31 ist auf einer der Wegscheibe 20 abgewandten Seite eine Lagereinrichtung 33 zugeordnet. Die Lagereinrichtung 33 dient zur Lagerung der Welle 4.
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Die Lagereinrichtung 33 ist als Wälzlager ausgeführt und mit Hilfe einer Sicherungsmutter 34 fixiert. Die Sicherungsmutter 34 ist auf ein Wellenende 36 aufgeschraubt. Das Wellenende 36 umfasst ein zentrales Sackloch 37. Das zentrale Sackloch 37 dient vorteilhaft zur Gewichtsreduktion des Scheibensatzes 1.
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Die Welle 4 umfasst ein weiteres Sackloch 40, das sich von der Dreheinführung 13 in der Welle 4 bis radial innerhalb der Wegscheibe 20 erstreckt. Von dem Sackloch 40 gehen drei radiale Durchgangslöcher 41 bis 43 aus, die zum Beispiel als Durchgangsbohrungen ausgeführt sind. Die radialen Durchgangslöcher 41 und 43 münden in Ausnehmungen 45, 46. Die Ausnehmungen 45, 46 sind zum Beispiel als Fräsungen radial innen an der Wegscheibe 20 ausgeführt.
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Der Druckraum 30 an dem Wegscheibenrücken 28 steht über die Ausnehmungen 45, 46 und die radialen Durchgangslöcher 41 bis 43 mit dem Sackloch 40 in Verbindung. Somit kann den Druckraum 30 über die Dreheinführung 13 mit Druck beaufschlagtes Hydraulikmedium zugeführt werden.
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Durch die radiale Anordnung der Schiebeführung 25 und des ersten Schiebesitzes 21 innerhalb der Festscheibe 6 wird der axiale Bauraum des Scheibensatzes 1 deutlich reduziert. Da kein Wegscheibenhals im dargestellten Ausführungsbeispiel rechts von der Wegscheibe 20 notwendig ist, kann der Wegscheibenrücken 28 vorteilhaft schmiederoh ausgeführt werden. Das wird insbesondere dadurch ermöglicht, dass sehr geringe axiale Anteile des Wegscheibenrückens 28 einen nur wenig Einfluss auf eine unerwünschte Unwucht der Wegscheibe 20 haben.
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Durch die Reduktion des axialen Abstands zwischen den Lagereinrichtungen 15 und 33 kann der Scheibensatz 1 versteift werden, was wiederum einen positiven Effekt auf eine Kontaktstabilität des Umschlingungsmittels, insbesondere der Kette, hat. Darüber hinaus werden durch den geringen Lagerabstand die Biegemomente im Betrieb für die Welle 4 und die Scheiben 6, 20 reduziert. Das wirkt sich positiv auf die Spannungen im gesamten Scheibensatz 1 aus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scheibensatz
- 4
- Welle
- 5
- Drehachse
- 6
- Festscheibe
- 7
- Kegelfläche
- 8
- unrunde Aufnahme
- 9
- Wellenende
- 11
- Abflachung
- 12
- Abflachung
- 13
- Dreheinführung
- 14
- Antriebszahnkranz
- 15
- Lagereinrichtung
- 16
- Sicherungsmutter
- 20
- Wegscheibe
- 21
- erster Schiebesitz
- 22
- zweiter Schiebesitz
- 23
- Ringraum
- 24
- Nabenkörper
- 25
- Schiebeführung
- 26
- Schiebeverzahnung
- 27
- Kegelfläche
- 28
- Wegscheibenrücken
- 30
- Druckraum
- 31
- Dichtungsträger
- 33
- Lagereinrichtung
- 34
- Sicherungsmutter
- 36
- Wellenende
- 37
- Sackloch
- 40
- Sackloch
- 41
- radiales Durchgangsloch
- 42
- radiales Durchgangsloch
- 43
- radiales Durchgangsloch
- 45
- Ausnehmung
- 46
- Ausnehmung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009051250 A1 [0002]
- DE 102010035450 A1 [0002]
