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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur (Unterstützung der) Montage eines Variators
eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
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Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
sind bekannt, z. B. durch die EP-A 341 474 und die DE-A 198 57 710.
Der wichtigste Bestandteil dieser stufenlos regelbaren Getriebe
ist ein so genannter Variator, welcher aus zwei Kegelscheibenpaaren
und einem beide Paare getrieblich verbindenden Umschlingungsmittel,
einem Schubgliederband oder einer Laschenkette, besteht. Eine der
beiden Kegelscheiben ist fest auf einer Getriebewelle angeordnet,
während die
andere Kegelscheibe zur Veränderung
des Übersetzungsverhältnisses
axial auf der Getriebewelle verschiebbar ist. Die Anpressung der
beweglichen Kegelscheibe an das Umschlingungsmittel erfolgt über Stahlfedern,
welche auf der Rückseite
der beweglichen Kegelscheibe auf deren Umfang angeordnet und gegen
die Getriebewelle abgestützt
sind. Zur Veränderung
des axialen Abstandes der beiden Kegelscheiben gegen den Druck der
Federn ist eine Kolbenzylindereinheit mit einem abgedichteten Druckraum
vorgesehen, welcher mit einem Druckmedium befüllt oder entleert wird. Das
antreibende Kegelscheibenpaar wird als Primärsatz mit Primärscheibe
und Primärwelle,
das abtreibende als Sekundärsatz
mit Sekundärscheibe
und Sekundärwelle
bezeichnet. Bei der Regelung des Übersetzungsverhältnisses
erfolgt die Axialbewegung der Kegelscheiben bei beiden Paaren gegenläufig, d.
h. bei ab nehmendem Abstand der Primärscheiben nimmt der Abstand
der Sekundärscheiben
zu und umgekehrt.
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Die
Montage des Variators erfolgt in der Regel mit vormontierten Baueinheiten,
d. h. dem Primärsatz
mit Primärwelle,
dem Sekundärsatz
und dem Umschlingungsband in Form eines Schubgliederbandes oder
einer Laschenkette. Bei dem Getriebe gemäß der
EP 341 474 A1 ist der Sekundärsatz komplettiert
und enthält
im Druckraum angeordnete Schraubenfedern, welche auf Block gefahren
und durch Rastmittel in ihrer komprimierten Position verriegelt
sind. Das Federpaket ist somit auf minimale Baulänge vorgespannt, und die bewegliche
Kegelscheibe kann daher auf der Sekundärwelle ohne Kraftaufwendung
axial verschoben werden. Damit kann das Umschlingungsband bei maximaler
Spreizung beider Scheiben bis an die Sekundärwelle eingelegt und über die
Primärwelle
des Primärsatzes geschoben
werden. Nach Inbetriebnahme des fertig montierten Getriebes entriegelt
sich das Federpaket automatisch, und die erforderliche Federspannung zur
Anpressung der beweglichen Kegelscheibe ist hergestellt. Nachteilig
hierbei ist, dass für
die Verriegelung der komprimierten Federn Halte- und Rastmittel
erforderlich sind, welche nach der automatischen Entriegelung im
Getriebe verbleiben, da sie nicht entfernt werden können.
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Durch
die WO 98/25048 wurde ein Federpaket für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
bekannt, welches als Montageeinheit, bestehend aus Federaufnahmeringen
und entspannten Schraubenfedern, in das Kegelscheibenpaar eingesetzt
und zwischen beweglicher Kegelscheibe und Kolben eines Druckservos
verspannt wird. Hierbei ergibt sich das Montageproblem, dass die
Kegelscheiben bei der Einlegung des Umschlingungsbandes gegen die Kraft
der Federn ge spreizt werden müssen,
damit die notwendige Umschlingungslänge für die Primärwelle erhalten wird. Das Spreizen
der Kegelscheiben erfordert spezielle Vorrichtungen und zusätzliche
Arbeitsschritte bei der Montage.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Montageverfahren der
eingangs genannten Art zu vereinfachen, wobei auf Hilfsmittel weitestgehend verzichtet
werden soll.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist im Wesentlichen
vorgesehen, dass die Spreizung der Kegelscheiben, d. h. die Vergrößerung ihres
axialen Abstandes zueinander mittels Unterdruckbeaufschlagung durchgeführt wird.
Wie oben ausgeführt,
weist jeder Kegelscheibensatz einen Druckraum (Druckservo) auf,
welcher nach außen
abgedichtet ist und einen von außen zugänglichen Druckanschluss aufweist.
Indem man den Druckraum mit einer Unterdruckquelle verbindet, wird
auf die bewegliche Kegelscheibe entgegen der Kraft der im Druckraum
angeordneten Druckfedern eine Axialkraft ausgeübt, welche eine Vergrößerung des
axialen Abstandes zur Festscheibe zur Folge hat. Damit kann das
Umschlingungsband zwischen beide Scheiben auf minimalem Radius eingelegt
und über
die Primärwelle
geschoben werden. Mit dieser erfindungsgemäßen Spreizmethode kann auf
zusätzliche
Hilfsmittel weitestgehend verzichtet werden, es muss lediglich eine
Unterdruckverbindung mit dem Druckraum hergestellt werden, was durch
einen einfachen handelsüblichen Schnellverschluss
möglich
ist, der in die hohl ausgebildete Sekundärwelle gesteckt wird. Auch
auf im Getriebe verbleibende Rastmittel, die sich automatisch beim
Erstbetrieb entriegeln, kann verzichtet werden. Schließlich müssen am
Getriebe selbst bzw. seinen Teilen keine Veränderungen für die Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgenommen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auf jedes
handelsübliche
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit Druckservo anwendbar und
somit kostenneutral.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Unterdruckbeaufschlagung
zusätzlich
zur Dichtprüfung
des Druckraumes eingesetzt werden. Man legt einen vorgegebenen Unterdruck
an und vergleicht die Ist-Leckage mit einer Soll-Leckage, indem
man die Zeit für
das Absinken des Unterdruckes misst. Damit wird der Vorteil einer weiteren
Montagevereinfachung bzw. der einer zusätzlichen Qualitätskontrolle
erreicht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
wird anhand eines Ausführungsbeispieles
erläutert,
welches in der Zeichnung dargestellt ist. Die einzige Figur zeigt
einen unvollständig
dargestellten Variator 1 eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes
während der
Montage. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe sind aus dem eingangs
genannten Stand der Technik bekannt; sie werden u. a. als stufenlose
Getriebe für den
Antrieb von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Der in der Zeichnung dargestellte
Variator 1 weist einen Sekundärsatz 2 auf, der als
Baueinheit vormontiert ist, sowie einen unvollständig dargestellten Primärsatz 3, von
dem lediglich eine Primärwelle 3a und
eine mit ihr fest verbundene Kegelscheibe 3b, die so genannte
Festscheibe gezeigt sind. In analoger Weise weist der Sekundärsatz 2 eine
Sekundärwelle 2a und
eine fest mit ihr verbundene Kegelscheibe 2b (Festscheibe)
auf. Die Primärwelle 3a weist
ein Wellenende 3c und die Sekundärwelle 2a ein Wellenende 2c auf, welche
jeweils in einer Haltevorrichtung 4 für die Montage aufgenom men sind,
wobei beide Wellen 2a, 3a bereits den endgültigen Achsabstand
aufweisen. Auf der Sekundärwelle 2a ist
eine zweite, jedoch axial verschiebbare Kegelscheibe, die so genannte Stellscheibe 5 angeordnet,
welche mit einer auf der Sekundärwelle 2a festgelegten
Kolbenscheibe 6 einen Druckraum 7 bildet (so genannte
Druckservo). Die Stellscheibe 5 ist auf ihrer Rückseite
topfartig ausgebildet und weist einen zylindrischen Mantel 5a auf,
dessen Innenfläche über einen
Dichtring 8 gegenüber
der Kolbenscheibe 6 abgedichtet ist. Zwischen der Stellscheibe 5 und
der Kolbenscheibe 6 sind – auf den Umfang verteilt – Druckfedern 9 angeordnet,
die hier nur schematisch dargestellt sind. Die Druckfedern 9 stützen sich über die
Kolbenscheibe 6 auf der Sekundärwelle 2a ab und üben auf
die Stellscheibe 5 eine Axialkraft in Richtung der Festscheibe 2b aus.
Die Sekundärwelle 2a ist
bis in den Bereich der Kolbenscheibe 6 als Hohlwelle ausgebildet
und weist einen Druckmittelkanal 10 auf, welcher durch Querbohrungen 10a, 10b mit
dem Druckraum 7 in Fluidverbindung steht. Zwischen der
Festscheibe 2b und der Stellscheibe 5 ist ein
Umschlingungsband 11 angeordnet, welches üblicherweise
als Laschenkette oder Schubgliederband ausgebildet ist. Der zuvor
beschriebene Variator, insbesondere der Sekundärsatz 2 entspricht
dem Stand der Technik und ist somit grundsätzlich bekannt.
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Die
Montage des in der Zeichnung dargestellten Variators 1 erfolgt
wie nachfolgend beschrieben. Auf die Haltevorrichtung werden die
Primärwelle 3a mit
ihrem Wellenende 3c und der vormontierte Sekundärsatz 2 mit
dem Wellenende 2c aufgesteckt, sodass beide Wellen 2a, 3a achsparallel
in ihrem vorbestimmten Achsabstand gehalten sind. Der Druckraum 7 ist
zunächst
drucklos, d. h. die Druckfedern 9 drücken die Stellscheibe 5 gegen
das bereits eingelegte Um schlingungsband 11, welches in
der dargestellten Position einen relativ großen Übertragungsradius r einnimmt,
d. h. der Querschnitt 11a des Bandes 11 befindet
sich radial relativ weit außen.
In dieser Position kann das Umschlingungsband 11 nicht über die
Primärwelle 3a gelegt
werden, da es bei dem vorgegebenen Achsabstand zu kurz ist. Daher wird
die Stellscheibe 5 des Sekundärsatzes 2 gegen die
Kraft der Druckfedern 9 in Richtung des Pfeils A axial
verschoben, sodass der Querschnitt 11a des Umschlingungsbandes 11 in
Richtung des Pfeils R radial nach innen wandern kann. Damit wandert
auch der in der Zeichnung rechts gelegene Querschnitt 11b des
Umschlingungsbandes 11 in Richtung des Pfeils R nach rechts,
sodass die Schlaufe des Umschlingungsbandes 11 groß genug
ist, um über
die Primärwelle 3a gelegt
werden zu können.
Erfindungsgemäß erfolgt
die Ver stellung der Stellscheibe 5 (zu Montagezwecken)
durch Unterdruck, welcher von einer nicht dargestellten Unterdruckluftquelle
bereit gestellt wird, die an den Druckmittelkanal 10 in der
Primärwelle 2a angeschlossen
wird – was
nur durch Pfeile U für
die Unterdruckströmung
dargestellt, jedoch mit bekannten technischen Mitteln ohne Weiteres
möglich
ist. Zum Beispiel kann ein Unterdruckschlauch mit einem an den Druckmittelkanal 10 angepassten
Endstück
in die Sekundärwelle 2a eingesteckt
und dort für
die Montage vorübergehend
befestigt, z. B. eingeklemmt werden. Damit wird ein schnelles, sauberes
Spreizen der beiden Kegelscheiben 2b, 5 möglich, sodass
das Umschlingungsband 11 in Richtung der Pfeile R verlagert
werden kann.
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Nachdem
das Umschlingungsband 11 um die Primärwelle 3a gelegt worden
ist, kann die nicht dargestellte Stellscheibe des Primärsatzes 3 mit Druckservo
(analog dem Sekundärsatz 2)
montiert und auf der Primärwelle 2a befestigt
werden.
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Danach
ist der Variator 1 vollständig als eigene Baueinheit
montiert und kann nun in ein nicht dargestelltes Getriebegehäuse eingesetzt
werden.
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Der
Druckraum 7, der beim Betrieb des Getriebes mit einem Druckmittel,
z. B. Hydrauliköl
gefüllt ist,
wird über
die Gleitdichtung 8 gegenüber dem Mantel 5a abgedichtet.
Ebenso besteht zwischen der Stellscheibe 5 und der Sekundärwelle 2a im
Bereich des Gleitsitzes ein Spalt (nicht bezeichnet), der abgedichtet
werden muss. Erfindungsgemäß kann die Dichtheit
des Druckraumes 7 in diesem Stadium der Montage ebenfalls
durch Unterdruckbeaufschlagung überprüft, d. h.
einer Qualitätskontrolle
unterzogen werden. Dazu wird ein vorgegebener Unterdruck an den
Druckmittelkanal 10 angeschlossen und die gemessene Ist-Leckage,
ein Absinken des Unterdruckes durch Ansaugen von Umgebungsluft,
mit einer Soll-Leckage verglichen. Aus dem Vergleich ergibt sich,
ob der Druckraum 7 hinreichend abgedichtet ist. Eine analoge
Dichtprüfung
kann mit dem hier nicht dargestellten Druckraum (Druckservo) des
Primärsatzes 3 durchgeführt werden.
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- 1
- Variator
- 2
- Sekundärsatz
- 2a
- Sekundärwelle
- 2b
- Festscheibe
- 2c
- Wellenende
- 3
- Primärsatz
- 3a
- Primärwelle
- 3b
- Festscheibe
- 3c
- Wellenende
- 4
- Haltevorrichtung
- 5
- Stellscheibe
- 5a
- Mantel
- 6
- Kolbenscheibe
- 7
- Druckraum
- 8
- Dichtung
- 9
- Druckfeder
- 10
- Druckmittelkanal
- 10a
- Querbohrung
- 10b
- Querbohrung
- 11
- Umschlingungsband
- 11a
- Querschnitt
- 11b
- Querschnitt