DE19544644A1 - Drehmomentfühler sowie damit ausgestattetes Kegelscheibenumschlingungsgetriebe - Google Patents
Drehmomentfühler sowie damit ausgestattetes KegelscheibenumschlingungsgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Drehmomentfühler mit einem
Druckraum, der von einer Pumpe mit Druckmittel beaufschlag
bar ist, wobei über den Drehmomentfühler wenigstens ein Teil
des zwischen einem Antriebsteil und einem Abtriebsteil zu
übertragenden Drehmomentes übertragbar ist und weiterhin der
im Druckraum anstehende, die Drehmomentübertragungskapazität
des Fühlers bestimmende Druck mittels wenigstens zweier
relativ zueinander bewegbarer Teile eines mit dem Druckraum
in Verbindung stehenden Drosselventils erzeugbar ist. Die
Erfindung betrifft weiterhin den Einsatz eines derartigen
Drehmomentfühlers insbesondere in Verbindung mit einem
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe.
Derartige Drehmomentfühler bzw. Kegelscheibenumschlingungs
getriebe sind beispielsweise durch die DE-OS 40 36 683, DE-
OS 42 34 294, DE-OS 42 01 692, DE-PS 28 28 347 und DE-OS 35
38 884 bekannt geworden. Die bekannten Drehmomentfühler
dienen zur lastabhängigen bzw. drehmomentabhängigen Ver
spannung von Teilen einer Drehmomentübertragungseinrichtung.
Insbesondere dienen Drehmomentfühler der betroffenen Bauart
zur wenigstens lastabhängigen bzw. drehmomentabhängigen
kraftmäßigen Verspannung von aneinander gedrückten Reibpart
nern, und zwar derart, daß möglichst gerade die für die
Drehmomentübertragung erforderliche Anpreß- bzw. Verspann
kraft zwischen den Reibpartnern vorhanden ist. Eine Über
anpressung zwischen den in Reibeingriff stehenden Teilen
führt zu einem erhöhten Verschleiß, während eine zu geringe
Anpressung ein gegenseitiges Durchrutschen und damit
wiederum einen erhöhten Verschleiß der in Reibeingriff
stehenden Teile bewirkt.
Die durch den Stand der Technik bekannt gewordenen Drehmo
mentfühler sind praktisch als zumindest momentabhängig
gesteuertes Ventil ausgebildet. Die als Drossel dienenden
Bereiche sind abflußseitig dem Druckraum des Drehmomentfüh
lers nachgeschaltet. Der Druckraum wird von einer Pumpe
gespeist und bei Drehmomentstößen wird die Drosselstelle
zumindest teilweise verschlossen, wodurch eine entsprechende
Druckerhöhung im Druckraum des Drehmomentfühlers entsteht,
so daß auch in den mit diesem Druckraum in Verbindung
stehenden Stellgliedern, insbesondere Kolben-/Zylinder
einheiten, eine entsprechende Druckerhöhung erzeugt wird,
wodurch wiederum die über die Stellglieder aneinander
gedrückten Reibpartner ebenfalls entsprechend stärker
verspannt werden. Dadurch wird bei einem Kegelscheiben
umschlingungsgetriebe die durch die Kegelscheiben auf das
Umschlingungsmittel erzeugte Einspannkraft bei einer
Erhöhung des Drehmomentes bzw. bei Vorhandensein eines
Drehmomentstoßes ebenfalls entsprechend erhöht. Zur Ver
stellung des Drosselventils besitzen die durch den Stand der
Technik bekannt gewordenen Momentenfühler einander gegen
überstehende mit Anpreßkurven bzw. -bahnen versehene Schei
ben, vorzugsweise mit dazwischen eingelegten Wälzkörpern,
die durch den im Druckraum und von der diesen speisenden
Pumpe erzeugten Druck aufeinander zu verspannt werden. Bei
Drehmomentstößen, insbesondere von der Antriebsseite her,
erfolgt ein Spreizen der beiden Scheiben und ein axial
bewegliches Teil verringert bzw. verschließt entsprechend
den Drehmomentstößen den Abflußquerschnitt der Drossel
stelle. Über die mit den Anpreßkurven versehenen Scheiben
wird außerdem zumindest ein Teil des Antriebsmomentes mecha
nisch übertragen und entsprechend dem übertragenen Drehmo
ment das Drosselventil bzw. die Drosselstelle verschlossen
und der Anpreßdruck auf das Umschlingungsmittel, wie eine
Kette, eingestellt. Die Drosselstelle bzw. das Drosselventil
wird also - außer bei sehr starken Drehmomentstößen, durch
welche die Abflußöffnung ganz verschlossen werden kann -
stets durchströmt. Es muß also von der Pumpe neben der
Leistung für den Druck, der eine ausreichende Verspannung
der Anpreßkurven zur Drehmomentübertragung erzeugt, zusätz
lich eine Leistung entsprechend dem unter Druck durch die
Drosselstelle durchströmenden Medium aufgebracht werden, was
also eine permanente Verlustleistung bedeutet.
Durch den vorerwähnten Stand der Technik ist weiterhin
bekannt geworden, den Drehmomentfühler derart auszugestal
ten, daß dieser nicht nur einen drehmomentabhängigen bzw.
lastabhängigen Druck liefern kann, sondern einen Druck, der
auch übersetzungsabhängig ist. Dadurch soll die Verspannung
zwischen den Reibpartnern, also bei einem Kegelscheiben
umschlingungsgetriebe, die Pressung zwischen dem Umschlin
gungsmittel, wie Kette, und den mit diesem zusammenwirkenden
Kegelscheiben auf ein Minimum reduziert werden, insbesondere
im Teillastbereich, so daß die durch die Verspannung
zwischen den Reibpartnern verursachten Verluste auf ein
Minimum reduziert werden können. So kann z. B. durch bekannte
Drehmomentfühler in dem Betriebszustand eines Kegelscheiben
umschlingungsgetriebes, bei dem die Kette auf der Antriebs
seite radial innen steht, das bedeutet also, daß eine
Übersetzung ins Langsame stattfindet, der vom Drehmom
entfühler gelieferte Druck größer sein als bei einem
Betriebszustand, bei dem die Kette antriebsseitig außen
steht, das bedeutet, daß eine Übersetzung ins Schnelle
erfolgt, wobei dieser Vergleich bezogen ist auf ein bestimm
tes Drehmoment.
Die bisher bekannten Lösungen für eine zumindest in Ab
hängigkeit eines zweiten Betriebsparameters, wie insbesonde
re des Übersetzungszustandes eines Getriebes, erfolgende
Einstellung bzw. Steuerung des vom Drehmomentfühler gelie
ferten Druckes sind wegen den einzuhaltenden Toleranzen
verhältnismäßig aufwendig und teuer. Weiterhin sind z. B. bei
einer Lösung gemäß der DE-OS 42 01 692 zusätzliche Ventile
und Verbindungsleitungen erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde,
Drehmomentfühler der vorbeschriebenen Art sowie damit
ausgerüstete Getriebe, wie insbesondere Kegelscheiben
umschlingungsgetriebe, bezüglich des Aufbaues, der Kosten
und der Funktionsweise zu verbessern. Insbesondere soll der
vom Drehmomentfühler gelieferte und auf ein Stellglied ein
wirkende Druck in besonders einfacher Weise sowohl momenten
abhängig als auch in Abhängigkeit eines weiteren Parameters,
wie insbesondere dem Übersetzungsverhältnis des Getriebes,
modulierbar sein.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch gewährleistet, daß bei
einem Drehmomentfühler der eingangs beschriebenen Art
wenigstens ein zweiter Druckraum vorgesehen ist, der in
Abhängigkeit einer Änderung wenigstens eines Betriebs
parameters, z. B. über ein Ventil, mit dem ersten Druckraum
verbindbar und von diesem wieder trennbar ist. Dadurch kann
gewährleistet werden, daß bei bestimmten Werten des ent
sprechenden Betriebsparameters die mit Druck beaufschlagte
und eine axiale Kraft erzeugende Fläche des Drehmomentfüh
lers durch Verbinden der beiden Druckräume vergrößert bzw.
durch Trennen der beiden Druckräume verkleinert wird.
Dadurch kann der vom Drehmomentfühler gelieferte Stelldruck
verändert werden. So kann z. B. für ein definiertes am
Drehmomentfühler anstehendes Drehmoment der vom Drehmoment
fühler gelieferte Stelldruck bzw. das im ersten Druckraum
anstehende Druckniveau bei verbundenen Druckräumen kleiner
sein, und zwar aufgrund der dann vorhandenen größeren mit
Druck beaufschlagten Wirkfläche, als in einem Betriebs
zustand des Drehmomentfühlers, bei dem lediglich der erste
Druckraum von der den Drehmomentfühler versorgenden Pumpe
druckbeaufschlagt ist. In den Betriebszuständen, bei denen
lediglich der erste Druckraum wirksam ist, kann der zweite
Druckraum praktisch drucklos sein. Hierfür besitzt der
zweite Druckraum einen Abfluß bzw. eine Entlastungsöffnung.
Für die Funktion und den Aufbau des Drehmomentfühlers kann
es besonders vorteilhaft sein, wenn die die Druckräume
begrenzenden Kolben- und Zylinderteile über einen im Drehmo
mentfluß des Drehmomentfühlers angeordneten, wenigstens ein
Teil des zwischen Antriebs- und Abtriebsteil anstehenden
Drehmomentes übertragenden Rampenmechanismus relativ
zueinander axial verlagerbar sind.
Der erfindungsgemäße Drehmomentfühler kann in besonders
vorteilhafter Weise in Verbindung mit einem stufenlos
einstellbaren Kegelscheibenumschlingungsgetriebe Verwendung
finden, das zwischen einem Antriebsmotor und einem Abtrieb
einsetzbar ist, wobei das Getriebe ein antriebsseitiges und
ein abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar besitzt, von denen
wenigstens eines über ein druckmittelbeaufschlagtes Stell
glied, z. B. eine Kolben-/Zylindereinheit, zur Verspannung
eines Umschlingungsmittels, wie insbesondere einer Kette,
beaufschlagbar ist. Das Stellglied kann dabei in vorteilhaf
ter Weise mit einem von dem vom Drehmomentfühler gelieferten
Druck abhängigen Druck beaufschlagbar sein, und es können
weiterhin Mittel vorgesehen werden, welche in Abhängigkeit
einer Übersetzungsänderung des Getriebes die Verbindung
zwischen den beiden Druckräumen herstellen oder eine
derartige Verbindung unterbrechen. Besonders vorteilhaft
kann es dabei sein, wenn zumindest über einen Teilbereich
des Übersetzungsbereiches des Getriebes ins Langsame nur der
erste Druckraum druckbeaufschlagbar ist. Auch kann es
zweckmäßig sein, wenn zumindest über einen Teilbereich des
Übersetzungsbereiches des Getriebes ins Schnelle beide Räume
miteinander verbindbar sind bzw. druckbeaufschlagt werden.
Die Verbindung bzw. die Trennung zwischen den beiden Räumen
kann in vorteilhafter Weise bei einem Übersetzungsverhältnis
des Getriebes in der Größenordnung von 1 : 1 stattfinden. Die
Umschaltung von einem auf zwei Druckräume und umgekehrt kann
über eine zumindest geringe Bandbreite der Änderung des
entsprechenden Parameters stattfinden. Bei Verwendung von
Ventilen, die durch in Abhängigkeit einer Übersetzungs
änderung bewegte Teile verstellbar sind, kann die Verbindung
bzw. Trennung der Räume nicht schlagartig erfolgen, sondern
eine derartige Zustandsänderung erfolgt z. B. bei einem
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe innerhalb der Bandbreite
einer zumindest geringen Übersetzungsänderung.
Für die Funktion und für den Aufbau eines Kegelscheiben
umschlingungsgetriebes kann es besonders vorteilhaft sein,
wenn die axial verlagerbare Kegelscheibe einer der Kegel
scheibenpaare dem Drehmomentfühler axial benachbart bzw.
koaxial mit diesem angeordnet ist, wobei dann in Abhängig
keit einer axialen Verlagerung dieser Kegelscheibe die
beiden Druckräume miteinander verbindbar und voneinander
trennbar sein können. Besonders zweckmäßig kann es sein,
wenn der Drehmomentfühler und das entsprechende Kegel
scheibenpaar auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn zumindest die dem
Drehmomentfühler benachbarte, axial verlagerbare Kegel
scheibe von wenigstens einem Stellglied, wie z. B. einer
Zylinder-/Kolbeneinheit axial beaufschlagbar ist, dessen
Druckkammer mit einem vom Drehmomentfühler abhängigen
Druckniveau beaufschlagbar ist, wobei zumindest in Ab
hängigkeit einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses des
Getriebes die Druckkammer mit dem zweiten Druckraum verbind
bar oder von diesem trennbar ist. Besonders vorteilhaft kann
es dabei sein, wenn das Stellglied der Kegelscheibe stets
mit dem ersten Druckraum verbunden ist, wohingegen der
zweite Druckraum übersetzungsabhängig mit dem ersten
Druckraum und dem wenigstens einen Stellglied verbindbar
ist. Die Anordnung der Drossel- bzw. Ventilstellen und der
Verbindungskanäle kann dabei in vorteilhafter Weise derart
vorgenommen sein, daß der zweite Druckraum über die Druck
kammer des Stellgliedes mit dem ersten Druckraum verbunden
wird und umgekehrt.
Eine besonders vorteilhafte und kostengünstige Ausgestaltung
eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes kann dadurch
erzielt werden, daß eine axial verlagerbare Kegelscheibe auf
einer Welle zentriert ist, wobei im Bereich der Zentrierung
bzw. der Zentrierflächen zwischen der Kegelscheibe und der
Welle wenigstens ein Ventil bildende Abschnitte oder Anfor
mungen vorgesehen sind, welche mit Verbindungskanälen
zusammenwirken und über die die Verbindung zwischen den
beiden Druckräumen steuerbar ist. Die axial bewegliche
Kegelscheibe ist also selbst Teil eines Ventils, über das
der zweite Druckraum mit der Druckkammer eines Stellgliedes
verbindbar ist.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Kegelschei
benumschlingungsgetriebes kann also über den Axialweg einer
beweglichen Kegelscheibe der zweite Druckraum des Drehmo
mentfühlers entweder mit einem drucklosen Abflußkanal oder
dem ersten Druckraum verbunden werden. Im Bereich einer
Übersetzung ins Langsame (underdrive) wirkt somit - z. B. bis
zu einem Übersetzungsverhältnis in der Größenordnung von
1 : 1 - die durch den Rampenmechanismus des Drehmomentfühlers
erzeugte Axialkraft lediglich auf die vom ersten Druckraum
gebildete axiale Beaufschlagungsfläche, wodurch der Drehmom
entfühler einen höheren Druck bezogen auf ein gleiches
Eingangsmoment erzeugt als bei einer Übersetzungsstellung
des Getriebes ins Schnelle (overdrive), bei der die axial
beaufschlagbaren Flächen beider Druckräume parallel geschal
tet sind, wodurch die durch Beaufschlagung der beiden
Druckräume erzeugten Axialkräfte sich addieren.
Der erfindungsgemäße Drehmomentfühler kann in besonders
vorteilhafter Weise in Verbindung mit Kegelscheibenumschlin
gungsgetrieben Verwendung finden, bei denen beide einem
gemeinsamen Umschlingungsmitte 1 zugeordneten Kegelscheiben
paare über jeweils wenigstens ein Stellglied axial aufein
ander zu beaufschlagbar sind, wobei dann die beiden Stell
glieder von dem vom Drehmomentfühler erzeugte Druck beauf
schlagbar sind. Gegebenenfalls kann dieser Fühlerdruck für
wenigstens ein Kegelscheibenpaar bzw. ein Stellglied noch
moduliert, d. h. im Niveau verändert werden. Derartige
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe sind durch den eingangs
erwähnten Stand der Technik, insbesondere durch die DE-OS 42
01 692, DE-OS 40 36 683 und DE-OS 42 34 294 bekannt gewor
den. Weiterhin kann es für die Erfindung besonders zweckmä
ßig sein, wenn wenigstens eines der Kegelscheibenpaare
zumindest ein zweites Stellglied aufweist, das zur Überset
zungsänderung dient und nicht von dem vom Drehmomentfühler
bereitgestellten Druck beaufschlagbar ist. Bei einer
derartigen Ausgestaltung besitzt also zumindest ein Kegel
scheibenpaar ein Stellglied mit einer Druckkammer, in der
ein vom anstehenden Drehmoment und dem Übersetzungsverhält
nis abhängiges Druckniveau herrscht, sowie ein Stellglied,
dessen Druckkammer lediglich derart druckbeaufschlagt wird,
daß sich das gewünschte bzw. erforderliche Übersetzungs
verhältnis einstellt. In vorteilhafter Weise können beide
Kegelscheibenpaare ein derartiges zur Übersetzungsein
stellung des Getriebes dienendes Stellglied aufweisen, wobei
die Kammern der beiden Stellglieder unter Zwischenschaltung
eines Ventils, wie z. B. eines Vierkantschiebers, von einer
Pumpe beaufschlagbar sind. Hierfür kann eine spezielle
Pumpe, also eine von der den Drehmomentfühler speisenden
Pumpe unterschiedliche Pumpe vorgesehen werden. Es kann
jedoch auch eine einzige Pumpe Anwendung finden, die zwei
Druckausgänge aufweist, wobei an diesen Ausgängen ein
unterschiedliches Druckniveau vorhanden sein kann oder aber
es kann der einzigen Pumpe ein Druckregulierungsventil nach
geschaltet sein, das das Druckniveau für den Drehmomentfüh
lerdruckmittelkreislauf und für den für die Übersetzungs
änderung erforderlichen Druckmittelkreislauf entsprechend
steuert bzw. einreguliert.
Für die Funktion des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes
bzw. des Drehmomentfühlers kann es besonders vorteilhaft
sein, wenn für den während einer Verbindung oder einer
Trennung der beiden Druckräume auftretenden Übergangsbereich
ein Ausgleichsventil vorgesehen ist. Dieses Ausgleichsventil
soll gewährleisten, daß am Umschaltpunkt bzw. im Umschalt
bereich der Drehmomentfühler funktionsfähig bleibt. Hierfür
ist es nämlich erforderlich, daß bevor die beiden Druckräume
miteinander verbunden sind, der zweite Druckraum abflußsei
tig zumindest annähernd verschlossen ist, um einen unzuläs
sigen Druckabfall im Drehmomentfühler zu verhindern. Während
des Umschaltvorganges können auch Zustände auftreten, bei
denen der zweite Druckraum abflußseitig zwar schon ver
schlossen ist, die Verbindung zwischen den beiden Druck
räumen jedoch noch nicht hergestellt ist, so daß dann ein
Pumpen, also eine axiale Verlagerung zwischen den Kolben-
und Zylinderbauteilen des Drehmomentfühlers bei fehlendem
Ausgleichsventil praktisch nicht möglich wäre, und zwar,
weil der zweite Druckraum vollständig abgedichtet wäre und
das darin vorgesehene Druckmittel bzw. Öl inkompressibel
ist. Um die Funktion des Drehmomentfühlers während eines Um
schaltvorganges zwischen den Druckräumen zu gewährleisten,
ist das Ausgleichsventil vorgesehen, welches vorzugsweise
als Rückschlagventil ausgebildet sein kann, das eine Ver
bindung zwischen den beiden Druckräumen herstellen kann.
Eine derartige Verbindung bzw. das Öffnen des Rückschlagven
tils erfolgt, wenn während der Umschaltphase das Druckniveau
im zweiten Raum des Drehmomentfühlers um einen bestimmten
Betrag größer ist als das Druckniveau im ersten Raum. Die
Druckdifferenz, bei dem das Ausgleichsventil anspricht, kann
dabei in der Größenordnung zwischen 0,25 und 2 bar liegen,
vorzugsweise in der Größenordnung zwischen 0,3 und 0,7 bar,
wobei ein Wert von 0,5 bar sich als vorteilhaft erwiesen
hat.
Eine besonders einfache und kostengünstige Bauweise kann
dadurch gewährleistet werden, daß die beiden Druckräume
durch eine den beiden Räumen gemeinsame Dichtung voneinander
getrennt sind und diese Dichtung in Verbindung mit einer mit
ihr zusammenwirkenden Dichtfläche als Volumenausgleichs
ventil zwischen den beiden Druckräumen wirkt. Die Dichtung
kann dabei in vorteilhafter Weise von einem axial festen
Bauteil getragen sein, und zwar in einer radial nach außen
hin offenen Nut dieses Bauteiles aufgenommen sein. In vor
teilhafter Weise können hierfür Lippen- bzw. Zungendichtun
gen Verwendung finden, die praktisch nur in einer Richtung
absperren.
In vorteilhafter Weise kann die Zuleitung an Druckmittel
zumindest zum zweiten Druckraum des Drehmomentfühlers über
die zumindest drehmomentabhängig beaufschlagbare Druckkammer
des Stellgliedes eines Scheibenpaares erfolgen.
Für die Funktion und den Aufbau des Drehmomentfühlers kann
es vorteilhaft sein, wenn die Verbindung und Trennung
zwischen den beiden Druckräumen über ein exzentrisch
gegenüber der Rotationsachse des Drehmomentfühlers angeord
netes Umschaltventil erfolgen kann. Das Umschaltventil kann
dabei von dem axial verlagerbaren oder axial festen Teil des
Stellgliedes, wie z. B. dem Zylinder- oder Kolbenteil,
getragen sein. In vorteilhafter Weise kann der Schieber des
Umschaltventils über die axial verlagerbare Kegelscheibe
betätigbar sein. Weiterhin kann ein vorteilhafter Aufbau des
Drehmomentfühlers dadurch gewährleistet werden, daß dieser
ein gegenüber der Rotationsachse exzentrisch angeordnetes
Drosselventil zur Bestimmung wenigstens des im ersten
Druckraum anstehenden Druckniveaus besitzt.
In vorteilhafter Weise kann das Kegelscheibenumschlingungs
getriebe derart ausgebildet sein, daß jedem Kegelscheiben
paar jeweils ein Stellglied, wie eine Kolben-/Zylinder
einheit, zugeordnet ist, wobei beide Stellglieder mit einem
von dem vom Drehmomentfühler erzeugten Druck abhängigen
Druck beaufschlagbar sind. Besonders vorteilhaft kann es
sein, wenn im ersten Druckraum, im zweiten Druckraum und in
den über den Drehmomentfühler druckbeaufschlagten Stell
gliedern zumindest annähernd das dem jeweiligen Betriebs
zustand entsprechende Druckniveau vorhanden ist. Das
bedeutet also, daß in den einzelnen Druckräumen sowie
Druckkammern praktisch der gleiche Druck vorhanden ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein stufenlos einstellbares
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe zur Verwendung zwischen
einem Antriebsmotor und einem Abtrieb, welches ein an
triebsseitiges sowie ein abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar
aufweist und dessen Drehmomentübertragungskapazität mittels
wenigstens eines im Drehmomentfluß angeordneten und zu
mindest ein Teil des Drehmoments übertragenden hydromecha
nischen Drehmomentfühlers veränderbar ist, welcher den von
wenigstens einer Pumpe gelieferten Druck zumindest in
Abhängigkeit des zu übertragenden Drehmomentes moduliert,
wobei wenigstens eines der Kegelscheibenpaare über ein
druckmittelbeaufschlagtes Stellglied, wie eine Kolben-
/Zylindereinheit, zur Verspannung des Umschlingungsmittels
beaufschlagbar ist, dieses Stellglied mit einem von dem vom
hydromechanischen Drehmomentfühler eingestellten Druck
abhängigen Druck beaufschlagbar ist und für eine überset
zungsabhängige Druckanpassung der Fühler wenigstens zwei von
der Pumpe druckbeaufschlagbare Druckräume aufweist, die
durch axial zueinander verlagerbare Bauteile gebildet und
wirkungsmäßig parallel geschaltet sind, wobei Mittel, die in
Abhängigkeit der eingestellten Übersetzung bzw. einer
Übersetzungsänderung des Getriebes die Druckräume mitein
ander verbinden oder voneinander trennen, vorgesehen sind.
Diese Mittel können beispielsweise durch wenigstens ein
Ventil gebildet sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung
kann der Drehmomentfühler mehr als zwei Druckräume auf
weisen, wobei diese Druckräume in Abhängigkeit eines
Betriebsparameters, wie insbesondere des Übersetzungs
verhältnisses eines Getriebes, wahlweise miteinander
verbindbar oder voneinander trennbar sind. Dabei können alle
Druckräume miteinander verbindbar sein und bezüglich der
aufgebrachten resultierenden Kraft parallel arbeiten. Die
Anordnung der Druckräume und der zwischen diesen vorgesehe
nen Verbindungsmittel, wie insbesondere Ventile, kann jedoch
auch derart vorgenommen werden, daß von der Mehrzahl von
Druckräumen nur ganz bestimmte Räume miteinander verbindbar
und voneinander trennbar sind, so daß also eine beliebige
Kombination bezüglich der Wirkung zwischen den verschiedenen
Druckräumen in Abhängigkeit des entsprechenden Parameters
erfolgen kann.
Ein gemäß der Erfindung ausgestalteter Drehmomentfühler kann
auch in Verbindung mit anderen Getrieben Verwendung finden.
So kann ein derartiger Drehmomentfühler auch verwendet
werden in Verbindung mit Kugelscheibengetrieben mit zuein
ander parallelen Reibscheiben, deren Drehachsen zueinander
versetzt sind und zwischen denen in einem Käfig geführte
Kugeln zur Übersetzungsverstellung verschiebbar sind, oder
Reibscheibengetriebe mit aufeinander abrollenden Reib
scheiben, deren Drehachsen zueinander winkelig versetzt, wie
z. B. rechtwinklig angeordnet sein können. Der erfindungs
gemäße Drehmomentfühler kann also ganz allgemein bei
Reibgetrieben Verwendung finden. Weiterhin kann der erfin
dungsgemäße Drehmomentfühler in Verbindung mit Reibungs
kupplungen eingesetzt werden, wobei das über die Reibungs
kupplung übertragbare Moment mittels des Drehmomentfühlers
zumindest in manchen Betriebsbereichen steuerbar ist.
Anhand der Fig. 1 bis 3 sei die Erfindung näher erläu
tert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein teilweise dargestelltes
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einem
erfindungsgemäßen Drehmomentfühler,
Fig. 1a eine im vergrößerten Maßstab dargestellte Teilan
sicht der Fig. 1 und
die Fig. 2 und 3 weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten eines erfin
dungsgemäßen Drehmomentfühlers.
Die in den Fig. 1 und 1a teilweise dargestellte Ausfüh
rungsvariante eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes
besitzt ein antriebsseitiges auf der Antriebswelle A
drehfest angeordnetes Scheibenpaar 1 und ein auf der
Abtriebswelle B drehfest angeordnetes Scheibenpaar 2. Jedes
Scheibenpaar hat ein axial bewegbares Scheibenteil 1a und 2a
und je ein axial festes Scheibenteil 1b und 2b. Zwischen den
beiden Scheibenpaaren ist zur Drehmomentübertragung ein
Umschlingungsmittel in Form einer Kette 3 vorgesehen.
In der oberen Hälfte der jeweiligen Darstellung des ent
sprechenden Scheibenpaares 1, 2 ist jeweils die relative
axiale Stellung zwischen den entsprechenden Scheibenteilen
1a, 1b bzw. 2a, 2b gezeigt, die der größten Übersetzung des
Getriebes ins Langsame entspricht (underdrive), wohingegen
in der unteren Hälfte dieser Darstellungen diejenige
Relativposition zwischen den entsprechend zugeordneten
Scheibenteilen 1a, 1b bzw. 2a, 2b gezeigt ist, die der größten
Übersetzung ins Schnelle (overdrive) entspricht, dargestellt
ist.
Das Scheibenpaar 1 ist über ein Stellglied 4, das als
Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet ist, axial verspannbar.
Das Kegelscheibenpaar 2 ist in ähnlicher Weise über ein
Stellglied 5, das ebenfalls als Kolben-/Zylindereinheit
ausgebildet ist, axial gegen die Kette 3 verspannbar. In dem
Druckraum 6 der Kolben-/Zylindereinheit 5 ist ein durch eine
Schraubenfeder gebildeter Kraftspeicher 7 vorgesehen, der
das axial bewegbare Scheibenteil 2a in Richtung des axial
festen Scheibenteils 2b drängt. Wenn sich die Kette 3
abtriebsseitig im radial inneren Bereich des Scheibenpaares
2 befindet, ist die von dem Kraftspeicher 7 aufgebrachte
Verspannkraft größer als wenn sich die Kette 3 im größeren
Durchmesserbereich des Scheibenpaares 2 befindet. Das
bedeutet also, daß mit zunehmender Übersetzung des Getriebes
ins Schnelle die von dem Kraftspeicher 7 aufgebrachte
Vorspannkraft zunimmt. Die Schraubenfeder 7 stützt sich
einerseits unmittelbar am axial bewegbaren Scheibenteil 2a
und andererseits an einem den Druckraum 6 begrenzenden
topfförmigen und mit der Abtriebswelle B starr verbundenen
Bauteil 8 ab.
Wirkungsmäßig parallel geschaltet zu den Kolben-/Zylin
dereinheiten 4, 5 ist jeweils eine weitere Kolben-/Zylin
dereinheit 10, 11 vorgesehen, die zur Übersetzungsänderung
des Getriebes dienen. Die Druckkammern 12, 13 der Kolben-
/Zylindereinheiten 10, 11 können wechselweise entsprechend
dem geforderten Übersetzungsverhältnis mit Druckmittel
befüllt oder entleert werden. Hierfür können die Druckkam
mern 12, 13 entsprechend den Erfordernissen entweder mit
einer Druckmittelquelle, wie einer Pumpe, verbunden werden
oder aber mit einer Ablaßleitung. Bei einer Übersetzungs
änderung wird also eine der Druckkammern 12, 13 mit Druck
mittel befüllt, also deren Volumen vergrößert, wohingegen
die andere Druckkammer 13, 12 zumindest teilweise entleert,
also deren Volumen verkleinert wird. Diese wechselseitige
Druckbeaufschlagung bzw. Entleerung der Druckkammern 12, 13
kann mittels eines entsprechenden Ventils erfolgen. Be
züglich der Ausgestaltung und der Funktionsweise eines
derartigen Ventils wird insbesondere auf den bereits
erwähnten Stand der Technik verwiesen. So ist z. B. bei der
DE-OS 40 36 683 hierfür ein als Vierkantschieber ausgebilde
tes Ventil 36 in Fig. 2 vorgesehen, das mit einer als Pumpe
ausgebildeten Druckmittelquelle 14 versorgt wird.
Zur Erzeugung eines zumindest momentabhängigen Druckes ist
ein Drehmomentfühler 14 vorgesehen, der auf einem hydrome
chanischen Prinzip basiert. Der Drehmomentfühler 14 über
trägt das über ein Antriebszahnrad oder Antriebsritzel 15
eingeleitete Drehmoment auf das Kegelscheibenpaar 1. Das
Antriebszahnrad 15 ist über ein Wälzlager 16 auf der
Antriebswelle A gelagert und ist über einen Formschluß bzw.
eine Verzahnung 17 drehfest mit der sich auch axial am
Antriebszahnrad 15 abstützenden Kurvenscheibe 18 des
Drehmomentfühlers 14 verbunden. Der Momentenfühler 14
besitzt die axial feststehende Kurvenscheibe 18 und eine
axial verlagerbare Kurvenscheibe 19, die jeweils Auflaufram
pen besitzen, zwischen denen Spreizkörper in Form von Kugeln
20 vorgesehen sind. Die Kurvenscheibe 19 ist auf der
Antriebswelle A axial verlagerbar, jedoch gegenüber dieser
drehfest. Hierfür weist die Kurvenscheibe 19 einen axial von
den Kugeln 20 weg weisenden radial äußeren Bereich 19a auf,
der eine Verzahnung 19b trägt, die mit einer Gegenverzahnung
21a eines mit der Antriebswelle A sowohl axial als auch in
Umfangsrichtung fest verbundenen Bauteils 21 zusammenwirkt.
Die Verzahnung 19b und Gegenverzahnung 21a sind dabei in
bezug aufeinander derart ausgebildet, daß eine axiale
Verlagerung zwischen den Bauteilen 19 und 21 möglich ist.
Die Bauteile des Drehmomentfühlers 14 begrenzen zwei
Druckräume 22, 23. Der Druckraum 22 ist durch ein mit der
Antriebswelle A starr verbundenes ringförmiges Bauteil 24
sowie durch von der Kurvenscheibe 19 gebildete bzw. getrage
ne Bereiche bzw. Bauteile 25, 26 begrenzt. Der ringförmige
Druckraum 23 ist praktisch radial außerhalb des ringförmigen
Druckraumes 22, jedoch axial gegenüber letzterem versetzt
angeordnet. Begrenzt wird der zweite Druckraum 23 ebenfalls
durch das ringförmige Bauteil 24 sowie durch das mit
letzterem fest verbundenen hülsenartigen Bauteil 21 und
weiterhin durch das mit der Kurvenscheibe 19 fest verbundene
ringförmige Bauteil 25, das axial verlagerbar ist und
kolbenähnlich wirkt.
Die den Drehmomentfühler 14 und das Kegelscheibenpaar 1
tragende Eingangswelle A ist drehmomentfühlerseitig über ein
Nadellager 27 und auf der dem Momentenfühler 14 abgewandten
Seite des Kegelscheibenpaares 1 über ein die axialen Kräfte
aufnehmendes Kugellager 28 und ein für die radialen Kräfte
vorgesehenes Rollenlager 29 in einem Gehäuse 30 gelagert.
Die das Abtriebsscheibenpaar 2 aufnehmende Abtriebswelle B
ist an ihrem den Stellgliedern 5 und 11 benachbarten Ende
über ein Zweifachkegelrollenlager 31, das sowohl Radial
kräfte als auch die in beiden Axialrichtungen auftretenden
Axialkräfte abfängt, und auf der den Stellgliedern 5,11
abgekehrten Seite des Scheibenpaares 2 über ein Rollenlager
32 im Gehäuse 30 gelagert. Die Abtriebswelle B trägt an
ihrem den Stellgliedern 5, 11 abgewandten Ende ein Kegelzahn
rad 33, das z. B. mit einem Differential in Wirkverbindung
steht.
Zur Erzeugung des über den Drehmomentfühler 14 zumindest
momentabhängig modulierten Druckes, der für die Verspannung
des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes erforderlich ist,
ist eine Pumpe 34 vorgesehen, die über einen in der An
triebswelle A eingebrachten zentralen Kanal 35, der in
wenigstens einen radialen Kanal 36 mündet, mit dem Druckraum
22 des Drehmomentfühlers 14 in Verbindung steht. Die Pumpe
34 ist weiterhin über eine Verbindungsleitung 37 mit der
Druckkammer 6 der Kolben-/Zylindereinheit 5 am zweiten
Scheibenpaar 2 verbunden. Die Verbindungsleitung 37 mündet
in einen in der Abtriebswelle B vorgesehenen zentralen Kanal
38, der wiederum über wenigstens einen radial verlaufenden
Kanal 39 mit der Druckkammer 6 verbunden ist.
Der Druckraum 22 des Drehmomentfühlers 14 ist über den
gegenüber dem Schnitt gemäß Fig. 1 in Umfangsrichtung
versetzten und daher strichliert dargestellten Kanal 40 mit
der Druckkammer 9 der Kolben-/Zylindereinheit 4 verbunden.
Der Kanal 40 ist in das mit der Welle A starr verbundene
ringförmige Bauteil 24 eingebracht. Über den Kanal 40 ist
also stets eine Verbindung zwischen dem ersten Druckraum 22
und der Druckkammer 9 vorhanden. In der Antriebswelle A ist
weiterhin wenigstens ein Abflußkanal 41 vorgesehen, der mit
dem Druckraum 22 in Verbindung steht bzw. in Verbindung
bringbar ist und dessen Abflußquerschnitt in Abhängigkeit
zumindest des übertragenen Drehmomentes veränderbar ist. Der
Abflußkanal 41 mündet in eine zentrale Bohrung 42 der Welle
A, die wiederum mit einer Leitung verbunden sein kann, über
die das aus dem Drehmomentfühler 14 abfließende Öl, z. B. zur
Schmierung von Bauteilen, an die entsprechende Stelle
geleitet werden kann. Die axial bewegbaren Rampen - bzw.
Kurvenscheibe 19, welche axial verschiebbar auf der An
triebswelle A gelagert ist, bildet mit dem inneren Bereich
26a einen mit dem Abflußkanal 41 zusammenwirkenden Schließ
bereich, der in Abhängigkeit zumindest des anstehenden
Drehmomentes den Abflußkanal 41 mehr oder weniger ver
schließen kann. Der Schließbereich 26a bildet also in Ver
bindung mit dem Abflußkanal 41 ein Ventil bzw. eine Drossel
stelle. Zumindest in Abhängigkeit des zwischen den beiden
Scheiben 18, 19 anstehenden Drehmoments wird über die als
Steuerkolben wirksame Scheibe 19 die Abflußöffnung bzw. der
Abflußkanal 41 entsprechend geöffnet oder geschlossen,
wodurch ein wenigstens dem anstehenden Moment entspre
chender, durch die Pumpe 34 aufgebrachter Druck zumindest in
dem Druckraum 22 erzeugt wird. Da der Druckraum 22 mit der
Druckkammer 9 und über die Kanäle bzw. Leitungen 35, 36, 37, 38
und 39 auch mit der Druckkammer 6 in Verbindung steht, wird
auch in diesen Kammern 9, 6 ein entsprechender Druck erzeugt.
Aufgrund der Parallelschaltung der Kolben-/Zylindereinheiten
4, 5 mit den Kolben-/Zylindereinheiten 10, 11 werden die durch
den vom Drehmomentfühler 14 gelieferten Druck auf die axial
verlagerbaren Scheiben 1a, 2a erzeugten Kräfte hinzuaddiert
zu den Kräften, welche auf diese Scheiben 1a, 2a einwirken
infolge des in den Kammern 12, 13 vorhandenen Druckes für die
Einstellung der Übersetzung des Getriebes.
Die Versorgung mit Druckmittel der Druckkammer 12 erfolgt
über einen in der Welle A vorgesehenen Kanal 43, der über
eine radiale Bohrung 44 mit einer in die Welle A eingebrach
ten Ringnut 45 in Verbindung steht. Von der Ringnut 45 geht
wenigstens ein in das ringförmige Bauteil 24 eingebrachter
Kanal 46 aus, der eine Verbindung herstellt mit dem in das
hülsenförmige Bauteil 21 eingebrachten radialen Durchlaß 47,
der in die Druckkammer 12 mündet. In ähnlicher Weise wird
auch die Druckkammer 13 mit Öl versorgt, und zwar über den
um den Kanal 38 gelegten Kanal 48, der über radial ver
laufende Verbindungskanäle 49 mit der Druckkammer 13
kommuniziert. Die Kanäle 43 und 48 werden von einer gemein
samen Druckquelle unter Zwischenschaltung wenigstens eines
Ventils 50 über Verbindungsleitungen 51, 52 versorgt. Die mit
dem Ventil 50 bzw. dem Ventilsystem 50 in Verbindung
stehende Druckquelle 53 kann durch eine separate Pumpe
gebildet sein oder aber auch durch die bereits vorhandene
Pumpe 34, wobei dann ein entsprechendes Volumen- bzw.
Druckverteilungssystem 54, das mehrere Ventile umfassen
kann, erforderlich ist. Diese Alternativlösung ist strich
liert dargestellt.
Der bei Druckbeaufschlagung wirkungsmäßig parallel mit dem
Druckraum 22 geschaltete Druckraum 23 ist in der in der
oberen Hälfte der Darstellung des Kegelscheibenpaares 1
gezeigten relativen Lage der einzelnen Bauteile von einer
Druckmittelversorgung getrennt, und zwar, weil die mit dem
Druckraum 23 in Verbindung stehenden Kanäle bzw. Bohrungen
55, 56, 57, 58, 59, 60 nicht mit einer Druckmittelquelle, wie
insbesondere der Pumpe 34, in Verbindung stehen. Aufgrund
der Position der axial verlagerbaren Scheibe 1a ist die
radiale Bohrung 60 voll geöffnet, so daß der Raum 23
druckmäßig voll entlastet ist. Die infolge des zu über
tragenden Drehmomentes vom Drehmomentfühler auf die Nocken
bzw. Kurvenscheibe 19 ausgeübte Axialkraft wird lediglich
über das sich im Druckraum 22 aufbauende Druckölpolster
abgefangen. Dabei ist der im Druckraum 22 anstehende Druck
um so höher je größer das zu übertragende Drehmoment ist.
Dieser Druck wird, wie bereits erwähnt, über die als
Drosselventil wirksamen Bereiche 26a und Abflußbohrung 41
gesteuert.
Bei einer Übersetzungsänderung ins Schnelle wird die
Kegelscheibe 1a nach rechts in Richtung der Kegelscheibe 1b
verlagert. Dies bewirkt am Kegelscheibenpaar 2, daß die
Kegelscheibe 2a sich von der axial festen Kegelscheibe 2b
axial entfernt. Wie bereits erwähnt, sind in den oberen
Hälften der Darstellungen der Kegelscheibenpaare 1, 2 die
Relativstellungen zwischen den Scheiben 1a, 1b und 2a, 2b
dargestellt, welche der Extremposition für eine Übersetzung
ins Langsame entspricht, wohingegen in den unteren Hälften
dieser Darstellungen die Relativpositionen zwischen den
entsprechenden Scheiben 1a, 1b und 2a, 2b gezeigt sind, die
der anderen Extremstellung der Scheiben 1a, 1b und 2a, 2b
relativ zueinander für eine Übersetzung ins Schnelle
entsprechen.
Um von dem in den oberen Hälften der Darstellungen der
Kegelscheibenpaare 1, 2 gezeigten Übersetzungsverhältnis
überzugehen in das in den entsprechenden unteren Hälften
gezeigte Übersetzungsverhältnis wird durch entsprechende
Steuerung des Ventils 50 die Druckkammer 12 entsprechend
befüllt und die Druckkammer 13 entsprechend entleert bzw. im
Volumen verringert.
Die axial verlagerbaren Kegelscheiben 1a, 2a sind mit der
ihnen zugeordneten Welle A bzw. B jeweils über eine Ver
bindung 61, 62 mittels Verzahnungen drehfest gekoppelt. Die
durch eine Innenverzahnung an den Scheiben 1a, 2a und eine
Außenverzahnung an den Wellen A und B gebildeten drehfesten
Verbindungen 61, 62 ermöglichen eine axiale Verlagerung der
Scheiben 1a, 2a auf der entsprechenden Welle A, B.
Die in der oberen Hälfte der Darstellung des antreibenden
Scheibenpaares 1 strichpunktiert dargestellte Stellung der
axial verlagerbaren Scheibe 1a und der Kette 3 entspricht
der höchstmöglichen Übersetzung des Getriebes ins Schnelle.
Der strichpunktiert dargestellten Position der Kette 3 des
Scheibensatzes 1 ist die voll ausgezogene Darstellung der
Kette 3 des Scheibensatzes 2 zugeordnet.
Die in der unteren Hälfte der Darstellung des getriebenen
Scheibensatzes 2 strichpunktiert dargestellte Position der
axial verlagerbaren Kegelscheibe 2a und der Kette 3 ent
spricht der größtmöglichen Übersetzung des Getriebes ins
Langsame. Dieser Position der Kette 3 ist die in der oberen
Hälfte der Darstellung des ersten Scheibensatzes 1 voll
ausgezogen dargestellte Position der Kette zugeordnet.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die
Scheiben 1a, 2a radial innen Zentrierbereiche 63, 64 bzw.
65, 66, über die sie unmittelbar auf der entsprechenden Welle
A bzw. B aufgenommen bzw. zentriert sind. Die praktisch
spiel frei auf der Mantelfläche der Welle A aufgenommenen
Führungsbereiche 63, 64 der axial verlagerbaren Scheibe 1a
bilden in Verbindung mit den Kanälen 59, 60 Ventile, wobei
die Scheibe 1a in bezug auf die Kanäle 59, 60 praktisch als
Ventilschieber dient. Bei einer Verlagerung der Scheibe 1a
aus der in der oberen Hälfte der Darstellung des Scheiben
satzes 1 gezeigten Position nach rechts, wird nach einer
bestimmten Wegstrecke der Kanal 60 mit zunehmendem Axialweg
der Scheibe 1a durch den Führungsbereich 64 allmählich ver
schlossen. Das bedeutet also, daß der Führungsbereich 64
radial über dem Kanal 60 zu liegen kommt. In dieser Lage ist
auch der Kanal 59 radial nach außen hin durch die Kegel
scheibe 1a verschlossen, und zwar durch den Führungsbereich
63. Bei Fortsetzung der axialen Verlagerung der Scheibe 1a
in Richtung der Scheibe 1b bleibt der Kanal 60 verschlossen,
wohingegen die Scheibe 1a bzw. deren Steuer- bzw. Führungs
bereich 63 den Kanal 59 allmählich öffnet. Dadurch wird über
den Kanal 59 eine Verbindung zwischen der Druckkammer 9 der
Zylinder-/Kolbeneinheit 4 und dem Kanal 58 hergestellt,
wodurch wiederum über die Kanäle 57, 56 und 55 eine Ver
bindung zum Druckraum 23 hergestellt wird. Da der Kanal 60
praktisch geschlossen ist und nun eine Verbindung zwischen
der Druckkammer 9 und den beiden Druckräumen 22 und 23
vorhanden ist, stellt sich in den beiden Druckräumen 22, 23
und in der Druckkammer 9 und somit auch in der über den
Kanal 35 und die Leitungen 37,38 mit diesen wirkungsmäßig
verbundenen Kammer 6 - abgesehen von den im Übertragungsweg
eventuell vorhandenen geringen Verlusten - praktisch der
gleiche Druck ein. Durch die übersetzungsabhängige Ver
bindung zwischen den beiden Druckräumen 22 und 23 ist die
axial wirksame Fläche des im Drehmomentfühler 14 vorhandenen
Druckmittelpolsters vergrößert worden, und zwar, weil die
axial wirksamen Flächen der beiden Druckräume 22, 23 wir
kungsmäßig sich addieren. Diese Vergrößerung der axial
wirksamen Abstützfläche bewirkt, daß bezogen auf ein
gleiches Drehmoment der vom Drehmomentfühler aufgebaute
Druck praktisch proportional zur Flächenzunahme verringert
ist, was wiederum bedeutet, daß auch in den Druckkammern 9
und 6 ein entsprechend reduzierter Druck anliegt. Es kann
also mittels des erfindungsgemäßen Drehmomentfühlers 14 auch
eine der drehmomentabhängigen Modulierung des Druckes
überlagerte übersetzungsabhängige Modulierung des Druckes
erzeugt werden. Der dargestellte Drehmomentfühler 14
ermöglicht praktisch eine zweistufige Modulierung des
Druckes bzw. des Druckniveaus.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden
Kanäle 59, 60 in bezug zueinander und zu den mit diesen
zusammenwirkenden Bereichen 63, 64 der Scheibe 1a derart
angeordnet bzw. ausgebildet, daß die Umschaltung von dem
einen Druckraum 22 auf beide Druckräume 22 und 23 und
umgekehrt bei einem Übersetzungsverhältnis von ca. 1 : 1 des
Kegelscheibenumschlingungsgetriebes erfolgt. Wie bereits
angedeutet, kann jedoch eine derartige Umschaltung aufgrund
der konstruktiven Ausführung nicht schlagartig erfolgen, so
daß es einen Übergangsbereich gibt, bei dem der Abflußkanal
60 zwar bereits geschlossen ist, der Verbindungskanal 59
jedoch noch keine Verbindung mit der Druckkammer 9 aufweist.
Um in diesem Übergangsbereich die Funktion des Getriebes
bzw. des Drehmomentfühlers 14 zu gewährleisten, wofür eine
axiale Verlagerungsmöglichkeit der Kurvenscheibe 19 sicher
stellt sein muß, sind Ausgleichsmittel vorgesehen, die eine
Volumenänderung des Druckraumes 23 ermöglichen, so daß der
Drehmomentfühler 14 pumpen kann, was bedeutet, daß die
Zylinderbauteile und die Kolbenbauteile des Drehmomentfüh
lers 14 axial zueinander sich bewegen können. Bei dem darge
stellten Ausführungsbeispiel sind diese Ausgleichsmittel
durch eine Zungen- bzw. Lippendichtung 67 gebildet, die in
einer radialen Nut des ringförmigen Bauteils 24 aufgenommen
ist und mit der inneren Zylinderfläche des Bauteils 25 zu
sammenwirkt, um die beiden Druckräume 22, 23 in bezug
aufeinander abzudichten. Der Dichtungsring 67 ist dabei
derart ausgebildet und angeordnet, daß dieser nur in einer
axialen Richtung absperrt bzw. einen Druckausgleich zwischen
den beiden Kammern 22 und 23 verhindert, wohingegen in die
andere axiale Richtung zumindest bei Vorhandensein eines
positiven Differenzdruckes zwischen dem Druckraum 23 und dem
Druckraum 22 ein Druckausgleich bzw. eine Durchströmung des
Dichtringes 67 möglich ist. Der Dichtungsring 67 wirkt also
ähnlich wie ein Rückschlagventil, wobei eine Strömung von
dem Druckraum 22 in den Druckraum 23 verhindert wird, jedoch
ein Durchströmen der durch den Dichtungsring 67 gebildeten
Dichtungsstelle bei einem gewissen Überdruck im Druckraum 23
gegenüber dem Druckraum 22 möglich ist. Bei einer Bewegung
der Kurvenscheibe 19 nach rechts kann also Druckflüssigkeit
vom verschlossenen Druckraum 23 in den Druckraum 22 fließen.
Bei einer darauffolgenden Bewegung der Kurvenscheibe 19
nach links kann im Druckraum 23 zwar ein Unterdruck ent
stehen und sich gegebenenfalls gar Luftbläschen innerhalb
des Öls bilden. Dies ist jedoch für die Funktion des
Drehmomentfühlers bzw. des Kegelscheibenumschlingungs
getriebes nicht schädlich.
Anstatt der rückschlagventilähnlich wirkenden Dichtung 67
könnte auch ein zwischen den beiden Druckräumen 22, 23
wirksames Rückschlagventil vorgesehen werden, das in dem
ringförmigen Bauteil 24 installiert wäre. Es könnte dann
eine in beide axiale Richtungen wirksame Abdichtung 67
Verwendung finden. Weiterhin könnte ein derartiges Rück
schlagventil auch derart angeordnet werden, daß dieses
zwischen den beiden Kanälen 35 und 58 wirksam ist. Das
Rückschlagventil muß dabei derart angeordnet sein, daß ein
Volumenstrom von dem Druckraum 23 in Richtung des Druck
raumes 22 möglich ist, in umgekehrter Richtung das Rück
schlagventil jedoch sperrt.
Aus der vorausgegangenen Funktionsbeschreibung geht hervor,
daß praktisch über den gesamten Teilbereich des Überset
zungsbereiches, in dem das Getriebe ins Langsame übersetzt
(underdrive), die durch die an den Scheiben 18, 19 vorgesehe
nen Kugelrampen erzeugte Axialkraft lediglich durch die vom
Druckraum 22 gebildete, axial wirksame Fläche abgestützt
wird, wohingegen praktisch über den gesamten Teilbereich des
Übersetzungsbereiches, in dem das Getriebe ins Schnelle
übersetzt (overdrive), die durch die Kugelrampen auf die
Scheibe 19 erzeugte Axialkraft durch beide axial wirksame
Flächen der Druckräume 22, 23 abgefangen wird. Somit ist,
bezogen auf ein gleiches Eingangsmoment, bei einer Über
setzung des Getriebes ins Langsame der vom Drehmomentfühler
erzeugte Druck höher als derjenige, der vom Drehmomentfühler
14 erzeugt wird bei einer Übersetzung des Getriebes ins
Schnelle. Wie bereits erwähnt, ist das dargestellte Getriebe
derart ausgelegt, daß der Umschaltpunkt, der eine Verbindung
oder eine Trennung zwischen den beiden Druckräumen 22, 23
bewirkt, im Bereich einer Getriebeübersetzung von ca. 1 : 1
liegt. Durch entsprechende Anordnung und Ausgestaltung der
Kanäle 59, 60 und der mit diesen zusammenwirkenden Bereiche
63, 64 der Kegelscheibe 1a kann jedoch der Umschaltpunkt bzw.
der Umschaltbereich innerhalb des Gesamtübersetzungsberei
ches des Kegelscheibengetriebes entsprechend verlagert
werden.
Die Verbindung bzw. Trennung zwischen den beiden Druckräumen
22, 23 kann auch über ein hierfür vorgesehenes spezielles
Ventil erfolgen, das im Bereich eines die beiden Druckräume
22, 23 verbindenden Kanals angeordnet sein kann, wobei dieses
Ventil darüber hinaus nicht unmittelbar über die Scheibe 1a
oder 2a betätigbar sein muß, sondern z. B. von einer äußeren
Energiequelle betätigbar sein kann. Hierfür kann z. B. ein
elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbares
Ventil Verwendung finden, das in Abhängigkeit des Über
setzungsverhältnisses bzw. einer Übersetzungsänderung des
Getriebes schaltbar sein kann. Es kann z. B. ein sogenanntes
3/2-Ventil Verwendung finden, das eine Verbindung oder
Trennung zwischen den beiden Druckräumen 22, 23 bewirkt. Es
können jedoch auch Druckventile Verwendung finden. Ein
entsprechendes Ventil könnte im Bereich einer die beiden
Kanäle 35 und 58 verbindenden Leitung vorgesehen werden,
wobei dann die beiden Kanäle 59 und 60 verschlossen bzw.
nicht vorhanden sind. Das entsprechende Ventil ist derart
geschaltet bzw. angeschlossen, daß bei getrennten Druck
räumen 22, 23 der Druckraum 23 über das Ventil druckentlastet
ist. Hierfür kann das Ventil mit einer in den Ölsumpf
zurückführenden Leitung verbunden sein.
Bei Verwendung eines von außen steuerbaren Ventils kann
dieses auch noch in Abhängigkeit anderer Parameter betätig
bar sein. So kann dieses Ventil beispielsweise auch in Ab
hängigkeit von im Antrieb auftretenden Drehmomentstößen
betätigbar sein. Dadurch kann beispielsweise ein Durch
rutschen der Kette zumindest bei bestimmten Betriebszustän
den bzw. Übersetzungsbereichen des Kegelscheibengetriebes
vermieden bzw. wenigstens reduziert werden.
Bei der in Fig. 1 bzw. 1a dargestellten Konstruktion ist
der Drehmomentfühler 14 antriebsseitig und der axial
verlagerbaren Kegelscheibe 1a benachbart angeordnet. Der
Drehmomentfühler 14 kann jedoch im Drehmomentfluß an einer
beliebigen Stelle vorgesehen und entsprechend adaptiert
werden. So kann ein Drehmomentfühler 14, wie an sich
bekannt, auch abtriebsseitig, z. B. auf der Abtriebswelle B,
vorgesehen werden. Ein derartiger Drehmomentfühler kann dann
- in ähnlicher Weise wie der Drehmomentfühler 14 - der axial
verlagerbaren Kegelscheibe 2a benachbart sein. Auch können,
wie an sich auch bekannt, mehrere Drehmomentfühler Ver
wendung finden. So kann z. B. sowohl antriebsseitig als auch
abtriebsseitig ein entsprechender Drehmomentfühler angeord
net werden.
Auch kann der erfindungsgemäße Drehmomentfühler 14 mit
wenigstens zwei Druckräumen 22, 23 mit anderen an sich
bekannten Maßnahmen zur drehmomentabhängigen und/oder
übersetzungsabhängigen Druckmodulierung kombiniert werden.
So könnten beispielsweise die Wälzkörper 20, ähnlich wie
dies in der DE-OS 42 34 294 beschrieben ist, in Abhängigkeit
einer Übersetzungsänderung in radialer Richtung entlang der
mit diesen zusammenwirkenden Abwälzrampen bzw. Abwälzbahnen
verlagerbar sein.
Bei der beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist die
Druckkammer 6 mit dem Drehmomentfühler 14 verbunden. Es kann
jedoch auch die äußere Druckkammer 13 mit dem vom Drehmom
entfühler 14 gelieferten Druck beaufschlagt werden, wobei
dann die innere Druckkammer 6 zur Übersetzungsänderung
dient. Hierfür ist es lediglich erforderlich, die Anschlüsse
der beiden Leitungen 52 und 37 am zweiten Scheibensatz 2
alternieren bzw. gegenseitig auszutauschen.
Bei der Ausführungsform des Drehmomentfühlers 14 gemäß Fig.
1 sind die diesen bildenden Teile weitgehend aus Blech
hergestellt. So können insbesondere die Kurvenscheiben 18
und 19 als Blechformteil, z. B. durch Prägen, hergestellt
werden.
In Fig. 2 ist ein Kegelscheibenpaar 101 dargestellt, das
vorzugsweise das antriebsseitige Scheibenpaar eines Kegel
scheibenumschlingungsgetriebes bildet. Der Drehmomentfühler
114 ist der axial festen Kegelscheibe 101b benachbart. Der
Drehmomentfühler 114 besitzt wiederum zwei Kurven- bzw.
Rampenscheiben 118, 119, zwischen denen Spreizkörper in Form
von kugelförmigen Abwälzkörpern 120 vorgesehen sind. Die
axial feststehenden Auflauframpen sind unmittelbar an der
Kegelscheibe 101b angeformt, so daß diese gleichzeitig die
Kurvenscheibe 118 bildet. Die axial feststehenden Auflauf
rampen können jedoch auch durch ein eigenes Bauteil gebildet
sein, welches sich axial an der Kegelscheibe 101b abstützt
und mit dieser drehfest ist. Das zu übertragende Drehmoment
wird über das Antriebszahnrad 115 in den Drehmomentfühler
114 eingeleitet. Das Antriebszahnrad 115 wird von einem
durch einen Motor angetriebenes Zahnrad 115a angetrieben.
Das Zahnrad 115 ist über ein Kugellager 116 auf der Welle A
gelagert. Die Welle A ist in einem Gehäuse 130 über Lager
127 und 128 verdrehbar gelagert. Die sich an der axial
festen Kegelscheibe 101b axial abstützende Kurvenscheibe 119
ist mit dem Antriebszahnrad 115 über eine Verzahnungsver
bindung 140 drehfest, jedoch mit einer axialen Verlagerungs
möglichkeit verbunden. Bei dem dargestellten Ausführungsbei
spiel ist die Verzahnungsverbindung 140 durch eine keilwel
lenartige Verbindung bzw. kerbverzahnungsähnliche Verbindung
gebildet. Die Verzahnungsverbindung 140 umfaßt eine vom
Antriebszahnrad 115 getragene Außenverzahnung, welche mit
einer an der Kurvenscheibe 119 vorgesehenen Innenverzahnung
in Eingriff steht. Der Drehmomentfühler 114 besitzt wiederum
wenigstens zwei Druckräume 122, 123, die übersetzungsabhängig
miteinander verbindbar und voneinander trennbar sind und die
bezüglich ihrer Wirkungsweise mit den im Zusammenhang mit
Fig. 1 beschriebenen Druckräumen 22, 23 zu vergleichen sind.
Die Druckräume 122 und 123 sind von einem mit der An
triebswelle A fest verbundenen ringartigen Bauteil 124 sowie
von Bereichen der Kurvenscheibe 119 gebildet.
Ähnlich wie dies in Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben
wurde, wird auch der Drehmomentfühler 114 von einer Pumpe
mit unter Druck stehendem Öl versorgt. Hierfür besitzt die
Welle A einen zentralen Kanal 135, der über einen radialen
Kanal 136 mit dem Druckraum 122 verbunden ist. Von dem
zentralen Kanal 135 geht ein weiterer radialer Kanal 140A
aus, der mit der Druckkammer 109 der Kolben-/Zylindereinheit
104 in Verbindung steht. Über die Kanäle 135, 136 und 140A
sind also der Druckraum 122 und die Druckkammer 109 un
mittelbar miteinander verbunden, so daß in der Druckkammer
109 stets der gleiche Druck vorhanden ist wie in dem
Druckraum 122. Parallel zu der Kolben-/Zylindereinheit 104
ist eine Kolben-/Zylindereinheit 110 geschaltet, welche eine
Druckkammer 112 begrenzt. Die Funktion und Wirkungsweise der
Kolben-/Zylindereinheiten 104 und 110 entsprechen den im
Zusammenhang mit Fig. 1 in Verbindung mit den Kolben-
/Zylindereinheiten 4 und 10 beschriebenen.
Die axial verlagerbare Rampen- bzw. Kurvenscheibe 119 bildet
mit einem inneren Bereich 126a in Verbindung mit einem
Abflußkanal 141 eine Drosselstelle, die in Abhängigkeit des
zu übertragenden Drehmomentes mehr oder weniger geschlossen
oder geöffnet wird. Dadurch stellt der Drehmomentfühler 114
einen die Drehmomentübertragung sicherstellenden Druck ein.
Die Verbindung zwischen den beiden Druckräumen 122 und 123
erfolgt in ähnlicher Weise, wie dies im Zusammenhang mit den
Druckräumen 22 und 23 gemäß Fig. 1 beschrieben wurde. Es
sind wiederum Kanäle bzw. Bohrungen 155, 156, 157, 158, 159 und
160 vorgesehen, die axial oder radial verlaufen und in
Abhängigkeit der eingestellten Übersetzung die beiden
Druckräume 122, 123 entweder voneinander getrennt halten oder
miteinander verbinden, und zwar in ähnlicher Weise, wie dies
im Zusammenhang mit den Druckräumen 22, 23 gemäß Fig. 1
beschrieben wurde. Die axial verlagerbare Kegelscheibe 101a
bildet also wiederum in Verbindung mit den Kanälen 159, 160
ein Ventil, wobei bezüglich der Ventilfunktion die Scheibe
101a den Schieber bildet. Der Übergangsbereich bzw. der
Umschaltpunkt ist wiederum durch die relative Anordnung der
Kanäle 160, 159 untereinander sowie in bezug auf die durch
die Scheibe 101 getragenen bzw. gebildeten Steuerkanten bzw.
-bereiche 163, 164 definiert. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 2 wird der zweite Druckraum 123 durch eine Ver
bindung mit der Druckkammer 109 wirkungsmäßig parallel
geschaltet zu dem Druckraum 122.
In Fig. 2 ist ein Rückschlagventil 168 vorgesehen, welches
im Übergangsbereich die Ausgleichsfunktion der Dichtung 67
gemäß Fig. 1 übernimmt. Das Rückschlagventil 168 gewähr
leistet, daß im Übergangsbereich bzw. während der Umschalt
phase von einem Druckraum 122 auf beide Druckräume 122, 123
und umgekehrt ein Druckausgleich bzw. eine Durchströmung vom
Kanal 158 in Richtung des Kanales 135 ermöglicht ist. Es
wird also über das Rückschlagventil 168 eine Strömung vom
Druckraum 122 in Richtung des Druckraumes 123 verhindert,
wohingegen bei einem gewissen Überdruck im Druckraum 123
gegenüber dem Druckraum 122 eine Durchströmung in Richtung
des Druckraumes 122 möglich ist. Das Kegelscheibenpaar 101
ist über die Kette 103, ähnlich wie dies in Verbindung mit
Fig. 1 beschrieben wurde, mit einem weiteren Kegelscheiben
paar verbunden.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind der Fühler 114
und die bewegliche Kegelscheibe 101a axial räumlich getrennt
und über eine hydraulische Verbindung 135 miteinander
wirkungsmäßig gekoppelt.
In Fig. 3 ist lediglich die axial verlagerbare Kegelscheibe
201a eines Kegelscheibenpaares dargestellt, wobei in der
oberen und unteren Hälfte der Fig. 3 die beiden axialen
Extremstellungen der Kegelscheibe 201a dargestellt sind.
Die axial verlagerbare Kegelscheibe 201a ist mit der
Antriebswelle A, z. B. über eine Keilwellenverzahnung 261,
drehfest, jedoch axial verlagerbar verbunden. Der Drehmo
mentfühler 214 ist ähnlich wie in Fig. 1 axial zwischen
einem Antriebszahnrad 215 und der verlagerbaren Kegelscheibe
201a angeordnet. Das Antriebszahnrad 215 ist über einen
Formschluß bzw. eine Verzahnung 217 drehfest mit der axial
verlagerbaren Kurvenscheibe 219 des Drehmomentfühlers 214
verbunden, und zwar ähnlich, wie dies im Zusammenhang mit
Fig. 2 beschrieben wurde. Die axial feste Kurvenscheibe 218
stützt sich axial an dem inneren fest auf der Welle A
aufgenommenen Lagerring 216a ab. Über das Kugellager 216 ist
das Antriebszahnrad 215 auf der Welle A gelagert.
Zwischen einem fest bzw. starr auf der Welle A vorgesehenen
ringförmigen Bauteil 224 und der Kegelscheibe 201a ist eine
mit dem vom Drehmomentfühler 214 eingestellten Druck beauf
schlagbare Kammer 209 sowie eine zur Übersetzungseinstellung
bestimmte Kammer 212 gebildet. Im Gegensatz zu einer Ausfüh
rungsform gemäß Fig. 1 oder 2 ist bei Fig. 3 die über den
Drehmomentfühler 214 druckbeaufschlagbare Kammer 209 radial
außerhalb der Kammer 212 zur Übersetzungsänderung angeordnet
bzw. die Kammer 209 befindet sich auf einem größeren
Durchmesserbereich als die Kammer 212.
Die Bauteile des Drehmomentfühlers 214 begrenzen wiederum
zwei Druckräume 222, 223, wobei der Druckraum 222 bei
Übertragung eines Drehmomentes stets unter Druck steht. Der
Druckraum 222 ist begrenzt durch die mit der Welle A
drehfest verbundenen ringförmigen Bauteile 218, 224 und dem
axial zwischen diesen angeordneten, auf der Welle A ver
drehbar gelagerten ringförmigen Bauteil 225, welches
gleichzeitig die axial verlagerbare Kurvenscheibe 219
bildet. Die Bauteile 218, 224 und 225 haben axial sich
erstreckende Bereiche, die ineinander geschachtelt sind, um
die Druckräume 222, 223 zu bilden. Zwischen den axial
ineinander geschachtelten, in bezug aufeinander axial
verlagerbaren Bereichen der Bauteile 218, 224 und des
Bauteils 225 sind Dichtungsringe vorgesehen.
Der Druckraum 222 ist in zwei Teilräume 222a, 222b, die über
eine Verbindungsbohrung 225 a miteinander verbunden sind,
gebildet. Der Teildruckraum 222b ist axial zwischen dem
ringartigen Bauteil 225 bzw. der axial verlagerbaren
Kurvenscheibe 219 und der Kurvenscheibe 218 gebildet,
wohingegen der Teildruckraum 222a axial zwischen dem
ringartigen Bauteil 224 und der axial verlagerbaren Kurven
scheibe 219 angeordnet ist. Die Teilräume 222a und 222b sind
also axial beidseits der Kurvenscheibe 219 vorgesehen.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besitzt der Teildruckraum
222a eine größere radiale Wirkfläche als der Teildruckraum
222b, so daß aufgrund der Flächendifferenz eine axiale
Verlagerkraft auf die Kurvenscheibe 219 ausgeübt werden
kann. Diese Axialkraft verspannt die Kugeln 220 axial
zwischen den Kurvenscheiben 218, 219. Das zumindest in Ab
hängigkeit des anstehenden Drehmomentes den Druck wenigstens
im Druckraum 222 bestimmende Drosselventil 270 ist durch
einen mit der Welle A bzw. mit dem Bauteil 224 axial fest
verbundenen Vorsprung bzw. Stift 271, der in eine in der
axial verlagerbaren Kurvenscheibe 219 vorgesehene Bohrung
272 eintaucht, gebildet. Die Bohrung 272 mündet in den Teil
druckraum 222b. Von der axialen Bohrung 272 geht eine
radiale Bohrung bzw. ein Abflußkanal 273 aus. In Abhängig
keit des anstehenden Drehmomentes wird der Abflußkanal 273
durch den Stift 271 mehr oder weniger verschlossen, wobei
die Querschnittsverringerung des Abflusses um so größer
wird, je größer das anstehende Drehmoment ist. Es bildet
sich also im Druckraum 222 ein Ölpolster, welches die zur
Drehmomentübertragung erforderliche Axialkraft auf die
Kurvenscheibe 219 ausübt. Der im Druckraum 222 anstehende
Druck wird über zumindest einen Verbindungskanal 240 an das
in der Druckkammer 209 vorhandene Druckmedium, wie Öl,
übertragen.
Der in die Bohrung 272 eintauchende Stift 271 ist an seinem
freiliegenden Endbereich bzw. an seinem dem ringförmigen
Bauteil 224 zugewandten Endbereich derart gehaltert und
positioniert, daß in axialer Richtung eine spielfreie
Halterung, in radialer Richtung jedoch eine gewisse Ver
lagerungsmöglichkeit des Stiftes gewährleistet ist. Durch
die radiale begrenzte Verlagerungsmöglichkeit kann sich der
Stift 271 bei der Montage einwandfrei auf die Bohrung 272
einzentrieren, so daß ein Verkanten nicht auftritt. Zur
axialen Festlegung wird der am entsprechenden Endbereich
angeformte radiale Bereich bzw. Kopf 271a mittels eines
Kraftspeichers in Form einer Tellerfeder 274 axial gegen
eine Schulter 275 verspannt. Diese Verspannung gewährleistet
auch eine radiale Halterung, wobei jedoch entgegen der
Einspannungskraft sich der Stift 271 zumindest geringfügig in
radialer Richtung verlagern kann. Zur übersetzungsabhängigen
Verbindung und Trennung der beiden Druckräume 222 und 223
ist zumindest ein exzentrisch liegendes Umschaltventil 276
vorgesehen. Das Ventil 276 besitzt ein Gehäuseteil 277 sowie
einen darin aufgenommenen axial verlagerbaren Schieber 278.
Der Schieber 278 ist mit der axial verlagerbaren Kegel
scheibe 201a fest verbunden, wohingegen das Gehäuseteil 277
von dem auf der Welle A fest angeordneten ringförmigen
Bauteil 224 getragen wird. Bei der in Fig. 3 in der oberen
Hälfte dargestellten Position der Kegelscheibe 201a, welche
einer Übersetzung ins Langsame entspricht, ist der Druckraum
223 druckentlastet, und zwar über den Kanal 255 und den
Kanal 260, die über das Ventil 276 miteinander verbunden
sind. Hierfür hat das Ventil 276 eine Verbindung 256 mit dem
Kanal 255 und 257 mit dem Kanal 260.
Bei einer Verlagerung der Kegelscheibe 201a nach rechts in
Richtung der in der unteren Hälfte der Fig. 3 gezeigten
Position verschließt nach einem bestimmten Weg der Steuerbe
reich 278a des Schiebers 278 zunächst die Verbindungsöffnung
256. Bei Fortsetzung der Verschiebung der Scheibe 201a nach
rechts wird die Verbindungsöffnung 256 allmählich wieder
geöffnet, wobei jedoch die Abflußöffnung 257 durch den
Steuerbereich 278a von der Verbindungsöffnung 256 getrennt
ist, so daß dann kein Öl über die Bohrung 260 abfließen
kann. Durch das Wiederöffnen der Verbindung 256 wird die
Druckkammer 209 mit dem Druckraum 223 verbunden, und zwar
über den von der Druckkammer 209 ausgehenden Kanal 258, der
in das Ventil 276 mündet, die Ventilöffnung 256 und den
Kanal 255. Es wird also dann auch der Druckraum 223 mit dem
im Druckraum 222 vorhandenen Druck beaufschlagt. Bei der
Ausgestaltung gemäß Fig. 3 ist der Füllraum 222 direkt mit
der die Druckkammer 209 bildenden Zylinder-/Kolbeneinheit
204 verbunden, und zwar über den Kanal 240. Die Beauf
schlagung des Druckraumes 223 erfolgt also unter Zwischen
schaltung der Druckkammer 209. Die Zuleitung zu der Zylin
der-/Kolbeneinheit 204 erfolgt über den Fühler 214 bzw.
durch diesen Fühler 214.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind
Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung wei
tergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor,
noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeich
nungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die
weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches
durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie
sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selb
ständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der
rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch
selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der
vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung auf
weisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Ausführungsbeispiele
der Beschreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der
Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen
möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kom
binationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kom
bination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den
in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie
den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthal
tenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten
erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem
neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Ver
fahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-,
Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.
Claims (24)
1. Von einer Pumpe mit einem Druckmittel beaufschlagbarer,
zwischen einem Antriebsteil und einem Abtriebsteil
einsetzbarer Drehmomentfühler, der einen mit Druckmittel
füllbaren Druckraum besitzt, wobei über den Drehmoment
fühler wenigstens ein Teil des zwischen Antriebsteil und
Abtriebsteil zu übertragenden Drehmomentes übertragbar
ist und der im Druckraum anstehende, die Drehmomentüber
tragungskapazität des Fühlers bestimmende Druck mittels
wenigstens zweier, relativ zueinander bewegbarer Teile
eines mit dem Druckraum in Verbindung stehenden Drossel
ventils erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Drehmomentfühler wenigstens einen zweiten Druckraum
aufweist, der in Abhängigkeit einer Änderung wenigstens
eines Betriebsparameters mit dem ersten Druckraum
verbindbar und von diesem trennbar ist.
2. Drehmomentfühler nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Druckniveau wenigstens im ersten
Druckraum in Abhängigkeit einer Verbindung oder einer
Trennung der beiden Kammern veränderbar ist.
3. Drehmomentfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Drosselventil den beiden Räumen
nachgeschaltet ist.
4. Drehmomentfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die die Druckräume begren
zenden Kolben- und Zylinderteile über einen im Drehmo
mentfluß des Drehmomentfühlers angeordneten, wenigstens
ein Teil des zwischen Antriebsteil und Abtriebsteil an
stehenden Drehmomentes übertragenden Rampenmechanismus
relativ zueinander axial verlagerbar sind.
5. Drehmomentfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Verbindung
zwischen den beiden Druckräumen die durch das Druck
mittel beaufschlagte, in Achsrichtung des Drehmomentfüh
lers wirksame Fläche vergrößert wird.
6. Drehmomentfühler, insbesondere nach einem der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für ein vom Dreh
momentfühler zu übertragendes definiertes Drehmoment das
im ersten Druckraum anstehende Druckniveau größer ist,
wenn dieser von dem zweiten Druckraum getrennt ist als
das Druckniveau bei miteinander verbundenen Druckräumen.
7. Mit einem Drehmomentfühler nach einem der Ansprüche 1
bis 6 ausgestattetes, stufenlos einstellbares Kegel
scheibenumschlingungsgetriebe zur Verwendung zwischen
einem Antriebsmotor und einem Abtrieb, welches ein
antriebsseitiges und ein abtriebsseitiges Kegelscheiben
paar aufweist, wobei wenigstens eines der Kegelscheiben
paare über ein druckmittelbeaufschlagtes Stellglied -
wie eine Kolben-/ Zylindereinheit - zur Verspannung des
Umschlingungsmittels beaufschlagbar ist, wobei dieses
Stellglied mit einem von dem vom Drehmomentfühler gelie
ferten Druck abhängigen Druck beaufschlagbar ist,
weiterhin Mittel vorgesehen sind, welche in Abhängigkeit
einer Übersetzungsänderung des Getriebes die Verbindung
zwischen den beiden Räumen herstellen oder eine der
artige Verbindung unterbrechen.
8. Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest über einen Teilbereich des Übersetzungsberei
ches des Getriebes ins Langsame nur der erste Druckraum
druckbeaufschlagbar ist.
9. Getriebe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest über einen Teilbereich des Übersetzungs
bereiches des Getriebes ins Schnelle beide Räume mitein
ander verbindbar sind.
10. Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einem Übersetzungsverhältnis des
Getriebes in der Größenordnung von 1 : 1 die Verbindung
bzw. die Trennung zwischen den beiden Räumen erfolgt.
11. Getriebe, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß die axial verlagerbare
Kegelscheibe einer der Kegelscheibenpaare dem Drehmo
mentfühler axial benachbart ist und in Abhängigkeit
einer axialen Verlagerung dieser Kegelscheibe die beiden
Druckräume miteinander verbindbar und voneinander
trennbar sind.
12. Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kegelscheibe von einem Stellglied axial beaufschlag
bar ist, dessen Druckkammer mit einem vom Drehmomentfüh
ler abhängigen Druckniveau beaufschlagbar ist, wobei
zumindest in Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses
des Getriebes die Druckkammer mit dem zweiten Druckraum
verbindbar oder von diesem trennbar ist.
13. Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die axial verlagerbare Kegelscheibe
auf einer Welle zentriert ist und im Bereich der Zen
trierung zwischen der Kegelscheibe und der Welle ventil
bildende Abschnitte und Anformungen vorgesehen sind,
über die die Verbindung zwischen den beiden Druckräumen
steuerbar ist.
14. Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Druckraum, der stets von
einer Pumpe druckbeaufschlagbar ist, immer mit einem
Stellglied wenigstens eines Kegelscheibenpaares ver
bunden ist und der zweite Druckraum durch Verbindung mit
der Druckkammer des Stellgliedes mit dem ersten Druck
raum druckmäßig verbunden wird.
15. Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß für den Übergangsbereich während
einer Verbindung oder einer Trennung der beiden Druck
räume ein Ausgleichsventil vorgesehen ist.
16. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausgleichsventil durch ein Rückschlagventil gebildet
ist.
17. Getriebe, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis
16, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckräume
durch eine den beiden Räumen gemeinsame Dichtung vonein
ander getrennt sind und diese Dichtung in Verbindung mit
einer mit dieser zusammenwirkenden Dichtfläche als
Rückschlag- oder Volumenausgleichsventil zwischen den
beiden Druckräumen wirkt.
18. Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckmittelzuleitung zumindest
zum zweiten Druckraum über die Druckkammer des Stell
gliedes erfolgt.
19. Getriebe, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis
18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung und
Trennung zwischen den beiden Druckräumen über ein
Umschaltventil erfolgt, das exzentrisch gegenüber der
Rotationsachse des Drehmomentfühlers angeordnet ist.
20. Getriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
das Umschaltventil von dem Kolbenteil oder Zylinderteil
des Stellgliedes getragen ist.
21. Getriebe nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeich
net, daß der Schieber des Umschaltventils durch die
axial verlagerbare Kegelscheibe betätigbar ist.
22. Getriebe, insbesondere nach einem der Ansprüche 7 bis
21, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehmomentfühler ein
gegenüber seiner Rotationsachse exzentrisch angeordnetes
Drosselventil zur Einstellung wenigstens des im ersten
Druckraum anstehenden Druckniveaus aufweist.
23. Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß beide Kegelscheibenpaare jeweils
über wenigstens ein Stellglied, wie eine Kolben-/Zylin
dereinheit, beaufschlagbar sind und beide Stellglieder
mit einem von dem vom Drehmomentfühler erzeugten Druck
abhängigen Druck beaufschlagbar sind.
24. Stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungs
getriebe zur Verwendung zwischen einem Antriebsmotor und
einem Abtrieb, welches ein antriebsseitiges sowie ein
abtriebsseitiges Kegelscheibenpaar aufweist und dessen
Drehmomentübertragungskapazität mittels wenigstens eines
im Drehmomentfluß angeordneten und zumindest ein Teil
des Drehmomentes übertragenden hydromechanischen Drehmo
mentfühlers veränderbar ist, der den von wenigstens
einer Pumpe gelieferten Druck zumindest in Abhängigkeit
des zu übertragenden Drehmomentes moduliert, wobei
wenigstens eines der Kegelscheibenpaare über ein druck
mittelbeaufschlagtes Stellglied, wie eine Kolben-/Zylin
dereinheit, zur Verspannung des Umschlingungsmittels
beaufschlagbar ist, dieses Stellglied mit einem von dem
vom hydromechanischen Drehmomentfühler eingestellten
Druck abhängigen Druck beaufschlagbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der hydromechanische Drehmomentfüh
ler wenigstens zwei von der Pumpe druckbeaufschlagbare
Druckräume aufweist, die durch axial zueinander ver
lagerbare Bauteile gebildet und parallel geschaltet
sind, wobei Mittel vorgesehen sind, welche in Abhängig
keit einer Übersetzungsänderung des Getriebes die Druck
räume miteinander verbinden oder voneinander trennen.
Applications Claiming Priority (6)
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DEP4443332.8 | 1994-12-06 | ||
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