DE19861359B4 - Getriebe - Google Patents
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- F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
- F16H9/16—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts
- F16H9/18—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts only one flange of each pulley being adjustable
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft Getriebe, wie stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, mit einem ersten Kegelscheibenpaar und einem zweiten Kegelscheibenpaar mit jeweils einer axial verlagerbaren und einer axial feststehenden Kegelscheibe und einem zur Drehmomentübertragung zwischen diesen Kegelscheibenpaaren angeordneten Umschlingungsmittel.
- Solche Getriebe sind beispielsweise durch die
DE 195 44 644 A1 bekannt geworden. - Weiterhin ist nach dem Stand der Technik, beispielsweise in der
US 5 649 457 , für derartige Getriebe eine Parksperre bekannt, bei der eine manuell betätigte Klinke auf ein drehfest auf der Achse des abtriebsseitigen Scheibensatzes befestigtes Zahnrad einwirkt. Diese Anordnung benötigt zusätzlichen axialen Bauraum auf der Abtriebswelle und ist aufwendig. - Aus der
EP 0 711 934 A1 ist ein gattungsbildendes Getriebe bekannt, das über ein kreisförmiges Element in Form eines Kolbens mit einer Öffnung zur Aufnahme einer Welle verfügt, wobei das kreisförmige Element mittels einer Schweißnaht mit der Welle verbunden ist. - Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Getriebe der vorbeschriebenen Art bezüglich des Aufbaues und der Montage einfacher zu gestalten und bezüglich der Funktionsweise zu verbessern.
- Dies wird erfindungsgemäß bei Getrieben, welche mittels im wesentlichen kreisringförmigen Elementen Kolben-/Zylindereinheiten und Druckräume zur Druckbeaufschlagung und/oder zur axialen Verlagerung der verlagerbaren Kegelscheiben bilden, derart erreicht, dass zumindest einzelne kreisringförmige Elemente mit einer Welle mittels Schweißnaht verbunden sind, wobei die kreisförmigen Elemente radial innen eine Öffnung zur Aufnahme der Welle aufweisen, dort mit der Welle mittels Schweißnaht verbunden sind und zur Aufnahme eines Lagerinnenrings dienen.
- Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Schweißnaht zur Drehmomentübertragung und/oder Verdrehsicherung vorgesehen ist.
- Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Schweißnaht zur axialen Sicherung eines kreisringförmigen Elementes an einer Welle vorgesehen ist.
- Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Schweißnaht zur axialen Sicherung eines kreisringförmigen Elementes an einem weiteren kreisringförmigen Element vorgesehen ist.
- In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn die kreisringförmigen Elemente radial innen eine Öffnung zur Aufnahme der Welle aufweisen und die Elemente radial innen mit der Welle mittels Schweißnaht verbunden sind.
- Ein Getriebe der eingangs beschriebenen Art kann in der Funktionsweise verbessert werden, indem das Getriebe zur Verhinderung des Wegrollens eines mit diesem ausgerüsteten Fahrzeugs mit einer Feststelleinrichtung ausgerüstet ist, die gegebenenfalls jeweils zumindest eine antriebsseitige und eine abtriebsseitige Kegelscheibe reibschlüssig miteinander verblockt, das heißt ein Mittel zur reibschlüssigen Anlage an beide Kegelscheiben gleichzeitig vorsieht, wodurch die beiden Kegelscheiben entgegen des Reibeingriffs nicht mehr gegeneinander verdrehbar sind, wodurch am Ende des Antriebsstrangs angeordnete Antriebsräder sich nicht mehr drehen können und damit das Fahrzeug am Wegrollen gehindert wird. In dieser Anordnung ist kein weiterer axialer Bauraum auf der Abtriebswelle nötig. Die Verwendung eines zusätzlichen Zahnrads kann entfallen.
- Dabei kann es sehr vorteilhaft sein, den Reibeingriff an den beiden Außenumfängen der Kegelscheiben vorzusehen und in den sich zwischen den Kegelscheiben in Umfangsrichtung bildenden Spalt zur gegenseitigen Verblockung der beiden Kegelscheiben einen Keil einzubringen. Dabei kann die Feststelleinrichtung so vorgesehen sein, dass von beiden Seiten oder nur von einer Seite ein Keil in den Spalt eingebracht wird. Der Keil kann im Querschnitt keilförmig oder dem Radius der Kegelscheiben angepasst sein. Das Material des Keils kann ein Material mit hohem Reibwert, beispielsweise Material für Reibbeläge in Kupplungen oder Bremsbelägen oder ein gegebenenfalls faserverstärkter Kunststoff oder dergleichen sein.
- Die Feststelleinrichtung weist einen Aktor auf, der den oder die Keile betätigt, der vorteilhafter Weise im Gehäuse des Getriebes untergebracht sein kann und beispielsweise ein elektrischer Motor, ein Nehmerzylinder einer hydraulischen oder pneumatischen Druckversorgungseinrichtung, eine vorgespannte Feder oder eine Seilwinde, die mechanisch oder elektrisch betrieben ist, sein kann. Dabei kann ein Aktor einen Keil beaufschlagen oder bei der Verwendung zweier Keile kann ein Aktor mit der entsprechend dafür ausgestalteten Mechanik auf beide Keile oder ein Aktor kann jeweils auf einen Keil einwirken. Der Vorteil der Verwendung eines elektrischen Aktors liegt darin, dass keine mechanische oder Druckleitungen in den Fahrgastraum geführt werden müssen.
- Weiterhin kann es vorteilhaft sein, den Aktor – hier ein Motor, auch der der Seilwinde, oder Nehmerzylinder – während der Einbringung des Keiles oder der Keile entgegen der Wirkung eines axial komprimierbaren Energiespeichers, beispielsweise einer Schrauben-Membran- oder Tellerfeder, zu betreiben und den Energiespeicher anschließend zu verriegeln, so dass bei einer Entriegelung die Feststelleinrichtung ohne Aktivität des Aktors ausgerückt werden kann. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, eine Notentriegelungsfunktion vorzusehen, die mechanisch oder pyrolytisch den Energiespeicher entriegeln kann, wodurch ein Ausrücken der Feststelleinrichtungen ermöglicht wird, beispielsweise bei einem Ausfallen des Bordnetzes oder der Druckversorgungseinrichtung, wobei im erst genannten Fall auch ein zusätzlich vorgesehener elektrischer Energiespeicher wie Akku oder Batterie einen elektrisch betriebenen Aktor speisen kann. Die Entriegelungseinrichtung für den vorgespannten Energiespeicher kann beispielsweise aus einem manuell betätigten Seilzug, der einen Bolzen oder dergleichen aus der Wirkrichtung des Energiespeichers entfernt, oder einer pyrolytischen Einheit, die dieselbe Wirkung hat, bestehen.
- Da zumindest eine Kegelscheibe der zu verblockenden Kegelscheiben axial verschiebbar ist, ist es zur Vermeidung von Kippmomenten der Keile bei axialem Versatz der Kegelscheiben vorteilhaft, zumindest am Außenumfang einer Kegelscheibe einen sich axial erstreckenden, umlaufenden Kragen vorzusehen, damit die Anlageflächen der Keile an den Kegelscheiben axial auf gleicher Hohe sind. Dieser Kragen kann zugleich Bestandteil der Druckbeaufschlagungseinheit der axial verschiebbaren Kegelscheibe sein und beispielsweise einen Zylindermantel, in dem ein Kolben zur axialen Beaufschlagung der Kegelscheibe geführt ist, oder zumindest einen Teil dessen bilden.
- Die Ansteuerung der mit einem elektrischen Aktor betriebenen Feststelleinrichtung kann vorteilhafter Weise im Fahrgastraum durch einen elektrischen Schalter erfolgen, so dass aufwendige Leitungsführungen und mechanische Übertragungseinrichtungen entfallen können.
- Anhand der
1 bis7 sei die Erfindung beispielhaft und anhand von Ausführungsbeispielen ohne Beschränkung der Allgemeinheit näher erläutert. Dabei zeigt: -
1 einen Schnitt durch ein teilweise dargestelltes Getriebe, wie Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, -
2 einen Ausschnitt eines Kegelscheibenpaares im Schnitt, -
2a einen Ausschnitt der2 , -
3 einen Ausschnitt eines Kegelscheibenpaares im Schnitt, -
4 einen Ausschnitt eines Kegelscheibenpaares im Schnitt, -
5 einen Ausschnitt eines Kegelscheibenpaares im Schnitt, -
6 einen Schnitt durch ein teilweise dargestelltes Getriebe mit einer schematisch dargestellten Feststelleinrichtung
und -
7 eine schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel einer Feststelleinrichtung in Ansicht. - Die in der
1 teilweise dargestellte Ausführungsvariante eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes besitzt ein antriebsseitiges auf der Antriebswelle A drehfest angeordnetes Scheibenpaar, wie Kegelscheibenpaar,1 und ein auf der Abtriebswelle B drehfest angeordnetes Scheibenpaar, wie Kegelscheibenpaar,2 . Jedes Scheibenpaar hat ein axial verlagerbares, wie bewegbares, Scheibenteil, wie Kegelscheibe,1a und2a und je ein axial festes Scheibenteil, wie Kegelscheibe,1b und2b . Zwischen den beiden Scheibenpaaren ist zur Drehmomentübertragung ein Umschlingungsmittel beispielsweise in Form einer Kette3 oder eines Bandes vorgesehen. - In der oberen Hälfte der jeweiligen Darstellung des entsprechenden Scheibenpaares
1 ,2 ist jeweils die relative axiale Stellung zwischen den entsprechenden Scheibenteilen1a ,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 Scheibenteilen1a ,1b bzw.2a ,2b gezeigt ist, die der größten Übersetzung ins Schnelle (overdrive) entspricht, dargestellt ist. - Das Scheibenpaar
1 ist über ein Stellglied4 , das als Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet ist, axial verspannbar. Das Kegelscheibenpaar2 ist in ähnlicher Weise über ein Stellglied5 , das ebenfalls als Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet ist, axial gegen die Kette3 verspannbar. In dem Druckraum6 der Kolben-/Zylindereinheit5 ist ein durch eine Schraubenfeder gebildeter Kraftspeicher7 vorgesehen, der das axial bewegbare Scheibenteil2a in Richtung des axial festen Scheibenteils2b drängt. Wenn sich die Kette3 abtriebsseitig im radial inneren Bereich des Scheibenpaares2 befindet, ist die von dem Kraftspeicher7 aufgebrachte Verspannkraft größer, als wenn sich die Kette3 im größeren Durchmesserbereich des Scheibenpaares2 befindet. Das bedeutet also, dass mit zunehmender Übersetzung des Getriebes ins Schnelle die von dem Kraftspeicher7 aufgebrachte Vorspannkraft zunimmt. Die Schraubenfeder7 stützt sich einerseits unmittelbar am axial bewegbaren Scheibenteil2a und andererseits an einem den Druckraum6 begrenzenden topfförmigen und mit der Abtriebswelle B starr verbundenen Bauteil8 ab. - Wirkungsmäßig parallel geschaltet zu den Kolben-/Zylindereinheiten
4 ,5 ist jeweils eine weitere Kolben-/Zylindereinheit10 ,11 vorgesehen, die zur Übersetzungsänderung des Getriebes dienen. Die Druckkammern12 ,13 der Kolben-/Zylindereinheiten10 ,11 können wechselweise entsprechend dem geforderten Übersetzungsverhältnis mit Druckmittel befüllt oder entleert werden. Hierfür können die Druckkammern12 ,13 entsprechend den Erfordernissen entweder mit einer Druckmittelquelle, wie einer Pumpe, verbunden werden oder aber mit einer Ablassleitung. Bei einer Übersetzungsänderung wird also eine der Druckkammern12 ,13 mit Druckmittel befüllt, also deren Volumen vergrößert, wohingegen die andere Druckkammer13 ,12 zumindest teilweise entleert, also deren Volumen verkleinert wird. Diese wechselseitige Druckbeaufschlagung bzw. Entleerung der Druckkammern12 ,13 kann mittels eines entsprechenden Ventils erfolgen. Bezüglich der Ausgestaltung und der Funktionsweise eines derartigen Ventils wird insbesondere auf den bereits erwähnten Stand der Technik verwiesen. So ist z. B. bei derDE-OS 40 36 683 hierfür ein als Vierkantenschieber ausgebildetes Ventil36 vorgesehen, das mit einer als Pumpe ausgebildeten Druckmittelquelle14 versorgt wird. - Zur Erzeugung eines zumindest momentabhängigen Druckes ist ein Drehmomentfühler
14 vorgesehen, der auf einem hydromechanischen Prinzip basiert. Der Drehmomentfühler14 überträgt das über ein Antriebszahnrad oder Antriebsritzel15 eingeleitete Drehmoment auf das Kegelscheibenpaar1 . Das Antriebszahnrad15 ist über ein Wälzlager16 auf der Antriebswelle A gelagert und ist über einen Formschluss bzw. eine Verzahnung17 drehfest mit der sich auch axial am Antriebszahnrad15 abstützenden Kurvenscheibe18 des Drehmomentfühlers14 verbunden. Der Momentenfühler14 besitzt die axial feststehende Kurvenscheibe18 und eine axial verlagerbare Kurvenscheibe19 , die jeweils Auflauframpen besitzen, zwischen denen Spreizkörper in Form von Kugeln20 vorgesehen sind. Die Kurvenscheibe19 ist auf der Antriebswelle A axial verlagerbar, jedoch gegenüber dieser drehfest. Hierfür weist die Kurvenscheibe19 einen axial von den Kugeln20 wag weisenden radial äußeren Bereich19a auf, der eine Verzahnung19b trägt, die mit einer Gegenverzahnung21a eines mit der Antriebswelle A sowohl axial als auch in Umfangsrichtung fest verbundenen Bauteils21 zusammenwirkt. Die Verzahnung19b und Gegenverzahnung21a sind dabei in Bezug aufeinander derart ausgebildet, dass eine axiale Verlagerung zwischen den Bauteilen19 und21 möglich ist. - Die Bauteile des Drehmomentfühlers
14 begrenzen zwei Druckräume22 ,23 . Der Druckraum22 ist durch ein mit der Antriebswelle A starr verbundenes ringförmiges Bauteil24 sowie durch von der Kurvenscheibe19 gebildete bzw. getragene Bereiche bzw. Bauteile25 ,26 begrenzt. Das ringförmige Bauteil24 ist dabei mittels einer Schweißverbindung mit der Welle A, wie Antriebswelle, verbunden. Dabei kann die Schweißnaht90 der Schweißverbindung als ringförmige Schweißnaht das ringförmige Bauteil24 mit der Welle A zum einen drehfest verbinden und zum anderen in axialer Richtung abstützen. Der ringförmige Druckraum23 ist praktisch radial außerhalb des ringförmigen Druckraumes22 , jedoch axial gegenüber letzterem versetzt angeordnet. Begrenzt wird der zweite Druckraum23 ebenfalls durch das ringförmige Bauteil24 sowie durch das mit letzterem fest verbundenen hülsenartigen Bauteil21 und weiterhin durch das mit der Kurvenscheibe19 fest verbundene ringförmige Bauteil25 , das axial verlagerbar ist und kolbenähnlich wirkt. - Die den Drehmomentfühler
14 und das Kegelscheibenpaar1 tragende Eingangswelle A ist drehmomentfühlerseitig über ein Nadellager27 und auf der dem Momentenfühler14 abgewandten Seite des Kegelscheibenpaares1 über ein die axialen Kräfte aufnehmendes Kugellager28 und ein für die radialen Kräfte vorgesehenes Rollenlager29 in einem Gehäuse30 gelagert. Die das Abtriebsscheibenpaar2 aufnehmende Abtriebswelle B ist an ihrem den Stellgliedern5 und11 benachbarten Ende über ein Zweifachkegelrollenlager31 , das sowohl Radialkräfte als auch die in beiden Axialrichtungen auftretenden Axialkräfte abfängt, und auf der den Stellgliedern5 ,11 abgekehrten Seite des Scheibenpaares2 über ein Rollenlager32 im Gehäuse30 gelagert. Die Abtriebswelle B trägt an ihrem den Stellgliedern5 ,11 abgewandten Ende ein Kegelzahnrad33 , 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 Pumpe34 vorgesehen, die über einen in der Antriebswelle A eingebrachten zentralen Kanal35 , der in wenigstens einen radialen Kanal36 mündet, mit dem Druckraum22 des Drehmomentfühlers14 in Verbindung steht. Die Pumpe34 ist weiterhin über eine Verbindungsleitung37 mit der Druckkammer6 der Kolben-/Zylindereinheit5 am zweiten Scheibenpaar2 verbunden. Die Verbindungsleitung37 mündet in einen in der Abtriebswelle B vorgesehenen zentralen Kanal38 , der wiederum aber wenigstens einen radial verlaufenden Kanal39 mit der Druckkammer6 verbunden ist. - Der Druckraum
22 des Drehmomentfühlers14 ist über den gegenüber dem Schnitt gemäß1 in Umfangsrichtung versetzten und daher strichliert dargestellten Kanal40 mit der Druckkammer9 der Kolben-/Zylindereinheit4 verbunden. Der Kanal40 ist in das mit der Welle A mittels Schweißnaht90 verbundene ringförmige Bauteil24 eingebracht. Über den Kanal40 ist also stets eine Verbindung zwischen dem ersten Druckraum22 und der Druckkammer9 vorhanden. In der Antriebswelle A ist weiterhin wenigstens ein Abflusskanal41 vorgesehen, der mit dem Druckraum22 in Verbindung steht bzw. in Verbindung bringbar ist und dessen Abflussquerschnitt in Abhängigkeit zumindest des übertragenen Drehmomentes veränderbar ist. Der Abflusskanal41 mündet in eine zentrale Bohrung42 der Welle A, die wiederum mit einer Leitung verbunden sein kann, über die das aus dem Drehmomentfühler14 abfließende Öl, z. B. zur Schmierung von Bauteilen, an die entsprechende Stelle geleitet werden kann. Die axial bewegbaren Rampen- bzw. Kurvenscheibe19 , welche axial verschiebbar auf der Antriebswelle A gelagert ist, bildet mit dem inneren Bereich26a einen mit dem Abflußkanal41 zusammenwirkenden Schließbereich, der in Abhängigkeit zumindest des anstehenden Drehmomentes den Abflusskanal41 mehr oder weniger verschließen kann. Der Schließbereich26a bildet also in Verbindung mit dem Abflusskanal41 ein Ventil bzw. eine Drosselstelle. Zumindest in Abhängigkeit des zwischen den beiden Scheiben18 ,19 anstehenden Drehmoments wird über die als Steuerkolben wirksame Scheibe19 die Abflussöffnung bzw. der Abflusskanal41 entsprechend geöffnet oder geschlossen, wodurch ein wenigstens dem anstehenden Moment entsprechender, durch die Pumpe34 aufgebrachter Druck zumindest in dem Druckraum22 erzeugt wird. Da der Druckraum22 mit der Druckkammer9 und über die Kanäle bzw. Leitungen35 ,36 ,37 ,38 und39 auch mit der Druckkammer6 in Verbindung steht, wird auch in diesen Kammern9 ,6 ein entsprechender Druck erzeugt. - Aufgrund der Parallelschaltung der Kolben-/Zylindereinheiten
4 ,5 mit den Kolben-/Zylindereinheiten10 ,11 werden die durch den vom Drehmomentfühler14 gelieferten Druck auf die axial verlagerbaren Scheiben1a ,2a erzeugten Kräfte hinzuaddiert zu den Kräften, welche auf diese Scheiben1a ,2a einwirken infolge des in den Kammern12 ,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 Kanal43 , der über eine radiale Bohrung44 mit einer in die Welle A eingebrachten Ringnut45 in Verbindung steht. Von der Ringnut45 geht wenigstens ein in das ringförmige Bauteil24 eingebrachter Kanal46 aus, der eine Verbindung herstellt mit dem in das hülsenförmige Bauteil21 eingebrachten radialen Durchlass47 , der in die Druckkammer12 mündet. In ähnlicher Weise wird auch die Druckkammer13 mit Öl versorgt, und zwar über den um den Kanal38 gelegten Kanal48 , der über radial verlaufende Verbindungskanäle49 mit der Druckkammer13 kommuniziert. Die Kanäle43 und48 werden von einer gemeinsamen Druckquelle unter Zwischenschaltung wenigstens eines Ventils50 über Verbindungsleitungen51 ,52 versorgt. Die mit dem Ventil50 bzw. dem Ventilsystem50 in Verbindung stehende Druckquelle53 kann durch eine separate Pumpe gebildet sein oder aber auch durch die bereits vorhandene Pumpe34 , wobei dann ein entsprechendes Volumen- bzw. Druckverteilungssystem54 , das mehrere Ventile umfassen kann, erforderlich ist. Diese Alternativlösung ist strichliert dargestellt. - Der bei Druckbeaufschlagung wirkungsmäßig parallel mit dem Druckraum
22 geschaltete Druckraum23 ist in der in der oberen Hälfte der Darstellung des Kegelscheibenpaares1 gezeigten relativen Lage der einzelnen Bauteile von einer Druckmittelversorgung getrennt, und zwar, weil die mit dem Druckraum23 in Verbindung stehenden Kanäle bzw. Bohrungen55 ,56 ,57 ,58 ,59 ,60 nicht mit einer Druckmittelquelle, wie insbesondere der Pumpe34 , in Verbindung stehen. Aufgrund der Position der axial verlagerbaren Scheibe1a ist die radiale Bohrung60 voll geöffnet, so dass der Raum23 druckmäßig voll entlastet ist. Die infolge des zu übertragenden Drehmomentes vom Drehmomentfühler auf die Nocken bzw. Kurvenscheibe19 ausgeübte Axialkraft wird lediglich über das sich im Druckraum22 aufbauende Druckölpolster abgefangen. Dabei ist der im Druckraum22 anstehende Druck um so höher je größer das zu übertragende Drehmoment ist. Dieser Druck wird, wie bereits erwähnt, über die als Drosselventil wirksamen Bereiche26a und Abflussbohrung41 gesteuert. - Bei einer Übersetzungsänderung ins Schnelle wird die Kegelscheibe
1a nach rechts in Richtung der Kegelscheibe1b verlagert. Dies bewirkt am Kegelscheibenpaar2 , dass die Kegelscheibe2a sich von der axial fasten Kegelscheibe2b axial entfernt. Wie bereits erwähnt, sind in den oberen Hälften der Darstellungen der Kegelscheibenpaare1 ,2 die Relativstellungen zwischen den Scheiben1a ,1b und2a ,2b dargestellt, welche der Extremposition für eine Übersetzung ins Langsame entspricht, wohingegen in den unteren Hälften dieser Darstellungen die Relativpositionen zwischen den entsprechenden Scheiben1a ,1b und2a ,2b gezeigt sind, die der anderen Extremstellung der Scheiben1a ,1b und2a ,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 Ventils50 die Druckkammer12 entsprechend befüllt und die Druckkammer13 entsprechend entleert bzw. im Volumen verringert. - Die axial verlagerbaren Kegelscheiben
1a ,2a sind mit der ihnen zugeordneten Welle A bzw. B jeweils über eine Verbindung61 ,62 mittels Verzahnungen drehfest gekoppelt. Die durch eine Innenverzahnung an den Scheiben1a ,2a und eine Außenverzahnung an den Wellen A und B gebildeten drehfesten Verbindungen61 ,62 ermöglichen eine axiale Verlagerung der Scheiben1a ,2a auf der entsprechenden Welle A, B. - Die in der oberen Hälfte der Darstellung des antreibenden Scheibenpaares
1 strichpunktiert dargestellte Stellung der axial verlagerbaren Scheibe1a und der Kette3 entspricht der höchstmöglichen Übersetzung des Getriebes ins Schnelle. Der strichpunktiert dargestellten Position der Kette3 des Scheibensatzes1 ist die voll ausgezogene Darstellung der Kette3 des Scheibensatzes2 zugeordnet. - Die in der unteren Hälfte der Darstellung des getriebenen Scheibensatzes
2 strichpunktiert dargestellte Position der axial verlagerbaren Kegelscheibe2a und der Kette3 entspricht der größtmöglichen Übersetzung des Getriebes ins Langsame. Dieser Position der Kette3 ist die in der oberen Hälfte der Darstellung des ersten Scheibensatzes1 voll ausgezogen dargestellte Position der Kette zugeordnet. - Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Scheiben
1a ,2a radial innen Zentnerbereiche63 ,64 bzw.65 ,66 , über die sie unmittelbar auf der entsprechenden Welle A bzw. B aufgenommen bzw. zentriert sind. Die praktisch spielfrei auf der Mantelfläche der Welle A aufgenommenen Führungsbereiche63 ,64 der axial verlagerbaren Scheibe1a bilden in Verbindung mit den Kanälen59 ,60 Ventile, wobei die Scheibe1a in Bezug auf die Kanäle59 ,60 praktisch als Ventilschieber dient. Bei einer Verlagerung der Scheibe1a aus der in der oberen Hälfte der Darstellung des Scheibensatzes1 gezeigten Position nach rechts, wird nach einer bestimmten Wegstrecke der Kanal60 mit zunehmendem Axialweg der Scheibe1a durch den Führungsbereich64 allmählich verschlossen. Das bedeutet also, dass der Führungsbereich64 radial über dem Kanal60 zu liegen kommt. In dieser Lage ist auch der Kanal59 radial nach außen hin durch die Kegelscheibe1a verschlossen, und zwar durch den Führungsbereich63 . Bei Fortsetzung der axialen Verlagerung der Scheibe1a in Richtung der Scheibe1b bleibt der Kanal60 verschlossen, wohingegen die Scheibe1a bzw. deren Steuer- bzw. Führungsbereich63 den Kanal59 allmählich öffnet. Dadurch wird über den Kanal59 eine Verbindung zwischen der Druckkammer9 der Zylinder-/Kolbeneinheit4 und dem Kanal58 hergestellt, wodurch wiederum über die Kanäle57 ,56 und55 eine Verbindung zum Druckraum23 hergestellt wird. Da der Kanal60 praktisch geschlossen ist und nun eine Verbindung zwischen der Druckkammer9 und den beiden Druckräumen22 und23 vorhanden ist, stellt sich in den beiden Druckräumen22 ,23 und in der Druckkammer9 und somit auch in der über den Kanal35 und die Leitungen37 ,38 mit diesen wirkungsmäßig verbundenen Kammer6 – abgesehen von den im Übertragungsweg eventuell vorhandenen geringen Verlusten – praktisch der gleiche Druck ein. Durch die übersetzungsabhängige Verbindung zwischen den beiden Druckräumen22 und23 ist die axial wirksame Fläche des im Drehmomentfühler14 vorhandenen Druckmittelpolsters vergrößert worden, und zwar, weil die axial wirksamen Flächen der beiden Druckräume22 ,23 wirkungsmäßig 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 Druckkammern9 und6 ein entsprechend reduzierter Druck anliegt. Es kann also mittels des Drehmomentfühlers14 auch eine der drehmomentabhängigen Modulierung des Druckes überlagerte übersetzungsabhängige Modulierung des Druckes erzeugt werden. Der dargestellte Drehmomentfühler14 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 Bereichen63 ,64 der Scheibe1a derart angeordnet bzw. ausgebildet, dass die Umschaltung von dem einen Druckraum22 auf beide Druckräume22 und23 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 eines Übergangsbereich gibt, bei dem der Abflusskanal60 zwar bereits geschlossen ist, der Verbindungskanal59 jedoch noch keine Verbindung mit der Druckkammer9 aufweist. Um in diesem Übergangsbereich die Funktion des Getriebes bzw. des Drehmomentfühlers14 zu gewährleisten, wofür eine axiale Verlagerungsmöglichkeit der Kurvenscheibe19 sichergestellt sein muß, sind Ausgleichsmittel vorgesehen, die eine Volumenänderung des Druckraumes23 ermöglichen, so dass der Drehmomentfühler14 pumpen kann, was bedeutet, dass die Zylinderbauteile und die Kolbenbauteile des Drehmomentfühlers14 axial zueinander sich bewegen können. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind diese Ausgleichsmittel durch eine Zungen- bzw. Lippendichtung67 gebildet, die in einer radialen Nut des ringförmigen Bauteils24 aufgenommen ist und mit der inneren Zylinderfläche des Bauteils25 zusammenwirkt, um die beiden Druckräume22 ,23 in bezug aufeinander abzudichten. Der Dichtungsring67 ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass dieser nur in einer axialen Richtung absperrt bzw. einen Druckausgleich zwischen den beiden Kammern22 und23 verhindert, wohingegen in die andere axiale Richtung zumindest bei Vorhandensein eines positiven Differenzdruckes zwischen dem Druckraum23 und dem Druckraum22 ein Druckausgleich bzw. eine Durchströmung des Dichtringes67 möglich ist. Der Dichtungsring67 wirkt also ähnlich wie ein Rückschlagventil, wobei eine Strömung von dem Druckraum22 in den Druckraum23 verhindert wird, jedoch ein Durchströmen der durch den Dichtungsring67 gebildeten Dichtungsstelle bei einem gewissen Überdruck im Druckraum23 gegenüber dem Druckraum22 möglich ist. Bei einer Bewegung der Kurvenscheibe19 nach rechts kann also Druckflüssigkeit vom verschlossenen Druckraum23 in den Druckraum22 fließen. Bei einer darauf folgenden Bewegung der Kurvenscheibe19 nach links kann im Druckraum23 zwar ein Unterdruck entstehen und sich gegebenenfalls gar Luftbläschen innerhalb des Öls bilde. Dies ist jedoch für die Funktion des Drehmomentfühlers bzw. des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes nicht schädlich. - Anstatt der rückschlagventilähnlich wirkenden Dichtung
67 könnte auch ein zwischen den beiden Druckräumen22 ,23 wirksames Rückschlagventil vorgesehen werden, das in dem ringförmigen Bauteil24 installiert wäre. Es könnte dann eine in beide axiale Richtungen wirksame Abdichtung67 Verwendung finden. Weiterhin könnte ein derartiges Rückschlagventil auch derart angeordnet werden, dass dieses zwischen den beiden Kanälen35 und58 wirksam ist. Das Rückschlagventil muss dabei derart angeordnet sein, dass ein Volumenstrom von dem Druckraum23 in Richtung des Druckraumes22 möglich ist, in umgekehrter Richtung das Rückschlagventil jedoch sperrt. - Aus der vorausgegangenen Funktionsbeschreibung geht hervor, dass praktisch über den gesamten Teilbereich des Übersetzungsbereiches, in dem das Getriebe ins Langsame übersetzt (underdrive), die durch die an den Scheiben
18 ,19 vorgesehenen Kugelrampen erzeugte Axialkraft lediglich durch die vom Druckraum22 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 Scheibe19 erzeugte Axialkraft durch beide axial wirksame Flächen der Druckräume22 ,23 abgefangen wird. Somit ist, bezogen auf ein gleiches Eingangsmoment, bei einer Übersetzung des Getriebes ins Langsame der vom Drehmomentfühler erzeugte Druck höher als derjenige, der vom Drehmomentfühler14 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 Druckräumen22 ,23 bewirkt, im Bereich einer Getriebeübersetzung Von ca. 1:1 liegt. Durch entsprechende Anordnung und Ausgestaltung der Kanäle59 ,60 und der mit diesen zusammenwirkenden Bereiche63 ,64 der Kegelscheibe1a kann jedoch der Umschaltpunkt bzw. der Umschaltbereich innerhalb des Gesamtübersetzungsbereiches 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 Druckräume22 ,23 verbindenden Kanals angeordnet sein kann, wobei dieses Ventil darüber hinaus nicht unmittelbar über die Scheibe1a oder2a 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 Übersetzungsverhältnisses bzw. einer Übersetzungsänderung des Getriebes schaltbar sein kann. Es kann z. B. ein so genanntes 3/2-Ventil Verwendung linden, das eine Verbindung oder Trennung zwischen den beiden Druckräumen22 ,23 bewirkt. Es können jedoch auch Druckventile Verwendung finden. Ein entsprechendes Ventil könnte im Bereich einer die beiden Kanäle35 und58 verbindenden Leitung vorgesehen werden, wobei dann die beiden Kanäle59 und60 verschlossen bzw. nicht vorhanden sind. Das entsprechende Ventil ist derart geschaltet bzw. angeschlossen, dass bei getrennten Druckräumen22 ,23 der Druckraum23 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 betätigbar sein. So kann dieses Ventil beispielsweise auch in Abhängigkeit von im Antrieb auftretenden Drehmomentstößen betätigbar sein. Dadurch kann beispielsweise ein Durchrutschen der Kette zumindest bei bestimmten Betriebszuständen bzw. Übersetzungsbereichen des Kegelscheibengetriebes vermieden bzw. wenigstens reduziert werden.
- Bei der in
1 dargestellten Konstruktion ist der Drehmomentfühler14 antriebsseitig und der axial verlegerbaren Kegelscheibe1a benachbart angeordnet. Der Drehmomentfühler14 kann jedoch im Drehmomentfluss an einer beliebigen Stelle vorgesehen und entsprechend adaptiert werden. So kann ein Drehmomentfühler14 , wie an sich bekannt, auch abtriebsseitig, z. B. auf der Abtriebswelle B, vorgesehen werden. Ein derartiger Drehmomentfühler kann dann – in ähnlicher Weise wie der Drehmomentfühler14 – der axial verlegerbaren Kegelscheibe2a benachbart sein. Auch können, wie an sich auch bekannt, mehrere Drehmomentfühler Verwendung finden. So kann z. B. sowohl antriebsseitig als auch abtriebsseitig ein entsprechender Drehmomentfühler angeordnet werden. - Auch kann der Drehmomentfühler
14 mit wenigstens zwei Druckräumen22 ,23 mit anderen an sich bekannten Maßnahmen zur drehmomentabhängigen und/oder übersetzungsabhängigen Druckmodulierung kombiniert werden. So könnten beispielsweise die Wälzkörper20 , ähnlich wie dies in derDE 42 34 294 A1 beschrieben ist, in Abhängigkeit einer Übersetzungsänderung in radialer Richtung entlang der mit diesen zusammenwirkenden Abwälzrampen bzw. Abwälzbahnen verlagerbar sein. - Bei der beschriebenen Ausführungsform gemäß
1 ist die Druckkammer B mit dem Drehmomentfühler14 verbunden. Es kann jedoch auch die äußere Druckkammer13 mit dem vom Drehmomentfühler14 gelieferten Druck beaufschlagt werden, wobei dann die innere Druckkammer6 zur Übersetzungsänderung dient. Hierfür ist es lediglich erforderlich, die Anschlüsse der beiden Leitungen52 und37 am zweiten Scheibensatz2 alternieren bzw. gegenseitig auszutauschen. - Bei der Ausführungsform des Drehmomentfühlers
14 gemäß1 sind die diesen bildenden Teile weitgehend aus Blech hergestellt. So können insbesondere die Kurvenscheiben18 und19 als Blechformteil, z. B. durch Prägen, hergestellt werden. - Die
2 zeigt in einem Halbschnitt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebes100 , wobei das Antriebszahnrad115 in Anlehnung an die Konstruktion der1 nur teilweise dargestellt ist. Der Drehmomentfühler114 ist mit seinen im Wesentlichen kreisringförmigen Scheibenteilen118 ,119 dargestellt, wobei die beiden Teile118 ,119 als Kurvenscheiben mit Auflauframpen ausgebildet sind, die nicht dargestellte Wälzkörper zwischen sich aufnehmen. Das Element118 steht mit dem Antriebszahnrad115 in drehfester Verbindung. - Der Drehmomentfühler
114 überträgt das über ein Antriebszahnrad115 eingeleitete Drehmoment auf das Kegelscheibenpaar101 . Das Antriebszahnrad115 ist über einen Formschluss bzw. eine Verzahnung117 drehfest mit der sich auch axial am Antriebszahnrad115 abstützenden Kurvenscheibe118 des Drehmomentfühlers114 verbunden. Der Momentenfühler114 besitzt die axial feststehende Kurvenscheibe118 und eine axial verlagerbare Kurvenscheibe119 , die jeweils Auflauframpen besitzen, zwischen denen Spreizkörper oder Wälzkörper vorgesehen sind. - Die Kurvenscheibe
119 ist auf der Antriebswelle199 axial verlagerbar, jedoch gegenüber dieser drehfest angeordnet. Hierfür weist die Kurvenscheibe119 einen axial von den Wälzkörpern weg weisenden radial äußeren Bereich119a auf, der eine Verzahnung119b trägt, die mit einer Gegenverzahnung121a eines mit der Antriebswelle199 sowohl axial als auch in Umfangsrichtung fest verbundenen Bauteils121 zusammenwirkt. Die Verzahnung119b und Gegenverzahnung121a sind dabei in Bezug aufeinander derart ausgebildet, dass eine axiale Verlagerung zwischen den Bauteilen119 und121 möglich ist. - Die Bauteile des Drehmomentfühlers
114 begrenzen zwei Druckräume122 ,123 . Der Druckraum122 ist durch ein mit der Antriebswelle199 starr verbundenes ringförmiges Bauteil124 sowie durch das von der Kurvenscheibe119 gebildete Bauteil125 begrenzt. Das ringförmige Bauteil124 ist dabei mittels einer Schweißverbindung mit der Welle199 , wie Antriebswelle, in ihrem radial inneren Bereich verbunden. Dabei kann die Schweißnaht190 der Schweißverbindung als ringförmige Schweißnaht das ringförmige Bauteil124 mit der Welle199 zum einen drehfest verbinden und zum anderen in axialer Richtung abstützen. - Die Verbindung des Bauteiles
124 mit der Welle199 des Kegelscheibensatzes hat den Vorteil, dass eine drehfeste und Axialkraft abstützende Verbindung mittels Mutter und Verzahnungen nicht erzeugt werden muss, die relativ aufwendig ist. Durch die Ausbildung der drehfesten und Axialkraft abstützendes Schweißnaht kann eine einfach herzustellende Verbindung erzeugt werden, die gleichzeitig abdichtend und Bauraum sparend ist. Die2a zeigt dies in einem Ausschnitt. Durch die Schweißnaht können Axialkräfte oder Druckkräfte der Bauteile der Kolben-/Zylindereinheiten aufgenommen werden. Ebenso wird durch die Schweißnaht erreicht, dass Bauteile gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen gesichert werden. - Die
2 zeigt beispielsweise, wie mittels einer Schweißnaht190 Druckräume abgedichtet werden. Beispielsweise ist der Druck p1 im Raumbereich122 gleich dem Druck p4 im Raumbereich zwischen Kegelscheibe101a und Bauteil124 . Zwischen dem Druck p4 und dem Druck p3 im Raumbereich123 wird die Abdichtung mittels eines Dichtringes150 , wie beispielsweise O-Ring oder Presssitz, im radial inneren Bereich zwischen Bauteil124 und der Welle199 erreicht. Der O-Ring150 ist dabei in einer Umfangsnut an der Mantelfläche der Welle199 aufgenommen. Zwischen dem Druck p3 und dem Druck p2 wird die Abdichtung mittels beispielsweise eines O-Ringes oder Presssitzes erreicht. Zwischen den Druckbereichen mit den Drücken p1 und p2 wird mittels der Schweißnaht190 abgedichtet. - Der weitere Vorteil der Schweißnaht zur Verdrehsicherung, Axialkraft abstützung und/oder Abdichtung ist der geringe Platzbedarf und die Nichtlösbarkeit.
- Wie in
2a dargestellt, kann die Schweißnaht190 mittels einer Abdeckkappe195 angedeckt sein, die als kreisringförmiges Scheibenteil auf die Welle199 geschoben werden kann und die Schweißnaht abdeckt. Dabei weist die Abdeckkappe195 einen ersten radial inneren Ringbereich195a auf, der sich in axialer Richtung erstreckt und die Welle radial innerhalb in einer Öffnung aufnimmt. Weiterhin weist die Abdeckkappe195 einen zweiten radial äußeren Ringbereich195b auf, der sich in axialer Richtung erstreckt und das Bauteil124 zumindest ansatzweise oder teilweise axial umgreift. Durch die Abdeckkappe195 , die auf die Welle des Scheibensatzes aufgepresst werden kann, kann eine Verschmutzung des Hydrauliköls des Getriebes gegebenenfalls vermindert werden. - Die
3 zeigt eine Darstellung eines Ausschnittes eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes200 mit einem Kegelscheibenpaar201 mit einer axial verlegerbaren Kegelscheibe202 und einer in dieser Figur nicht dargestellten axial fest mit einer Welle220 verbundenen Kegelscheibe, wobei die axial verlagerbare Kegelscheibe202 auf einer Welle220 axial verlegerbar aber mit dieser drehfest angeordnet ist. Die Kegelscheibe202 weist dazu eine Innenverzahnung203 auf, die mit einer Außenverzahnung221 der Welle220 in formschlüssiger drehfester Verbindung steht. - Zur axialen Verlagerung der axial verlegerbaren Kegelscheibe
202 und zur Anpressungssteuerung eines Umschlingungsmittels zwischen den Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaares und zur Übersetzungseinstellung des Getriebes ist eine Kolben-/Zylindereinheit211 vorgesehen, die zwei Druckräume213 ,214 zur Druckbeaufschlagung aufweist. Diese Druckräume213 ,214 werden mittels Kanälen215 ,216 in der Welle220 mit einem Druckmedium versorgt, wobei dazu gegebenenfalls Ventile, Drosseln und zumindest eine Pumpe zur Druckmittelversorgung vorgesehen sind. - Die Druckräume
213 ,214 werden durch im wesentlichen kreisringfömige Bauteile gebildet. Der Druckraum214 wird durch den radial inneren Bereich der einen Seitenwand202a der axial verlegerbaren Kegelscheibe202 , durch die Zylindermantelwandung220a der Welle220 , durch eine radial innere Wandung des kreisringförmigen Bauteils230 , sowie durch die radial innere, sich in axialer Richtung erstreckende, Wandung des Bauteiles231 gebildet. Dieser Druckraum214 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die Achse der Welle220 . Durch die axiale Verlagerbarkeit der Kegelscheibe und das axial fest angeordnete Bauteil230 ist der Druckraum214 in seinem Volumen variabel, so dass durch eine gezielte Druckbeaufschlagung des Druckraumes eine axiale Verlagerung der Kegelscheibe gesteuert werden kann. Ebenso kann dadurch die Anpressung des Umschlingungsmittels gesteuert werden. Das kreisringförmige Bauteil230 ist zum einen an einem Absatz der Welle220 in einer axialen Richtung axial festgelegt und zum anderen durch das kreisringförmige Bauteil232 in der anderen Richtung axial festgelegt. Das kreisringförmige Bauteil232 ist im radial inneren Bereich mittels einer Schweißnaht240 mit der Welle verbunden. Dabei erfolgt über die Schweißnaht240 eine drehfeste und Axialkraft abstützende Verbindung zwischen dem Element232 und der Welle220 . - Mit dem kreisringförmigen Bauteil
232 ist gleichzeitig auch ein weiteres kreisringförmiges Bauteil233 im radial inneren Bereich mit der Welle mittels der Schweißnaht240 oder einer weiteren Schweißnaht verbunden. Ebenso kann in einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel das Element230 im radial inneren Bereich mit der Welle220 mittels Schweißverbindung verbunden sein. - Die axial verlagerbare Kegelscheibe
202 und das mit dieser axial fest verbundene kreisringförmige Element231 bildet somit einen Kolben der Kolben-/Zylindereinheit211 , wobei der Zylinder durch die Elemente220 ,230 gebildet ist. Innerhalb des Druckraumes214 ist ein Kraftspeicher, wie bereits oben zu1 beschrieben zwischen der Kegelscheibe202 und dem axial fest angeordneten Element verspannt angeordnet. - Der Druckraum
213 wird durch das im Wesentlichen c-förmige ringförmige Bauteil231 , durch eine radial äußere Wandung des kreisringförmigen Bauteils230 , sowie durch die radial innere Wandung des Bauteiles232 gebildet. Dieser Druckraum213 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch um die Achse der Welle220 . Durch die axiale Verlagerbarkeit der Kegelscheibe und das mit dieser axial fest verbundene Bauteil231 , sowie das axial fest angeordnete Bauteil232 ist der Druckraum213 in seinem Volumen variabel, so dass durch eine gezielte Druckbeaufschlagung des Druckraumes213 eine axiale Verlagerung der Kegelscheibe gesteuert werden kann. Ebenso kann dadurch die Anpressung des Umschlingungsmittels gesteuert werden. Das kreisringförmige Bauteil232 ist im radial inneren Bereichsmittels einer Schweißnaht240 mit der Welle verbunden. - Die kreisringförmigen Bauteile
230 und232 weisen in ihren radial äußeren Endbereichen Aufnahmen für Dichtungsringe auf, die sich an Zylinderflächen des Elementes231 abdichtend anlegen. - Die
4 zeigt eine weitere Ausführungsvariante300 , in welcher die kreisringförmigen Bauteile230 ,232 und233 funktionell zu einem komplexen kreisringförmigen Bauteil301 vereinigt sind. Dieses Bauteil301 ist im radial inneren Bereich mit der Welle302 mittels Schweißnaht verbunden. Das komplexe kreisringförmige Bauteil301 weist einen im Wesentlichen rotationssymmetrischen Kern310 , sowie als kreisringförmige Scheibenteile ausgebildete Arme311 ,312 auf. Der Arm311 weist eine Erstreckung in radialer Richtung und in axialer Richtung auf, wobei der Arm312 im Wesentlichen nur in axialer Richtung ausgerichtet ist. An den Endbereichen weisen die Arme311 ,312 Aufnahmen für Dichtungsringe auf. Diese Dichtungsringe323 ,324 sind gegen Gegendichtflächen des c-förmigen Bauteiles320 die Druckräume321 ,322 abdichtend beaufschlagt. Vorteilhaft ist es, wenn das rotationssymmetrische Bauteil301 als Schmiedeteil oder Gussteil hergestellt ist. Die Arme311 ,312 können vorteilhaft auch als Blechteile, wie Stanzteile, ausgebildet sein und mit dem Element310 mittels Schweißung verbunden, wie verschweißt, sind. Dies ist insbesondere bei einem Ausführungsbeispiel vorteilhaft, bei dem die Arme als ringförmige Blechteile ausgebildet sind. Diese Arme werden dann mit dem ringförmigen Kern des Elementes310 am Außenmantel angeschweißt. - Mit dem im Schnitt c-förmigen kreisringförmigen Bauteil
320 ist an dem radial äußeren Arm ein kreisringförmiges Bauteil330 abgedichtet verbunden, das als Fliehölhaube dient und das unter Fliehkrafteinwirkung stehende Hydraulikmedium, wie Öl, nach radial innen leitet. Die Fliehölhaube weist im radial inneren Bereich eine Aufnahme zur Aufnahme eines Dichtringes331 auf, der abdichtend gegen eine Außenmantelfläche332 des Bauteiles301 beaufschlagt wird. - Das Bauteil
301 ist axial fest angeordnet und das Bauteil320 ist mit der Kegelscheibe350 drehfest und axial fest verbunden und somit mit dieser gemeinsam axial verlagerbar. - Die
5 zeigt einen Ausschnitt eines Getriebes400 mit einer axial verlagerbaren Kegelscheibe401 im Schnitt. Die axial verlagerbare Kegelscheibe ist dabei mit der Welle402 mittels einer Innenverzahnung der Kegelscheibe401 und einer Außenverzahnung der Welle402 axial verlegerbar aber drehfest verbunden. Das Umschlingungsmittel403 ist nur ausschnittweise dargestellt. - In der oberen Hälfte der
5 ist die Kegelscheibe401 in einer axialen Position und in der unteren Figurenhälfte ist die Kegelscheibe in einer zweiten axialen Position dargestellt, die jeweils andere Getriebepositionen darstellen. - Zur axialen Verlagerung der axial verlegerbaren Kegelscheibe dient eine Kolben-/Zylindereinheit
410 mit zwei Druckräumen412 ,414 zur Druckmittelbeaufschlagung. - Der Druckraum
412 wird durch das kreisringförmige Element420 , die Welle402 , die Kegelscheibe401 und den Kolben430 gebildet und abgegrenzt. In diesen Druckraum führt die Verbindung440 , die über eine nicht dargestellte Verbindung entlang der Welle402 mit Druckmittel speisbar wird. - Das kreisringförmige Element
420 ist in seinem radial inneren Bereich421 mit der Welle402 drehfest verbunden, wie verschweißt. In einem ersten axialen Zwischenbereich423 nimmt die radiale Ausdehnung des Elementes420 zu und bleibt über einen zweiten Zwischenbereich424 konstant. In seinem axialen der Kegelscheibe benachbarten Endbereich425 dient das Element420 als Anschlag für den Kolben450 . - Der Kolben
430 ist als kreisringförmiges Element ausgebildet und ist radial innen mit der axial verlegerbaren Kegelscheibe401 axial fest und drehfest verbunden, wie mittels Verschweißung oder einer reib- oder formschlüssigen Verbindung. An seinem radial äußeren Ende der Kolbens430 ist eine Dichtung mit einem Dichtring in einer Aufnahme angeordnet, wobei der Dichtring gegen den Bereich424 abdichtend beaufschlagt ist. - Der Druckraum
414 wird durch das kreisringförmige Element460 , die Kegelscheibe401 und den Kolben450 gebildet und abgegrenzt. In diesen Druckraum führt eine nicht dargestellte Verbindung, die über eine weitere nicht dargestellte Verbindung entlang der Welle402 mit Druckmittel speisbar wird. - Das kreisringförmige Element
460 bildet im wesentlichen einen Hohlzylinder und ist mit der axial verlagerbaren Kegelscheibe radial außen verbunden, wie formschlüssig oder reibschlüssig verbunden. Ebenso kann eine Schweißverbindung vorgesehen sein. - Der Kolben
450 ist als kreisringförmiges Element ausgebildet. An seinem radial inneren und radial äußeren Ende der Kolbens450 ist eine Dichtung mit einem Dichtring in einer Aufnahme angeordnet, wobei der jeweilige Dichtring gegen den Bereich461 und401a abdichtend beaufschlagt ist. - Der radial innere Bereich des eine Druckkammer bildenden kreisringförmigen Elementes dient weiterhin gleichzeitig als Aufnahme für einen Lagerinnenring
470 zur Lagerung der Welle402 im Gehäuse480 . Dabei wird der Lageraußenring471 gehäuseseitig aufgenommen. - Die
6 zeigt ein Kegelumschlingungsmittelgetriebe200 , das ähnlich mit dem in1 gezeigten Getriebe10 ist und dort bereits eingehend beschrieben wurde. Im Unterschied dazu weist unter anderem das Getriebe200 eine Feststellrichtung201 auf, die für beide abtriebs- und antriebsseitigen Kegelscheiben201a ,201b ,202a ,202b ausgebildet ist. In einem kostengünstigeren Ausführungsbeispiel kann die Feststelleinrichtung auch auf einen Scheibensatz201a ,202b oder202a ,201b , wobei in diesem Fall aus Platz- und Anordnungsgründen die Feststelleinrichtung in günstiger Weise auf den Scheibensatz201a ,202b wirkt. - Die Feststelleinrichtung
201 besteht aus den Aktoren212 ,213 , die an den Gehäusenocken214 ,215 fest oder schwenkbar angebracht sind. Vorzugsweise werden elektrisch betriebene Aktoren wie Elektromagneten oder Motoren mit einer Konvertierungseinrichtung der Drehbewegung in eine lineare Bewegung, beispielsweise ein Schneckengetriebe mit Zahnstange, verwendet, wodurch jeweils ein Schubstange220 ,221 mit einem Teller222 ,223 die Gestänge216 ,217 axial in beide Richtungen beaufschlagt. Axial zwischen den Gehäusenocken214 ,215 und den Teller222 ,223 ist jeweils ein axial wirksamer Energiespeicher – hier in Form einer Schraubenfeder224 ,225 – angeordnet, der den maximalen Verstellweg der Schubstangen200 ,201 einstellt und gegen dessen Wirkung die Aktoren212 und213 die Schubstangen auf den Anschlag mit dem kleinsten Verstellweg bewegen. - Die Funktion der mittels eines Gelenks
244 ,245 mit den jeweiligen Teller222 ,223 verbundenen und damit zwangsgeführten Verstellmimik216 ,217 ist aus7 besser ersichtlich und dort näher beschrieben. Die Verstellmimik216 ,217 konvertiert die axiale Bewegung der Schubstangen220 ,221 in eine Schwenkbewegung, die die Keile218 ,219 von außen in Umfangsrichtung der Kegelscheiben201a ,201b ,202a ,202b in einen Spalt226 ,227 zwischen diesen einbringt. - Zur Vermeidung eines Kippmoments bei axialer Beabstandung der Kegelscheiben
201a ,202b beziehungsweise201b ,202a weist die Kegelscheibe201a beziehungsweise die Kegelscheibe202a einen axial ausgebildeten Kragen228 ,229 auf, so dass an beiden Kegelscheiben201a ,202b beziehungsweise202a ,201b eine axiale Anlagefläche der Keile218 ,219 auf axial gleicher Höhe entsteht. Der jeweilige Kragen228 ,229 bildet einen zylindrischen Absatz in axiale Richtung und kann in die Gestaltung der Kolbenräume oder deren Abdeckung einbezogen werden wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Kolbenraum213 teilweise durch den Kragen228 und den Zylinder211a gebildet, wobei beide miteinander dicht verbunden, beispielsweise verschweißt sind und wodurch der Zylinder211a für den Kolben211b wesentlich vereinfacht ausgeführt werden kann. Der Kragen229 der Kegelscheibe201a übernimmt die Zentrierung des Blechs210a , das den äußeren Kolbenraum204a bildet und im Bereich210b in Umfangsrichtung ein axial ausgerichtetes Kammprofil aufweist, und stützt es nach radial außen ab. Zur Abdichtung des Kolbenraums204a ist ein an einer Schulter201c der Kegelscheibe201a angelegtes und zentriertes Blech210c zwischen dem Kolben210d und dem Blech210a vorgesehen. - Die
7 zeigt eine Feststelleinrichtung201 in Ansicht, wobei der Übersicht halber die Kegelscheiben weggelassen wurden. Die Feststelleinrichtung201 ist nur für ein Kegelscheibenpaar aus antriebsseitiger und abtriebsseitiger Kegelscheibe konzipiert. Die durchgezogenen Linien zeigen die Feststelleinrichtung in ausgerückter und die gestrichelten Linien in eingerückter Position. - Der Aktor
213 ist an dem Gehäusevorsprung215 befestigt und weist eine axial durch den Aktor213 in Pfeilrichtung beidseitig verstellbare Schubstange221 auf, die am Ende223 tellerartig ausgeprägt ist. Axial zwischen dem Teller223 und dem Gehäusevorsprung215 ist eine Schraubenfeder225 verspannt, die die Schubstange221 mit Kraft beaufschlagt. Der Aktor213 wird daher beim Einrücken der Feststelleinrichtung210 durch die Schraubenfeder unterstützt oder die Spiralfeder226 rückt die Feststelleinrichtung201 ohne Zutun des Aktors213 bei entsprechender Auslegung der Federkonstante aus. Hierzu kann der Aktor213 so ausgestaltet sein, dass nach dem Ausrücken der Feststelleinrichtung201 die Schubstange221 verriegelt wird und der Aktor damit nicht ständig aktiviert sein muß. Zum Einrücken der Feststelleinrichtung genügt dann ein Impuls zum Lösen der Verriegelung. - An den Teller
223 schließt sich ein mit diesem verbundenes Gelenk245 an, das die Verstellmimik217 aufnimmt, die aus zwei mit dem Gelenk245 verdrehbar aufgenommen Anlenkhebeln246 ,247 bestehen, die ihrerseits über die Gelenke248 ,249 mit zwei weiteren Hebeln250 ,251 verdrehbar in Verbindung stehen. Die Hebel250 ,251 werden an den durch das Gehäuse oder ein anderes feststehendes Bauteils des Getriebes gebildete Umlenkpunkten252 ,253 angelenkt. An den Enden der Hebel250 ,251 sind die Keile219a ,219b bezüglich der Längsachse der Hebel250 ,251 von den Umlenkpunkten252 ,253 wegweisend angeordnet, wobei zur Sicherstellung der Feststellfunktion prinzipiell auch ein Keil ausreichend ist, wobei die beschriebene Verstellmimik beibehalten werden kann und hinter einem der beiden Umlenkpunkte252 ,253 der entsprechende Hebel250 oder251 eingekürzt werden kann. - Durch die Verstellmimik
217 wird aus der axialen Bewegungsrichtung des Aktors eine Drehbewegung um die Umlenkpunkte252 ,253 , die die Keile in Umfangsrichtung in den Spalt zwischen zwei Kegelscheiben – jeweils eine antriebs- und abtriebsseitige – einrückt. - Bei Ausfall der Versorgungsspannung für den Aktor
213 kann eine zusätzliche Spannungsversorgung für den Aktor oder eine hier näher beschriebene manuelle Notentriegelungseinrichtung254 vorgesehen werden. Hierzu ist ebenfalls eine Kniehebelanordnung mit einem ersten Hebel255 der mit dem Gelenk245 verdrehbar verbunden ist und einem zweiten mit einem Gehäuseteil256 verbundener Hebel257 , wobei beide Hebel255 ,257 miteinander mittels des Gelenks258 verdrehbar sind. Bei Einrückvorgängen wird der Kniehebel am Gelenk258 gebeugt, so dass in der Endlage der eingerückten Feststelleinrichtung die Hebel255 ,257 die Position mit den gestrichelten Linien einnehmen. An dem Gelenk258 ist ein Zugseil259 fest angebracht, das durch das Getriebegehäuse260 nach außen geführt und mit einem Griff262 versehen ist. Zwischen dem Griff und dem Getriebegehäuse ist eine Weglängenkompensationsfeder261 , die den Weg des Gelenks258 während der Ein- und Ausrückvorgänge der Feststellvorrichtung201 ausgleicht. Alternativ kann der Einsatzeiner Kompensationsfeder unterbleiben und eine Längenreserve des Zugseils259 im Getriebe vorgehalten werden. Soll die Notentriegelungsvorrichtung254 in Betrieb genommen werden, wird am Griff262 gezogen und unter Ausnutzung der Hebelverhältnisse wird die Feststelleinrichtung ausgerückt. Denkbar sind weiterhin Betätigungseinrichtungen, die eine Betätigungsstange vorsehen, die in Wirkverbindung mit dem Gelenk258 steht, so dass die Notentriegelungseinrichtung254 je nach Anordnung der Stange gedrückt oder gezogen werden kann. Der erfinderische Gedanke schließt weiterhin die Weiterführung der Betätigungseinrichtung an einen anderen Ort, beispielsweise in den Fahrgastraum nicht aus. Auch kann die Kompensationsfeder261 innerhalb oder außerhalb des Getriebes auf das Gelenk einwirken und so ausgelegt sein, dass sie mit der entsprechenden Kraft die Feststellvorrichtung selbständig auszurücken vermag, wobei sie allerdings im normalen Betrieb beispielsweise durch einen Bolzen oder dergleichen im verspannten Zustand gehalten wird und der Bolzen erst zum Zwecke einer Notentriegelung manuell, beispielsweise mittels eines Seilzugs oder pyrotechnisch entfernt wird.
Claims (4)
- Getriebe, wie stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, mit einem ersten Kegelscheibenpaar und einem zweiten Kegelscheibenpaar mit jeweils einer auf einer Welle axial verlagerbaren und einer axial feststehenden Kegelscheibe und einem zur Drehmomentübertragung zwischen diesen Kegelscheibenpaaren angeordneten Umschlingungsmittel, wobei mittels im wesentlichen kreisringförmigen Elementen Kolben-/Zylindereinheiten und Druckräume zur Druckbeaufschlagung und/oder zur axialen Verlagerung der verlagerbaren Kegelscheiben gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne kreisringförmige Elemente mit einer Welle mittels Schweißnaht verbunden sind, wobei die kreisförmigen Elemente radial innen eine Öffnung zur Aufnahme der Welle aufweisen, dort mit der Welle mittels Schweißnaht verbunden sind und zur Aufnahme eines Lagerinnenrings dienen.
- Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht zur Drehmomentübertragung und/oder Verdrehsicherung vorgesehen ist.
- Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht zur axialen Sicherung eines kreisringförmigen Elementes an einer Welle vorgesehen ist.
- Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schweißnaht zur axialen Sicherung eines kreisringförmigen Elementes an einem weiteren kreisringförmigen Element vorgesehen ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19861359A DE19861359B4 (de) | 1997-12-22 | 1998-12-15 | Getriebe |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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