DE19928569A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Montieren eines Torodoidgetriebes mit stufenlos veränderbarer Übersetzung - Google Patents

Abstract

In einer Anordnung eines Torodoidgetriebes mit stufenlos veränderbarer Übersetzung wird ein Hülsenbauteil temporär auf eine Schraube aufgepaßt, so daß eine Stufe zwischen einem Keilwellenverzahnungsteil und einer Schraube einer CVT-Welle sich nicht an einer Abtriebsscheibe verhängt, wenn die CVT-Welle durch die Abtriebsscheiben hindurchgeführt wird. Der Außendurchmesser des Hülsenbauteils wird graduell in sich verjüngender Form von einem Außendurchmesser reduziert, der gleich dem ist des Keilwellenverzahnungsteils.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verwendung beim Montieren ei­ nes Torodoidgetriebes mit stufenlos veränderbarer Übersetzung.

Bei einem Torodoidgetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung (Torodoides CVT) überträgt ein Drehmoment durch Kraftübertragungsrollen, die sich zwischen einer An­ triebsscheibe und einer Abtriebsscheibe in Reibschluß befinden, und erzeugt ein ge­ wünschtes Übersetzungsverhältnis entsprechend einem Verdrehwinkel der Kraftüber­ tragungsrollen.

Die Antriebsscheibe und die Abtriebsscheibe drehen sich um ein relativ langes Wellen­ bauteil, das als CVT-Welle bekannt ist. Wenn das Torodoidgetriebe mit stufenlos verän­ derbarer Übersetzung montiert wird, wird eine Abtriebsscheibe in ein Gehäuse einge­ fügt. Die CVT-Welle durchdringt ein Loch, welches in der Mitte der Abtriebsscheibe aus­ gebildet ist, und die Antriebsscheibe wird dann auf die CVT-Welle gefügt.

Bei einem "Doppelausnehmungs"-CVT, bei dem zwei Antriebsscheiben und Abtriebs­ scheiben auf der gleichen CVT-Welle angeordnet sind, werden die beiden Abtriebs­ scheiben zunächst in das Gehäuse eingefügt. Die CVT-Welle, an deren Basisende eine Antriebsscheibe befestigt ist, wird dann durch die Abtriebsscheiben hindurchgefügt, und die andere Antriebsscheibe wird auf das eindringende Ende gefügt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Da verschiedene Bauteile auf die CVT-Welle gefügt werden, ist der Durchmesser der CVT-Welle nicht einheitlich, und in einigen Teilen der Welle befinden sich Teile großen Durchmessers und Teile kleinen Durchmessers, die durch eine Stufe voneinander ge­ trennt sind. Wenn die CVT-Welle durch die Antriebsscheibe und andere Bauteile wäh­ rend der Montage des Getriebes mit stufenlos veränderbarer Übersetzung hindurchge­ führt wird, können diese Stufen sich in den Löchern der Teile verklemmen, was die Montage des CVT schwierig macht.

Es ist daher ein Ziel dieser Erfindung, den Vorgang des Hindurchführens der CVT-Welle durch die Abtriebsscheibe zu erleichtern, was benötigt wird, um das Torodoidgetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung zu montieren.

Um das obige Ziel zu erreichen, stellt diese Erfindung eine Vorrichtung zum Hindurch­ führen eines axialen Bauteils eines stufenlos veränderbaren Getriebes durch Scheiben hindurch, die zuvor in ein Gehäuse eingefügt wurden, wobei das Axialbauteil eine Stufe aufweist zwischen einem Teil großen Durchmessers und einem Teil kleinen Durchmes­ sers. Die Vorrichtung umfaßt ein Hülsenbauteil, welches auf den Außendurchmesser des Teils kleinen Durchmessers benachbart der Stufe paßt, wobei der Außendurchmes­ ser des Hülsenbauteils graduell von einem Außendurchmesser, der gleich dem des Teils großen Durchmessers ist, abnimmt.

Diese Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Montieren eines Torodoidgetriebes mit stufenlos veränderbarer Übersetzung bereit, das ein Axialbauteil aufweist, welches sich durch Scheiben erstreckt, die zuvor in ein Gehäuse eingefügt wurden, wobei das Axialbauteil eine Stufe zwischen einem Teil großen Durchmessers und einem Teil klei­ nen Durchmessers aufweist. Das Verfahren umfaßt das Hindurchführen des Axialbau­ teils durch die Scheiben nach dem Einfügen eines Hülsenbauteils, das einen Außen­ durchmesser aufweist, der graduell abnimmt von einem Außendurchmesser der gleich dem des Teiles großem Durchmesser ist, auf den Teil kleinen Durchmessers des Bau­ teils.

Die Details sowie andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Rest der Be­ schreibung ausgeführt, und sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Fahrzeuggetriebesystems mit einem Toro­ doidgetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung.

Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht des Torodoidgetriebes mit stufenlos veränderba­ rer Übersetzung.

Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht einer CVT-Welle, auf welcher eine Vorrichtung gemäß dieser Erfindung befestigt ist.

Fig. 4 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Vorrichtung und der CVT-Welle.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Bezugnehmend auf Fig. 1 der Zeichnungen umfaßt ein Torodoidgetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung erste und zweite Torodoideinheiten 10,11, die in einem Getriebegehäuse 1 in Reihe angeordnet sind.

Das Drehen des Motors wird auf einen Nockenflansch 14 über einen Drehmomentwand­ ler 4, einer Ölpumpe 5 und einen Vorwärts/Rückwärts-Wechselmechanismus 9 übertra­ gen.

Das Drehen des Nockenflansches 14 wird auf eine Antriebsscheibe 17 der ersten Toro­ doideinheit 10 über Nockenrollen 15 übertragen.

Die Antriebsscheibe 17 ist mit einer Antriebsscheibe 19 der zweiten Torodoideinheit 11 über eine CVT-Welle 3 verbunden. Diese Antriebsscheiben 17,19 sind jeweils mit der CVT-Welle 3 über Kugelkeilwellenverzahnungen 16, 21 verbunden, und ihre Drehung relativ zur CVT-Welle 3 ist beschränkt, wohingegen ihr axialer Versatz innerhalb eines vorher bestimmten Bereichs möglich ist.

Die Nockenrollen 15 bringen eine Axiallast in Abhängigkeit der Drehung des Nocken­ flansches 14 bezüglich der Antriebsscheibe 17 auf, und bringen eine Axiallast auf die Antriebsscheiben 17,19 in Richtung zu den zugehörigen Abtriebsscheiben 18, 20 auf. Die Abtriebsscheiben 18, 20 befinden sich in einem solchen Eingriff, daß sie frei auf dem Außenumfang der CVT-Welle 3 sich drehen können.

Die Antriebsscheiben 17 und die Abtriebsscheibe 18, die die erste Torodoideinheit 10 bilden, umfassen zugehörige torodoidförmige Wandoberflächen 17A, 18A, und ein Paar von Kraftübertragungsrollen 29 befindet sich in Reibeingriff mit den Wandoberflächen 17A, 18A aufgrund der zuvor genannten Axiallast. Die Antriebsscheibe 19 und die Ab­ triebsscheibe 20 der zweiten Torodoideinheit 11 weisen ebenfalls ein Paar von Kraftübertragungsrollen 30 auf, die sich in Reibschluß befinden.

Der Betrieb der Kraftübertragungsrollen 29 wird durch ein oberes Verbindungsglied 34 und ein unteres Verbindungsglied 35 begrenzt, so daß ein Antriebsmechanismus, der nicht dargestellt ist, sie immer in einander gegenüberliegende Richtungen antreibt.

Diese Richtungen entsprechen den Richtungen oben/unten in Fig. 2. Der Betrieb des Paars von Kraftübertragungsrollen ist ebenso auf die gleiche Weise durch ein oberes Verbindungsglied 36 und ein unteres Verbindungsglied 37 beschränkt.

Die Drehung der Antriebsscheiben 17, 19 wird auf die Abtriebsscheibe 18, 20 über die­ se Kraftübertragungsrollen 29, 30 übertragen. Die Drehung der Abtriebsscheibe 18, 20 wird auf eine nicht dargestellte Abtriebswelle über ein Abtriebszahnrad 22, Gegenzahn­ rad 25, Gegenwelle 27 und Zahnrad 28 übertragen.

Die Abtriebsscheiben 18, 20 sind jeweils frei drehend auf dem Außenumfang der CVT-Welle 3 über Radiallager 38, 39 gelagert, die in Fig. 2 dargestellt sind. Die Abtriebs­ scheiben 18, 20 sind auch keilwellenverzahnt auf dem Außenumfang einer Buchse 22A, die sich entlang der CVT-Welle 3 vom Abtriebszahnrad 22 aus nach rechts und links in Fig. 2 erstreckt.

Ein geringes Spiel ist zwischen dem Innenumfang der Buchse 22A und dem Außenum­ fang der CVT-Welle 3 vorgesehen, so daß das Abtriebszahnrad 22 sich unabhängig von der CVT-Welle 3 zusammen mit den Abtriebsscheiben 18, 20 drehen kann. Das Abtriebszahnrad 22 ist frei drehbar gelagert, um sich über ein Lager 24 in einem Zahn­ radgehäuse 23, das einstückig mit dem Getriebegehäuse 1 ausgebildet ist, zu drehen. Das Zahnrad 25 ist auch frei drehbar über ein Lager 26 in dem Zahnradgehäuse 23 aufgenommen.

Der Kontaktpunkt der Kraftübertragungsrollen 29 (30) mit der Antriebsscheibe 17 (19), und der Kontaktpunkt der Kraftübertragungsrolle 29 (30) mit der Abtriebsscheibe 18 (20), variiert entsprechend dem Verdrehwinkel der Kraftübertragungsrolle 29 (30), und das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten der Antriebsscheibe 17 (19) und der Ab­ triebsscheibe 18 (20) wird entsprechend den Abständen der Kontaktpunkte von der CVT-Welle 3 bestimmt. Dieses Drehzahlverhältnis ist das Übersetzungsverhältnis die­ ses Torodoiden-CVT.

Als nächstes wird die Montage des Torodoidgetriebes mit stufenlos veränderbarer Übersetzung beschrieben.

Bezug nehmend auf Fig. 2 werden die ersten und zweiten Torodoideinheiten 10,11 um die CVT-Welle 3 in dem Gehäuse 1 montiert. Das Abtriebszahnrad 22 und das Gegen­ zahnrad 25 werden in das Zahnradgehäuse 23 ebenfalls eingeführt.

Jedoch, in dem Zustand, der in dieser Figur dargestellt ist, wurden der Drehmoment­ wandler 4, und der Vorwärts/Rückwärts-Wechselmechanismus 9, die Gegenwelle 27 und die Zahnradreihe 28, die in Fig. 1 dargestellt sind, noch nicht eingebracht.

Als nächstes wird die Montageabfolge für das Getriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung beschrieben, die benötigt ist, um diesen Zustand zu erreichen.

Das Abtriebszahnrad 22 wird zunächst über ein Lager 24 und das Gegenzahnrad 25 über ein Lager 26 montiert, wobei diese Teile dem Zahnradgehäuse 23 unterstützt sind.

Nachdem die jeweiligen Keilwellenverzahnen der Abtriebsscheibe 18 und der Abtriebs­ scheibe 20 mit der Buchse 22A des Abtriebszahnrades 22, das an dem Zahnradgehäu­ se 23 befestigt ist, wird das Zahnradgehäuse 23 an dem Getriebegehäuse 1 durch Bol­ zen befestigt. Die Radiallager 38, 39 werden dann jeweils auf den Innenumfang der Ab­ triebsscheiben 18, 20 gefügt.

Nachfolgend werden die oberen Verbindungsglieder 34, 36, unteren Verbindungsglieder 35, 37 und Kraftübertragungsrollen 29, 30 der ersten und zweiten Torodoideinheiten 10, 11 im Getriebegehäuse 1 zusammen mit den zugehörigen Stützteilen und Antriebsme­ chanismen montiert.

Zudem werden zunächst die Antriebsscheibe 17, Kugeln der Kugelkeilwellenverzah­ nung 16, Nockenrollen 15 und Nockenflansche 14 zunächst auf die CVT-Welle 3 gefügt. In diesem Zustand wird die CVT-Welle 3 durch die Abtriebsscheibe 18, Buchse 22A des Abtriebszahnrades 22 und der Abtriebsscheibe 20 von links aus in Fig. 2 hindurchge­ führt.

Kugeln der Kugelkeilwellenverzahnung 21, Antriebsscheibe 19 und Plattenfeder 53 werden an dem Ende der CVT-Welle 3 ausgehend von der Abtriebsscheibe 20 befe­ stigt.

Schließlich wird eine Mutter 40 auf eine Schraube 3A aufgeschraubt, die an der Spitze der CVT-Welle 3 aufgeschraubt ist, und das Anbringen der CVT-Welle 3 an dem Toro­ doidgetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung wird vervollständigt durch Anzie­ hen der Mutter 40 in einer Richtung, die auf die Antriebsscheibe 19 über die Plattenfe­ der 53 drückt.

Es besteht eine Stufe zwischen der Schraube 3A, die einen kleinen Durchmesser auf­ weist, und der Kugelkeilwellenverzahnung 21, die einen großen Durchmesser aufweist, und sich an ihrer linken Seite auf der CVT-Welle 3 befindet. Die Stufe verfängt sich leicht an den Lagerungen 38, 39 und dem Eingang der Buchse 22A, wenn die CVT-Welle 3 durch die Antriebsscheiben 18, 20 hindurchdringt. Es besteht auch ein Risiko, daß diese Stufe die umgebenden Wandoberflächen beschädigt, wenn die Schraube 3A durch diese Bauteile hindurchgeführt wird. Ebenso, wenn sich die Stufe an diesen Bau­ teilen verfängt, besteht auch die Möglichkeit, daß Keilwellenteile und die Schraube 3A beschädigt werden, und die erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit verlorengeht. Daher, gemäß dieser Erfindung, wird eine sich verjüngende Hülse 41 über die Schraube 3A gefügt wenn die CVT-Welle 3 auf das Torodoidgetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung, wie in Fig. 3 dargestellt, gefügt wird.

Die Hülse 41 umfaßt, z. B. ein ölresistentes Kunststoffmaterial. Die Hülse 41 weist eine Verjüngung auf, mit graduell abnehmendem Durchmesser beginnend vom Ende 42, das den gleichen Außendurchmesser wie das Keilwellenteil 21A der Kugelkeilwellenverzah­ nung 21 aufweist. Die Schraube 3A erstreckt sich durch einen hohlen Teil 44 der Hülse 41 und eine Mutter 45A ist an dem Innenumfang eines Endes 45 ausgebildet, das einen geringeren Außendurchmesser gegenüberliegend zu dem Ende 42 aufweist.

Die Hülse 41 wird auf den Außenumfang der Schraube 3A in solch einer Weise aufge­ paßt, so daß ihre Enden 42 dem Keilwellenverzahnungsteil 21A der CVT-Welle 3 be­ nachbart sind. Um das Aufpassen der Hülse 41 zu vervollständigen, wird die Mutter 45A an ihrem anderen Ende 45 auf die Schraube 3A durch Drehen der Hülse 41 geschraubt, bis das Ende 42 mit dem Keilwellenteil 21A in Kontakt gelangt.

Als ein Ergebnis wird die Stufe zwischen dem Keilwellenteil 21A und der Schraube 3A der CVT-Welle 3 durch eine sich sanft verjüngende Oberfläche ersetzt, und die Schrau­ be 3A wird durch die Hülse 41 abgedeckt.

In diesem Zustand wird die CVT-Welle 3 durch die Abtriebsscheiben 18, 20 und die Buchse 22A geführt. Daher verfängt sich die Stufe zwischen dem Keilwellenteil 21A und der Schraube 3A nicht mit den Radiallagern 38, 39 oder dem Einlaß der Buchse 22A, wenn die Welle eingesetzt wird, und die CVT-Welle 3 kann sanft durch die Abtriebs­ scheiben 18, 20 und die Buchse 22A hindurchgeführt werden. Ebenso beschädigt die Schraube 3A nicht die Innenwände dieser Bauteile und die Schraube 3A und die Kugel­ keilwellenverzahnung 21 werden ebenfalls nicht beschädigt.

Mit sich von der Abtriebsscheibe 20 aus erstreckender CVT-Welle 3 wird die Hülse 41 dann von der Schraube 3A abgenommen, werden die Kugeln der Kugelkeilwellenver­ zahnung, die Antriebsscheibe 19 und die Plattenfeder 53 auf der CVT-Welle 3 ange­ bracht, und die Mutter 40 wird auf der Schraube 3A festgezogen.

Wenn die beiden flachen Oberflächen 46, die in Fig. 4 dargestellt sind, auf dem Außen­ umfang der Hülse 41 als Werkzeugeingriffsoberflächen ausgebildet sind, können diese Oberflächen 46 leicht durch einen Schraubenschlüssel oder dergleichen erfaßt werden, und kann die Hülse 41 in einfacher Weise festgezogen werden, wenn das Teil 41 auf die Schraube 3A aufgeschraubt wird, oder von ihr heruntergenommen wird.

Die Werkzeugeingriffsoberflächen sind nicht auf zwei flache Oberflächen 46 beschränkt, und können verschiedene Formen aufweisen. Zum Beispiel können sechs plane Ober­ flächen nacheinander folgend auf dem Außenumfang der Hülse 41 in der Art einer Mut­ ter angeordnet sein.

Die Hülse 41, die einen ölresistenten Kunststoff aufweist, ist leicht zu bearbeiten, und sie ist leicht. Ebenso kann sie wiederholt verwendet werden, wodurch die Kosten herabge­ setzt werden.

Bei der obengenannten Ausführungsform ist die Mutter 45A in dem äußeren sich im Eingriff befindenden Teil 41 ausgebildet, aber die Mutter 45A ist nicht absolut unerläß­ lich. Wenn der Innenumfangsdurchmesser des äußeren sich im Eingriff befindenden Teils 41 derart festgelegt ist, daß er in Kontakt mit der Schraube 3A unter einem Druck gebracht werden kann, der nicht die Schraube 3A beschädigt, und der die Hülse 41 am Herabfallen von der CVT-Welle 3 hindert, können die gleichen wünschenswerten Effek­ te wie bei der zuvor genannten Ausführungsform realisiert werden durch eine einfachere Konstruktion.

Der Inhalt von Tokugan Hei 10-175751 mit einem Anmeldedatum vom 23. Juni 1998 in Japan wird hiermit als Referenz eingebracht.

Obwohl die Erfindung oben mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsfor­ men beschränkt. Modifikationen und Variationen der obenbeschriebenen Ausführungs­ formen werden dem Fachmann angesichts der obigen Lehre naheliegen.

Die Ausführungsformen dieser Erfindung, durch welche ein exklusiver Besitz oder ein Privileg beansprucht wird, werden wie folgt definiert.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Hindurchführen eines Axialbauteils (3) eines Getriebes mit stufen­ los veränderbarer Übersetzung durch Scheiben (18, 20), welche zuvor in ein Ge­ häuse (1) eingefügt wurden, wobei dieses Bauteil (3) eine Stufe zwischen einem Teil großen Durchmessers (21) und einem Teil kleinen Durchmessers (3A) auf­ weist, mit:
einem Hülsenbauteil (41), welches auf den Außenumfang des Teils kleinen Durchmessers (3A) benachbart der Stufe paßt, wobei der Außendurchmesser des Hülsenbauteils (41) graduell abnimmt von einem Außendurchmesser, der gleich dem des Teils großen Durchmessers (21) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Schraube (3A) auf dem Teil kleinen Durchmessers (3A) ausgebildet ist, und das Hülsenbauteil (41) eine Mutter (45A) aufweist, die auf die Schraube (3A) aufschraubbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein Hülsenbauteil (41) zwei parallele flache Oberflächen (46) auf ihrem Außenumfang aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Hülsenbauteil (41) aus ölresistentem Kunststoff ausgebildet ist.

5. Verfahren zum Montieren eines Torodoidgetriebes mit stufenlos veränderbarer Übersetzung, wobei das Getriebe ein Axialbauteil (3) aufweist, welches durch Scheiben (18, 20), die zuvor in ein Gehäuse (1) eingesetzt wurden, hindurchge­ führt wird, wobei das Bauteil eine Stufe zwischen einem Teil großen Durchmessers (21) und einem Teil kleinen Durchmessers (3A) aufweist, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Hindurchführen des Axialbauteils (3) durch die Scheiben (18, 20) nach dem Fü­ gen eines Hülsenbauteils (41), das einen Außendurchmesser aufweist, der gra­ duell abnimmt von einem Außendurchmesser, der gleich dem ist des Teils großen Durchmessers (21), auf einen Teil kleinen Durchmessers (3A) des Bauteils (3).