DE19955091A1 - Getriebe - Google Patents

Abstract

Getriebe, wie Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit zumindest einer axial verlagerbaren Kegelscheibe.

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-OS 42 34 294 bekannt geworden.

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 bei obigen Getrieben mit mittels im wesentlichen kreisringförmigen Elementen ausgebildeten Kolben-/Zylindereinheiten und Druckkammern zur Druckbeaufschlagung und/oder zur axialen Verlagerung der verlagerbaren Kegelscheiben dadurch erreicht, daß zumindest ein kreisringförmiges Element mit einem Sicherungselement einseitig axial gesichert ist.

Die einseitige Sicherung erbringt eine leichte Montage und dennoch ausreichende Abstützung. Bei der Montage ist das kreisringförmige Element in einer Richtung verlagerbar, so daß das Sicherungselement montierbar ist und anschließend wird das kreisringförmige Element wieder an das Sicherungselement geschoben. Im Betrieb des Getriebes wird das kreisringförmige Element durch eine Druckkraft axial gegen das Sicherungselement beaufschlagt, so daß es in seiner axialen Position im wesentlichen fixiert ist. Vorteilhaft ist dabei, wenn das kreisringförmige Element axial in einer Richtung gegen das Sicherungselement abstützbar ist und in der anderen Richtung axial verlagerbar ist.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Sicherungselement zur axialen Sicherung eines kreisringförmigen Elementes an einer Welle des Getriebes vorgesehen ist. Dabei ist das Sicherungselement mit der Welle vorteilhaft axial fixiert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Sicherungselement in eine Umfangsnut einer Welle aufgenommen ist.

Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn das Sicherungselement ein kreisringförmiges, mehrteilig ausgebildetes Element ist. Dadurch kann erreicht werden, daß die einzelnen Teile des Sicherungselementes einfach in die Nut eingelegt werden können und zusammen montiert einen Kreisring ergeben.

Auch kann es vorteilhaft sein, wenn das Sicherungselement aus zumindest zwei Kreisringsegmenten ausgebildet ist. Dabei kann es auch zweckmäßig sein, wenn die Kreissegmente im montierten Zustand nicht einen Kreisring mit 360 Grad ergeben.

Auch ist es zweckmäßig, wenn das Sicherungselement sich radial außen an zumindest einem Vorsprung des kreisringförmigen Elementes abstützbar ist. Dieser zumindest Vorsprung kann dabei mit dem kreisringförmigen Element einteilig ausgebildet sein oder mit diesem verbunden sein.

Auch ist es zweckmäßig, wenn das kreisringförmigen Elementes zumindest einen in axialer Richtung sich erstreckenden Vorsprung aufweist. Diese Vorsprünge können beabstandet voneinander angeordnet sein. Vorteilhaft sind sie jedoch über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Sicherungselement einen kreisringförmigen Vorsprung aufweist.

Anhand der Fig. 1 bis 3 sei die Erfindung beispielhaft und anhand von Ausführungsbeispielen ohne Beschränkung der Allgemeinheit näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein teilweise dargestelltes Getriebe, wie Kegelscheibenumschlingungsgetriebe,

Fig. 2 einen Ausschnitt eines Kegelscheibenpaares im Schnitt und

Fig. 3 einen Ausschnitt eines Kegelscheibenpaares im Schnitt.

Die in der Fig. 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 Scheiben paar hat ein axial verlagerbares, wie bewegbares, Scheibenteil, wie Kegelscheibe, 1a und 2a und je ein axial festes Scheibenteil, wie Kegelscheibe, 1b und 2b. Zwischen den beiden Scheiben­ paaren ist zur Drehmomentübertragung ein Umschlingungsmittel 3 beispielsweise in Form einer Kette 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 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-/Zylindereinheiten 4, 5 ist jeweils eine weitere Kolben-/Zylindereinheit 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 Druckkammern 12, 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 Druckkammern 12, 13 mit Druckmittel 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. Bezüglich 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 Vierkantenschieber ausgebildetes Ventil 36 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 hydromechanischen Prinzip basiert. Der Drehmomentfühler 14 überträgt 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 Auflauframpen 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. getragene Bereiche bzw. Bauteile 25, 26 begrenzt. Das ringförmige Bauteil 24 ist dabei mittels eines Sicherungselementes mit der Welle A, wie Antriebswelle, axial gesichert. Dabei kann das Element 24 mit der Welle beispielsweise über eine Verzahnung drehfest verbunden sein. 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 Radialkräfte 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 Kegelzahnrad 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 Antriebswelle 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 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 Antriebswelle A gelagert ist, bildet mit dem inneren Bereich 26a einen mit dem Abflußkanal 41 zusammenwirkenden Schließbereich, der in Abhängigkeit zumindest des anstehenden Drehmomentes den Abflußkanal 41 mehr oder weniger verschließen kann. Der Schließbereich 26a bildet also in Ver­ bindung mit dem Abflußkanal 41 ein Ventil bzw. eine Drosselstelle. Zumindest in Abhängigkeit des zwischen den beiden Scheiben 18, 19 anstehenden Drehmo­ ments wird über die als Steuerkolben wirksame Scheibe 19 die Abflußöffnung bzw. der Abflußkanal 41 entsprechend geöffnet oder geschlossen, wodurch ein wenigstens dem anstehenden Moment entsprechender, 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 eingebrachten 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 verlaufende Verbindungskanäle 49 mit der Druckkammer 13 kommuniziert. Die Kanäle 43 und 48 werden von einer gemeinsamen 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 strichliert 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 übertragenden 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 Verbindung 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 entspricht 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 spielfrei 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 Scheibensatzes 1 gezeigten Position nach rechts, wird nach einer bestimmten Wegstrecke der Kanal 60 mit zunehmendem Axial­ weg der Scheibe 1a durch den Führungsbereich 64 allmählich verschlossen. 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 Kegelscheibe 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. Führungsbereich 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 Verbindung 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 Verbindung zwischen den beiden Druckräumen 22 und 23 ist die axial wirksame Fläche des im Drehmom­ entfühler 14 vorhandenen Druckmittelpolsters vergrößert worden, und zwar, weil die axial wirksamen Flächen der beiden Druckräume 22, 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 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 Kegelscheiben­ umschlingungsgetriebes 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 sichergestellt 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 Drehmomentfühlers 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 zusammenwirkt, 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 darauf folgenden Bewegung der Kurvenscheibe 19 nach links kann im Druckraum 23 zwar ein Unterdruck entstehen und sich gegebenenfalls gar Luftbläschen innerhalb des Öls bilden. Dies ist jedoch für die Funktion des Drehmomentfüh­ lers bzw. des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes 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 Rückschlagventil 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 Druckraumes 22 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 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 Ein­ gangsmoment, bei einer Übersetzung 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 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 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 Übersetzungsverhältnisses 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 Druckräumen 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 betätigbar sein. So kann dieses Ventil beispielsweise auch in Abhängigkeit von im Antrieb auftretenden Drehmomentstößen betätigbar sein. Dadurch kann beispielsweise ein Durch­ rutschen der Kette zumindest bei bestimmten Betriebszuständen bzw. Übersetzungsbereichen des Kegelscheibengetriebes vermieden bzw. wenigstens reduziert werden.

Bei der in Fig. 1 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 Verwendung finden. So kann z. B. sowohl antriebsseitig als auch abtriebsseitig ein entsprechender Drehmomentfühler angeordnet 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 Drehmomentfühler 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.

Die Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebes 100. Eine axial verlagerbare Kegelscheibe 102a ist auf der Welle B axial verlagerbar aufgenommen. Zur Anpressung und Verstellung der Übersetzung des Getriebes sind Kolben/Zylindereinheiten oder Stellglieder 105, 111 vorgesehen. Dabei weisen die Stellglieder Druckkammern 106 und 113 auf, die mit Druckmittel speisbar sind. Dabei dient die Druckkammer 106 zur Anpressungssteuerung und die Druckkammer 113 zur Verstellungssteuerung. Die Druckkammer 106 wird dabei zwischen der Wandung der Kegelscheibe 102a und dem topfförmigen Element 108 und dem Ringelement 120 gebildet. Dabei ist das topfförmige Element mit dem Kolben 121 mittels eines Verbindungsmittels 122, wie beispielsweise Niet, verbunden. Der Kolben stützt sich in axialer Richtung an dem kreisringförmigen Element 130 ab. Diese Abstützung erfolgt jedoch nur in der Richtung weg von dem Kegelscheibe betrachtet. In die entgegengesetzte Richtung ist der Kolben 121 und auch das kreisringförmige Element 130 axial verlagerbar oder gegen die Druckkraft in der Druckkammer abgestützt.

Das kreisringförmige Element 130 ist mittels eines Sicherungselementes 140 in einer Richtung axial abgestützt. Das Sicherungselement 140 ist dabei in einer Nut 141 der Welle B in axialer Richtung fixiert aufgenommen. Das Element 130 weist einen Vorsprung oder Absatz 131 auf, der sich radial außerhalb des Sicherungselementes befindet und dieses in radialer Richtung abstützt und sichert und fixiert.

Der Sicherungselement 140 kann kreisringförmig ausgebildet sein, wobei es zweckmäßig ist, wenn es mehrteilig aus zumindest zwei Kreisringsegmenten ausgebildet ist. Der Vorsprung 131 kann als ringförmiger Vorsprung ausgebildet sein oder aus mehreren einzelnen Vorsprüngen bestehen, die vorteilhaft über den Umfang verteilt sind.

Bei der Montage des Sicherungselementes 140 wird das Element 130 axial in Richtung der Kegelscheibe 102a verschoben, der gegebenenfalls mehrteilige Sicherungsring wird in die Aufnahme oder Nut eingepaßt oder aufgenommen und das Element 130 wird in wieder in seine axiale Position in Anlage an den Sicherungsring 140 gebracht.

Die Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Getriebes 200, wobei der in Fig. 1 dargestellte Drehmomentfühler zur Vereinfachung der Darstellung nicht gezeigt ist. Das in Fig. 1 mit 24 bezeichnete ringförmige Bauteil 224 ist mittels eines Sicherungselementes 225 axial gesichert. Dabei ist das Sicherungselement entsprechend dem zu dem Element 140 ausgeführten in einer Nut 250 der Welle A aufgenommen. Zur radialen Sicherung des Sicherungselementes 225 weist das Element 224 einen in axialer Richtung hervorstehenden 226 Vorsprung oder Kragen auf. Die axial verlagerbare Kegelscheibe 101a weist Stellglieder 104, 110 die Druckkammern 112 und 106a auf, die zur Anpressung und Verstellung der Getriebeübersetzung mit einem Druckmittel beaufschlagt werden.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf die älteren Anmeldungen DE 195 44 644, DE 195 46 294 und DE 195 46 293, deren Inhalt ausdrücklich zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung gehört.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen 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 selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück­ bezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

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 Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfah­ rensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschritt­ folgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (10)

1. 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.

2. 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, mit mittels im wesentlichen kreisringförmigen Elementen ausgebildeten Kolben-/Zylindereinheiten und Druckkammern zur Druckbeaufschlagung und/oder zur axialen Verlagerung der verlagerbaren Kegelscheiben, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein kreisringförmiges Element mit einem Sicherungselement einseitig axial gesichert ist.

3. Getriebe, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisringförmige Element axial in einer Richtung gegen das Sicherungselement abstützbar ist und in der anderen Richtung axial verlagerbar ist.

4. Getriebe, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement zur axialen Sicherung eines kreisringförmigen Elementes an einer Welle des Getriebes vorgesehen ist.

5. Getriebe, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement in eine Umfangsnut einer Welle aufgenommen ist.

6. Getriebe, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement ein kreisringförmiges, mehrteilig ausgebildetes Element ist.

7. Getriebe, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement aus zumindest zwei Kreisringsegmenten ausgebildet ist.

8. Getriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement sich radial außen an einem Vorsprung des kreisringförmigen Elementes abstützbar ist.

9. Getriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das kreisringförmigen Elementes zumindest einen in axialer Richtung sich erstreckenden Vorsprung aufweist.

10. Getriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sicherungselement einen kreisringförmigen Vorsprung aufweist.