DE2853028A1 - Stufenlos einstellbares kegelscheiben-umschlingungsgetriebe - Google Patents

Description

• Stufenlos einstellbares
• Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe, insbesondere für Pahrzeugantriebe mit Verbrennungsmotoren, wobei das Zugmittel zwischen zwei auf An- und Abtriebswelle angeordneten Paaren von Reibscheiben umläuft', von denen jeweils die eine als Pestscheibe mit etwa radial verlaufender Reibfläche und die andere als axial verschiebbare Wegscheibe mit kegeliger Reibfläche ausgebildet ist, wobei die Wegscheiben als Zylinder von auf gleicher Zugmittelseite angeordneten, hydraulischen Anpreßeinrichtungen in Form je eines Zylinder-Kolben-Aggregates fungieren, dessen Kolben gegenüber der Anpreßkraft axial abgestützt sind und wobei die Grundanpressung der Wegscheiben durch zumindest eine Peder erfolgt.
• Ein derartiges Getriebe ist beispielsweise durch die DT-AS 20 19 848 bekannt geworden Es zeichnet sich durch einfachen Aufbau bei hydraulischer Anpressung mit Stellrückführung aus.
• Die vorliegende Weiterentwicklung geht von folgenden Überlegungen aus: Wegen der stark gestiegenen Rohölpreise und der begrenzten Ölvorkommen ist ein EIauFtziel der neueren fraftifallrreDwettstriclulung die Senkung des Kraftstoffverbrauches. Eine erhebliche Kraftstoffersparnis ist möglich, wenn man den rotor immer im optimalen Drehzahlbereich betreibt. Die zwangsläufige Folge hiervon ist die Notwendigkeit einer stufenlosen Drehzahlwandlung, um,die optimale Motordrehzahl, die möglichst nur geringen Schwankungen unterliegen soll, in die gewünschte Fahrzeuggeschwindigkeit umzuwandeln, die natürlich stark variiert.
• Von allen mechanisch stufenlosen Drehzahlwandlern sind die Umschlingungsgetriebe in Ganzmetallausführung diejenigen mit dem höchsten Wirkungsgrad bei gleichzeitig höchster spezifischer Leistung. Ein Nachteil von stufenlosen Getrieben, der sich bei Fahrzeugantrieben besonders stark auswirkt, ist die räumlich aufwendige Bauweise infolge der Kraftübertragung durch Reibung0 Einfache Schaltgetriebe sind wegen der formschlüssigen Kraftübertragung wesentlich kleiner und billiger, Nach dem heutigen Stand der Technik sind hochwertige Hochleistungsgetriebe der Umschlingungs-Bauart jedoch bereits so weit entwickelt, daß ihr Einsatz,bei Kraftfahrzeugantrieben wirtschaftlich interessant ist. Zwar liegen die Herstellungskosten noch etwas über denen bekannter Schaltautomaten, aber die Kraftstoffersparnis gleicht dies nach kurzer Zeit aus.
• Es bleibt somit im wesentlichen der Nachteil des,größeren Bauvolumens, der vor allem bei kleineren Fahrzeugen mit Frontantrieb und Quermotor, wo der Einbauraum gering ist, stark ins Gewicht fällt. Auf Antriebe für solche Fahrzeuge richtet sich insbesondere die vorliegende Konstruktion, ohne sich jedoch darauf zu beschränken.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe der eingangs beschriebenen attung dahingehend zu verbessern, daß man einen möglichst kompakten Aufbau, insbesondere ein -Ninimuin an axialer -Bauliange erzielt. Dabei sollen sich dieübrigen Antri-ebs- und Getriebeteile mit zugehörigen S.uppl-ungen sowie die Druckmittelpe -und -der Drehmomentfühler, der für eine günstige Kreftübertragung zweckmäßig ist, in platzspare-nder Weise an die An- und Abtriebswellen des Getriebes anschließen lassen. Des weiteren soll sich das -Getriebe durch eine kostengünstige und verschleißfeste Bauweise auszelchnen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination folgender Merkmale gelöst: a) Die Lagerung der Wegscheiben auf ihren zugehörigen Wellen erfolgt dreh- und verschiebbar über glatte Zylinderflächen und die Lagerbasis der Wegscheiben ist in den Zwischenraum zwischen den Reibscheiben verlängert; b) die Feder für die Grundanpressung ist als Tellerfeder ausgebildet, die zwischen der Wegscheibe und dem Kolben der Anpreßeinrichtung axial verspannt ist und damit jeweils in drehfester Verbindung steht, wobei der Kolben seinerseits mit der mit der Festscheibe verbundenen Welle drehfest verbunden ist.
• Durch die erfindungsgemäße Kombination der teilweise für sich bereits bekannten Merkmale ergibt sich eine außerordentlich schmale Bauform des erfindungsgemäßen Umschlingungsgetriebes. Zwar erfordert diese Anordnung einen unsymmetrischen Scheibenkeil, der bisher mit dem Nachteil einer relativ geringen Leistungsübertragung aufgrund der ungünstigeren Reibkraftverhältnisse an der nicht kegeligen Reibfläche behaftet war. Dieser Nachteil ist jedoch durch den noch nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlag gemäß der Patentanmeldung P 28 48 16'6.5 izzwischen beseitigt. Durch die Drehmo-mentubertragung über die Tellerfeder kann die Wegseheibe mit einer glatten Innenbohrung ausgeführt sein und auf einer ebenfalls glatten Welle sitzen Dies ergibt nicht nur eine einfachere Fertigung.und keine Beeinträchtigung der Festigkeit der Nabe bzw. der Welle durch eine Paßfeder, sondern vor allem ergibt sich auch eine bessere Führung der Wegscheibe und die Reibkräfte beim axialen Verschieben der Scheibe werden verringert. Man erhält somit als Nebeneffekt ein feinfühligeres Ansprechen der Wegscheibe auf Stellvorgänge.
• Um die Führung der Wegscheibe weiter zu verbessern, empfiehlt es sich, daß deren Lagerbasis beidseits der Kegelscheibe axial vorsteht. Zugleich bietet sich dadurch die Möglichkeit, die Druckmittelzuführung für die Anpreßeinrichtung von der Welle aus über die Lagerbasis der Wegscheibe vorzunehmen, etwa indem die Lagerbasis einen flachen Ringkanal aufweist, der über Querbohrungen an den Zylinderraum der Anpreßeinrichtung angeschlossen ist. Dadurch sind die Gleitflächen zwischen der Welle und der Wegscheibe ständig geschmiert und die Bildung von rassungsrost wird zuverlässig vermieden Zugleich ist jederzeit leichte Verstellbarkeit der Wegscheibe sichergestellt.
• Im Sinne einer möglichstkompakten Bauweise ist es weiterhin zwecYunäßig, daß die Reibfläche der Festscheiben eine ringförmige Äusnehmung zur teilweisen Aufnahme der Lagerbasis der gegenüberliegenden'Wegscheibe aufweist. Dåbei-ist der geringstmögliche Krümmungsradius für die als Zugmittel üblicherweise eingesetz-te Kette immer noch zu realisieren. Besonders--vort'ei-lhaft im Hinblick-auf-die ang~estrebte Schmalbauweise ist es, wenn die die Tellerfedern innerhalb des Zylinders -der A'npreßeinrichtung angeordnet sind, so daß sie keinerlei zusätzlichen Bauraum be--nötigen. Zum gleichen Zweck können die Bestscheiben anihrer''der-Reibseite abgewandten Seite einstückig mit Zahnrädern oder anderen kraftübertragenden Rädern kombiniert werden, Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung er geben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeiehnung-s dabei zeigt: Fig. 1 eine Gesamtdarstellung des erfindungsgemäßen Getriebes, kombiniert mit weiteren Getriebeteilen, Drehmomentfühler und Druckmittelpumpe als bauliche Einheit und Fig, 2 eine Ausschnittvergrößerung eines Scheibensatzes in besonders schmaler Bauweise.
• Am Ende der Kurbelwelle 1 sitzt eine Hauptkupplung 2, von der aus der Kraftfluß über einen Drehmomentfühler 4 zur Antriebswelle 5 führt, die den oberen Scheibensatz des Segelscheiben-Umschlingungsgetriebes trägt. Außerdem sitzt auf der Abtriebswelle 5 oder einem damit verbundenen Zwischenstück eine Druckmittelpumpe 3, die in an sich bekannter Weise den Druck zum Einstellen des Übersetzungsverhältnisses liefert. Der untere Scheibensatz sitzt gleichartig auf einer Abtriebswelle 5, die über ein Verzweigungegetriebe mit Kupplungen 7 mit dem Differential 8 des Pahrzeuges in Verbindung steht. Um die Scheibensätze in ihrer radialen Ausdehnung zu begrenzen, beEnügt man sich mit einem relativ kleinen überset'zungsbereich, der ih an sich bekannter Weise mit Hilfe ankuppelbarer Übersetzungsstufen, von denen das Bezugszeichen 9 eine zeigt, zweimal oder auch mehrmals durchfahren wird.
• Wie die Schnittdarstellung des oberen Scheibensatzes sn Fig. 1 zeigt, ist die Antriebswelle 5 einstückig mit der Festscheibo 10 verbunden. Die Festscheibe 10 weist eane nahezu radial verlaufende Reibfläche auf.
• ihre Neigung beträgt lediglich etwa 10, damit beim Einlauf der Kette 11 kein Stoß entsteht.
• Die Wegscheibe 12 mit der üblichen konischen Reibfläche ist über einem in beiden Axialrichtungen vorstehenden zylindrischen Bund 12a bzw. 12b mit im wesentlichen glatter zylindrischer Innenbohrung auf der ebenfalls glatten Welle 5 verdrehbar und verschiebbar gelagert, Seine drehfeste Verbindung mit der Welle 5 erfolgt über eine Tellerfeder 13, die an ihrem inneren und äußeren Umfang Vorsprünge aufweist und dadurch formschlüssig mit entsprechenden Vorsprüngen der Wegscheibe 12 einerseits und des mit der Welle in drehfester Verbindung stehenden Kolbens 14 der Anpreßeinrichtung andererseits in Verbindung steht. Der Kolben 14 ist seinerseits drehfest und axial unverschiebbar mit der Welle 5 verbunden.
• Die Druckmittelzufuhr zur Anpreßeinrichtung erfolgt über eine Wellenbohrung 15 in einem flachen Ringkanal 16 in dem zylindrischen Lagerbund der Wegscheibe 12 und von dort aus über Querbohrungen 17 in den Zylinderraum der AnpreSeinrichtung.
• Bei dem- Ausführungsbeispi-el gemäß Fig. 1 sitzt die Tellerfeder 13~außerhalb des Zylinders der Anpreßeinrichtung. Der Kolben 14 weist hierzu eine Schulter 14a auf, an der die vor-erwähnten Vorsprünge angebracht sind, die den fcrmschlüssigen Eingriff mit der-Tellerfeder besorgen. Auchis-t an dieser Stelle eine axiale Abstützung er Tellerfeder vorgesehen.
• Am äußeren Umfang steht die Tellerfeder mit der Stirnseite der mit der Wegscheibe verbundenen Zylinder wand in Verbindung.
• Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sitzt die Tellerfeder 13 im Zylinderraum der Anpreßeinrichtung. Hierzu weist der holben 18 nahe seinem inneren Umfang eine Reihe in Umfangsrichtung laufender Vorsprünge auf, die mit den entsprechenden Vorsprüngen am inneren Umfang der Tellerfeder korrespondieren. Gleichermaßen erfolgt die drehfeste Verbindung zwischen der Tellerfeder und der Wegscheibe nahe der an die Wegscheibe angeformten Zylinderwand.
• Der Kolben 18 stützt sich über die Wellenlagerung 19 im Gehäuse axial an der Welle ab.
• Fig. 2 zeigt gegenüber Fig. 1 eine noch schmalere Bauweise eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes.
• Damit der in den Zwischenraum zwischen den Reibscheiben hineinragende Bund 12a das Heranfahren der Wegscheibe an die Festscheibe nicht vorzeitig blockiert, weist hier die Pestscheibe eine ringförmige Ausnehmung 20 zur teilweisen Aufnahme des Bundes 12a auf. Die Tiefe dieser Ausnehmung ist-so bemessen, daß die Wegscheibe mit Sicherheit bis zum größtmöglichen Laufbahnraius der Kette 11 zugestellt werten kann.
• Schließlich zeigt Fig. 2 am Beispiel der Festscheibe 10 deren platzsparende Kombination mit einem Zahnrad.
• Zusammenfassend liegt der Vorteil der beschriebenen Erfindung darin, daß man für die Wegscheibe eine außerordentlich kompakt bauende Drehverbindung mit der zugehörigen Welle geschaffen hat, die sich zusätzlich durch besonders günstige Sührungs- und Gleiteigenschaften beim Verstellen der Wegscheibe auszeichnet.
• Leerseite

Claims (7)

1. Patentansprüche Stufenlos einstellbares Kegelscheiben-Umschlin gungsgetriebe, insbesondere für Fahrzeugantriebe mit Verbrennungsmotoren, wobei das Zugmittel zwischen zwei auf An- und Abtriebswelle angeordneten Paaren von Reibscheiben umläuft, von denen jeweils die eine als Festscheibe mit etwa radial verlaufender Reibfläche und die andere als axial verschiebbare Wegscheibe mit kegeliger Reibfläche ausgebildet ist, wobei die Wegscheiben als Zylinder von auf gleicher Zugmittelseite angeordneten hydraulischen Anpreßeinrichtungen in Form je eines Zylinder-Eolben-Aggregates fungieren, dessen Kolben gegenüber der Anpreßkraft axial abgestützt sind und wobei die Grundan--pressung der Megscheiben durch zumindest eine Feder erfolgt, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkm-ale.

   a) Die Lagerung der Wegscheiben (12) auf ihren zugehörigen Wellen (5) erfolgt dreh- und verschiebbar üb-er glatte Zyl'inderflächen und die Lagerbasis der Wegscheiben (12) ist in den Zwischenraum zwischen den Reibscheiben hineinverlängert; b) die Feder für die Grundanpressung ist als Tellerfeder (13) ausgebildet, die zwischen der Wegscheibe (12) und dem Kolben (14, 18) der Anpreßeinrichtung axial verspannt ist und damit jeweils in drehfester Verbindung steht, wobei der Kolben (14, 18) seinerseits mit der mit der Festscheibe (12) verbundenen Welle (5) verbunden ist.
2. 2. Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbasis (12a, 12b) der Wegscheiben (12) beidseits axial vorsteht.
3. 3. Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelzuführung für die Anpreßeinrichtung von der Welle aus über die Lagerbasis (12a, 12b) der Wegscheibe (12) erfolgt.
4. 4. Umschlingungsgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbasis (12a, 12b) einen flachen Ringkanal (16) gegenüber der Welle (5) aufweist, der über Querbohrungen (17) an den Zylinderraum der Anpreßeinrichtung angeschlossen ist.
5. 5. Umschlingungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibfläche der Festscheiben (10) eine ringförmige Ausnehmung (20) z-ur teilweisen Aufnahme der Lagerbasis (32a) der Wegscheiben (12) aufweist.
6. 6. Umschlingungsgetriebe nach einem'der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (13) innerhalb des Zylinders der Anpreßeinrichtung angeordnet ist.
7. 7. Umschiingungsgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festscheibe (10) an ihrer der Reibseite abgewandten Seite einstückig mit einem Zahnrad kombiniert ist.