DE3824863C2 - Riemenscheibe für ein Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Riemenscheiben für ein Ke­ gelscheiben-Umschlingungsgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Aus der DE 32 42 448 ist eine Riemenscheibe eines stufenlosen Re­ gelgetriebes bekannt, bei dem die Steuerung nicht mittels eines Druckfluids, sondern über Fliehkraftgewichte stattfindet. Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform weist eine Tellerfeder mit ei­ nem als Belleville-Ring ausgebildeten Außenumfangsbereich auf, um den herum ein elastischer Zwischenring 36a angeordnet ist, das als Abstandselement dient. Bei diesem elastischen Zwischenring 36a weist das Ringmaterial im wesentlichen im Querschnitt eine gleich­ förmige Dicke auf. Die Klaue 52a umklammert dabei den Belleville- Ring unter Zwischenschaltung des Zwischenrings 36a.

Die Art des Anbaus der Tellerfeder an der bewegbaren Kegelscheibe ist nachteilig.

Diese Nachteile bestehen in einem gesteigerten axialen Raumbedarf, der von diesem Abstandselement herrührt und darin, daß die Anhaft- oder Klebeoperationen - mit oder ohne Verbindungsteil - langwierig und schwierig durchzuführen sind und als Ergebnis zu relativ hohen Kosten führen. Wenn darüber hinaus der Zusammenbau des Abstand­ selementes mit der bewegbaren Kegelscheibe durch Laschen, Klammern oder Nieten erfolgt, ist es erforderlich, Abdichtringe vorzusehen, wenn es sich bei dem Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe um ein solches handelt, das durch eine Fluidquelle gesteuert wird.

Der Gegenstand aus der Druckschrift U.S. 4,573,948 zeigt ebenfalls ummantelte Tellerfedern, der Umfangsteil der Tellerfeder ist je­ doch nicht radial verlängert und nicht in einer Aufnahme einge­ spannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu überwinden und eine verläßliche Verbindung zwischen der Teller­ feder und der bewegbaren Kegelscheibe sicherzustellen, um eine fehlerfreie Übertragung des Drehmomentes zu gewährleisten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Teller­ feder vollständig mit elastischem Material umhüllt, wobei der ge­ nannte Wulst während des Umhüllens der Tellerfeder gebildet wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die in der bewegbaren Kegelscheibe vorgesehene Aufnahme von zwei aufeinanderfolgend in Richtung der Tellerfeder und am Umfang der bewegbaren Kegelscheibe angeordneten Umbiegungen gebildet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Aufnahme von einem Kranz aus Metall gebildet, der um die Enden des Wulstes und der bewegbaren Kegelscheibe herum befestigt ist und dessen beide Rän­ der, die nach innen umgelegt sind, eine axiale Klemmung zwischen dem Wulst und der Kegelscheibe sicherstellen. Dank dieser ver­ schiedenen Anordnungen bietet die Erfindung Vorteile, insbesondere durch eine Verminderung des axialen Raumbedarfs der Anordnung, und zwar durch eine Vereinfachung der Montage durch eine Verbesserung der Dichtung für den Fall, daß es sich um ein Kegelscheiben-Um­ schlingungsgetriebe handelt, das von einer Fluidquelle gesteuert wird.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispie­ len der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Axialschnitts durch eine erfindungs­ gemäße Riemenscheibe eines Kegelscheiben- Umschlingungsgetriebes,

Fig. 2 eine Darstellung eines durch eine Einrahmung II in Fig. 1 gekennzeichneten Details in vergrößertem Maßstab, und

Fig. 3 eine Ansicht analog derjenigen in Fig. 2 betreffend eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Riemenscheibe 10A für ein Kegelscheiben-Um­ schlingungsgetriebe der Bauart dargestellt, wie es in dem oben zi­ tierten Patent beschrieben ist. Es handelt sich dabei um die trei­ bende Riemenscheibe dieses Getriebes.

Diese treibende Riemenscheibe 10A weist eine Nabe 12 auf, die mit­ tels Schrauben 13 am Ende einer Antriebswelle 14 befestigt und so­ mit drehfest an ihr festgelegt ist. Um die Nabe 12 herum sind zwei ringförmige Kegelscheiben 15 und 16 mit einander gegenüberliegen­ den kegelförmigen Flanken zur Aufnahme eines Keilriemens 11 vorge­ sehen, von denen zumindest eine Kegelscheibe, im vorliegenden Fall die Kegelscheibe 15, bezüglich der Nabe 12 axial bewegbar ist. Die Kegelscheibe 16, als feste Kegelscheibe bezeichnet, ist beispiels­ weise durch Verbördeln sowohl axial als auch in Umfangsrichtung fest mit der Nabe 12 verbunden.

Zum Zwecke seiner axialen Bewegbarkeit auf der Nabe 12 weist die bewegbare Kegelscheibe 15 an seinem Innenumfang eine axiale Hülse 18 auf, die sich zu beiden Seiten der Kegelscheibe 15 erstreckt. Diese Hülse 18 ist auf Gleitringen 19 verschiebbar auf der Nabe 12 aufgesetzt. Die bewegbare Kegelscheibe 15 wird mittels federnder, in axialer Richtung wirkender Rückstellmittel 20 in Richtung der festen Kegelscheibe 16 belastet.

Im vorliegenden Fall werden die Mittel 20 von zwei im wesentlichen ringförmigen Teilen 21 gebildet, die einander parallel, jedoch voneinander getrennt, gegenüberliegen. Diese beiden Teile 21 wer­ den von zwei Tellerfedern gebildet, die von einem elastischen Ma­ terial 22, beispielsweise einem Elastomer, allseits umhüllt sind. Diese Umhüllung oder Ummantelung 22 ist mit den Tellerfedern 21 durch Verkleben oder Anhaften, das aus einer Vulkanisierung her­ rührt, fest verbunden.

Jede Tellerfeder 21 weist einen kreisförmig fortlaufenden äußeren Umfang 23 auf, der einen Belleville-Ring (Tellerfeder) bildet, so­ wie einen Zentralbereich 24, der durch Schlitze 25 in radiale Fin­ ger aufgeteilt ist. Diese Tellerfedern 21 und die Umhüllung 22 bilden eine einstückige federnde Baueinheit mit variabler Konizi­ tät, die mittels des Umfangsabschnittes 23 sowohl gegen die beweg­ bare Kegelscheibe 15 als auch mittels ihres Zentralbereichs 24 ge­ gen ein Abstützteil 30 axial kippbar anliegt.

Das Abstützteil 30 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einer sowohl axial als auch hinsichtlich einer Rotation fest mit der Nabe 12 verbundenen Scheibe gebildet, die beispielsweise zu diesem Zweck mit ihrem Innenumfang am Endabschnitt der Nabe 12 auf der der festen Kegelscheibe 16 abgewandten Seite durch Verbör­ deln des Endabschnittes befestigt ist. Dieses Abstützteil 30 trägt einen eine Schwungmasse bildenden Ring 31 mit einem Dämpfungsele­ ment aus elastischem Material, das zwischen dem Abstützteil 30 und dem Ring 31 angeordnet ist. Dieses Element 32 ist zwischen dem Ring 31 und dem Abstützteil 30 z. B. angeklebt oder angehaftet, wo­ bei diese Anordnung einen Dämpfer 33 bildet, um die Vibrationen zu dämpfen.

Zwischen der bewegbaren Kegelscheibe 15, der Nabe 12 und der von den elastischen Mitteln 20 und dem Abstützteil 30 gebildeten An­ ordnung ist eine Steuerkammer 35 gebildet. Diese Kammer 35 steht mit einer nicht dargestellten Fluidquelle in Strömungsverbindung, insbesondere einer pneumatischen Überdruck- oder Unterdruckquelle. Zu diesem Zweck ist mindestens eine radiale Öffnung 36 in der Hül­ se 18 vorgesehen, die in eine am Innenumfang der Hülse 18 aus­ gebildeten ringförmigen Nut 37 mündet, die in axialer Richtung verlängert ist. Diese Nut 37 steht permanent über einen in der Na­ be 12 ausgebildeten radialen Kanal 38 mit einer inneren Ausnehmung 39 in der Nabe in Strömungsverbindung. Diese Ausnehmung 39, die sich am der Motorwelle 14 abgewandten Ende der Nabe 12 befindet, ist mittels eines Stopfens 40 abgedichtet, der zum Zwecke einer Strömungsverbindung zwischen der Ausnehmung 39 und der Fluidquelle mit einem ruhend gelagerten Verbindungsstück 41 ausgerüstet ist.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Ummantelung 22 aus ela­ stischem Material radial nach außen verlängert und zwar über den kreisförmigen Umfangsteil 23 der Tellerfedern 21 hinweg, um einen Wulst 45 zu bilden. Dieser radiale Wulst 45 ist bezüglich der Tel­ lerfedern axial abgestuft und steht mit der Ummantelung 22 über zwei geneigte ringförmige Flächen 46 und 47 in Verbindung, die je­ weils nach innen bzw. nach außen gewandt sind.

Die axiale Abstufung des Wulstes 45 gibt die Tellerfedern 21 der bewegbaren Kegelscheibe 15 frei, wodurch es diesen ermöglicht ist, sich im Verlaufe der Verschiebung der Kegelscheibe frei zu verfor­ men.

Der Wulst 45 ist in einer Aufnahme 50 eingeschlossen, die derart in der bewegbaren Kegelscheibe 15 ausgebildet ist, daß ein Schwenkanschlag für die Tellerfedern 21 gebildet wird, und derart, daß diese zumindest axial mit der Kegelscheibe 15 verbunden sind.

Gemäß einer ersten Ausführungsform, vergl. Fig. 2, ist der Zen­ tralbereich 15a der bewegbaren Kegelscheibe 15 nach außen durch einen ringförmigen radialen Abschnitt 51 verlängert, der in zwei aufeinanderfolgenden, im wesentlichen jeweils 90° betragende Ab­ knickungen endet, um jeweils einen axialen Rand 52 und einen nach innen gerichteten, radialen Rand 53 zu bilden. Die inneren Um­ fangsflächen dieser beiden Ränder 52, 53 begrenzen die Aufnahme 50, in denen der Wulst 45 aufgenommen ist. Die Außenfläche 47 ist von dem benachbarten Ende 53a des Radialrands 53 freigesetzt und ermöglicht auf diese Weise den Durchgang eines Werkzeugs, um den Wulst 45, wie nachfolgend näher beschrieben, einzuspannen.

Es wird nun erneut auf Fig. 1 Bezug genommen, aus der erkennbar ist, daß sich die Ummantelung 22 an ihrem Innenumfang mittels ei­ nes ringförmigen axialen Abstandselementes 60 verlängert, das sich in Richtung auf das Abstützteil 30 erstreckt. In Richtung seines Endabschnitts weist das Abstandselement 60 ein gewelltes Profil, das Wellen 61 mit axialer Ausrichtung an seinem Außenumfang aus­ bildet, und einen ringförmigen Vorsprung 62 an seinem Innenumfang auf. Das Abstandselement 60 ist in einer Aufnahme 65 eingespannt, die auf der gegenüberliegenden Fläche des Abstützteils 30 ausge­ bildet ist. Das Abstützteil 30 weist einen axialen Kranz 66 auf, der sich koaxial zur Nabe 12 erstreckt und Wellen 67 besitzt, die komplementär zu den Wellen 61 des Abstandselementes 60 ausgeformt sind. Diese Wellen sind beispielsweise durch Einprägen oder Ein­ pressen hergestellt. An dem Abstützteil 30 axial vorstehende La­ schen 68 sind über einen koaxialen Kreis im Inneren des Kranzes 66 regelmäßig verteilt. Jede Lasche 68 weist auf der Seite der Auf­ nahme 65 und in Richtung ihres Endes eine Nase 69 auf, die durch eine geneigte Fläche 69a verlängert ist. Die Aufnahme 65 ist somit durch den ringförmigen Spalt definiert, der zwischen dem Kranz 66 und den Laschen 68 begrenzt ist.

Zwischen den Laschen 68 und der Nabe 12 ist ein ausreichender Raum gelassen, um einen freien Durchgang der Hülse 18 der bewegbaren Kegelscheibe während deren Verschiebung in Richtung der weitesten Entfernung bezüglich der festen Kegelscheibe zu gestatten.

Der Zusammenbau der Scheibe 10A erfolgt in der nachfolgend be­ schriebenen Weise.

Die Kegelscheibe 16 ist - beispielsweise durch Verbördelung - auf der der Motorwelle abgewandten Seite auf der Nabe 12 starr befe­ stigt. Die bewegbare Kegelscheibe 15 ist unter Zwischenschaltung von Gleitringen 19 auf der Nabe 12 verschiebbar. Die einstückige federnde Baugruppe 20 ist an der Nabe 12 angeordnet. Mit Hilfe ei­ nes nicht dargestellten Werkzeugs, das sich an dem Ende 53a der bewegbaren Kegelscheibe 15 abstützt, ist der Wulst 45 in die Auf­ nahme 50 der bewegbaren Kegelscheibe 15 eingedrückt und kann darin gehalten werden.

Schließlich ist der Dämpfer 33 auf der Nabe 12 angeordnet. Das Ab­ standselement 60 ist in der Aufnahme 65 der Scheibe eingeschlossen gehalten. Dank der Elastizität der Laschen 68 und des Abstandsele­ mentes 60 dringt dieses in das Innere der Aufnahme 65, wobei seine Wellen 61 in die Wellen 67 des Kranzes 66 eingeschoben werden und sein nach innen ragender Vorsprung 62 die Nase 69 der Laschen 68 hintergreift.

Sobald das Abstandselement 60 an dem Abstützteil 30 am Boden der Aufnahme 65 anstößt, ruft die Deformation des Abstandselementes 60 ein Zusammenpressen seines Vorsprungs 62 hervor, der über die ge­ samte Länge mit den Laschen 68 in Kontakt tritt. Durch das Inein­ andergreifen der Wellen 61, 67 ist das Abstandselement 60 drehfest mit dem Abstützteil 30 verbunden. Schließlich ist das Abstützteil 30 beispielsweise durch Verbördeln oder Verpressen mit der Nabe 12 verbunden.

Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird die Auf­ nahme 50 von einem um den Außenrand der bewegbaren Kegelscheibe 15 herum angeordneten Kranz 70 begrenzt, der den Rand der bewegbaren Kegelscheibe 15 und den Wulst 45 umgibt.

An seinen beiden Rändern ist der Kranz 70 radial nach innen abge­ bogen, um ein axiales Klemmen zwischen der bewegbaren Kegelscheibe 15 und dem Wulst 45 sicherzustellen. Während der Montage wird der Wulst 45 mit dem radialen Endabschnitt 51 der Kegelscheibe 15 der­ art in Kontakt gebracht, daß deren Endabschnitte im wesentlichen bündig miteinander abschließen. Der Kranz 70, dessen ein Ende vor­ her nach innen abgebogen wurde, um einen Rand 71 zu bilden, bei­ spielsweise durch Pressen, wird derart um den Wulst 35 herum gezo­ gen, daß die Innenfläche 71 des Kranzes 70 in Anlage gegen den Au­ ßenumfang des Wulstes kommt. Schließlich wird das andere Ende des Kranzes 70 nach innen abgeschlagen, um einen Rand 72 zu bilden, wobei dies beispielsweise durch eine Rolloperation erhalten werden kann, wodurch der Rand 72 in Kontakt mit einer Abfasung 51a gerät, die am Außenrand der bewegbaren Kegelscheibe 15 auf der Seite aus­ gebildet ist, die dem Wulst 45 abgewandt ist.

Damit sie durch Einspannungen zusammengebaut werden können, können der Wulst 45 in axialer Richtung und das Abstandselement 60 in ra­ dialer Richtung Querschnitte größerer Abmessungen aufweisen, als diejenigen der jeweiligen Aufnahmen 50, 65.

Die federnden Rückstellmittel 20 sind mit der bewegbaren Kegel­ scheibe 15 und dem Anschlagteil 30 fest verbunden und üben eine axiale Vorspannung aus, die es gestattet, den Wulst 45 und das Ab­ standsteil 60 in ihren jeweiligen Aufnahmen 50, 65 eingespannt zu halten. Diese Vorspannung wird insbesondere mit der Befestigung des Abstützteils 30 auf der Nabe 12 erzeugt.

Es ist ein Wegbegrenzungsanschlag 100 am Rückstellmittel 20 zwi­ schen der bewegbaren Kegelscheibe 15 und dem Abstützteil 30 vorge­ sehen, um den Abstand zwischen den Kegelscheiben 15, 16 der trei­ benden Riemenscheibe 10A zu begrenzen und zu verhindern, daß der Riemen 11 die Riemenscheibe verläßt.

Dieser Anschlag 100 ist vorteilhafterweise mit den elastischen Rückstellmitteln 20 fest verbunden und bildet einen ringförmigen Vorsprung 100 aus elastischem Material, der sich axial in Richtung des Abstützteil 30 erstreckt. In dem dargestellten Ausführungsbei­ spiel wird der Vorsprung 100 im Bereich des umlaufenden Teils 23 der Tellerfedern 21 durch das Hüllmaterial bzw. die Ummantelung 22 gebildet, wobei der Vorsprung 100 gegen die benachbarte Wand des Trägheitsrings 31 des Dämpfers 33 zur Anlage kommt. Der Vorsprung 100 wird somit von der Umhüllung 22 getragen und bildet an ihm ei­ ne Erhebung.

In den dargestellten Ausführungsformen können die Laschen 68 von einem fortlaufenden Kranz ersetzt werden, der einen umlaufenden Vorsprung aufweist, um axial das Abstandselement 60 zu halten, wenn dieses in der Aufnahme 65 anliegt.

Wenn das Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe nicht mit einem Dämp­ fer 33 ausgestattet ist, genügt es für eine solche Ausführungsva­ riante, daß sich das Abstützteil 30 radial so weit erstreckt, um mit dem Vorsprung 100 zusammenzuwirken.

Claims (5)

1. Riemenscheibe für ein Kegelscheiben-Umschlingungsge­ triebe, dessen axial bewegliche Kegelscheibe (15) von mindestens einer radial geschlitzten, allseits mit ei­ ner aus elastischem Material bestehenden Ummantelung (22) fluiddicht umgebenden Tellerfeder (21) beauf­ schlagt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der radial außen liegende Umfangsteil der Ummantelung aus elasti­ schem Material als Wulst (45) ausgebildet und im Durchmesser größer ist als die Tellerfeder und der Wulst an der Kegelscheibe in einer Aufnahme (50) ein­ gespannt ist.

2. Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (50) aus zwei sich aneinander an­ schließenden, im wesentlichen jeweils ca. 90° betra­ genden Umbiegungen (52, 53) gebildet wird, die am Außenumfang der bewegbaren Kegelscheibe (15) ausgebil­ det und zur Tellerfeder (21) hin gerichtet sind.

3. Riemenscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Aufnahme (50) von einem um den Außenumfang der bewegbaren Kegelscheibe (15) und den Wulst (45) herum angeordneten Kranz (70) gebildet wird, wobei die beiden Ränder (71, 72) des Kranzes (70) radial nach innen umgelegt sind, um den Wulst (55) ge­ gen die Kegelscheibe (50) axial geklemmt zu halten.

4. Riemenscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine der Ränder (71) des Kranzes (70) vor dem Zusammenbau umgelegt und der andere Rand (72) radial nach innen verformt ist, wenn der Kranz (70) um die Kegelscheibe (15) und den Wulst (45) herum gelegt ist.

5. Riemenscheibe nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (22) im Bereich des Außenumfangs der Tellerfeder (21) einen ringförmigen Vorsprung (100) aufweist, der einen mit einem axial ortsfesten Teil zusammenwirkenden An­ schlag zur Begrenzung des Abstandes zwischen den Ke­ gelscheiben (15, 16) bildet.