DE4123419A1 - Riemenscheibenanordnung fuer ein stufenlos regelbares getriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Riemenscheibenan­ ordnung für ein stufenlos regelbares Getriebe. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine sekundärsei­ tige Riemenscheibeneinrichtung eines stufenlos regelba­ ren Getriebes der Treibriemenbauart für ein Kraftfahr­ zeug, und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Kaltniet- bzw. Stauchverbindung zwischen einem seitlichen Flanschabschnitt einer beweglichen Riemen­ scheibe und dem offenen Endabschnitt eines Hydraulikzy­ linders.

Für ein stufenlos regelbares Getriebe dieser Bauart wurde eine Auslegung vorgeschlagen, bei der eine erste Riemen­ scheibe auf einer Brennkraftmaschinenseite und eine zwei­ te Riemenscheibe auf einer Radseite vorgesehen ist, wo­ bei ein Treibriemen über beide Riemenscheiben läuft. Ein erster Druck für einen Gangwechsel wird an den Zylinder der ersten Riemenscheibe angelegt, und das Druckmittel wird von diesem Zylinder abgeleitet, während ein zweiter Druck, der einem Übertragungsdrehmoment entspricht, normalerweise an den Zylinder der zweiten Riemenscheibe angelegt wird. Wenn hierbei eine Umdrehungsgeschwindigkeit der zweiten Riemenscheibe steil durch die variable Geschwindigkeit an­ steigt, tritt ein Zentrifugalöldruck in einer Ölkammer der zweiten Riemenscheibe auf, und der den zweiten Druck aus­ gleichende erste Druck ist Schwankungen ausgesetzt.

In der zweiten Riemenscheibe auf der Abtriebsseite ist da­ her eine Ausgleichskammer angrenzend an die zweite Kammer derart vorgesehen, daß der Zentrifugalöldruck des zweiten Drucks durch den Zentrifugalöldruck der Ausgleichskammer aufgehoben wird. In diesem Fall umfaßt die zweite Riemen­ scheibenseite einen Trennkolben, der fest einteilig mit einer zweiten Welle verbunden ist. Der Zylinder, der ge­ meinsam für die zweite Kammer und die Ausgleichskammer vor­ gesehen ist, ist eng sitzend passend auf dem Kolben über eine Öldichtung vorgesehen. Ferner ist das offene Endteil des Zylinders auf einer Seite hiervon einteilig mit der beweglichen Riemenscheibenseite der zweiten Riemenscheibe verbunden.

Hinsichtlich der Auslegung der zweiten Riemenscheibe gibt es beispielsweise eine Auslegung, die in der offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung No. 52 359/1987 ange­ geben ist. Hierbei ist angegeben, daß ein hydraulischer Servozylinder und eine Abdeckung zum Aufheben eines Zentri­ fugalöldruckes in unterteilter Form vorgesehen sind, wo­ bei ein Ende des Zylinders fest mit einer beweglichen Riemenscheibenseite verbunden ist, die Öldichtung eng passend in einem Kolben des Zylinders angeordnet ist und die Abdeckung einteilig mit dem äußeren Ende des Zylinders mittels Eingreifen eines Vorsprunges in eine Ausnehmung und durch Abstützung eines Kautschukdichtungsringes verbun­ den ist.

Bei der vorstehend angegebenen üblichen Auslegungsform er­ geben sich Schwierigkeiten, wie die Kompliziertheit der Montage und die größere Anzahl von Mannstunden, die hierbei zur Montage benötigt werden, da die Abdeckung zur Aufhebung bzw. zum Ausgleich des Zentrifugalöldruckes gesondert zu dem hydraulischen Servozylinder ausgelegt ist.

In diesem Zusammenhang ist zu bemerken, daß der Zylinder einteilig derart ausgebildet ist, daß er auch als eine Ab­ deckung der Ausgleichskammer dient und er ist eng passend auf der Öldichtung des Kolbens vorgesehen, und anschließend wird das offene Endteil des Zylinders mit der beweglichen Riemenscheibenseite mittels Kaltnieten oder Stauchen ver­ bunden. Durch diese Auslegung läßt sich die Verbindung ein­ facher darstellen. Da jedoch das Abschrägen des offenen Endteils des Zylinders im Hinblick auf eine sichere und zu­ verlässige Kaltniet- bzw. Stauchverbindung begrenzt ist, kann die Öldichtung des Kolbens leicht eingeschnitten oder beschädigt werden, so daß sich Unzulänglichkeiten für den Paßsitz des Zylinders auf dieser Dichtung ergeben.

Daher sollte die Kaltniet- bzw. Stauchverbindung des Zylin­ ders derart abgeändert werden, daß das Einklemmen der Öl­ dichtung des Kolbens verhindert wird, welches auf den Zy­ linder zurückgeht.

Die Erfindung zielt daher darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten eine Riemenscheibenan­ ordnung für ein stufenlos regelbares Getriebe bereitzustel­ len, bei der ein auf der Seite einer zweiten Riemenscheibe vorgesehener und als eine Ausgleichskammer dienender Zy­ linder fest mittels Kaltnieten bzw. Stauchen angebracht und mit einer beweglichen Riemenscheibenseite verbunden werden kann, wobei aber das Einklemmen der Öldichtung eines Kol­ bens verhindert wird.

Nach der Erfindung zeichnet sich eine Riemenscheibenanord­ nung bei einem stufenlos regelbaren Getriebe, bei dem ein Endlosriemen über ein Paar von Riemenscheibeneinrichtungen läuft, die jeweils eine stationärseitige Riemenscheibe, die einteilig mit einer zugeordneten Eingangswelle und/oder ei­ ner Ausgangswelle verbunden ist, eine Riemenscheibenein­ richtung auf der beweglichen Seite auf der zugeordneten Welle eine Gleitbewegung derart ausführt, daß ein Riemen­ scheibenabstand verändert wird und welche ein hydraulisches Servosystem hat, bei dem ein Zylinder, der auf der Riemen­ scheibe der beweglichen Seite vorgesehen ist, ein Ende hat, das mit der Riemenscheibe auf der beweglichen Seite ver­ bunden ist, und bei dem ein Kolben, der einteilig mit der zugeordneten Welle verbunden ist, derart vorgesehen ist, daß er flüssigkeitsdicht in dem Zylinder gleiten kann, da­ durch aus, daß ein Ende des mit der Riemenscheibe der be­ weglichen Seite der Ausgangswelle zu verbindenden Zylinders einen Kaltniet- bzw. Stauchabschnitt umfaßt, dessen Innen­ durchmesser größer als ein Außendurchmesser eines Gleit­ teils des Kolbens ist.

Wenn bei der vorstehend beschriebenen Auslegungsform der Zylinder passend auf dem Kolben des hydraulischen Servo­ systems der Riemenscheibe angebracht werden soll, wird eine Öldichtung an einem äußeren Umfangsteil des Kolbens vollständig und allmählich durch ein konisches Teil mit einer großen Fläche komprimiert, welches an dem offenen Endteil des Zylinders ausgebildet ist und in Gleitkon­ takt mit dem Zylinder ohne ein Einklemmen oder derglei­ chen ist, und der Zylinder ist fest mittels der Kaltniet­ bzw. Stauchverbindung mit der beweglichen Riemenscheiben­ seite über den Kaltniet- bzw. Stauchabschnitt verbunden, der etwas abgeschrägt ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beige­ fügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer ersten bevorzug­ ten Ausführungsform einer Riemenscheiben­ anordnung für ein stufenlos regelbares Ge­ triebe nach der Erfindung,

Fig. 2(a) und 2(b) vergrößerte Schnittansichten zur Ver­ deutlichung der Ausbildung eines Zylin­ ders vor und nach der Stauverbindung je­ weils, und

Fig. 3 eine Schnittansicht zur Verdeutlichung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung, welche für eine Rie­ menscheibenvorrichtung der Doppelzylinder­ bauart bestimmt ist.

Nunmehr wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erlautert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist mit 1 ein stufenlos regelba­ res Getriebe bezeichnet, bei dem eine erste Riemenscheibe 3 auf einer ersten Welle 2 auf einer Brennkraftmaschinensei­ te derart vorgesehen ist, daß ein Riemenscheibenabstand variiert werden kann, und ein hydraulisches Servosystem 4 ist auf der ersten Riemenscheibe 3 angebracht. Eine zwei­ te Riemenscheibe 10 ist auf einer zweiten Welle 5 auf ei­ ner Ausgangsseite vorgesehen, und ein hydraulisches Ser­ vosystem 15 ist ebenfalls auf der zweiten Riemenscheibe 10 angebracht. Ein Riemen 6 läuft zwischen der ersten Rie­ menscheibe 3 und der zweiten Riemenscheibe 10.

Die zweite Riemenscheibe 10 ist derart ausgelegt, daß ei­ ne stationäre Riemenscheibe 10a einteilig mit der zweiten Welle 5 ausgebildet ist, und daß eine bewegliche Riemen­ scheibe 10b, welche ein Paar mit der stationären Riemen­ scheibe 10a bildet, beweglich auf dieser stationären Rie­ menscheibe passend derart vorgesehen ist, daß ein Riemen­ scheibenabstand sich über Kugeleinrichtungen 11 verändern läßt. Das hydraulische Servosystem 15 ist derart ausge­ legt, daß ein Kolben 16, der in Form eines abgestuften Zy­ linders ausgebildet ist, einteilig fest an der Seite der beweglichen Riemenscheibe 10b vorgesehen ist, wobei das innere Umfangsteil 16a mit dem Distanzstück 17 der zweiten Welle 5 verbunden ist, und eine Öldichtung 18 ist passend in der Ausnehmung 16c vorgesehen, die auf dem äußeren Um­ fangsteil 16b des Kolbens 16 vorgesehen ist.

Zusätzlich ist ein Zylinder 19 in Form eines abgestuften Zylinders derart ausgebildet, daß er auch als eine Aus­ gleichskammer dient. Der zylindrische Abschnitt 19a des Zylinders 19 ist in Gleitkontakt mit der Öldichtung 18 des Kolbens 16 gehalten, und der offene Endabschnitt 19b hiervon ist einteilig aufgestaucht und mit einem Flanschabschnitt 10c verbunden, der an dem Seitenteil der beweglichen Riemenscheibe 10b ausgebildet ist. Somit wird eine zweite Kammer 20 auf einer Seite des Kolbens 16 ge­ bildet, und der zweite Druckdurchgang 21 der zweiten Wel­ le 5 bleibt in Verbindung mit dieser zweiten Kammer 20 über radiale Bohrungen 5a, 10d usw. Eine Rückholfeder 22 ist unter Andrücken zwischen der beweglichen Riemenschei­ be 10b und dem Kolben 16 gehalten.

Ferner ist auf der Seite des Kolbens 16, der von der beweg­ lichen Riemenscheibe 10b abgewandt liegt, eine Ausgleichs­ kammer 23 vorgesehen, welche durch den durchmesserkleinen Abschnitt 19c des Zylinders 19 derart begrenzt wird, daß das Volumen beim Gangwechselvorgang auf eine höhere Gang­ stufe geändert und vergrößert wird. Der Schmierdruckdurch­ gang 24 der zweiten Welle 5 leitet Öl in die Ausgleichs­ kammer 23 über die Radialbohrungen 5b, 17a und 16d nur beim Gangwechselvorgang wenigstens in einer höchsten Gang­ stufe ein. Somit wird die bewegliche Riemenscheibe 10b der zweiten Riemenscheibe 10 in Fig. 1 gesehen nach rechts be­ wegt, um den Umschlingungsdurchmesser der Riemenscheibe 6 herabzusetzen, wodurch das Getriebe auf die höchste Gang­ stufe geschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt wirkt ein Zen­ trifugalöldruck Pg1 des Öls in der zweiten Kammer 20 auf die bewegliche Riemenscheibe 10b in der Figur in Richtung nach links wirkend ein. Andererseits beaufschlagt der Zen­ trifugalöldruck Pg2 des Schmieröls, das in die Ausgleichs­ kammer 23 eingeleitet wird, die bewegliche Riemenscheibe 10b über den Zylinder 19 in Richtung nach rechts in der Zeichnung wirkend, um den Zentrifugalöldruck Pg1 aufzu­ heben bzw. auszugleichen.

Bei der vorstehend erläuterten Konstruktion wird unter Be­ zugnahme auf die Fig. 2(a) und 2(b) nachstehend die Kalt­ niet- bzw. Stauchverbindung von dem Zylinder 19 näher er­ läutert.

Zuerst wird nach Fig. 2(a) der Außendurchmesser D2 des Flanschabschnitts 10c der beweglichen Riemenscheibe 10b etwas größer als der Außendurchmesser D1 des Außenumfangs­ teils 16b des Kolbens 16 sowie als der Innendurchmesser d des zylindrischen Abschnittes 19a des Zylinders 19 bemes­ sen. Ferner ist der offene Endabschnitt 19b des Zylinders 19 derart ausgebildet, daß ein Stauchabschnitt 19f einen Durchmesser hat, der über einen konischen Abschnitt 19e relativ zum Innendurchmesser d des zylindrischen Abschnit­ tes 19a derart vergrößert ist, daß er gleich dem Außendurch­ messer D2 des Flanschabschnittes 10c der beweglichen Rie­ menscheibe 10b ist. Hierbei ist der Stauchabschnitt 19f kaum abgeschrägt, so daß man eine sichere und zuverlässige Stauchverbindung erhält, und der konische Abschnitt 19e mit einer großen Fläche ist außerhalb der Lage der Öldichtung 18 vorgesehen, wobei diese Anordnung der kleinsten Gangstu­ fe des Getriebes entspricht.

Wenn dank dieser Konstruktion der Zylinder 19 angebracht wer­ den soll, wird er auf die äußere Seite des Kolbens 16 pas­ send aufgesetzt, wobei der offene Endabschnitt 19b in Rich­ tung zu dem vorderen Ende weist. Hierbei ist zu Beginn der durchmessergroße Stauchabschnitt 19f des Zylinders 19 lose passend auf der Öldichtung 18 des Kolbens 16 angeordnet und er wird ohne Verformung vorgeschoben. Folglich kommt die ge­ samte Fläche des vorstehenden Teils der Öldichtung 18 in Kontakt mit dem flächengroßen, konischen Abschnitt 19e, und die gesamte Öldichtung 18 wird durch Zusammendrücken allmäh­ lich verformt. Hierbei wird die Öldichtung 18 durch den konischen Abschnitt 19e mit einer Durchmesserverminderung zusammengedrückt, ohen daß ein Einquetschen o. dgl. auftritt, und sie wird in Gleitberührung mit der inneren Fläche des zylindrischen Abschnittes 19a des Zylinders 19 gebracht. Anschließend wird nach Fig. 2(b) der Stauchabschnitt 19f des Zylinders 19, dessen vorderes Ende zu dem Flanschab­ schnitt 10c und einer Vertiefung 10e der beweglichen Rie­ menscheibe 10b ausgerichtet ist in die Vertiefung 10e mit­ tels eines Werkzeuges gedrückt, um hierdurch eine einteili­ ge Stauchverbindung herzustellen und dieses Teil mit dem Zylinder 19 zu verbinden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird eine zweite bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung unter Anwendung auf ei­ ne Riemenscheibeneinrichtung der Doppelzylinderbauart er­ läutert.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist ein erster Zy­ linder 31, der mit einem Kolben 30 versehen ist, eng passend auf einem Kolben 16 vorgesehen, der auf der Seite der beweg­ lichen Riemenscheibe 10b der zweiten Riemenscheibe 10 vorge­ sehen ist. Ein zweiter Zylinder 32 ist eng sitzend auf dem Kolben 30 vorgesehen, und der offene Endabschnitt 31a des ersten Zylinders 31 ist mit dem Flanschabschnitt 10c der be­ weglichen Riemenscheibe 10b mittels einer Kaltniet- bzw. Stauchverbindung verbunden. Hierbei wird eine erste Zylinder­ kammer 33 zwischen dem Kolben 16 und der beweglichen Riemen­ scheibe 10b einerseits, eine Ausgleichskammer 34 zwischen dem Kolben 16 und dem Kolben 30 andererseits und eine zweite Kam­ mer 35 zwischen dem Kolben 30 und dem zweiten Zylinder 32 begrenzt. Somit werden die druckbeaufschlagenden Riemenschei­ benkräfte doppelt durch die zweiten Drücke der ersten und zweiten Sekundärkammern 33, 35 ausgeübt.

Selbst bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der offe­ ne Endabschnitt 31a des ersten Zylinders 31, welcher mit dem Kolben 30 versehen ist, mit einem Stauchabschnitt 31c mit einem größeren Durchmesser über einen konischen Ab­ schnitt 31b ausgebildet, so daß eine in den Außenumfang des Kolbens 16 eingesetzte Öldichtung 18 an einem Einklemmen gehindert wird.

Nach der Erfindung wird gemäß der voranstehend angegebenen Beschreibung eine Auslegung eines hydraulischen Servosy­ stems auf der zweiten Riemenscheibeneinrichtung eines stu­ fenlos regelbaren Getriebes angegeben, bei der ein Zylinder eng sitzend mittels einer Öldichtung auf einem Kolben vor­ gesehen ist, um eine zweite Kammer und eine Ausgleichskam­ mer abzuteilen, wobei der offene Endabschnitt des Zylin­ ders mit einem Stauchabschnitt versehen ist, der einen In­ nendurchmesser hat, der größer als jener des zylindrischen Abschnitts des Zylinders ist, wobei ein konischer Abschnitt mit großer Fläche zwischen dem Stauchabschnitt und dem zy­ lindrischen Abschnitt vorhanden ist, und die Öldichtung ins­ gesamt durch den konischen Abschnitt beim passenden Einsetzen und Anbringen des Zylinders zusammengedrückt wird.

Somit wird die Möglichkeit des Einklemmens der Öldichtung in beträchtlicher Weise vermindert, und die Arbeitseffek­ tivitat sowie die Dichteigenschaften der zweiten Riemen­ scheibe werden hierdurch verbessert.

Da ferner der Stauchabschnitt des Zylinders etwas abge­ schrägt sein kann, wird die Festigkeit der Stauchverbindung des Zylinders verstärkt.

Da darüber hinaus die Erfindung auch in ähnlicher Weise bei Riemenscheiben der Doppelzylinderbauart verwirklicht werden kann, bringt sie beträchtliche Vorteile mit sich.

Obgleich voranstehend die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung na­ türlich nicht auf die dort beschriebenen Einzelheiten be­ schränkt, sondern es sind zahlreiche Abanderungen und Mo­ difikationen möglich, die der Fachmann im Bedarfsfall tref­ fen wird, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.

Claims (4)

1. Stufenlos regelbares Getriebe mit einem Endlos­ riemen (6), der über ein Paar von Riemenscheibeneinrich­ tungen (3, 10) läuft, die jeweils eine stationärseitige Riemenscheibe (3a, 10a), welche einteilig mit einer zuge­ ordneten Eingangswelle (2) oder einer Ausgangswelle (5) verbunden ist, eine bewegliche Riemenscheibe (3b, 10b), die auf der zugeordneten Welle (2, 5) derart eine Gleit­ bewegung ausführt, daß ein Riemenscheibenabstand verän­ dert wird, und ein hydraulisches Servosystem (4, 15) hat, bei dem ein Zylinder (19) auf der beweglichen Riemenschei­ be (3b, 10b) angebracht ist, welcher ein Ende hat, das mit der beweglichen Riemenscheibe (3b, 10b) verbunden ist, und bei dem ein Kolben (16) einteilig mit der zugeordneten Welle (2, 5) derart verbunden ist, daß er in flüssigkeits­ dichter Weise eine Gleitbewegung im Zylinder (19) ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende (19b) des Zylinders (19), welches mit der beweglichen Riemen­ scheibe (10b) der Riemenscheibeneinrichtung (10) unter Zu­ ordnung zu der Ausgangswelle (5) zu verbinden ist, einen Stauchabschnitt (19f, 31c) aufweist, dessen Innendurchmes­ ser größer als ein Außendurchmesser eines Gleitteils (16b, 18) des Kolbens (16) ist.

2. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitteil (16b, 18) des Kolbens (16) einen Öldichtring (18) umfaßt, welcher kom­ pressibel ist.

3. Stufenlos regelbares Getriebe mit einer Riemen­ scheibenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Zylinder (19) einen zylindrischen Abschnitt (19a), dessen Innendurchmesser etwas kleiner als ein Außendurchmesser des Öldichtrings (18) ist, und einen konischen Abschnitt (19c, 31a) mit einer großen Fläche umfaßt, der zwischen dem zylindrischen Abschnitt (19a) und dem Stauchabschnitt (19f, 31c) vorgesehen ist.

4. Stufenlos regelbares Getriebe mit einer Riemen­ scheibenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Kolben (16) mit einem Kolben (30) versehen ist, die Riemenscheibeneinrichtung (10), welche der Aus­ gangswelle (5) zugeordnet ist, einen zweiten Zylinder (32) umfaßt, der eng sitzend auf dem Kolben (30) vorgesehen ist, und daß die ersten und zweiten Zylinderkammern (33, 35) jeweils zwischen dem Kolben (16), der beweglichen Riemenscheibeneinrichtung (10) und dem ersten Zylinder (16) sowie zwischen dem Kolben (16), dem Kolben (30) und dem zweiten Zylinder (32) gebildet werden.