DE69612262T2

DE69612262T2 - Riemenscheibe

Info

Publication number: DE69612262T2
Application number: DE69612262T
Authority: DE
Inventors: Sebastiaan Pieter Henricus Jozef Bongers; Antonius Lambertus Schellekens
Original assignee: Van Doornes Transmissie BV
Current assignee: Bosch Transmission Technology BV
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1996-11-18
Publication date: 2001-08-30
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: NL1001756C2; KR970027967A; ES2155572T3; DE69612262D1; EP0777070B1; EP0777070A1; JPH09217819A; US5676612A

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibe, insbesondere für ein kontinuierlich variables Getriebe, die mit zwei Scheiben auf einer Riemenscheibenachse versehen ist, wobei mindestens eine Scheibe durch eine Steuerungseinrichtung mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung axial verstellbar ist und diese verstellbare Scheibe nicht-drehbar über eine Feder-Nut-Verbindung mit der Riemenscheibenachse und unbeweglich mit einem radial nach innen zeigen- - den Profil der Feder-Nut-Verbindung verbunden ist, wobei die Achse unbeweglich mit einem radial nach außen zeigenden Profil der Feder-Nut-Verbindung verbunden ist.
Eine derartige Riemenscheibe ist aus US-A-4552545 bekannt, und sie wird insbesondere bei kontinuierlich variablen Getrieben verwendet, wie sie z. B. in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Bei einem kontinuierlich variablen Getriebe werden zwei Riemenscheiben mit einem Antriebsriemen zwischen denselben verwendet. Das Übertragungsverhältnis des Getriebes kann dadurch eingestellt werden, dass die radiale Position des Antriebsriemens zwischen den Scheiben der zwei Riemenscheiben variiert wird. Die radiale Position des Antriebsriemens zwischen den Scheiben der Riemenscheibe kann dadurch geändert werden, dass die wechselseitige Position der Scheiben der Riemenscheibe geändert wird. Zu diesem Zweck muss mindestens eine Scheibe nichtverdrehbar fixiert sein, jedoch auf solche Weise, dass sie auf der Riemenscheibenachse axial verstellbar ist. Dies kann z. B. unter Verwendung einer Feder-Nut-Verbindung bewerkstelligt werden. Die Steuerungseinrichtung verfügt im Allgemeinen über eine Kolben-Zylinder-Anordnung. Im Fall einer bekannten Riemenscheibe zeigt die Feder-Nut-Verbindung ein radial nach außen gerichtetes Feder-Nut-Profil, das mit der Riemenscheibenachse verbunden ist und mit einem radial nach innen zeigenden Feder-Nut-Profil wechselwirkt, das mit der Scheibe verbunden ist. Die Feder-Nut-Verbindung steht in offener Kommunikation mit der Zylinderkammer, so dass diese Feder-Nut-Verbindung immer ausreichend geschmiert wird. Die bekannte Riemenscheibe zeigt eine Anzahl von Nachteilen. Erstens sind komplizierte Teile erforderlich, die die Riemenscheibe teuer machen. Darüber hinaus benötigt die Übertragung der Antriebskopplung zwischen der Scheibe und der Riemenscheibenachse Raum mit relativ kleinem Radius. Dies führt zur Erzeugung relativ hoher Innenkräfte in der Feder-Nut-Verbindung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die o. g. Nachteile zu überwinden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Kolben der Kolben-Zylinder- Anordnung mit der Achse verbunden ist und der Zylinder der Kolben-Zylinder- Anordnung mit einer sich axial erstreckenden Kolbenhülse versehen ist, wobei der Flansch mit dem radial nach innen zeigenden Profil und die Hülse mit dem radial nach außen zeigenden Profil versehen sind.
Der Zylinder kann mit einer Wand einer Kompensationskammer verbunden sein. Der Flansch befindet sich vorzugsweise zwischen dem Zylinder und der Kompensationskammer.
Die Kolbenhülse kann in einen radial nach innen zeigenden Teil des Kolbens laufen, wobei dieser Teil an der Riemenscheibenachse befestigt ist.
Durch Versehen der Scheibe mit einer sich axial erstreckenden Scheibenhülse, die vollständig innerhalb des durch den Kolben abgedichteten Zylinders liegt, wird die verfügbare Fläche optimal genutzt, um ausreichenden Druck auf die Scheibe auszuüben, und die Riemenscheibe kann von kompakter Konstruktion sein.
Gemäß der Erfindung kann zwischen der Riemenscheibenachse und der verstellbaren Scheibe eine Feder eingesetzt sein, die die verstellbare Scheibe in der Richtung der anderen Scheibe drückt. So ist ein Grunddruck auf die verstellbare Scheibe garantiert. Insbesondere kann die Feder radial nach außen durch die Kolbenhülse eingeschränkt werden, und sie kann radial nach innen durch die Scheibenhülse eingegrenzt werden. Die Feder kann am radial nach innen zeigenden Teil des Kolbens anliegen. Dies bedeutet, dass die Feder nur einen begrenzten Einsetzraum benötigt.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf eine Zeichnung veranschaulicht.
Fig. 1 zeigt schematisch ein kontinuierlich variables Getriebe mit einer Riemenscheibe gemäß dem Stand der Technik; und
Fig. 2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Riemenscheibe.
Das kontinuierlich variable Getriebe der Fig. 1 ist mit zwei bekannten Riemenscheiben versehen. Auf die Riemenscheibenachsen 1 und 7 sind jeweils eine feste Scheibe 2 bzw. 8 und jeweils eine axial verstellbare Scheibe 3 bzw. 9 aufgesetzt. Zwischen den Scheiben 2, 3, Bund 9 ist ein Antriebsriemen 14 befestigt. Die verstellbaren Scheiben 3 und 9 sind mit Steuerungseinrichtungen versehen, in diesem Fall Kolben-Zylinder-Anordnungen 6, 5 bzw. 10, 11, die jeweils eine Zylinderkammer 4 bzw. 12 umschließen. Wenn durch Leitungen 15 und 13 ein Fluid in geeigneter Weise ein- und/oder ausgeleitet wird, variiert die Fluidmenge in den Zylinderkammern 4 bzw. 12 auf solche Weise, dass die verstellbaren Scheiben 3 bzw. 9 die gewünschte axiale Position einnehmen. Diese axiale Position bestimmt in diesem Fall die radiale Position des Antriebsriemens 14 zwischen den Scheiben 2, 3 bzw. 8, 9 und damit das Übertragungsverhältnis des Getriebes.
Zwar müssen die Scheiben 3 und 9 so aufgesetzt werden, dass sie axial verstellbar sind, jedoch müssen sie auch nicht-verdrehbar auf der Riemenscheibenachse 1 bzw. 7 befestigt sein. Im Fall der verstellbaren Scheibe 3 wird die Verstellung, wie gemäß EP 0 145 462, unter Verwendung einer Feder-Nut- Verbindung erzielt. Der Zylinder 5 ist über einen Flansch 16 unbeweglich mit der Riemenscheibenachse 1 verbunden, und er ist mit einer radial nach innen zeigenden Feder-Nut-Verbindung 18 versehen. Der Kolben 6 ist unbeweglich mit der Scheibe 3 verbunden. Diese Scheibe 3 ist ferner mit der Hülse 17 verbunden, die für eine Führung der Scheibe 3 auf der Riemenscheibenachse 1 sorgt. Die Hülse 17 ist ihrerseits mit einem radial nach außen gerichteten Feder-Nut-Profil 19 versehen. Die Feder-Nut-Verbindung 18, 19 wird durch Leckverluste von Fluid aus der Zylinderkammer 4 in die Kammer 20 geschmiert. Die Konstruktion ist ziemlich kompliziert und teuer. Darüber hinaus erstreckt sich die Hülse 17 in die Kammer 20, so dass auf die Fläche 21 der Hülse 17 der Druck der Zylinderkammer 4 nicht einwirkt, und daher kann die Scheibenfläche nicht optimal genutzt werden, um die Scheibe mittels des Fluiddrucks in der Zylinderkammer 4 in der Richtung der festen Scheibe 2 zu drücken. Dies kann nur dadurch überwunden werden, dass die Scheibe in radialer Richtung großgemacht wird, was hinsichtlich des Einsetzraums nachteilig ist.
Es ist auch nicht unüblich, Kompensationskammern für Riemenscheiben zu verwenden. Tatsächlich tritt, zusätzlich zum vorgegebenen Druck, in der Zylinderkammer 4 ein Druck auf, der sich in der schnellrotierenden Zylinderkammer durch den Zentrifugaleffekt aufbaut. Dieser Zentrifugaldruck stört den Vorgabedruck, so dass allgemein eine Kompensationskammer verwendet wird, um den Zentrifugaldruck zu kompensieren. Häufig wird eine Feder dazu verwendet, die Scheibe mit einer bestimmten Grundkraft in der Richtung der festen Scheibe 2 zu drücken. Jedoch ist im Fall der veranschaulichten Riemenscheibe gemäß dem Stand der Technik die Verwendung einer Kompensationskammer und/oder einer Feder sehr schwierig oder unmöglich, da dafür z. B. beträchtlicher Einsetzraum erforderlich ist.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Riemenscheibe. Die Riemenscheibe verfügt über eine feste Scheibe 31, die auf die Riemenscheibenachse 30 aufgesetzt ist, und eine Scheibe 32, die axial über die Riemenscheibenachse 30 verstellbar ist. Die Riemenscheibenachse 30 ist auch mit zwei Gleitringen 46 und 47 für Kontakt mit der verstellbaren Scheibe 32 und der mit ihr verbundenen Scheibenhülse 43 versehen. Die verstellbare Scheibe 32 ist mit einem Zylinder 33 versehen. Der Kolben 34 ist mittels einer sich axial erstreckenden Kolbenhülse 39 und einem radial nach innen zeigenden Kolbenteil 42 an der Riemenscheibenachse 30 befestigt. Der Zylinder 33 und der Kolben 34 schließen eine Zylinderkammer 35 ein. Diese Zylinderkammer 35 kann mittels einer Bohrung 48 in der Achse 30 mit Fluid versorgt werden. Der Zylinder 33 ist an der Position des sich axial erstreckenden Flanschs 36 mit einem radial nach innen zeigenden Feder-Nut-Profil 37 versehen. Der Kolben 34 ist an der Position der Kolbenhülse 39 mit einem radial nach außen zeigenden Profil 38 versehen. Das radial nach innen zeigende Feder-Nut-Profil 37, das mit dem radial nach außen zeigenden Feder- Nut-Profil 38 in Eingriff steht, erlaubt eine Axialverstellung der Scheibe 32 in Bezug auf die Riemenscheibenachse 30, während diese Scheibe 32 immer noch nicht-verdrehbar mit der Riemenscheibenachse 30 verbunden ist. Diese Konstruktion ist einfach und relativ billig, da die Feder-Nut-Verbindung in die bereits vorhandene Kolben-Zylinder-Anordnung eingesetzt ist, wobei keine teure Konstruktionsmaßnahmen und/oder zusätzliche Teile erforderlich sind. Darüber hinaus können die zwei Profile auch in gesonderte Ringe eingebracht werden, die ihrerseits mit der Scheibe bzw. der Achse verbunden sind.
Die Scheibenhülse 43 befindet sich vollständig innerhalb der Zylinderkammer 35, so dass der Druck des Fluids in der Zylinderkammer 35 auch auf die Stirnflächen 49 der Scheibenhülse 43 wirkt. Die Stirnflächen 49 bilden so eine wirksame Fläche zum Erhöhen des Drucks auf die Scheibe 32 in der Richtung der festen Scheibe 31. Dies bedeutet, dass die radiale Größe der Scheibe 32, und demgemäß der Einsetzraum, beschränkt bleiben kann.
Die Feder 44 wird radial nach innen durch die Scheibenhülse 43 und radial nach außen durch die Kolbenhülse 39 begrenzt. Die Feder 44 ruht am radial nach innen gerichteten Kolbenteil 42. Demgemäß drückt die Feder 44 die Scheibe 32 mit einer bestimmten Anfangszugkraft in die Richtung der festen Scheibe 31, mit dem Ergebnis, dass immer eine bestimmte Kraft auf den Antriebsriemen gewährleistet ist und die Scheibe auch dauernd versucht, zwischen den zwei Scheiben 31 und 32 den kleinstmöglichen Abstand aufrechtzuerhalten. Die Verwendung der Feder 44 ist durch die erfindungsgemäße Maßnahme möglich, und die Feder 44 ist auf sehr kompakte Weise eingesetzt, und sie wird auch angemessen begrenzt und gehalten.
Der Zylinder 33 ist mit der Wand 40 der Kompensationskammer 41 verbunden. In die Kompensationskammer 41 wird über eine Bohrung 45 in der Riemenscheibenachse 30 Fluid von relativ niedrigem Druck eingeleitet. Mittels der Feder-Nut-Verbindung leckt Fluid auch in die Kompensationskammer 50 ein und aus ihr heraus. Die Feder-Nut-Verbindung wird auf diese Weise auch geschmiert, so dass ihre Funktion gewährleistet ist. Die Drehung der Riemenscheibe erzeugt in den Kammern 41 und 50 eine Zentrifugalkraft. Dieselbe Zentrifugalkraft tritt auch in der Zylinderkammer 35 auf. Jedoch wird der unerwünschte Zentrifugaldruck in der Zylinderkammer 35, der die Scheibe 32 in der Richtung der festen Scheibe 31 wegdrückt, durch den Zentrifugaldruck in den Kompensationskammern 41 und 50 kompensiert, der auf die Zylinderwand 51 und die Wand 40 in der von der festen Scheibe 31 wegzeigenden Richtung ausgeübt wird. Die Verwendung der Kompensationskammer ist durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen möglich, und es wird auch eine sehr kompakte Baugruppe erzeugt.
Schließlich sollte der Begriff Feder-Nut-Verbindung in Zusammenhang mit der Erfindung so verstanden sein, dass er jede Zwangsverbindung mittels entsprechender Formen bedeutet, die eine axiale Bewegung ermöglicht, die jedoch nicht-verdrehbar ist.

Claims

1. Riemenscheibe, insbesondere für ein kontinuierlich variables Getriebe, die mit zwei Scheiben (31, 32) auf einer Riemenscheibenachse (30) versehen ist;

- wobei mindestens eine Scheibe (32) mittels einer Steuerungseinrichtung mit einer Kolben-Zylinder-Anordnung (33, 34) mit einem Zylinder (33) und einem Kolben (34) axial in Bezug auf die andere Scheibe verstellbar ist;

- wobei die verstellbare Scheibe (32) so mit der Riemenscheibenachse verbunden ist, dass sie sich mit dieser dreht;

dadurch gekennzeichnet, dass

- der Kolben (34) so mit der Achse (30) verbunden ist, dass er sich mit dieser dreht, und er mit einer sich axial erstreckenden Kolbenhülse (39) versehen ist, auf der ein radial nach außen zeigendes Profil (38) vorhanden ist; und

- der Zylinder (33) an der verstellbaren Scheibe (32) befestigt ist und er mit einem sich axial erstreckenden Flansch (36) versehen ist, auf dem sich ein radial nach innen zeigendes Profil (37) befindet, das mit dem radial nach außen zeigenden Profil (38) zusammenwirkt, um zwischen diesen eine Feder-Nut-Verbindung zu bilden.

2. Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylinder (33) mit einer Wand (40) einer oder mehrerer Kompensationskammern (41) verbunden ist.

3. Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenhülse (39) des Kolbens (34) in einen radial nach innen gerichteten Teil (42) läuft, der so an der Riemenscheibenachse (30) befestigt ist, dass er sich mit dieser dreht.

4. Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbare Scheibe (32) mit einer sich axial erstreckenden Scheibenhülse (43) versehen ist, die vollständig innerhalb des durch den Kolben (34) abgedichteten Zylinders (33) liegt.

5. Riemenscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einen Kolbenteil und die verstellbare Scheibe (32) eine Feder (44) eingesetzt ist, die die verstellbare Scheibe in die Richtung der anderen Scheibe wegdrückt.

6. Riemenscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder radial nach außen zumindest teilweise durch die Kolbenhülse (39) begrenzt wird.

7. Riemenscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder radial nach innen teilweise durch die Scheibenhülse (43) begrenzt wird.

8. Riemenscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das radial nach innen zeigende Profil (37) und das radial nach außen zeigende Profil (38) in gesonderte Ringe eingebracht sind.