EP1966523A1 - Verfahren zum verbessern der abschleppeignung eines mit einem kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgerüsteten fahrzeugs sowie kegelscheibenpaar - Google Patents

Verfahren zum verbessern der abschleppeignung eines mit einem kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgerüsteten fahrzeugs sowie kegelscheibenpaar

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Publication number
EP1966523A1
EP1966523A1 EP06828618A EP06828618A EP1966523A1 EP 1966523 A1 EP1966523 A1 EP 1966523A1 EP 06828618 A EP06828618 A EP 06828618A EP 06828618 A EP06828618 A EP 06828618A EP 1966523 A1 EP1966523 A1 EP 1966523A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
component
conical
pair
transmission
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06828618A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hartmut Faust
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Schaeffler Buehl Verwaltungs GmbH
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Original Assignee
LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG, LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH filed Critical LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG
Publication of EP1966523A1 publication Critical patent/EP1966523A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D7/00—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock
    • F16D7/04—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type
    • F16D7/06—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers
    • F16D7/08—Slip couplings, e.g. slipping on overload, for absorbing shock of the ratchet type with intermediate balls or rollers moving axially between engagement and disengagement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/66—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings
    • F16H61/662—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members
    • F16H61/66272—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for continuously variable gearings with endless flexible members characterised by means for controlling the torque transmitting capability of the gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32—Friction members
    • F16H55/52—Pulleys or friction discs of adjustable construction
    • F16H55/56—Pulleys or friction discs of adjustable construction of which the bearing parts are relatively axially adjustable

Definitions

  • the invention relates to a method for improving the towing ability of a vehicle equipped with a conical-pulley transmission.
  • the invention further relates to a conical disk pair for a conical-pulley transmission.
  • Cone pulley as used for example in motor vehicles, generally contain two conical disk pairs, which are wrapped by a belt, for example a link chain. By opposing change in the distance between the conical disks of each conical disk pair, the transmission ratio can be changed continuously.
  • a problem of motor vehicles equipped with such a belt pulley is that, in the event of failure of the vehicle's drive motor, towing is possible only within narrowly defined conditions so that there is no damage, in particular due to a lack of oil pressure or hydraulic pressure supply.
  • towing with a stationary motor and thus non-driven pump to provide hydraulic pressure almost all of the drive train is driven from the wheels ago up to a starting clutch or a converter in conventional conical-pulley. Due to poor lubrication gear damage, especially on clutches, planetary gear sets (usually as reversible sets for reversing), bearings, etc. occur when the strict requirements for maximum travel speed and maximum travel distance are not met.
  • the invention has for its object to reduce the towing problems that exist when towing equipped with a conical-pulley transmission vehicles.
  • a first solution of this object is achieved with a method for improving the towing ability of a vehicle equipped with a conical-pulley transmission, in which method torque-transmitting engagement between the bevel-belt transmission and the drive motor of the vehicle is provided by the vehicle the torque acting on the conical pulley and the lack of hydraulic pressure on the conical pulley is interrupted.
  • the torque-transmitting engagement by hydraulic pressure of the conical-pulley belt transmission can be restored.
  • a pair of conical pulleys for a conical pulley which cone pulley pair includes an input shaft which is rigidly connected to a fixed disk, a axially displaceable on the shaft and non-rotatably mounted travel disc, a drivable by a drive motor input member, a torque sensing device a first component having first shaping surfaces and a second component having second molding surfaces communicating with the rotary disk in torque transmitting engagement and rolling elements arranged between the molding surfaces are configured such that with increasing torque acting between the molding surfaces
  • the mold surfaces, while rolling the rolling bodies arranged between them, are moved away from one another against a force urging one another against the mold surfaces, wherein the mold surfaces are designed in this way in that, with a small or missing force which is to be urged toward one another, they move away from one another such that the rolling elements overflow the shaping surfaces and the torque transmission between the first component and the second component is interrupted.
  • the cone pulley pair according to the invention can be designed such that the torque transmission can only be interrupted when the torque acting on the travel disc is present.
  • the first component is a rotatably connected with an input shaft mounted on the input shaft ring member, at its applied from the input end face, the first molding surfaces are formed, and the second component is an input shaft encompassing, relative to the input shaft axially displaceable piston between the and the distance disc is arranged a pressure chamber into which a pressure source from the source of pressure acted upon inlet channel and from which a drain passage, wherein the effective cross section of an inlet and / or drain opening is changed by the axial position of the sensing piston.
  • the rolling elements are preferably designed as held in a cage balls.
  • the molding surfaces can transition radially outward into ramps formed without ramps and the balls be radially movable, so that the balls run as a result of centrifugal force in the absence of hydraulic pressure and high speeds on largely flat tracks.
  • the balls may be axially biased toward pockets formed in the first or second forming surfaces to avoid constantly running against ramps of the forming surfaces when torque transmission is disengaged.
  • FIG. 1 shows a cross section through a pair of conical disks of a conical-disk transmission
  • FIG. 2 shows a section of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a detail of unrolled forming surfaces, at their maximum mutual approach
  • FIG. 4 shows a view similar to FIG. 3 in relative rotation relative to FIG
  • a belt pulley on which the invention is exemplified below, is described in terms of its basic structure in the article "multitronik - The new Audi automatic transmission", on page 548 and following the ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 102 (2000) 7/8.
  • a pair of conical disks of such a conical-pulley belt drive has an input shaft 10, which is formed integrally with a fixed disk 12. On the shaft 10 is axially displaceable, but rotatably connected to the shaft of the fixed disk opposite a washer 14 is arranged.
  • An unillustrated belt circulates between the conical surfaces of the discs and the conical surfaces of another pair of cones (not shown).
  • an adjustment chamber 22 is formed, which is connected via a trained in the shaft 10 and an axial passage 24 via a radial bore of the shaft 10 and a circumferential groove with the Axiaikanal 24 and passing through the support ring 18 leading supply line 26 is.
  • the adjustment chamber 22 is connected to hydraulic pressure for adjusting the transmission ratio or the distance between the travel plate 14 and the fixed disk 12.
  • a sensing piston 28 is disposed axially displaceably on the shaft 10, which is axially displaceable and rotatably connected to the support ring 18.
  • the sensing piston 28 and the support ring 18 are formed on their mutually facing sides such that a radially inner pressure chamber 30 and a radially outer pressure chamber 32 are formed between it, the volume of which changes with an axial displacement of the sensing piston 28.
  • a circumferential, generally annular molding surface 34 On its rear side facing away from the path plate 14 of the sensing piston 28 is formed with a circumferential, generally annular molding surface 34, which is arranged opposite another mold surface 35 of a ring member 36. Between the forming surfaces 34 and 35, rolling elements designed as balls 37 are accommodated in the illustrated example, which are held by a cage 38. The balls 37 together with the forming surfaces 34 and 35, a torque sensor, the upper half is circled in Figure 1.
  • the ring member 36 is rigid or connected via a toothing with an input gear 40 which is mounted by means of a bearing 42 on the shaft 10 axially immovable.
  • the ring member 36 has an outer toothing 44, via which it is rotatably driven by a drive motor, not shown.
  • the radially inner pressure chamber 30 is connected via radial bores with an axial channel 46 of the shaft 10, which axial channel 46 can be acted upon by a hydraulic pump forth with hydraulic pressure. Further, the pressure chamber 30 is connected via radial drain holes 48 with a drain channel 50.
  • the radially inner pressure chamber 30 is not shown Passages connected to a pressure chamber 52 which is formed between the support ring 18 and the spacer plate 14 radially within the adjustment chamber 22.
  • the pressure chamber 52 is connected via passages of the path plate 14 with a formed between the washer 14 and the shaft 10 annular chamber 54.
  • the radially outer pressure chamber 32 is connected via radial passages, which pass through the support ring 18 and the shaft, with a further axial channel 56 of the shaft, of which in the illustrated position of the spacer plate 14 not covered by the spacer disk radial passages 58 in the space between the Cone pulleys 14 and 12 lead.
  • Figure 1 the position of the cone pulley pair with the greatest possible distance between the letters 12 and 14 is shown.
  • the axial passage 46 is pressurized with hydraulic pressure acting in the radially inner pressure chamber 30 and urging the sensing piston 28 to the left in the figure.
  • torque is transmitted to the forming surface 34 of the sensing piston 28 from the forming surface 35 non-rotatably connected to the input gear via the balls 37, resulting in the sensing piston 28 being deformed by the balls 37 move along ramps at least one of the molding surfaces 34 and 35, the distance between the molding surfaces increases and the sensing piston moves according to Figure 1 to the right.
  • the sensing piston increasingly closes the drain hole 48 opening into the drainage channel 50, whereby the pressure in the radially inner pressure chamber 30 increases, so that the contact force with which the spacer plate 14 is urged in the direction of the fixed disk 12 increases and overall the effective torque is proportional.
  • the travel plate 14 is displaced to the right in particular by acting on the adjustment chamber 22 with hydraulic pressure, the annular chamber 54 connected to the pressure chamber 52 comes into overlap with the radial passage 58, whereby the radially outer pressure chamber 32 is pressurized, so that to move the sensing piston 28 increases torque required to the right.
  • the torque sensor formed by the forming surfaces and the balls thus has a translation-dependent gradation.
  • the torque sensor is therefore designed such that it interrupts the torque flow at insufficient hydraulic pressure in the radially inner pressure chamber 30 and two pressure chambers 30 and 32, so that no torque transmission from the washer 14 to the input gear 40 takes place.
  • FIG. 2 shows an enlarged detail of FIG. 1 with the torque sensor.
  • FIG. 3 shows a development of the shaping surfaces in the height of the plane III-III of FIG. 2 in the absence of torque.
  • FIG. 4 shows the view of FIG. 3 with the torque present.
  • the forming surface 34 may rotate relative to the forming surface 36 without torque transmission because the ramp crests are adjacent to the Balls can move past. In this way, the torque transmission is interrupted when towing.
  • the type of torque interruption may be different when towed or driven vehicle.
  • the mold surfaces can be designed, for example, by integrating a freewheel device such that a torque interruption takes place only when the vehicle is towed and is prevented when the vehicle is driven.
  • the balls in the cage 38 can be radially freely driven such that they move away by centrifugal radially outward ramp areas of the molding surfaces on more outer raceways or tracks move along which they run on predominantly flat treads.
  • the cage 38 can be drawn axially on one side, for example by additional spring elements, so that the balls according to FIG. 4 remain securely in the pockets of the shaping surface 36.
  • an additional spring usually in the drive motor driven disc pair is included, for example, a plate spring, can be omitted.
  • a spring which is usually present in the driven-side disk pair can likewise be dispensed with or made weaker.
  • the invention can be used with substantially all conical-pulley transmissions, in which the torque transmission from the drive motor to the belt transmission takes place via a torque sensor integrated into the belt transmission, which works with rolling elements to support mutually supporting form or ramp surfaces, which can be concealed relative to one another and changed in their axial spacing are.

Landscapes

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmissions By Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

Ein Kegelscheibenpaar für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe enthält eine Eingangswelle, die starr mit einer Festscheibe verbunden ist, eine auf der Welle axial verschiebbar und drehfest angeordnete Wegscheibe, ein von einem Antriebsmotor antreibbares Eingangsbauteil, eine Drehmomentfühleinrichtung mit einem mit dem Eingangsbauteil in Drehmoment übertragendem Eingriff stehenden ersten Bauteil mit ersten Formflächen und einem mit der Wegscheibe in Drehmoment übertragendem Eingriff stehenden zweiten Bauteil mit zweiten Formflächen und zwischen den Formflächen angeordnete Wälzkörper, welche Formflächen derart ausgebildet sind, dass bei zunehmendem zwischen den Formflächen wirkendem Drehmoment sich die Formflächen unter Abwälzen der zwischen ihnen angeordneten Wälzkörper gegen eine die Formflächen aufeinander zu drängende Kraft voneinander entfernen, wobei die Formflächen derart ausgebildet sind, dass sie sich bei einer geringen oder fehlenden, sie aufeinander zu drängenden Kraft derart voneinander entfernen, dass die Wälzkörper die Formflächen überlaufen und die Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil unterbrochen ist.

Description

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Verfahren zum Verbessern der Abschleppeiqnunα eines mit einem Keqelscheiben- umschlinqunqsqetriebe ausgerüsteten Fahrzeugs sowie Kegelscheibenpaar
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Abschleppeignung eines mit einem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgerüsteten Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter ein Kegelscheibenpaar für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe.
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, wie sie beispielsweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, enthalten im Allgemeinen zwei Kegelscheibenpaare, die von einem Umschlingungs- mittel, beispielsweise einer Gliederkette, umschlungen werden. Durch gegensinnige Veränderung des Abstandes zwischen den Kegelscheiben jedes Kegelscheibenpaares lässt sich die Übersetzung des Getriebes kontinuierlich verändern.
Ein Problem von mit einem solchen Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgerüsteten Kraftfahrzeugen liegt darin, dass bei einem Ausfall des Antriebsmotors des Fahrzeugs ein Abschleppen nur innerhalb eng definierter Bedingungen möglich ist, damit es zu keinen Beschädigungen insbesondere wegen mangelnder Öldruck- bzw. Hydraulikdruckversorgung kommt. Beim Abschleppen mit stehendem Motor und damit nicht angetriebener Pumpe zur Bereitstellung von Hydraulikdruck wird bei herkömmlichen Kegelscheibenumschlingungsgetrieben, fast der gesamte Antriebsstrang von den Rädern her bis zu einer Anfahrkupplung bzw. einem Wandler angetrieben. Aufgrund mangelhafter Schmierung können dabei Getriebeschäden, insbesondere an Kupplungen, Planetensätzen (meist als Wendesätze für die Rückwärtsfahrt), Lagern usw. auftreten, wenn die strikten Anforderungen an maximale Fahrgeschwindigkeit und maximale Fahrstrecke nicht eingehalten werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abschleppprobleme, die beim Abschleppen von mit einem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgerüsteten Fahrzeugen bestehen, zu vermindern.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe wird mit einem Verfahren zum Verbessern der Abschleppeignung eines mit einem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgerüsteten Fahrzeugs erzielt, bei welchem Verfahren ein Drehmoment übertragender Eingriff zwischen dem Kegel- scheibenumschlingungsgetriebe und dem Antriebsmotor des Fahrzeugs bei vom Fahrzeug her auf das Kegelscheibenumschlingungsgetriebe wirkendem Drehmoment und fehlender Hydraulikdruckbeaufschlagung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes unterbrochen wird.
Vorteilhafterweise ist der Drehmoment übertragende Eingriff durch Hydraulikdruckbeaufschlagung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes wieder herstellbar.
Eine weitere Lösung der Erfindungsaufgabe wird mit einem Kegelscheibenpaar für ein Kegel- scheibenumschlingungsgetriebe erzielt, welches Kegelscheibenpaar enthält eine Eingangswelle, die starr mit einer Festscheibe verbunden ist, eine auf der Welle axial verschiebbar und drehfest angeordneten Wegscheibe, ein von einem Antriebsmotor antreibbares Eingangsbauteil, eine Drehmomentfühleinrichtung mit einem mit dem Eingangsbauteil in Drehmoment ü- bertragenden Eingriff stehenden ersten Bauteil mit ersten Formflächen und einem mit der Wegscheibe in Drehmoment übertragendem Eingriff stehenden zweiten Bauteil mit zweiten Formflächen und zwischen den Formflächen angeordnete Wälzkörper derart ausgebildet sind, dass bei zunehmenden zwischen den Formflächen wirkendem Drehmoment sich die Formflächen unter Abwälzen der zwischen ihnen angeordneten Wälzkörper gegen eine die Formflächen aufeinander zu drängende Kraft voneinander entfernen, wobei die Formflächen derart ausgebildet sind, dass sie sich bei einer geringen oder fehlenden, sich aufeinander zu drängenden Kraft derart voneinander entfernen, dass die Wälzkörper die Formflächen überlaufen und die Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil unterbrochen ist.
Das erfindungsgemäße Kegelscheibenpaar kann derart ausgebildet sein, dass die Drehmomentübertragung nur bei von der Wegscheibe her wirkendem Drehmoment unterbrechbar ist.
Mit Vorteil ist das erste Bauteil ein mit einem auf der Eingangswelle gelagerten Eingangsrad drehfest verbundenes Ringbauteil, an dessen vom Eingangsrad angewandter Stirnseite die ersten Formflächen ausgebildet sind, und das zweite Bauteil ein die Eingangswelle umgreifender, relativ zur Eingangswelle axial verschiebbarer Kolben ist, zwischen dem und der Wegscheibe eine Druckkammer angeordnet ist, in die ein von der Druckquelle her mit Hydraulikdruck beaufschlagbarer Zulaufkanal und aus der ein Ablaufkanal führt, wobei der wirksame Querschnitt einer Zulauf- und/oder Ablauföffnung durch die axiale Stellung des Fühlkolbens veränderbar ist.
Die Wälzkörper sind bevorzugt als in einem Käfig gehaltene Kugeln ausgebildet. Die Formflächen können radial auswärts in ohne Rampen ausgebildete Laufbahnen übergehen und die Kugeln radial beweglich sein, so dass die Kugeln in Folge von Fliehkraft bei fehlendem Hydraulikdruck und hohen Drehzahlen auf weitgehend ebenen Laufbahnen ablaufen.
Die Kugeln können axial in Richtung auf Taschen vorgespannt sein, die in den ersten oder den zweiten Formflächen ausgebildet sind, um zu vermeiden, dass sie bei gelöster Drehmomentübertragung ständig gegen Rampen der Formflächen laufen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Figuren stellen dar:
Figur 1 einen Querschnitt durch ein Kegelscheibenpaar eines Kegelscheibenumschlin- gungsgetriebes,
Figur 2 einen Ausschnitt der Figur 1,
Figur 3 einen Ausschnitt aus abgerollten Formflächen, bei deren maximaler gegenseitiger Annäherung, und Figur 4 eine Ansicht ähnlich der Figur 3 bei durch Relatiwerdrehung gegenüber der
Ansicht der Figur 3 etwas voneinander entfernten Formflächen.
Ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, an dem die Erfindung nachfolgend beispielhaft erläutert wird, ist hinsichtlich seines Grundaufbaus in dem Aufsatz „multitronik - Das neue Au- tomatikgetriebe von Audi", auf Seite 548 und folgende der ATZ Automobiltechnische Zeitschrift 102 (2000) 7/8 beschrieben.
Gemäß Figur 1 weist ein Kegelscheibenpaar eines solchen Kegelscheibenumschlingungsge- triebes eine Eingangswelle 10 auf, die einteilig mit einer Festscheibe 12 ausgebildet ist. Auf der Welle 10 ist axial verschiebbar, jedoch drehfest mit der Welle verbunden der Festscheibe gegenüberliegend eine Wegscheibe 14 angeordnet. Ein nicht dargestelltes Umschlingungs- mittel läuft zwischen den Kegelflächen der Scheiben sowie den Kegelflächen eines weiteren, nicht dargestellten Kegelscheibenpaars um. - A -
In der in Figur 1 dargestellten Stellung, in der die Wegscheibe 14 gemäß der Figur weitest- gehend nach links bewegt ist, liegt ein Ringflansch 16 der Wegscheibe, über den die axial verschiebbare, jedoch drehfeste Führung der Wegscheibe 14 an der Eingangswelle 10 erfolgt, mit seinem linken Stirnende an einem mit der Welle 10 starr verbundenen Stützring 18 an, der in seinem radial äußeren Bereich in einer zur Wegscheibe 14 hin offenen Ringkammer endet, in der ein mit der Wegscheibe 14 starr verbundener Kolben 20 unter Abdichtung axial verschiebbar ist. Zwischen dem Kolben 20 und dem Stützring 18 ist eine Verstellkammer 22 ausgebildet, die über einen in der Welle 10 ausgebildeten Axialkanal 24 und einen über eine Radialbohrung der Welle 10 und eine umlaufende Nut mit dem Axiaikanal 24 verbundene und durch den Stützring 18 hindurchführende Zuleitung 26 verbunden ist. Die Verstellkammer 22 ist mit Hydraulikdruck zum Verstellen der Übersetzung des Getriebes bzw. des Abstandes zwischen der Wegscheibe 14 und der Festscheibe 12 verbunden.
Auf der von der Wegscheibe 14 abgewandten Seite des Stützrings 14 ist auf der Welle 10 ein Fühlkolben 28 axial verschiebbar angeordnet, der mit dem Stützring 18 axial verschiebbar und drehfest verbunden ist. Der Fühlkolben 28 und der Stützring 18 sind an ihren aufeinander zugewandten Seiten derart geformt, dass eine radial innere Druckkammer 30 und eine radial äußere Druckkammer 32 zwischen ihn gebildet sind, deren Volumen sich bei einer axialen Verschiebung des Fühlkolbens 28 ändert.
An seiner von der Wegscheibe 14 abgewandten Rückseite ist der Fühlkolben 28 mit einer umlaufenden, insgesamt ringförmigen Formfläche 34 ausgebildet, der gegenüberliegend eine weitere Formfläche 35 eines Ringbauteils 36 angeordnet ist. Zwischen den Formflächen 34 und 35 sind im dargestellten Beispiel als Kugeln 37 ausgebildete Wälzkörper aufgenommen, die von einem Käfig 38 gehalten werden. Die Kugeln 37 bilden zusammen mit den Formflächen 34 und 35 einen Drehmomentfühler, dessen obere Hälfte in Figur 1 eingekreist ist. Das Ringbauteil 36 ist starr oder über eine Verzahnung mit einem Eingangsrad 40 verbunden ist, das mittels eines Lagers 42 auf der Welle 10 axial unverschiebbar gelagert ist. Das Ringbauteil 36 weist eine Außenverzahnung 44 auf, über die es von einem nicht dargestellten Antriebsmotor her drehantreibbar ist.
Die radial innere Druckkammer 30 ist über radiale Bohrungen mit einem Axialkanal 46 der Welle 10 verbunden, welcher Axialkanal 46 von einer Hydraulikpumpe her mit Hydraulikdruck beaufschlagbar ist. Weiter ist die Druckkammer 30 über radiale Ablaufbohrungen 48 mit einem Ablaufkanal 50 verbunden. Die radial innere Druckkammer 30 ist über nicht dargestellte Durchlässe mit einem Druckraum 52 verbunden, der zwischen dem Stützring 18 und der Wegscheibe 14 radial innerhalb der Verstellkammer 22 ausgebildet ist. Der Druckraum 52 ist über Durchlässe der Wegscheibe 14 mit einer zwischen der Wegscheibe 14 und der Welle 10 ausgebildeten Ringkammer 54 verbunden. Die radial äußere Druckkammer 32 ist über radiale Durchlässe, die durch den Stützring 18 und die Welle führen, mit einem weiteren Axialkanal 56 der Welle verbunden, von dem in der dargestellten Stellung der Wegscheibe 14 nicht von der Wegscheibe überdeckte Radialkanäle 58 in den Freiraum zwischen den Kegelscheiben 14 und 12 führen.
Die Funktion des bisher beschriebenen Kegelscheibenpaars ist an sich bekannt und wird daher nur kurz erläutert:
In Figur 1 ist die Stellung des Kegelscheibenpaars mit größtmöglichem Abstand zwischen den Schreiben 12 und 14 dargestellt. Sei angenommen, dass der Axialkanal 46 mit Hydraulikdruck beaufschlagt ist, der in der radial inneren Druckkammer 30 wirkt und den Fühlkolben 28 gemäß der Figur nach links drängt. Wenn das Eingangsrad 40 von einem Antriebsmotor her angetrieben wird, wird von der drehfest mit dem Eingangsrad verbundenen Formfläche 35 über die Kugeln 37 Drehmoment auf die Formfläche 34 des Fühlkolbens 28 übertragen, was dazu führt, dass sich der Fühlkolben 28 dadurch, dass sich die Kugeln 37 längs Rampen wenigstens einer der Formflächen 34 und 35 bewegen, der Abstand zwischen den Formflächen vergrößert und sich der Fühlkolben gemäß Figur 1 nach rechts bewegt. Dabei verschließt der Fühlkolben zunehmend die in den Ablaufkanal 50 mündende Ablaufbohrung 48, wodurch der Druck in der radial inneren Druckkammer 30 ansteigt, so dass die Anpresskraft, mit der die Wegscheibe 14 in Richtung auf die Festscheibe 12 gedrängt wird, zunimmt und insgesamt dem wirksamen Drehmoment proportional ist. Wenn die Wegscheibe 14 insbesondere durch Beaufschlagung der Verstellkammer 22 mit Hydraulikdruck nach rechts verschoben wird, kommt die mit dem Druckraum 52 verbundene Ringkammer 54 in Überdeckung mit dem Radialkanal 58, wodurch auch die radial äußere Druckkammer 32 mit Druck beaufschlagt wird, so dass das zum Bewegen des Fühlkolbens 28 nach rechts erforderliche Drehmoment zunimmt. Der durch die Formflächen und die Kugeln gebildete Drehmomentfühler hat somit eine übersetzungsabhängige Stufung.
Bei konventionellen Kegelscheibenumschlingungsgetrieben ist die relative Verdrehbarkeit zwischen den Formflächen 34 und 35 durch einen axialen Anschlag des Fühlkolbens 28 und/oder an den Enden von Rampen der Formflächen ausgebildete Höcker begrenzt, so dass kein Wälzkörper bzw. keine Kugel eine Rampe überfahren kann und in die Tasche der nächsten Rampe gelangt. Dies führt dazu, dass bei geschlepptem Getriebe, d.h. insbesondere bei stehendem Antriebsmotor und dadurch fehlender Hydraulikversorgung der wegen des fehlenden Hydraulikdrucks gemäß der Figur 1 ganz nach rechts bewegte Fühlkolben unter Zwischenanordnung der Kugeln 37 das Eingangsrad 40 und die diesem bis zur Anfahrkupplung nachgeschalteten Bauteile, wie Kupplungen, Planetensätze usw. drehantreibt, wodurch die eingangs genannten Einschränkungen hinsichtlich der Abschleppbarkeit des Fahrzeugs gegeben sind.
Erfindungsgemäß ist der Drehmomentfühler deshalb derart ausgebildet, dass er bei unzureichendem Hydraulikdruck in der radial inneren Druckkammer 30 bzw. beiden Druckkammern 30 und 32 den Drehmomentfluss unterbricht, so dass keine Drehmomentübertragung von der Wegscheibe 14 auf das Eingangsrad 40 erfolgt.
Figur 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Figur 1 mit dem Drehmomentfühler.
Figur 3 zeigt eine Abwicklung der Formflächen in Höhe der Ebene Ill-Ill der Figur 2 bei fehlendem Drehmoment. Figur 4 zeigt die Ansicht der Figur 3 bei vorhandenem Drehmoment.
In Figur 2 ist deutlich sichtbar, wie die Kugeln 37 von einem Käfig 38 zwischen den Formflächen 34 und 35 gehalten werden, wobei sich der Käfig 38 über einen seitlichen Ansatz an dem Außenrand des Ringbauteils 36 abstützt.
In Figur 3 sind die sich gegenüberliegenden Formflächen 34 und 35 abgewickelt dargestellt, wobei kein Drehmoment zwischen dem Fühlkolben 28 und dem Ringbauteil 36 vorhanden ist, so dass sich die Formflächen maximal aneinander annähern und die Kugeln 37 in den sich gegenüberliegenden Vertiefungen bzw. Taschen jeder Formfläche gehalten sind. Der Abstand zwischen den Kugeln ist durch den Käfig 38 vorgegeben.
Wenn nun gemäß Figur 4 auf den Fühlkolben 28 beim Schleppen des Fahrzeugs ein gemäß dem Pfeil nach links gerichtetes Drehmoment ausgeübt wird, führt dies dazu, dass sich der Fühlkolben 28 relativ zum Ringbauteil 36 in Richtung des Pfeils verdreht (im dargestellten Zustand um die in Umfangsrichtung gemessene Strecke s), wodurch sich die Rampen der Formfläche 34 relativ zu den Kugeln 37 bewegen. Im dargestellten Zustand hat sich die Formfläche 34 gegenüber der Formfläche 35 um eine in Umfangsrichtung gemessene Strecke s bewegt, wodurch sich die Bauteile 28 und 36 um die Strecke h - hi voneinander entfernt haben. Wenn die Strecke, um die sich der Fühlkolben 28 vom Ringbauteil 36 entfernen kann, größer ist als das Maß h (Höhe einer Rampe) kann sich die Formfläche 34 relativ zur Formfläche 36 drehen, ohne dass eine Drehmomentübertragung erfolgt, da die Rampenscheitel sich an den Kugeln vorbeibewegen können. Auf diese Weise ist beim Schleppen die Drehmomentübertragung unterbrochen.
Wenn das Drehmoment vom Ringbauteil 36 her wirkt, bewegt sich die Formfläche 35 in Gegenrichtung zum Pfeil der Figur 4. Wegen der symmetrischen Gestaltung der Formflächen ist auch in diesem Fall bei zu geringem Anpressdruck des Fühlkolbens 28 in Richtung auf das Ringbauteil 36 die Unterbrechung der Drehmomentübertragung möglich, so dass das Kegel- scheibenumschlingungsgetriebe bei zu geringem Anpressdruck vor einem mit starkem Verschleiß behafteten Rutschen des Umschlingungsmittels längs der Kegelflächen geschützt ist.
Durch unsymmetrische Gestaltung der Formflächen bezüglich der Umfangsrichtung kann die Art der Drehmomentunterbrechung bei geschlepptem oder angetriebenem Fahrzeug unterschiedlich sein. Die Formflächen können beispielsweise durch Integration einer Freilaufeinrichtung derart gestaltet sein, das eine Drehmomentunterbrechung nur bei geschlepptem Fahrzeug erfolgt und bei getriebenem Fahrzeug unterbunden ist.
Sobald genügend Hydraulikdruck vorhanden ist, setzt die normale Drehmomentübertragungsfunktion zwischen dem Ringbauteil 36 und dem Fühlkolben 28 wieder ein.
Zur Vermeidung eines immer wiederkehrenden Aufschiagens der sich an einem Rampenscheitel vorbeibewegenden Kugeln auf eine nachfolgende Rampe können die Kugeln im Käfig 38 radial derart freibeweglich geführt sein, dass sie sich durch Fliehkraft radial nach außen aus Rampenbereichen der Formflächen weg auf weiter außen liegende Laufbahnen bzw. Laufkreise bewegen, längs denen sie auf vorwiegend ebenen Laufflächen umlaufen.
Alternativ kann der Käfig 38 beispielsweise durch zusätzliche Federelemente axial auf eine Seite gezogen werden, so dass die Kugeln gemäß Figur 4 sicher in den Taschen der Formfläche 36 liegen bleiben.
Ein weiterer Vorteil, der mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Drehmomentfühleinrichtung erreicht wird, liegt darin, dass eine Zusatzfeder, die üblicherweise im vom Antriebsmotor angetriebenen Scheibenpaar enthalten ist, beispielsweise eine Tellerfeder, entfallen kann. Eine im abtriebsseitigen Scheibenpaar üblicherweise vorhandene Feder kann ebenfalls entfallen oder schwächer ausgelegt werden.
Die Erfindung ist bei weitgehend allen Kegelscheibenumschlingungsgetrieben einsetzbar, bei dem die Drehmomentübertragung vom Antriebsmotor zum Umschlingungsgetriebe über einen in das Umschlingungsgetriebe integrierten Drehmomentfühler erfolgt, der mit sich über Wälzkörper gegenseitig abstützende Form- bzw. Rampenflächen arbeitet, die relativ zueinander verdeckbar und in ihrem axialen Abstand veränderbar sind.
Bezuαszeichenliste
Eingangswelle
Festscheibe
Wegscheibe
Ringflansch
Stützring
Kolben
Verstellkammer
Axialkanal
Zuleitung
Fühlkolben
Druckkammer
Formfläche
Formfläche
Ringbauteil
Kugel
Käfig
Eingangsrad
Lager
Außenverzahnung
Axialkanal
Ablaufbohrung
Ablaufkanal
Druckraum
Ringkammer
Axialkanal
Radialkanal

Claims

Patentansorüche
1. Verfahren zum Verbessern der Abschleppeignung eines mit einem Kegelscheibenum- schlingungsgetriebe ausgerüsteten Fahrzeugs, bei welchem Verfahren ein Drehmoment übertragender Eingriff zwischen dem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe und dem Antriebsmotor des Fahrzeugs bei vom Fahrzeug her auf das Kegelscheibenum- schlingungsgetriebe wirkendem Drehmoment und fehlender Hydraulikdruckbeaufschlagung des Kegelscheibenumschiingungsgetriebes unterbrochen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der Drehmoment übertragende Eingriff durch Hydraulikdruckbeaufschlagung des Kegelscheibenumschiingungsgetriebes wieder herstellbar ist.
3. Kegelscheibenpaar für ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, welches Kegelscheibenpaar enthält: eine Eingangswelle (10), die starr mit einer Festscheibe (12) verbunden ist, eine auf der Welle axial verschiebbar und drehfest angeordnete Wegscheibe (14), ein von einem Antriebsmotor antreibbares Eingangsbauteil (40), eine Drehmomentfühleinrichtung (34, 35, 37) mit einem mit dem Eingangsbauteil in Drehmoment übertragendem Eingriff stehenden ersten Bauteil (36) mit ersten Formflächen (35) und einem mit der Wegscheibe in Drehmoment übertragendem Eingriff stehenden zweiten Bauteil (28) mit zweiten Formflächen (34) und zwischen den Formflächen angeordnete Wälzkörper (37), welche Formflächen derart ausgebildet sind, dass bei zunehmendem zwischen den Formflächen wirkendem Drehmoment sich die Formflächen unter Abwälzen der zwischen ihnen angeordneten Wälzkörper gegen eine die Formflächen aufeinander zu drängende Kraft voneinander entfernen, wobei die Formflächen derart ausgebildet sind, dass sie sich bei einer geringen oder fehlenden, sie aufeinander zu drängenden Kraft derart voneinander entfernen, dass die Wälzkörper die Formflächen überlaufen und die Drehmomentübertragung zwischen dem ersten Bauteil und dem zweiten Bauteil unterbrochen ist.
4. Kegelscheibenpaar nach Anspruch 3, wobei die Drehmomentübertragung nur bei von der Wegscheibe her wirkendem Drehmoment (geschlepptem Getriebe) unterbrechbar ist.
5. Kegelscheibenpaar nach Anspruch 3 oder 4, wobei das erste Bauteil ein mit einem auf der Eingangswelle (10) gelagerten Eingangsrad (40) drehfest verbundenes Ringbauteil (36) ist, an dessen vom Eingangsrad abgewandter Stirnseite die ersten Formflächen (35) ausgebildet sind, und das zweite Bauteil ein die Eingangswelle umgreifender, relativ zur Eingangswelle axial verschiebbarer Fühlkolben (28) ist, zwischen dem und der Wegscheibe eine Druckkammer (32) angeordnet ist, in die ein von der Druckquelle her mit Hydraulikdruck beaufschlagbarer Zulaufkanal (46) und aus der ein Ablaufkanal (48, 50) führt, wobei der wirksame Querschnitt einer Zulauf- und/oder Ablauföffnung durch die axiale Stellung des Fühlkolbens veränderbar ist.
6. Kegelscheibenpaar nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Wälzkörper als in einem Käfig (38) gehaltene Kugeln (37) ausgebildet sind.
7. Kegelscheibenpaar nach Anspruch 6, wobei die Formflächen radial auswärts in ohne Rampen ausgebildete Laufbahnen übergehen und die Kugeln radial beweglich sind, so dass die Kugeln infolge von Fliehkraft bei fehlenden Hydraulikdruck und hohen Drehzahlen auf weitgehend ebenen Laufbahnen ablaufen.
8. Kegelscheibenpaar nach Anspruch 6, wobei die Kugeln axial in Richtung auf Taschen vorgespannt sind, die in den ersten oder den zweiten Formflächen ausgebildet sind.
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