Toroidgetriebe
Die Erfindung betrifft ein Toroidgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 44 44 952 C2 ist ein Toroidgetriebe bekannt, bei welchem die Übertragung eines Antriebsmomentes über zwischen zwei Torusscheiben angeordnete und mit diesen in Wälzkontakt stehende Roller erfolgt. Die Roller sind gegenüber einem Haltebügel gelagert. Der Haltebügel ist im Zusammenhang mit der Verstellung der Übersetzung zwischen den Torusscheiben an zwei Lagerstellen in Richtung einer Achse X-X verschieblich sowie um die Achse X-X verschwenkbar gelagert. Über eine Stelleinheit ist der Haltebügel mit dem Roller in Richtung der Achse X-X verschiebbar. Die Stelleinheit verfügt hierbei über einen Kolben, der in Antriebsverbindung mit dem Haltebügel steht. Der Kolben weist eine Kolbenfläche auf, die von zumindest einem Arbeitsraum mit einem Druckmittel beaufschlagbar ist. Weiterer Stand der Technik ist aus den Druckschriften WO 00/15978, DE 199 27 268 C2,EP 0 985 850 AI, EP 0 930 449 A2, WO 02/44587 AI, JP 08 004 870 und WO 94/01697 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Toroidgetriebe hinsichtlich der Integration des Arbeitsraumes in einen Aufnahmekörper, hinsichtlich der Abdichtung, hinsichtlich der Bauteilkomplexität und/oder hinsichtlich der Montage zu verbessern.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Erfindungsgemäß ist eine multifunktionale Buchse vorgesehen. Die Buchse verfügt über einen ersten Kontaktbereich mit dem Kolben. Darüber hinaus weist die Buchse eine Ausnehmung auf,
im Bereich welcher ein zweiter Kontaktbereich der Buchse mit dem Kolben (oder mit mit dem Kolben bewegten Teilen, insbesondere eine Führungsbuchse oder eine Kolbenstange) gebildet ist. In dem zwischen dem ersten und zweiten Kontaktbereich angeordneten Teilbereich bildet die Buchse eine Begrenzung des Arbeitsraumes.
Erfindungsgemäß wird unter Kontaktbereich eine Kontaktfläche zwischen dem relativ zu der Buchse bewegten Kolben und der Buchse verstanden, welcher Dicht- und/oder Führungsaufgaben übernimmt. Der Arbeitsraum ist von dem Kolben und dem zwischen den Kontaktbereichen angeordneten Teilbereich der Buchse begrenzt. Infolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann die Buchse multifunktional ausgebildet werden, nämlich den Arbeitsraum begrenzen, eine Dicht- bzw. Führungsfläche im Bereich des ersten Kontaktbereiches sowie eine Dicht- bzw. Führungsfläche im Bereich des zweiten Kontaktbereiches ausbilden. Vorzugsweise ist der Arbeitsraum ausschließlich zwischen Kolben und ggf. fest mit diesen verbundenen und bewegten Teilen und der Buchse gebildet. Dadurch, dass die beiden Kontaktbereiche an der Buchse als einem einzigen Bauteil vorgesehen sind, können Fertigungsgenauigkeitsanforderungen für die beiden Kontaktflächen zwischen Kolben und Deckel auf besonders einfache Weise erfüllt werden.
Vorzugsweise ist die Buchse gegenüber dem Gehäuse (Getriebegehäuse oder Hydraulikgehäuse) unter Abdichtung abgestützt. Bei der Buchse kann es sich beispielsweise um ein Gussteil, ein Schmiedeteil oder um ein verformtes Blechteil handeln, so dass die Buchse kostengünstig herstellbar ist. Durch die Ausbildung der Funktionsflächen in der als separates Bauteil gestalteten Buchse können für die Buchse Eigenschaften wie Material, Herstellungsverfahren, mechanische Eigenschaften o- der Material- oder
Oberflächenbehandlung ausgewählt werden, welche an die Funktionen der Buchse angepasst sind und von den Eigenschaften benachbarter Teile wie eines Gehäuses abweichen können.
Nach der Ausgestaltung gemäß einem weiteren Anspruch ist die Buchse als Deckel ausgebildet. Ein derartiger Deckel ist von
außen ungefähr in Richtung des Rollers in ein Gehäuse einsetzbar und übernimmt insbesondere zusätzlich zu den vorgenannten Funktionen eine Abdichtung des Druckmittelbereiches nach außen.
Entsprechend einer alternativen Ausgestaltung ist die Buchse als Einsatz ausgebildet. Ein derartiger Einsatz ist vorzugsweise in ein Gehäuse in Richtung des Rollers einsetzbar. Hieran anschließend kann der Kolben in dem Einsatz angeordnet werden. Vorzugsweise kann daran anschließend mittels eines zusätzlichen Deckels ein noch offener Arbeitsraum nach außen geschlossen werden. Für beide Alternativen kann "außen" einen Außenbereich des Toroidgetriebes bezeichnen oder einen, insbesondere anders als der Druckmittelbereich, gefüllten Bereich des Toroidgetriebes.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Toroidgetriebes verfügt dieses über ein Hydraulikgehäuse, welches einstückig oder separat vom Getriebegehäuse ausgebildet ist. Der Arbeitsraum ist radial innenliegend von einer Ausnehmung aus dem Hydraulikgehäuse angeordnet. Hierbei kann der Arbeitsraum axial innerhalb des Hydraulikgehäuses angeordnet sein oder diesem axial vorgelagert sein. Im einfachsten Fall kann die Stelleinheit mit dem mindestens einen Arbeitsraum somit von dem ein- oder mehrteiligen Hydraulikgehäuse sowie der Buchse umgeben sein. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache konstruktive Ausgestaltung, welche gleichzeitig zu einer erhöhten Betriebs- und Montagesicherheit führt.
Entsprechend einer Weiterbildung des Toroidgetriebes verfügt die Buchse über einen hohlzylinderförmigen Bund. Eine zylin- derförmige Innenfläche des Bundes bildet den ersten Kontaktbereich, also eine Dicht- bzw. Führungsfläche für den Kolben. Entsprechend dieser Ausführungsform ist die Ausnehmung als Bohrung ausgebildet. Eine zylinderförmige Außenfläche des Bundes ist passgenau in die Bohrung einsetzbar. Der Bund ist demgemäss multifunktional ausgebildet, nämlich einerseits als Zentrierfläche für die Buchse insgesamt, sowie andererseits als Kontaktbereich zwischen Buchse und Kolben. Hierdurch er-
gibt sich eine besonders einfache und betriebssichere Ausgestaltung des Toroidgetriebes.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Toroidgetriebes verfügt der Bund über einen ungefähr radial orientierten Kanal. Über den Kanal ist zumindest ein Arbeitsraum mit dem Druckmittel beaufschlagbar. Der Kanal kann hierbei mit einer geeigneten Ringnut, insbesondere des Hydraulikgehäuses, hydraulisch verbunden sein. Mittels des Kanals ist eine besonders einfache Zuführung des Druckmittels zum Arbeitsraum gewährleistet. Für den Fall, dass der Kanal dem ersten Kontaktbereich in Richtung der Achse X-X vorgelagert ist, kann eine Zuführung des Druckmittels im Kontaktbereich vermieden werden, wodurch zusätzliche Anforderungen zur Erzielung einer Dichtwirkung bzw. zur Gewährleistung der Führungsfunktion beseitigt sind.
Vorzugsweise wirken bei dem Toroidgetriebe Dichtelemente zwischen der Bohrung des Hydraulikgehäuses und dem Bund. Zwischen den Dichtelementen ist der Kanal angeordnet. Hierdurch kann ein gesicherter Übertritt des Druckmittels vom Hydraulikgehäuse zum Kanal und damit in den Arbeitsraum gewährleistet werden. Bei den Dichtelementen handelt es sich vorzugsweise um Dichtringe, welche in geeigneten Nuten des Hydraulikgehäuses und/oder der Buchse angeordnet sind.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Toroidgetriebes tritt durch die Ausnehmung der Buchse der Haltebügel oder mindestens ein mit diesem verbundenes Bauelement hindurch. Mit einer Betätigung der Stelleinheit wird demgemäss der Haltebügel bzw. das Bauelement aus der Buchse (weiter) ausgeschoben oder tritt weiter in die Buchse ein, wobei eine Dichtwirkung durch die vorgenannten Dichtelemente gewährleistet ist. Außerhalb der Buchse angeordnete Teilbereiche des Haltebügels bzw. des Bauelementes sind somit von außen, außerhalb des Hydraulikgehäuses und außerhalb der Buchse zugänglich, wodurch eine (Teil-) Justage, Montage und/oder Demontage ermöglicht ist. Diese Justage, Montage und/oder Demontage ist dabei möglich, ohne dass der Arbeitsraum geöffnet
w-er-den müsste, was mit e.inem Austritt des Druckmittels verbunden wäre.
Besonders vorteilhaft ist diese Ausgestaltung, wenn die An- bindung des Kolbens an den Haltebügel mittels einer den mit einer zentralen Bohrung versehenen Kolben durchsetzenden Schraube erfolgt, deren Kopf außenliegend von der Buchse in einem Endbereich des Kolbens an diesem anliegt und dessen Gewinde in dem gegenüberliegenden Endbereich mit dem Haltebügel verschraubt ist. In diesem Fall kann durch Lösen der Ver- schraubung die Verbindung zwischen Kolben und Haltebügel gelöst werden, ohne dass die Stelleinheit demontiert werden muss .
Eine weitere erfindungsgemäße Ausgestaltung des Toroidgetriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse über eine zy- linderförmige Innenfläche verfügt. Die zylinderförmige Innenfläche bildet eine Lauffläche für die radiale Außenfläche einer mit den Kolben bewegten Buchse bzw. des Kolbens. Die Buchse übernimmt demgemäss Dicht- bzw. Führungsaufgaben für die vorgenannte Außenfläche.
Entsprechend einer Weiterbildung des Toroidgetriebes ist die Buchse im Halblängsschnitt Z-förmig ausgebildet. Mit den beiden parallelen Schenkeln des Z sind der erste und der zweite Kontaktbereich gebildet. Der Verbindungsbereich der parallelen Schenkel bildet eine Begrenzung für den Arbeitsraum. Hierbei ist der Verbindungsbereich vorzugsweise parallel oder unter einem spitzen Winkel gegenüber der zugeordneten Kolbenfläche orientiert. Die Z-förmige Ausbildung der Buchse stellt eine besonders einfache, gewichtsoptimierte und auf das wesentliche reduzierte Form der Buchse dar. Eine derartige Buchse kann bei geringerem Materialeinsatz einfach gefertigt werden, insbesondere aus einem Blech und/oder mit einem Stanz-, Kalt- oder Warmpressverfahrens. Infolge der Z- förmigen Ausbildung ergibt sich darüber hinaus eine besonders steife Ausbildung der Buchse.
Vorzugsweise ist die Einbauposition der Buchse in Richtung der Achse X-X durch (mindestens) einen Sicherungsring gesi-
chert. Dies stellt eine besonders einfach herstellbare und lösbare sowie sichere Festlegung der Position der Buchse dar.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung sind die gegenüberliegenden wirksamen Kolbenflächen ungefähr gleich groß ausgebildet. Gemäß dieser Ausbildung kann eine aufwendige Kompensation der unterschiedlichen Kraftverstärkungen bei einer Regelung des Druckes der Arbeitsräume entfallen.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Toroidgetriebes sind die Arbeitsräume im wesentlichen oder ausschließlich durch den Kolben und einen Einsatz begrenzt. Hierbei kann der Einsatz über Ausnehmungen oder Bohrungen verfügen, über welche eine Beaufschlagung der Arbeitsräume mit dem Druckmittel ermöglicht ist. Der Einsatz ist hier auf besonders einfache Weise gebildet, nämlich im wesentlichen mit einer Buchse entsprechend den vorgenannten Ausführungen sowie einer weiteren Buchse. Beispielsweise ist der Einsatz im Teilquerschnitt ungefähr „hutförmig" ausgebildet, wobei der „Hutdeckel" eine Lauffläche für den Kolben bildet, die Seitenflächen die Arbeitsräume gegenüberliegend zu den zugeordneten Kolbenflächen begrenzen und die „Hutkrempen" Dicht- und Führungsflächen für den Kolben, eine Kolbenstange oder mit den Kolben bewegten Bauteilen bilden. Hiermit ist eine besonders preiswerte, einfach zu montierende und zu fertigende und funktionsgenaue Einheit zur Bildung der Arbeitsräume und zur Führung des Kolbens geschaffen.
Für ein vorteilhaftes Toroidgetriebe ist der Einsatz dadurch gebildet, dass die Buchse entsprechend den vorgenannten Ausführungen und die weitere Buchse miteinander verschweißt sind. Hierdurch bilden die beiden Buchsen eine starre Einheit, welche auf einfache Weise zu fertigen ist und zuverlässig die Dichtigkeit der Arbeitsräume gewährleistet.
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Position der Buchse (und ggf. der weiteren Buchse) gegenüber dem gehäusefesten Bauteil oder dem Gehäuse über eine Einrollung oder Aufspreizung gesichert. Eine derartige Einrollung oder Aufspreizung findet formschlüssige Aufnahme in
dem gehäusefesten Bauteil oder dem Gehäuse. Hierdurch erfolgt eine Positionssicherung der Buchse gegenüber axialen Verschiebungen oder Verdrehungen in Umfangsrichtung. Für eine derartige Sicherung ist somit kein zusätzliches Bauteil erforderlich. Ist die Buchse in das Gehäuse eingesetzt, so kann mittels eines geeigneten Werkzeuges die Aufspreizung vorgenommen werden.
Entsprechend einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verfügt die Buchse über mindestens eine Ausnehmung, welche mit Kanälen zur Versorgung zumindest eines Druckraumes mit einem Druckmittel verbunden ist. Vorzugsweise verfügt die Ausnehmung über eine Kontur, welche hinsichtlich der Kanäle als Drossel oder Blende wirkt. Dies ist von Vorteil, wenn das Druckmittel unerwünschten Druckmittelschwankungen unterworfen ist. Ursache für derartige Druckmittelschwankungen können einerseits Regelungsvorgänge für das Druckmittel zur Verstellung des Variators sein. Andererseits ist es ebenfalls möglich, dass selbst in einem stationären Betrieb durch die Kontaktbedingung eines oder mehrerer Roller mit den Torusscheiben der Träger mit dynamischen Kräften beaufschlagt ist, was Druckmittelschwankungen zur Folge hat. In derartigen Fällen führt die Ausbildung der Ausnehmungen als Drossel oder Blende dazu, dass Druckmittelschwankungen wirksam gedämpft werden, wodurch die Stabilität des Betriebes des Variators erhöht werden kann.
Eine (zusätzliche) Sicherung der Anbindung der Buchse an dem gehäusefesten Bauteil oder Gehäuse kann über ein Befestigungsmittel, wie beispielsweise eine Schraube, erfolgen. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn im Bereich des vorgenannten Befestigungsmittels eine Dichtung zwischen Befestigungsmittel, Buchse und/oder dem gehäusefesten Bauteil oder Gehäuse angeordnet ist. Hierdurch kann ein Übertritt des Druckmittels zwischen Buchse und Gehäuse, beispielsweise in das Innere des Toroidgetriebes, zuverlässig vermieden werden.
Gemäß eines weiteren Vorschlags der Erfindung ist die weitere Buchse unter radialer Vorspannung in das gehäusefeste Bauteil oder Gehäuse einsetzbar. Hierbei kann beispielsweise die
Elastizität der weiteren Buchse ausgenutzt werden. Presst sich die Buchse infolge der radialen Vorspannung radial nach außen an das gehäusefeste Bauteil oder Gehäuse an, so kann hierdurch - insbesondere unter Verzicht auf ein weiteres Dichtelement - neben der Sicherung der axialen Position der weiteren Buchse auch eine Abdichtung erfolgen.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Toroidgetriebes sind Kanäle zumindest teilweise über einen Scheibenfräser in das gehäusefeste Bauteil oder Gehäuse eingebracht. Diese Maßnahme stellt eine besonders einfache Möglichkeit zur Fertigung der Kanäle dar.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Toroidgetriebes wird nachfolgend in Teilschnitten anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Teilschnitt durch ein erfindungsgemäßes Toroidgetriebe,
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Stelleinheit eines erfindungsgemäßen Toroidgetriebes,
Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Stelleinheit gemäß
Fig. 2 eines erfindungsgemäßen Toroidgetriebes unter veränderter Schnittführungsrichtung,
Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Stelleinheit gemäß
Fig. 2 eines erfindungsgemäßen Toroidgetriebes unter veränderter Schnittführungsrichtung,
Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine Stelleinheit gemäß
Fig. 2 eines erfindungsgemäßen Toroidgetriebes unter veränderter Schnittführungsrichtung,
Fig. 6 einen Teilschnitt durch eine Stelleinheit gemäß einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Toroidgetriebes,
Fig. 7 einen Teilschnitt durch eine Stelleinheit gemäß einer weiteren alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Toroidgetriebes,
Fig. 8 eine Ausgestaltung eines Verbindungsbereiches einer Buchse mit einer weiteren Buchse im Detail als Teilschnitt und
Fig. 9 eine Ausgestaltung einer weiteren Buchse im Detail als Teilschnitt.
In einem erfindungsgemäßen Toroidgetriebe 10 erfolgt eine Übertragung eines Antriebsmomentes zwischen zumindest einem Paar einer Antriebstorusscheibe und einer Abtriebstorusschei- be mittels mindestens eines Rollers 11 unter Gewährleistung einer stufenlosen Übersetzungsänderung. Insbesondere ist das Toroidgetriebe 10 als leistungsverzweigtes Getriebe ausgebildet.
Das Toroidgetriebe 10 verfügt über Haltebügel 12, gegenüber welchen jeweils ein Roller 11 abgestützt ist. Der Roller 11 verfügt gegenüber einem Träger 13 über einen Drehfreiheitsgrad um eine Achse A-A. Die radiale Abstützung gegenüber dem Träger 13 erfolgt über ein Wälzlager 14, insbesondere Nadellager. Eine axiale Abstützung in Richtung der Achse A-A erfolgt über ein Wälzlager 15, insbesondere Kugellager. Der Träger 13 ist gegenüber dem Haltebügel 12 mit einem Drehfreiheitsgrad um die Achse B-B gelagert. Eine axiale Abstützung in Richtung der Achse B-B erfolgt über ein Wälzlager 16, insbesondere ein Nadellager. Eine radiale Abstützung des Trägers 13 gegenüber dem Haltebügel 12 erfolgt über ein Wälzlager 17, insbesondere ein Nadellager. Die Achsen A-A und B-B sind parallel zueinander orientiert und beabstandet voneinander angeordnet, so dass sich eine exzentrische Lagerung ergibt. Hinsichtlich nicht dargestellter Bauelemente des Toroidgetriebes, insbesondere hinsichtlich des Zusammenwirkens des
Haltebügels 12 mit benachbarten Bauteilen des Toroidgetriebes sowie des Rollers 11 mit den Torusscheiben sowie antriebsmäßig nachgeschalteten Bauelementen, wird beispielhaft auf die nicht vorveröffentlichte Druckschrift DE 10206200 der Anmelderin oder die in der Beschreibungseinleitung genannten Druckschriften verwiesen.
In der in der Fig. 1 gewählten Darstellung sind die Torusscheiben parallel zur Zeichenebene orientiert und einmal unterhalb sowie einmal oberhalb der Zeichenebene positioniert.
Der Haltebügel 12 ist entlang einer Achse X-X verschieblich gelagert. Die Achse X-X liegt in der Zeichenebene gemäß Fig. 1 und ist vertikal zu den Achsen A-A und B-B orientiert. Die Achse X-X verläuft etwa durch den Schnittpunkt der Flächennormalen 18, 19 der Mantelfläche des Rollers 11.
Der Haltebügel 12 ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet mit einem Grundschenkel 20 sowie zwei Seitenschenkeln 21, 22. Der Grundschenkel 20 ist parallel zur Achse X-X orientiert. Der Roller 11, der Träger 13 und die Wälzlager 14-17 sind im Innenraum des U-förmigen Querschnittes des Haltebügels 12 angeordnet. Der Träger 13 verfügt über einen zylinderförmigen Absatz 25, welcher mit dem hierauf montierten Wälzlager 17 in eine (durchgehende) Ausnehmung aus dem Grundschenkel 20 des Haltebügels 12 zur Lagerung einsetzbar ist. An die Seitenschenkel 21, 22 schließen jeweils auseinander gerichtete Fortsätze 23, 24 an, deren Mittenlängsachsen mit der Achse X- X korrespondieren.
Gegenüber einer gehäusefesten Trägerplatte sind mittig von dieser zwei Schwenkhebel 26, 27 über Lager schwenkbar um parallele Achsen, welche senkrecht zur Zeichenebene orientiert sind, gelagert, vgl. die nicht vorveröffentlichte Druckschrift DE 102 06 200. Der Schwenkhebel 26 verfügt in einem Endbereich über eine Bohrung 30, in welcher verschwenkbar um eine Achse vertikal zur Zeichenebene der Fortsatz 24 aufgenommen ist. Im vorliegenden Fall wird die als verschwenkbare Aufnahme ausgebildete Lagerstelle 91 mit einem in einer zy- linderförmigen Bohrung aufgenommenen Kugelkörper, welcher im
Inneren über Zylinderrollenlager gegenüber dem zylindrischen Fortsatz 24 abgestützt ist, realisiert. Der Fortsatz 23 ist entsprechend in einer Bohrung 31 des Schwenkhebels 27 in einer Lagerstelle 92 aufgenommen.
Korrespondierend zu dem in Fig. 1 dargestellten Haltebügel 12 mit Roller 11 ist ein weiterer Haltebügel mit Roller parallel orientiert zu diesem zwischen den Torusscheiben aufgenommen und entsprechend auf den den Bohrungen 30, 31 gegenüberliegenden Seiten von den Lagern der Trägerplatte gegenüber den Schwenkhebeln 26, 27 gelagert, vgl. bspw. DE 102 06 200. Haltebügel 12, Schwenkhebel 27, der weitere Haltebügel sowie der Schwenkhebel 26 bilden ungefähr ein Parallelogramm, dessen Winkel nach Maßgabe der Verschiebung entlang der Achse X-X veränderbar sind.
Der Haltebügel 12 mit zugeordneten Bauteilen ist über eine Stelleinheit 93 mit einer Kraft 98 beaufschlagbar, nach deren Maßgabe der Haltebügel entlang der Achse X-X verschiebbar ist.
Gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt der Fortsatz 23 zur Anbindung der Stelleinheit 93 über eine Durchgangsbohrüng mit einem Innengewinde 32, in welches eine Befestigungsschraube 33 koaxial zur Achse X-X einschraubbar ist. Die Befestigungsschraube 33 weist einen Kopf 34 auf, mittels welchem bei einem Anziehen der Befestigungsschraube 33 eine Führungsbuchse 35 mit dem Fortsatz 23 verspannbar sind.
Die Führungsbuchse 35 bildet mit einem Kreisringkörper 38 einen Kolben 39. Die Führungsbuchse 35 umgibt (zumindest in tragenden Teilbereichen) spielfrei einen Schaft der Befestigungsschraube 33. Der Kreisringkörper 38 verfügt über im wesentlichen parallele Kolbenflächen 40, 41, welche ungefähr die gleiche Wirkfläche aufweisen und quer zur Achse X-X orientiert sind. Radial innenliegend ist der Kreisringkörper 38 einstückig mit der Führungsbuchse 35 verbunden. In die radial außenliegende Mantelfläche des Kreisringkörpers 38 ist eine Umfangsnut 36 zur Aufnahme eines Dichtelementes, insbesondere eines Dichtringes, eingebracht. Bspw. findet eine Dichtein-
heit entsprechend der GB 2 373 034 B Einsatz. Die außenliegende Stirnfläche der Führungsbuchse 35 liegt in eingebauten Zustand an einer Gegenfläche des Kopfes 34 an.
Ein Hydraulikgehäuse 42 ist ein oder mehrstückig, insbesondere mit einer ersten Hydraulikplatte und einer zweiten Hydraulikplatte, gebildet und gehäusefest angebunden. Abweichend zu den dargestellten Ausführungsformen kann das Hydraulikgehäuse als integraler Bestandteil des Getriebegehäuses ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Hydraulikgehäuse 42 mit Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet.
Das Hydraulikgehäuse 42 verfügt über eine Bohrung 45, in welcher, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Gleitbuchse und/oder eines Dichtelementes, der dem Roller 11 zugewandte Teil der Führungsbuchse 35 aufgenommen ist. Auf der dem Roller abgewandten Seite verfügt das Hydraulikgehäuse 42 über eine Bohrung 46, deren Durchmesser gegenüber der Bohrung 45 vergrößert ist. Die Bohrung 46 bildet, ggf. unter Zwischenschaltung einer Gleitlagerbuchse bzw. des Deckels 64 mit dem ersten Kontaktbereich 95 und/oder eines Dichtelementes, einen Kontaktbereich des Kolbens 39 im Bereich der radial äußeren Mantelfläche des Kreisringkörpers 38. Auf der dem Roller 11 abgewandten Seite ist die Bohrung 46 mit einem Deckel 64 verschlossen, welcher eine Ausnehmung 97 aufweist, die die Führungsbuchse 35 bzw. die Befestigungsschraube 33 oder den Kopf 34, ggf. unter Zwischenschaltung einer Gleitlagerbuchse und/oder eines Dichtelementes, aufnimmt.
In die Bohrung 45 ist eine Gleitlagerbuchse 50 von außen eingesetzt, welche sich mit einem Absatz 51 gegenüber dem Hydraulikgehäuse 42 abstützt. Im Kontaktbereich des Hydraulikgehäuses 42 mit der Gleitlagerbuchse 50 verfügt das Hydraulikgehäuse über einen Ringkanal 51a, welcher über einen das Hydraulikgehäuse 42 durchsetzenden Kanal 52 mit einem Druckmittel, insbesondere ein Schmiermittel, beaufschlagbar ist. Über eine Bohrung 53 der Gleitlagerbuchse 50 und eine in eingebautem Zustand mit dieser in hydraulischer Verbindung stehenden Bohrung 54 ist ein Ringspalt 55 zwischen Führungsbuchse 35 und Befestigungsschraube 33 mit dem Druckmittel beaufschlag-
bar. Der Ringspalt 55 ergibt sich in den Axialbereichen, in welchen der Außendurchmesser der Befestigungsschraube 33 geringer ist als der Innendurchmesser der Führungsbuchse 35. Alternativ oder zusätzlich kann die Befestigungsschraube 33 über eine Abflachung oder innere Bohrungen oder Kanäle zur Führung des Druckmittels verfügen.
Der Ringspalt 55 gewährleistet den Übertritt des Druckmittels in einen Verbindungskanal 56, welcher den Haltebügel 12 durchsetzt und eine Zufuhr des Druckmittels zu dem Träger 13, den Rollen 11 und den Wälzlagern 14-17 gewährleistet. Im Kontaktbereich zwischen der Gleitlagerbuchse 50 und dem Hydraulikgehäuse 42 einerseits und der Führungsbuchse 35 andererseits ist den Bohrungen 53, 54 in Richtung der Achse X-X jeweils ein Dichtelement vor- und nachgelagert. Die Dichtelemente sind vorzugsweise in geeigneten Umfangsnuten 57-60 angeordnet, welche in das Hydraulikgehäuse 42, die Gleitlagerbuchse 50 und/oder die Führungsbuchse 35 eingebracht sind.
Der Arbeitsraum 49 steht in hydraulischer Verbindung mit einem in die Stirnfläche der Bohrung 46 eingebrachten Ringkanal 61. Der Ringkanal 61 wird gespeist über einen Verbindungskanal 62, welcher das Hydraulikgehäuse 42 durchsetzt ausgehend von einer Anschlussbohrung 63.
In das Hydraulikgehäuse 42 ist der Deckel 64 eingesetzt. Der Deckel 64 verfügt über einen im wesentlichen Z-förmigen Halblängsschnitt und ist rotationssymmetrisch zur Achse X-X ausgebildet. Die parallelen Grundschenkel 65, 66 des Z-förmigen Längsschnittes sind verbunden durch einen Verbindungsschenkel 90. Der radial außenliegende Grundschenkel 65 ist passgenau in die Bohrung 46 des Hydraulikgehäuses 42 von außen, also in Richtung des Rollers 11 eingesetzt. Vorzugsweise grenzt der Grundschenkel 65 an die Stirnfläche der Bohrung 46 bzw. den Ringkanal 61 an. Über einen Verbindungskanal 67 ist dem Arbeitsraum 48 über einen umlaufenden Ringkanal 68 des Hydraulikgehäuses 42 und eine in diesen mündende radiale Bohrung 69 das Druckmittel zuführbar. Im Kontaktbereich zwischen Hydraulikgehäuse 42 und dem Grundschenkel 65 ist dem Ringkanal 68 in Richtung der Achse X-X ein Dichtelement vor- und nachgela-
gert, welches vorzugsweise in eine geeignete Ringnut des Hydraulikgehäuses 42 und/oder des Grundschenkels 65 eingebracht ist.
Der radial innenliegende Grundschenkel 66 bildet an seiner Innenseite einen Kontaktbereich 96 mit dem auf der dem Roller 11 abgewandten Seite angeordneten Teilbereich der Führungsbuchse 35. Vorzugsweise bildet der Grundschenkel 66 mit dem genannten Teil der Führungsbuchse 35 einen Ringspalt aus, welche eine geringfügige radiale Bewegung der Führungsbuchse bei einem Auswandern des Haltebügels in Folge großer Lastausübungen ermöglicht. Die Führungsbuchse verfügt in diesem Kontaktbereich über eine Ringnut 70, in welcher ein Dichtelement angeordnet ist, welches bei Zulassung der vorgenannten radialen Bewegungen eine Abdichtung des Arbeitsraumes 48 ermöglicht .
Der Grundschenkel 65 weist eine größere axiale Länge als der Grundschenkel 66 auf. Die Grundschenkel sind derart versetzt, dass der Grundschenkel 65 weiter in das Hydraulikgehäuse 42 hineinragt als der Übergangspunkt vom Grundschenkel 66 zum Verbindungsschenkel 90. Die Führungsbuchse 35 ist passgenau in einer geeigneten Bohrung des Haltebügels 12 aufgenommen. Zur Bildung des Ringspaltes 55 verfügt die Befestigungsschraube 33 über eine Querschnittsverringerung zumindest im Bereich zwischen der Bohrung 54 und dem Verbindungskanal 56. Die Führungsbuchse 35 liegt in dem dem Kopf 34 zugewandten Endbereich passgenau an der Mantelfläche der Befestigungsschraube 33 an. Zwischen dem dem Kopf 34 zugewandten Endbereich der Führungsbuchse 35 und der zugewandten Stirnfläche des Kopfes 34 ist eine Unterlegscheibe 71 angeordnet.
Eine Sicherung der Lage des Deckels 64 in Richtung der Achse X-X erfolgt durch Sicherungsringe 72, 73. Die Sicherungsringe sind mit unterschiedlichen Durchmessern axial hinter- einanderliegend in entsprechende Nuten des Hydraulikgehäuses 42 eingesetzt. Der axial innenliegende Sicherungsring 72 liegt an dem Übergangsbereich des Grundschenkels 65 in den Verbindungsschenkel 90 an.
Ein auf der dem Roller 11 abgewandten Seite des Kreisringkörpers 38 angeordneter Teilbereich der Führungsbuchse 35, der Deckel 64 (insbesondere der Verbindungsschenkel 90 und Grundschenkel 65) und die Kolbenfläche 40 begrenzen einen Arbeitsraum 48. Ein gegenüberliegender Arbeitsraum 49 wird von einem anderen Teilbereich der Mantelfläche der Führungsbuchse 35, der Kolbenfläche 41, der Mantelfläche der Bohrung 46 bzw. einer in diese eingesetzten Gleitlagerbuchse und der Stirnfläche der Bohrung 46 begrenzt.
Im Verbindungsbereich der Führungsbuchse 35 mit dem Haltebügel 12 können über die Befestigungsschraube 33 weitere Bauelemente mit verspannt werden, beispielsweise eine Nabe eines Koppelelementes, welches der Synchronisierung der Bewegungen von mehreren Haltebügeln 12 dient, oder Kontaktscheiben, welche einer Verbesserung der Kontaktbedingungen, der genauen Einstellbarkeit der Lage von Kolben 39 und Haltebügel 12 und eine Verringerung des maximalen Hubes des Kolbens 39 gewährleisten. In Folge der mechanischen Beanspruchung des Haltebügels kommt es zu geringfügigen Verformungen desselben, welche zu einer Verschiebung der Kontaktbereiche des Haltebügels 12 mit der Führungsbuchse 35 und ggf. zwischengeschalteten Bauelementen führt. Zur Gewährleistung eines dichten Ringspaltes 55 kann es von Vorteil sein, in diesem Kontaktbereich/den Kontaktbereichen ein Dichtelement sowie einen geeigneten Aufnahmeraum für das Dichtelement vorzusehen. Vorzugsweise sind Kontaktflächen zwischen Haltebügel 12, Kolben 39 und/oder Scheibe ballig ausgebildet, um Winkeldifferenzen während der Montage oder infolge von Verformungen bei mechanischer Beanspruchung auszugleichen, vgl. auch DE 199 27 268 C2.
Der Kolben 39 und die Arbeitsräume 48, 49 sind Bestandteile einer Stelleinheit 93, nach deren Maßgabe der Roller 11 und der Haltebügel 12 entlang der Achse X-X zur Verstellung der Übersetzung verschiebbar sind. Der Kolben 39 kann über zwei Arbeitsräume 48, 49 beaufschlagt sein. Alternativ ist es e- benfalls denkbar, dass nur ein Arbeitsraum vorgesehen ist, welcher gegen einen Energiespeicher, insbesondere eine Feder, arbeitet .
Die Innenfläche des Grundschenkels 65 bildet einen ersten Kontaktbereich 95, welcher als Dicht- und/oder Führungsfläche für die radial außenliegende Mantelfläche des Kolbens 39 dient. Die Innenfläche des Grundschenkels 66 bildet einen zweiten Kontaktbereich 96, welcher als Dicht- und/oder Führungsfläche für die radial außenliegende Mantelfläche der Führungsbuchse 35 dient. Die Innenflächen des Deckels 64, insbesondere des Grundschenkels 66, bilden eine hohlzylinder- förmige Ausnehmung 97 aus dem Deckel, durch welche die Befestigungsschraube 33 und ein Teil der Führungsbuchse 35 hindurchtreten. Die äußere Mantelfläche des Grundschenkels 65 bildet einen Kontaktbereich mit der Bohrung 46 des Hydraulikgehäuses aus, insbesondere unter Ausübung einer Abstützfunktion, einer Dichtfunktion und/oder einer Einführ- und Zentrierfunktion bei der Montage.
Die Befestigungsschraube 33 weist äußere und/oder innere Funktionsflächen auf, über welche diese mittels eines geeigneten Werkzeuges lösbar oder anziehbar ist. Vorzugsweise sind die Funktionsflächen als Innensechskant ausgebildet.
Gemäß den in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispielen sind - bei im übrigen im wesentlichen entsprechender Ausgestaltung - die Positionen der Gleitlagerbuchse 50 mit Absatz 51 und des Deckels 64 vertauscht bzw. spiegelsymmetrisch zum Kreisringkörper 38 angeordnet. Der Deckel 64 bildet in diesem Fall einen Einsatz 100, welcher von außen in das Hydraulikgehäuse 42 eingesetzt ist. Der Grundschenkel 66 des Einsatzes 100 ersetzt in diesem Fall die Gleitlagerbuchse 50 entsprechend den anderen Ausführungsformen und nimmt radial innenliegend die Führungsbuchse 35 auf der ins Innere des Toroidgetriebes bzw. Variators gewandten Seite des Kolbens 39 auf sowie liegt radial außenliegend im Hydraulikgehäuse 42. Der Verbindungsschenkel 90 des Einsatzes 100 stützt sich im Bereich eines nach außen weisenden ringförmigen Absatzes 101 des Hydraulikgehäuses 42 ab und bildet radial außenliegend von dem Absatz 101 mit dem Hydraulikgehäuse 42 den Ringkanal 61. Der Grundschenkel 65 begrenzt die Arbeitsräume 48, 49 radial nach außen und bildet radial innen liegend den ersten
Kontaktbereich 95 mit dem Kolben 39 und ist unter Abdichtung in die Bohrung 46 aus dem Hydraulikgehäuse 42 eingesetzt.
Der Arbeitsraum 48 ist im Fall der in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen mit einem Deckel 102 verschlossen. Der Deckel ist in den dargestellten Teillängsschnitten L- för ig ausgebildet, wobei der Grundschenkel mit der Gleitlagerbuchse 50 gebildet ist und der Seitenschenkel mit dem Absatz 51 gebildet ist. Der Absatz 51 ist gegenüber den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen in radialer Richtung vergrößert mit einem Kreisringkörper ausgebildet, welcher in einem Kontaktbereich 103 mit einer Mantelfläche unter Abdichtung an der Innenfläche des Grundschenkels 65 des Einsatzes 100 anliegt.
Der Deckel 102 ist in Richtung der Achse X-X vom Roller weg durch ein Sicherungselement 73, insbesondere unter Zwischenschaltung eines axialen Spieles, gesichert, welches Aufnahme in den Grundschenkeln 65 findet. Die Gleitlagerbuchse 50 und die Führungsbuchse 35 sind durch Zwischenschaltung eines Dichtelementes abgedichtet. Im Bereich des Absatzes 101 kann eine alternative oder zusätzliche Festlegung des Einsatzes 100 gegenüber dem Hydraulikgehäuse 42 durch eine Schraube 104 erfolgen. Vorzugsweise ist zwischen dem Absatz 101 und dem hieran anliegenden Teilbereich des Verbindungsschenkels 90 ein Dichtelement, beispielsweise eine Flachdichtung, angeordnet.
Gemäß dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt das Hydraulikgehäuse 42 über eine radiale Ausnehmung 110. Nach dem Einsetzen des Einsatzes 100 in das Hydraulikgehäuse 42 kann in einem Teilbereich des Grundschenkels 65 ein Aufstemmen oder Aufrollen derart erfolgen, dass ein Teilbereich des Grundschenkels 65 des Einsatzes 100 in die Ausnehmung 104 radial nach außen eintritt, so dass eine Sicherung der Position des Einsatzes 100 erfolgt. Vorzugsweise fällt der Bereich der Ausnehmung 104 mit einem Kanal zur Zuführung eines Druckmittels zusammen, so dass das zusätzliche Einbringen einer Ausnehmung 104 nicht notwendig ist. Alternativ oder zu-
sätzlich ist der Einsatz 100 mittels eines Presssitzes in das Hydraulikgehäuse eingepresst.
Das Hydraulikgehäuse 42 kann als integraler Bestandteil eines ohnehin vorhandenen Getriebegehäuses ausgebildet sein oder aber als separat vom Gehäuse ausgebildete Kolbenplatte ausgeführt sein. Eine zusätzliche Schieberplatte, in welcher ein Hydraulikschieber angeordnet ist, kann als selbstständiges Bauteil 105, als integraler Bestandteil einer Kolbenplatte oder eines Getriebegehäuses ausgebildet sein. Hinsichtlich der Anordnung vom Gehäuse, Kolbenplatte und Schieberplatte wird auf die Druckschrift DE 691 12 706 T2 verwiesen, welche zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht wird.
Fig. 8 zeigt die Verbindung eines Einsatzes 100 mit einem Deckel 102 über eine in Umfangsrichtung umlaufende Schweißnaht, welche von der dem Roller 11 abgewandten Seite aufgebracht ist. Die Verschweißung wird insbesondere für einen bereits montierten Einsatz 100 im Gehäuse 42 hergestellt.
Alternativ ist es denkbar, dass der Kolben 100 mit den miteinander verbundenen Deckel 102 sowie Einsatz 100 eine vormontierte oder vorgefertigte Montageeinheit bilden, welche in das Gehäuse 42 einsetzbar ist. Diese Baugruppe kann mit Drucköl vor deren Einbau in das Hydraulikgehäuse 42 auf Funktion und Dichtheit getestet werden.
Gemäß dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Deckel 102 in unverformtem Zustand 105 gestrichelt dargestellt. Durch elastische Verformung wird der Absatz 51 um den Winkel 107 in die Position 106 in Richtung der Achse X-X gebogen und in die Bohrung 46 des Hydraulikgehäuses 42 bzw. in den Einsatz 100 eingebracht. In dem Einsatz 100 liegt der Deckel 102 im radial außen liegenden Endbereich mit der Normalkraft 108 an, wodurch eine Sicherung der Position des Deckels 102 und/oder eine Abdichtung zwischen Deckel 102 und Einsatz 100 erfolgt.
Das Hydraulikgehäuse 42 ist vorzugsweise einstückig mit dem Getriebegehäuse ausgebildet. Alternativ ist es denkbar, dass
das Hydraulikgehäuse separat von diesem ausgebildet ist, nämlich als jeweils eine Hydraulikplatte für einen Kolben 38 o- der als gemeinsame Hydraulikplatte für mehrere Kolben 38.
Benachbarte Kolbeneinheiten derselben Kammer des Variators und/oder benachbarter Kammern des Variators sind vorzugsweise in einer Ebene angeordnet, wobei die Träger ungefähr parallel orientiert sind. Hinsichtlich des Deckels 102 ist es ebenfalls möglich, dass ein gemeinsames Bauteil, hergestellt beispielsweise durch Stanzen, zwei oder mehrere Deckel 102 für eine oder mehrere Kammern des Variators beinhaltet. Weiterhin ist vorzugsweise eine zusätzliche Schieberplatte vorgesehen, welche beispielsweise mittels Regelschiebern den notwendigen Druck in den Arbeitsräumen 48, 49 bereitstellt. Diese Schieberplatte kann jeweils separat für jede Kolbeneinheit ausgebildet sein oder als gemeinsame Schieberplatte für zwei oder mehrere Kolben. Insbesondere ist mindestens ein Deckel 102 einstückig mit einer derartigen Schieberplatte ausgebildet.