WO2005080825A1 - Stufenlos verstellbarer variator für ein toroidgetriebe eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Stufenlos verstellbarer variator für ein toroidgetriebe eines kraftfahrzeuges Download PDF

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WO2005080825A1
WO2005080825A1 PCT/EP2005/000196 EP2005000196W WO2005080825A1 WO 2005080825 A1 WO2005080825 A1 WO 2005080825A1 EP 2005000196 W EP2005000196 W EP 2005000196W WO 2005080825 A1 WO2005080825 A1 WO 2005080825A1
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roller
lubricant
bearing
lubricant line
supporting
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PCT/EP2005/000196
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Elser
Steffen Henzler
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Daimlerchrysler Ag
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Publication date
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    • F16H15/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04—Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/32—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
    • F16H15/36—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface
    • F16H15/38—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
    • 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
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/042—Guidance of lubricant
    • F16H57/043—Guidance of lubricant within rotary parts, e.g. axial channels or radial openings in shafts
    • 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
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/04—Features relating to lubrication or cooling or heating
    • F16H57/048—Type of gearings to be lubricated, cooled or heated
    • F16H57/0487—Friction gearings
    • F16H57/049—Friction gearings of the toroid type

Definitions

  • the invention relates to a continuously variable variator for a toroidal transmission of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • a pressure lubricant supply is known from US Pat. No. 6,616,568, in which a sealed axial needle bearing is arranged between the retaining bracket and the eccentric shaft. Problems arise with regard to tightness, in particular in the event of a deflection or elastic deformation of the components involved as a result of the mechanical loads. Furthermore, bores arranged adjacent to the treads of the scooter are provided, the diameter of which is reduced compared to other supply lines hereby connected to lubricant and via which lubricant is applied to the tread of the scooter.
  • the object of the present invention is to propose a variator which is a simplified and / or enables improved lubrication and / or cooling of the mechanically stressed components.
  • the variator according to the invention has a holding bracket which (possibly under other degrees of freedom) is rotatably mounted about an axis.
  • the rotation about the axis which is preferably a longitudinal axis of the holding bracket, correlates, for example, with a stepless adjustment of the translation between a drive torus and an output torus by changing the effective radii of the contact surfaces of the scooter with the torus.
  • the scooter is rotatably mounted opposite the bracket.
  • the scooter can be mounted directly or indirectly opposite the retaining bracket, in particular using a shaft or eccentric shaft.
  • At least two bearings are interposed between the roller and the holding bracket, for example an axial bearing and a radial bearing.
  • the aforementioned bearings can act directly or indirectly between the roller and the holding brackets, in particular with the interposition of bearing disks or bushings.
  • the variator according to the invention has a lubricant supply device which is responsible for lubricating and / or cooling the components of the variator.
  • the lubricant supply device has at least one lubricant line, via which a lubricant point arranged in the area of one of the named bearings is supplied with a lubricant.
  • lubricating telstelle is preferably the bearing or parts of the same such as treads or rolling elements.
  • the lubricant line has a throttle in the area surrounding the lubricant point.
  • the throttle is therefore not arranged in the region of a feed opening of the lubricant, for example the retaining bracket, for feeding from an adjacent component, but is arranged at a distance from the feed opening in the direction of the lubricant flow.
  • a throttle is understood to mean any change in cross-section in the lubricant line which results in a change in the flow conditions, in particular the pressure and / or speed conditions.
  • a conventional throttle, orifice or nozzle can be used here, any curved transition contour or the transition from a constant larger cross-sectional area to a constant smaller cross-sectional area, possibly with the interposition of a transition area.
  • the pressure level which is necessary for conveying the lubricant can be raised.
  • This enables a more precise adjustment of the delivery volume of the lubricant by means of an exact control of the pressure, as a result of which unnecessary amounts of lubricant are avoided and inadequate lubricant supplies can be reduced or eliminated.
  • the speed of the lubricant is increased in the area of the throttle, so that the lubricant enters the lubricant point at increased speed, which in some circumstances leads to an improvement in the distribution of the lubricant in the lubricant point.
  • the throttle according to the invention can be formed in one piece with an existing component such as the eccentric shaft or the retaining bracket by introducing corresponding recesses, in particular bores.
  • the throttle can be constructed in several pieces, for example by means of an insert in components arranged adjacent to the lubricant point, such as rollers, eccentric shafts or retaining brackets.
  • the throttle is arranged in the area of a shaft supporting the roller (eccentric shaft). Bearings are usually provided on the circumferential surface of the shaft, so that the throttle is arranged in the immediate vicinity of a lubrication point. Furthermore, an existing component can be used as the location of the throttle, which further increases the compactness of the variator.
  • the shaft supporting the scooter is usually a component which is manufactured with high precision, so that the additional arrangement of the throttle does not mean undue additional effort with regard to the manufacturing conditions for the shaft.
  • lubricant lines serving to supply lubricant can be manufactured with larger cross sections, which on the one hand simplifies production and on the other hand reduces the sensitivity of the line to elastic deformations and / or foreign particles.
  • at least two lubricant lines are each supplied with a throttle via a common main lubricant line. Relatively long lubricant paths can be covered via the main lubricant line with a possibly large cross-section and low losses as well as good delivery. Since such cross sections are unsuitable for the lubricant point, the at least two lubricant lines are divided with suitable adjustment of the pressures and speeds of the lubricant, in particular in the area of the lubricant point. Under certain circumstances, this reduces the effective lengths of the lubricant lines with small cross sections, which avoids any blockages, simplifies production and reduces costs.
  • the throttles of different lubricant lines are designed differently.
  • the different restrictors accordingly cause different flow conditions at the assigned lubricant points.
  • the lubricant delivery in particular with regard to pressure and / or speed, can thus be adapted to the respective lubricant point.
  • mounting the eccentric shaft relative to the retaining bracket requires a smaller amount of lubrication, since this bearing only carries out a small rolling movement for an adjustment of the gear ratio in a deformed state of the variator or in the event of changing deformations of the variator.
  • the main lubricant line is formed with a bore of the eccentric shaft, which is oriented approximately in the longitudinal direction of the eccentric shaft.
  • the main lubricant line thus extends over a partial area or the entire length of the eccentric shaft and thus through several lubricant points.
  • the lubricant is supplied and / or removed from the bore of the eccentric shaft on an end face thereof and / or via approximately radially oriented recesses or bores from the eccentric shaft.
  • the axial bore, the radial bore, the lubricant line or the main lubricant line is preferably formed with a blind hole into which another bore opens.
  • a blind hole into which another bore opens.
  • the blind hole being automatically sealed in the bottom of the hole and the hole opening serving as an inlet or outlet opening for the lubricant.
  • a through hole can be used, which forms two inlet and / or outlet openings or one opening of which is closed with a closure element.
  • the main lubricant line has, in addition to the approximately axial bore of the eccentric shaft, a supply line in the retaining bracket.
  • the axial bore and the supply line open into a transfer space.
  • the transfer space is limited through an end face of the eccentric shaft, which is received in a blind hole of the bracket, and a free portion of the blind hole.
  • a bore, which is necessary anyway for the mounting of the eccentric shaft, thus serves as the transfer space, without additional installation space or production expenditure being necessary.
  • Such a space also makes u. U. the transfer of the lubricant regardless of any elastic deformation of the components. Any leaks in the transfer space can be used, in particular, to convey a "bypass" to a lubrication point.
  • a sealing element to act between the blind hole and the eccentric shaft to seal the transfer space. In this way, undesired bypass flows can be at least largely avoided.
  • a particularly compact design of the arrangement results when the sealing element is integrated in a radial bearing which serves for the radial rotatable support of the eccentric shaft with respect to the retaining bracket.
  • the sealing element in the axial direction of the eccentric shaft between the radial bearing and the transfer space.
  • the lubricant line preferably has bores in the scooter.
  • the bores are oriented in the direction of the tread of toroidal disks which are connected to the roller in the drive.
  • the aforementioned bores are arranged directly adjacent to the running surface of the scooter, so that lubricant is applied to the toroidal discs adjacent to the contact surface between the scooter and the toroidal disks.
  • the lubricant is also distributed on the toroidal disk in areas which serve directly or in the course of a rotary movement as a contact surface between the roller and the toroidal disk.
  • parts of the toroidal disc can be provided with a lubricant, which serve as a contact surface after changing the scooter to change the transmission ratio.
  • the invention proposes to feed the bores of the scooter from a second transfer space.
  • the second transfer space is delimited with a free partial area of a blind hole of the scooter, in which the eccentric shaft is arranged, and an end face of the eccentric shaft.
  • the second transfer space makes the transfer of the lubricant from the eccentric shaft to the roller independent of the mechanical loads.
  • existing components can be used as the transfer space, which simplifies production and reduces the component and installation space requirements.
  • bores of the scooter emanate from the second transfer space to different partial areas of the running surface of the toroidal disks.
  • These bores can correlate with running surfaces which are assigned different effective radii on the toroidal disks and / or can be arranged offset in the circumferential direction of the scooter. In this way, the lubricant supply to the contact surfaces between the roller and the toroidal discs can be improved in a simple manner.
  • a lubricant line for a radial bearing between the roller and the eccentric shaft a lubricant line for an axial bearing between the bracket and the eccentric shaft and the bores of the scooter for the running surface of one or more toroidal washers fed by a common main lubricant line.
  • a lubricant line for a radial bearing between the roller and the eccentric shaft a lubricant line for an axial bearing between the bracket and the eccentric shaft and the bores of the scooter for the running surface of one or more toroidal washers fed by a common main lubricant line.
  • the invention proposes to provide constructively that lubricant guided through the radial bearing can be supplied to the bores of the scooter. Accordingly, the two lubrication points radial bearing and tread are connected in series in the direction of flow of the lubricant, so that at least part of the same lubricant can be used for both lubrication points.
  • the retaining bracket preferably has at least one (additional) lubricant line, the outlet of which is oriented in the direction of the running surface of the scooter and / or the running surface of the toroidal disc. This can improve the lubrication and / or cooling of the contact surface between the toroidal disc and the roller.
  • the aforementioned lubricant line preferably has a throttle in the mounting bracket for supplying the running surface of the toroidal disks or the roller, as a result of which a targeted adjustment of the lubricant ratios is also possible for this lubricant line.
  • a particularly simple structure is obtained if lubricant lines for supplying a lubricant point in the area of a bearing and lubricant lines for lubricating the contact surface between torus disks and Scooters are supplied via a common main lubricant line.
  • FIG. 1 shows a part of a variator according to the invention according to a first embodiment with a bracket, an eccentric shaft and a roller in longitudinal section,
  • FIG. 2 shows a part of a variator according to the invention according to a second embodiment with a retaining bracket, an eccentric shaft and a roller in longitudinal section,
  • FIG. 3 shows a part of a variator according to the invention according to a third embodiment with a holding bracket, an eccentric shaft and a roller in longitudinal section
  • 4 shows a part of a variator according to the invention according to a fourth embodiment with a holding bracket, an eccentric shaft and a roller in longitudinal section and
  • Fig. 5 shows a part of a variator according to the invention according to a fifth embodiment with a bracket, an eccentric shaft and a roller in longitudinal section.
  • the invention is used for variators of toroidal drives for motor vehicles.
  • the toroidal gear can be designed as a semi-toroid or a full toroid.
  • a roller 21 is clamped on opposite sides of its peripheral surfaces between the toroidal disks.
  • the torus disks each rotate about an axis oriented perpendicular to the drawing plane and are (not shown) arranged above or below the drawing plane.
  • the torus disks each rotate about an axis oriented horizontally in the plane of the drawing and (not shown) are arranged laterally to the rollers.
  • the roller 21 is supported radially with respect to an eccentric shaft 22.
  • the roller 21 has a central blind hole 23 in which a radial bearing, in particular a needle bearing 24, is received.
  • the needle bearing 24 rolls radially on the inside on a pin 25 of the eccentric shaft 22 which is formed concentrically to an axis (X-X).
  • the eccentric shaft 22 has a further pin 26 which is concentric with an axis (X'-X 1 ).
  • the axis X'-X ' is arranged parallel and spaced apart from the axis XX.
  • the eccentric shaft 22 has an annular extension 27, the outer diameter of which approximately corresponds to the diameter of the roller 21.
  • An axial bearing 28, for example an axial ball bearing, is interposed between facing end faces of the roller 21 and the shoulder 27, which are oriented transversely to the axis XX.
  • the rolling elements 29 of the thrust bearing 28 tread Chen are provided with a suitable surface and advantageous material properties.
  • the rolling elements 29 are in particular guided in a cage.
  • the eccentric shaft 22 is supported against a bracket 30.
  • the holding bracket 30 has a blind hole 31 in which a radial bearing 32, in particular a needle bearing, is received.
  • the eccentric shaft 22 is supported with respect to the holding bracket 30 in the direction of the axis X-X via an axial bearing 33, which is arranged between facing end faces of the holding bracket 30 and the extension 27, each of which is oriented transversely to the axis X-X.
  • the axial bearing 33 can be designed as a roller bearing, in particular a needle bearing, or a plain bearing.
  • the eccentric shaft 22 is mounted in the radial bearing 32 in the region of the pin 26.
  • the holding bracket 30 is approximately U-shaped in the illustrated longitudinal section with a base leg 34, in which the eccentric shaft 22 is mounted approximately centrally or laterally offset, and two parallel side legs 35, 36, between which the eccentric shaft 22 and the roller 21 are at least partially arranged are.
  • the side legs 35, 36 In the end region opposite the base leg 34, the side legs 35, 36 each have outwardly and parallel to the base leg 34 and also coaxially oriented extensions or pins 37, 38.
  • the pins 37, 38 have at least partially a cylindrical outer surface, which each serve as the inner bearing surface of a bearing unit. With regard to the connection of these bearing surfaces to adjacent components, reference is made to the publication DE 103 59 394, which is made fully in terms of content to the scope of the present disclosure.
  • a force transmission element 39 is inserted in the pin 38 in the longitudinal direction.
  • a connection of the bracket to adjacent components and a storage relative to the same takes place in such a way that to adjust the translation of the variator 20, the bracket is pivoted about an axis Y-Y, which runs centrally through the pins 37, 38.
  • the holding bracket can have other degrees of freedom, cf. Document DE 103 59 394.
  • a supply space 40 is created between the power transmission element 39 and the pin 38, which is fed by a lubricant source (not shown) with a predeterminable, regulatable or controllable pressure and / or delivery volume.
  • Main lubricant line parts 41, 42 connected in series connect the supply space 40 to a transfer space 43.
  • the transfer space 43 is approximately cylindrical, a circular boundary being formed by an end face of the eccentric shaft 22 and the outer surface and the other delimiting circular area by the blind hole 31 are formed.
  • the main lubricant line part 41 passes through the pin 38, the side leg 36 and an end region of the base leg 34 in the manner shown at an angle of 25 ° to 55 ° to the axis XX and is designed as a blind hole ending in the base leg 34.
  • the end of the bore opposite the base leg 34 that is to say the opening of the bore to the outside, is closed with a closure element 44.
  • the main lubricant line part 42 is provided, which penetrates the main lubricant line part 41 or is in fluidic connection with it, whose outlet opening is closed to the outside with a closure element 45 and which ends in the area of the transfer space 43.
  • the sealing element 46 is preferably a sealing ring which is inserted into a circumferential groove of the pin 26.
  • the sealing element 46 is arranged in the direction of the axis X'-X 'between the radial bearing 32 and the transfer space 43.
  • a main lubricant line part 47 extends from the transfer space 43 and is designed as a bore in the eccentric shaft 22 and extends through the pins 25, 26 at an acute angle to the axis X-X.
  • Lubricant lines 48, 49, 50 which are arranged one behind the other in the aforementioned sequence in the direction of the axis X-X, open into the main lubricant line part 47.
  • the lubricant lines 48, 49 are transverse, i.e. oriented radially to the axis X-X and introduced as blind holes from outside into the pin 25.
  • the lubricant lines 48, 49 end in the main lubricant line part 47.
  • the radially outer initial diameter of the bores for the lubricant lines 48, 49 essentially corresponds to the diameter of the main lubricant line part 47.
  • the lubricant lines 48, 49 In the transition region of the lubricant lines 48, 49 to the main lubricant line 47, the lubricant lines 48, 49 each have a choke 51, 52.
  • the throttles 51, 52 are in the form of a reduction in the diameter of the bores for the lubricant lines 48, 49, which is formed abruptly or with a transition region, in particular with a phase.
  • Lubricant line 48 opens into a lubrication point 53, which is assigned to the axial bearing 28.
  • Lubricant line 49 opens into a lubrication point 54, which is assigned to the needle bearing 24.
  • Lubricant line 50 connects the main lubricant line part 47 to a second transfer space 55, which is essentially cylindrical and whose circular boundary surface is formed by an end face of the pin 25 (and the needle bearing 24) and which, as further boundary surfaces, the bottom of the blind hole 23 and the side wall the blind hole 23 has.
  • the lubricant line 50 initially continues the main lubricant line part 47 with an unchanged cross section and merges with a throttle 56 formed by a cross-sectional taper into the second transfer space 55.
  • bores 57, 58 oriented from the end face of the roller 21 facing away from the holding bracket open into the latter at an angle between 0 ° and 60 ° with respect to the axis X-X.
  • the lubricant introduced into the supply space 40 passes through the main lubricant line parts 41, 42, into the transfer space 43 and from there into the main lubricant line part 47.
  • the lubricant conveyed thereupon then splits up onto the lubricant lines 48, 49 and 50 in accordance with the present throttle cross sections.
  • the partial volume flow of the lubricant assigned to the lubricant line 50 becomes via the second transfer space 55 Bores 57, 58 supplied and sprayed against the treads of the toroidal washers.
  • the sealing element 46a is not introduced into a groove of the pin 26a, but rather an integral part of the radial bearing 32a.
  • the sealing element 46a is supported radially inwards on the lateral surface of the pin 26a and radially outwards on a bearing sleeve of the radial bearing 32a which, in addition to the reception of the sealing element 46a, also optionally guides the needles of the radial bearing 32a.
  • FIGS. 3 to 5 show a possibility for applying the lubricant to the running surface of the roller 21 and the contact surface between roller 21 and torus disks:
  • a main lubricant line (not shown) branches in a star shape from a common connection point 60 into the lubricant lines 61, 62, 63.
  • the lubricant line 62 is the main lubricant line part 41 shown in FIG. 1.
  • the connection point 60 is arranged in the region of the pin 38b.
  • the lubricant lines 61, 62, 63 extend through the pin 38b and the side leg 36b.
  • the lubricant lines 61, 63 emerge from the side leg 36b on the side facing the roller 21b, the central lubricant line 62 being oriented approximately radially and in the direction of the center of the roller 21b, while the lubricant lines 61, 63 are oriented approximately tangentially to the roller 21b ,
  • the lubricant lines 61, 63 each have a throttle 64, 65 in the end region facing the roller 21b, which have approximately the same cross section and with a Cross-sectional tapering of the lubricant lines 61, 63 are formed with the interposition of a transition region with one phase.
  • the lubricant line 62 in particular has no throttle.
  • the side surface of the side leg 36 facing the roller 21b is formed essentially concentrically to the circumferential surface of the roller 21b in the section shown in FIG. 3, so that an annular gap segment is formed between the side leg 36b and the roller 21b.
  • the lubricant lines 61 to 63 can, as shown in FIG. 3, be arranged in one plane or be partially offset from the drawing plane according to FIG. 3.
  • the outlet openings of the lubricant lines 61 to 63 are directed in the direction of the running surface of the roller 21b, in the direction of the axial bearing 28b and / or in the direction of the running surfaces of the toroidal disks.
  • a main lubricant line part 70 is arranged parallel, in particular coaxially to the axis YY.
  • the main lubricant line part 70 opens into two lubricant lines 71, 72, which are oriented away from one another, are coaxial to one another and are oriented essentially transversely to the axis YY.
  • the lubricant lines 71, 72 have no outlet opening to the outside. Rather, the lubricant lines 71, 72 each open into lubricant lines 73, 74, which are oriented essentially parallel to the axis YY and transversely to the lubricant lines 71, 72.
  • the lubricant lines 73, 74 each have only outlet openings which are oriented in the direction of the roller 21c. In the end region adjoining the roller 21c, the lubricant lines 73, 74 each have a throttle 75, 76.
  • the outlet openings of the lubricant lines 73, 74 have the effect that the lubricant is not parallel to the axis YY, but rather in one Distance of a fifth to a third of the radius hits the roller 21c.
  • a further lubricant line can continue the main lubricant line part 70 in the direction of the roller 21c, with or without the interposition of a throttle.
  • lubricant lines are only arranged on the side facing the power transmission element 39 for supplying the running surfaces with a lubricant, for the exemplary embodiment shown in FIG. 5, lubricant lines 70-76 are provided on both sides of the scooter 21d with an otherwise corresponding configuration.
  • a pin or an axis is provided instead of the eccentric shaft 22, as is shown in DE 103 59 394.2, which has not been published previously.
  • the content of DE 103 59 394.2 should also be considered as included in this application.
  • a pin can be provided which is designed without an eccentric and which is made in one piece with the roller or the holding bracket.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Friction Gearing (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen stufenlos verstellbaren Variator für ein Toroidgetriebe in einem Kraftfahrzeug. Die Erfindung beschäftigt sich mit Schmierung und Kühlung der Bauteile des Variators, insbesondere der Radiallager (24, 32) sowie der Axiallager (28, 33). Erfindungsgemäss sind unmittelbar benachbart zu den vorgenannten Lagern in den Schmiermittelleitungen Drosseln (51, 52) vorgesehen. Hierdurch wird das Druckniveau für die Schmiermittelförderung angehoben, was eine verbesserte Steuerung des Schmiermittelflusses bewirkt. Durch unterschiedliche Gestaltung der Drosselgeometrien kann die Förderleistung bei gemeinsamer Hauptschmiermittelleitung (47) für unterschiedliche Schmierstellen (53, 54) unterschiedlich gestaltet werden.

Description

Stufenlos verstellbarer Variator für ein Toroidgetriebe eines Kraftfahrzeuges
Die Erfindung betrifft einen stufenlos verstellbaren Variator für ein Toroidgetriebe eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei gattungsgemäßen Variatoren ist besonderes Augenmerk einer Schmierung und/oder Kühlung der mechanisch beanspruchten Bauteile zu widmen. Bei diesen Bauteilen handelt es sich insbesondere um Lager (Radial- oder Axiallager) , welche mittelbar oder unmittelbar zwischen einem Haltebügel, einer Exzenterwelle und/oder einem Roller zwischengeschaltet sind. Weiterer Schmier- und/oder Kühlungsbedarf besteht im Bereich einer Kontaktfläche zwischen dem Roller und einer mit diesem in Wirkverbindung tretenden Torusscheibe .
Aus der Druckschrift US 6,238,318 ist es bekannt, den Haltebügel mit Bohrungen zu versehen, deren Auslass im Bereich einer zu kühlenden und/oder schmierenden Schmiermittelstelle angeordnet ist. Da im Bereich der Schmiermittelstelle der Umgebungsdruck anliegt, wird die Schxniermittelstelle (wei- testgehend) drucklos versorgt. Es zeigt sich allerdings, dass eine exakte optimale Einstellung des Schmiermittelvolumens und Schmiermitteldruckes nicht möglich ist, so dass es zu einer Undefinierten Schmiermittel"verteilung auf eine oder mehrere Schmiermittelstellen kommt . Insbesondere kommt es zu einer unnötig hohen Schmiermittelmenge im Bereich eines Axial-Nadellagers, welches zur Abstützung einer Exzenterwelle gegenüber dem Haltebügel in Richtung der Rotationsachse des Rollers dient.
Aus der Druckschrift US 5,830,103 ist es bekannt, ein Schmiermittel durch Bohrungen des Haltebügels einer Bohrung der Exzenterwelle zuzuführen, welche ungefähr in Längsrichtung der Exzenterwelle orientiert ist und in welche radiale Bohrungen münden, die sich im Bereich eines Axial- kugellagers und eines Radialnadellagers im Bereich der Mantelfläche der Exzenterwelle öffnen. Der Übertritt des Schmiermittels vom Haltebügel zur Exzenterwelle erfordert den Einsatz eines Gleitlagers, dessen exzentrische Bohrung die Bohrungen des Haltebügels mit der Bohrung der Exzenterwelle verbindet. Das Gleitlager stellt ein zusätzliches Bauteil dar, welches zur Gewährleistung der Dichtheit hochgenau gefertigt werden muss. Probleme ergeben sich insbesondere bei einer Durchbiegung oder elastischen Deformation der umgebenden Bauteile unter Last . Gemäß einer abweichenden dargestellten Ausführungsform münden die Bohrungen des Haltebügels in eine umlaufende Nut des Haltebügels im Bereich eines Radialnadellagers zwischen Exzenterwelle und Haltebügel.
Aus der Druckschrift WO 97/37156 sind in Umfangsrichtung des Haltebügels orientierte Fortsätze bekannt, welche rohrförmi- ge Einsätze aufweisen, aus denen in radialer Richtung des Rollers ein Schmiermittel auf die Laufflächen des Rollers aufsprühbar ist. Diese Lösung erfordert einen hohen Bauteil- aufwand sowie Fertigungsaufwand. Aufgrund der engen Bauraumsituation ist eine Umsetzbarkeit des dargestellten Sprühprinzips bei einem Halbtoroid nur eingeschränkt möglich. Aus der Druckschrift EP 1 143 167 ist eine Lösung bekannt, bei der eine Exzenterwelle eine in Längsrichtung orientierte Bohrung aufweist, welche in Schmiermittelverbindung mit radialen Bohrungen steht, die im Bereich eines zwischen Exzenterwelle und Roller angeordneten Radialnadellagers sowie eines Axialkugellagers aus der Exzenterwelle austreten. Weitere Bohrungen sind in Richtung des Schmiermittelflusses dem radialen Nadellager nachgeschaltet und dienen einer Schmierung der Laufflächen zwischen Roller und Torusscheiben. Diese Schmierung ist allerdings erst dann möglich, wenn das in Flussrichtung vorgeschaltete Radialnadellager ausreichend mit einem Schmiermittel versorgt ist. Dies hat Schleppverluste, beispielsweise im Zusammenhang mit einer Inbetriebnahme des Kraftfahrzeuges, zur Folge.
Aus der Druckschrift US 6,616,568 ist eine unter Druck erfolgende Schmiermittelversorgung bekannt, bei welcher ein abgedichtetes Axialnadellager zwischen dem Haltebügel und der Exzenterwelle angeordnet ist . Probleme ergeben sich hinsichtlich der Dichtheit, insbesondere bei einer Durchbiegung oder elastischen Deformation der beteiligten Bauteile in Folge der mechanischen Beanspruchungen. Weiterhin sind benachbart zu den Laufflächen des Rollers angeordnete Bohrungen vorgesehen, deren Durchmesser gegenüber weiteren hiermit in Schmiermittelverbindung stehenden Versorgungsleitungen verringert ist und über welche Schmiermittel auf die Laufflächen des Rollers aufgebracht wird.
Weiterer Stand der Technik ist beispielsweise aus der Druckschrift US 4,453,427 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Variator vorzuschlagen, welcher eine vereinfachte und/oder verbesserte Schmierung und/oder Kühlung der mechanisch beanspruchten Bauteile ermöglicht .
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Der erfindungsgemäße Variator besitzt einen Haltebügel, welcher (u. U. neben weiteren Freiheitsgraden) verdrehbar um eine Achse gelagert ist. Die Verdrehung um die Achse, welche vorzugsweise eine Längsachse des Haltebügels ist, korreliert bspw. mit einer stufenlosen Verstellung der Übersetzung zwischen einer Antriebstorusscheibe und einer Abtriebstorus- scheibe durch eine Veränderung der Wirkradien der Kontakt- flächen des Rollers mit den Torusscheiben.
Der Roller ist drehbar gegenüber dem Haltebügel gelagert. Hierbei kann der Roller unmittelbar oder mittelbar gegenüber dem Haltebügel gelagert sein, insbesondere unter Einsatz einer Welle oder Exzenterwelle.
Zwischen dem Roller und dem Haltebügel sind zumindest zwei Lager zwischengeschaltet, beispielsweise ein Axiallager sowie ein Radiallager. Die vorgenannten Lager können hierbei unmittelbar oder mittelbar zwischen dem Roller und den Haltebügeln wirken, insbesondere unter Zwischenschaltung von Lagerscheiben oder -buchsen.
Weiterhin verfügt der erfindungsgemäße Variator über eine Schmiermittelversorgungseinrichtung, welche für eine Schmierung und/oder Kühlung der Bauteile des Variators zuständig ist. Die Schmiermittelversorgungseinrichtung besitzt mindestens eine Schmiermittelleitung, über die eine im Bereich eines der genannten Lager angeordnete Schmiermittelstelle mit einem Schmiermittel versorgt wird. Bei der Schmiermit- telstelle handelt es sich vorzugsweise um das Lager oder Teile desselben wie Laufflächen oder Wälzkörper.
Erfindungsgemäß verfügt die Schmiermittelleitung im Umgebungsbereich der Schmiermittelstelle über eine Drossel. Die Drossel ist somit nicht im Bereich einer Einspeiseöffnung des Schmiermittels, beispielsweise des Haltebügels, für eine Speisung von einem benachbarten Bauteil angeordnet, sondern in Richtung des Schmiermittelflusses beabstandet von der Einspeiseöffnung angeordnet. Dies hat zur Folge, dass bis zu der Drossel, unter Umständen über längere Fδrderwege, unter einfachen und definierten Bedingungen eine ungedrosselte Förderung des Schmiermittels möglich ist.
Unter einer Drossel wird im Sinne der Erfindung jedwede Querschnittsveränderung in der Schmiermittelleitung verstanden, welche eine Veränderung der Strömungsverhältnisse, insbesondere der Druck- und/oder Geschwindigkeitsverhältnisse, zur Folge hat. Einsatz kann hier beispielsweise eine übliche Drossel, Blende oder Düse finden, jede beliebige kurvenförmige Übergangskontur oder der Übergang eines konstanten größeren Querschnittsbereiches zu einem konstanten kleineren Querschnittsbereich, ggf. unter Zwischenschaltung eines Übergangsbereiches .
In Folge der erfindungsgemäßen Anordnung einer Drossel in der Schmiermittelleitung kann das Druckniveau, welches zur Förderung des Schmiermittels notwendig ist, angehoben werden. Hierdurch ist eine exaktere Einstellung des Fördervolumens des Schmiermittels durch eine exakte Regelung des Druckes ermöglicht, wodurch überflüssige Schmiermittelmengen vermieden sind und unzureichende Schmiermittelversorgungen verringert oder ausgeschlossen werden können. Alternativ o- der zusätzlich ist erfindungsgemäß ermöglicht, dass die Ge- schwindigkeit des Schmiermittels im Bereich der Drossel erhöht ist, so dass das Schmiermittel mit erhöhter Geschwindigkeit in die Schmiermittelstelle eintritt, was unter Umständen zu einer Verbesserung der Verteilung des Schmiermittels in der Schmiermittelstelle führt.
Die erfindungsgemäße Drossel kann einstückig mit einem ohnehin vorhandenen Bauteil wie der Exzenterwelle oder dem Haltebügel gebildet sein durch Einbringung entsprechender Ausnehmungen, insbesondere Bohrungen. Alternativ kann die Drossel mehrstückig ausgebildet sein, beispielsweise mittels eines Einsatzes in benachbart zur Schmiermittelstelle angeordnete Bauteile wie Roller, Exzenterwelle oder Haltebügel.
Entsprechend einer Weiterbildung der Erfindung ist die Drossel im Bereich einer den Roller lagernden Welle (Exzenterwelle) angeordnet. Auf der Umfangsflache der Welle sind üblicherweise Lager vorgesehen, so dass die Drossel in unmittelbarer Nachbarschaft zu einer Schmierstelle angeordnet ist. Weiterhin kann als Ort der Anordnung der Drossel ein ohnehin vorhandenes Bauteil genutzt werden, was die Kompaktheit des Variators weiter vergrößert . Bei der den Roller lagernden Welle handelt es sich üblicherweise um ein ohnehin hochgenau gefertigtes Bauteil, so dass die zusätzliche Anordnung der Drossel hinsichtlich der Fertigungsgegebenheiten für die Welle keinen ungebührenden Zusatzaufwand bedeutet. Andere der Schmiermittelversorgung dienende Leitungen, beispielsweise im Bereich des Haltebügels, können mit größeren Querschnitten gefertigt werden, wodurch einerseits die Fertigung vereinfacht ist und andererseits die Empfindlichkeit der Leitung gegenüber elastischen Verformungen und/oder Fremdpartikel verringert ist . Entsprechend einer Weiterbildung des Variators werden zumindest zwei Schmiermittelleitungen mit jeweils einer Drossel über eine gemeinsame Hauptschmiermittelleitung versorgt. Verhältnismäßig lange Schmiermittelwege können über die Hauptschmiermittelleitung mit unter Umständen großem Querschnitt und geringen Verlusten sowie guter Förderung zurückgelegt werden. Da derartige Querschnitte für die Schmiermittelstelle ungeeignet sind, erfolgt eine Aufteilung auf die zumindest zwei Schmiermittelleitungen unter geeigneter Anpassung der Drücke und Geschwindigkeiten des Schmiermittels, insbesondere im Bereich der Schmiermittelstelle. Unter Umständen werden hierdurch die wirksamen Längen der Schmiermittelleitungen mit kleinen Querschnitten verkürzt, was etwaige Verstopfungen vermeidet, die Fertigung vereinfacht und die Kosten verringert .
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung eines Variators sind die Drosseln unterschiedlicher Schmiermittelleitungen unterschiedlich ausgelegt. Die unterschiedlichen Drosseln bewirken demgemäß unterschiedliche Strömungsbedingungen an den zugeordneten Schmiermittelstellen. Somit kann die Schmiermittelförderung, insbesondere hinsichtlich Druck und/oder Geschwindigkeit, an die jeweilige Schmiermittelstelle ange- passt werden. Beispielsweise erfordert eine Lagerung der Exzenterwelle gegenüber dem Haltebügel eine geringere Schmiermenge, da dieses Lager lediglich für eine Verstellung des Übersetzungsverhältnisses in einem deformierten Zustand des Variators oder bei sich ändernden Deformationen des Variators eine kleine wälzende Bewegung ausführt. Hingegen treten bei der Lagerung des Rollers gegenüber den diesen abstützenden Bauteilen hohe Relativgeschwindigkeiten bei hohen mechanischen Beanspruchungen auf, so dass an derartigen Schmiermittelstellen ein großer Schmiermittelbedarf besteht. Durch die unterschiedlichen Drosseln wird insbesondere die Förder- leistung an die jeweiligen Notwendigkeiten an den Schmiermittelstellen angepasst. Im vorgenannten Beispiel würde dies bedeuten, dass für die Lagerung der Exzenterwelle eine größere Drosselwirkung vorzusehen ist als für die Lagerung des Rollers .
Insbesondere ist die Hauptschmiermittelleitung mit einer Bohrung der Exzenterwelle gebildet, die ungefähr in Längsrichtung der Exzenterwelle orientiert ist. Somit erstreckt sich die HauptSchmiermittelleitung über einen Teilbereich der oder die gesamte Länge der Exzenterwelle und damit durch mehrere Schmiermittelstellen hindurch. Eine Zufuhr und/oder Abfuhr des Schmiermittels aus der Bohrung der Exzenterwelle erfolgt an einer Stirnseite derselben und/oder über ungefähr radial orientierte Ausnehmungen oder Bohrungen aus der Exzenterwelle .
Vorzugsweise ist die axiale Bohrung, die radiale Bohrung, die Schmiermittelleitung oder die Hauptschmiermittelleitung mit einer Sacklochbohrung gebildet, in welche eine andere Bohrung mündet. Dies stellt eine besonders einfache Fertigungsmöglichkeit dar, wobei die Sacklochbohrung im Bohrungs- grund automatisch abgedichtet ist und die Bohrungsöffnung als Eintritts- oder Austrittsöffnung für das Schmiermittel dienen kann. Alternativ kann eine Durchgangsbohrung verwendet werden, welche zwei Eintritts- und/oder Austrittsöffnungen bildet oder deren eine Öffnung mit einem Verschlusselement verschlossen ist.
Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Variators besitzt die Hauptschmiermittelleitung neben der ungefähr a- xialen Bohrung der Exzenterwelle eine Versorgungsleitung im Haltebügel. Die axiale Bohrung und die Versorgungsleitung münden in einen Übergaberaum. Der Übergaberaum ist begrenzt durch eine Stirnfläche der Exzenterwelle, die in einer Sacklochbohrung des Haltebügels Aufnahme findet, und einen freien Teilbereich der Sacklochbohrung. Als Übergaberaum dient somit eine ohnehin für die Lagerung der Exzenterwelle notwendige Bohrung, ohne dass zusätzlicher Bauraum oder Fertigungsaufwand notwendig ist. Ein derartiger Überraum macht darüber hinaus u. U. die Übergabe des Schmiermittels von etwaigen elastischen Verformungen der Bauteile unabhängig. Etwaige Undichtigkeiten des Übergaberaumes können insbesondere zur Förderung entsprechend einem "Bypass" an eine Schmierstelle genutzt werden.
Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es ebenfalls möglich, dass zwischen der Sacklochbohrung und der Exzenterwelle ein Dichtelement zur Abdichtung des Übergaberaumes wirkt. Hierdurch können unerwünschte Bypass- Strömungen zumindest weitgehend vermieden werden.
Eine besonders kompakte Ausbildung der Anordnung ergibt sich, wenn in ein Radiallager, welches der radialen drehbaren Abstützung der Exzenterwelle gegenüber dem Haltebügel dient, das Dichtelement integriert ist. Alternativ ist es möglich, das Dichtelement in axialer Richtung der Exzenterwelle zwischen dem Radiallager und dem Übergaberaum anzuordnen.
Vorzugsweise weist die Schmiermittelleitung Bohrungen des Rollers auf. Die Bohrungen sind in Richtung der Lauffläche von mit dem Roller in Antriebsverbindung stehenden Torusscheiben orientiert . Insbesondere sind die vorgenannten Bohrungen unmittelbar benachbart zur Lauffläche des Rollers angeordnet, so dass mit diesen benachbart zur Kontaktfläche zwischen Roller und Torusscheiben Schmiermittel auf die Torusscheiben aufgebracht wird. Im Zuge der Drehbewegung und/oder der Aufbringung des Schmiermittels mit einer gewissen Austrittsgeschwindigkeit verteilt sich das Schmiermittel auf der Torusscheibe auch in Bereiche, welche unmittelbar oder im Zuge einer Drehbewegung als Kontaktfläche zwischen Roller und Torusscheiben dienen. Weiterhin können hiermit Teilbereiche der Torusscheibe mit einem Schmiermittel versehen werden, welche nach einer Verstellung des Rollers zur Veränderung der Übersetzung als Kontaktfläche dienen.
In weiterer Ausgestaltung schlägt die Erfindung vor, die Bohrungen des Rollers von einem zweiten Übergaberaum zu speisen. Der zweite Übergaberaum ist mit einem freien Teilbereich einer Sacklochbohrung des Rollers, in der die Exzenterwelle angeordnet ist, sowie einer Stirnfläche der Exzenterwelle begrenzt. Der zweite Übergaberaum macht die Übergabe des Schmiermittels von der Exzenterwelle zum Roller von den mechanischen Beanspruchungen unabhängig. Weiterhin können als Übergaberaum ohnehin vorhandene Bauteile verwendet werden, was die Fertigung vereinfacht und den Bauteilaufwand und Bauraumaufwand verringert .
Für einen weiteren erfindungsgemäßen Variator gehen von dem zweiten Übergaberaum mehrere Bohrungen des Rollers zu unterschiedlichen Teilbereichen der Lauffläche der Torusscheiben aus. Diese Bohrungen können mit Laufflächen korrelieren, welche unterschiedlichen Wirkradien an den Torusscheiben zugeordnet sind, und/oder in Umfangsrichtung des Rollers versetzt angeordnet sein. Hierdurch kann auf einfache Weise die Schmiermittelversorgung zu den Kontaktflächen zwischen Roller und Torusscheiben verbessert werden.
Entsprechend einer erfindungsgemäßen Weiterbildung des Variators werden eine Schmiermittelleitung für ein Radiallager zwischen Roller und Exzenterwelle, eine Schmiermittelleitung für ein Axiallager zwischen Haltebügel und Exzenterwelle und die Bohrungen des Rollers für die Lauffläche einer oder mehrerer Torusscheiben von einer gemeinsamen Hauptschmiermittelleitung gespeist. Hierdurch muss lediglich eine Hauptschmiermittelleitung mit einem geeigneten Druck und einem Fördervolumen versorgt werden, während im Inneren der Bauteile des Variators eine Aufteilung der Schmiermittelmenge für die unterschiedlichen Schmierstellen erfolgt. Erfindungsgemäß kann hierbei die mengen- bzw. druckangepasste Aufteilung exakt und einfach an die Notwendigkeiten angepasst werden.
Weiterhin schlägt die Erfindung vor, konstruktiv vorzusehen, dass durch das Radiallager geführtes Schmiermittel den Bohrungen des Rollers zuführbar ist. Demgemäß sind die beiden Schmierstellen Radiallager und Lauffläche in Flussrichtung des Schmiermittels hintereinander geschaltet, so dass zumindest ein Teil desselben Schmiermittels für beide Schmierstellen eingesetzt werden kann.
Vorzugsweise verfügt der Haltebügel über mindestens eine (zusätzliche) Schmiermittelleitung, deren Ausgang in Richtung der Lauffläche des Rollers und/oder der Lauffläche der Torusscheibe orientiert ist. Hierdurch kann die Schmierung und/oder Kühlung der Kontaktfläche zwischen Torusscheibe und Roller verbessert werden. Vorzugsweise verfügt die vorgenannte Schmiermittelleitung im Haltebügel zur Versorgung der Lauffläche der Torusscheiben oder des Roller über eine Drossel, wodurch auch für diese Schmiermittelleitung eine gezielte Einstellung der Schmiermittelverhältnisse möglich ist. Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn Schmiermittelleitungen zur Versorgung einer Schmiermittel- stelle im Bereich eines Lagers und Schmiermittelleitungen zur Schmierung der Kontaktfläche zwischen Torusscheiben und Roller über eine gemeinsame Hauptschmiermittelleitung versorgt werden.
Vorteilhafte erfindungsgemäße Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen, insbesondere den dargestellten Geometrien der Bauteile, den relativen Abmessungen mehrerer dargestellter Maße gleicher oder unterschiedlicher Bauteile, der relativen Anordnung der Bauteile zueinander und deren Wirkverbindungen miteinander. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ansprüche und/oder unterschiedlicher in den Figuren dargestellter Ausgestaltungen und/oder der vorgenannten Merkmale mit Merkmalen der Ausgestaltungen des genannten Standes der Technik ist ebenfalls möglich.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Variators werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt:
Fig. 1 einen Teil eines erfindungsgemäßen Variators gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem Haltebügel, einer Exzenterwelle und einem Roller im Längsschnitt,
Fig. 2 einen Teil eines erfindungsgemäßen Variators gemäß einer zweiten Ausführungsform mit einem Haltebügel, einer Exzenterwelle und einem Roller im Längsschnitt ,
Fig. 3 einen Teil eines erfindungsgemäßen Variators gemäß einer dritten Ausführungsform mit einem Haltebügel, einer Exzenterwelle und einem Roller im Längsschnitt, Fig. 4 einen Teil eines erfindungsgemäßen Variators gemäß einer vierten Ausführungsform mit einem Hal- tebügel, einer Exzenterwelle und einem Roller im Längsschnitt und
Fig. 5 einen Teil eines erfindungsgemäßen Variators gemäß einer fünften Ausführungsform mit einem Haltebügel, einer Exzenterwelle und einem Roller im Längsschnitt.
Die Erfindung findet Einsatz für Variatoren von Toroid- getrieben für Kraftfahrzeuge. Das Toroidgetriebe kann hierbei als Halbtoroid oder als Volltoroid ausgebildet sein. Hinsichtlich des prinzipiellen Aufbaus eines derartigen To- roidgetriebes wird lediglich beispielhaft auf die Druckschriften DE 102 18 356 AI, DE 101 54 928 AI und DE 101 21 042 Cl verwiesen.
Hinsichtlich einer geeigneten hydraulischen Stelleinrichtung zur Beeinflussung der Positionen eines Haltebügel des erfindungsgemäßen Variators sowie einer Druckversorgung der Schmiermittelversorgungseinrichtung von benachbarten, in der Zeichnung nicht dargestellten Bauteilen wird beispielhaft auf den genannten Stand der Technik sowie die nicht vorveröffentlichten Druckschriften aus der Patentfamilie der DE 103 08 496 verwiesen. Hinsichtlich einer Kopplung der Bewegung einzelner Stelleinrichtungen sowie Haltebügel wird beispielhaft auf die nicht vorveröffentlichte Druckschrift DE 103 09 569 verwiesen. Eine geeignete Regelung der Stelleinrichtung ist beispielsweise der Druckschrift DE 103 00 569 zu entnehmen. Die Abstützung des Haltebügels bzw. des Rollers ist beispielsweise dem genannten Stand der Technik zu entnehmen oder der nicht vorveröffentlichten Druckschrift DE 103 59 394. Ein nur in Teilen dargestellter Variator 20 dient zur stufenlosen Veränderung der Übersetzung zwischen mindestens einer Antriebstorusscheibe und einer Abtriebstorusscheibe . Hierzu ist ein Roller 21 auf gegenüberliegenden Seiten seiner Umfangsflächen zwischen den Torusscheiben eingespannt. Für die in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiele rotieren die Torusscheiben jeweils um eine senkrecht zur Zeichenebene orientierte Achse und sind (nicht dargestellt) oberhalb bzw. unterhalb der Zeichenebene angeordnet. Für die in Fig. 3 bis Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiele rotieren die Torusscheiben jeweils um eine horizontal in der Zeichenebene orientierte Achse und sind (nicht dargestellt) seitlich zu den Rollern angeordnet.
Der Roller 21 stützt sich radial gegenüber einer Exzenterwelle 22 ab. Zu diesem Zweck verfügt der Roller 21 über eine zentrische Sacklochbohrung 23, in welcher ein Radiallager, insbesondere Nadellager 24, aufgenommen ist. Radial innenliegend wälzt das Nadellager 24 auf einem konzentrisch zu einer Achse (X-X) ausgebildeten Zapfen 25 der Exzenterwelle 22 ab.
Neben dem Zapfen 25 besitzt die Exzenterwelle 22 einen weiteren Zapfen 26, welcher konzentrisch zu einer Achse (X'-X1) ausgebildet ist. Die Achse X'-X' ist parallel und beabstandet zur Achse X-X angeordnet . Im Übergangsbereich zwischen den Zapfen 25, 26 hat die Exzenterwelle 22 einen kreisringförmigen Ansatz 27, dessen Außendurchmesser ungefähr dem Durchmesser des Rollers 21 entspricht. Zwischen einander zugewandten Stirnflächen des Rollers 21 und des Ansatzes 27, welche quer zur Achse X-X orientiert sind, ist ein Axiallager 28, beispielsweise ein Axialkugellager, zwischengeschaltet. In die Stirnflächen des Rollers 21 und des Ansatzes 27 sind an Wälzkörper 29 des Axiallagers 28 angepasste Laufflä- chen eingebracht, welche mit einer geeigneten Oberfläche sowie vorteilhaften Materialeigenschaften versehen sind. Die Wälzkörper 29 sind insbesondere in einem Käfig geführt.
Die Exzenterwelle 22 stützt sich gegenüber einem Haltebügel 30 ab. Hierzu verfügt der Haltebügel 30 über eine Sacklochbohrung 31, in welcher ein Radiallager 32, insbesondere ein Nadellager, aufgenommen ist. Eine Abstützung der Exzenterwelle 22 gegenüber dem Haltebügel 30 in Richtung der Achse X-X erfolgt über ein Axiallager 33, welches zwischen einander zugewandten Stirnflächen des Haltebügels 30 und des Ansatzes 27, die jeweils quer zur Achse X-X orientiert sind, angeordnet ist. Das Axiallager 33 kann als Wälzlager, insbesondere Nadellager, oder Gleitlager ausgebildet sein. In dem Radiallager 32 ist die Exzenterwelle 22 im Bereich des Zapfens 26 gelagert.
Der Haltebügel 30 ist im dargestellten Längsschnitt ungefähr U-förmig ausgebildet mit einem Grundschenkel 34, in welchem ungefähr mittig oder seitlich versetzt die Exzenterwelle 22 gelagert ist, und zwei parallelen Seitenschenkeln 35, 36, zwischen denen zumindest teilweise die Exzenterwelle 22 und der Roller 21 angeordnet sind. Die Seitenschenkel 35, 36 besitzen in dem dem Grundschenkel 34 gegenüberliegenden Endbereich jeweils nach außen und parallel zum Grundschenkel 34 sowie koaxial zueinander orientierte Fortsätze oder Zapfen 37, 38.
Die Zapfen 37, 38 haben zumindest teilweise eine zylinder- förmige Mantelfläche, die jeweils als innere Lagerfläche einer Lagereinheit dienen. Hinsichtlich der Anbindung dieser Lagerflächen an benachbarte Bauteile wird auf die Druckschrift DE 103 59 394 verwiesen, welche voll inhaltlich zum Umfang der vorliegenden Offenbarung gemacht wird. In den Zapfen 38 ist in Längsrichtung ein Kraftübertragungs- element 39 eingesetzt. Eine Anbindung des Haltebügels an benachbarte Bauteile und eine Lagerung gegenüber denselben erfolgt derart, dass zur Verstellung der Übersetzung des Variators 20 eine Verschwenkung des Haltebügels um eine Achse Y- Y erfolgt, welche zentrisch durch die Zapfen 37, 38 verläuft. Neben den dargestellten Freiheitsgraden kann der Hal- tebügel über weitere Freiheitsgrade verfügen, vgl . Druckschrift DE 103 59 394.
Zur Versorgung des Variators mit einem Schmiermittel wird zwischen dem Kraftübertragungselement 39 und dem Zapfen 38 ein Versorgungsraum 40 geschaffen, welcher von einer nicht dargestellten Schmiermittelquelle mit einem vorgebbaren, re- gel- oder steuerbaren Druck und/oder Fördervolumen gespeist wird. Hintereinandergeschaltete Hauptschmiermittelleitungsteile 41, 42 verbinden den Versorgungsraum 40 mit einem Ü- bergaberaum 43. Der Übergaberaum 43 ist ungefähr zylinder- förmig ausgebildet, wobei eine kreisförmige Begrenzung von einer Stirnfläche der Exzenterwelle 22 gebildet ist und die Mantelfläche sowie die andere begrenzende Kreisfläche von der Sacklochbohrung 31 gebildet sind. Hauptschmiermittellei- tungsteil 41 durchsetzt den Zapfen 38, den Seitenschenkel 36 und einen Endbereich des Grundschenkels 34 in der dargestellten Weise unter einem Winkel von 25° bis 55° zur Achse X-X und ist als im Grundschenkel 34 endende Sacklochbohrung ausgebildet. Das dem Grundschenkel 34 gegenüberliegende Ende der Bohrung, also die Öffnung der Bohrung nach außen, ist mit einem Verschlusselement 44 verschlossen. Ungefähr in Längsrichtung des Grundschenkels 34 und ungefähr parallel zur Achse Y-Y ist das Hauptschmiermittelleitungsteil 42 vorgesehen, welches das Hauptschmiermittelleitungsteil 41 durchstößt bzw. mit diesem in fluidischer Verbindung steht, dessen Austrittsöffnung nach außen mit einem Verschlusselement 45 verschlossen ist und welches im Bereich des Übergaberaums 43 endet.
Das radiale Spiel zwischen Sacklochbohrung 31 und Zapfen 26, in welches Schmiermittel aus dem Übergaberaum 43 eintreten könnte, ist mit einem Dichtelement 46 abgedichtet. Bei dem Dichteelement 46 handelt es sich vorzugsweise um einen Dichtring, welcher in eine Umfangsnut des Zapfens 26 eingesetzt ist. Das Dichtelement 46 ist in Richtung der Achse X'- X' zwischen dem Radiallager 32 und dem Übergaberaum 43 angeordnet .
Von dem Übergaberaum 43 geht ein Hauptschmiermittelleitungsteil 47 aus, welches als Bohrung der Exzenterwelle 22 ausgebildet ist und sich unter einem spitzen Winkel zur Achse X-X durch die Zapfen 25, 26 erstreckt. In das Hauptschmiermittelleitungsteil 47 münden Schmiermittelleitungen 48, 49, 50, welche in der vorgenannten Reihenfolge in Richtung der Achse X-X hintereinanderliegend angeordnet sind.
Die Schmiermittelleitungen 48, 49 sind quer, d.h. radial zur Achse X-X orientiert und als Sacklochbohrungen von außen in den Zapfen 25 eingebracht. Die Schmiermittelleitungen 48, 49 enden in dem Hauptschmiermittelleitungsteil 47. Der radial außenliegende Anfangsdurchmesser der Bohrungen für die Schmiermittelleitungen 48, 49 entspricht im wesentlichen dem Durchmesser dem Hauptschmiermittelleitungsteil 47. Im Übergangsbereich der Schmiermittelleitungen 48, 49 zur Hauptschmiermittelleitung 47 verfügen die Schmiermittelleitungen 48, 49 jeweils über eine Drossel 51, 52.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Drosseln 51, 52 in Form einer Verringerung des Durchmessers der Bohrungen für die Schmiermittelleitungen 48, 49 gebildet, welcher sprungartig oder mit einem Übergangsbereich, insbesondere mit einer Phase, ausgebildet ist. Schmiermittelleitung 48 mündet in eine Schmierstelle 53, welche dem Axiallager 28 zugeordnet ist. Schmiermittelleitung 49 mündet in eine Schmierstelle 54, welche dem Nadellager 24 zugeordnet ist. Schmiermittelleitung 50 verbindet das Hauptschmiermittelleitungsteil 47 mit einem zweiten Übergaberaum 55, welcher im Wesentlichen Zylinderförmig ausgebildet ist und dessen eine kreisförmige Begrenzungsfläche von einer Stirnfläche des Zapfens 25 (und des Nadellagers 24) gebildet ist und der als weitere Begrenzungsflächen den Grund der Sacklochbohrung 23 sowie die Seitenwand der Sacklochbohrung 23 aufweist. Die Schmiermittelleitung 50 setzt zunächst das Hauptschmiermittelleitungsteil 47 mit unverändertem Querschnitt fort und geht mit einer durch eine Querschnitts- Verjüngung gebildeten Drossel 56 in den zweiten Übergaberaum 55 über.
Radial außenliegend münden von der dem Haltebügel abgewandten Stirnfläche des Rollers 21 in diesen unter einem Winkel zwischen 0° und 60° gegenüber der Achse X-X orientierte eingebrachte Bohrungen 57, 58.
Das in den Versorgungsraum 40 eingebrachte Schmiermittel tritt durch die Hauptschmiermittelleitungsteile 41, 42, in den Übergaberaum 43 und von dort in das Hauptschmiermittelleitungsteil 47. Das geförderte Schmiermittel teilt sich hieran anschließend auf die Schmiermittelleitungen 48, 49 und 50 entsprechend den vorliegenden Drosselquerschnitten auf.
Der der Schmiermittelleitung 50 zugeordnete Teilvolumenstrom des Schmiermittels wird über den zweiten Übergaberaum 55 den Bohrungen 57, 58 zugeführt und spritzt gegen die Laufflächen der Torusscheiben.
Für das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ist (bei ansonsten Fig. 1 entsprechender Ausgestaltung) das Dichtelement 46a nicht in eine Nut des Zapfens 26a eingebracht, sondern vielmehr integraler Bestandteil des Radiallagers 32a. Das Dichteelement 46a stützt sich radial nach innen auf der Mantelfläche des Zapfens 26a ab und radial nach außen an einer Lagerhülse des Radiallagers 32a, welcher neben der Aufnahme des Dichteelementes 46a ggf. zusätzlich die Nadeln des Radiallagers 32a führt.
Die Figuren 3 bis 5 zeigen alternativ oder zusätzlich eine Möglichkeit zum Aufbringen des Schmiermittels auf die Lauffläche des Rollers 21 und die Kontaktfläche zwischen Roller 21 und Torusscheiben:
Gemäß Fig. 3 verzweigt eine nicht dargestellte Hauptschmiermittelleitung sternförmig von einem gemeinsamen Verbindungspunkt 60 in die Schmiermittelleitungen 61, 62, 63. Dabei ist die Schmiermittelleitung 62 der in Fig. 1 gezeigte Hauptschmiermittelleitungsteil 41. Der Verbindungspunkt 60 ist im Bereich des Zapfens 38b angeordnet. Die Schmiermittelleitungen 61, 62, 63 erstrecken sich durch den Zapfen 38b und den Seitenschenkel 36b. Die Schmiermittelleitungen 61, 63 treten auf der dem Roller 21b zugewandten Seite aus dem Seitenschenkel 36b aus, wobei die mittige Schmiermittelleitung 62 ungefähr radial und in Richtung des Mittelpunktes des Rollers 21b orientiert ist, während die Schmiermittelleitungen 61, 63 ungefähr tangential zum Roller 21b orientiert sind. Die Schmiermittelleitungen 61, 63 verfügen in dem dem Roller 21b zugewandten Endbereich jeweils über eine Drossel 64, 65, welche ungefähr gleichen Querschnitt aufweisen und mit einer Querschnittsverjüngung der Schmiermittelleitungen 61, 63 gebildet sind unter Zwischenschaltung eines Übergangsbereiches mit einer Phase. Die Schmiermittelleitung 62 verfügt insbesondere über keine Drossel. Die dem Roller 21b zugewandten Seitenfläche des Seitenschenkels 36 ist in dem in Fig. 3 dargestellten Schnitt im Wesentlichen konzentrisch zur Um- fangsflache des Rollers 21b ausgebildet, so dass sich zwischen dem Seitenschenkel 36b und dem Roller 21b ein Ringspaltsegment ausbildet. Die Schmiermittelleitungen 61 bis 63 können wie in Fig. 3 dargestellt in einer Ebene angeordnet sein oder teilweise versetzt zur Zeichenebene gemäß Fig. 3 angeordnet sein. Die Austrittsöffnungen der Schmiermittel- leitungen 61 bis 63 sind in Richtung der Lauffläche des Rollers 21b, in Richtung des Axiallagers 28b und/oder in Richtung der Laufflächen der Torusscheiben gerichtet.
Gemäß dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Hauptschmiermittelleitungsteil 70 parallel, insbesondere koaxial zur Achse Y-Y angeordnet. Das Hauptschmiermittelleitungsteil 70 mündet in zwei Schmiermittelleitungen 71, 72, welche voneinander weg orientiert sind, koaxial zueinander sind und im Wesentlichen quer zur Achse Y-Y ausgerichtet sind. Die Schmiermittelleitungen 71, 72 verfügen über keine Austrittsöffnung nach außen. Vielmehr münden die Schmiermittelleitungen 71, 72 jeweils in Schmiermittelleitungen 73, 74, welche im Wesentlichen parallel zur Achse Y-Y und quer zu den Schmiermittelleitungen 71, 72 orientiert sind. Die Schmiermittelleitungen 73, 74 verfügen jeweils ausschließlich über Austrittsöffnungen, welche in Richtung des Rollers 21c orientiert sind. Im an den Roller 21c angrenzenden Endbereich weisen die Schmiermittelleitungen 73, 74 jeweils eine Drossel 75, 76 auf. Die Austrittsöffnungen der Schmiermittelleitungen 73, 74 bewirken, dass das Schmiermittel parallel zur Achse Y-Y nicht mittig, sondern vielmehr in einem Abstand von einem Fünftel bis einem Drittel des Radius auf den Roller 21c trifft. Eine weitere Schmiermittelleitung kann das Hauptschmiermittelleitungsteil 70 in Richtung des Rollers 21c fortsetzen, mit oder ohne Zwischenschaltung einer Drossel .
Während gemäß Fig. 4 Schmiermittelleitungen lediglich auf der dem Kraftübertragungselement 39 zugewandten Seite angeordnet sind zur Versorgung der Laufflächen mit einem Schmiermittel, sind für das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel auf beiden Seiten des Rollers 21d Schmiermittelleitungen 70-76 bei ansonsten entsprechender Ausgestaltung vorgesehen.
In einer weiteren Ausführungs orm der Erfindung ist anstelle der Exzenterwelle 22 ein Zapfen bzw. eine Achse vorgesehen, wie dies in der nicht vorverö fentlichten DE 103 59 394.2 dargestellt ist . Insbesondere in diesem Zusammenhang der Rollerlagerung soll der Inhalt der DE 103 59 394.2 auch als in dieser Anmeldung aufgenommen gelten. Demzufolge kann anstelle der Exzenterwelle 22 insbesondere ein Zapfen vorgesehen sein, der ohne Exzenter ausgeführt ist und der einteilig mit dem Roller oder dem Haltebügel ausgeführt ist.

Claims

Patentansprüche
1. Stufenlos verstellbarer Variator für ein Toroidgetriebe eines Kraftfahrzeuges a) mit einem Haltebügel (30) , der drehbar um eine Achse (Y-Y) gelagert ist, b) mit einem Roller (21) , der um eine Achse (X-X) gegenüber dem Haltebügel (30) drehbar ist, wobei zwischen den Roller (21) und den Haltebügel (30) zumindest zwei Lager (24, 28, 32, 33) zwischengeschaltet sind, c) mit einer Schmiermittelversorgungseinrichtung, die mindestens eine Schmiermittelleitung (48, 49, 50) zur Versorgung einer Schmiermittelstelle (53, 54) im Bereich eines Lagers (24, 28, 32, 33) besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleitung (48, 49, 50) im Umgebungsbereich der Schmiermittelstelle (53, 54) über eine Drossel (51, 52) verfügt.
2. Variator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel (51, 52) im Inneren einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder einer den Roller (21) lagernden Achse angeordnet ist .
3. Variator nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Schmiermittelleitungen (48, 49, 50) mit jeweils einer Drossel (51, 52) über eine gemeinsame Hauptschmiermittelleitung (41, 42, 43, 47) versorgt werden.
4. Variator nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseln (51, 52) unterschiedlicher Schmiermittel- leitungen (48, 49) unterschiedlich ausgelegt sind.
5. Variator nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschmiermittelleitung mit einer ungefähr in Längsrichtung orientierten Bohrung (Hauptschmiermittelleitungsteil 47) einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder einer den Roller (21) lagernden Achse gebildet ist.
6. Variator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleitung mit einer radialen Bohrung (Schmiermittelleitung 48, 49) einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder einer den Roller (21) lagernden Achse gebildet ist.
7. Variator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ungefähr axiale Bohrung (Hauptschmiermittelleitungsteil 47) und/oder die radiale Bohrung (Schmiermittelleitung 48, 49) einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder einer den Roller (21) lagernden Achse eine Sacklochbohrung ist/sind, in welche eine andere Bohrung (Hauptschmiermittelleitungsteil 47) mündet.
8. Variator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptschmiermittelleitung neben der ungefähr axialen Bohrung (Hauptschmiermittelleitungsteil 47) eine Versorgungsleitung (Hauptschmiermittelleitungsteile 41, 42) im Haltebügel besitzt, wobei die axiale Bohrung (Hauptschmiermittelleitungsteil 47) und die Versorgungsleitung (Hauptschmiermittelleitungsteile 41, 42) in einen Übergaberaum (43) münden, welcher durch eine Stirnfläche einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder einer den Roller (21) lagernden Achse, die bzw. der in einer Sacklochbohrung (31) des Haltebügels Aufnahme findet, und einen freien Teilbereich der Sacklochbohrung (31) begrenzt ist .
9. Variator nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sacklochbohrung (31) und einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder einer den Roller (21) lagernden Achse ein Dichtelement (46) zur Abdichtung des Übergaberaumes (43) wirkt.
10. Variator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radiallager (32) vorgesehen ist, welches der radialen drehbaren Abstützung einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder einer den Roller (21) lagernden Achse gegenüber dem Haltebügel (30) dient, und das Dichtelement (46) in axialer Richtung der Sacklochbohrung (31) zwischen dem Radiallager und dem Übergaberaum (43) angeordnet ist.
11. Variator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radiallager (32a) vorgesehen ist, welches der radialen drehbaren Abstützung einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder einer den Roller (21) lagernden Achse gegenüber dem Haltebügel dient, und das Dichtelement (46a) in das Radiallager (32a) integriert ist.
12. Variator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleitung Bohrungen (57, 58) des Rollers (21) aufweist, welche in Richtung der Lauffläche von mit dem Roller (21) in Antriebsverbindung stehenden Torusscheiben orientiert sind.
13. Variator nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (57, 58) des Rollers (21) von einem zweiten Übergaberaum (55) gespeist werden, welcher mit einer Stirnfläche einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder einer den Roller (21) lagernden Achse, welche bzw. welcher in einer Sacklochbohrung (23) des Rollers (21) angeordnet ist, und einem freien Teilbereich der Sacklochbohrung (23) begrenzt ist.
14. Variator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass von dem zweiten Übergaberaum (55) mehrere Bohrungen (57, 58) des Rollers (21) zu unterschiedlichen Teilbereichen der Lauffläche der Torusscheiben ausgehen.
15. Variator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einer Hauptschmiermittelleitung (41, 42, 43, 47) eine Schmiermittelleitung (49) für ein Radiallager (24) zwischen Roller (21) und a) einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder b) eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder c) einer den Roller (21) lagernden Achse, eine Schmiermittelleitung (48) für ein Axiallager (28) zwischen Haltebügel (30) und a) einer den Roller (21) lagernden Welle (Exzenterwelle 22) oder b) eines den Roller (21) lagernden Zapfens oder c) einer den Roller (21) lagernden Achse und die Bohrungen des Rollers (21) für die Lauffläche der Torusscheibe gespeist werden.
16. Variator nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Radiallager (24) geführtes Schmiermittel den Bohrungen (57, 58) des Rollers (21) zuführbar ist.
17. Variator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebügel (30) über mindestens eine Schmiermittelleitung (60, 61, 62; 71, 72, 73, 74) verfügt, deren Ausgang in Richtung der Lauffläche des Rollers (21) oder der Lauffläche der Torusscheibe orientiert ist.
18. Variator nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, dass der Haltebügel (30) im Längsschnitt ungefähr U-förmig ist und mindestens eine Schmiermittelleitung (60, 61, 62; 71, 72, 73, 74) im Bereich mindestens eines Seitenschenkels (35, 36) des U-förmigen Längsschnittes des Haltebügels (30) angeordnet ist .
19. Variator nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmiermittelleitung (60, 61, 62; 73, 73) im Haltebügel (30) zur Versorgung der Lauffläche über eine Drossel (64, 65; 75, 76) verfügt.
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