DE10042750B4

DE10042750B4 - Getriebe

Info

Publication number: DE10042750B4
Application number: DE10042750A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Walter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2012-11-08
Anticipated expiration: 2020-09-01
Also published as: DE10042750A1; JP2001146948A

Abstract

Getriebe mit Abdichtung zwischen zwei mittels Verstemmung miteinander verbundenen Bauteilen, insbesondere einer Kegelscheibe und einem Zylinderwandbauteil eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes, wobei die Verbindungsstelle (12) zwischen den Bauteilen (6, 14) zumindest einseitig an eine mit Hydraulikdruck beaufschlagbare Druckkammer (16) angrenzt und zwischen einer zylindrischen Außenfläche (34) des einen Bauteils und einer zylindrischen Innenfläche (42) des anderen Bauteils gebildet ist, wobei die zylindrische Fläche (34) des einen Bauteils (6) eine Ringnut (36) und einen darin aufgenommenen Dichtring (44) aufweist und die Verstemmung des anderen Bauteils (14) derart erfolgt, daß verstemmtes Material (52) an der der Druckkammer (16) zugewandten Seite der Ringnut in diese eindringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (36) mit abgestufter Tiefe ausgebildet ist und einen tieferen Abschnitt (38) mit dem darin aufgenommenen Dichtring (44) aufweist, der zur Seite der Druckkammer (16) hin in einen flacheren Abschnitt (40 zur Aufnahme des verstemmten Materials (52) übergeht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einer Abdichtung zwischen zwei mittels Verstemmung miteinander verbundenen Bauteile, insbesondere einer Kegelscheibe und einem Zylinderwandbauteil eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes, gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches. Ein solches Kegelscheibe-Umschlingungsgetriebe ist aus der JP 11-72151 bekannt.
Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe finden wegen des hohen, mit ihnen erreichten Fahrkomforts und wegen guter Antriebswirkungsgrade zunehmend Eingang in Kraftfahrzeuge. Ein solches Kegelscheibengetriebe ist beispielsweise in der DE 195 44 644 A1 beschrieben. Ganz allgemein weisen Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebe zwei Kegelscheibenpaare auf, die in gegenseitigem radialem Abstand voneinander angeordnet sind und von einem Umschlingungsmittel umschlungen werden. Die Übersetzung des Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes ist dadurch veränderbar, daß die axialen Abstände zwischen den Kegelscheiben jedes Kegelscheibenpaares gegensinnig veränderbar sind. Dazu ist die eine Kegelscheibe eines Kegelscheibenpaares jeweils starr mit einer Welle verbunden oder einteilig mit der Welle ausgebildet, und die andere Kegelscheibe ist mit der Welle drehfest verbunden, jedoch axial verschieblich relativ zur Welle angeordnet.
2 zeigt einen Querschnitt durch eine Teilansicht einer relativ zu einer Welle 4 axial verschiebbaren Kegelscheibe 6 gemäß dem Stand der Technik.
Die Kegelscheibe 6 ist mit der Welle 4 über eine Axialverzahnung 8 in drehfestem Eingriff, jedoch relativ zur Welle 4 axial verschiebbar. Mit der Welle starr verbunden ist ein Stützteil 10, das mit der Kegelscheibe 6 bzw. einem an der Kegelscheibe 6 an einer Verbindungsstelle 12 mittels Preßsitz verbundenen Zylinderwandbauteil 14 derart zusammenwirkt, daß zwischen ihm und der Kegelscheibe 6 wirksame Druckkammern 16 und 18 bildet, sind, die über axiale und radiale Zufuhrkanäle in der Welle 4 und im Stützbauteil 10 getrennt voneinander mit Hydraulikmittel beaufschlagbar sind.
Das Zylinderwandbauteil 14 ist als ein Ringbauteil mit insgesamt U-förmigem Querschnitt ausgebildet. Zwischen der zylindrischen Innenseite einer Außenwand 20 des Zylinderwandbauteils 14 und einer Außenfläche eines Ringansatzes 22 des Stützbauteils 10 ist ein erster Dichtring 24 angeordnet. Ein zweiter Dichtring 26 ist zwischen einer zylindrischen Innenfläche einer Innenwand 28 des Zylinderwandbauteils 14 und einer Außenfläche des Stützbauteils 10 wirksam.
Wie ersichtlich, bewegt sich die Kegelscheibe 6 bei Beaufschlagung der Druckkammer 18 und/oder der Druckkammer 16 nach links. An dem freien Ende der Außenwand 20 ist eine Fliehölhaube 30 angeordnet, die einen Fliehölraum 32 begrenzt, der Einwirkungen der Drehzahl auf die Verstelldrucke ausgleicht.
3 zeigt eine gegenüber 2 veränderte Ausführungsform der Vorrichtung, wobei für funktionsähnliche Bauteile bzw. Umfänge die gleichen Bezugszeichen verwendet sind.
Auch bei der Ausführungsform gemäß 3 ist das vereinfacht ausgebildete Zylinderwandbauteil 14 an der Verbindungsstelle 12 mit Preßsitz mit der Kegelscheibe 6 verbunden.
Ganz allgemein sind an die im Stand der Technik mit Preßsitz ausgeführte Verbindungsstelle 12 zwischen der Kegelscheibe 6 und dem Zylinderwandbauteil 14 folgende Forderungen zu stellen:

– Die Verbindungs- bzw. Dichtstelle muß einen Druckausgleich zwischen ihren beiden Seiten verhindern, damit die Funktion der Druckkammer 18 gewährleistet ist.
– Ein Durchtreten von Druckmedium längs der Verbindungsstelle 12 muß verhindert werden, da dies einerseits zu großen Leckage-Verlusten führt und andererseits, wenn beidseitig der Verbindungsstelle 12 unterschiedliche Flüssigkeiten verwendet werden, sich diese Flüssigkeiten in schädlicher Weise vermischen würden.
– Das Zylinderwandbauteil 14 muß zuverlässig an der Kegelscheibe 6 befestigt sein und darf nicht durch Taumelbewegungen der Kegelscheibe, deren Teller sich beispielsweise nur im Bereich des Umschlingungsmittels und nicht am ganzen Umfang durchbiegt, oder durch Druck in dem Fliehölraum 32 oder sonstwie durch Dichtungsreibung von der Kegelscheibe 6 gelöst werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verbindungsstelle zwischen der Kegelscheibe und dem Zylinderwandbauteil, das den oder die Druckkammern begrenzt, derart auszubilden, daß eine hohe Praxistauglichkeit gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Hauptanspruchs gelöst.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Abdichtung gerichtet.
Bei der erfindungsgemäßen Abdichtung übernimmt die Verstemmung und/oder ein zusätzlich angeordneter Preßsitz eine Dichtungsfunktion. Die Abdichtung erfolgt mittels eines Dichtrings, der durch gezielte Ausbildung der ihn aufnehmenden Ringnut vor Funktionsbeeinträchtigungen durch das beim Verstemmen transportierte Material geschützt ist.
Die erfindungsgemäße Abdichtung eignet sich für alle Anwendungsfälle, bei denen die Bedingungen gemäß dem Hauptanspruch vorliegen, d. h. zwei Bauteile durch Verstemmen aneinander befestigt sind, wobei die durch Verstemmen gebildete Verbindungsstelle an zwei mit unterschiedlichem Druck beaufschlagte Druckräume angrenzt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Es stellen dar:
1 eine Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Abdichtung, und
2 und 3 Teil-Querschnittansichten herkömmlicher Verbindungen zwischen einer Kegelscheibe und einem Zylinderwandbauteil.
Gemäß 1, die den kreisförmigen Ausschnitt I der 2 in abgeänderter Ausführungsform der Verbindungsstelle 12 zeigt, weist die Kegelscheibe 6 einen Bereich mit insgesamt zylindrischer Außenfläche 34 mit konstantem Durchmesser auf. In der Außenfläche 34 ist eine Ringnut 36 ausgebildet, die einen ersten Abschnitt 38 mit größerer Tiefe aufweist, der über eine Stufe in einen Abschnitt 40 mit kleinerer Tiefe übergeht. Der Abschnitt 40 geht über eine scharfe Kante 41 in den gemäß der Fig. rechts der Ringnut 36 liegenden Abschnitt der zylindrischen Außenfläche 34 über. Die Anordnung ist derart, daß der Bereich 40 mit kleinerem Durchmesser gemäß 1 rechts liegt, also auf derjenigen Seite, auf der von der Druckkammer 16 her ein größerer Druck in Richtung der Verbindungsstelle 12 wirkt als von der gemäß 1 linken Seite der Verbindungsstelle 12 her, an der gegebenenfalls der Druck von Hydraulikmittel zur Schmierung bzw. Kühlung der Kegelscheibe herrscht.
Der Zylinderwandbauteil 14 weist der Außenfläche 34 gegenüberliegend eine radial einwärts gerichtete zylindrische Innenfläche 42 auf, deren Durchmesser im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser der Außenfläche 34 ist und die vor dem Zusammenbau der Bauteile die gestrichelt eingezeichnete Kontur hat.
Die Querschnittsfläche bzw. das Ringvolumen des Abschnitts 38 der Ringnut 36 ist derart, daß in dem Abschnitt 38 in üblicher Weise ein als O-Ring ausgebildeter Dichtring 44 aufgenommen ist.
Der Zusammenbau des Zylinderwandbauteils 14 mit der Kegelscheibe 6 geschieht wie folgt:
Der Dichtring 44 wird in den Abschnitt 38 der Ringnut 36 eingebracht. Anschließend wird das Zylinderwandbauteil 14 auf die Kegelscheibe 6 aufgeschoben, wobei durch entsprechende thermische Behandlung in dem Bereich 46, d. h. dem gemäß der Figur rechten Abschnitt der zylindrischen Außenfläche 44, ein Preßsitz mit großer Überdeckung erzielt wird.
Anschließend wird das Zylinderwandbauteil 14 von seiner Außenseite 48 her in dem Bereich 50 verstemmt, wodurch sich das Zylinderwandbauteil 14 derart verformt, daß der Preßsitz verstärkt wird und in den oberen rechten Bereich der Ringnut 36 Material 52 des Zylinderwandbauteils 14 gedrückt wird, wobei sich im Bereich hinter der scharfen Kante 41 eine Hinterschneidung bildet, die einen Formschluß herbeiführt.
Durch die Ausbildung der Ringnut 36 mit den zwei getrennten Abschnitten, von denen der eine die Ringdichtung 38 und der andere im wesentlichen das durch das Verstemmen weggedrückte Material 52 aufnimmt, wird erreicht, daß der Dichtring 44 vor Beschädigungen geschützt ist und keinesfalls zu stark verdrückt wird. Des weiteren wird der Dichtring von dem Abschnitt 44 der Ringnut 36 weg nach links gedrückt, so daß keinerlei Beschädigungsgefahr besteht.
Die Verstemmung muß nicht um den gesamten Umfang des Zylinderwandbauteils 14 herum ausgebildet werden, sondern kann lediglich in Winkelsegmenten ausgebildet werden, wobei die scharfe Kante 41 auch in den Bereichen ohne Verstemmung für einen Widerhakeneffekt infolge von Materialeingrabungen sorgt.
Der Dichtring 44 wird durch den gemäß 1 rechts von ihm in der Druckkammer 16 herrschenden Überdruck von dem als Verstemmnut dienenden flacheren Abschnitt 40 der Ringnut 36 weggedrückt, was zusätzlich dafür sorgt, daß der Dichtring 44 frei von Beschädigungen bleibt und damit die Dichtfunktion einwandfrei erfüllt.
Es versteht sich, daß die Erfindung in vielfältiger Weise abgeändert werden kann. Beispielsweise ist der Preßsitz nicht zwingend erforderlich oder können zwei getrennte Nuten ausgebildet werden, von denen die eine zur Aufnahme verstemmten Materials dient. Die dargestellte Ausführungsform der Nut 36 ist in der Herstellung besonders einfach und benötigt in axialer Richtung wenig Länge.
Ein Zylinderwandbauteil 14 ist mit einer Kegelscheibe 6 eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes durch Verstemmen verbunden. Die Verbindungsstelle 12 zwischen dem Zylinderwandbauteil und der Kegelscheibe grenzt an eine mit Hydraulikdruck beaufschlagbare Druckkammer 16 und ist zwischen einer zylindrischen Außenfläche 34 der Kegelscheibe und einer zylindrischen Innenfläche 42 des Zylinderwandbauteils gebildet. In der zylindrischen Außenfläche 34 der Kegelscheibe ist eine Ringnut 36 zur Aufnahme eines Dichtrings 44 ausgebildet. Die Verstemmung des Zylinderwandbauteils 14 erfolgt derart, daß verstemmtes Material 52 an der der Druckkammer 16 zugewandten Seite der Ringnut in diese eindringt.

Claims

Getriebe mit Abdichtung zwischen zwei mittels Verstemmung miteinander verbundenen Bauteilen, insbesondere einer Kegelscheibe und einem Zylinderwandbauteil eines Kegelscheiben-Umschlingungsgetriebes, wobei die Verbindungsstelle (12) zwischen den Bauteilen (6, 14) zumindest einseitig an eine mit Hydraulikdruck beaufschlagbare Druckkammer (16) angrenzt und zwischen einer zylindrischen Außenfläche (34) des einen Bauteils und einer zylindrischen Innenfläche (42) des anderen Bauteils gebildet ist, wobei die zylindrische Fläche (34) des einen Bauteils (6) eine Ringnut (36) und einen darin aufgenommenen Dichtring (44) aufweist und die Verstemmung des anderen Bauteils (14) derart erfolgt, daß verstemmtes Material (52) an der der Druckkammer (16) zugewandten Seite der Ringnut in diese eindringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (36) mit abgestufter Tiefe ausgebildet ist und einen tieferen Abschnitt (38) mit dem darin aufgenommenen Dichtring (44) aufweist, der zur Seite der Druckkammer (16) hin in einen flacheren Abschnitt (40 zur Aufnahme des verstemmten Materials (52) übergeht.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut (36) zur Seite des Druckraums (16) hin in einer scharfen Kante (41) endet.
Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des tieferen Abschnitts (38) der Ringnut (36) derart dimensioniert ist, daß der nach dem Verstemmen zur Aufnahme des Dichtrings (44) zur Verfügung stehende Querschnitt größer als der des Dichtrings ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Ringnut (38) ausgebildete zylindrische Fläche eine an einer Kegelscheibe (6) ausgebildete Außenfläche (34) ist und die andere zylindrische Fläche eine an einem zylindrischen Wandbereich (28) eines eine Druckkammer (16) begrenzenden Zylinderwandbauteils (14) ausgebildete Innenfläche (42) ist und daß die Verstemmmung von der Außenseite (48) des zylindrischen Wandbereiches her an einer dem mit kleiner Tiefe ausgebildeten Abschnitt (40) der Ringnut (36) gegenüberliegenden Stelle (50) erfolgt.
Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Druckkammer (16) zugewandten Seite der Ringnut (36) das Zylinderwandbauteil (14) an der Kegelscheibe (6) mit Preßsitz befestigt ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstemmung nur in Umfangswinkelsegmenten des zylindrischen Wandbereiches (28) ausgebildet ist.