DE102005058181A1 - Cone ring transmission unit for motor vehicle, has friction ring whose contact surface has transverse grooves that run at certain angle transverse to direction of rotation of wheels and/or friction rings - Google Patents

Cone ring transmission unit for motor vehicle, has friction ring whose contact surface has transverse grooves that run at certain angle transverse to direction of rotation of wheels and/or friction rings Download PDF

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Abstract

The transmission unit has two cone friction wheels (2) that are arranged opposite to each other. A friction ring (8) stays in contact with the wheels. A contact surface has cone friction wheels, and a contact surface (12) of the friction ring comprises transverse grooves (24). The grooves run at a certain angle transverse to the direction of rotation of the wheels and/or the friction rings. An independent claim is also included for a method for processing a contact surface of a friction ring.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kegelringgetriebe mit zwei entgegengesetzt zueinander angeordneten Kegelreibrädern und mit einem Reibring, der mit beiden Kegelreibrädern in Eingriff steht und eines der Kegelreibräder umgreift.The The invention relates to a cone ring gear with two opposite mutually arranged conical friction wheels and with a friction ring, the with both conical friction wheels engaged and one of the conical friction wheels engages.

Aus der DE 195 42 726 A1 ist ein Kegelringgetriebe bekannt, bei dem die entgegengesetzt zueinander angeordneten Kegelreibräder auf parallelen Wellen sitzen. Durch Verstellen des Reibringes in axialer Richtung der Wellen lässt sich das Übersetzungsverhältnis des Kegelringgetriebes stufenlos einstellen.From the DE 195 42 726 A1 is known a bevel gear, in which the oppositely disposed conical friction wheels sit on parallel shafts. By adjusting the friction ring in the axial direction of the waves, the transmission ratio of the cone ring gear can be adjusted continuously.

Der Reibring in einem Kegelringgetriebe weist eine umlaufende nach außen gewandte äußere Kontaktoberfläche und eine umlaufende, radial nach innen gewandte innere Kontaktoberfläche auf. Die innere Kontaktoberfläche bildet dabei mit einer Kontaktoberfläche des von dem Reibring umgriffenen Kegelreibrads eine erste Kontaktzone aus. Die Kontaktoberfläche des Kegelreibrads ist dabei die konische Mantelfläche des Kegelreibrads. Eine zweite Kontaktzone ist zwischen der äußeren Kontaktoberfläche des Reibrings und einer Kontaktoberfläche des Kegelreibrads gegeben, der nicht von dem Reibring umgriffen wird. Da der Reibring zwischen den beiden sich gegenüber stehenden Kegelreibrädern eingespannt wird, lässt sich durch ihn ein Drehmoment über die erste und zweite Kontaktzone zwischen den beiden Kegelreibrädern übertragen.Of the Friction ring in a bevel gear has a peripheral outwardly facing outer contact surface and a circumferential, radially inwardly facing inner contact surface. The inner contact surface forms with a contact surface of the encompassed by the friction ring Kegelreibrads a first contact zone. The contact surface of the Kegelreibrads is the conical surface of the Kegelreibrads. A second contact zone is between the outer contact surface of the Given friction rings and a contact surface of Kegelreibrads, which is not encompassed by the friction ring. Since the friction ring between facing each other standing conical friction wheels is clamped through him a torque over transmit the first and second contact zones between the two bevel friction wheels.

Zur Übertragung des Drehmomentes zwischen den Rotationskörpern (Kegelreibräder und Reibring) wird üblicherweise ein geeignetes Traktionsfluid eingesetzt, durch das die aneinander liegenden Kontaktoberflächen in einer Kontaktzone getrennt werden soll. Ist eine derartige Trennung durch das Traktionsfluid gegeben, erfolgt die Übertragung des Drehmomentes über Scherspannungen des Traktionsfluid in dem dann gegebenen Spalt zwischen den beteiligten Rotationskörpern. Gelingt eine Übertra gung des Drehmoments rein über die Scherung des Traktionsfluids, kann ein abrasiver Verschleiß der üblicherweise metallischen Kontaktoberflächen idealerweise vollständig vermieden werden. Die zur Auslegung der Wirkverbindung zwischen zwei nicht konformen Rotationskörpern lässt sich die Theorie der Elastohydrodynamik anwenden.For transmission the torque between the rotating bodies (bevel friction wheels and friction ring) becomes common used a suitable traction fluid through which the together lying contact surfaces to be separated in a contact zone. Is such a separation given by the traction fluid, the transmission of torque via shear stresses of the traction fluid in the then given gap between the involved Rotating bodies. Successful transfer the torque purely over The shearing of the traction fluid can cause abrasive wear commonly metallic contact surfaces ideally complete be avoided. The interpretation of the operative connection between two non-conforming rotational bodies let yourself apply the theory of elastohydrodynamics.

Aufgrund des stufenlos variierbaren Übersetzungsverhältnisses ist der Einsatz eines Kegelringgetriebes in einem Kraftfahrzeug mit vielen Vorteilen verbunden. So lassen sich das Drehmomentverhalten und die Wirkungsgrade des Verbrennungsmotors durch ein stufenloses Getriebe optimal nutzen. Das über das Getriebe maximal übertragbare Drehmoment, Verluste im Getriebe und auch die Baugröße des Getriebes sind dabei entscheidende Faktoren, die voneinander abhängen, teilweise gegenläufig sind und daher die Auslegung eines Kegelringgetriebes schwierig machen. Beispielsweise kann zwar durch größere Anpresskräfte zwischen dem Reibring und den Kegelreibrädern das maximale Drehmoment erhöht werden, doch kann dies zu sinkenden Wirkungsgraden und – soweit keine vollständige Trennung durch das Traktionsfluid zwischen den beteiligten Rotationskörpern gelingt – zu einem erhöhten Verschleiß im Getriebe führen.by virtue of the continuously variable transmission ratio is the use of a cone ring gear in a motor vehicle associated with many advantages. This is how the torque behavior can be broken and the efficiencies of the internal combustion engine through a stepless Use gearbox optimally. The above the transmission is a maximum transferable Torque, losses in the transmission and also the size of the gearbox are crucial factors that depend on each other, partly are in opposite directions and therefore make the design of a bevel ring gear difficult. For example, although by greater contact forces between the friction ring and the conical friction wheels the maximum torque increases but this can lead to decreasing efficiencies and - as far as not complete Separation by the traction fluid between the involved bodies of revolution succeeds - to a increased wear in the gearbox to lead.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Kegelringgetriebe bereitzustellen, das ein hohes Drehmoment bei möglichst guten Wirkungsgraden möglichst ohne Verschleiß übertragen kann.Of the Invention is therefore the object of a cone ring gear to provide a high torque with the best possible efficiencies preferably can transmit without wear.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.The The object underlying the invention is with the features of Claim 1 solved. preferred embodiments of the invention the dependent claims be removed.

Das erfindungsgemäße Kegelringgetriebe zeichnet sich dadurch aus, dass die Kontaktoberfläche wenigstens eines Kegelreibrades und/oder wenigstens eine Kontaktoberfläche des Reibrings Querriefen aufweisen, die unter einem bestimmten Winkel quer zur Umlaufrichtung des Kegelreibrads bzw. des Reibrings verlaufen. Gemäß der Erfindung können somit alle Kontaktoberflächen des Kegelringgetriebes, d.h. die Kontaktoberflächen der beiden Kegelreibräder und die äußere und die innere Kon taktoberfläche des Reibrings, mit Querriefen ausgestattet sein. Auch können nur einzelne Kontaktoberflächen Querriefen aufweisen: Beispielsweise kann die als Kontaktoberfläche dienende konische Mantelfläche nur eines Kegelreibrades Querriefen quer zur Umlaufrichtung aufweisen, während sowohl der Reibring als auch das andere Kegelreibrad derartige Querriefen nicht aufweisen. Auch kann vorgesehen sein, dass nur die äußere Kontaktoberfläche oder nur die innere Kontaktoberfläche des Reibringes die erfindungsgemäßen Querriefen aufweist.The Cone ring gear according to the invention characterized in that the contact surface of at least one Kegelreibrades and / or at least one contact surface of the friction ring Querriefen have, at a certain angle transverse to the direction of rotation of the conical friction wheel or the friction ring. According to the invention can thus all contact surfaces the cone ring gear, i. the contact surfaces of the two conical friction wheels and the outer and the inner contact surface the friction ring, be equipped with Querriefen. Also only can individual contact surfaces Querriefen have: For example, serving as the contact surface conical lateral surface having only one bevel friction wheel transverse to the direction of rotation, while both the friction ring and the other bevel friction such Querriefen not exhibit. It can also be provided that only the outer contact surface or only the inner contact surface the friction ring according to the invention Querriefen having.

Unter dem Begriff „Querriefen" sollen jegliche Vertiefungen in der Kontaktoberfläche verstanden werden, die sich in einer Längsrichtung erstrecken. Diese Längsrichtung weist zu der Umlaufrichtung des Rotationskörpers (Kegelreibrad oder Reibring), der sich im Betrieb des Kegelreibringes um seine Rotationsachse dreht, einen Winkel auf, der gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 90° beträgt. Es können jedoch auch Winkel ungleich 90° realisiert werden. Beispielsweise können die Querriefen bezogen auf die Umlaufrichtung einen Winkel von 30°, 45° oder 60° aufweisen.Under The term "Querriefen" should be any Wells are understood in the contact surface, the in a longitudinal direction extend. This longitudinal direction points to the direction of rotation of the rotating body (bevel friction wheel or friction ring), in the operation of the conical friction ring about its axis of rotation turn up an angle, in accordance with a preferred embodiment 90 °. It can, however also realized angles not equal to 90 ° become. For example, you can the transverse grooves have an angle of 30 °, 45 ° or 60 ° relative to the direction of rotation.

Durch die Querriefen in der vorzugsweise metallischen Kontaktoberfläche lässt sich bei gegebenem Anpressdruck zwischen den Rotationskörpern der Druck des dort befindlichen Traktionsfluids erhöhen. Bei Traktionsfluiden führt üblicherweise ein Druckanstieg zu einer höheren Viskosität, so dass das Traktionsfluid größere Scherspannungen aufnehmen kann. Aufgrund der erhöhten Scherspannungen lässt sich folglich ein höheres Drehmoment über das Traktionsfluid übertragen.The Querriefen in the preferably metallic contact surface can be at gege Benem contact pressure between the rotating bodies increase the pressure of the traction fluid located there. For traction fluids, a pressure increase usually results in a higher viscosity, so that the traction fluid can absorb larger shear stresses. Due to the increased shear stresses, consequently, a higher torque can be transmitted via the traction fluid.

Die Querriefen können in eine erste Gruppe von Querriefen und in eine zweite Gruppe von Querriefen einteilbar sein, wobei eine Querriefe gerade oder auch gekrümmt sein kann. Entscheidend ist, dass sie zumindest im Bereich der Kontaktzone unter einem bestimmten Winkel quer zur Umlaufrichtung des jeweiligen Rotationskörpers verlaufen.The Querriefen can into a first group of queries and into a second group of Querriefen be teilteilbar, with a Querriefe straight or too bent can be. It is crucial that they are at least in the area of the contact zone at a certain angle transverse to the direction of rotation of the respective rotating body run.

Die Kontaktoberfläche wenigstens eines Kegelreibrades und/oder wenigstens eine Kontaktoberfläche des Reibringes können in Umlaufrichtung verlaufende Riefen aufweisen. Riefen und Querriefen bilden dabei ein Raster auf der Kontaktoberfläche des jeweiligen Rotationskörpers.The contact surface at least one bevel friction wheel and / or at least one contact surface of the Friction rings can have grooves running in the direction of rotation. Forming grooves and transverse marks while a grid on the contact surface of the respective body of revolution.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kontaktoberfläche eine plateauartige Oberflächenstruktur auf. Diese plateauartige Oberflächenstruktur lässt sich beispielsweise dadurch erreichen, dass Rauheitsspitzen, die durch die spanende Bearbeitung der Kontaktoberfläche entstehen, durch geeignete Verfahren entfernt werden. Rauheitsrillen oder -riefen, die durch die spanende Bearbeitung der Kontaktoberfläche entstehen, bleiben bei Wegnahme der Rauheitsspitzen erhalten, wobei sich ein abgeflachter Bereich oder ein Plateau zwischen zwei benachbarten Riefen ausbildet.In a preferred embodiment the contact surface a plateau-like surface structure on. This plateau-like surface structure let yourself For example, achieve that roughness peaks by the machining of the contact surface arise by suitable Procedures are removed. Roughness grooves or calls passing through the machining of the contact surface arise, remain Removal of the roughness peaks obtained, with a flattened Area or a plateau between two adjacent grooves forms.

Weist eine Kontaktoberfläche in Umlaufrichtung verlaufende Riefen und dazu quer verlaufende Querriefen auf, wird ein Plateau durch zwei benachbarte Riefen und durch zwei benachbarte Querriefen begrenzt. Je nach Winkel zwischen Querriefe und Riefe bilden sich somit rechteckförmige oder parallelogrammförmige Plateaus aus. In dem Fall, in dem Querriefen mit unterschiedlichen Winkeln zur Umlaufrichtung in der Kontaktoberfläche eingebracht sind, können die Plateaus auch dreieckförmig sein.has a contact surface in the direction of rotation running grooves and transverse Querriefen transverse thereto on, a plateau is formed by two adjacent grooves and by two adjacent Querriefen limited. Depending on the angle between Querriefe and Riefe thus form rectangular or parallelogram-shaped plateaus out. In the case in which Querriefen with different angles are introduced to the circulation direction in the contact surface, the Plateaus also triangular be.

Durch die plateauartige Oberflächenstruktur lässt sich die Filmhöhe des Traktionsfluids in der Kontaktzone zwischen zwei aneinander liegenden Kontaktoberflächen reduzieren, wobei eine eindeutige Kontakttrennung zwischen den Kontaktoberflächen erhalten bleibt. Durch die Reduzierung der Filmhöhe lassen sich im Traktionsfluid höhere Drücke erzeugen, wodurch die vom Traktionsfluid aufnehmbaren Scherspannungen erhöht werden.By the plateau-like surface structure can be the movie height of the traction fluid in the contact zone between two together lying contact surfaces reduce, thereby obtaining a clear contact separation between the contact surfaces remains. By reducing the film height can be in the traction fluid higher pressures generate, whereby the traction fluid absorbable shear stresses elevated become.

Eine Grundrauheit der Kontaktoberfläche eines Kegelreibrades kann in axialer Richtung des Kegelreibrads variieren. Beispielsweise können der mittlere Abstand und/oder die mittlere Tiefe der Riefen in Umlaufrichtung gezielt eingestellt werden, um den Traganteil und somit die Flächenpressung je nach Übersetzungsverhältnis bzw. axialer Stellung des Reibrings zu variieren. Eine veränderliche Grundrauheit in Umlaufrichtung kann zum Beispiel durch die Änderung der Vorschubgeschwindigkeit des Bearbeitungswerkzeuges in Abhängigkeit der axialen Position erreicht werden.A Basic roughness of the contact surface a Kegelreibrades can in the axial direction of the Kegelreibrads vary. For example, you can the mean distance and / or the average depth of the grooves in the direction of rotation can be adjusted specifically to the supporting share and thus the surface pressure depending on the gear ratio or axial position of the friction ring to vary. A variable basic roughness in the direction of rotation, for example, by changing the feed rate of the Machining tool depending the axial position can be achieved.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Bearbeitung einer Kontaktoberfläche eines Reibrings für ein Kegelringgetriebe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass bei Drehung des Reibrings um eine Ringachse mittels einer Bürste oder dergleichen mit einem um eine Bürstenachse rotierenden Bürstenkopf Querriefen in die innere und/oder die äußere Kontaktoberfläche eingebracht werden, wobei zwischen Ringachse des Reibrings und der Bürstenachse ein Winkel eingeschlossen ist. Durch den Bürstenkopf werden dabei Querriefen hergestellt, die zur Umlaufrichtung des Reibrings einen Winkel aufweisen, der von der Drehgeschwindigkeit des Reibrings, von der Drehgeschwindigkeit des Bürstenkopfs und dem zwischen Drehachse des Reibrings und Bürstenachse eingeschlossenen Winkel abhängt. In ähnlicher Weise lassen sich auch Querriefen in die Kontaktoberfläche der Kegelreibräder einbringen.The The invention also relates to a method for processing a contact surface of a Friction rings for a cone ring gear according to a the claims 1 to 8. The method is characterized in that when turning the friction ring around a ring axis by means of a brush or the like with a around a brush axis rotating brush head Querriefen introduced into the inner and / or the outer contact surface be between the ring axis of the friction ring and the brush axis an angle is included. Through the brush head thereby Querriefen manufactured, which have an angle to the direction of rotation of the friction ring, that of the rotational speed of the friction ring, of the rotational speed of the brush head and the trapped between the axis of rotation of the friction ring and brush axis Angle depends. In similar Way can also Querriefen in the contact surface of conical friction wheels contribute.

Vorzugsweise können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an den Kontaktoberflächen des Reibrings und/oder an der Kontaktoberfläche wenigstens eines Kegelreibrads Rauheitsspitzen entfernt werden, um eine plateauartige Oberflächenstruktur mit erhöhten Traganteilen zu erhalten.Preferably can in the method according to the invention at the contact surfaces the friction ring and / or at the contact surface of at least one Kegelreibrads Roughness peaks are removed to a plateau-like surface texture with increased To receive carrying shares.

Anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:Based the embodiments shown in the drawing, the invention explained in more detail. It demonstrate:

1 den schematischen Aufbau eines Kegelringgetriebes; 1 the schematic structure of a cone ring gear;

2 einen Ausschnitt einer Oberflächenstruktur eines Reibringes; 2 a section of a surface structure of a friction ring;

3 eine Kontaktzone zwischen einem Kegelreibrad und dem Reibring; und 3 a contact zone between a bevel friction wheel and the friction ring; and

4 eine Anordnung von Reibring und einer Bürste zur Bearbeitung des Reibrings. 4 an arrangement of friction ring and a brush for processing the friction ring.

1 zeigt ein Kegelringgetriebe, das in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnet wird. Das Kegelringgetriebe 1 weist ein erstes Kegelreibrad 2 und ein zweites Kegelreib rad 3 auf. Die Kegelreibräder 2, 3 sind zueinander entgegengesetzt angeordnet, wobei deren Drehachse parallel verlaufen und zueinander beabstandet sind. Die Drehachsen der Kegelreibräder 2, 3 sind durch die gestrichelten Linien 4, 5 dargestellt. 1 shows a cone ring gear, in its entirety with 1 referred to as. The cone ring gear 1 has a first conical frictional wheel 2 and a second conical wheel 3 on. The conical friction wheels 2 . 3 are arranged opposite to each other, with their axis of rotation parallel and to each other are spaced. The axes of rotation of the conical friction wheels 2 . 3 are through the dashed lines 4 . 5 shown.

Neben dem Kegelringgetriebe 1 zeigt 1 eine Kupplung 6 eines hier nicht weiter dargestellten Kraftfahrzeuges. Die Kupplung 6 ist drehfest über eine Welle 7 mit dem ersten Kegelreibrad 2 verbunden. In einem geschlossenen Zustand überträgt die Kupplung 6 ein Drehmoment über die Welle auf das erste Kegelreibrad 2. Um dieses Drehmoment von dem ersten Kegelreibrad 2 auf das zweite Kegelreibrad 3 zu übertragen, ist ein Reibring 8 vorgesehen, der mit beiden Kegelreibrädern 2, 3 in Eingriff steht und das erste Kegelreibrad 2 umgreift. Der Reibring 8 lässt sich über einen Verstellmechanismus, der hier nicht dargestellt ist, parallel zu den Drehachsen 4, 5 der Kegelreibräder 2, 3 axial verschieben. Durch axiales Verschieben des Reibringes 8 wird das Übersetzungsverhältnis des Kegelringgetriebes 1 verstellt. Da die axiale Lage des Reibringes 8 stufenlos eingestellt werden kann, weist das Kegelringgetriebe 1 ein stufenlos variierbares Übersetzungsverhältnis auf.In addition to the cone ring gear 1 shows 1 a clutch 6 a motor vehicle not shown here. The coupling 6 is non-rotatable about a shaft 7 with the first bevel gear 2 connected. In a closed state, the clutch transmits 6 a torque over the shaft on the first bevel gear 2 , To this torque from the first bevel gear 2 on the second Kegelreibrad 3 to transfer is a friction ring 8th provided with both conical friction wheels 2 . 3 engaged and the first Kegelreibrad 2 embraces. The friction ring 8th can be adjusted via an adjusting mechanism, which is not shown here, parallel to the axes of rotation 4 . 5 the conical friction wheels 2 . 3 move axially. By axial displacement of the friction ring 8th becomes the gear ratio of the bevel ring gear 1 adjusted. As the axial position of the friction ring 8th can be adjusted continuously, the cone ring gear has 1 a continuously variable transmission ratio.

Das auf das zweite Kegelreibrad 3 übertragene Drehmoment wird über ein Zahnradpaar, bestehend aus einem Zahnrad 9 und einem mit diesem Zahnrad 9 kämmenden Ringzahnrad 10 zu einer Abtriebseinheit 11 geleitet. Die Abtriebseinheit 11 besteht aus einem Differential 11a und zwei Achsen 11b, 11c. Das Differential 11a verteilt das an dem Zahnrad 10 anliegende Drehmoment auf die Achsen 11b, 11c. Entsprechend des Drehmomentflusses kann bei dem in 1 dargestellten Kegelringgetriebe 1 das erste Kegelreibrad 2 als Eingangsrad und das zweite Kegelreibrad 3 als Ausgangsrad bezeichnet werden.That on the second Kegelreibrad 3 transmitted torque is transmitted through a pair of gears consisting of a gear 9 and one with this gear 9 meshing ring gear 10 to an output unit 11 directed. The output unit 11 consists of a differential 11a and two axes 11b . 11c , The differential 11a distribute this to the gear 10 applied torque on the axles 11b . 11c , According to the torque flow can in the in 1 illustrated cone ring gear 1 the first bevel gear 2 as input gear and the second bevel gear 3 be referred to as the output wheel.

Entlang der Drehachsen 4, 5 lassen sich die Kegelreibräder 2, 3 relativ zueinander verschieben. Durch diese relative Verschiebbarkeit lässt sich eine axiale Kraft F über einen hier nicht weiter dargestellten Aktuator einstellen, der die Kegelreibräder 2, 3 in axialer Richtung der Drehachsen 4, 5 gegen den Reibring 8 drückt.Along the axes of rotation 4 . 5 let the bevel friction wheels 2 . 3 move relative to each other. By means of this relative displaceability, it is possible to set an axial force F via an actuator which is not further illustrated here, and which drives the conical friction wheels 2 . 3 in the axial direction of the axes of rotation 4 . 5 against the friction ring 8th suppressed.

Der Reibring 8 weist eine Ringinnenfläche oder eine innere Kontaktoberfläche 12 und eine Ringaußenfläche oder eine äußere Kontaktoberfläche 13 auf. Die innere Kontaktoberfläche 12 ist konisch ausgebildet, wobei der entsprechende Konuswinkel dem Öffnungswinkel α des Kegelreibrads 2 entspricht. Auch die äußere Kontaktoberfläche 13 des Reibrings 8 ist konisch ausgebildet, ebenfalls durch den Öffnungswinkel α gekennzeichnet. Der inneren Kontaktoberfläche 12 des Reibringes 8 kann ein mittlerer Durchmesser 14 zugeordnet werden. Entsprechend weist die äußere Kontaktoberfläche 13 des Reibringes 8 einen mittleren Außendurchmesser 15 auf.The friction ring 8th has an inner ring surface or an inner contact surface 12 and a ring outer surface or an outer contact surface 13 on. The inner contact surface 12 is conical, wherein the corresponding cone angle the opening angle α of Kegelreibrads 2 equivalent. Also the outer contact surface 13 the friction ring 8th is conical, also characterized by the opening angle α. The inner contact surface 12 of the friction ring 8th can be a medium diameter 14 be assigned. Accordingly, the outer contact surface 13 of the friction ring 8th a mean outer diameter 15 on.

Wie der 1 zu entnehmen ist, liegt die innere Kontaktoberfläche an einer Mantelfläche 16 des Kegelreibrings 2 in einer Kontaktzone 17 an. Im Betrieb des Kegelringgetriebes 1 bildet sich in der Kontaktzone 17 ein schmaler Film eines Traktionsfluids, so dass die Kontaktoberfläche 16 des Kegelreibrads 2 und die innere Kontaktoberfläche 12 des Reibringes 8 durch das Traktionsfluid voneinander getrennt sind und nicht unmittelbar aufeinander abwälzen. Aufgrund der hohen Drücke des Traktionsfluids in der Kontaktzone 17 und einer damit einhergehenden hohen Viskosität überträgt das Traktionsfluid aufgrund der vom Traktionsfluid aufnehmbaren Scherspannungen das Drehmoment des Kegelreibrings 2 auf den Reibring 8.Again 1 can be seen, the inner contact surface is located on a lateral surface 16 of the conical friction ring 2 in a contact zone 17 at. During operation of the cone ring gear 1 forms in the contact zone 17 a narrow film of a traction fluid, leaving the contact surface 16 of the conical frictional wheel 2 and the inner contact surface 12 of the friction ring 8th are separated from each other by the traction fluid and do not roll off each other directly. Due to the high pressures of the traction fluid in the contact zone 17 and a concomitant high viscosity, the traction fluid transmits the torque of the conical friction ring due to the shear stresses that can be absorbed by the traction fluid 2 on the friction ring 8th ,

Entsprechend der ersten Kontaktzone 17 ist eine zweite Kontaktzone 18 zwischen einer Kontaktoberfläche 19, die die konische Mantelfläche des Kegelreibringes 3 darstellt und der äußeren Kontaktoberfläche 13 des Reibringes 8 gegeben. Auch in der zweiten Kontaktzone 18 bildet sich im Betrieb des Kegelringgetriebes 1 ein Film des Traktionsfluids zwischen der Kontaktoberfläche 13 und der Kontaktoberfläche 19 aus, so dass auch hier die beiden sich gegenüberstehenden Oberflächen voneinander getrennt sind. Auch hier wieder wird das Drehmoment idealerweise nur mittels des Traktionsfluids übertragen.According to the first contact zone 17 is a second contact zone 18 between a contact surface 19 , which is the conical lateral surface of the conical friction ring 3 represents and the outer contact surface 13 of the friction ring 8th given. Also in the second contact zone 18 Forms during operation of the bevel ring gear 1 a film of the traction fluid between the contact surface 13 and the contact surface 19 out, so that here, too, the two surfaces facing each other are separated. Again, the torque is ideally transmitted only by means of the traction fluid.

2 zeigt einen Ausschnitt 20 der inneren Kontaktoberfläche 12 des Reibringes 8. Über dem Ausschnitt 20 ist ein daran anliegender Rundkörper dargestellt, der einen Ausschnitt der Kontaktoberfläche 16 des Kegelreibrads 2 darstellen soll. Die Konizitäten der Ausschnitte 20, 21 sind der 2 nicht zu entnehmen, vielmehr ist der Ausschnitt 21 als Zylinder und der Ausschnitt 20 der inneren Kontaktoberfläche 12 des Reibringes 8 als ebene Platte dargestellt. Somit verzichtet 2 ebenfalls auf die Darstellung der Krümmung der ringförmigen Kontaktoberfläche 12. 2 shows a section 20 the inner contact surface 12 of the friction ring 8th , Above the neckline 20 a contiguous round body is shown, which shows a section of the contact surface 16 of the conical frictional wheel 2 should represent. The conicities of the cutouts 20 . 21 are the 2 not to take, but rather the section 21 as a cylinder and the neckline 20 the inner contact surface 12 of the friction ring 8th shown as a flat plate. Thus omitted 2 also on the representation of the curvature of the annular contact surface 12 ,

Die Umlaufrichtung, mit der die innere Kontaktoberfläche 12 im Betrieb des Kegelringgetriebes 1 umläuft, ist in 2 mit 22 bezeichnet. In der Darstellung der 1 erstrecken sich die Umlaufrichtungen der Rotationskörper des Kegelringgetriebes 1 (Kegelreibräder 2, 3 und Reibring 8) senkrecht zur dortigen Zeichenebene, also senkrecht zu den Drehachsen 4, 5 und senkrecht zu einem wirksamen Durchmesser d2 des Kegelreibrads 2. Entsprechend der axialen Lage des Reibrings und aufgrund der Konizität des Kegelreibrads 2 ändert sich dieser wirksame Durchmesser d2. Entsprechendes gilt für einen wirksamen Durchmesser d3 des Kegelreibrads 3.The direction of rotation with which the inner contact surface 12 during operation of the cone ring gear 1 rotates is in 2 With 22 designated. In the presentation of the 1 extend the directions of rotation of the rotating body of the conical-ring gear 1 (conical friction wheels 2 . 3 and friction ring 8th ) perpendicular to the local plane, ie perpendicular to the axes of rotation 4 . 5 and perpendicular to an effective diameter d 2 of Kegelreibrads 2 , According to the axial position of the friction ring and due to the taper of the conical friction wheel 2 this effective diameter d 2 changes . The same applies to an effective diameter d 3 of Kegelreibrads 3 ,

Parallel zur Umlaufrichtung 22 weist die Kontaktoberfläche 12 eine Vielzahl von zueinander parallelen Riefen 23 auf (siehe 2). Senkrecht zur Umlaufrichtung 22 verlaufen Querriefen 24, die die Riefen 23 im rechten Winkel schneiden. Durch das Aufeinandertreffen von zwei benachbarten Riefen 23 mit zwei benachbarten Querriefen 24 wird ein rechteckförmiges Plateau 25 definiert. Aufgrund der Vielzahl der Querriefen 24 und der in Umlaufrichtung 22 verlaufenden Riefen 23 weist der Ausschnitt 20 eine große Anzahl derartiger Plateaus 25 auf.Parallel to the direction of rotation 22 has the contact surface 12 a plurality of parallel grooves 23 on (see 2 ). Perpendicular to the Um directional 22 run Querriefen 24 that the rills 23 cut at right angles. By the meeting of two neighboring grooves 23 with two adjacent Querriefen 24 becomes a rectangular plateau 25 Are defined. Due to the large number of Querriefen 24 and in the direction of rotation 22 running grooves 23 the section shows 20 a large number of such plateaus 25 on.

Die in der 2 dargestellte Oberflächenstruktur der Kontaktoberfläche 12 lässt sich in einem ersten Schritt durch eine spanende Bearbeitung erreichen, wobei die Bearbeitungsrichtung in Umlaufrichtung 22 und im rechten Winkel dazu erfolgt. Die derart bearbeitete Kontaktoberfläche 12 weist zunächst sowohl in Umlaufrichtung 22 als auch in Querrichtung ein Rauheitsprofil mit Rauheitsriefen und Rauheitsspitzen auf. Durch eine nachfolgende Bearbeitung in einem zweiten Schritt werden die Spitzen abgetragen, so dass die plateauartige Oberflächenstruktur gemäß 2 mit den verbleibenden Riefen 23 und Querriefen 24 entsteht.The in the 2 illustrated surface structure of the contact surface 12 can be achieved in a first step by a machining, the machining direction in the direction of rotation 22 and done at right angles to it. The thus processed contact surface 12 points first both in the direction of rotation 22 as well as in the transverse direction on a roughness profile with roughness marks and roughness peaks. By subsequent processing in a second step, the tips are removed, so that the plateau-like surface structure according to 2 with the remaining grooves 23 and Querriefen 24 arises.

3 zeigt die zweite Kontaktzone 18 (vgl. 1) im Schnitt. 3 zeigt dabei einerseits den Reibring 8 und das zweite Kegelreibrad 3 in einem Zustand, bei dem die Rauheitsspitzen der jeweiligen Kontaktoberflächen 13, 19 nicht abgetragen wurden (vgl. 3a) und nach erfolgter Feinbearbeitung, bei der die Rauheitsspitzen abgetragen wurden (vgl. 3b). Die Profile der Kontaktoberflächen 13, 19 in 3a entsprechen dabei üblichen Rauheitsprofilen, die bei der spanenden Bearbeitung beispielsweise durch Schleifen oder Drehen entstehen. 3 shows the second contact zone 18 (see. 1 ) on average. 3 shows on the one hand the friction ring 8th and the second bevel gear 3 in a state where the roughness peaks of the respective contact surfaces 13 . 19 were not removed (cf. 3a ) and after finishing, in which the roughness peaks were removed (cf. 3b ). The profiles of the contact surfaces 13 . 19 in 3a correspond to usual roughness profiles that arise during machining, for example, by grinding or turning.

Durch die Wegnahme der Rauheitsspitzen lässt sich die Filmhöhe h0 des zwischen den Kontaktoberflächen 13, 19 befindlichen Traktionsfluids (nicht dargestellt) zur eindeutigen Kontakttrennung dieser beiden Kontaktoberflächen 13, 19 deutlich reduzieren. Trotz der geringeren Filmhöhe h0 in der 3b ist eine eindeutige Kontakttrennung gegeben, so dass zumindest im kontinuierlichen Betrieb des Kegelringgetriebes 1 kein bzw. ein verringerter abrasiver Verschleiß stattfindet. Durch den kleineren Spalt zwischen den Rotationskörpern 8, 19 bauen sich im Traktionsfluid höhere Drücke auf, wodurch aufgrund der höheren Viskosität das Traktionsfluid größere Scherspannungen aufnehmen kann. Dadurch lassen sich höhere Drehmomente zwischen dem Reibring 8 und dem weiten Kegelreibrad 3 übertragen.By removing the roughness peaks, the film height h 0 of the between the contact surfaces can be 13 . 19 located traction fluids (not shown) for the clear contact separation of these two contact surfaces 13 . 19 significantly reduce. Despite the lower film height h 0 in the 3b is given a clear contact separation, so that at least in the continuous operation of the conical-ring gear 1 no or a reduced abrasive wear takes place. Due to the smaller gap between the rotating bodies 8th . 19 build up in the traction fluid higher pressures, which due to the higher viscosity, the traction fluid can absorb larger shear stresses. This allows higher torques between the friction ring 8th and the wide Kegelreibrad 3 transfer.

Bei den in 3 dargestellten Riefen handelt es sich um die Querriefen 24, die quer zur Umlaufrichtung 22 verlaufen. In den 3a und 3b ist mit dem Bezugszeichen 25 bezeichneter Bereich zwischen zwei größeren benachbarten Querriefen bezeichnet, der nach Abtragung der Rauheitsspitzen das Plateau 25 darstellt.At the in 3 Riefen shown are the Querriefen 24 , which are transverse to the direction of rotation 22 run. In the 3a and 3b is with the reference numeral 25 designated area between two larger adjacent Querriefen referred to, after removal of the roughness peaks the plateau 25 represents.

4 zeigt den Reibring 8 mit der inneren Kontaktoberfläche 12 und der äußeren Kontaktoberfläche 13, bei dem durch ein geeignetes Bearbeitungswerkzeug in Form einer Bürste 26 Querriefen in die innere Kontaktoberfläche 12 eingebracht werden. Bei der Bearbeitung der inneren Kontaktoberfläche 12 rotieren sowohl der Reibring 8 in Umlaufrichtung 27 und die Bürste 26 in Umlaufrichtung 28, wobei die Drehgeschwindigkeiten von Reibring 8 und Bürstenkopf getrennt voneinander einstellbar sind und aufeinander abgestimmt sind. Ein Bürstenkopf 29 der Bürste 26 bringt dabei die Querriefen in die innere Kontaktoberfläche 12 ein. 4 shows the friction ring 8th with the inner contact surface 12 and the outer contact surface 13 in which by a suitable machining tool in the form of a brush 26 Querriefen in the inner contact surface 12 be introduced. When working on the inner contact surface 12 Both the friction ring rotate 8th in the direction of rotation 27 and the brush 26 in the direction of rotation 28 , where the rotational speeds of friction ring 8th and brush head are separately adjustable and matched. A brush head 29 the brush 26 brings the Querriefen in the inner contact surface 12 one.

11
KegelringgetriebeCone Ring Transmission
22
erstes Kegelreibradfirst conical friction wheel
33
zweites Kegelreibradsecond conical friction wheel
44
Drehachseaxis of rotation
55
Drehachseaxis of rotation
66
Kupplungclutch
77
Wellewave
88th
Reibringfriction ring
99
Zahnradgear
1010
Ringzahnradring gear
1111
Abtriebseinheitdriven unit
1212
innere Kontaktoberflächeinner contact surface
1313
äußere Kontaktoberflächeouter contact surface
1414
InnendurchmesserInner diameter
1515
Außendurchmesserouter diameter
1616
Kontaktoberflächecontact surface
1717
erste Kontaktzonefirst contact zone
1818
zweite Kontaktzonesecond contact zone
1919
Kontaktoberflächecontact surface
2020
Ausschnittneckline
2121
Ausschnittneckline
2222
Umlaufrichtungdirection of rotation
2323
Riefencried
2424
Querriefencross grooves
2525
Plateauplateau
2626
Bürstebrush
2727
Umlaufrichtungdirection of rotation
2828
Umlaufrichtungdirection of rotation
2929
Bürstenkopfbrush head
d2 d 2
Durchmesserdiameter
d3 d 3
Durchmesserdiameter
αα
Öffnungswinkelopening angle

Claims (10)

Kegelringgetriebe (1) mit zwei entgegengesetzt zueinander angeordneten Kegelreibrädern (2, 3) und mit einem Reibring (8), der mit beiden Kegelreibrädern (2, 3) in Eingriff steht und eines der Kegelreibräder (2) umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktoberfläche (16, 19) wenigstens eines Kegelreibrads (2, 3) und/oder wenigstens eine Kontaktoberfläche (12, 13) des Reibrings (8) Querriefen (24) aufweisen, die unter einem bestimmten Winkel quer zur Umlaufrichtung (22) des Kegelreibrads (2, 3) bzw. des Reibrings (8) verlaufen.Cone ring gear ( 1 ) with two conical friction wheels ( 2 . 3 ) and with a friction ring ( 8th ), with both conical friction wheels ( 2 . 3 ) and one of the conical friction wheels ( 2 ), characterized in that a contact surface ( 16 . 19 ) at least one conical frictional wheel ( 2 . 3 ) and / or at least one contact surface ( 12 . 13 ) of the friction ring ( 8th ) Querriefen ( 24 ), which under a certain Win transverse to the direction of rotation ( 22 ) of the conical frictional wheel ( 2 . 3 ) or the friction ring ( 8th ). Kegelringgetriebe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Querriefen (24) unter einem Winkel von 90° quer zur Umlaufrichtung (22) verlaufen.Cone ring gear ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the transverse grooves ( 24 ) at an angle of 90 ° transverse to the direction of rotation ( 22 ). Kegelringgetriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querriefen (24) in eine erste Gruppe von Querriefen und in eine zweite Gruppe von Querriefen einteilbar sind, wobei eine Querriefe der ersten Gruppe zu einer Querriefe der zweiten Gruppe einen Winkel einschließt.Cone ring gear ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the transverse grooves ( 24 ) are divisible into a first group of transverse grooves and into a second group of transverse grooves, wherein a transverse letter of the first group encloses an angle to a transverse letter of the second group. Kegelringgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Querriefen (24) im Wesentlichen geradlinig verlaufen.Cone ring gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transverse grooves ( 24 ) are substantially rectilinear. Kegelringgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querriefen (24) gekrümmt verlaufen.Cone ring gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transverse grooves ( 24 ) are curved. Kegelringgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktoberfläche des wenigstens einen Kegelreibrades (2, 3) und/oder die wenigstens eine Kontaktoberfläche (12, 13) des Reibrings (8) in Umlaufrichtung (22) verlaufende Riefen (23) aufweisen.Cone ring gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the contact surface of the at least one conical friction wheel ( 2 . 3 ) and / or the at least one contact surface ( 12 . 13 ) of the friction ring ( 8th ) in the direction of rotation ( 22 ) running grooves ( 23 ) exhibit. Kegelringgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktoberfläche (12, 13, 16, 19) eine plateauartige Oberflächenstruktur aufweist.Cone ring gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the contact surface ( 12 . 13 . 16 . 19 ) has a plateau-like surface structure. Kegelringgetriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Grundrauheit der Kontaktoberfläche (16, 19) wenigstens eines Kegelreibrades (2, 3) in axialer Richtung des Kegelreibrads (2, 3) variiert.Cone ring gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that a basic roughness of the contact surface ( 16 . 19 ) at least one bevel friction wheel ( 2 . 3 ) in the axial direction of the conical friction wheel ( 2 . 3 ) varies. Verfahren zur Bearbeitung einer Kontaktoberfläche (12, 13) eines Reibrings (8) für ein Kegelringgetriebe (1) gemäß einer der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei Drehung des Reibrings (8) um eine Ringachse mittels einer Bürste (26) oder dergleichen mit einem um eine Bürstenachse rotierenden Bürstenkopf (29) Querriefen (24) in die Kontaktoberfläche (12, 13) eingebracht werden, wobei zwischen Hauptachse des Reibrings (8) und der Bürstenachse ein Winkel eingeschlossen ist.Method for processing a contact surface ( 12 . 13 ) of a friction ring ( 8th ) for a cone ring gear ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that upon rotation of the friction ring ( 8th ) around a ring axis by means of a brush ( 26 ) or the like with a brush head rotating about a brush axis ( 29 ) Querriefen ( 24 ) into the contact surface ( 12 . 13 ) are introduced, wherein between the main axis of the friction ring ( 8th ) and the brush axis an angle is included. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kontaktoberfläche (12, 13) des Reibrings (8) und/oder an der Kontaktoberfläche (16, 19) wenigstens eines Kegelreibrads (2, 3) Rauheitsspitzen entfernt werden, um eine plateauartige Oberflächenstruktur mit erhöhten Traganteilen zu erhalten.Method according to claim 9, characterized in that at the contact surface ( 12 . 13 ) of the friction ring ( 8th ) and / or at the contact surface ( 16 . 19 ) at least one conical frictional wheel ( 2 . 3 ) Roughness peaks are removed to obtain a plateau-like surface structure with increased support shares.
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