DE102009036882A1 - Cone pulley arrangement for a cone pulley CVT transmission and pulley CVT transmission - Google Patents
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Abstract
Eine Kegelscheibenanordnung für ein stufenlos verstellbares Kegelscheibengetriebe enthält eine Welle und ein Kegelscheibenpaar mit einer ersten Kegelscheibe und einer der ersten Kegelscheibe in axialer Richtung der Welle gegenüberliegenden zweiten Kegelscheibe, wobei die erste Kegelscheibe auf der Welle dreh- und in axialer Richtung lagefest befestigt ist und auf der Welle durch einen kegeligen Presssitz gehalten ist.A conical disk arrangement for a continuously variable bevel gearbox includes a shaft and a pair of conical disks with a first conical disk and a second conical disk opposite the first conical disk in the axial direction of the shaft, wherein the first conical disk is fastened to the shaft so as to be rotationally fixed in the axial direction and fixed on the shaft Shaft is held by a tapered press fit.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kegelscheibenanordnung für ein Kegelscheiben-CVT-Getriebe und ein Kegelscheiben-CVT-Getriebe als stufenlos verstellbares Getriebe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.The The invention relates to a conical disk arrangement for a Cone pulley CVT transmission and a cone pulley CVT transmission as continuously variable transmission, in particular for a Motor vehicle.
Ein Kegelscheiben-CVT-Getriebe weist jeweils auf einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle des Getriebes ein Kegelscheibenpaar auf. Eine der Kegelscheiben des Paars ist drehfest und in axialer Richtung der Welle lagefest auf der Welle gehalten bzw. befestigt, während die andere Kegelscheibe in axialer Richtung relativ zu der ersten Kegelscheibe verstellbar ist. Die Kegelscheiben definieren somit einen bezüglich seiner Breite in axialer Richtung veränderbaren Ring zwischen ihnen, der aufgrund der Konusform der Kegelscheiben, insbesondere deren einander zugewandter Flächen, sich in radialer Richtung nach außen aufweitet. In diesen Ring, d. h. den Bereich zwischen den beiden Kegelscheiben, ist ein Umschlingungsmittel eingebracht, das eine Leistungsübertragungsverbindung zwischen dem Kegelscheibenpaar der Antriebsseite und dem Kegelscheibenpaar der Abtriebsseite herstellt. Je nach aktueller Breite des Ringspalts, in dem sich das Umschlingungsmittel befindet, ist das Umschlingungsmittel an einer der Wellen radial weiter innen bzw. weiter außen in Anlage. Die radiale Position des Umschlingungsmittels auf der Antriebsseite bzw. der Abtriebsseite wird durch Verändern der Abstände der Kegelscheiben der Kegelscheibenpaare auf der Antriebsseite bzw. Abtriebsseite gegenläufig zueinander verstellt. Dadurch wird die Übersetzung des Kegelscheiben-CVT-Getriebes verändert und eingestellt. Durch eine Anpresskraft, die auf die verstellbare Kegelscheibe aufgebracht wird und auf das Umschlingungsmittel übertragen wird, wird das Umschlingungsmittel so gehalten, dass es sich im Wesentlichen ungewollt in radialer Richtung nicht verschiebt und somit zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle eine Kraft übertragen kann.One Cone pulley CVT gearbox each faces an input shaft and an output shaft of the transmission on a cone pulley pair. One of the conical disks of the pair is non-rotatable and in the axial direction the shaft held fixed on the shaft or fixed while the other cone pulley in the axial direction relative to the first Cone pulley is adjustable. The conical disks thus define one with respect to its width in the axial direction changeable Ring between them, due to the conical shape of the conical discs, in particular their facing surfaces, in radially outward expands. In this ring, d. H. The area between the two conical disks is a belt introduced a power transmission connection between the cone pulley pair of the drive side and the cone pulley pair the output side produces. Depending on the current width of the annular gap, in which the wrapping means is, is the wrapping means on one of the shafts radially further inward or further out in Appendix. The radial position of the belt on the Drive side or the output side is changed by the distances of the conical disks of the cone pulley pairs the drive side and output side opposite to each other adjusted. This will translate the pulley CVT transmission changed and adjusted. By a contact force, the is applied to the adjustable conical disk and transferred to the belt is, the belt is held so that it is in the Essentially unintentionally in the radial direction does not shift and thus transmitting a force between the drive shaft and the output shaft can.
Als Verstellmechanismus für die bewegliche Kegelscheibe kommt beispielsweise ein hydraulischer Verstellmechanismus in Betracht, bei dem die verstellbare Kegelscheibe auf der der festen Kegelscheibe abgewandten Seite von einer abstützenden Zylinderwand umgriffen ist und damit derart dichtend, aber relativ verschiebbar, verbunden ist, dass in einen Raum zwischen der abstützenden Zylinderwand und der verstellbaren Kegelscheibe Hydraulikfluid zu- und abgeführt werden kann und damit einerseits die Verstellung der Kegelscheibe bewirkt werden kann und andererseits die nötige Anpresskraft auf das Umschlingungsmittel in axialer Richtung vorgesehen werden kann. Die abstützende Zylinderwand ist in axialer Richtung fest auf der zugehörigen Welle vorgesehen.When Adjustment mechanism for the movable cone pulley comes For example, a hydraulic adjustment mechanism into consideration, in which the adjustable cone pulley on the fixed conical disk opposite side embraced by a supporting cylinder wall is and thus so tight, but relatively displaceable connected is that in a space between the supporting cylinder wall and the adjustable cone pulley hydraulic fluid supplied and removed can be and thus on the one hand the adjustment of the conical disk can be effected and on the other hand, the necessary contact pressure be provided on the belt in the axial direction can. The supporting cylinder wall is in the axial direction firmly provided on the associated shaft.
Die
in axialer Richtung festgelegten Bauteile, nämlich die
erste, in axialer Richtung festgelegte Kegelscheibe und eine abstützende
Zylinderwand, werden herkömmlicherweise unter Verwendung
von Wellenabsätzen in axialer Richtung gegen die Anpresskraft
lagefest gehalten. Dazu sind an der Welle entsprechende Absätze
vorgesehen, gegen die ein in radialer Richtung innenliegender Bereich
der festen Kegelscheibe bzw. der Zylinderabstützwand stößt und
anliegt, wobei die Anpresskraft derart wirkt, dass sie die Kegelscheibe
bzw. die Zylinderabstützwand weiter gegen den Wellenabsatz
drückt. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in den
Dokumenten
Die Welle muss im Bereich des Wellenabsatzes sehr massiv ausgeführt werden, damit sie eine ausreichende Festigkeit aufweist, da der Wellenabsatz, speziell dessen Eckbereich, durch die wirkenden Anpresskräfte sehr hoch belastet wird. Außerdem bringt das Ausbilden von Wellenabsätzen oftmals Kerbstellen mit sich, um diese herstellen zu können, die sich wiederum nachteilig auf die Festigkeit der Welle auswirken.The The shaft must be very solid in the area of the shaft shoulder be so that it has sufficient strength, since the Shaft heel, especially its corner area, by the acting contact forces is charged very high. It also brings training Of wave heels often Kerbesstellen with them to be able to produce, which in turn disadvantageous affect the strength of the shaft.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kegelscheibenanordnung für ein stufenlos verstellbares Kegelscheibengetriebe zu schaffen, bei der die Lagerung der in axialer Richtung lagefest gehaltenen Elemente auf der Welle keine oder nur geringe Nachteile bezüglich der Festigkeit der Weile mit sich bringt. Außerdem soll ein entsprechendes Kegelscheiben-CVT-Getriebe vorgesehen werden.From that It is an object of the invention, a conical disk arrangement for a continuously variable bevel gear create, in which the storage of the positionally held in the axial direction Elements on the shaft have no or only minor disadvantages the strength of the time brings with it. In addition, should a corresponding cone pulley CVT transmission can be provided.
Diese Aufgabe wird mit einer Kegelscheibenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein Kegelscheiben-CVT-Getriebe ist in Anspruch 12 angegeben. Bevorzugte Ausführungsformen sind durch die abhängigen Ansprüche definiert.These Task is with a conical disk arrangement with the features of claim 1. A cone pulley CVT transmission is specified in claim 12. Preferred embodiments are defined by the dependent claims.
Die vorgeschlagene Anordnung ist gleichermaßen für die Anordnung des Kegelscheibenpaars auf der Antriebswelle als auch der Abtriebswelle geeignet.The proposed arrangement is equally for the arrangement of the cone pulley pair on the drive shaft as well the output shaft suitable.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die feste Kegelscheibe und nach Bedarf eine Zylinderabstützwand durch einen Presssitz auf der Welle zu lagern. Für die Kegelscheibe bietet sich ein kegeliger Presssitz an, um die hohen erforderlichen Anpresskräfte abstützen zu können. Die abstützende Zylinderwand kann entweder durch einen Presssitz oder einen Übergangssitz zwischen Zylinderflächen bei Fertigung mit entsprechender Toleranz oder durch eine andere geeignete Befestigung erzielt werden. Dadurch muss in der Welle kein gestufter Bereich mit stufenartigen Übergängen von Bereichen großen Durchmessers und Bereichen kleinen Durchmessers vorgesehen werden. Vielmehr reicht es aus, die Welle bereichsweise konisch mit verhältnismäßig kleinem Kegelwinkel auszubilden, so dass keine scharfkantigen Übergänge und keine abrupten Durchmesseränderungen erforderlich sind. Auch ist die Kegelscheibe nicht in Anlage gegen eine Stirnfläche, die bezüglich der Welle einen größeren Durchmessers hat und zum Aufnehmen der Anpresskräfte ausgebildet sein muss.The invention is based on the idea of supporting the fixed conical disk and, as required, a cylinder supporting wall by means of an interference fit on the shaft. For the conical disk, a conical interference fit is recommended in order to be able to support the high required contact forces. The supporting cylinder wall can be achieved either by a press fit or a transitional fit between cylinder surfaces when manufactured with appropriate tolerance or by any other suitable attachment. As a result, there is no need to provide a stepped area in the shaft with stepped transitions of large diameter areas and small diameter areas. Rather, it is sufficient, the shaft partially conical with relatively form small cone angle, so that no sharp-edged transitions and no abrupt changes in diameter are required. Also, the conical disk is not in abutment against an end face, which has a larger diameter with respect to the shaft and must be designed to receive the contact forces.
So beinhaltet eine Kegelscheibenanordnung für ein stufenlos verstellbares Kegelscheibengetriebe eine Welle und ein auf der Welle gelagertes Kegelscheibenpaar mit einer ersten Kegelscheibe und einer zweiten Kegelscheibe, die der ersten Kegelscheibe in axialer Richtung der Welle gegenüberliegt. Die erste Kegelscheibe ist auf der Welle dreh- und in axialer Richtung lagefest befestigt, während die zweite Kegelscheibe verschiebbar zur ersten Kegelscheibe in axialer Richtung auf der Welle gelagert ist. Die erste Kegelscheibe ist auf der Welle durch einen kegeligen Presssitz gehalten.So includes a conical disk arrangement for a stepless adjustable cone pulley transmission one shaft and one on the shaft stored cone pulley pair with a first cone pulley and a second conical disk, which is the first conical disk in the axial direction opposite the shaft. The first cone pulley is on the shaft rotatably mounted and fixed in the axial direction, while the second conical disk slidable to the first conical disk in axial direction is mounted on the shaft. The first cone pulley is held on the shaft by a tapered press fit.
Dadurch ist es möglich, einen Wellenabsatz im Bereich der Befestigung der ersten Kegelscheibe zu vermeiden, so dass an der Welle keine Kerbwirkung oder eine andere Schwächung entsteht. Vielmehr reicht es aus, wenn die einander zugewandten Oberflächen, d. h. die Innenumfangsoberfläche der Kegelscheibe und die darauf gerichtete Außenumfangsfläche der Welle, zumindest bereichsweise so geformt sind, dass sie einen Kegelwinkel miteinander einschließen, der einen Presssitz der Kegelscheibe auf der Welle ermöglicht.Thereby It is possible to have a shaft shoulder in the area of the attachment avoid the first cone pulley so that no to the shaft Notch effect or another weakening occurs. Much more it is sufficient if the facing surfaces, d. H. the inner peripheral surface of the cone pulley and the directed thereto outer circumferential surface of the shaft, at least partially shaped so that they have a cone angle enclose with each other, the press fit of the cone pulley on the wave allows.
Dazu ist der Kegelwinkel vorzugsweise so gewählt, dass eine Selbsthemmung im Presssitzbereich entsteht. Dadurch kann ein sicherer Sitz der Kegelscheibe auf der Welle gewährleistet werden.To the cone angle is preferably chosen so that a Self-locking in the press seat area arises. This can be a safer Seat of the conical disk can be ensured on the shaft.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform schließt der Kegelwinkel zwischen der Innenumfangsfläche und der Außenumfangsfläche vorzugsweise einen Winkel von 3 bis 5 Grad ein. Beide Flächen können kegelig mit jeweils unterschiedlichen Kegelwinkeln sein, so dass sich vorzugsweise zwischen den beiden Flächen ein Kegelwinkel im bevorzugten Bereich von 3 bis 5 Grad ergibt. Im eingebauten, verpressten Zustand stellen sich gleiche Winkel ein.To a preferred embodiment includes the Cone angle between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface preferably an angle of 3 to 5 degrees. Both surfaces can be tapered, each with different cone angles be, so preferably between the two surfaces gives a cone angle in the preferred range of 3 to 5 degrees. In the installed, compressed state, equal angles set.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aufpresskraft zwischen der Kegelscheibe und der Welle bei der Montage mindestens so groß wie die im Betrieb maximale auftretende Anpresskraft auf das Umschlingungsmittel, wodurch eine sichere Lage der Kegelscheibe in axialer Richtung bezüglich der Welle unabhängig vom Betriebszustand gewährleistet werden kann. Die Kegelscheibe kann also im Betrieb nicht mehr verschoben werden.To a preferred embodiment is the pressing force between the conical disk and the shaft during assembly at least as large as the maximum operating force occurring during operation on the belt, creating a secure position of the cone pulley independent in the axial direction with respect to the shaft can be guaranteed by the operating condition. The cone pulley can not be moved during operation.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Innenumfangsfläche der ersten Kegelscheibe, die auf die Außenumfangsfläche der Welle gerichtet ist, neben dem Kegelscheibenpresssitzbereich mit einem zylindrischen Zentrierbereich versehen, wobei der Außenumfangsflächenbereich der Welle ebenfalls einen zylindrischen Zentriersitz aufweist. Dadurch kann die Kegelscheibe in radialer Richtung zentriert auf der Welle sicher gehalten und aufgepresst werden.To a preferred embodiment is the inner peripheral surface the first cone pulley resting on the outer peripheral surface the shaft is directed, next to the conical disk press seat area provided with a cylindrical centering region, wherein the outer peripheral surface area the shaft also has a cylindrical centering seat. Thereby The cone pulley can be centered in the radial direction on the shaft be held securely and pressed on.
Wenn ein solcher Zentrierbereich und Zentriersitz vorgesehen sind, weist vorzugsweise an der Kegelscheibe der Zentrierbereich einen kleineren Durchmesser auf als der konische Kegelscheibenpresssitz. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Kegelscheibe weiter an ihrer Stirnseite, insbesondere der Stirnseite, auf der die Anpresskraft des Umschlingungsmittels wirkt und somit auch die Aufpresskraft auf die Welle aufzubringen ist, d. h. vorzugsweise der der anderen, zweiten Kegelscheibe zugewandten Stirnseite, mit einem ebenen Flächenbereich versehen, der eine vorzugsweise im Wesentlichen zur Axialrichtung der Welle senkrechte Fläche bildet. Mit dieser ebenen Fläche kann die Kegelscheibe gut und zuverlässig auf die Welle aufgepresst werden.If such centering and centering are provided, has preferably on the conical disk centering a smaller diameter on than the conical conical disk press fit. After a preferred Embodiment, the conical disk is further on its end face, in particular the front side on which the contact pressure of the belt acts and thus also apply the Aufpresskraft on the shaft is, d. H. preferably that of the other, second conical disk facing Front side, provided with a flat surface area, the a preferably substantially perpendicular to the axial direction of the shaft Surface forms. With this flat surface, the Conical disk pressed well and reliably onto the shaft become.
Bei der Kegelscheibenanordnung ist vorzugsweise bei der zweiten Kegelscheibe, die in axialer Richtung verstellbar ist, eine Zylinderabstützwand vorgesehen, die die auf die zweite Kegelscheibe aufgebrachte Verstellkraft abstützt. Die Zylinderabstützwand ist somit ebenfalls in axialer Richtung fest auf der Welle gehalten.at the cone pulley arrangement is preferably at the second cone pulley, which is adjustable in the axial direction, a Zylinderabstützwand provided, which supports the applied to the second cone pulley adjusting force. The Zylinderabstützwand is thus also in the axial Direction firmly held on the shaft.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zylinderabstützwand auf der Welle durch einen Presssitz gehalten, wobei vorzugsweise eine Pressung zwischen zwei auf Maß gefertigten Zylinderflächen mit kreiszylindrischem Querschnitt, erzielt wird.To In a preferred embodiment, the cylinder support wall is held on the shaft by a press fit, preferably a pressure between two custom-made cylindrical surfaces with circular cylindrical cross section, is achieved.
Die Zylinderabstützwand kann weiter bevorzugt zusätzlich durch Schweißen oder beispielsweise einen geteilten Haltering oder ein anderes Befestigungsmittel auf der Welle gesichert werden.The Cylinder support wall may further preferably additionally by welding or for example a split retaining ring or any other fastener on the shaft.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient die Zylinderabstützwand zum Einstellen des Abstands zwischen den beiden Kegelscheiben. Im Grundzustand des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes muss nämlich ein definierter Abstand zwischen den Kegelscheiben vorhanden sein. Aufgrund der Pressverbindung mit kegeligem Sitz der axial festen Kegelscheibe ist deren axiale Position auf der Welle nicht genau definiert. Die Zylinderabstützwand und damit die axial bewegliche Kegelscheibe wird so auf die Welle aufgeschoben, dass der definierte Abstand in Grundstellung zwischen den beiden Kegelscheiben eingestellt ist. Anschließend wird die Zylinderabstützwand zumindest axial fixiert, falls ein eventuell vorgesehener Presssitz dafür nicht ausreicht.In a preferred embodiment of the invention, the cylinder support wall serves to adjust the distance between the two conical disks. In the ground state of the conical-pulley belt drive, a defined distance must exist between the conical pulleys. Due to the press connection with a conical seat of the axially fixed conical disk whose axial position on the shaft is not well defined. The Zylinderabstützwand and thus the axially movable conical disk is pushed onto the shaft so that the defined distance is set in the basic position between the two conical disks. Subsequently, the Zylinderabstützwand is at least axially fixed if a possibly provided press fit is not sufficient for this.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen:following the invention will be described by way of example with reference to the attached Figures described in which:
Die
Anordnung enthält neben der Welle
Die
Breite b dieses Rings
Zur
Drehsicherung der verstellbaren zweiten Kegelscheibe
Der
Verstellmechanismus für die verschiebbare Kegelscheibe
Wird
Hydraulikfluid in die Kammer
Die
Zylinderabstützwand
Bei
der in
Die
Zylinderabstützwand
Die
Befestigung zwischen der ersten Kegelscheibe
Um
die Anpresskraft F, die auf die erste Kegelscheibe
In
der dargestellten Ausführungsform ist dazu die Welle
Neben
dem kegeligen Presssitz
Wie
in
- 1010
- KegelscheibenanordnungCone pulley arrangement
- 1212
- Wellewave
- 1414
- Keilverzahnungspline
- 1616
- Zuleitungsupply
- 1818
- Außenflächeouter surface
- 2020
- ZylinderabstützwandZylinderabstützwand
- 2222
- Innenflächepalm
- 2424
- SchweißnahtWeld
- 2626
- geteilter Ringdivided ring
- 3030
- KegelscheibenpaarConical pulley
- 3232
- erste Kegelscheibefirst conical disk
- 3333
- Stirnfläche der ersten Kegelscheibeface the first cone pulley
- 3434
- zweite Kegelscheibesecond conical disk
- 3535
- Stirnfläche der zweiten Kegelscheibeface the second cone pulley
- 3636
- konischer Ringconical ring
- 4040
- Presssitzpress fit
- 4242
- KegelscheibenpresssitzbereichConical disk press fit area
- 4343
- WellenpresssitzbereichShaft press fit area
- 4444
- Umfangsflächeperipheral surface
- 5050
- Kammerchamber
- 5151
- O-RingdichtungO-ring seal
- 6060
- planer Flächenbereichplanner area
- 7070
- Zentrierbereichcentering
- 7272
- Zentrierbereichcentering
- 7373
- Zentriersitzcentering
- 7474
- Freistellungexemption
- AA
- Wellenachseshaft axis
- bb
-
Breite
des Rings
36 Width of the ring36 - FF
- Antriebskraftdriving force
- αα
- Kegelwinkelcone angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- - EP 0777069 B1 [0004] EP 0777069 B1 [0004]
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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