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Die Erfindung betrifft eine Kegelscheibe für ein Stufenlosgetriebe sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Kegelscheibe, mit dessen Hilfe, insbesondere in Abhängigkeit von einer eingeleiteten Drehzahl, in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ein Drehmoment und eine Drehzahl stufenlos gewandelt werden kann.
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Beispielsweise aus
DE 2 104 546 A1 ist ein Stufenlosgetriebe mit zwei über einen Keilriemen miteinander gekoppelten Kegelscheibenpaaren bekannt, wobei die Kegelscheiben der Kegelscheibenpaaren in axialer Richtung gegeneinander verlagert werden können, damit der Keilriemen auf einen sich ändernden Radius an dem jeweiligen Kegelscheibenpaar angreifen kann, wodurch sich das Übersetzungsverhältnis stufenlos ändern lässt. Die Kegelscheiben des jeweiligen Kegelscheibenpaares sind mit Hilfe einer Schraubenfeder aufeinander zu vorgespannt, so dass die Kegelscheiben mit einer ausreichenden Reibungskraft an dem Keilriemen anliegen können. An dem eingangsseitigen Kegelscheibenpaar ist ein Drehzahlfühler mit Fliehkraftmassen vorgesehen, der bei einer ansteigenden Drehzahl eine sich fliehkraftbedingt erhöhende Anpresskraft auf den Keilriemen ausübt und dadurch den Keilriemen bei einer sich erhöhenden Eingangsdrehzahl auf einen größeren Radius verlagert, wodurch sich die Übersetzung in Abhängigkeit von der angreifenden Drehzahl automatisch stufenlos ändern lässt. Eine Kegelscheibe des Kegelscheibenpaars weist einen in axialer Richtung abstehenden rohrförmigen Kragen auf, über den diese Kegelscheibe relativ zu der anderen Kegelscheibe in axialer Richtung geführt verlagert werden kann. Der Kragen weist in Umfangsrichtung und in axialer Richtung spiralförmig verlaufende Nuten auf, so dass die Kegelscheibe bei einer Verlagerung in axialer Richtung gleichzeitig relativ zu der anderen Kegelscheibe verdreht werden kann. Mit beiden Kegelscheiben ist eine Vorspannfeder gekoppelt, deren Vorspannung durch die Relativdrehung der Kegelscheiben zueinander verändert werden kann, so dass sich ein von der an dem Drehzahlfühler anliegenden Drehzahl abhängiges Kraftgleichgewicht an den miteinander gekoppelten Kegelscheibenpaaren einstellen kann. Das Übersetzungsverhältnis des Stufenlosgetriebes kann dadurch in Abhängigkeit von der eingangsseitigen Drehzahl verändert werden.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis die Herstellungskosten von Stufenlosgetrieben zu senken.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein kostengünstig herzustellendes Stufenlosgetriebe ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Kegelscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Erfindungsgemäß ist eine Kegelscheibe für ein Stufenlosgetriebe vorgesehen mit einem Kegelkörper zur Ausbildung einer kegeligen Kegelfläche für einen Keilriemen und einem von dem Kegelkörper in axialer Richtung abstehenden Führungskragen zur axialen geführten Verlagerung des Kegelkörpers relativ zu einer Gegenkegelscheibe, wobei der Führungskragen eine, insbesondere zumindest teilweise spiralförmige, Führungsnut zur Koppelung einer Relativdrehung relativ zur Gegenkegelscheibe in Abhängigkeit von axialen Verlagerung relativ zur Gegenkegelscheibe aufweist, wobei der Führungskragen aus einem zu einem Ring umgebogenen Blech hergestellt ist.
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Das für den Führungskragen vorgesehene Blech kann leicht aus einem geeigneten Halbzeug kostengünstig ausgestanzt werden. Insbesondere wird in diesem Stanzschritt gleichzeitig die mindestens eine Führungsnut ausgestanzt. Nachfolgend kann durch einen Umformschritt das ursprünglich ebene Blech zu einem Ring umgeformt werden, um den Führungskragen auszubilden. Hierbei können gegebenenfalls aufeinander zu weisenden Seitenflächen des Führungskragens miteinander verbunden werden. Der Führungskragen kann dann mit dem Kegelkörper fest verbunden werden. Ein Tiefziehen des Führungskragens aus dem Material des Kegelkörpers heraus ist dadurch nicht erforderlich. Dadurch ist es nicht erforderlich in dem rohrförmigen Führungskragen nach dem Tiefziehen durch Fräsen oder ein anderes spanabhebendes Verfahren die mindestens eine Führungsnut vorzusehen. Da durch das Tiefziehen eine deutliche plastische Verformung eintritt, würde die mindestens eine Führungsnut nicht vor dem Tiefziehen mit einem kostengünstigeren Verfahren hergestellt werden, da eine hinreichende Präzision der Formgestaltung der Führungsnut nach dem Tiefziehen nicht garantiert werden könnte. Durch die Herstellung des Führungskragens aus einem umgebogenen Blech, ist es möglich die Führungsnut durch Stanzen herzustellen ohne durch die plastische Verformung des Blechs eine unkontrollierbare Veränderung der Form der Führungsnut befürchten zu müssen, so dass kostenintensive spanende Bearbeitungsverfahren zur Herstellung der Führungsnut eingespart werden können und ein kostengünstig herzustellendes Stufenlosgetriebe ermöglicht ist.
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Das Stufenlosgetriebe, auch als CVT-Getriebe („CVT“ = continuously variable transmission) bezeichnet, kann durch eine Veränderung des axialen Abstands der Eingangsverstellscheibe zur Eingangsgegenscheibe und eine korrespondierende Veränderung des axialen Abstands der Ausgangsverstellscheibe zur Ausgangsgegenscheibe das Übersetzungsverhältnis und damit das übertragene Drehmoment und die übertragene Drehzahl stufenlos ändern. Das minimale und das maximale Übersetzungsverhältnis des Stufenlosgetriebes sind durch den minimalen und den maximalen wirksamen Durchmesser der Kegelscheibenpaare an dem Umschlingungsmittel definiert. Durch einen eingangsseitig vorgesehenen Drehmomentfühler oder Drehzahlfühler kann bei einer plötzlichen Änderung des eingeleiteten Drehmoments beziehungsweise der Drehzahl der Abstand der Eingangsverstellscheibe zur Eingangsgegenscheibe verändert werden, wodurch sich das Übersetzungsverhältnis des Stufenlosgetriebes ändern kann. Das Stufenlosgetriebe kann insbesondere als Automatikkraftfahrzeuggetriebe für Zweiräder, beispielsweise Motorroller, kleinere Vierräder, beispielsweise Quad, oder Schneemobilen eingesetzt werden, die üblicherweise im Vergleich zu Personenkraftwagen eine geringere Leistungsspreizung erfordern.
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Insbesondere sind in Umfangsrichtung aufeinander zu weisenden Seitenflächen des Führungskragens über mindestens einen, insbesondere puzzelteilartig, in eine korrespondierende Öffnung eingreifenden Fortsatz formschlüssig miteinander verbunden. Ein unbeabsichtigtes Aufbiegen des Führungskragens kann dadurch sicher vermieden werden. Dadurch ist es nicht erforderlich, dass alleine die Befestigungsstelle des Führungskrangens mit dem Kegelkörper ein Klaffen des Führungskragens durch Aufbiegen der aufeinander zu weisenden Seitenflächen voneinander weg, sicherstellen muss. Dadurch können die Befestigungsanforderung des Führungskragens mit dem Kegelkörper reduziert werden. Vorzugsweise ist der Fortsatz mit Presspassung, insbesondere durch Verpressen, in der Öffnung eingesetzt. Die Verbindung der Seitenflächen des Führungskragens kann insbesondere wie bei einer in
EP 1 225 375 A2 beschriebenen Schaltwalze erfolgen, auf deren Inhalt als Teil der Erfindung hiermit Bezug genommen wird.
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Vorzugsweise ist der Führungskragen als zum Kegelkörper separates Bauteil ausgestaltet, wobei der Führungskragen mit dem Kegelkörper, insbesondere durch Verstemmen und/oder Schweißen, mit dem Kegelkörper bewegungsfest verbunden ist. Dadurch ist sicher vermieden den Führungskragen durch Tiefzeihen aus dem Kegelkörper herzustellen. Durch die kostengünstigeren Herstellungsverfahren für die Führungsnut des Führungskragens, insbesondere durch Stanzen, kann der Verbindungsaufwand für das befestigen des Führungskragens mit dem Kegelkörper überraschenderweise überkompensiert werden.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Kegelscheibe, bei dem in einem Blech mindestens eine Führungsnut, insbesondere durch Stanzen, eingebracht wird, das Blech zu einem ringförmigen Führungskragen umgeformt wird, wobei aufeinander zu weisenden Seitenflächen des Führungskragens, insbesondere formschlüssig, miteinander verbunden werden, und der Führungskragen mit einem Kegelkörper zur Ausbildung einer kegeligen Kegelfläche für einen Keilriemen verbunden wird, insbesondere zur Ausbildung einer Kegelscheibe, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Durch die Herstellung des Führungskragens aus einem umgebogenen Blech, ist es möglich die Führungsnut durch Stanzen herzustellen ohne durch die plastische Verformung des Blechs eine unkontrollierbare Veränderung der Form der Führungsnut befürchten zu müssen, so dass kostenintensive spanende Bearbeitungsverfahren zur Herstellung der Führungsnut eingespart werden können und ein kostengünstig herzustellendes Stufenlosgetriebe ermöglicht ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1: eine Draufsicht auf ein ausgestanztes Blech zur Herstellung eines Führungskragens,
- 2: eine perspektivische Ansicht eines aus dem Blech aus 1 hergestellten Führungskragens,
- 3: eine perspektivische Ansicht einer Kegelscheibe mit dem Führungskragen aus 2,
- 4: eine schematische Schnittansicht eines Stufenlosgetriebes mit der Kegelscheibe aus 3 und
- 5: eine schematische Explosionsdarstellung eines Kegelscheibenpaares des Stufenlosgetriebes aus 4.
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Das in 1 dargestellte Blech 10 kann aus einem plattenförmigen Halbzeug ausgestanzt sein, wobei in dem Blech 10 bereits schräg verlaufende Führungsnuten 12 kostengünstig ausgestanzt sind. Das Blech 10 kann zu einem rohrförmigen Führungskragen 14 umgebogen werden, wie in 2 dargestellt. Die Führungsnuten 12 verlaufen dadurch über einen Teil des Umfangs des Führungskragens 14 im Wesentlichen spiralförmig. Hierbei können an den aufeinander zu weisenden Seitenflächen 16 vorgesehene Fortsätze 18 vergleichbar zu Puzzleteilen in korrespondierende Öffnungen 20 eingesetzt werden. Der Führungskragen 14 kann mit einem Kegelkörper 22 beispielsweise durch Verstemmen drehfest verbunden werden, um eine Kegelscheibe 24 für ein Kegelscheibenpaar 26 eines Stufenlosgetriebes 28 auszubilden.
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Wie in 4 dargestellt kann das Kegelscheibenpaar 26 mit der in 3 dargestellten Kegelscheibe 24 an einer mit einem Drehmomentfühler 30 versehenen Ausgangsseite des Stufenlosgetriebes 28 vorgesehen sein. Eingangsseitig kann das Stufenlosgetriebe 28 einen Drehzahlfühler 32 aufweisen. Das Kegelscheibenpaar 26 mit der in 3 dargestellten Kegelscheibe 24 kann beispielsweise wie in 5 dargestellt aufgebaut sein. In der Führungsnut 12 der Kegelscheibe 24 kann ein Bolzen geführt sein, so dass durch eine insbesondere mit Hilfe eines Drehmomentfühlers 30 und/oder Drehzahlfühlers 32 eingeleitete axiale Verlagerung der Kegelscheibe 24 auch eine Relativdrehung erreicht wird, durch die insbesondere eine Vorspannkraft einer die Kegelscheibe 24 in axialer Richtung vorspannende Vorspannfeder verändert werden kann, um für die Änderung der Übersetzung des Stufenlosgetriebes 28 ein anderes Kraftgleichgewicht zu erreichen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Blech
- 12
- Führungsnut
- 14
- Führungskragen
- 16
- Seitenfläche
- 18
- Fortsatz
- 20
- Öffnung
- 22
- Kegelkörper
- 24
- Kegelscheibe
- 26
- Kegelscheibenpaar
- 28
- Stufenlosgetriebe
- 30
- Drehmomentfühler
- 32
- Drehzahlfühler
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2104546 A1 [0002]
- EP 1225375 A2 [0009]
