DE4201692A1 - Stufenlos einstellbares kegelscheibenumschlingungsgetriebe - Google Patents
Stufenlos einstellbares kegelscheibenumschlingungsgetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein einstellbares Kegelscheibenum
schlingungsgetriebe mit zwei zueinander verstellbaren
Kegelscheibenpaaren - einem antriebs- und einem abtriebssei
tigen -, wobei wenigstens eines der Kegelscheibenpaare durch
ein von einem Drehmomentfühler druckmittelbeaufschlagtes
Stellglied, wie einer Kolben/Zylindereinheit, zur Verspannung
des Umschlingungsmittels beaufschlagbar ist.
Derartige Einrichtungen sind beispielsweise bekannt geworden
durch die DE-PS 28 28 347 und die DE-OS 35 38 884. Dabei ist
zur Erzeugung des drehmomentabhängigen Spanndruckes zumindest
zwischen dem Antrieb und dem antriebsseitigen Kegelscheiben
paar ein Momentenfühler angeordnet, der als momentenabhängig
gesteuertes Ventil ausgebildet ist. Dieses Ventil wird von
einer Pumpe gespeist und bei Drehmomentstößen zumindest teil
weise verschlossen, wodurch eine entsprechende Druckerhöhung
in den Stellgliedern - diese sind als Kolben und Zylinder
ausgebildet - der Kegelscheibenpaare erzeugt wird und damit
eine dem Momentenstoß entsprechende Erhöhung der Verspannung
des Umschlingungsmittels erfolgt. Zur Verstellung des Venti
les besitzt der Momentenfühler einander gegenüberstehende,
mit Anpreßkurven versehene Scheiben mit dazwischen eingeleg
ten Wälzkörpern, die durch den im Ventilraum und von der Pum
pe erzeugten Druck aufeinander zu verspannt sind. Bei Drehmo
mentstößen von der Antriebsseite erfolgt ein Spreizen der
beiden Scheiben und die axial bewegliche Scheibe verringert
bzw. verschließt entsprechend dem Drehmomentstoß eine Abfluß
öffnung. Über die mit den Anpreßkurven versehenen Scheiben
wird außerdem das Antriebsmoment mechanisch übertragen, und
entsprechend diesem übertragenen Drehmoment auch das Ventil
verschlossen und der Anpreßdruck auf das Umschlingungsmittel,
wie eine Kette, eingestellt. Dieses Ventil wird also - außer
bei sehr starken Drehmomentstößen, durch welche die Abfluß
öffnung ganz verschlossen werden kann - stets durchströmt,
und es muß von der Pumpe her neben dem Druck, der eine
ausreichende Verspannung der Anpreßkurven zur Drehmoment
übertragung erzeugt, zusätzlich eine Leistung entsprechend
dem unter Druck durch das Ventil hindurchströmenden Medium
aufgebracht werden, was also eine permanente Verlustleistung
bedeutet.
Die gleiche Pumpe dient auch noch zur Verstellung des Über
setzungsverhältnisses, indem - gesteuert über ein Steuerven
til, wie einen Vierkantenschieber - eine Druckdifferenz in
den Druckräumen der Stellglieder gebildet und somit in dasje
nige der Stellglieder, in welchem der höhere Druck aufgebaut
wird, entsprechend Druckmittel zugeführt und im anderen abge
führt wird.
Diese Pumpe muß nun derart ausgebildet sein, daß einerseits
erheblich hoher Druck erzeugt werden kann - der momentenab
hängige Druckbedarf kann ein Vielfaches des zur Verstellung
der Übersetzung erforderlichen betragen - und andererseits
muß die Pumpe derart ausgebildet sein, daß sie außerdem noch
eine erheblich hohe Förderleistung bringt, um bei diesem
hohen Druck die erforderliche Verstellgeschwindigkeit der
Übersetzung zu gewährleisten. Mit diesen bekannten Einrich
tungen ist eine hohe permanente Verlustleistung verbunden und
zwar proportional den bei den entsprechenden hohen Drücken
geförderten Volumina. Weiterhin sind bei den bekannten
Einrichtungen bzw. Antriebseinheiten verhältnismäßig kompli
zierte und teure Mittel zur Regelung bzw. Steuerung erforder
lich.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die
Verlustleistung bei derartigen Getrieben zu reduzieren, bei
gleichzeitiger Erhöhung der Getriebelebensdauer, insbesondere
durch Reduzierung der Verspannung bzw. Anpressung zwischen
dem Umschlingungsmittel und den Kegelscheiben auf das unbe
dingt erforderliche Maß. Weiterhin soll eine preiswerte
Herstellung und eine optimale Funktion erzielt werden. Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist es, die für die Einregulie
rung des Variators bzw. des Kegelscheibenumschlingungsge
triebes erforderlichen Regel- und Steuermittel besonders
einfach und kostengünstig zu gestalten.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß bei einem
Kegelscheibenumschlingungsgetriebe der eingangs beschriebenen
Art besondere Mittel vorgesehen werden, die in Abhängigkeit
der eingestellten Übersetzung des Getriebes und des vom
Drehmomentfühlers gelieferten Druckes den Druck, mit dem das
Stellglied zum Verspannen der Kegelscheiben beaufschlagbar
ist, bestimmen. Es werden also die Übersetzung des Getriebes
bzw. der Abstand zwischen den Kegelscheiben wenigstens eines
der Kegelscheibenpaare und der vom Drehmomentfühler geliefer
te Druck als Parameter für die Einstellung des Druckes, mit
dem das Stellglied des wenigstens einen Kegelscheibenpaares
beaufschlagt wird, benutzt. Durch die erfindungsgemäße
Ausgestaltung kann gewährleistet werden, daß die Verspannung
des Umschlingungsmittels bzw. die Pressung zwischen dem
Umschlingungsmittel und den mit diesem zusammenwirkenden
Kegelscheiben auf ein Minimum reduziert werden kann, insbe
sondere auch im Teillastbereich, so daß die durch die
Verspannung zwischen dem Umschlingungsmittel und den Kegel
scheiben verursachten Verluste auf ein Minimum reduziert
werden können. Durch die Erfindung kann also die erwähnte
Anpressung auf das unbedingt notwendige Maß verringert
werden. Die den Druck für das Stellglied einstellenden bzw.
einregulierenden Mittel können dabei derart ausgestaltet
sein, daß sie den vom Drehmomentfühler gelieferten Druck in
Abhängigkeit dieses Druckes und der eingestellten Übersetzung
um einen bestimmten Faktor verändern, insbesondere multipli
zieren. Dieser Faktor ist also abhängig von der eingestellten
Übersetzung, das bedeutet also, daß dieser Faktor sich mit
der Übersetzung ändert. Es wird also gemäß der Erfindung der
vom Drehmomentfühler gelieferte bzw. eingestellte Druck in
Abhängigkeit dieses Druckes um einen bestimmten Prozentsatz
korrigiert und dann das wenigstens eine Stellglied des
Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit dem korrigierten
Druck beaufschlagt. So kann z. B., wenn die Kette auf der
Antriebsseite radial innen steht, das bedeutet also, daß eine
Übersetzung ins langsame stattfindet, der vom Drehmomentfüh
ler gelieferte Druck nicht geändert werden, das bedeutet, daß
der Faktor zwischen dem vom Drehmomentfühler gelieferten
Druck und dem Druck, mit dem das Stellglied beaufschlagt
wird, 1 beträgt, und wenn die Kette antriebsseitig außen
steht, das bedeutet, daß eine Übersetzung ins schnelle
erfolgt, der vom Drehmomentfühler gelieferte Druck zur
Beaufschlagung des Stellgliedes um 50% reduziert werden, das
bedeutet also, mit dem Faktor 0,5 multipliziert.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Mittel zur
Reduzierung des vom Drehmomentfühler gelieferten Druckes ein
Druckregelventil umfassen, wie insbesondere ein Druckminder
ventil, das einerseits mit dem Drehmomentfühler und anderer
seits mit dem Stellglied verbunden ist und in Abhängigkeit
des vom Drehmomentfühler gelieferten Druckes und der Über
setzung des Getriebes einreguliert wird zur Einstellung des
Druckes, mit dem das Stellglied wenigstens eines Kegelschei
benpaares beaufschlagt wird. Der Einsatz eines Druckventils
bzw. Druckregelventils als Steuermittel zur Regelung des
Druckes, mit dem das Stellglied beaufschlagt wird, ermöglicht
einen besonders einfachen und kostengünstigen Aufbau der
Einrichtung, da zur Regelung eines derartigen Ventils der vom
Drehmomentfühler gelieferte Druck unmittelbar unter Zwischen
schaltung eines Übersetzungsmechanismus verwendet werden
kann. In besonders vorteilhafter Weise können Druckventile
Verwendung finden, die als Kolben- bzw. Schieberventile
ausgebildet sind. Derartige Kolbenventile haben den Vorteil,
daß die auftretenden statischen Druckkräfte, d. h. die
Kräfte, die infolge von Druckunterschieden vor und hinter dem
Ventil vorhanden sind, ausgeglichen werden können, so daß
dann nur noch Strömungskräfte auftreten. Dadurch ist eine
besonders genaue Einregulierung des Ventiles möglich.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn die Mittel, über die
der vom Drehmomentfühler gelieferte Druck moduliert wird, ein
Stellglied, wie eine Kolben/Zylindereinheit, aufweisen, das
vom Drehmomentfühlerdruck beaufschlagt wird und das in
Abhängigkeit dieses Druckes den Druck, mit dem das Stellglied
wenigstens eines Kegelscheibenpaares beaufschlagt wird,
bestimmt. Das Stellglied zur Modulation bzw. Umwandlung des
vom Drehmomentfühler gelieferten Druckes kann dabei unmittel
bar mit diesem Druck beaufschlagt werden. Das bedeutet also,
daß in diesem Stellglied der vom Drehmomentfühler gelieferte
Druck herrscht.
Für die Funktion und den Aufbau der Einrichtung kann es
weiterhin von Vorteil sein, wenn das Druckregelventil und die
dieses beeinflussende Kolben/Zylindereinheit eine Baueinheit
bilden, das bedeutet also, daß die Kolben bzw. die Schieber
in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn das Druckregelventil
durch die mit diesem zusammenwirkende Kolben/Zylindereinheit
unter Zwischenschaltung einer Übersetzung betätigbar bzw.
einstellbar ist. Eine derartige Übersetzung kann in vorteil
hafter Weise einen Hebel aufweisen, der um einen in Abhängig
keit der Übersetzung des Getriebes, das bedeutet also in
Abhängigkeit der relativen Position der Scheiben wenigstens
eines Scheibenpaares, sich verlagernden Drehpunkt verschwenk
bar ist. Ein derartiger Verschwenkpunkt kann in besonders
einfacher Weise auf einem axial verlagerbaren Bauteil, wie
Stange oder Gleitstein, vorgesehen werden, das in Abhängig
keit wenigstens einer der axial verlagerbaren Scheiben des
Getriebes z. B. axial verschoben wird. Ein derartiges Bauteil
kann hierfür unmittelbar mit einer der axial verlagerbaren
Scheiben des Getriebes z. B. formschlüssig verbunden sein.
Die Erfindung läßt sich auch in besonders vorteilhafter Weise
bei Kegelscheibenumschlingungsgetrieben verwenden, bei denen
jedes Kegelscheibenpaar von einem vom Drehmomentfühler
druckmittelbeaufschlagten Stellglied, wie einer Kolben/Zylin
dereinheit, beaufschlagbar ist zur Verspannung des Umschlin
gungsmittels. Die beiden Stellglieder werden dabei, wie
bereits beschrieben, nicht unmittelbar mit dem vom Drehmo
mentfühler gelieferten Druck beaufschlagt, sondern es wird
dieser Druck in der erfindungsgemäßen Weise mit Hilfe des vom
Drehmomentfühler gelieferten Druckes und in Abhängigkeit der
eingestellten Übersetzung des Getriebes entsprechend der
gewünschten bzw. erforderlichen Anpressung zwischen den
Kegelscheiben und dem Umschlingungsmittel korrigiert.
Es sei noch erwähnt, daß, damit der vom Drehmomentfühler
gelieferte Druck durch das Druckregelventil einreguliert
werden kann, auf der Seite des eingeregelten Druckes, also
hinter dem Druckregelventil, eine gewisse Leckage erforder
lich ist. Diese Leckage kann z. B. mit Hilfe eines Ventils
eingestellt werden, oder aber diese kann in dem bzw. den
Stellgliedern, die zum Verspannen der Kegelscheibenpaare
vorgesehen sind, auftreten. Zweckmäßig kann es sein, wenn pro
Kegelscheibenpaar ca. 200 ccm pro Minute Leckstrom vorhanden
ist.
Für die Funktion der Einrichtung, insbesondere bei Verwendung
in einem Kraftfahrzeug, kann es besonders vorteilhaft sein,
wenn die Übersetzungsänderung des Getriebes druckmittelge
steuert ist. Hierfür kann je ein zumindest momentenabhängiger
und ein zur Steuerung der Übersetzung vorgesehener Kreislauf
von wenigstens einer Pumpe speisbar sein und zumindest bei
einem der Kegelscheibenpaare das axial verlagerbare Scheiben
teil mit die zumindest momentabhängigen und die übersetzungs
abhängigen Kräfte addierenden Stellgliedern verbunden sein.
Bezüglich der möglichen Anordnung und Ausgestaltung der an
den Kegelscheibenpaaren vorgesehenen Stellgliedern wird auf
die DE-P 40 36 683.9 verwiesen. Bei Verwendung von die
zumindest momentabhängigen und die übersetzungsabhängigen
Kräfte addierenden Stellgliedern kann es besonders vorteil
haft sein, wenn in dem zumindest momentenabhängigen Kreislauf
das Druckregelventil vorgesehen ist.
Ein für die Funktion der Einrichtung besonders vorteilhafter
Aufbau kann sich ergeben, wenn jeweils das axial verlagerbare
Scheibenteil des an- und des abtriebsseitigen Scheibenpaares
versehen ist mit jeweils den zumindest momenten- und den
übersetzungsabhängigen Druck addierenden, parallelgeschalte
ten Stellgliedern.
Bei der zuletzt beschriebenen möglichen Ausführungsform sind
also zwei Kreisläufe vorgesehen, wobei der eine Kreislauf
lediglich zur Einstellung der Übersetzung dient und über den
anderen Kreislauf der Anpreßdruck zwischen den Kegelscheiben
und dem Umschlingungsmittel sowohl drehmomentabhängig als
auch Übersetzungsabhängig bestimmt bzw. eingestellt wird.
Obwohl bei einer derartigen Ausgestaltung der Erfindung die
beiden Druckmittelkreisläufe durch eine einzige Pumpe mit
zwei verschiedenen Druckausgängen versorgt werden können, ist
es besonders vorteilhaft, wenn die beiden Druckmittelkreis
läufe jeweils eine eigene Pumpe aufweisen. Dadurch kann die
für die Erzeugung des zumindest momentabhängigen Druckes vor
gesehene Pumpe derart ausgebildet sein, daß sie lediglich so
viel Volumen fördert, daß auf jeden Fall die Leckverluste
kompensiert werden. Es braucht jedoch - bis auf die Leckage -
praktisch keine hydraulische Energie für den momentenpropor
tionalen Druckanteil erzeugt zu werden, da bei der mit der
übersetzungsabhängigen Verstellung einhergehenden Veränderung
der in den jeweiligen zumindest momentabhängigen Stellglie
dern enthaltenen Volumina das Druckmittel, wie Öl, lediglich
zwischen den Stellgliedern hin- und hergepumpt, also ausge
tauscht zu werden braucht.
Anhand der Fig. 1 und der Ausführungsvariante gemäß Fig. 2
sei die Erfindung näher erläutert:
Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Kegelscheibengetriebe mit einem antriebsseitigen und mit der von einem Motor antreibba ren Antriebswelle I drehfesten Scheibenpaar 1 und einem auf der Abtriebswelle II drehfest angeordneten Scheibenpaar 2. Jedes Scheibenpaar hat ein axial bewegbares Scheibenteil 1a bzw. 2a und je ein axiales festes Scheibenpaar 1b und 2b. Zwischen den beiden Scheibenpaaren ist zur Momentenübertra gung ein Umschlingungsmittel in Form einer Kette 3 vorgese hen.
Die Fig. 1 zeigt schematisch ein Kegelscheibengetriebe mit einem antriebsseitigen und mit der von einem Motor antreibba ren Antriebswelle I drehfesten Scheibenpaar 1 und einem auf der Abtriebswelle II drehfest angeordneten Scheibenpaar 2. Jedes Scheibenpaar hat ein axial bewegbares Scheibenteil 1a bzw. 2a und je ein axiales festes Scheibenpaar 1b und 2b. Zwischen den beiden Scheibenpaaren ist zur Momentenübertra gung ein Umschlingungsmittel in Form einer Kette 3 vorgese hen.
Auf das axial verlagerbare abtriebsseitige Scheibenteil 2a
wird eine übersetzungsabhängige Kraft durch ein Tellerfeder
paket 4 aufgebracht, das derart eingebaut und ausgebildet
ist, daß auf die Kette 3 eine höhere Kraft ausgeübt wird,
wenn diese sich im radial inneren Bereich des antriebsseiti
gen Scheibenpaares 1 befindet und eine geringere Kraft, wenn
die Kette 3 sich am antriebsseitigen Scheibenpaar 1 im
größeren Durchmesserbereich befindet.
Das Tellerfederpaket 4 stützt sich mit seinen radial äußeren
Bereichen gegen die axial bewegliche Scheibe 2a und radial
innen gegen das axial feste Bauteil - hier als Kolben 5
bezeichnet - einer Kolben/Zylindereinheit 6 ab, deren axial
bewegbares und rotierbares Zylinderteil 7 fest mit dem axial
verlagerbaren Scheibenteil 2a verbunden ist.
Bei dem antriebsseitigen Scheibenpaar 1 ist ebenfalls die
axial bewegbare Scheibe 1a mit einem umlaufenden und axial
bewegbaren Zylinderteil 8 einer Kolben/Zylindereinheit 9
verbunden, deren mitlaufendes, jedoch axial festes Kolbenteil
hier als Ringkolben 10 ausgebildet ist.
Mechanisch parallel geschaltet zu dieser Kolben/Zylinderein
heit 9 ist eine radial innerhalb derselben liegende
Kolben/Zylindereinheit 11, deren axial festes und mit der
Welle I drehendes Zylinderteil 12 mit dem Kolbenteil 10 der
äußeren Kolben/Zylindereinheit 9 fest ist und dessen axial
verlagerbares, jedoch mit der Welle I drehfestes Kolbenteil
13 fest verbunden ist mit dem Zylinderteil 8 der äußeren
Kolben/Zylindereinheit 9.
über die Antriebswelle I wird die Pumpe 14 angetrieben, die
unter Zwischenschaltung eines in Abhängigkeit von dem
gewünschten bzw. benötigten Übersetzungsverhältnis gesteuer
ten bzw. geregelten Druckregelventils, das als Einkanten
schieber 15 ausgebildet sein kann, über eine Leitung 16
Druckmittel in den Druckraum 11a der inneren Kolben/Zylinder
einheit 11 fördern kann. Je nach Stellung des Druckregelven
tils 15 wird entweder Druckmittel über die Leitung 16 in den
Druckraum 11a gepumpt und damit die Kette 3 am Scheibenpaar 1
nach außen verlagert - entgegen der Kraft des Tellerfederpa
kets 4 - oder aber es wird durch entsprechende Stellung bzw.
Regelung des Ventils 15 Druckmittel durch die Leitung 17 in
den Ölsumpf zurückgeführt. Die Pumpe 14 saugt das Druckmit
tel, wie Öl, über einen Filter an. Zwischen Pumpe 14 und
Druckregelventil 15 ist ein den zulässigen Höchstdruck
begrenzendes Sicherheitsventil 19 angeordnet.
Die zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses vorgesehene
Pumpe 14 braucht erheblich weniger Leistung, und es sind
damit höhere Wirkungsgrade erzielbar als bei Getrieben nach
dem Stand der Technik, da diese Pumpe 14 infolge des kleinen
Druckraumes 11a lediglich etwa ein Viertel des dort erforder
lichen Volumens zu fördern braucht.
Zur Erzeugung des vom übertragenen bzw. anstehenden Drehmo
ment abhängigen Druckes ist die Pumpe 20 vorgesehen, die über
die Leitung 21 den Druckraum 6a der Kolben/Zylindereinheit 6
des abtriebsseitigen Kegelscheibenpaares 2 und den Druckraum
9a der radial außen vorgesehenen Kolben/Zylindereinheit 9 des
antriebsseitigen Scheibenpaares 1 speist. Von der Leitung 21
führt eine Leitung 22 in den Druckraum 24a des Drehmomen
tenfühlers 24, der als momentengesteuertes Ventil ausgebildet
ist und direkt das Drehmoment vom Antrieb bzw. Motor zum
antriebsseitigen Scheibenpaar 1 überträgt. Dieser Momenten
fühler 24 besitzt in bekannter Weise (siehe DE-PS 28 347)
eine axial feststehende 24b und eine axial verlagerbare
Kurvenscheibe 24c mit jeweils angeformten Auflauframpen,
zwischen denen Spreizkörper in Form von Kugel 24d vorgesehen
sind. Je nach dem anstehenden Drehmoment zwischen den beiden
Scheiben 24b und 24c wird über die als Steuerkolben wirksame
Scheibe 24c, die Abflußöffnung 24e entsprechend verschlossen
oder geöffnet und somit ein dem am Drehmomentfühler 24 anste
henden Moment entsprechender Druck im Druckraum 24a und in
den Leitungen 21, 22 erzeugt.
Zur Begrenzung des höchsten Druckes ist ein Sicherheitsventil
20a der Pumpe 20 nachgeschaltet.
Der vom Drehmomentfühler 9 gelieferte Druck beaufschlagt
nicht unmittelbar die Druckräume 6a,9a der Kolben/Zylinder
einheiten 6 und 9, sondern wird in Abhängigkeit der einge
stellten Übersetzung des Getriebes mittels einer Vorrichtung
25 moduliert. Die Vorrichtung 25 umfaßt ein Druckregelventil
26, das über die Leitungen 21, 22 mit dem Druckraum 24a des
Drehmomentfühlers 24 in Verbindung steht. Das Druckregelven
til 26 ist als Kolbenventil ausgebildet, dessen Kolben 27 in
Abhängigkeit des vom Drehmomentfühler 24 gelieferten Druckes
verlagert bzw. eingestellt wird, um den Druck einzuregulie
ren, mit dem die Kolben/Zylindereinheiten 6 und 9 beauf
schlagt werden. Ausgangs- bzw. abflußseitig ist das Druckre
gelventil 26 mit den Druckräumen 6a,9a über Leitungen 28, 29
verbunden. Die Abflußseite und Zuflußseite des Druckregelven
tils 26 sind über ein Rückschlagventil 30 miteinander verbun
den. Dieses Rückschlagventil 30 ist dabei derart angeordnet,
daß es in Richtung von der Zuflußseite zur Abflußseite
schließt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das
Rückschlagventil 30 vorgesehen zwischen der vom Drehmo
mentfühler 24 unmittelbar druckbeaufschlagten Leitung 22 und
den Leitungen 28, 29.
Um den vom Drehmomentfühler 24 gelieferten Druck mittels des
Druckregelventiles 27 auf den erforderlichen bzw. gewünschten
Druck, mit dem die Zylinder/Kolbeneinheiten 6 und 9 beauf
schlagt werden, zu modulieren bzw. abzuändern, insbesondere
zu verringern, besitzt die Vorrichtung 25 ein Stellglied in
Form einer Kolben/Zylindereinheit 31, deren Druckraum
unmittelbar mit dem vom Drehmomentfühler 24 gelieferten Druck
beaufschlagt wird. Die Zylinder/Kolbeneinheit 31 wirkt auf
das Druckregelventil 26 über einen Übersetzungsmechanismus in
Form eines Hebelsystems 32.
Der Hebelmechanismus 32 besitzt einen Hebel 33, der einer
seits vom Kolben 31a der Kolben/Zylindereinheit 31 beauf
schlagt wird und andererseits sich am verlagerbaren und den
Druck einstellenden Bauteil, nämlich am Kolben 27 des
Druckregelventils 26 abstützt. Der Hebel 33 dient als
Übersetzungshebel. Hierfür ist dieser schwenkbar um einen
Drehpunkt 34 abgestützt. Der Schwenkpunkt 34 ist zwischen dem
Anlenkpunkt 33a mit dem Kolben 31a und dem Abstützpunkt 36 am
Ventilkolben 27 verlagerbar. Der Schwenkpunkt 34 für den
Hebel 33 verlagert sich in Abhängigkeit der Getriebeüberset
zungsänderung, so daß auch die über den Hebel 33 bewirkte
Übersetzung abhängig ist von dem eingestellten Übersetzungs
verhältnis zwischen dem auf der Antriebswelle I vorgesehenen
Scheibenpaar 1 und dem auf der Abtriebswelle II vorgesehenen
Scheibenpaar 2. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist
der Schwenkpunkt 34 an einem weiteren Hebel 35 vorgesehen,
der mit der axial verlagerbaren Scheibe 2a auf der Abtriebs
welle II formschlüssig verbunden sein kann und somit gleich
sinnig mit der axialen Verlagerung der Kegelscheibe 2a
verschoben werden kann.
Durch die Vorrichtung 25 kann also der vom Drehmomentfühler
24 gelieferte Druck in Abhängigkeit der eingestellten
Getriebeübersetzung moduliert, insbesondere reduziert
werden.
Der Faktor, um den der vom Drehmomentfühler eingestellte bzw.
gelieferte Druck zur Beaufschlagung der Stellglieder 6, 9
korrigiert wird, ist abhängig von dem durch den Hebelmecha
nismus 33+35 eingestellten Übersetzungsverhältnis. Mit 34a
ist die eine Extremposition, die der Verschwenkpunkt 34
einnehmen kann, gekennzeichnet. Diese Position 34a des
Verschwenkpunktes 34 (bzw. des Hebels 35) entspricht derje
nigen Übersetzung des Getriebes, bei der die Kette 3 am
Scheibenpaar 1 sich in ihrer radial weitesten inneren
Position befindet (also auf dem kleinstmöglichen Radius) und
am Scheibenpaar 2 sich radial außen befindet (also auf dem
größtmöglichen Radius). Diese Übersetzung des Getriebes
entspricht der größtmöglichen Drehzahluntersetzung von der
Antriebswelle I zur Abtriebswelle II, das bedeutet also, daß
die Abtriebswelle II eine geringere Drehzahl aufweist als die
Antriebswelle I. Bei dieser Übersetzungseinstellung muß die
Anpressung zwischen den Kegelscheibenpaaren 1, 2 und der Kette
3 am größten sein, um das anstehende Drehmoment übertragen zu
können. Wie aus der Figur ersichtlich ist, kann sich der
Schwenkpunkt 34a bei dieser Übersetzungseinstellung über dem
Beaufschlagungspunkt 33a befinden, so daß die vom Kolben 31a
ausgeübte Kraft praktisch keinen Einfluß auf das Druckregel
ventil 27 hat, da der Hebel 33 bei dieser Lage des Veschwenk
punktes 34a keine Übersetzung aufweist bzw. übernehmen kann.
Somit können die Druckräume 6a, 9a praktisch unmittelbar mit
dem vom Drehmomentfühler 24 gelieferten Druck beaufschlagt
werden.
Die andere Extremposition des Schwenkpunktes 34 ist mit 34b
gekennzeichnet. Diese Position 34b des Schwenkpunktes 34
entspricht derjenigen Übersetzungseinstellung des Getriebes,
bei der die Kette 3 sich am Scheibenpaar 1 auf dem größten
Radius befindet und am Scheibenpaar 2 auf dem kleinsten. Bei
dieser Übersetzungseinstellung findet also eine Drehzahlüber
setzung von der Antriebswelle I auf die Abtriebswelle II
statt, das bedeutet also, daß die Abtriebswelle II schneller
dreht als die Antriebswelle I. Es ist ersichtlich, daß in der
Position 34b des Schwenkpunktes 34 der Hebel 33 als zweiarmi
ger Hebel wirksam ist und die vom Kolben 31a auf den Hebel 33
ausgeübte Verschwenkkraft die größte Auswirkung auf den
Kolben 27 des Druckregelventils 26 besitzt. Bei diesem
Übersetzungsverhältnis der Hebel 33, 35 wird also nach dem
Druckregelventil 26 der geringste Druck erzeugt. Durch die
Vorrichtung 25 kann also der Druck, mit dem die Druckräume
6a, 9a der Kolben/Zylindereinheiten 6, 9 beaufschlagt werden,
zusätzlich übersetzungsabhängig eingestellt werden, wobei zur
Einstellung dieses auch übersetzungsabhängigen Druckes
weiterhin der vom Drehmomentfühler 24 gelieferte Druck
herangezogen wird, und zwar, indem dieser über die Zylinder/
Kolbeneinheit 31 über den Hebelmechanismus 33+35 auf den
Kolben 27 des Druckregelventils 26 einwirkt. Das Verhältnis
zwischen dem vom Drehmomentfühler 24 gelieferten Druck und
dem an den Kolben/Zylindereinheiten 6, 9 tatsächlich anstehen
den Druck sowie die Änderung dieses Verhältnisses, kann durch
entsprechende Ausgestaltung der Kolben/Zylindereinheit 31 des
Hebels 33 und des Hebels 35 beeinflußt werden.
Infolge der Parallelschaltung der Kolben/Zylindereinheit 11
und 9 wird die auf die Scheibe 1a durch den durch die
Druckregelvorrichtung 25 eingestellten Druck erzeugte Kraft
hinzuaddiert zu der Kraft, die durch den übersetzungsabhängi
gen Druck am Kolbenteil 13 erzeugt wird.
Die Pumpe 20 zur Erzeugung des momentenabhängigen Druckes,
der durch die Vorrichtung 25 übersetzungsabhängig modifiziert
wird, braucht lediglich so viel Volumen zu fördern, daß auf
jeden Fall die Leckverluste in den Leitungen und den Stell
gliedern 6, 9 sowie die durch die Öffnung 24e hindurchströmen
den Mengen und die durch ein Aufweiten der Leitungen bzw.
Stellglieder auftretenden Volumensvergrößerungen kompensiert
werden. Jedoch braucht bis auf die Leckage keine hydraulische
Energie für diesen momentenproportionalen bzw. nach der
Vorrichtung 25 moment- und übersetzungsabhängigen Druckanteil
erzeugt zu werden, da zum Kompensieren der mit der Änderung
der Übersetzung gleichzeitig verbundenen Volumensänderungen
in den Druckräumen 9a und 6a lediglich das Druckmittel hin
und hergepumpt, das heißt ausgetauscht zu werden braucht. Die
für diese Pumpe 20 erforderliche Leistung liegt im Bereich
von einem Sechstel der bei den bisher bekannt gewordenen
Einrichtungen erforderlichen Gesamtleistung. Die Summe der
durch die Pumpen 14 und 20 erforderlichen Leistungen ist
daher erheblich geringer.
Die Antriebseinheit bzw. das Getriebe ist abtriebsseitig, das
bedeutet in Richtung des Kraftflusses vom Motor aus gesehen,
hinter dem Kegelscheibenpaar 2 mit einer ersten Kupplung 26
zum Antrieb der Ausgangswelle III in die eine Drehrichtung,
z. B. für die Vorwärtsfahrt, und mit einer zweiten Kupplung
27 für den Antrieb der Ausgangswelle III in die andere Dreh
richtung, z. B. für die Rückwärtsfahrt, versehen.
Die Kupplung 37 besteht aus einem an der Antriebswelle II
befestigten angetriebenen Teil 37a, das eine Reibfläche
aufweist, und einer am Teil 37a axial verlagerbaren, jedoch
drehfesten und als Kolben ausgebildeten Druckplatte 37b mit
einer Gegenreibfläche. Weiterhin besitzt die Reibungskupplung
37 eine mit der Welle III drehfeste Kupplungsscheibe 37c,
deren Reibbereich axial zwischen der Reibfläche und Gegen
reibfläche einspannbar ist. Zwischen dem angetriebenen Teil
37a und der Druckplatte 37b ist ein Druckraum 37d gebildet.
Die Kupplung 38 besteht aus einer z. B. mit einem Getriebege
häuse unverdrehbaren und axial festen Gegendruckplatte 38a
mit einer Gegenreibfläche und einer gegenüber dieser axial
verlagerbaren, jedoch drehfesten und als Kolben ausgebildeten
Druckplatte 38b mit einer Reibfläche. Die Reibungskupplung 38
umfaßt weiterhin eine Kupplungsscheibe 38c, deren Reibbereich
axial einspannbar ist zwischen der Gegendruckplatte 38a und
der Druckplatte 38b. Die Kupplungsscheibe 38c trägt das
Außenzahnrad 39a einer Planetenübersetzung 39, deren Sonnen
rad 39b mit der Ausgangswelle III drehfest ist. Die über den
Umfang verteilten Planetenzahnräder 39c sind vom angetriebe
nen Teil 37a der Kupplung 37 getragen bzw. angetrieben. Der
Kolben 38b begrenzt einen Druckraum 38d.
Die Druckplatten bzw. Kolben 37b und 38b werden, wie an sich
bekannt, von einem Kraftspeicher, wie z. B. von einer
Tellerfeder, in Ausrückrichtung gedrängt, so daß bei fehlen
dem Druck in den Druckräumen 37d,38d die entsprechende
Kupplung 37, 38 vollständig öffnet, wodurch gewährleistet ist,
daß kein Drehmoment, praktisch auch kein Schleppmoment an die
entsprechende Kupplungsscheibe 37c, 38c übertragen wird.
Zur Versorgung der beiden Druckräume 37d und 38d sind wir
kungsmäßig zwischen dem Druckregelventil 15 und den beiden
Kupplungen 37, 38 ein erstes Umschaltventil 40 sowie ein
zweites Umschaltventil 41 angeordnet. Das erste Umschaltven
til 40 steht sowohl über eine Leitung 40a mit dem von der
Pumpe 20 als auch über eine Leitung 40b mit dem von der Pumpe
14 gespeisten Druckmittelkreislauf in Verbindung. Auslaßsei
tig ist das Umschaltventil 40 einerseits über eine Leitung 42
mit dem Umschaltventil 41 verbunden und andererseits über die
Leitung 16a mit dem Druckraum 11a der Kolben/Zylindereinheit
11, welche das Übersetzungsverhältnis des Kegelscheibenge
triebes beeinflußt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Umschaltventil 40 durch ein sogenanntes 5/2-Wegeven
til gebildet. Das zwischen den beiden Kupplungen 36, 37 und
dem Wegeventil 40 vorgesehene Umschaltventil 41 ist durch ein
sogenanntes 4/2-Wegeventil gebildet. Über das Umschaltventil
40 können die Kupplungen 37, 38 in Abhängigkeit von bestimmten
Betriebsparametern, z. B. eines mit einem derartigen Getriebe
ausgestatteten Kraftfahrzeuges, mit dem Druckmittelkreislauf
mit drehmomentabhängigem Druck oder mit der Pumpe 14, die
einen vom Druckregelventil 15 abhängigen Druck aufbaut, ver
bunden werden. Das Umschaltventil dient dazu, daß lediglich
eine der Reibungskupplungen 37, 38 wahlweise geschlossen,
also mit Druckmittel beaufschlagt werden kann. Dadurch kann
über das Ventil 41 zwischen Vorwärtsfahrt, bei der die
Kupplung 37 geschlossen ist bzw. wird, und Rückwärtsfahrt,
bei der die Kupplung 37 geöffnet ist und die Kupplung 38
geschlossen ist bzw. wird, gewählt werden. Die Umschaltung
des Ventils 41 kann unmittelbar manuell oder indirekt über
einen Regler, der die entsprechenden Positionen eines
Wählhebels zur Einstellung des Betriebsmodus des Kraftfahr
zeuges erfaßt, erfolgen.
In der Figur befinden sich die Ventile 40, 41 in bezug auf die
mit ihnen verbundenen Leitungen in einer Position, welche
derjenigen zum Anfahren der Antriebseinheit bzw. des Kegel
scheibenumschlingungsgetriebes entspricht, also derjenigen
Position, die zum Aufbau eines Drehmomentflusses von der
Antriebswelle I auf die Ausgangswelle III, also zum Einleiten
einer Drehmomentübertragung, erforderlich ist. Während dieser
Drehmomentaufbauphase ist beim Einleiten einer Vorwärtsfahrt
der Druckraum 37d über das Ventil 41 und 40 mit der Pumpe 14
verbunden, welche einen von der Einregulierung bzw. Ansteue
rung des Druckregelventils 15 abhängigen Druck aufbaut. In
dieser Anfahrphase wird das Druckregelventil über einen
Regler 43 geregelt, wobei diese Regelung in Abhängigkeit
eines Kraftstoffzufuhreinregulierungsgliedes erfolgen kann,
weiterhin in Abhängigkeit des an der entsprechenden Kupplung
anstehenden Schlupfes und gegebenenfalls auch noch anderer
Parameter, wie Motortemperatur, Stellung des Wählhebels zur
Bestimmung des Betriebsmodus, wie z. B. Normalfahrt, sportli
che Fahrt, Vorwärtsfahrt, Rückwärtsfahrt. Der Regler kann
auch einen Prozessor umfassen mit einem Speicher, in dem die
einzelnen Werte für die Anfahrphase herausgelesen werden,
wobei diese Werte, wie an sich bekannt, während der Fahrt
stets aktualisiert werden können. Die Werte können dabei
einer ganz bestimmten Stellung bzw. einer ganz bestimmten
Betätigung eines die Kraftstoffzufuhr beeinflussenden
Gliedes, wie Gaspedal, entsprechen.
Das Druckregelventil 15 kann durch ein Proportionalventil
gebildet sein, das von dem elektronischen Regler 43 mit einer
Spannung beaufschlagt wird, die, wie bereits beschrieben,
verschiedenen Parametern zugeordnet sein kann, die im Regler
abgespeichert sind oder auch erfaßt werden, z. B. beim
Anfahren. So kann z. B. eine der Gaspedalposition entspre
chende, ganz bestimmte Motordrehzahl für das Anfahren
eingeregelt werden. Ist die Ist-Drehzahl des Motors bzw. der
Antriebswelle 1 kleiner als die Soll-Drehzahl, so wird der
Druck in den Leitungen 16, 42 über das Proportionalventil 15
erhöht. Dies geschieht dadurch, daß die Spannung am elektri
schen Verstellmittel 15a entsprechend geändert wird, so daß
die Kupplung 37 weiter geschlossen wird.
Während der Anfahr- bzw. Drehmomentaufbauphase wird weiter
hin durch den Momentenfühler 24 gewährleistet, daß bei
Drehmomentstößen bzw. bei Drehmomentänderungen die Anpreß
kraft bzw. Verspannkraft, welche die Kegelscheiben 1a, 1b;
2a, 2b auf die Kette 3 ausüben, entsprechend eingestellt wird,
um ein Durchrutschen dieser Kette 3 zu vermeiden. Der vom
anstehenden Drehmoment abhängige Druckmittelkreislauf regelt
sich also von selbst mechanisch, also ohne Elektronik bzw.
ohne Eingriff von außen, während der Anfahrphase ein. Diese
Selbstregulierung des von der Pumpe 20 gespeisten Kreislau
fes, der einen vom anstehenden Drehmoment abhängigen Druck
aufbaut, ermöglicht es, das im Verhältnis zu den Ventilen
40, 41 teure druckproportionale Ventil 15 während der Drehmo
mentaufbauphase bzw. Anfahrphase sowohl für die Vorwärts- als
auch die Rückwärtsfahrkupplung zu verwenden.
Dem Aufbau der gezeigten Ausführungsform lag die Erkenntnis
zugrunde, daß beim Anfahren des Kegelscheibengetriebes dieses
nicht übersetzungsgeregelt werden muß, da man beim Anfahren
und in der Anfahrphase durch das an dem Sekundär- bzw.
abtriebsseitigen Scheibenpaar 2 vorgesehene Tellerfederpaket,
welches die beiden Scheiben 2a, 2b axial aufeinander zu
verspannt, die Gewähr hat, daß das richtige Übersetzungsver
hältnis vorhanden ist. Bei diesem Übersetzungsverhältnis
befindet sich die Kette 3 am primärseitigen Scheibenpaar 1
auf dem kleinsten Durchmesser und auf dem sekundärseitigen
Scheibenpaar 2 auf dem größten Durchmesser. Das bedeutet
also, daß zwischen der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle
2 die größte Drehzahluntersetzung vorhanden ist.
Nach der Anfahrphase, also nachdem die Kupplung 37 geschlos
sen ist, das bedeutet, daß in der Reibungskupplung kein
Schlupf oder ein vorgegebener Schlupf, z. B. zur Schwingungs
isolation, vorhanden ist, wird der Druckraum 37d der Kupplung
37 durch Umschalten des Ventils 40 mit dem von der Pumpe 20
gespeisten und einen vom anstehenden Drehmoment abhängigen
Druck aufbauenden Druckmittelkreislauf verbunden. Weiterhin
wird der übersetzungsabhängige Druckanteil bzw. Kreislauf
mit der Zylinder/Kolbeneinheit 11 verbunden. Das Ventil 40
befindet sich dabei in der im rechten Quadrat dargestellten
Stellung.
Die im Zusammenhang mit der Kupplung 37 beschriebenen
Wirkungsweisen bzw. Regelungen treten bei umgeschaltetem
Ventil 41 auch in Verbindung mit der Kupplung 38 auf. Anstatt
der Rückfahrkupplung 38 können jedoch auch andere an sich
bekannte Drehrichtungsumkehrungsvorrichtungen verwendet
werden, so daß dann die Kupplung 38 entfallen kann und somit
auch das Ventil 41.
Die Umschaltung von der linken in die rechte Position des
Ventils 40 muß spätestens dann erfolgen, wenn die Übersetzung
des Getriebes in Richtung kleinerer Untersetzung bzw.
größerer Übersetzung verändert werden soll, das heißt in
Richtung höherer Drehzahl an der Welle II bzw. schnellerer
Geschwindigkeit für das Fahrzeug.
Nach dem Anfahren wird über das Proportionalventil 15 der
Druck, der die entsprechende Übersetzung einstellt, eingere
gelt, und zwar, wie bereits erwähnt, in Abhängigkeit von
Kraftfahrzeugparametern, insbesondere von Motorparametern und
Kraftstoffzufuhrstellgliedparametern.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist am Drehmoment
fühler 24 bzw. im Ablaufkreis des Drehmomentfühlers 24 ein
Druckbegrenzungsventil 44 vorgesehen, das gewährleistet, daß
im Kreislauf mit drehmomentabhängigem Druck auch bei fehlen
dem Drehmoment ein Mindestdruck erhalten bleibt, z. B. 2 bar.
Dieser Mindestdruck ist abhängig von der Rückstellkraft des
Kraftspeichers, wie Tellerfeder, der den Kolben bzw. die
Druckplatte 37b der Kupplung 37 bzw. den Kolben 38b der
Kupplung 38 in Ausrückrichtung beaufschlagt. Der durch das
Ventil 44 eingestellte Mindestdruck muß ausreichend hoch
sein, um bei Moment = 0 die Anfahr- bzw. Rückwärtsanfahrkupp
lung 37,38 in einer Schleif- bzw. Schlupfposition zu halten,
damit also praktisch kein oder ein vorbestimmtes Moment
übertragbar ist. Es soll also durch das Ventil 44 gewährlei
stet werden, daß bei praktisch Drehmoment = 0 die Reibflächen
der entsprechenden Druckplatte und Gegendruckplatte der
Kupplung mit den Reibbelägen der Kupplungsscheibe in Eingriff
bleiben. Der Vorteil des Ventils 44 besteht darin, daß bei
Lastwechseln, also wenn man von einem positiven in einen
negativen Drehmomentbereich übergeht, keine Öffnung der
entsprechenden Kupplung 37, 38 erfolgt, da die Pumpe 20 das
einen Mindestdruck einstellende Druckventil 44 überbrücken
muß und somit ein ausreichend hoher Druck vorhanden ist, um
die entsprechend in Eingriff sich befindende Kupplung
partiell geschlossen zu halten. Die bei Drehmoment = 0 an
der Kupplung 37 bzw. 38 anstehende Schließkraft kann derart
gewählt werden, daß kein oder nur ein sehr geringes oder ein
mittleres Drehmoment übertragen wird, das ausreichend klein
ist, um Drehmomentspitzen bzw. Schwingungsspitzen durch
Durchrutschen der Kupplung zwischen Motor und Ausgangswelle
III zu filtrieren.
Gemäß einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann
anstatt eines konstant eingestellten Druckregelventils 44
auch ein ansteuerbares bzw. einregelbares verwendet werden,
das z. B. über den Regler 43 entsprechend eingeregelt wird,
so daß in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsparametern, wie
Kraftfahrzeugparametern, insbesondere Motorparametern, wie
Kraftstoffzufuhrparametern und/oder Öltemperatur oder
dergleichen, der durch das Ventil 44 eingestellte Mindest
druck entsprechend variiert werden kann. Dadurch kann das bei
anstehendem Drehmoment = 0 von der Kupplung 37 bzw. 38
übertragbare Moment in Abhängigkeit von den erwähnten
Betriebsparametern verändert werden.
Die Anfahrkupplung 37 und gegebenenfalls auch die Rückwärts
fahrkupplung 38 kann z. B. in ähnlicher Weise eingeregelt
werden, bzw. es können zur Einregulierung dieser Kupplungen
ähnliche Parameter bzw. die gleichen Parameter herangezogen
werden, wie dies in der deutschen Patentanmeldung
P 40 11 850.9 beschrieben ist, wobei jedoch zu berücksichti
gen ist, daß bei der erwähnten Anmeldung zum Ausrücken der
Kupplungen ein hydraulischer Druck aufgebaut werden muß,
wohingegen bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung die Kupplung bzw. Kupplungen über den
hydraulischen Druck geschlossen werden.
Die Pumpen 14, 20 können von dem die Antriebswelle 1 antrei
benden Motor, wie Brennkraftmaschine, angetrieben werden. Für
manche Anwendungsfälle kann es jedoch auch zweckmäßig sein,
wenn wenigstens eine der Pumpen 14, 20 einen eigenen Antriebs
motor, wie z. B. einen Elektromotor, besitzt. Der Elektromo
tor kann dabei in Abhängigkeit von bestimmten Betriebsparame
tern, z. B. eines Fahrzeuges bzw. einer Brennkraftmaschine,
angesteuert bzw. eingeregelt werden, so daß auch der Be
triebspunkt der Pumpe verändert werden kann, das bedeutet,
daß das Fördervolumen bzw. der Förderdruck der Pumpe beein
flußt werden kann.
Bei der beschriebenen Ausführungsvariante gemäß Fig. 1 ist
am abtriebsseitigen Scheibenpaar 2 zur Erzeugung einer
übersetzungsabhängigen Kraft ein Kraftspeicher in Form eines
Tellerfederpaketes 4 vorgesehen. Dieser Kraftspeicher 4 kann
jedoch durch eine Kolben/Zylindereinheit ersetzt werden, die
am Scheibenpaar 2 ähnlich ausgebildet und angeordnet ist, wie
die Kolben/Zylindereinheit 11 des auf der Antriebswelle I
vorgesehenen Scheibenpaars 1. Eine derartige Ausgestaltung
ist in Verbindung mit Fig. 2 der DE-Anmeldung P 40 36 683.9
beschrieben. Das in dieser DE-Anmeldung beschriebene Ventil
36 müßte bei der vorliegenden Ausführungsform nach dem Ventil
40, also im Bereich der Leitung 16a, vorgesehen werden, und
es wäre dann eine zweite Verbindungsleitung, ausgehend von
diesem zusätzlichen Ventil, zu der die Übersetzung einstel
lenden Zylinder/Kolbeneinheit des abtriebsseitigen Kegel
scheibenpaares 2 erforderlich.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden
die Kupplungen 37, 38 praktisch unmittelbar von dem vom
Drehmomentfühler 24 gelieferten Druck beaufschlagt. Die mit
dem Ventil 40 verbundene Leitung 40a kann jedoch auch nach
der Druckregelvorrichtung 25 angeschlossen werden, z. B. an
die Leitung 28 oder 29, so daß dann die Kupplungen 37, 38 mit
dem gleichen hydraulischen Druck wie die Zylinder/Kolbenein
heiten 6, 9 beaufschlagt werden können.
In Fig. 1 sind verschiedene Ölrückläufe gezeigt. Diese
Rückläufe können in einen gemeinsamen Ölauffangbehälter bzw.
Ölsumpf münden.
Anstatt des in Fig. 1 dargestellten Stellgliedes in Form des
Druckregelventils 26, das mit Hilfe der Kolben/Zylinderein
heit 31 und des Hebelmechanismus 32 eingeregelt wird, kann
das in Fig. 2 gezeigte Stellglied bzw. Druckregelventil 126
verwendet werden. Das Ventil 126 ist über eine Stellvorrich
tung in Form eines Solenoid 131 einstellbar bzw. betätigbar,
um den gewünschten Druck durch Modulierung des vom Drehmo
mentfühler 24 gelieferten Druckes einzustellen. Das Druckre
gelventil 126 ist in gleicher Weise wie das Ventil 26 gemäß
Fig. 1 zuflußseitig mit der Leitung 21 verbunden und abfluß
seitig mit den Leitungen 28, 29. Bei dem dargestellten Druck
regelventil 126 erfolgt die Rückstellung über eine Feder 132.
Es kann jedoch auch ein Druckregelventil mit einer kombinier
ten oder anderen Rückstellung, wie z. B. hydraulischer
Rückstellung, verwendet werden. In besonders vorteilhafter
Weise können Druckregelventile 126 Verwendung finden, die als
Kolben- bzw. Schieberventile ausgebildet sind.
Das Druckregelventil 126 kann durch ein Proportionalventil
gebildet sein, wobei zur Einstellung des erforderlichen bzw.
gewünschten Druckes auf der Abflußseite des Ventils 126 das
Solenoid 131 von der Regeleinrichtung, welche eine elektroni
sche Einheit bzw. einen Prozessor 43 (Fig. 1) umfaßt, mit
einer Stellgröße, z. B. in Form einer Spannung, beaufschlagt
wird. Diese Stellgröße kann verschiedenen Parametern bzw.
Regel- und/oder Störgrößen zugeordnet sein, welche in der
elektronischen Einheit bzw. dem Prozessor 43 erfaßt und
verarbeitet werden. Die das Ventil 126 beeinflussenden und
von der elektronischen Einheit bzw. dem Prozessor 43 verar
beiteten Größen bzw. Parameter umfassen insbesondere die am
Kegelscheibengetriebe eingestellte Übersetzung. Die Öltempe
ratur des Motors und/oder des Getriebes und/oder der beiden
hydraulischen Kreisläufe, welche durch die Pumpen 14 und 20
gemäß Fig. 1 gespeist werden, können als weitere Parameter
herangezogen werden. Als weitere Parameter können die
Kraftstoffzufuhrmenge bzw. die Stellung eines Kraftstoff
zufuhrgliedes, die Motordrehzahl, die Abtriebsdrehzahl am
Getriebe, die Stellung des Wahlhebels für den Betriebsmodus
des mit einem erfindungsgemäßen Kegelscheibenumschlingungsge
triebe ausgestatteten Kraftfahrzeuges und gegebenenfalls
weitere Parameter, die einen Einfluß auf das vom Motor
abgegebene bzw. auf das von dem Kegelscheibengetriebe zu
übertragenden Drehmoment haben, verwendet werden.
In besonders vorteilhafter Weise kann das Druckregelventil
126 derart ausgelegt sein, daß bei nicht angesteuertem
Solenoid 131 das Ventil 126 offen ist, so daß auch bei einem
Ausfall der Ansteuerung des Solenoids 131 weiterhin eine
Verspannung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes möglich
ist, und zwar steht dann in den entsprechenden Druckräumen
6a, 9a der beiden Kegelscheibenpaare 1, 2 der volle vom
Drehmomentfühler 24 abgegebene Druck an. Dadurch ist zwar der
Wirkungsgrad des Getriebes verringert, jedoch bleibt die
Drehmomentübertragungsfunktion erhalten.
Das Solenoid 131 ist über die Leitung 133 mit dem Regler 43
verbunden.
Zur Abtastung des vom Getriebe eingestellten Übersetzungsver
hältnisses kann ein Sensor bzw. Fühler verwendet werden, der
mit wenigstens einer der axial verlagerbaren Scheiben 1a,1b
zusammenwirkt. Ein solcher Sensor kann z. B. durch einen
induktiven Wegaufnehmer, wie z. B. ein Linearpotentiometer,
gebildet sein, der über eine entsprechende Leitung mit der
elektronischen Einheit 43 verbunden ist und dieser die
relative Stellung wenigstens einer axial verlagerbaren
Scheibe gegenüber der feststehenden Scheibe meldet.
Claims (13)
1. Stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetrie
be mit zwei zueinander verstellbaren Kegelscheibenpaaren
- einem antriebs- und einem abtriebsseitigen - wobei
wenigstens eines der Kegelscheibenpaare durch ein von
einem Drehmomentfühler druckmittelbeaufschlagtes Stell
glied, wie einer Kolben/Zylindereinheit, zur Verspannung
des Umschlingungsmittels beaufschlagbar ist, dadurch
gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die in
Abhängigkeit der eingestellten Übersetzung des Getriebes
und des vom Drehmomentfühler gelieferten Druckes den
Druck, mit dem das Stellglied beaufschlagbar ist,
bestimmen.
2. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel ein Druckregelven
til umfassen, das einerseits mit dem Drehmomentfühler und
andererseits mit dem Stellglied verbunden ist und in
Abhängigkeit des vom Drehmomentfühler gelieferten Druckes
und der Übersetzung des Getriebes einreguliert wird.
3. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Mittel, über die der vom Drehmomentfühler gelieferte
Druck moduliert wird, ein Stellglied, wie eine Kolben/Zy
lindereinheit, aufweisen, das vom Drehmomentfühlerdruck
beaufschlagt wird und das in Abhängigkeit dieses Druckes
den Druck, mit dem das Stellglied wenigstens eines
Kegelscheibenpaares beaufschlagt wird, bestimmt.
4. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
Druckregelventil und die dieses beeinflussende Kolben/Zy
lindereinheit eine Baueinheit bilden.
5. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach einem der
Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das
Druckregelventil durch das Stellglied unter Zwischen
schaltung einer Übersetzung betätigbar ist.
6. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung einen Hebel
aufweist, der um einen in Abhängigkeit der Übersetzung
des Getriebes sich verlagernden Drehpunkt verschwenkbar
ist.
7. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verschwenkpunkt auf einem
axial verlagerbaren Bauteil vorgesehen ist, das mit einem
der axial verlagerbaren Scheiben des Getriebes verbunden
ist.
8. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes
Kegelscheibenpaar von einem vom Drehmomentfühler druck
mittelbeaufschlagten Stellglied, wie einer Kolben/Zylin
dereinheit, beaufschlagbar ist.
9. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Übersetzungsänderung druckmittelgesteuert ist.
10. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß je ein
zumindest momentabhängiger und ein zur Steuerung der
Übersetzung vorgesehener Kreislauf von wenigstens einer
Pumpe speisbar ist und zumindest bei einem der Kegel
scheibenpaare das axial verlagerbare Scheibenteil mit die
zumindest momentabhängigen und die übersetzungsabhängigen
Kräfte addierenden Stellgliedern verbunden ist.
11. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem zumindest momentabhän
gigen Kreislauf das Druckregelventil vorgesehen ist.
12. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe nach einem der
Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils
das axial verlagerbare Scheibenteil des an- und des
abtriebsseitigen Scheibenpaares versehen ist mit jeweils
den zumindest momenten- und den übersetzungsabhängigen
Druck addierenden, parallelgeschalteten Stellgliedern.
13. Kegelscheibenumschlingungsgetriebe, insbesondere nach
einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, daß
die Mittel, welche den Druck, mit dem das wenigstens eine
Stellglied eines der Kegelscheibenpaare beaufschlagbar
ist, bestimmen, ein Druckregelventil umfassen, das über
eine Einstellvorrichtung, wie z. B. über einen Solenoid
eingeregelt wird, wobei die Einstellvorrichtung in
Abhängigkeit der von einem Prozessor verarbeiteten
Betriebsparameter eingestellt wird.
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
DEP4103214.4 | 1991-02-02 | ||
DE4103214 | 1991-02-02 |
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DE4201692A Expired - Fee Related DE4201692B4 (de) | 1991-02-02 | 1992-01-23 | Stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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Owner name: LUK LAMELLEN UND KUPPLUNGSBAU BETEILIGUNGS KG, 778 |
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Inventor name: FRIEDMANN, OSWALD, 77839 LICHTENAU, DE Inventor name: INDELKOFER, NORBERT, 77815 BUEHL, DE |
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