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Die
Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
mit zwei zueinander verstellbaren Kegelscheibenpaaren – einem
antriebs- und einem abtriebsseitigen-, wobei wenigstens eines der
Kegelscheibenpaare mittels eines als Anpreßeinrichtung ausgebildeten
Drehmomentfühlers
zur Verspannung des Umschlingungsmittels beaufschlagbar ist, der
Drehmomentfühler über den
Umfang verteilte Wälzkörper, wie
z.B. Kugeln, besitzt, die mit Abwälzflächen bzw. Abstützflächen oder
Rampen zusammenarbeiten, welche drehmoment- und übersetzungsabhängige Verspannkräfte bzw.
Anpreßkräfte erzeugen.
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Bei
derartigen Einrichtungen, wie sie durch die
DE 28 46 546 A1 , die
DE 12 10 648 B ,
die
US 4,350,491 oder
die
DE 40 36 683 A1 bekannt
geworden sind, sind die Wälzkörper des
Drehmomentfühlers
derart angeordnet, daß eine
Abwälzung
dieser Wälzkörper auf
den mit ihnen zusammenwirkenden Abstützflächen nicht stets gewährleistet
ist. Dadurch entsteht eine gewisse Hysterese, die die Funktion des
Kegelscheibenumschlingungsgetriebes ungünstig beeinflussen kann.
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Der
vorliegenden Erfindung lag unter anderem die Aufgabe zugrunde, den
vorerwähnten
Nachteil zu beseitigen und weiterhin die Funktion sowie die Lebensdauer
bekannter Kegelscheibenumschlingungsgetriebe zu verbessern sowie
eine kostengünstige
Herstellung derselben zu gewährleisten.
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Dies
wird gemäß der Erfindung
bei einem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe der eingangs genannten
Art dadurch erzielt, daß die
Wälzkörper in Abhängigkeit
von einer Übersetzungsänderung
des Kegelscheibenpaares bzw. des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes
entlang der Abwälzflächen verlagerbar
sind und dabei zumindest eine radiale Verlagerung gegenüber der
Rotationsachse des mit dem Drehmomentfühler zusammenwirkenden Kegelscheibenpaares
erfahren. Bei der Erfindung werden also die Wälzkörper auch bei einem konstant
bleibenden Antriebsmoment in Abhängigkeit
von einer Übersetzungsänderung
radial verlagert.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
hat gegenüber
den Ausführungsformen
gemäß der
DE 28 46 546 A1 den
Vorteil, daß der
Eingriffsradius zwischen den Wälzkörpern und
den Abwälzflächen sich übersetzungsabhängig verändert. Dadurch
kann von den Wälzkörpern, wenn
sie radial weiter außen
liegen, bei gleicher Steigung der Abwälzflächen in Umfangsrichtung bzw.
der rampenförmigen
Abstützflächen ein
größeres Moment übertragen
werden als wenn diese Kugeln radial weiter innen an den Abwälzflächen angreifen.
Es kann also die Durchmesser veränderung
des Angriffs der Wälzkörper an
den Abwälzflächen zur
Anpassung des erforderlichen bzw. gewünschten Verspanndruckes an
das zu übertragende
Moment mitbenutzt werden.
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Für manche
Einsatzfälle
kann es von Vorteil sein, wenn die Abwälzflächen derart ausgebildet sind,
daß die
Wälzkörper bei
einer Übersetzungsänderung
des Getriebes sowohl in radialer als auch in axialer Richtung eine
Verlagerung erfahren. Das bedeutet also, daß die Wälzkörper zwei überlagerte Bewegungs- bzw. Richtungskomponenten
aufweisen.
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Um
eine optimale Anpassung des erforderlichen Verspanndruckes an das
zu übertragende
Moment zu erzielen, kann es vorteilhaft sein, wenn die Abwälzflächen für die Wälzkörper Auflauframpen
bilden, die über
die Erstreckung der Abwälzflächen, entlang
der die Abwälzkörper übersetzungsabhängig verlagert
werden, einen sich verändernden
Angriffswinkel bzw. unterschiedliche Steigungen für die Wälzkörper bilden.
Dadurch kann über
den gesamten Übersetzungsstellweg
des entsprechenden Kegelscheibenpaares eine drehmoment- und übersetzungsabhängige Verspannung
des Umschlingungsmittels bzw. eine entsprechende axiale Anpressung der
axial verlagerbaren Kegelscheibe erzielt werden.
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Ein
besonders vorteilhafter und funktionssicherer Aufbau kann dadurch
gewährleistet
werden, daß die
Wälzkörper des
Drehmomentfühlers
durch Kugeln gebildet sind, die jeweils in zwei sich axial gegenüberliegenden
und in radialer Richtung betrachtet im wesentlichen V-förmig ausgebildeten
Nuten aufgenommen sind, die derart ausgebildet sind, daß die sich
relativ zu einer Kugel im wesentlichen diametral gegenüberliegenden
Flanken der Nuten, bezogen auf den Radius, auf dem sich die Kugeln
befinden, für diese
Kugeln tangentenartige Angriffslinien bilden, die zumindest im wesentlichen
parallel sind. Durch eine derartige Ausgestaltung können sich
die Kugeln zwischen den Auflauframpen bzw. Abwälzrampen einwandfrei abwälzen. Das
bedeutet also, daß die Drehachse,
um die sich eine Kugel bei einem Momentenstoß dreht, praktisch zumindest
annähernd senkrecht
zur Drehachse des entsprechenden Kegelscheibenpaares ist. Es kann
also praktisch keine Gleitbewegung, die eine möglicherweise störende Reibung
hervorrufen könnte,
zwischen den Wälzkörpern und
einer der Abstützflächen bzw.
Abwälzbahnen
erfolgen.
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Die
an den Wälzkörpern für die eine
Drehrichtung des entsprechenden Kegelscheibenpaares angreifenden
Flanken der Nuten sowie die für
die andere Drehrichtung vorgesehenen Flanken können ähnlich ausgebildet sein, so
daß für ein definiertes Drehmoment
und eine bestimmte Übersetzung
für beide
Drehrichtungen die Verspannung des Umschlingungsmittels zwischen
dem Kegelscheibenpaar gleich bleibt. Die in die eine Drehrichtung
und in die andere Drehrichtung wirksamen Nutenflanken können jedoch
auch eine unterschiedliche Ausgestaltung aufweisen und insbesondere
verschiedene Angriffswinkel bzw. Auflaufwinkel für die Wälzkörper bilden, so daß bei Drehmomentumkehr,
also z.B. beim Übergang
von Zugbetrieb in Schubbetrieb eines Kraftfahrzeuges, eine Veränderung
der Verspannung des Umschlingungsmittels stattfinden kann. Die Flanken
der Nuten können
dabei z.B. derart ausgebildet sein, daß bei Zugbetrieb des Kraftfahrzeuges
die Verspannung größer ist
als im Schubbetrieb.
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Die
Abwälzflächen bzw.
die Flanken der die Wälzlager
aufnehmenden Nuten bzw. Vertiefungen können in vorteilhafter Weise
in radialer Richtung einen derartigen Verlauf haben, daß durch
das zu übertragende
Drehmoment eine radiale Kraftkomponente auf die Wälzkörper erzeugt
wird. Diese radiale Kraftkomponente ist dabei im Verhältnis zu
den die axiale Verspannung des Kegelscheibenpaares und des Umschlingungsmittels
bewirkenden Kräften,
welche durch die Wälzkörper übertragen
werden, äußerst gering.
Die auf die einzelnen Wälzkörper, wie
insbesondere Kugeln, einwirkende Kraftkomponente kann erzeugt werden,
indem die an einem Wälzkörper angreifenden
Flanken, in radialer Richtung betrachtet, für den Wälzkörper einen sich in radialer
Richtung verändernden
Auflauf- bzw. Angriffswinkel bilden. So können beispielsweise wenigstens
zwei, vorzugsweise alle vier der mit einem Wälzkörper zusammenwirkenden Flanken
derart ausgebildet sein, daß diese, in
radialer Richtung betrachtet, in bezug auf eine zur Rotationsachse
des entsprechenden Kegelscheibenpaares senkrechten Ebene radial
innen einen größeren Aufstellwinkel
besitzen als radial außen,
wobei im radialen Zwischenbereich ein kontinuierlicher Übergang
von dem radial inneren Winkel zum radial äußeren Winkel vorhanden sein
kann. Dies bedeutet also, daß die
V-förmigen
Vertiefungen bzw. Nuten radial außen einen größeren Aufstellwinkel
besitzen als radial innen, oder mit anderen Worten, der zwischen den
beiden Flanken einer Nut eingeschlossene Winkel ist radial außen größer als
radial innen, so daß die Flanken
eine räumlich
geformte, gewundene bzw. leicht verdrillte Fläche bilden. Die allmähliche Winkelzunahme
bzw. -abnahme zwischen den Flanken einer Nut kann je nach Anwendungsfall,
in radialer Erstreckungsrichtung der Nut bzw. Nuten betrachtet, von
radial innen nach außen
oder umgekehrt erfolgen. Für
die Funktion des Drehmomentfühlers
kann es besonders vorteilhaft sein, wenn der von den Rampen in bezug
auf eine zur Rotationsachse des entsprechenden Kegelscheibenpaares
senkrecht verlaufende Ebene definierte kleinste Auflauf- bzw. Angriffswinkel
in der Größenordnung
von 10° bis
30°, vorzugsweise
von 15° bis
20° liegt
und der größte definierte
Anlauf- bzw. Angriffswinkel für
einen Wälzkörper in
der Größenordnung
von 20° bis
50°, vorzugsweise
von 30° bis
40° liegt.
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Bei
Verwendung eines einzigen Drehmomentfühlers kann es für die Funktion
des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes besonders vorteilhaft sein,
wenn dieser am antriebsseitigen Kegelscheibenpaar vorgesehen ist.
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Ein
besonders vorteilhafter und einfacher Aufbau des Getriebes kann
dadurch gewährleistet werden,
daß der
als Anpreßeinrichtung
ausgebildete Drehmomentfühler
ein druckmittelbeaufschlagtes Stellglied, wie eine Kolben/Zylindereinheit
umfaßt, in der
ein drehmoment- und übersetzungsabhängiger Druck
erzeugt wird. Diese Kolben/Zylindereinheit kann dabei derart angeordnet
sein, daß die
axial verlagerbare Scheibe unmittelbar den Kolben oder Zylinder
bildet bzw. trägt,
also unmittelbar durch den vom Drehmomentfühler gelieferten Druck beaufschlagt
wird. Der Drehmomentfühler
kann jedoch auch derart aufgebaut und angeordnet sein, daß dieser
einen eigenen, von einer Pumpe gespeisten Druckmittelraum besitzt,
der einen als Drucksteuerventil ausgebildeten Ablaß besitzt,
wobei dieser Druckraum mit einer Kolben/Zylindereinheit, welche die
axial verlagerbare Kegelscheibe verlagert, verbunden ist. Das Drucksteuerventil
des Drehmomentfühlers
kann dabei über
eine vom axial verlagerbaren Kolben des Drehmomentfühlers getragene
Steuerkante eingestellt werden. Auf diesen axial verlagerbaren Kolben
wirken auch die in Abhängigkeit
von dem zu übertragenden
Drehmoment von den Wälzkörpern erzeugten
Kräfte
ein. Die Wälzkörper stützen sich
also über
den axial verlagerbaren Bestandteil der Kolben/Zylindereinheit des
Drehmomentfühlers am Ölpolster
bzw. an der Ölfüllung des
Drehmomentfühlers
ab.
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Ein
vorteilhafter Aufbau des Getriebes kann sich ergeben, wenn die Wälzkörper mittels
der axial verlagerbaren Kegelscheibe des mit dem Drehmomentfühler zusammenwirkenden
Kegelscheibenpaares in radialer Richtung geführt sind. Hierfür kann die axial
verlagerbare Kegelscheibe ein Bauteil tragen, welches Führungen
bzw. Ausnehmungen für
die Wälzkörper besitzt.
Dieses Bauteil kann dabei die Wälzkörper käfigartig umgreifen,
wobei durch in axialer Richtung schräg verlaufende Führungsflächen oder
durch Schrägstellung
des die Wälzkörper umgreifenden
Bauteils die Wälzkörper zwangsweise
bei einer Verlagerung der axial bewegbaren Kegelscheibe radial auf
einen anderen Durchmesserbereich bewegt werden können.
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Bei
Drehmomentfühlern,
deren mit den Wälzkörpern zusammenwirkende
Flanken derart ausgebildet sind, daß auf die Wälzkörper eine radiale Kraftkomponente
erzeugt wird, kann in besonders einfacher Weise die radiale Führung der
Wälzkörper über eine
mit der axial verlagerbaren Kegelscheibe verbundene, in axialer
Richtung zur Rotationsachse dieser Scheibe kegelstumpfartig verlaufende
Fläche erfolgen.
Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft, wenn
die Wälzkörper durch
die auf sie einwirkende radiale Kraftkomponente radial nach außen hin
zwangsweise verlagert werden. Die kegelstumpfartige Fläche kann
dabei in vorteilhafter Weise axial in Richtung der verlagerbaren
Kegelscheibe sich im Durchmesser erweitern. Dadurch kann sichergestellt
werden, daß bei
einem Übersetzungsverhältnis des
Kegelscheibenumschlingungsgetriebes, bei dem sich das Umschlingungsmittel
auf einem kleinen Durchmesser des mit dem Drehmomentfühler zusammenwirkenden
Kegelscheibenpaares befindet, die Kugeln sich im radial äußeren Bereich
der mit ihnen zusammenwirkenden Abwälzrampen befinden, so daß aufgrund
des dort vorhandenen geringen Aufstellwinkels der Abwälzbahnen
eine erhöhte
Verspannung zwischen dem Kegelscheibenpaar und dem Umschlingungsmittel
erzeugt wird. Bei einer Übersetzungsaride rung
können
dann die Kugeln über
die kegelstumpfartige Fläche
radial nach innen gedrängt
werden, wobei mit zunehmendem Umlaufradius des Umschlingungsmittels
die Verspannung zwischen dem Kegelscheibenpaar und dem Umschlingungsmittel
verringert werden kann, und zwar aufgrund des sich verändernden
Angriffswinkels der mit den Wälzkörpern zusammenwirkenden
Abwälzbahnen.
Eine derartige Ausgestaltung ist insbesondere vorteilhaft bei Kegelscheibenumschlingungsgetrieben,
bei denen der Drehmomentfühler auf
der Seite des antreibenden Kegelscheibenpaares, d. h. auf der Primärseite des
Getriebes, vorgesehen ist. Für
manche Anwendungsfälle
kann es jedoch auch von Vorteil sein, wenn die Abwälzrampen
der Wälzkörper sowie
die diese in radialer Richtung in Abhängigkeit von der Verlagerung
der axial bewegbaren Kegelscheibe führenden bzw. abstützenden Mittel
derart ausgebildet sind, daß bei
solchen Übersetzungsverhältnissen,
bei denen die Kette sich auf einem kleinen Radius des entsprechenden
Kegelscheibenpaares bewegt, die axiale Verspannung geringer ist
als bei Betriebszuständen,
in denen das Umschlingungsmittel sich auf einem größeren Durchmesser
des Kegelscheibenpaares befindet. Letzteres kann z.B. der Fall sein,
wenn der Drehmomentfühler
am abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar vorgesehen ist, wobei der
vom Drehmomentfühler
erzeugte Verspanndruck auf eine Kolben/Zylindereinheit, die die
axial bewegbare Kegelscheibe des antriebsseitigen Kegelscheibenpaares
beaufschlagt, geschaltet werden kann.
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Für den Aufbau
des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes bzw. des Drehmomentfühlers kann es
besonders vorteilhaft sein, wenn beide Scheiben des vom Drehmomentfühler verspannten
Kegelscheibenpaares drehfest bzw. drehstarr mit einer Welle verbunden
sind.
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Gemäß einem
weiteren erfinderischen Merkmal können die mit den Abwälzkörpern zusammenwirkenden
Abwälzflächen bzw.- rampen über ihre Quererstreckung
bzw. ihre Erstreckung in Umfangsrichtung eine gewölbte bzw.
gebogene Form aufweisen, und zwar derart, daß bei Auftreten von Drehmomentstößen und
Abwälzen
der Wälzkörper auf
den Auflauframpen der Angriffswinkel dieser Auflauframpen für die Abwälzkörper sich
verändert,
und zwar vorzugsweise der Auflaufwinkel für die Wälzkörper sich verringert, wodurch
eine Erhöhung
der Verspannung des Umschlingungsmittels zwischen dem entsprechenden
Kegelscheibenpaar bewirkt und somit ein Durchrutschen des Umschlingungsmittels
verhindert werden kann.
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Ein
besonders vorteilhafter Aufbau eines stufenlos einstellbaren Kegelscheibenumschlingungsgetriebes
mit zwei zueinander verstellbaren Kegelscheibenpaaren – einem
antriebs- und einem abtriebsseitigen – kann dadurch erzielt werden,
daß wenigstens
die axial verlagerbare Scheibe eines der Scheibenpaare durch eine
Kolben/Zylindereinheit beaufschlagbar ist, die mit einem last- und übersetzungsabhängigen Druck
speisbar ist, der von einem über
eine Pumpe mit Druckmedium versorgbaren Drehmomentfühler geliefert
wird, wobei der Drehmomentfühler wenigstens
ein Drucksteuerventil besitzt sowie Wälzkörper, wie z.B. Kugeln, und
mit diesen zusammenarbeitende Abwälzflächen, mittels derer das Drucksteuerventil
zur Erzeugung eines last- und übersetzungsabhängigen Druckes
eingestellt und Drehmoment auf das Kegelscheibenpaar übertragen wird,
wobei beide Scheiben des einen Kegelscheibenpaares drehfest bzw.
drehstarr mit einer Welle verbunden sind und über die Wälzkörper das gesamte von dem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
zu übertragende
Moment in das Kegelscheibenpaar eingeleitet wird.
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Weitere
erfinderische Merkmale und Wirkungsweisen werden im Zusammenhang
mit der Beschreibung der 1 bis 6 näher beschrieben.
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Dabei
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Ausführungsvariante eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes,
bei dem der erfindungsgemäße Drehmomentfühler Verwendung
finden kann, wobei in dieser Figur der Drehmomentfühler lediglich
vereinfacht dargestellt ist,
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2 eine
konstruktive Ausgestaltungsmöglichkeit
eines Kegelscheibenpaares mit einem erfindungsgemäßen Drehmomentfühler,
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3 eine
Ausgestaltungsmöglichkeit
der Auflauframpen für
die Abwälzkörper des
Drehmomentfühlers,
wobei diese Rampen in Richtung des Pfeiles III der 2 betrachtet
sind,
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4 eine
weitere Ausgestaltungsmöglichkeit
eines erfindungsgemäßen Drehmomentfühlers,
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5 eine
Ausgestaltungsmöglichkeit
der Auflauframpen für
die Abwälzkörper des
Drehmomentfühlers,
wobei diese Rampen in Richtung der Pfeile V der 4 im
Schnitt gezeigt sind,
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6 eine
weitere konstruktive Ausgestaltung eines Drehmomentfühlers gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Das
in 1 schematisch gezeigte Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
besitzt ein antriebsseitiges, auf der Antriebswelle I drehfest
angeordnetes Scheibenpaar 1 und ein auf der Abtriebswelle II drehfest
angeordnetes Scheibenpaar 2. Jedes Scheibenpaar hat ein
axial bewegbares Scheibenteil 1a und 2a und je
ein axial festes Scheibenpaar 1b und 2b. Zwischen
den beiden Scheibenpaaren ist zur Momentenübertragung ein Umschlingungsmittel
in Form einer Kette 3 vorgesehen.
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Auf
das axial verlagerbare abtriebsseitige Scheibenteil 2a wird
eine übersetzungsabhängige Kraft
durch eine Tellerfeder 4 aufgebracht, die derart eingebaut
und ausgebildet ist, daß auf
die Kette 3 eine höhere
Kraft ausgeübt
wird, wenn diese sich im radial inneren Bereich des antriebsseitigen
Scheibenpaares 1 befindet und eine geringere Kraft, wenn sie
sich am antriebsseitigen Scheibenpaar 1 im größeren Durchmesserbereich
befindet.
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Die
Tellerfeder 4 stützt
sich mit ihren radial inneren Bereichen gegen die axial bewegliche
Scheibe 2a und radial außen gegen das axial feste Bauteil – hier als
Kolben 5 bezeichnet – einer
Kolben/Zylindereinheit 6 ab und ist im Flüssigkeitsraum 6a dieser Einheit
untergebracht. Deren axial bewegbares und rotierbares Zylinderteil
ist mit 7 bezeichnet und drehfest mit dem axial verlagerbaren
Scheibenteil 2a ausgebildet.
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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.
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Mechanisch
parallel geschaltet zu dieser Kolben/Zylindereinheit 9 ist
eine radial innerhalb derselben liegende Kolben/Zylindereinheit 11,
deren- axial festes (das heißt
mit der Welle I drehfestes) 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.
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Die
Antriebswelle I treibt eine Pumpe 14 an, die über einen
in Abhängigkeit
von dem gewünschten bzw.
benötigten Übersetzungsverhältnis gesteuerten Einkantenschieber
bzw. 3/2-Wegeventil 15 über
eine Leitung 16 Druckmittel in den Druckraum 11a der
inneren Kolben/Zylindereinheit 11 fördern kann. Je nach Stellung
des Schiebers 15 wird entweder Druckmittel über die
Leitung 16 in den Druckraum 11a gepumpt und damit
die Kette 3 am Scheibenpaar nach außen verlagert – entgegen
der Kraft der Tellerfeder 4 – oder aber es wird durch entsprechende Stellung
des Schiebers 15 Druckmittel durch die Leitung 17 in
den Ölsumpf
zurückgeführt. In
den Druckmittelstrom ist vor die Pumpe 14 ein Filter 18 gesetzt und
zwischen Pumpe 14 und Schieber 15 ein Vorspannventil
bzw. Druckbegrenzungsventil 19.
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Zur
Erzeugung des momentenabhängigen Druckes
ist hinter dem Filter 18 die Pumpe 20 vorgesehen,
die über
die Leitung 21 den Druckraum 6a der Kolben/Zylindereinheit 6 des
abtriebsseitigen Kegelscheibenpaares 2 speist und über die
Leitung 22 den Druckraum 9a der radial außen vorgesehenen
Kolben/Zylindereinheit 9 des antriebsseitigen Scheibenpaares 1.
Von der Leitung 22 führt
eine weitere Leitung 23 in den Druckraum 24a des
Drehmomentenfühlers 24,
der als übersetzungs-
und momentengesteuertes Ventil ausgebildet ist und direkt das Drehmoment
vom Antrieb zum antriebsseitigem Scheibenpaar 1 überträgt. Dieser
Momentenfühler 24 besitzt
eine axial feststehende 24b und eine axial verlagerbare
Kurvenscheibe 24c mit jeweils angeformten Auflauframpen,
zwischen denen Spreizkörper
in Form von Kugeln 24d vorgesehen sind. An eine Abflußöffnung 24e ist
eine Leitung 25 angeschlossen, die zur Schmierung der Kette
bzw. Scheiben mit dem durch die Öffnung 24e hindurchströmenden Öl dient. Je
nach der eingestellten Übersetzung
und dem anstehenden Drehmoment zwischen den beiden Scheiben 24b und 24c wird über die
als Steuerkolben wirksame Scheibe 24c die Abflußöffnung 24e entsprechend
verschlossen und somit ein der Übersetzung und
dem anstehenden Moment entsprechender Druck im Druckraum 24a,
in den Leitungen 23, 22 und 21 und somit
auch in den Druckräumen 9a und 6a erzeugt.
Dabei wird infolge der Parallelschaltung der Kolben/Zylindereinheiten 11 und 9 der übersetzungs-
und momentenabhängige
Druck hinzuaddiert zu dem Einstelldruck für die Übersetzung.
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Die
Pumpe 20 braucht lediglich so viel Volumen zu fördern, daß auf jeden
Fall die Leckverluste in den Leitungen, die durch die Öffnung 24e hindurchströmenden 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 momentenporportionalen 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.
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Anstatt
der Kolben/Zylindereinheit 6 mit einer Tellerfeder 4 könnten am
Kegelscheibenpaar 2 ebenfalls zwei Kolben/Zylindereinheiten
vorgesehen werden, die ähnlich
ausgebildet angeordnet und wirksam sind, wie die Kolben/Zylindereinheiten 9, 11 des
antriebsseitigen Scheibenpaars 1, wobei die innere Kolben/Zylindereinheit
dann die Funktion der Tellerfeder 4 übernehmen würde und mittels eines an sich
bekannten Vierkantenschiebers zur Einstellung der Übersetzung
mit einem entsprechenden Druck beaufschlagt würde. Der Vierkantenschieber
würde anstelle
des Einkantenschiebers 15 gemäß 1 eingesetzt
werden.
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Die
in 2 teilweise dargestellte Eingangsseite eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes zeigt
eine konstruktive Ausgestaltungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Drehmomentfühlers und dessen
möglichen
Zusammenbau mit einer der Kegelscheiben. Diejenigen Teile, die in
der Funktion mit Teilen in 1 ähnlich sind,
sind mit Bezugszeichen versehen, die um 100 erhöht sind.
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Das
Antriebszahnrad oder Antriebsritzel 126 stützt sich über ein
Wälzlager 127 an
der Antriebswelle I ab und ist über eine Verzahnung 128 drehfest mit
der axial verlagerbaren und in Umfangsrichtung beweglichen Kurvenscheibe 124c des
Drehmomentfühlers 124 verbunden.
Zwischen den jeweils angeformten Auflauframpen 135 der
verlagerbaren Kurvenscheibe 124c und der mit der Antriebswelle I fest verbundenen
Kurvenscheibe 124b befinden sich Spreizkörper in
Form von Kugeln 124d, die von einem federnden Element 129 nach
radial außen
gedrückt
werden. Diese Feder 129 hat im wesentlichen die Aufgabe,
die Kugeln 124d bei Stillstand des Getriebes in Kontakt
mit den beiden Kurvenscheiben 124b und 124c bzw.
deren Abstützflächen 135 zu halten,
damit beim Anlaufen des Getriebes bis zum Aufbau einer ausreichenden
Zentrifugalkraft ein eventuelles Verkanten zuverlässig vermieden
werden kann.
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Die
Rückseite
der festen Kurvenscheibe 124b bildet zugleich das Zylinderteil 112 der
inneren Kolben/Zylindereinheit 111 und ist radial außen fest mit
dem Kolbenteil 110 der äußeren Kolben/Zylindereinheit 109 verbunden.
Das Kolbenteil 113 der innenliegenden Kolben/Zylindereinheit 111 und
das Zylinderteil 108 der radial außen angeordneten Kolben/Zylindereinheit 109 sind
fest mit der axial bewegbaren Kegelscheibe 101a verbunden
und mit dieser drehfest, jedoch axial verlagerbar auf der Antriebswelle I angeordnet.
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Axial
fest, aber relativ zu diesem verdrehbar, ist am Zylinderteil 108 ein
eine kegelstumpfförmige Abstützfläche 130 tragendes
Bauteil angebracht. Diese kegelstumpfförmige Abstützfläche 130 begrenzt,
abhängig
von ihrer axialen Position, d.h. abhängig von der eingestellten Übersetzung, die
radiale Verlagerbarkeit der Kugeln 124d des Drehmomentfühlers 124 radial
nach außen.
Die Kugeln 124d werden durch das Federelement 129 gegen
die Fläche 130 gedrängt.
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Die
zumindest im wesentlichen momentenabhängige Komponente des Drehmomentfühlers 124 umfaßt einen
Druckraum 124a, der von der Kolben/Zylindereinheit 124c und 124f begrenzt
ist. In diesen Druckraum 124a integriert ist ein Plattenventil mit
einer Ventilplatte 131 und einem Kraftspeicher 132,
der hier aus zwei gegensinnig angeordneten Tellerfedern gebildet
ist und der die Ventilplatte 131 entgegen der Richtung
des Pfeiles A, in Richtung auf die Abflußöffnung 124e beaufschlagt,
die im axial verlagerbaren Bauteil 124c vorgesehen ist.
Das Plattenventil ist vom axial festen Bauteil 124f getragen.
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Zum
Einstellen der erforderlichen oder gewünschten Übersetzung wird über den
Kanal bzw. die Zuleitung 116 in der Antriebswelle I die
Kolben/Zylindereinheit 111 bzw. deren Druckraum 111a mit
Druckmedium befüllt.
Der Kanal bzw. die Leitung 122 dient sowohl zur Befüllung des
Druckraums 109a der radial außen liegenden Kolben/Zylindereinheit 109,
die eine übersetzungs-
und momentenabhängige
Axialkraft auf die axial bewegliche Kegelscheibe 101a ausüben kann,
als auch zur Befüllung über den Kanal
bzw. die Leitung 123 des Druckraums 124a des Drehmomentfühlers 124.
Der Kanal 125 dient als Rücklaufleitung zum Ölsumpf und
ist mit der Abflußöffnung 124e des
Drehmomentfühlers 124 verbunden.
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3 zeigt
in vergrößertem Maßstab schematisch
die Auflauframpen an den beiden Kurvenscheiben 124b und 124c in
der Draufsicht gemäß Pfeil III in 2.
Hier ist eine Ausführungsform
dargestellt, bei der die radial inneren Bereiche 133 der Auflauframpen 135 einer
Kurvenscheibe einen kleineren Winkel einschließen als die radial äußeren Bereiche 134 der
Auflauframpen 135 derselben Kurvenscheibe. Die Auflauframpen
bilden dabei gewundene oder räumlich
geformte Auflauf- bzw. Abwälzflächen 135,
an denen sich die Kugeln 124d unter Bildung einer in Umfangsrichtung
und einer in Achsrichtung wirkenden Kraftkomponente abstützen können. Durch
die Ausbildung der Auflaufflächen 135 ändert sich
die Lage der Berührungstangenten
und damit auch das Aufteilungsverhältnis von Axialkraftkomponente
und in Umfangsrichtung wirkender Kraftkomponente.
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Weiterhin
sind die sich gegenüberliegenden Rampen 135,
die an den Kugeln 124d angreifen, derart ausgestaltet,
daß praktisch
diese stets zueinander parallel angeordnet sind bzw. daß die Angriffstangenten
der Flächen 135 an
der Kugel 124d, bezogen auf den Radius, auf dem sich die
Kugeln 124d befinden, paarweise parallel sind. Dadurch
können
sich die Kugeln 124d zwischen den Auflauframpen bzw. Abwälzrampen 135 einwandfrei
abwälzen,
ohne dabei zu gleiten. Das bedeutet also, daß die Drehachse der Kugeln 124d praktisch
zumindest annähernd senkrecht
zur Drehachse der Kegelscheibe 101a ist.
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2 zeigt
in der oberen Hälfte
diejenige Position, die die Antriebsseite bei Stillstand des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes
einnimmt. Die axial bewegliche Kegelscheibe 101a befindet sich
in ihrer linken Extremposition, ist also bis zu ihrem Anschlag in
Richtung des Pfeiles A verschoben und ist somit von der mit ihr
auf der Antriebswelle I angeordneten, aber nicht dargestellten
festen Kegelscheibe am weitesten entfernt, so daß die Kette 103 ihre
radial am weitesten innen liegende Position einnehmen kann. Die
Ventilplatte 131 wird entgegen der Richtung des Pfeiles
A von dem durch die beiden Tellerfedern gebildeten Kraftspeicher 132 beaufschlagt und
liegt mit ihrem radial äußeren Bereich
am Anschlag 136 an, der hier durch einen Sicherungs- oder Seegerring
gebildet ist. Durch die axiale Anlage der Ventilplatte 131 am
Anschlag 136 wird sichergestellt, daß zwischen der der Kegelscheibe
zugewandten Fläche
der Ventilplatte 131 und der Abflußöffnung 124e ein Spalt
verbleibt, der in der Größenordnung von
0,2 bis 0,8 mm liegen kann. Die Kugeln 124d werden von
dem federnden Element 129 radial nach außen gegen
die kegelstumpfförmige
Abstützfläche 130 gedrückt.
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Bei
Rotation der Primärseite,
also bei Antrieb des Getriebes, treibt die Antriebswelle I zwei
Pumpen an, wie sie in Zusammenhang mit 1 beschrieben wurden.
Die erste Pumpe fördert über ein
in Abhängigkeit
von dem gewünschten Übersetzungsverhältnis gesteuertes
Ventil und über
die Leitung 116 Druckmittel in den Druckraum 111a der
inneren Kolben/Zylindereinheit 111 und baut in dem Druckraum 111a den
Druck auf, der einer Anpreßkraft
der Scheibe 101a an die Kette 103 entspricht,
die erforderlich ist, um die gewünschte Übersetzung
zu halten und einen Teil des eingeleiteten Momentes zu übertragen. Gleichzeitig
fördert
die zweite Pumpe Druckmedium über
die Leitung 122 in den Druckraum 109a der radial
außen
liegenden Kolben/Zylindereinheit 109 und über die
von der Leitung 122 abzweigenden Leitung 123 in
den Druckraum 124a des Drehmomentfühlers 124. Die Steuerung
dieses momentenabhängigen Druckes,
der zusätzlich übersetzungsabhängig korrigiert
wird, erfolgt über
die Veränderung
des Drosselspaltes zwischen der Ventilplatte 131 und der
Abflußöffnung 124e.
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Durch
das Antreiben des Antriebszahnrades 126 wird über die
Verzahnung 128 ein Antriebsmoment in den Drehmomentfühler 124 eingebracht,
das über
die Kugeln 124d, die axial feststehende Kurvenscheibe 124b und über die
Antriebswelle I in das antriebsseitige Kegelscheibenpaar
weitergeleitet wird und von dort mit Hilfe der Kette 103 auf
das abtriebsseitige Kegelscheibenpaar, das hier nicht dargestellt ist, übertragen
wird.
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Durch
die Einleitung dieses Momentes stützen bzw. wälzen sich die Kugeln 124d an
den räumlich
geformten Auflaufflächen 135 derart
ab, daß sie axial
gegen die feste Kurvenscheibe 124b beaufschlagt bzw. gedrückt werden
und die gegenüber
der Welle I in Umfangsrichtung und axial bewegliche Kurvenscheibe 124c in
Richtung des Pfeiles A beaufschlagen bzw. bei Moment änderungen
verschieben. Die Ventilplatte 131 liegt dabei noch immer
an ihrem Anschlag 136 axial an, jedoch wird der Drosselspalt, also
der Durchlaßquerschnitt
oder Abflußquerschnitt für das Druckmedium
zwischen der Ventilplatte 131 und der Abflußöffnung 124e verkleinert.
Durch diese Abflußquerschnittsverringerung
steigt der Druck im Druckraum 124a, in den Leitungen 123 und 122 und damit
auch im Druckraum 109d der äußeren Kolben/Zylindereinheit 109 entsprechend
dem zu übertragenden
Moment bei der eingestellten Übersetzung in
diesem Anfahrbereich, das heißt
in dem hier dargestellten Bereich der größten Untersetzung, an. In dieser
Stellung, die auch mit "Low-Stellung" bezeichnet wird,
läuft also
das Umschlingungsmittel 103 auf dem kleinsten Laufradius
der Eingangsseite bzw. des Primärscheibenpaares
und damit auf dem größten Laufradius
des Sekundärscheibenpaares
auf der Abtriebswelle. In dieser dargestellten Position liegt bei maximalem
Motordrehmoment das höchste
zu übertragende
Drehmoment an und erfordert damit auch die höchste Anpreßkraft für das Umschlingungsmittel 103 sowie
den höchsten
Druck in der radial innen liegenden Kolben/Zylindereinheit 111.
In diesem normalen Betriebsbereich, in dem sich der Drosselspalt zwar
verändert,
jedoch immer einen Durchlaß gewährleistet,
stellt sich dadurch, daß sich
die bewegliche Kurvenscheibe 124c am Ölpolster im Druckraum 124a abstützt, ein
Gleichgewichtszustand ein.
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In
der unteren Hälfte
der 2 ist die andere Extremposition des Umschlingungsmittels 103 dargestellt.
Hierbei ist die axial bewegliche Kegelscheibe 101a durch
Befüllen
des Druckraums 111a der inneren Kolben/Zylindereinheit 111 axial
entgegen der Richtung des Pfeiles A nach rechts in Richtung auf die
zusammen mit ihr auf der Primärwelle I angeordnete
feststehende Kegelscheibe zu gedrückt, wodurch die Kette 103 nach
radial außen
gedrängt
wird. Diese Lage des Umschlingungsmittels 103 stellt die größtmögliche Übersetzung
dar, wie sie zum Beispiel zur Erzielung der Endgeschwindigkeit des
Fahrzeugs oder auch im Teillastbereich, das heißt, wenn kein hohes Abtriebsmoment
erforderlich ist, eingestellt werden kann. Die Kugeln 124d sind
bei dieser eingestellten Übersetzung
durch das die kegelstumpfförmige
Fläche 130 tragende
Bauteil in ihrer radial innersten Position gehalten. Diese kegelstumpfförmige Fläche 130 bewirkt
die übersetzungsabhängige Korrektur
des momentenabhängigen
Aufschaltdruckes.
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Die
Bauteile des Momentenfühlers 124 sind hier
in der Lage zueinander dargestellt, die sie bei Auftreten eines
extremen Drehmomentenstoßes
zueinander einnehmen. Durch einen solchen Drehmomentstoß verdrehen
sich die bewegliche Kurvenscheibe 124c und die feste Kurvenscheibe 124b relativ
zueinander, wodurch sich die Spreizkörper in Form von Kugeln 124d an
den ihnen zugeordneten Abwälzflächen 135 abstützen. Durch
die Ausgestaltung dieser Abstützflächen 135 resultiert
aus der durch den Momentenstoß eingebrachten
Abstützkraft
eine Axialkraftkomponente, die die axial verschiebliche Kurvenscheibe 124c des
Momentenfühlers
in Richtung des Pfeiles A nach links – im hier gezeigten Extremfall
bis zum Anschlag am Teil 124f des Drehmomentfühlers 124 – axial
verlagert. Durch diese axiale Verlagerung der Kurvenscheibe 124c kommt
die Steuerkante der Abflußöffnung 124e an der
Ventilplatte 131 zur Anlage. Durch eine weitere axiale
Verschiebung der Kurvenscheibe 124c wird die Ventilplatte 131 entgegen
der Wirkung des Kraftspeichers 132 von ihrem durch den
Sicherungsring 136 gebildeten Anschlag abgehoben und verschließt damit
die Abflußöffnung 124e.
Da die entsprechende Pumpe über
die Zuleitungen 122 und 123 einen konstanten Volumenstrom
weiterfördert,
die Abflußöffnung 124e jedoch
verschlossen ist, steigt der Druck in dem System, das aus der Druckkammer 124a des Drehmomentfühlers, den
Zuleitungen 123 und 122 und der Druckkammer 109a der
radial außen
angebrachten Kolben/Zylindereinheit 109 gebildet ist, sehr schnell
stark an (theoretisch bis unendlich). Durch diesen schnellen Druckanstieg
bzw. diesen Druckstoß weiten
sich die Zylinder der radial außen
liegenden primär-
und sekundärseitigen
Kolben/Zylindereinheiten auf. Wie aus 2 ersichtlich
ist, vergrößert sich
durch das Aufweiten des Zylinderteils 108 der radial außen liegenden,
primärseitigen
Kolben/Zylindereinheit 109 das Volumen des Druckraums 109x.
Die Pumpe kann dieses kurzzeitig erforderliche Volumen an Druckmedium über die
Leitung 122 nicht in der erforderlichen Zeit liefern, woraus eine
nicht ausreichende Anpreßkraft
der axial verlagerbaren Kegelscheibe 101a auf das Umschlingungsmittel 103 resultieren
würde.
Zur Kompensierung dieses Druckabfalls durch die Aufweitung der Zylinder
wirkt der Drehmomentfühler
als zusätzliche Pumpe,
da die bewegliche Kurvenscheibe 124c des Drehmomentfühlers 124 nach
dem Verschließen
der Abflußöffnung 124e durch
die Ventilplatte 131 weiter nach links in Richtung des
Pfeiles A verschoben wird und sich so das Volumen des Druckraums 124a des Drehmomentfühlers 124 verkleinert.
Dadurch fördert der
Drehmomentfühler 124 Druckmedium
aus dem Druckraum 124a über
die Leitung 123 entgegen der Pumpenrichtung und liefert
so das Volumen an Druckmedium, das erforderlich ist, um die Aufweitung
der radial außen
liegenden Kolben/Zylindereinheiten zu kompensieren. Durch die Druckerhöhung in der
Kolben/Zylindereinheit 109a wird über die axial bewegliche Kegelscheibe 101a eine
Axialkraft auf das Umschlingungsmittel 103 aufgebracht,
die ausreichend ist, um ein Durchrutschen der Kette 103 bei einem
solch extremen Drehmomentstoß zuverlässig zu
vermeiden.
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Die
beiden in der 2 gezeigten Positionen der Bauteile
des Fühlers 124 zueinander
stellen extreme Betriebspunkte dar. Es kann gleichermaßen bei
größter Untersetzung,
also bei primärseitig
radial innerster Position der Kette 103, was gleichbedeutend
ist mit radial äußerster
Position der Spreizkörper 124d,
die axial verlagerbare Kurvenscheibe 124c zur Kompensation
eines Momentenstoßes
sich in ihrer äußerst linken
Position befinden, das heißt
bis zum Anschlag an das Teil 124f des Momentenfühlers 124 in
Richtung des Pfeiles A verschoben sein. Weiterhin kann bei einer
stoßfreien
Momentenübertragung auch
bei größter Übersetzung,
also in dereingangsseitig gesehen – Kettenposition radial außen bzw.
in der Lage der Kugeln 124d radial innen, die Ventilplatte 131 an
ihrem Anschlag 136 anliegen und axial von der nach rechts
entgegen der Richtung des Pfeiles A verschobenen Kurvenscheibe 124c beabstandet sein,
so daß ein
Durchflußquerschnitt
zur Abflußöffnung 124e geöffnet ist.
Im normalen Betrieb werden die Teile des Momentenfühlers 124 zueinander
Positionen einnehmen, die sich innerhalb des aus diesen Extrempositionen
gebildeten Bereiches befinden und somit einen Überlagerungs- oder Aufschaltdruck
bestimmen, der im Regelfall unterhalb des erreichbaren Maximaldrucks
liegt.
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4 zeigt
eine weitere konstruktive Ausgestaltungsmöglichkeit eines erfindungsgemäßen Momentenfühlers, wobei
für die
Teile, die in der Funktion Teilen gleichen oder ähneln, die in den bisherigen
Figuren beschrieben wurden, ähnliche
Bezugszeichen verwendet werden, denen jedoch eine 2 als erste Ziffer
vorangestellt ist.
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Das
Antriebsritzel 226 ist über
Verbindungsbolzen oder Niete 238 axial beabstandet fest
mit der beweglichen Kurvenscheibe 224c des Drehmomentfühlers 224 verbunden
und mit dieser in Axial- und in Umfangsrichtung gegenüber der
Welle I bzw. der zweiten Kurvenscheibe 224b begrenzt
verlagerbar. Die Niete 238 durchdringen mit ihren Distanzbereichenmit
entsprechendem Spiel die auf der Welle I feste Kurvenscheibe 224b,
so daß diese,
in Axialrichtung gesehen, zwischen dem Antriebszahnrad 226 und
der beweglichen Kurvenscheibe 224c angeordnet ist. Zwischen
den beiden Kurvenscheiben 224b und 224c sind Kugeln
bzw. Spreizkörper 224d angeordnet,
die von einem ringförmig
axial federnden Element oder Kugelkäfig 237 in ihrer Position
zu den an den beiden Kurvenscheiben 224b und 224c vorgesehenen
Auflauframpen 235 gehalten werden. An der fest mit der
Antriebswelle I verbundenen Kurvenscheibe 224b ist
weiterhin die Steuerkurve 230 vorgesehen, die den entsprechenden
Anpreßdruck
in Abhängigkeit
von der eingestellten Übersetzung,
d.h. abhängig
von der axialen Position der axial beweglichen Kegelscheibe 201a einstellt.
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Das
durch das Antreiben des Antriebsritzels 226 über die
Verbindungsbolzen 238 und die bewegliche Kurvenscheibe 224c in
den Drehmomentfühler 224 eingebrachte
Antriebsmoment wird über
die Kugeln 224d, die feststehende Kurvenscheibe 224b und über die
Antriebswelle I in das antriebsseitige Kegelscheibenpaar
weitergeleitet und von dort mit Hilfe des Umschlingungsmittels 203 auf
das hier nicht dargestellte abtriebsseitige Kegelscheibenpaar übertragen.
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Durch
die dadurch hervorgerufene Relativverdrehung der Kurvenscheiben 224b und 224c zueinander,
wälzen
sich die Kugeln 224d so an den Auflaufflächen 235 ab,
daß sie
sich an der festen Kurvenscheibe 224b abstützen und
dadurch die bewegliche Kurvenscheibe 224c in Richtung des
Pfeiles A nach links gedrängt
wird. Die bewegliche Kurvenscheibe 224c ist gleichzeitig
als Steuerkolben ausgebildet und verändert, abhängig von ihrer axialen Position,
den Querschnitt der Abflußöffnung 224e,
die in Verbindung mit dem Druckraum 209a der radial außen liegenden
Kolben/Zylindereinheit 209 steht.
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Je
größer das
zu übertragende
Drehmoment bzw. der zu kompensierende Drehmomentstoß ist, desto
weiter wird die bewegliche Kurvenscheibe 224c nach links
in Richtung des Pfeiles A verschoben. Dadurch wird der freie Querschnitt
der Abflußöffnung 224e kontinuierlich
verkleinert, wodurch der Druck im Druckraum 209a der äußeren Kolben/Zylindereinheit 209 schnell
stark ansteigt, da die diesen speisende Pumpe über die Leitung 222 einen
konstanten Volumenstrom fördert.
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Der
Ausgleichs- oder Rückstelldruckraum 240,
der über
die Überströmöffnung 239 mit
dem Druckraum 209a der äußeren Kolben/Zylindereinheit 209 verbunden
ist, dient dazu, die bewegliche Kurvenscheibe 224c bei
niedrigerer Drehmomenteinwirkung bzw. nach einem Drehmomentstoß in die
Position zu bringen, die dieser Drehmomenteinwirkung entspricht,
d.h. die Scheibe 224c wird durch den Druck im Druckraum 240,
der dem Druck im Druckraum 209a entspricht, wieder entgegen
der Richtung des Pfeiles A nach rechts verlagert. Dadurch wird die Abflußöffnung 224e wieder
zumindest teilweise freigegeben und so der überschüssige Druckanteil in den Druckräumen 209a, 240 wieder
abgebaut.
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5 zeigt
in Richtung des Pfeiles V der 4 betrachtet
im Schnitt die Ausbildung der Abwälzflächen 235 an den beiden
Steuerscheiben 224c und 224b. In dem hier gezeigten
Beispiel sind die jeweiligen Abwälzflächen 235 in
Umfangsrichtung nicht symmetrisch ausgebildet, d.h. die Steuerungscharakteristik,
also der Verlauf des Druckanstieges, ist in diesem Fall für die Schub-
und die Zugrichtung des Getriebes unterschiedlich ausgelegt.
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Die
in 6 dargestellte Variante des Erfindungsgegenstandes
ist in ähnlicher
Weise wie bisher mit Bezugszeichen versehen, jedoch ist dem Bezugszeichen
zur Unterscheidung von den bisherigen Figuren eine 3 vorangestellt.
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Bei
dieser Ausführungsform
stützt
sich das Antriebsritzel 326, das radial innen von einem
Nadellager 327 getragen ist, axial in der der beweglichen Kegelscheibe 301a abgewandten
Richtung über
einen Zwischenring 344 mittels eines axialen Nadellagers 342 an
dem Fixierring 345 ab. Die axiale Abstützung des Ritzels bzw. Zahnrades 326 in
Richtung der verstellbaren Kegelscheibe 301a ist mittels
eines Axialnadellagers 343 sichergestellt, das an der ihm
zugewandten Rückseite
des Zylinders 312 der radial inneren Kolben/Zylindereinheit 311 vorgesehen
ist. Einstückig
mit dem Antriebszahnrad 326 verbunden und mit diesem in
Umfangsrichtung bezüglich
der Antriebswelle I verdrehbar, ist die in Umfangsrichtung verlagerbare
Kurvenscheibe 324g des Momentenfühlers 324.
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An
dem Kolbenteil 310 der radial äußeren Kolben/Zylindereinheit 309 ist über die
Verzahnung 341 die Kurvenscheibe 324h drehfest,
jedoch axial verlagerbar, angebracht. Diese axial verlagerbare Kurvenscheibe 324h dient
gleichzeitig als Ventilkolben oder Steuerorgan zum Verschließen bzw.
zur Verengung der Abflußöffnung 324a,
die den Druckraum 324e des Drehmomentfühlers mit dem Ölsumpf verbindet.
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Hier
ist also im Gegensatz zu den bisherigen Ausführungsformen keine der Kurvenscheiben
in allen Bewegungsrichtungen bezüglich
der Antriebswelle I festgelegt, sondern die Kurvenscheibe 324g ist
in Axialrichtung fixiert und in Umfangsrichtung beweglich, wogegen
die Kurvenscheibe 324h in Umfangsrichtung festgelegt, jedoch
in Axialrichtung verlagerbar ist. Zwischen den beiden Kurvenscheiben 324g und 324h sind,
wie auch in den bisherigen Ausführungen,
die Spreizkörper 324d in
Form von Kugeln angeordnet, die hier von einzelnen Kugelhaltern
oder einem Kugelkäfig 337,
die oder der an der axial beweglichen Kegelscheibe 301a befestigt
sind bzw. ist, gehalten werden.
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Der übersetzungsabhängige Druck
wird, wie bereits beschrieben, von einer ersten Pumpe erzeugt, die über den
Kanal 316 in der Antriebswelle I mit konstantem
Volumenstrom den Druckraum 311a der radial inneren Kolben/Zylindereinheit 311 befüllt.
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Der
vom Momentenfühler 324 gesteuerte Überlagerungs-
oder Aufschaltdruck wird diesem Druck hinzuaddiert. Hierzu fördert eine
zweite Pumpe mit konstantem Volumenstrom über den Kanal 322 Druckmedium,
wie z.B. Öl
in den Druckraum 309a der äußeren Kolben/Zylindereinheit 309 und befüllt gleichzeitig über die
Durchflußöffnung 323 den Druckraum 324a des
Drehmo mentfühlers 324.
Bei hohem Drehmoment bzw. bei einem starken Drehmomentstoß wälzen sich
die Kugeln 324d an ihren an den beiden Kurvenscheiben 324g und 324h vorgesehenen
Abwälzflächen 335 ab
und verschieben so durch die Ausbildung der Abstützflächen 335 die axial
verlagerbare Steuerscheibe 324h in Richtung des Pfeiles
A nach links. Durch die Steuerkante der als Steuerkolben ausgebildeten
Kurvenscheibe 324h wird so die Abflußöffnung 324e des Druckraumes 324a zunehmend
verschlossen, wodurch wiederum, wie bereits in Verbindung mit den
anderen Figuren beschrieben, der Druck in dem System, bestehend aus
dem Druckraum 324a des Drehmomentfühlers 324, dem Druckraum 309a der äußeren Kolben/Zylindereinheit 309 und
den Leitungen 323 und 322 schnell stark ansteigt
und eine Axialkrafterhöhung auf
die axial bewegliche Kegelscheibe 301 bewirkt, so daß diese
in Richtung des Pfeiles A nach links gegen das Umschlingungsmittel 303 gepreßt wird.
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Der
erfindungsgemäße Drehmomentfühler kann
in besonders vorteilhafter Weise bei Kegelscheibenumschlingungsgetrieben,
wie sie beispielsweise durch die
DE-OS
41 03 214.4 angeregt wurden, eingesetzt werden, wobei der
erfindungsgemäße Drehmomentfühler dann
die von der in dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtung
25 erbrachte Funktion übernimmt,
so daß diese
Vorrichtung
25 entfallen kann.
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Die
Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern umfaßt
auch Varianten, die insbesondere durch Kombination von einzelnen in
Verbindung mit den verschiedenen Ausführungsformen beschriebenen
Merkmalen bzw. Elementen gebildet werden können. Weiterhin können einzelne
Merkmale bzw. Funktionsweisen, in Verbindung mit den in den Figuren
beschriebenen, für
sich alleine genommen eine selbständige Erfindung darstellen.