DE69021397T2

DE69021397T2 - Scheibe mit exzentrischer Kammer.

Info

Publication number: DE69021397T2
Application number: DE69021397T
Authority: DE
Inventors: Herripon Bastiaan Andreas D
Original assignee: Van Doornes Transmissie BV
Current assignee: Bosch Transmission Technology BV
Priority date: 1989-03-20
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1996-01-25
Anticipated expiration: 2010-03-10
Also published as: JP2000170885A; EP0516249B1; EP0389030A1; EP0513875B1; US5013283A; JP3022578B2; EP0516249A3; EP0516249A2; DE69004470T2; EP0389030B1; DE69028317T2; DE69028317D1; ES2045750T3; DE69004470D1; NL8900674A; EP0513875A2; DE69021397D1; EP0513875A3; JPH02278055A

Description

Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibe, wie sie im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 umrissen ist.
Eine solche Riemenscheibe ist durch die FR-A-2 330 920 bekannt und wird oft in einem stufenlos veränderlichen Getriebe verwendet, bei dem zwischen einem Paar von Riemenscheiben ein Antriebsriemen umläuft. Mit Hilfe der Reibungskraft zwischen den Seitenflanken des Antriebsriemens auf der einen Seite und den Berührungsflächen der Teilriemenscheiben auf der anderen Seite kann ein Drehmoment von einer Welle zur anderen Welle übertragen werden, wobei die Seitenflanken des Antriebsriemens üblicherweise konisch verlaufen und wobei die Teilriemenscheiben der Riemenscheibe zum Aufnehmen des Antriebsriemens zwischen sich eine Vförmige Lücke einschließen. Das Übersetzungsverhältnis des stufenlos veränderlichen Getriebes kann dadurch verändert werden, daß der wirkungsvolle Abstand zwischen den beiden Teilriemenscheiben verändert wird, wobei dieser Abstand durch eine axiale Verschiebung einer der beiden Teilriemenscheiben einstellbar ist, die ihrerseits axial verschieblich ist.
Die bekannte Riemenscheibe arbeitet zwar zufriedenstellend, hat aber dennoch mehrere Nachteile. Sie ist sehr starr aufgebaut, um in der Lage zu sein, die Kräfte aufzunehmen, die unter allen Umständen auf die Riemenscheibe ausgeübt werden. Diese Riemenscheibe wird auf diese Weise relativ teuer, schwer und kompliziert und darüber hinaus ist ihre Massenträgheit groß, was der Wirtschaftlichkeit und dem dynamischen Verhalten der Riemenscheibe im besonderen und dem stufenlos veränderlichen Getriebe im allgemeinen nicht zuträglich ist.
Der Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu überwinden.
Zu diesem Zweck hat die Riemenscheibe der Bauart, wie sie im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 erwähnt ist, diejenigen Merkmale, wie sie im Kennzeichnungsteil dieses Anspruches enthalten sind. Aufgrund dieser Merkmale werden die Kräfte, die auf die Teilrienenscheiben ausgeübt werden, näher am Angriffsort aufgenommen und übertragen, was dazu führt, daß ein unerwünschter Aufbau von Kräften in der Konstruktion verhindert wird und daß die Riemenscheibe und demzufolge auch die Welle weniger steif zu sein brauchen; dies wiederum führt zu einer besseren Wirtschaftlichkeit und einem verbesserten dynamischen Verhalten sowie zu verminderten Herstellungskosten und/oder einer vereinfachten Konstruktion.
Der Antriebsriemen steht mit den Teilriemenscheiben der Riemenscheibe nur längs eines bestimmten Ausschnittes aus einen Kreis in Berührung, was zu einer exzentrischen Belastung der Teilriemenscheiben führt sowie zu einer asymmetrischen Verformung der Teilriemenscheiben, einem unausgeglichenen Berührungsdruck auf den Antriebsriemen und zu einer verminderten Wirtschaftlichkeit des Getriebes. Der Zylinder, der die exzentrische Kammer umschließt und der mit einem Druckfluid gefüllt ist, gleicht die exzentrische Belastung durch Aufbringen exzentricher Kräfte auf die betreffende Teilriemenscheibe aus.
Eine weitere, allgemeine Ausführungsform, wie sie im Patentanspruch 2 dargelegt ist, offenbart das Vorhandensein von zwei Zylindern, die die exzentrische Kammer einschließen, wobei in einer weiteren Ausführungsform die Zylinder eventuell radial festgelegt sein können.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Übertragung von Kräften auf ein Teil vorgesehen, das nicht die Riemenscheibenwelle ist. Die Kräfte, die auf die Teilriemenscheiben ausgeübt werden, werden aufgrund der Tatsache nicht mehr auf die Riemenscheibenwelle übertragen, sondern auf ein anderes Teil, beispielsweise auf das Gehäuse eines stufenlos veränderlichen Getriebes, dessen Konstruktion schon von Hause aus steif ist. Die Riemenscheibenwelle kann in diesem Kall weniger steif und weniger kompliziert sein, was sowohl der Wirtschaftlichkeit zugute kommt als auch der Massenträgheit und den Herstellungskosten der Riemenscheibe.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung und einige Ausführungsformen der Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:
Fig. 1a, 1b zeigt eine schematische, teilgeschnittene Ansicht eines Treibriemens auf einer Riemenscheibe nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 und 3 zeigen schematische, teilgeschnittene Seitenansichten von zwei Ausführungsformen, die mit einem Paar von exzentrischen Zylindern versehen sind, wobei die Übertragung jeweils auf das Gehäuse und auf die Wellen stattfindet.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Antriebsriemen 12, der über eine bekannte Riemenscheibe verläuft, die Teilriemenscheiben 1, 2 aufweist. Die Teilriemenscheibe 1 ist an der Riemenscheibenwelle 3 befestigt, während die Teilriemenscheibe 2 drehfest, jedoch axial verschieblich auf der Riemenscheibenwelle 3 sitzt. Beide Teilriemenscheiben 1, 2, sind direkt auf der Riemenscheibenwelle 3 gelagert, wobei diese Riemenscheibenwelle 3 auf diese Weise direkt alle Kräfte aufnehmen muß, die auf die Teilriemenscheiben ausgeübt werden. Die Teilriemenscheibe 2 ist in anderweitig bekannter Weise mit einer Zylinderwand 4 versehen, in der ein Kolben 6 liegt, der auf der Riemenscheibenwelle 3 befestigt ist, so daß auf diese Weise eine Zylinder-Kolben-Anordnung gebildet wird. Durch eine Veränderung des Druckes in der Zylinderkammer 30 oder der zugeführten Strömung durch die Zylinderkammer 30 kann in bekannter Weise die axiale Stellung der Teilriemenscheibe 2 in bezug auf die Riemenscheibenwelle 3 eingestellt werden. Der Antriebsriemen 12 liegt in einem Abstand R von der Mitte der Riemenscheibenwelle 3. Dieser Abstand R hängt von dem jeweiligen Übersetzungsverhältnis beispielsweise eines stufenlos veränderlichen Getriebes ab, in dem die Anordnung aus Riemenscheibe und Antriebsriemen vorgesehen ist. Es ist jedoch offensichtlich, daß der Antriebsriemen dauernd radial außerhalb der Riemenscheibenwelle 3 liegt. Dies bedeutet, daß dann, wenn die Riemenscheibe nur durch die Riemenscheibenwelle 3 gelagert ist, in diesem Falle beispielsweise mit Hilfe von Kugellaufrinnen 40, die wegen der erforderlichen Genauigkeit teuer und kompliziert sind, mit Hilfe einer Kraft F ein wesentliches Biege- oder Verwindungsmoment vom Antriebsriemen über die Riemenscheibe auf die Welle übertragen wird. Die Riemenscheibe und die Welle müssen in der Lage sein, dieses Biege- oder Verwindungselement aufzunehmen und sie müssen demzufolge steif ausgelegt sein. Dies führt dazu, daß die Anordnung aus Riemenscheibenwelle und Riemenscheibe relativ kompliziert und teuer ist, während sie eine große Massenträgheit hat, die ihrerseits dem dynamischen Verhalten nicht zuträglich ist.
Fig. 1 zeigt ferner, daß der Antriebsriemen die Riemenscheibe nur längs eines Segments eines Kreises Ψ berührt, was dazu führt, daß auf die Riemenscheibe eine exzentrische Belastung aufgebracht wird, daß die Teilriemenscheiben 1, 2 asymmetrisch verformt werden und daß der Antriebsriemen an den Teilriemenscheiben unausgeglichen nach unten gedrückt wird.
Die Teilriemenscheibe 2 bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist mit einem Zylinder 9 versehen. Dieser Zylinder 9 ist in bezug auf die Riemenscheibenwelle 3 exzentrisch angeordnet und wird in dieser exzentrischen Stellung in diesem Fall durch eine Stützrolle 13 gehalten. Eine solche Stützrolle 13 ist in diesem Fall sonst nicht unbedingt notwendig. Der Übergang des Zylinders 9 zur Teilriemenscheibe 2 ist so, daß eine relative, radiale Bewegung der Teilriemenscheibe 2 in bezug auf den Zylinder 9 möglich ist. Andererseits steht der Zylinder 9 mit einem Zylinder 11 in Verbindung, der an einem äußeren Teil 10, beispielsweise am Getriebegehäuse, befestigt ist. Dieser Zylinder 11 liegt in bezug auf die Riemenscheibenwelle 3 ebenfalls exzentrisch. Die Zylinder 9 und 11 und das äußere Teil 10 stellen einerseits eine radial außen liegende Abstützung der Teilriemenscheibe 2 sicher, sie bieten aber andererseits auch eine exzentrische Lagerung. Dies führt dazu, daß die vom Antriebsriemen auf die Teilriemenscheibe 2 ausgeübte Kraft durch die Abstützung aufgenommen wird, die sehr nahe an demjenigen Punkt liegt, an dem die Kraft aufgebracht wird, nämlich radial außerhalb der Welle und insbesondere, als Ergebnis der exzentrischen Stellung der Lagerung, längs des Kreissegmentes, längs dessen der Antriebsriemen 12 tatsächlich mit der Teilriemenscheibe 2 in Berührung steht. Dies wiederum führt dazu, daß die Teilriemenscheibe erheblich weniger steif sein muß. Da die radial außen liegende Abstützung die Kräfte eventuell auf das außen liegende Teil 10, beispielsweise auf das Getriebegehäuse überträgt, von dem nur ein Teil dargestellt ist, kann die Riemenscheibenwelle 2 in entsprechender Weise weniger steif sein. Sonst kann die Kraft auf die Welle ohne irgendein Problem übertragen werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Auch in diesem Falle kann die Welle 3 weniger steif sein als die bekannten Wellen, da die Kräfte, die auf die Riemenscheibe ausgeübt werden, radial auswärts aufgenommen werden. Zu diesen Zweck hat die Ausführungsform nach Fig. 3 einen Zylinder 14, der dem Zylinder 11 entspricht, der jedoch in diesem Falle mit einer radial vorstehenden Schließplatte 15 in Verbindung steht, die an der Riemenscheibenwelle 3 befestigt ist. Der Übergang vom Zylinder 14 zur Schließplatte 15 ist so, daß eine relative, radiale Bewegung der Schließplatte 15 in bezug auf den Zylinder 14 möglich ist. Der Zylinder 14 wird dabei in einer radial exzentrischen Stellung in bezug auf die Welle 3 mit Hilfe einer Stützrolle 16 gehalten, die an sich nicht notwendig ist.
Es ist offensichtlich, daß die Erfindung nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist und daß innerhalb des Rahmens der Erfindung verschiedene Varianten möglich sind, die alle so betrachtet werden sollen, daß sie in den Schutzbereich der Patentansprüche fallen. Beispielsweise kann die bekannte Riemenscheibe, wie sie in Fig. 1b dargestellt ist, dadurch an die Vorgaben der Erfindung angepaßt werden, daß am Umfang es radialen Endes des Kolbens 6 Zähne angebracht werden, die in Schlitze hineinragen, die im Inneren des Zylinders 4 angebracht sind. Diese Anpassung nach der Erfindung führt dazu, daß die Kolben-Zylinder-Einheit als formschlüssig verbundene, radial auswärtige Abstützung der Riemenscheibe dient.

Claims

1. Riemenscheibe mit wenigstens zwei Teilriemenscheiben (1, 2), die auf einer Riemenscheibenwelle (3) angeordnet und dort gegen eine relative Drehung gesichert sind, wobei wenigstens eine der Teilriemenscheiben (1, 2) in bezug auf die Welle (3) axial verschiebbar ist und wobei wenigstens eine der Teilriemenscheiben (1, 2) durch einen Zylinder (9) betätigt wird, der sich von der Riemenscheibenwelle aus radial nach außen und parallel zu ihr erstreckt,

dadurch gekennzeichnet,

daß exzentrisch in bezug auf die Riemenscheibenwelle (3) eine Zylinderkammer (30) vorgesehen ist, und

daß der Zylinder (9) die exzentrische Zylinderkammer (30) umschließt.

2. Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilriemenscheibe (2), die durch den Zylinder (9) betätigt wird, mit einem weiteren, zweiten Zylinder (11, 14) versehen ist, wobei der erste Zylinder (9) und der zweite Zylinder (11, 14) die exzentrische Zylinderkammer (30) einschließen.

3. Riemenscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zylinder (9) und der zweite Zylinder (11, 14) in radialer Richtung relativ zueinander festgelegt sind.

4. Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zylinder (11, 14) mit einen radial verlaufenden Schließteil (10, 15) verbunden ist, das die exzentriche Zylinderkammer (30) in axialer Richtung abschließt, wobei dieses Teil (10, 15) entweder mit der Riemenscheibenwelle (3) oder den Gehäuse der Riemenscheibe verbunden ist.

5. Riemenscheibe nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Zylinder (9) und der zweite Zylinder (11, 14) mit einer Keil- und Nutenverbindung versehen sind, mit deren Hilfe sie sich axial bewegen können, gegen eine Drehung jedoch festgelegt sind.

6. Stufenlos veränderliches Getriebe, das mit einem oder mehreren Riemenscheiben nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche versehen ist.