DE19705513A1

DE19705513A1 - Riemenscheibenvorrichtung eines stufenlos variablen Getriebes und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE19705513A1
Application number: DE19705513A
Authority: DE
Inventors: Takenori Hashimoto
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1996-02-15
Filing date: 1997-02-13
Publication date: 1997-08-21
Anticipated expiration: 2017-02-14
Also published as: JP3441873B2; US5924944A; DE19705513C2; GB9700319D0; GB2310260A; JPH09217802A; GB2310260B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Riemenscheibenvor richtung eines stufenlos variablen Riemengetriebes und ein Verfahren zum Verbinden seiner beweglichen Riemenscheibe mit einem hydraulischen Betätigungsglied derselben.

Ein stufenlos variables Riemengetriebe umfaßt eine Primär- (Antriebs-)welle, eine Sekundär-(Abtriebs-)welle, die paral lel zur Primärwelle vorgesehen ist, eine an der Primärwelle befestigte Primärriemenscheibe, eine an der Sekundärwelle be festigte Sekundärriemenscheibe und einen schleifenförmig über die beiden Riemenscheiben gelegten Antriebsriemen, so daß die Drehzahl der Sekundärwelle stufenlos durch Verändern eines Verhältnisses der Laufdurchmesser zwischen den beiden Riemen scheiben variiert werden kann. Das Verhältnis der Laufdurch messer wird durch Regulieren einer Nutweite jeweils der bei den Riemenscheiben verändert.

Bei einem stufenlos variablen Getriebe gemäß dieser Bauart, wie in Fig. 6 gezeigt, enthält eine Riemenscheibenvorrich tung, beispielsweise die Primärriemenscheibe, eine Welle 11, eine feststehende Scheibenhälfte 10, die starr an der Welle 11 befestigt ist, ein Nabenstück 21, das koaxial mit der Wel le 11 in der Weise gekoppelt ist, daß es axial auf dieser verschieblich ist, eine bewegliche Scheibenhälfte 20, die starr an dem Nabenstück 21 angebracht ist, mehrere Kugelnuten 11a und 21a, die auf der Welle 11 bzw. dem Nabenstück 21 vor gesehen sind, und zwischen den Kugelnuten 11a und 21a vorge sehene Kugeln, um so das Nabenstück 21 gleichmäßig entlang der Welle 11 zu verschieben. Auf diese Weise wird zwischen der feststehenden Scheibenhälfte 10 und der beweglichen Scheibenhälfte 20 eine Nut gebildet.

Die Nutweite L wird durch eine hydraulische Betätigungsein richtung 30 gesteuert, die einen Kolben 31, der an der beweg lichen Scheibenhälfte 20 an deren Rückseite angebracht ist, und einen Zylinder 35, der mit der feststehenden Scheiben hälfte 10 verbunden ist, aufweist. Wenn Hydraulikflüssigkeit der hydraulischen Betätigungseinrichtung 30 zugeführt wird, wird die bewegliche Scheibenhälfte 20 auf der Welle 11 der feststehenden Scheibenhälfte 10 durch die hydraulische Betä tigungseinrichtung 30 verschoben, so daß die Nutweite L regu liert wird.

Aus diesem Grund ist es erforderlich, eine starke Verbin dungsstruktur mit entsprechender Druckfestigkeit zwischen der beweglichen Scheibenhälfte 20 und dem Kolben 31 sicherzustel len. Die japanische offengelegte Gebrauchsmusteranmeldung Nr. Jitsu-Kai-Hei 3-114657 zeigt eine Technik auf, bei der, wie in Fig. 7 und 8 gezeigt, ein Endabschnitt des Kolbens 31 in eine ringförmige Nut 23 eingepreßt ist, die auf der Rückflä che der beweglichen Scheibenhälfte 20 vorgesehen ist, um so den Kolben 31 starr mit der beweglichen Scheibenhälfte 20 zu verbinden.

Ferner zeigt die geprüfte japanische Patentanmeldung Nr. To ku-Ko-Hei 4-79733 ein Verfahren auf, bei welchem eine Rolle auf die äußere Umfangsfläche des Kolbens gepreßt wird, wäh rend der Kolben zusammen mit der beweglichen Scheibenhälfte gedreht wird, um so eine Einpreßverbindung zwischen dem Kol ben und der beweglichen Scheibenhälfte zu schaffen.

Allgemein ist die Verbindungsfestigkeit zwischen der bewegli chen Scheibenhälfte 20 und dem Kolben 31 proportional zu der Kontaktfläche zwischen der ringförmigen Nut 23, die an der Rückfläche der beweglichen Scheibenfläche 20 gebildet ist, und dem Einpreßabschnitt des Kolbens 31. Gemäß diesem Stand der Technik hat jedoch der plastisch fließende Abschnitt am Ende des Kolbens 31 einen U-förmigen Querschnitt, wie in Fig. 9 dargestellt, und folglich kann keine ausreichende Kon taktfläche zwischen der ringförmigen Nut 23 und dem Kolben 31 sichergestellt werden. Wenn andererseits an eine Rolle 45 ei ne größere Kraft angelegt wird, um die Kontaktfläche durch Erhöhen des Einpreßausmaßes zu vergrößern, wird der Endab schnitt 31a des Kolbens 31 übermäßig verformt und verläßt schließlich den Bereich plastischer Verformung, was zur Er zeugung von Rissen und Furchenbildung darin führt. Risse und Furchen führen nicht nur eine mangelnde Festigkeit herbei, sondern ebenso den Austritt von Hydraulikflüssigkeit aus dem Inneren der hydraulischen Betätigungseinrichtung 30.

Entsprechend soll die vorliegende Erfindung die nach dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermeiden und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Riemenscheiben vorrichtung eines stufenlos variablen Riemengetriebes sowie ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, die bzw. das in der Lage ist, eine angemessene und stabile Verbindungsfe stigkeit zwischen der beweglichen Scheibenhälfte und der hy draulischen Betätigungseinrichtung sicherzustellen.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Patentansprüchen. Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Hierbei sind auch andere Kombina tionen von Merkmalen als in den Unteransprüchen beansprucht möglich.

Zur Lösung der Aufgabe umfaßt die Riemenscheibenvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung:
eine ringförmige Nut, die an der Rückfläche einer beweglichen Scheibenhälfte vorgesehen ist; und
einen ringförmigen Vorsprung, der an der Bodenfläche der ringförmigen Nut vorgesehen ist, um das plastische Fließen des Randes der hydraulischen Betätigungseinrichtung beim Ein pressen des Randes in die ringförmige Nut zu regulieren.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung im Detail beschrieben.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht einer Primärriemenscheibe für ein stufenlos variables Riemengetriebe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht einer Einpreßverbindung zwi schen einer beweglichen Scheibenhälfte und einem Kolben vor dem Einpressen gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer Einpreßverbindung zwi schen einer beweglichen Scheibenhälfte und einem Kolben nach dem Einpressen gemäß einer ersten Ausführungsform;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer Einpreßverbindung zwi schen einer beweglichen Scheibenhälfte und einem Kolben vor dem Einpressen gemäß einer zweiten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht einer Einpreßverbindung zwi schen einer beweglichen Scheibenhälfte und einem Kolben nach dem Einpressen gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 6 ist eine Schnittansicht einer Primärriemenscheibe nach dem Stand der Technik;

Fig. 7 ist eine Schnittansicht einer Einpreßverbindung zwi schen einer beweglichen Scheibenhälfte und einem Kolben vor dem Einpressen gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 8 ist eine Schnittansicht einer Einpreßverbindung zwi schen einer beweglichen Scheibenhälfte und einem Kolben nach dem Einpressen gemäß dem Stand der Technik; und

Fig. 9 ist eine Schnittansicht einer Einpreßverbindung zwi schen einer beweglichen Scheibenhälfte und einem Kolben nach dem Einpressen gemäß dem Stand der Technik.

Wie Fig. 1 zeigt, umfaßt eine Primärriemenscheibe eine fest stehende Scheibenhälfte 10 und eine bewegliche Scheibenhälfte 20 und wird von einem Motor über eine Kupplung oder derglei chen angetrieben. Ein Antriebsriemen ist schleifenförmig um die aus der feststehenden Scheibenhälfte 10 und der bewegli chen Scheibenhälfte 20 gebildete Riemenscheibe mit einer be stimmten Klemmkraft zum Übertragen von Drehmoment gelegt. Um die Nutweite L zwischen der feststehenden Scheibenhälfte 10 und der beweglichen Scheibenhälfte 20 gleichmäßig zu steuern, sind eine Vielzahl von Kugelnuten 11a und 21a auf einer Welle 11 der feststehenden Scheibenhälfte 10 bzw. in einem Naben stück 21 der beweglichen Scheibenhälfte 20 sowie ferner Ku geln 26 in den Kugelnuten 11a und 21a vorgesehen. Das Naben stück 21 der beweglichen Scheibenhälfte 20 ist koaxial mit der Welle 11 der feststehenden Scheibenhälfte 10 durch die Kugeln 26 gekoppelt, so daß es frei axial in Richtung der Welle 11 beweglich ist.

Ein zylindrischer Kolben 31 ist an der Rückfläche 22 der be weglichen Scheibenhälfte 20 angebracht und ein Zylinder 35 ist in seinem Mittelabschnitt auf der Welle 11 der festste henden Scheibenhälfte 10 befestigt. Diese Kolben-Zylinder einheit bildet eine hydraulische Betätigungseinrichtung 30 zur Steuerung der Nutweite L der Riemenscheibe. Das heißt, daß die bewegliche Scheibenhälfte 20 axial auf der Welle 11 der feststehenden Scheibenhälfte 10 durch Einführen oder Aus lassen von Hydraulikflüssigkeit in eine bzw. aus einer Hy draulikkammer 30A axial bewegt wird, so daß die Nutweite L der von den beiden Scheibenhälften 10 und 20 gebildeten Rie menscheibe stufenlos gesteuert wird. Bezugszeichen 36 be zeichnet eine Dichtung, die in einer Nut 31f vorgesehen ist, die an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 31 ausgebildet ist, um die Gleitfläche zwischen dem Kolben 31 und dem Zylin der 35 abzudichten.

Wie Fig. 2 zeigt, ist an der Rückfläche 22 der beweglichen Scheibenfläche 20 ein Flansch 24 mit einer ringförmigen Nut 23 vorgesehen und ein Stahldraht 40 ist um die ringförmige Nut 23 gelegt. Ferner ist der Kolben 31 auf die äußere Um fangsfläche des Flansches 24 aufgesetzt, wobei sein Endab schnitt 31a mit der Rückfläche der beweglichen Scheibenhälfte 20 in Berührung steht.

In diesem Zustand preßt eine Rolle 45 den Endabschnitt 31a des Kolbens 31 in die ringförmige Nut 23, während der Kolben 31 um die Mittelachse des Nabenstückes 21 zusammen mit der beweglichen Scheibenhälfte 20 gedreht wird, um so den Endab schnitt 31a in die ringförmige Nut 23 einzupressen, so daß eine starre und einstückige Verbindung zwischen dem Kolben 31 und der beweglichen Scheibenhälfte 20 erreicht wird.

Wenn der Endabschnitt 31a des Kolbens 31 in die ringförmige Nut 23 eingepreßt wird, wird sein plastisches Fließen durch den Stahldraht 40 beschränkt, was zur Folge hat, daß der End abschnitt 31a zu einer Gabelform verformt wird, wie Fig. 3 zeigt. Der auf diese Weise erhaltene Einpreßabschnitt hat ei ne größere Kontaktfläche A im Vergleich zu dem Fall, wenn der Stahldraht nicht verwendet wird, was es ermöglicht, eine aus reichende Festigkeit des Einpreßabschnittes sogar mit einem geringeren Einpreßausmaß sicherzustellen. Das geringere Aus maß des Einpressens bringt auch den Vorteil, daß Risse oder Furchen vermieden werden können und ferner die an der Rolle 45 anzulegende Kraft verringert werden kann.

Fig. 4 und Fig. 5 zeigen ein weiteres Verfahren zum Verbin den der beweglichen Scheibenhälfte mit dem Kolben.

Fig. 4 ist ein Zustand, in dem der Kolben 31 der Einpreßver bindung mit der beweglichen Scheibenhälfte 20 noch nicht un terzogen wurde. Der Flansch 24, der eine ringförmige Nut hat, ist auf der Rückfläche der beweglichen Scheibenhälfte 20 aus gebildet. Am Bodenabschnitt 23a der ringförmigen Nut 23 ist ein ringförmiger Vorsprung 41 vorgesehen, der einstückig aus gebildet ist und in radialer Richtung vorspringt.

In diesem Zustand des Kolbens 31 und der beweglichen Schei benhälfte 20 preßt die Rolle 45 den Endabschnitt 31a des Kol bens 31 in die ringförmige Nut 23, während der Kolben 31 um die Mittelachse des Nabenstückes 21 zusammen mit der bewegli chen Riemenscheibe 20 gedreht wird, um so den Endabschnitt 31a in die ringförmige Nut 23 einzupressen, so daß eine star re Verbindung zwischen dem Kolben 31 und der beweglichen Scheibenhälfte 20 erreicht wird.

Wenn der Endabschnitt 31a des Kolbens 31 in die ringförmige Nut 23 eingepreßt wird, wird sein plastisches Fließen durch den ringförmigen Vorsprung 41 beschränkt, und als Resultat wird der Endabschnitt 31a gabelförmig verformt, wie Fig. 5 zeigt. Der auf diese Weise erhaltene Einpreßabschnitt hat ei ne ausreichend große Kontaktfläche A, um die Festigkeit des Einpreßabschnittes auch bei einem geringeren Einpreßausmaß sicherzustellen. Das geringere Einpreßausmaß hat auch den Vorteil, daß die Erzeugung von Rissen oder Furchen vermieden werden kann und ferner die an die Rolle 45 angelegte Kraft verringert werden kann.

Die vorstehend beschriebenen Einpreßverfahren können an der Sekundärriemenscheibe oder auf einen Fall angewendet werden, bei dem der Zylinder mit der feststehenden Scheibenhälfte verbunden wird.

Zusammenfassend dient gemäß vorliegender Erfindung beim Ver binden des Kolbens mit der beweglichen Scheibenhälfte der Riemenscheibenvorrichtung des stufenlos variablen Getriebes ein an der Bodenfläche der ringförmigen Nut vorgesehener, das plastische Fließen einschränkender Vorsprung zu Vergrößerung einer Kontaktfläche zwischen dem Kolben und der beweglichen Scheibenhälfte, indem ein Einpreßabschnitt des Kolbens gabel förmig verformt wird, so daß die Verbindungsfestigkeit des Kolbens mit der beweglichen Scheibenhälfte mit einem geringen Einpreßausmaß verbessert werden kann.

Claims

1. Riemenscheibenvorrichtung eines stufenlos variablen Rie mengetriebes, die eine feststehende Scheibenhälfte, eine be wegliche Scheibenhälfte und eine an ihrem Rand mit der beweg lichen Scheibenhälfte verbundene hydraulische Betätigungsein richtung zum Steuern der Nutweite zwischen der beweglichen Scheibenhälfte und der feststehenden Scheibenhälfte hat, um so den Laufdurchmesser der Riemenscheibe zu variieren, ent haltend:
eine an der Rückfläche (22) der beweglichen Scheibenhälfte (20) vorgesehene ringförmige Nut (23); und
einen ringförmigen Vorsprung (40; 41), der an der Bodenfläche der ringförmigen Nut (23) zur Regulierung des plastischen Fließens des Randes (31a) beim Einpressen des Randes (31a) in die ringförmige Nut (23) vorgesehen ist.

2. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Vorsprung ein Stahldraht (40) ist, der um die ringförmige Nut (23) gelegt ist.

3. Riemenscheibenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Vorsprung (41) einstückig mit der ringförmigen Nut (23) ausgebildet ist.

4. Verfahren zum Verbinden einer hydraulischen Betätigungs einrichtung an ihrem Rand mit einer beweglichen Scheibenhälf te eines stufenlos variablen Riemengetriebes, umfassend die Schritte:
Vorsehen einer ringförmigen Nut an der Rückfläche der beweg lichen Scheibenhälfte; und
Vorsehen eines ringförmigen Vorsprunges an der Bodenfläche der ringförmigen Nut zum Regulieren des plastischen Fließens des Randes, wenn der Rand in die ringförmige Nut eingepreßt wird.