DE19954675A1 - Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe mit einem axial zwischen jeweils einem antriebsseitig und einem abtriebsseitig montierten Kegelscheibenpaar verspannten Umschlingungsmittel.

Description

Die Erfindung betrifft ein kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe (CVT), insbesondere für ein Kraftfahrzeug mit jeweils einem antriebsseitig mit einem Antriebselement und abtriebsseitig mit einer Antriebswelle für zumindest ein Antriebsrad in Verbindung stehenden Kegelscheibenpaar zur Verspannung eines die beiden Kegelscheibenpaare antriebsmäßig verbindenden endlosen Umschlingungsmittels, wobei jeweils zumindest eine Kegelscheibe eines Kegelscheibenpaares axial verschiebbar ist und zur Einstellung einer Übersetzung und/oder zur Übertragung eines Moments von jeweils zumindest einem hydraulischen Stellglied durch Zufuhr von Druckmedium mit Druck beaufschlagbar ist.

Derartige Umschlingungsmittelgetriebe sind bereits in den Offenlegungsschriften DE-OS 195 44 644, DE-OS 195 46 293 und DE-OS 195 46 294 detailliert beschrieben. Die drei Ausführungsformen weisen dabei allesamt einen im Kraftfluß zwischen dem Antriebselement und dem antriebsseitigen Kegelscheibenpaar angeordneten sogenannten Drehmomentfühler auf, der in Abhängigkeit vom zu übertragenden Drehmoment und der Übersetzung der Anpreßkraft bzw. das Anpreßmoment der Kegelscheiben zum Verspannen des Umschlingungsmittels steuert, wobei hierzu ein von einer Druckversorgungseinrichtung bereitgestelltes Druckmedium entsprechende Stellglieder zur axialen Beaufschlagung des Umschlingungsmittels mit Druck beaufschlagt.

Werden derartige Kraftübertragungseinrichtungen mit Drehmomentspitzen von der Abtriebsseite her beispielsweise durch Blockieren der Räder oder dergleichen belastet, insbesondere wenn eine zwischen dem ersten Scheibensatz und der Antriebseinheit angeordnete Kupplung nicht vollständig greift, so daß das geforderte Drehmoment nicht übertragen werden kann, so kann es vorkommen, daß das Umschlingungsmittel auf den Kegelscheiben durchrutscht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe vorzuschlagen, das in entsprechenden Situationen eine Erhöhung der Anpreßkraft bzw. des Anpreßmoments der Kegelscheiben auf das Umschlingungsmittel vorsieht, wobei eine Lösung anzustreben ist, die mit einem Mindestmaß an zusätzlichen Bauteilen auskommt und in der Herstellung kostengünstig ist.

Die Aufgabe wird durch ein kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe gelöst, welches mit jeweils einem antriebsseitig mit einem Antriebselement und abtriebsseitig mit einer Antriebswelle für zumindest ein Antriebsrad in Verbindung stehenden Kegelscheibenpaar zur Verspannung eines die beiden Kegelscheibenpaare antriebsmäßig verbindenden endlosen Umschlingungsmittel versehen ist, wobei jeweils zumindest eine Kegelscheibe eines Kegelscheibenpaares axial verschiebbar ist und zur Einstellung einer Übersetzung und/oder zur Übertragung eines Moments von jeweils zumindest einem hydraulischen Stellglied durch Zufuhr von Druckmedium mit Druck beaufschlagbar ist, und wobei der Druck mittels zumindest eines zwischen einer Druckversorgungseinrichtung und den Stellgliedern angeordneten Steuerventils geregelt wird und für nicht benötigtes hydraulisches Druckmedium Ableitungen vorgesehen sind, die in einem Druckmittelreservoir münden, wobei die Ableitungen und/oder das Druckmittelreservoir mit einem Gegendruck beaufschlagbar sind.

Ein derartiges kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe kann vorteilhafterweise so ausgeführt sein, daß für jedes Kegelscheibenpaar zwei Stellglieder vorgesehen sind, wobei jeweils ein Stellglied im wesentlichen den Druck für die Übertragung des Moments und jeweils ein Stellglied den Druck für die Einstellung der Übersetzung liefert, wobei das Steuerventil die Stellglieder zur Einstellung der Übersetzung ansteuert. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ein Umschlingungsmittelgetriebe schnell reagieren soll und hohe Anpreßkräfte aufweist. So können beispielsweise die beiden Stellglieder, die die Anpressung des Umschlingungsmittels vornehmen, miteinander verbunden sein, so daß beide Stellglieder annähernd denselben Anpreßdruck auf das Umschlingungsmittel ausüben. Die für die Übersetzung verantwortlichen Stellglieder können dabei kleiner dimensioniert sein und somit schneller eine Übersetzungsänderung bewirken. Vorteilhafterweise werden hierzu die die Anpreßkraft und die die Übersetzung bereitstellenden Stellglieder mit einer Druckmittelversorgungseinrichtung, beispielsweise einer Pumpe, versorgt. Das Druckmedium wird vorteilhafterweise mittels eines Steuerventils, das als Differenzdruckventil ausgestaltet sein kann, mit einem Differenzdruck versorgt.

Überschüssiges Druckmedium wird vom Steuerventil über Ableitungen in einen drucklosen Tank bzw. in ein Druckmittelreservoir abgeleitet, wobei vorteilhafterweise zwischen den Ausgängen des Steuerventils und den Ableitungen ein Steuerventil, beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil angeordnet ist, so daß sich bei der Ableitung von überschüssigem Druckmittel ein Staudruck ergibt, der von der Ausgangsseite des Steuerventils her eine Druckerhöhung in den Zuführungskanälen und somit an den Stellgliedern zur Beaufschlagung der axial verschiebbaren Kegelscheiben ergibt.

Vorteilhaft kann es weiterhin sein, dieses Druckbegrenzungsventil einstellbar zu gestalten, so daß ein konstanter Druck vorgewählt werden kann oder das Ventil regelbar bzw. ansteuerbar zu machen, so daß durch Einwirkung einer Steuereinheit ein vorgewählter bzw. ansteuerbarer Druck an dem Druckbegrenzungsventil bewirkt werden kann.

Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann ein Ausführungsbeispiel so ausgestaltet werden, daß die Beaufschlagung der Ausgänge des Steuerventils mit Druck zumindest mittels einer zur Versorgung eines Proportionalventils bereitgestellten Drucks erfolgt. So kann beispielsweise der Versorgungsdruck eines beliebigen, im Umschlingungsmittelgetriebe vorgesehenen Proportionalventils herangezogen werden, wobei die Versorgungsleitung mit der Ableitung des Steuerventils verbunden werden kann. Zweckmäßigerweise kann die Versorgungsleitung des Proportionalventils, das das Steuerventil ansteuert, zur Druckerhöhung herangezogen. Hiermit können die Ableitung bzw. die Ausgänge des Steuerventils mit einem konstanten Druck, beispielsweise 3-8 × 10⁵ Pa, beaufschlagt werden, wodurch ebenfalls eine Erhöhung des Anpreßdrucks unabhängig von dem Betriebszustand möglich ist.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit zur Druckerhöhung des Ausgangs des Steuerventils kann mittels eines in einer Saugstrahlpumpe entstehenden Staudrucks erfolgen. Dabei kann der Staudruck von bestimmten Betriebszuständen des Umschlingungsmittelgetriebes abhängig gemacht werden, beispielsweise kann die Saugstrahlpumpe in Betrieb genommen werden und damit ein Staudruck aufgebaut werden, wenn eine zwischen dem Antriebselement und dem antriebsseitigen Kegelscheibenpaar angeordnete Kupplung Schlupf aufweist oder schleift. Vorteilhaft kann dies deswegen sein, da in dem entsprechenden Betriebszustand, beispielsweise bei der Anfahrt oder Bremsung auf unterschiedlich haftfähigen Untergründen, plötzlich Drehmomentspitzen auftreten können.

Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die zuvor genannten Möglichkeiten zur Druckerhöhung beliebig zu kombinieren, so daß beispielsweise eine Erhöhung des Drucks an den Ausgängen des Steuerventils durch die Verbindung mit einer Druckversorgungsleitung für ein Proportionalventil oder mittels eines Druckbegrenzungsventils in den Ableitungen des Steuerventils erfolgt und zur Druckerhöhung bei auftretenden Drehmomentspitzen eine Verbindung mit der den Staudruck der Saugstrahlpumpe aufweisenden Leitung einen zusätzlichen Druck aufbaut.

Weiterhin vorteilhaft kann die Steuerung des Drucks durch eine Steuereinheit sein, wobei diese die Höhe des Staudrucks vorgeben kann, wobei der Staudruck wiederum durch ein zusätzliches Steuerventil eingestellt werden kann und/oder ein Proportionalventil das Druckbegrenzungsventil ansteuern kann. Die Steuerung erfolgt dabei vorteilhafterweise in Abhängigkeit von am Stellglied erforderlichen Druck.

Wahlweise kann der Gegendruck von der Steuereinheit auch so vorgegeben werden, daß eine Stellgröße in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter zusätzlich oder alternativ berechnet oder abgeschätzt wird. Der Betriebsparameter kann dabei ein Sensorsignal sein, das von einem Sensor zur Detektion von ungleichförmigen Radumdrehungen oder Radblockierungen stammt und entsprechend aufbereitet wird, so daß beispielsweise eine Druckerhöhung an den axial verschiebbaren Kegelscheiben dann eintritt, wenn am Kraftfahrzeug in einer entsprechenden Fahrsituation, beispielsweise bei einer Fahrt auf unterschiedlich haftfähigen Untergründen, plötzlich Drehmomentspitzen auftreten.

Weiterhin kann der weitere Betriebsparameter eine Regelgröße oder ein Signal aus einer anderen Steuereinheit sein, das beispielsweise ein Antiblockier-, Antischlupfregelungssystem oder ein System zur Regelung der Fahreigenschaften sein kann, wobei diese Signale schneller zur Verfügung stehen können und damit eine schnellere Reaktion auf Drehmomentspitzen zulassen können als ein mechanisch im Kraftfluß zwischen den Kegelscheibensätzen und der Antriebseinheit angeordneter Drehmomentfühler, insbesondere, wenn eine Kupplung noch nicht oder gerade nicht das nötige Drehmoment überträgt.

Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann die Beaufschlagung der Ableitung des Steuerventils mit Druck mittels eines den Durchfluß in den Ableitungen in Abhängigkeit von an der abtriebsseitigen Antriebswelle auftretenden Drehmomentstößen steuernden Ventils erfolgen. Hierzu eine Anordnung derart verwendet werden, die aus einer begrenzt verdrehbar auf der Antriebswelle angeordneten und axial verlagerbaren Drehmasse sowie einer Kammer zur Bildung eines Ventilvolumens mit einer Ableitung zum Druckreservoir und einer Zuleitung vom Steuerventil bestehen kann, wobei die Drehmasse bei Drehmomentstößen mittels der axialen Verlagerung den Leitungsquerschnitt der Leitung zwischen Steuerventil und Druckmittelreservoir steuert. Vorteilhafterweise kann die Drehmasse mit der Antriebswelle mittels eines Gewindes gegeneinander begrenzt verdrehbar sein, so daß bei einer plötzlichen Änderung der Drehgeschwindigkeit der abtriebsseitigen Antriebswelle infolge der Massenträgheit der verdrehbar auf der Antriebswelle gelagerten Drehmasse eine Relativverdrehung der beiden Teile zustande kommt und infolge der Verdrehung entlang der Gewindegänge, die auch nur rampenartig ausgestaltet sein können, eine axiale Verlagerung der Drehmasse erfolgt. Die axiale Verlagerung wiederum kann genutzt werden, den Querschnitt der Leitung zwischen dem Steuerventil und dem Druckmittelreservoir zu verengen, beziehungsweise zu verschließen, so daß durch den erfolgenden Rückstau eine Druckerhöhung an den Kegelscheibensätzen resultiert.

Dabei kann es von Vorteil sein, die Drehmasse im Falle eines Drehmomentstoßes gegen die rückstellende Wirkung eines axial wirksamen Energiespeichers zu verdrehen, der die Drehmasse nach dem Drehmomentstoß wieder in die Ausgangsposition zurückstellt und damit die Erhöhung des Anpreßmomentes der Kegelscheiben wieder rückgängig macht. Der Energiespeicher kann hierzu beispielsweise als Schrauben-, Teller- oder als Membranfeder ausgebildet sein und je nach Anordnung in Druck- oder Zugrichtung wirkend ausgestaltet sein.

Vorteilhafterweise wird die Kammer, in die die Zuleitungen münden und der Steuerprozeß der Verengung oder des Verschlusses der Leitung stattfindet von der Drehmasse und der Antriebswelle gebildet werden, wobei die beiden Teile gegeneinander druckfest in Höhe des erforderlichen Drucks abgedichtet sind. Weiterhin kann in ausgewählten Ausführungsbeispielen zusätzlich ein feststehendes Gehäuseteil, beispielsweise ein Teil des Getriebegehäuses die Kammer bilden, wobei die Zuleitungen über das Gehäuseteil erfolgen können, so daß es möglich ist, auf sich gegen die Leitungen verdrehende Zuführungen zu verzichten.

Es versteht sich, daß die Wirkung einer Verengung oder eines Verschlusses der Leitung auch ohne axiale Verlagerung erfolgen kann, wenn die Leitungsführung so erfolgt, daß eine Zuführung der Leitung durch die Drehmasse und die andere durch die abtriebsseitige Antriebswelle, wobei die Öffnungen einander gegenüberliegen und beispielsweise durch zumindest einen in Umfangsrichtung wirkenden Energiespeicher in ihrer Position derart festgelegt sind, daß sie in Abhängigkeit von Drehmomentstößen, deren Ausmaß die Dimensionierung des Energiespeichers vorgibt, gegeneinander verdreht werden und damit den Durchfluß in der Leitung bestimmen. Bei Erreichen des Normalbetriebs ohne abtriebsseitige Drehmomentspitzen stellt der Energiespeicher die Öffnungen wieder aufeinander. Die Öffnungen können als vorteilhaft ausgebildete Steuerkanten vorgesehen sein.

Die Erfindung wird anhand der Fig. 1-5 näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein teilweise dargestelltes kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe mit einem Druckbegrenzungs­ ventil zur Erhöhung des Gegendrucks am Steuerventil,

Fig. 2 ein teilweise dargestelltes kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe mit einer Verbindungsleitung zu der Versorgungsleitung eines Proportionalventils zur Erhöhung des Gegendrucks am Steuerventil,

Fig. 3 ein teilweise dargestelltes kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe mit einer Verbindungsleitung zu einer Saugstrahlpumpe zur Erhöhung des Gegendrucks am Steuerventil,

Fig. 4 einen Schnitt durch die obere Hälfte eines Ausführungsbeispiels einer Anordnung zur Erhöhung des Drucks am Ausgang des Steuerventils, und

Fig. 5 einen Schnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Anordnung zur Erhöhung des Drucks am Ausgang des Steuerventils.

Das in der Fig. 1 teilweise dargestellte Umschlingungsgetriebe beziehungsweise Kegelscheibenumschlingungsgetriebe besitzt ein antriebsseitig auf der Welle A drehfest angeordnetes Kegelscheibenpaar 1 und ein auf der Abtriebswelle B drehfest angeordnetes Kegelscheibenpaar 2. Jedes Kegelscheibenpaar hat ein axial bewegbares Scheibenteil 1a, 2a und je ein axial festes Scheibenteil 1b, 2b. Zwischen den beiden Scheibenpaaren ist zur Drehmomentübertragung ein Umschlingungsmittel in Form einer Kette 3 vorgesehen.

Das Scheibenpaar 1 ist über ein Stellglied 4, das als Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet ist, axial verspannbar. Das Kegelscheibenpaar 2 ist in ähnlicher Weise über ein Stellglied 5, das ebenfalls als Kolben-/Zylindereinheit ausgebildet ist, axial gegen die Kette 3 verspannbar.

Wirkungsmäßig parallel geschaltet zu den Kolben-/Zylindereinheiten 4, 5 ist jeweils eine weitere Kolben-/Zylindereinheit 6, 7 vorgesehen, die zur Übersetzungsänderung des Getriebes dienen. Die Druckkammern 6a, 7a der Kolben-/Zylindereinheiten 6, 7 können wechselweise entsprechend dem gefor­ derten Übersetzungsverhältnis bzw. der geforderten Übersetzungsänderung mit Druckmittel, wie Öl, befüllt oder entleert werden. Hierfür können die Druckkam­ mern 6a, 7a entsprechend den Erfordernissen entweder mit einer Druck­ mittelversorgungseinrichtung, wie einer Pumpe 8, verbunden werden oder aber mit einer Ablaßleitung 9. Bei einer Übersetzungsänderung wird also eine der Druckkammern 6a, 7a mit Druckmittel befüllt, also deren Volumen vergrößert, wohingegen die andere Druckkammer 7a, 6a zumindest teilweise entleert, also deren Volumen verkleinert wird. Diese Druckbeaufschlagung bzw. Entleerung der Druckkammern 6a, 7a erfolgt mittels des Steuerventils 10.

Das Steuerventil 10 ist ein druckrückgeführtes Ventil und weist einen Schieber 44 in einem Ventilgehäuse auf, wobei eine Feder 43 den Schieber 44 in axialer Richtung mit einer Kraft beaufschlagt und mittels einer Verschlußvorrichtung 45 der Schieber 44 innerhalb des Ventilgehäuses abgeschlossen angeordnet ist.

Das Ventil 10 weist verschiedene Anschlüsse auf, wobei über die Verbindung 46 der Anschluß an die Druckmittelpumpe 8 oder ein Volumenstromventil 24 realisiert wird. Weiterhin ist ein Sumpf beziehungsweise druckloser Tank 47 über die Verbindung 9 mit dem Ventil 10 verbunden. Zwischen dem Tank 47 und dem Steuerventil 10 ist in der Verbindung 9 das Druckbegrenzungsventil 45 zur Erhöhung des Gegendrucks im Ablauf 9 angeordnet. Die Steilglieder 6a, 7a der Kegelscheibenpaare 1, 2 sind über die Verbindung 48 und 49 mit dem Ventil 10 verbunden, wobei die Leitung 48 vorzugsweise mit dem antriebsseitigen Kegelscheibenpaar verbunden ist und die Leitung 49 mit dem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar. Die Verbindung 42 dient zur Ansteuerung des Ventils 10 mittels eines Vorsteuerdruckes in der Druckkammer 41. Der Vorsteuerdruck im Druckraum 41 kann durch ein Proportionalventil 40 gesteuert werden.

Der Schieber 44 ist derart ausgebildet, daß er in einem Teilbereich mit einem Kanal 51 in axialer Richtung versehen ist, welcher bei 52 in radialer Richtung geöffnet ist. Innerhalb dieser axialen Bohrung ist ein weiterer Schieber 53 bewegbar angeordnet. Der Schieber 53 kann somit relativ zu dem Schieber 44 bewegt werden, wobei der Schieber 53 gegenüber dem Schieber 44 abgedichtet sein kann.

Die Funktionsweise des Steuerventils 10 kann wie folgt beschrieben werden. In der dargestellten (linken) Anschlagsposition des Ventils 10 ist Leitung 49 mit Leitung 9 und Leitung 46 mit Leitung 48 verbunden. Bewegt sich der Schieber infolge einer Beaufschlagung der Kammer 41 mit Druck axial nach rechts, wird zunächst die Leitung 46 versperrt, dann Leitung 48 mit Leitung 9 verbunden. Im weiteren Verlauf des Steuerkolbens 44 wird die Leitung 49 von Leitung 9 getrennt und schließlich Leitung 49 mit Leitung 46 verbunden.

Bei einer Verbindung der Pumpenleitung 46 mit der Leitung 48 wirkt der Druck in der Kammer 57 auf die Ringflächen 50, 55, wobei die Ringfläche 50 größer ist und dadurch eine axiale Kraftkomponente entgegen der Feder 43 wirkt und ein Gleichgewicht zwischen beiden Kräften eingestellt wird. Wird ein Staudruck in Kammer 41 angelegt, verschiebt sich der Kolben 44 axial und der von der Pumpe zugeführte Druck wird durch die Steuerkante an der Ringfläche 50 vermindert. Wird der Staudruck weiter erhöht, wird die Leitung 48 mit der Leitung 9 und die Verbindungsleitung 49 mit der Leitung 46 zu der Pumpe 8 verbunden. Dadurch ist der Kanal 56 ebenfalls mit Druckmedium gefüllt, und der Schieber 53 wird in axialer Richtung beaufschlagt und stützt sich an dem Element 45 ab, wobei auf den Schieber 44 eine Kraft proportional dem Druck und der Querschnittsfläche der axialen Bohrung 56 in Richtung auf die Druckkammer 41 resultiert, wodurch eine erste Form der Druckrückführung realisiert wird.

Wird der Schieber nach links beaufschlagt, indem der Druck in der Druckkammer 41 geeignet gewählt ist und die Federkraft der Feder 43 in axialer Richtung auf die Druckkammer 41 den Schieber 44 beaufschlagt, so wird eine Fluidverbindung zwischen der Leitung 48 und der Leitung 46 erzeugt, da die Aussparung 57 diese Verbindung erzeugt. Dadurch wird die Leitung 49 mit der Leitung 9 verbunden. Durch diese Schieberanordnung wird die Leitung 48 mit Druck beaufschlagt, wobei die Leitung 49 druckentlastet wird. Demzufolge wird eine Axialkraft auf den Schieber ausgeübt, die in Richtung auf die Feder gerichtet ist, wobei die Kraft proportional zu der Flächendifferenz der Querschnittsflächen zwischen dem Bereich 55 und dem Bereich 50 ist und proportional dem Druck im Bereich 57 und gleichzeitig eine Kraft in Richtung auf die Druckkammer 41 den Kolben 53 beaufschlagt, die proportional dem Druck in der Leitung 49 ist, multipliziert mit der Querschnittsfläche der Innenbohrung 56. Dadurch wird die zweite Form der Druckrückführung realisiert.

Das in der Ableitung 9 zwischen dem drucklos betriebenen Tank 46 und dem Steuerventil 10 vorgesehene Druckbegrenzungsventil 45 entläßt das von der Leitung 9 ankommende Druckmedium erst nach Überschreiten des an ihm eingestellten Grenzdrucks drucklos in den Tank 47. Die Einstellung kann in Form eines fest eingestellten, während der gesamten Betriebszeit wirksamen Gegendrucks erfolgen, vorteilhafter ist es jedoch den Druck ansteuerbar zu gestalten und das Druckbegrenzungsventil 45 von außen, beispielsweise mit einem elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betriebenen Aktor, anzusteuern. Die Zuschaltung des Druckbegrenzungsventils 45 hat zur Folge, daß das Steuerventil 10 mit dem am Druckbegrenzungsventil eingestellten Druck, beispielsweise 3-8 × 10⁵ Pa, zusätzlich beaufschlagt wird, was zu einem Druckoffset an dem mit dem Abfluß 9 verbundenen Stellglied 6a oder 7a führt. Der in dem Ventil 10 mittels der beiden Druckrückführungsfunktionen wirksame Regelkreis reagiert darauf mit einer Druckerhöhung am mit der Pumpe 8 in Verbindung stehenden Stellglied, so daß beide Stellglieder 6a, 7a mit demselben Druck, nämlich dem am Druckbegrenzungsventil 45 eingestellten, beaufschlagt werden und somit ein verbesserte Verspannung der Kette 3 bewirken.

Da infolgedessen ein erhöhter Reibeingriff zwischen den Kegelscheiben 1a, 1b, 2a, 2b und der Kette entsteht, kann es vorteilhaft sein, diese erhöhte Anpressung auf zu erwartende oder eingetretene Drehmomentspitzen, beispielsweise durch Ansteuerung des Druckbegrenzungsventils mittels einer mit den entsprechenden Beurteilungskriterien wie Sensorsignalen, Kennlinien und dergleichen ausgestatteten Steuereinheit, zu begrenzen.

Zur Erzeugung eines zumindest momentabhängigen Druckes ist ein Drehmomentfühler 11 vorgesehen, der auf einem hydromechanischen Prinzip basiert. Der Drehmomentfühler 11 überträgt das gesamte eingeleitete Drehmo­ ment auf das Kegelscheibenpaar 1. Der Momentenfühler 11 besitzt eine axial feststehende, jedoch begrenzt auf der Welle A verdrehbare Kurvenscheibe 12 und eine axial verlagerbare Kurvenscheibe 13, die jeweils Auflauframpen besit­ zen, zwischen denen Spreizkörper in Form von Kugeln 14 vorgesehen sind. Die Kurvenscheibe 13 ist auf der Welle A axial verlagerbar, jedoch gegenüber dieser drehfest.

Zur Erzeugung des über den Drehmomentfühler 11 zumindest momentenabhängig modulierten Druckes, der für die Verspannung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes erforderlich ist, steht die Pumpe 8 über Verbindungsleitungen 18, 19, 20, mit dem Druckraum 15 des Drehmomentfühlers 11 in Verbindung. Die Pumpe 8 ist weiterhin über eine von der Leitung 20 ausgehende Verbindungsleitung 21 mit der Druckkammer 7a der Kolben- Zylindereinheit 7 am zweiten Scheibenpaar 2 verbunden.

Der Druckraum 15 des Drehmomentfühlers 11 ist über wenigstens einen Kanal mit der Druckkammer 4a der Kolben-/Zylindereinheit 4 verbunden.

Es ist also stets eine Verbindung zwischen dem ersten Druckraum 15 und der Druckkammer 4a vorhanden. In der Welle A ist weiterhin wenigstens ein Abflußkanal 22 vorgesehen, der mit dem Druckraum 15 in Verbindung steht bzw. verbindbar ist. Das aus dem Druckraum 15 über eine als Drossel wirkende Ventilstelle 23 abfließende Öl, kann zur Schmierung und/oder Kühlung von Bauteilen benutzt werden. Die axial auf der Welle A bewegbare Rampen- bzw. Kurvenscheibe 13, bildet mit einem inneren Bereich einen mit dem Abflußkanal 22 zusammenwirkenden Schließbereich, der in Abhängigkeit zumindest des anstehenden Drehmomentes den Abflußkanal 22 mehr oder weniger ver­ schließen kann. Der Schließbereich bildet also in Verbindung mit dem Abflußkanal 22 ein Ventil bzw. eine Drosselstelle. Zumindest in Abhängigkeit des zwischen den beiden Scheiben 12, 13 anstehenden Drehmoments wird über die als Steuerkolben wirksame Scheibe 13 die Abflußöffnung bzw. der Abflußkanal 22 entsprechend geöffnet oder geschlossen, wodurch ein wenigstens dem anstehenden Moment entsprechender, durch die Pumpe 8 aufgebrachter Druck zumindest im Druckraum 15 erzeugt wird. Da der Druckraum 15 mit der Druckkammer 4a und über Kanäle bzw. Leitungen 20, 21 auch mit der Druckkammer 5a in Verbindung steht, wird auch in diesen Kammern 4a, 5a ein entsprechender Druck erzeugt.

Aufgrund der Parallelschaltung der Kolben-/Zylindereinheiten 4, 5 mit den Kolben-/Zylindereinheiten 6, 7 werden die durch den vom Drehmomentfühler 11 gelieferten Druck auf die axial verschiebbaren Scheiben 1a, 2a erzeugten Kräfte hinzu addiert zu den Kräften, welche auf diese Scheiben 1a, 2a einwirken infolge des in den Kammern 6a, 7a vorhandenen Druckes für die Einstellung bzw. Änderung der Übersetzung des Getriebes.

Die bei Druckbeaufschlagung wirkungsmäßig parallelen Druckräume 15 und 16 sind in Abhängigkeit einer Übersetzungsänderung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes miteinander verbindbar bzw. vonein­ ander trennbar. Diese Verbindung bzw. Trennung kann in Abhängigkeit der axialen Verlagerung der Scheibe 1a erfolgen. Hierfür kann die Scheibe 1a als Ventilteil herangezogen werden und in der Welle A sowie in Bauteilen des Scheibenpaares 1 bzw. des Drehmomentfühlers 11 entsprechende Verbindungskanäle vorgesehen sein. Zweckmäßig kann es sein, wenn zumindest annähernd über den gesamten Teilbereich des Übersetzungs­ bereiches des Getriebes ins Langsame (UD- oder underdrive-Bereich) nur der erste Druckraum 15 mit Druck beaufschlagbar ist. Die Verbindung beider Druckräume 15, 16 kann in vorteilhafter Weise zumindest annähernd beim Übergang in den Teilbereich des Übersetzungsbereiches des Getriebes ins Schnelle (OD- oder overdrive-Bereich) erfolgen. Die Verbindung bzw. die Trennung zwischen den beiden Druckräumen 15, 16 kann also in vorteilhafter Weise zumindest annähernd bei einem Übersetzungsverhältnis des Getriebes in der Größenordnung von 1 : 1 erfolgen. Es kann also mittels des Drehmomentfühlers 11 auch eine der drehmomentabhängigen Modulierung des Druckes überlagerte, übersetzungsabhängige Modulierung des Druckes erzeugt werden. Im konkreten Fall wird praktisch eine zweistufige übersetzungsabhängige Modulierung des Druckes bzw. des Druckniveaus erzielt.

Aus der vorausgegangenen Funktionsbeschreibung geht hervor, daß praktisch über den gesamten Teilbereich des Übersetzungsbereiches, in dem das Getriebe ins Langsame übersetzt (underdrive), die durch die an den Scheiben 12, 13 vorgesehenen Kugelrampen erzeugte Axialkraft lediglich durch die vom Druckraum 15 gebildete, axial wirksame Fläche abgestützt wird, wohingegen praktisch über den gesamten Teilbereich des Übersetzungsbereiches, in dem das Getriebe ins Schnelle übersetzt (overdrive) die durch die Kugelrampen auf die Scheibe 13 erzeugte Axialkraft durch beide axial wirksame Flächen der Druckräume 15, 16 abgefangen wird. Somit ist bezogen auf ein gleiches Eingangsmoment bei einer Übersetzung des Getriebes ins Langsame der vom Drehmomentfühler 11 erzeugte Druck höher als derjenige, der vom Drehmom­ entfühler 11 erzeugt wird bei einer Übersetzung des Getriebes ins Schnelle. Das Getriebe kann dabei in vorteilhafter Weise derart ausgelegt werden, daß der Umschaltpunkt, der eine Verbindung oder eine Trennung zwischen den beiden Druckräumen 15, 16 bewirkt, im Bereich einer Getriebeübersetzung von ca. 1 : 1 liegt.

Bezüglich weiterer konstruktiver Merkmale sowie Funktionsmerkmale des mit einem Drehmomentfühler 11 ausgerüsteten Kegelscheibenumschlingungs­ getriebes wird auf die deutsche Patentanmeldung DE-OS 44 43 332 verwiesen. In dieser Patentanmeldung sind weitere Ausführungsformen von Drehmo­ mentfühlern, die in vorteilhafter Weise im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Verwendung finden können, beschrieben. Weiterhin können in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung auch Drehmomentfühler eingesetzt werden, wie sie beispielsweise durch den eingangs erwähnten Stand der Technik bekannt geworden sind. Obwohl auch einstufige Drehmomentfühler eingesetzt werden können, ist es jedoch zur Verbesserung des Wirkungsgrades des Getriebes vorteilhaft, wenn, wie beschrieben, über den Gesamtüber­ setzungsbereich des Getriebes zumindest eine zweistufige oder aber eine mehr­ stufige oder gar stufenlose Modulierung des Druckes in Abhängigkeit der Übersetzung bzw. einer Übersetzungsänderung vorhanden ist.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, werden alle Stellglieder 4, 5, 6, 7, sowie der Drehmomentfühler 11 von einer einzigen Pumpe 8 versorgt. Der Pumpe 8 nachgeschaltet ist zunächst ein Volumenstrombegrenzungsventil 24 angeordnet, wobei diese Volumenbegrenzung, also das Ventil 24, nicht unbedingt erforderlich ist. Dies könnte z. B. der Fall sein, wenn man eine bezüglich des geförderten Volumens veränderbare Pumpe 8 einsetzen würde. Dem Volumenbegrenzungsventil 24 ist das Ventil 10 zur Übersetzungsverstellung sowie ein Ventil 25 zur Druckeinstellung nachgeschaltet. Das Ventil 25 ist zur Erhöhung des Druckes vor dem Ventil 10 bzw. in den Leitungen 18, 19 vorgesehen. Durch das Ventil 25 wird der Druck in der Leitung 19 bzw. vor dem Ventil 10 derart gesteuert, daß dieser größer ist als der erforderliche höhere der beiden Arbeitsdrücke in den beiden Leitungen 26, 27, welche das Überset­ zungsverstellungsventil 10 mit einerseits dem Stellglied 6 und andererseits dem Stellglied 7 verbinden. Das Druckerhöhungsventil 25 ist einerseits über die Leitung 20 mit dem Drehmomentfühler 11 und mit dem Stellglied 4 und andererseits über die Leitung 21 mit dem Stellglied 5 verbunden. Die Verbindung zwischen dem Ventil 25 und dem Stellglied 4 muß nicht zwangsweise über den Drehmomentfühler 11 führen. Der in den Leitungen 20, 21 bzw. in den Druckkammern 4a, 5a vorhandene bzw. anstehende Druck ist abhängig von dem vom Drehmomentfühler 11 gelieferten Druck bzw. von dem vom Drehmomentfühler 11 übertragenen Drehmoment. Um eine einwandfreie Funktion des Getriebes zu gewährleisten, wird der Druck vor dem Ventil 10, also in der Leitung 19 bzw. 18 größer gehalten als der in den Leitungen 26, 27 bzw. den Druckkammern 6a, 7a erforderliche höhere Druck zur Verstellung des Getriebes. Der zur Verstellung des Getriebes erforderliche Druck kann höher sein als der vom Drehmomentfühler 11 gelieferte Druck. Das bedeutet, daß bei manchen Betriebssituationen bzw. Fahrbedingungen der vom Drehmomentfühler bereitgestellte Druck zu gering ist, um die für einen einwandfreien Betrieb erforderliche schnelle Verstellung der Übersetzung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes zu gewährleisten. Eine solche Situation kann z. B. beim Abbremsen mit geringem Motormoment, also schneller Verzögerung und erforderlicher hoher Verstellgeschwindigkeit in der Getrie­ beübersetzung gegeben sein. Infolge des vom Drehmomentfühler zu über­ tragenden zu geringen Drehmomentes liefert der Drehmomentfühler einen verhältnismäßig geringen Druck, der nicht ausreicht, um die erforderliche schnelle Verstellung der Übersetzung des Getriebes zu gewährleisten. Um auch in solchen Betriebszuständen einen ausreichend hohen Druck vor dem Ventil 10, also in den Leitungen 18, 19 und somit auch in wenigstens einer der Leitungen 26, 27 einzustellen bzw. zu gewährleisten, ist das Druckerhöhungsventil 25 zwischen dem Drehmomentfühler 11 bzw. den Leitungen 20, 21 und dem Ventil 10 bzw. der Leitung 19 vorgesehen. Über dieses Ventil 25 wird sichergestellt, daß der Druck in der Leitung 19 bzw. am Ventil 10 um einen bestimmten Betrag höher liegt als der höhere der beiden Drücke in den Leitungen 26, 27. Hierfür besitzt das Ventil 25 Steuermittel 28, die bewirken, daß bei den entsprechenden Betriebszuständen zumindest eine Drosselung durch das Ventil 25 zwischen den Leitungen 19 und 20 stattfindet. Diese Mittel 28 können, wie dargestellt, durch eine direkte Rückführung der beiden in den Leitungen 26 und 27 herrschenden Drücken beeinflußt bzw. betätigt werden.

Die direkte Rückführung erfolgt über die Leitungen 29, 30, die einerseits mit den Leitungen 26, 27 entsprechend verbunden und andererseits mit einem durch ein Ventil 28 gebildetes Oder-Stellglied verbunden sind. Die Ventile 25 und 28 besitzen jeweils einen in einer Bohrung aufgenommenen Schieber 31, 32, welche getrennt, also unabhängig voneinander axial verlagerbar sind. Der Schieber 31 stützt sich über einen Abstandsstift 33 am Schieber 32 ab. Beiderseits des Schiebers 32 ist jeweils ein Druckraum 34, 35 vorgesehen, die mit den entsprechenden Leitungen 29, 30 verbunden sind. Der Druckraum 35 ist somit axial zwischen dem Schieber 31 und dem Schieber 32 angeordnet. Wenn in der Leitung 27 und somit auch in der Leitung 30 der höhere Druck ansteht, wirkt dieser auf den Druckraum 35 und somit direkt auf den Schieber 31 des Ventils 25. Ist hingegen der Druck in der Leitung 26 und somit auch in der Leitung 29 höher als in der Leitung 27 bzw. 30, bewirkt der im Druckraum 34 anstehende Druck eine Verschiebung des Schiebers 32, wodurch wiederum über den Abstandsstift 33 der Schieber 31 in Schließrichtung beaufschlagt bzw. betätigt wird. Damit wirkt das Ventil 28 bzw. der Schieber 32 als Oder-Glied. Das bedeutet, daß immer nur eine dem höheren Druck in den Leitungen 26, 27 entsprechende Kraft an den Schieber 31 bzw. das Druckerhöhungsventil 25 wei­ tergegeben wird.

Die Ventilanordnung 25 und 28 umfaßt weiterhin einen durch eine Spiralfeder 36 gebildeten Energiespeicher, der vorgespannt ist und sich einerseits über einen Teller 37 am Ventilgehäuse und andererseits am Schieber 31 abstützt. Innerhalb der Feder 36 ist der Abstandsstift 33 vorgesehen. Die Vorspannkraft der Feder 36 ist derart bemessen, daß in der Leitung 19 und somit vor dem Übersetzungsventil 10 ein bestimmter Druck nicht unterschritten wird. Somit ist vor dem Übersetzungsventil 10 stets ein Mindestdruck vorhanden. Auf der der Feder 36 abgewandten Seite des Schiebers 31 ist ein weiterer Druckraum 38 vorhanden, der mit einer Leitung 39 verbunden ist, welche ihrerseits wiederum in die Leitung 18 oder 19 mündet. In der Leitung 39 steht also ein Druck an, der demjenigen in der Leitung 18 oder 19 entspricht, wodurch im Druckraum 38 eine entsprechende axiale Kraft entgegen der von der Feder 36 aufgebrachten Kraft auf den Schieber 31 erzeugt wird. Durch die Verbindung 39 und den Druckraum 38 wird gewährleistet, daß, sobald der geforderte Mindestdruck in Leitung 18 oder 19 erreicht ist, die Verbindung zu den Leitungen 20, 21 bzw. zum Drehmomentfühler 11 freigegeben wird. Durch die beidseitige Druckbeaufschla­ gung des Schiebers 31 wird ein Druckvergleich bzw. eine Differenzbildung zwischen dem höchsten der in den Leitungen 26 und 27 anstehenden Drücke und dem Druck, der in den Leitungen 18, 19 bzw. vor dem Ventil 10 ansteht, durchgeführt. Die Feder 36 bzw. die Ventile 25 und 28 bestimmen neben dem Mindestdruck in Leitung 18 oder 19 bzw. vor dem Übersetzungsventil 10 auch die gewünschte Druckdifferenz zwischen dem in der Leitung 26 oder 27 anstehenden höchsten Druck und dem Druck vor dem Ventil 10.

Das Ventil 10 wird über ein von einem Proportionalventil 40 eingestellten Steuerdruck betätigt. Hierfür besitzt das Ventil 10 einen Druckraum 41, der über eine Leitung 42 mit dem Proportionalventil 40 in Verbindung steht. Auf der dem Druckraum 41 abgewandten Seite ist eine Vorspann- bzw. Rückstellfeder 43 angeordnet. Bei druckloser Kammer 41 wird der Schieber 44 über die Feder 43 in eine Lage gedrängt, die eine Verbindung zwischen der Leitung 27 und einer Abflußleitung 9 einerseits und eine Verbindung zwischen der Leitung 26 und der Leitung 19 bzw. 18 herstellt. Somit ist die Leitung 27 praktisch drucklos, wohingegen in der Leitung 26 der Druck über einen Kräftevergleich des auf die Ringfläche 55 wirkenden Drucks gegen die Federkraft der Feder 43 und nachfolgend über eine entsprechende Gleichgewichtseinstellung des Kolbens 44 eingestellt wird, wodurch eine Verstellung in Richtung "overdrive" bewirkt wird.

Bei Druckbeaufschlagung des Raumes 41 wird der Schieber 44 entgegen der Wirkung der Feder 43 nach rechts verschoben, so daß entsprechend eines sich einstellenden Gleichgewichts des Staudrucks in der Kammer 41 und den auf die Flächen 56, 50 wirkenden Drucks das Ventil 10 entsprechend eingestellt bzw. gesteuert werden kann. Bei vollem Druck in der Kammer 41 wird einerseits die Leitung 27 mit der Leitung 18 bzw. 19 und andererseits die Leitung 26 mit der Abflußleitung 9 verbunden. Dadurch steht an Leitung 27 der sich einstellende Versorgungsdruck und der sich addierende, am Druckbegrenzungsventil 45 eingestellte Druck an, wohingegen die Leitung 26 nur mit dem am Druckbegrenzungsventil 45 eingestellten Druck beaufschlagt wird. Dadurch wird eine Verstellung des Getriebes in Richtung "underdrive" bewirkt.

Durch entsprechende Einstellung des Druckes im Druckraum 41 bzw. in Leitung 42 kann der Druck in den Leitungen 26 und 27 wahlweise zwischen Abflußdruck und maximalem Versorgungsdruck eingestellt werden.

Die Drücke in den Leitungen 26 und 27 werden in Abhängigkeit der gewünschten Übersetzung vom Proportionalventil 40 eingestellt, welches angesteuert wird über ein elektronisches Steuergerät, das verschiedene Parameter, wie insbesondere das Übersetzungsverhältnis des Getriebes ver­ arbeitet bzw. als Eingangsgrößen besitzt. Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes kann beispielsweise ermittelt werden, in dem man eine antriebsseitige Drehzahl, wie z. B. die Drehzahl der Welle A, und eine abtriebsseitige Drehzahl, wie z. B. die Drehzahl der Welle B, ermittelt und diese vergleicht. Weitere Parameter, die berücksichtigt werden können, sind beispielsweise die Gaspedalstellung bzw. die zugeführte Kraftstoffmenge, der Unterdruck im Ansaugsystem des Motors, der Lastzustand des Antriebsmotors usw.

In vorteilhafter Weise kann das Ventil 10 durch ein 4/3-Ventil gebildet sein, das als Vierkantenschieberventil ausgebildet sein kann. Anstatt eines hydraulisch gesteuerten Übersetzungsventils 10 kann auch ein elektrisch oder pneumatisch gesteuertes Magnetventil Verwendung finden. In vorteilhafter Weise kann ein Wegeventil mit Elektromagnetbetätigung Verwendung finden, wobei dieses ebenfalls eine Rückstellfeder aufweisen kann.

Die Erfindung ist also nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern es können anstatt der beschriebenen Ventile 10, 24, 25 und 28 auch anders gesteuerte Ventile eingesetzt werden bzw. einzelne dieser Ventile können auch zusammengefaßt werden oder aber die beschriebene Funktion der einzelnen Ventile kann auch durch Einsatz mehrere entsprechend zusammenwirkender Ventile gewährleistet werden. So kann beispielsweise das Übersetzungsventil 10 auch durch zwei die entsprechenden Verbindungen zwischen den Leitungen 26, 27 und der Leitung 18 bzw. 19 herstellende und entsprechend angesteuerte Ventile ersetzt werden.

Fig. 2 zeigt in einer Abwandlung des unter Fig. 1 gezeigten Umschlingungsmittelgetriebes eine Anordnung in einer Teilansicht, wobei die nicht dargestellten beziehungsweise nicht beschriebene Bauteile in Übereinstimmung mit der Fig. 1 zu betrachten sind.

Das Steuerventil 110 mit Leitungen 148, 149 zur Beaufschlagung der für die Übersetzungssteuerung vorgesehenen Stellglieder weist eine Ableitung 109 auf, die mit der Versorgungsleitung 142 des Proportionalventils 140, das das Steuerventil 110 ansteuert, verbunden ist. Auf diese Weise werden die beiden Ableitungen 109a, 109b mit einem zusätzlichen Druck beaufschlagt, wobei die mit dem Zulauf 146 verbundene Zuleitung 148 oder 149 indirekt durch die Pumpe 108 den entsprechenden Druckzuschlag erfährt, da durch die regeltechnisch wirksame Druckrückführungsfunktion des Ventils 110 die Druckerhöhung in der mit der druckbeaufschlagten Zuleitung 109 verbundenen Leitung 149 oder 148 wieder durch eine Erhöhung des Drucks in der mit der Pumpe 108 verbundenen Leitung kompensiert wird.

Zur Bereitstellung eines konstanten Drucks, einstellbar im Bereich von beispielsweise 3-8 × 10⁵ Pa ist ein Ventil 160 vorgesehen, das über eine mit Drosseln 161, 161a versehene Rückkoppelschleife 162 verfügt, die entsprechend vom von der Pumpe 108 erzeugten Druck zur Druckeinstellung und Stabilisierung durch Axialverschiebung des Kolbens 163 den Zufluß zu den Leitungen 109, 142 regelt.

Eine derartige Anordnung ist zur Bereitstellung eines konstanten Drucks zur Erhöhung des Anpreßdrucks vorgesehen. Das Proportionalventil 140 wird über die Drossel 164 mit einem geringen Druckmittelfluß konstanten Drucks versorgt, so daß es mittels des von ihm variierten Steuerdrucks das Ventil 110 ansteuern kann. Die Öffnungen 165, 166 sind zur Versorgung weiterer Komponenten im Umschlingungsmittelgetriebe vorgesehen.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Umschlingungsmittels nach Fig. 1 mit einer abgeänderten Ausführung zur Druckerhöhung der Ableitungen am Ventil 210. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird der erforderliche Druck aus einem - in Flußrichtung gesehen - vor der Saugstrahlpumpe 267 befindlichen Leitung 268 anstehenden Staudruck gewonnen, indem die Leitung 268 mit der Ableitung 209 des Ventils 210 verbunden wird. Entsprechend den Ausführungsbeispielen aus den Fig. 1 und 2 wird diese Druckerhöhung umgesetzt.

Die Saugstrahlpumpe 267 zieht mittels dem in Leitung 268 anliegenden Staudruck beziehungsweise des dadurch in Leitung 271 entstehenden Saugstrahls entgegen der Wirkung des Rückschlagventils 269 Druckmedium aus dem Sumpf 270 und transportiert dieses in der Leitung 271 beispielsweise an ein Kühlaggregat weiter.

Dabei liegt ein Staudruck in Leitung 268 nur dann an, wenn das Ventil 272 geöffnet ist, da die Bypass-Leitung 273, die das Ventil 272 umgeht mit einer Drossel 274 ausgestattet ist, die eine mit der Düse der Saugstrahlpumpe vergleichbare Öffnung aufweist. Die Zuleitung 275 transportiert Druckmedium aus einem im Umschlingungsmittelgetriebe anfallenden Prozeß, beispielsweise aus den Stellgliedern der momentenabhängigen Scheibenanpressung, aus dem Drehmomentfühler oder dergleichen mit Restdruck an das Ventil 272, wo es entweder dem Einlaß der Pumpe 208 - vorteilhafterweise unter Umgehung des Feinstoffilters 276 - zugeführt wird oder zu Kühlungszwecken in die Leitung 268 geführt wird.

Die Steuerung des Ventils 272 übernimmt ein Proportionalventil 277, das über die Leitung 278 mit konstantem Druck versorgt und von einer - nicht gezeigten - Steuereinheit angesteuert wird. Die Steuerung erfolgt hydraulisch durch Anlegen eines dem axialen Verstellweg des Ventils 272 proportionalen Druck an die Kammer 279. Das Proportionalventil 277 wird beispielsweise so angesteuert, daß bei schlupfender Kupplung, die im Kraftfluß zwischen dem Antriebselement und dem antriebsseitigen Scheibensatz angeordnet sein kann, das Ventil 272 auf die Leitung 268 umschaltet und von einem nicht dargestellten Kühler kommendes Druckmedium, das in der Leitung 275 herangeführt wird, über die Leitung 268 unter Zufuhr von weiterem Druckmedium aus dem Sumpf 270 in der Leitung 271 der Kupplung zur Abführen der Reibenergie zugeführt wird.

Die Verwendung dieses Staudrucks zur Beaufschlagung der Leitung 209 mit Druck ist insofern besonders vorteilhaft, da infolge der schlupfenden Kupplung eine Anbindung der Antriebseinheit nicht vollständig erfolgen kann und daher abtriebsseitige Drehmomentspitzen ohne die Schleppmomente der Antriebseinheit große Beschleunigungen auf die Scheibenpaare ausüben, die zu einem Durchrutschen der Kette führen können. In diesem Betriebszustand wird vorübergehend eine zusätzliche Anpressung und Verspannung der Kette durch die Erhöhung des Drucks an der Ableitung 209 des Ventils 210 erreicht.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine Anordnung 300 zur Erhöhung des Drucks an einem Steuerventil zur Steuerung des Drucks der Verstelleinrichtung, beispielsweise an dem Steuerventil 10 der Fig. 1, wobei das Druckbegrenzungsventil 45 weggelassen und statt dessen in die Leitung 9 zwischen das Druckmittelreservoir 47 und das Steuerventil 10 die Anordnung 300 eingefügt wird. Hierzu wird die Leitung 9 (Fig. 1) mit der Zuleitung 309 und der Ablauf 347 mit dem Druckmittelreservoir 47 (Fig. 1) verbunden.

Die Anordnung 300 ist auf der abtriebsseitigen Antriebswelle B des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes angeordnet und weist eine Drehmasse 350 auf die verdrehbar auf einer Schulter 351 der Antriebswelle B angeordnet ist, wobei die Drehmasse 350 ein Innengewinde 352 aufweist, das mit dem Außengewinde 353 der Antriebswelle B einen Formschluß bildet, so daß bei einer relativen Verdrehung der Drehmasse 350 gegen die Antriebswelle B infolge des Massenträgheit der Drehmasse 350 eine axiale Verlagerung der Drehmasse 350 entlang den Gewindegängen des Gewindes 353, 352 erfolgt. In vorteilhafter Weise kann der Formschluß zwischen den beiden Bauteilen B, 350 beispielsweise auch durch eine gewindeartige Feder in einem Bauteil A oder 350 mit einer entsprechend ausgenommenen Nut im dazu komplementären Bauteil unter Berücksichtigung des nötigen Verdrehwegs oder mittels in beiden Bauteilen B, 350 ausgenommenen Nuten, in denen Führungskörper wie beispielsweise Kugeln gelagert sind, gebildet werden.

Die axiale Verlagerbarkeit der Drehmasse wird in der einen Richtung durch eine in der Antriebswelle B vorgesehene Anschlagschulter 354 und in die andere Richtung über einen ringförmig axial abgesetzten Anschlag 357 an einem Gleitring 355, der sich axial am Gehäuse 356 abstützt, begrenzt, wobei der Gleitring 355 die unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten von Gehäuse 356 und Drehmasse 350 ausgleicht.

Das Gehäuse 356, das gegenüber der Antriebswelle B und der Drehmasse 350 feststehend ausgebildet ist und mit dem - nicht gezeigten - Getriebegehäuse fest verbunden oder ein Teil dessen sein kann, bildet mit der Drehmasse 350 und der Antriebswelle B eine Kammer 358, wobei die Teile untereinander über die Dichtmittel 359, 360 druckfest abgedichtet sind.

Die Drehmasse 350 ist zur Festlegung der Gleichgewichtslage bei Stillstand und gleichmäßiger Umdrehung der Antriebswelle B mit einem Energiespeicher 361 axial beaufschlagt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Drehmasse 350 mittels einer Schraubenzugfeder 361, die sich an der Antriebswelle B abstützt, am Anschlag 354 festgehalten, an sich bekannte Federaufnahmen zur kraftschlüssigen Verbindung der Bauteile B, 350 sind nicht dargestellt.

Die Funktionsweise der Anordnung 300 ergibt sich bei Betrachtung der Fig. 1 und 4 wie folgt, wobei anstelle des Druckbegrenzungsventils 45 die Anordnung 300 anzuordnen ist:

In Normalzustand ohne auf die Antriebswelle B wirkende Drehmomentstöße rotiert die Drehmasse 350 phasengleich mit der Antriebswelle B, wobei die Kraftkonstante des Energiespeichers 361 so bemessen ist, daß bei Drehzahländerungen der Antriebswelle B die Drehmasse 350 infolge der zwischen der Antriebswelle B und der Drehmasse 350 auftretenden Reibung noch keine Relativverdrehung zur Antriebswelle B aufweist. Das Steuerventil 10 wird von der Pumpe 8 mit Druckmedium zum Aufbau des übersetzungsabhängigen Anpreßdrucks der Kegelscheibenpaare 1, 2 versorgt und überschüssiges Druckmedium über die Leitung 9 an das Druckreservoir 47 abgeführt wird.

Wird beispielsweise durch eine ruckartige Belastung der Antriebsräder eine Drehmomentstoß aufgebaut, ergibt sich infolge der Massenträgheit der Drehmasse 350 eine Relativverdrehung dieser gegen die Antriebswelle B, wodurch die Drehmasse 350 entlang der Gewindesteigung axial entgegen der Wirkung des Energiespeichers 361 axial verlagert wird, wobei die Gewindesteigung des Gewindes 352, 353 in diesem Ausführungsbeispiel entgegen der Drehrichtung der Antriebswelle gerichtet ist.

Durch die axiale Verlagerung der Drehmasse 350 nähert sich diese dem Gleitring 355, möglicherweise bis zum Kontakt und verringert dabei den Durchfluß von Druckmedium von der Leitung 9 am Anschluß 309 zum Anschluß 347, der zum Druckmittelreservoir führt, in Abhängigkeit von der Intensität des Drehmomentstoßes, wodurch gleichfalls am Steuerventil 10 ein erhöhter Druck ansteht, der zu einer Erhöhung des Anpreßdrucks der Kegelscheibenpaare 1, 2 führt. Bei Nachlassen des Drehmomentstoßes wird die Drehmasse durch die Wirkung des Energiespeichers 361 wieder zum Anschlag 354 zurückgeführt.

Das Ausführungsbeispiel einer Druckerhöhungsanordnung 400 in Fig. 5 ist dem Ausführungsbeispiel 300 in Fig. 4 vom Prinzip her ähnlich und weist eine Drehmasse 450 auf, die in einer Ausnehmung 458, die gleichzeitig die Kammer für das Druckmittel ist, der abtriebsseitigen Antriebswelle B untergebracht ist. Die Kammer 458 wird daher nur von der Antriebswelle B und der Drehmasse 450 gebildet und weist in der Antriebswelle B einen Zulauf 409 von dem Steuerventil (beispielsweise 10, Fig. 1) und einen entlang der Rotationsachse verlaufenden Ablauf 447 in ein Druckmittelreservoir (beispielsweise 47 in Fig. 1) auf.

Zwischen der Antriebswelle B und der Drehmasse 450 ist ein Gewinde 453 oder ein äquivalentes, beispielhaft unter Fig. 4 beschriebenes Mittel vorgesehen, wodurch die Drehmasse 450 bei einer Relativverdrehung gegenüber der Antriebswelle B eine axiale Verlagerung entgegen der Wirkung des Energiespeichers 461, der hier als Schraubendruckfeder ausgebildet ist, erfährt, wobei die Drehmasse 450 im durch die in der Antriebswelle B vorgesehene Anschlagschulter 454 für den radial nach außen erweiterten Anschlagring 450a und den Anschlag 455 der Abdeckung 452 Bereich axial begrenzt verlagerbar ist. Die Drehmasse 450 weist auf Höhe der Rotationsachse eine sich axial erstreckende Nase 457, die zusammen mit der Ableitung 447 bei einer axialen Verlagerung der Drehmasse 450 als Steuerkante für den Durchfluß von Druckmedium von der Zuleitung 409 zur Ableitung 447 wirkt.

Wird infolge eines Drehmomentstoßes die abtriebsseitige Antriebswelle ruckartig verzögert, dreht sich infolge der Massenträgheit die Drehmasse aus ihrem durch die Schraubendruckfeder 461 festgelegten Gleichgewichtszustand am Anschlag 455 weiter und wird entlang der Gewindesteigungen des Gewindes 453 axial verlagert, wodurch der hydraulische Querschnitt der Ableitung 447 durch die Nase 457 verengt und im Extremfall verschlossen wird, wodurch sich der Druck am Steuerventil 10 und damit der Anpreßdruck an den Kegelscheibensätzen 1, 2 (Fig. 1) kurzzeitig bis zum Abklingen des Drehmomentstoßes erhöht. Nach Abklingen des Drehmomentstoßes steht durch die rückstellende Wirkung der Schraubendruckfeder 461 auf die Drehmasse 450 der volle Leitungsquerschnitt an der Ableitung 447 wieder zur Verfügung und der in Abhängigkeit von der Intensität des Drehmomentstoßes gesteigerte Anpreßdruck wird wieder auf den Anpreßdruck im Normalzustand zurückgeführt.

Es versteht sich, daß die Anordnungen 300, 400 in den Fig. 4, 5 und/oder alternativ das Druckbegrenzungsventil 45 in Fig. 1 und/oder die Druckleitungen 109 (Fig. 2), 209 (Fig. 3) alternativ an andere Ableitungen, die zum Druckmittelreservoir führen, in Verbindung gebracht werden können. So kann beispielsweise zumindest eines der beschriebenen Druckerhöhungsmittel 300, 400, 45 beziehungsweise die einen höheren Druck führenden Leitungen 109, 209 zwischen dem Drehmomentfühler 11 (Fig. 1) und das Stellglied 6 (Fig. 1) und/oder zwischen Drehmomentfühler 11 und dem Druckmittelreservoir wirksam verbunden werden, was zu einer Erhöhung des Drucks in den Anpreßräumen 5a, 6a führt und daher zu einer erhöhten Anpressung des Umschlingungsmittels 3.

Der Inhalt folgender Anmeldungen wird voll inhaltlich in die vorliegende Anmeldung mit einbezogen: DE-OS 195 44 644, DE-OS 195 46 293, DE-OS 195 46 294, DE-OS 197 21 036.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor­ schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rück­ bezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Erfindung ist auch nicht auf (das) die Ausführungsbeispiel(e) der Beschrei­ bung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abände­ rungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfah­ rensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschritt­ folgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (29)

1. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe (CVT) insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit jeweils einem antriebsseitig mit einem Antriebselement und abtriebsseitig mit einer Antriebswelle für zumindest ein Antriebsrad in Verbindung stehenden Kegelscheibenpaar zur Verspannung eines die beiden Kegelscheibenpaare antriebsmäßig verbindenden, endlosen Umschlingungsmittels, wobei jeweils zumindest eine Kegelscheibe eines Kegelscheibenpaares axial verschiebbar ist und zur Einstellung einer Übersetzung und/oder Übertragung eines Moments von jeweils zumindest einem hydraulischen Stellglied durch Zufuhr von Druckmedium mit Druck beaufschlagbar ist, wobei der Druck mittels zumindest eines zwischen einer Druckversorgungseinrichtung und den Stellgliedern angeordneten Steuerventils geregelt wird und für nicht benötigtes hydraulisches Druckmedium Ableitungen vorgesehen sind, die in einem Druckmittelreservoir münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungen und/oder das Druckmittelreservoir mit einem Gegendruck beaufschlagbar sind.

2. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Kegelscheibenpaar zwei Stellglieder vorgesehen sind, wobei jeweils ein Stellglied den Druck zur Übertragung des Moments und jeweils ein Stellglied den Druck für die Einstellung der Übersetzung liefert, wobei das Steuerventil die Stellglieder zur Einstellung der Übersetzung ansteuert.

3. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventil ein Differenzdruckventil ist und die die Übersetzung ansteuernden Stellglieder mit einem Differenzdruck versorgt.

4. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung mit Druck zumindest mittels eines Druckbegrenzungsventils erfolgt.

5. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckbegrenzungsventil einstellbar und/oder ansteuerbar ist.

6. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Druckbegrenzungsventils mechanisch, hydraulisch, elektrisch oder pneumatisch erfolgt.

7. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung mit Druck zumindest mittels eines zur Versorgung eines elektromagnetisch betätigten Schaltventils wie Proportionalventil oder PWM-Ventils bereitgestellten Drucks erfolgt.

8. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das elektromagnetische Schaltventil das Steuerventil ansteuert.

9. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Versorgungsleitung des Proportionalventils mit der Ableitung in das Druckmittelreservoir des Steuerventils oder mit dem Druckmittelreservoir verbunden ist.

10. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung mit Druck zumindest mittels eines in einer Saugstrahlpumpe entstehenden Staudrucks erfolgt.

11. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Staudruck an der Saugstrahlpumpe nur bei bestimmten Betriebszuständen auftritt und dadurch der Gegendruck während dieser Betriebszustände auftritt.

12. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugstrahlpumpe einen Staudruck aufbaut, wenn eine zwischen dem Antriebselement und dem antriebsseitigen Kegelscheibenpaar angeordnete Kupplung Schlupf aufweist oder schleift.

13. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung mit Druck mittels einer den Durchfluß in den Ableitungen in Abhängigkeit von an der abtriebsseitigen Antriebswelle auftretenden Drehmomentstößen steuernden Anordnung erfolgt.

14. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zur Beaufschlagung des Steuerventils mit Druck zumindest aus einem aus einer begrenzt verdrehbar auf der Antriebswelle angeordneten und axial verlagerbaren Drehmasse sowie einer Kammer zur Bildung eines Ventilvolumens mit einer Ableitung zum Druckreservoir und einer Zuleitung vom Steuerventil besteht, wobei die Drehmasse bei Drehmomentstößen mittels der axialen Verlagerung den Leitungsquerschnitt der Leitung zwischen Steuerventil und Druckmittelreservoir steuert.

15. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Drehmasse und Antriebswelle mittels eines Gewindes gegeneinander begrenzt verdrehbar sind.

16. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmasse entgegen der rückstellenden Wirkung eines axial wirksamen Energiespeichers verdreht wird.

17. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher eine Schraubendruck- oder Schraubenzugfeder ist.

18. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus der Drehmasse und der Antriebswelle gebildet wird.

19. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus der Drehmasse, der Antriebswelle und einem feststehenden Gehäuseteil gebildet wird.

20. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beaufschlagung mit Druck durch eine Steuereinheit gesteuert wird.

21. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung in Abhängigkeit vom am Stellglied erforderlichen Druck erfolgt.

22. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgröße für den Gegendruck von einer Steuereinheit vorgegeben wird, wobei die Stellgröße in Abhängigkeit von dem am Stellglied erforderlichen Druck und zumindest aus einem weiteren Betriebsparameter berechnet oder abgeschätzt wird.

23. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Betriebsparameter ein Sensorsignal oder eine andere zur Verfügung stehende Regelgröße ist.

24. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsignal von einem die Umdrehung zumindest eines Antriebsrads erfassenden Sensor erzeugt wird.

25. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine ungleichförmige Radumdrehung oder -blockade detektiert.

26. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsignal von einem Sensor zur Detektion von Schlupf des Umschlingungsmittels auf den Kegelscheiben erzeugt wird.

27. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensorsignal aus Laufunterschieden der beiden Kegelscheibenpaare gebildet wird, wobei die übersetzungsbedingten Laufunterschiede kompensiert werden.

28. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe (CVT) insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit jeweils einem antriebsseitig mit einem Antriebselement und abtriebsseitig mit einer Antriebswelle für zumindest ein Antriebsrad in Verbindung stehenden Kegelscheibenpaar zur Verspannung eines die beiden Kegelscheibenpaare antriebsmäßig verbindenden, endlosen Umschlingungsmittels, wobei jeweils zumindest eine Kegelscheibe eines Kegelscheibenpaares axial verschiebbar ist und zur Einstellung einer Übersetzung und/oder Übertragung eines Moments von jeweils zumindest einem hydraulischen Stellglied durch Zufuhr von Druckmedium mit Druck beaufschlagbar ist, wobei der Druck mittels zumindest einer Druckversorgungseinrichtung sowie mittels zwischen der Druckversorgungseinrichtung und den Stellgliedern angeordneten Mitteln zur Regelung eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Ableitungen zu einem überschüssiges Druckmittel aufnehmenden Druckmittelreservoir und/oder das Druckmittelreservoir mit einem Gegendruck beaufschlagbar sind.

29. Kontinuierlich verstellbares Umschlingungsmittelgetriebe mit zumindest einem antriebsseitigen und einem abtriebsseitigen Kegelscheibenpaar und mindestens einem in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmal.