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DE69002451T2 - Riemenscheibe für ein stufenloses Getriebe mit einer drehmomentübertragenden Membran. - Google Patents

Riemenscheibe für ein stufenloses Getriebe mit einer drehmomentübertragenden Membran.

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DE69002451T2
DE69002451T2 DE90460051T DE69002451T DE69002451T2 DE 69002451 T2 DE69002451 T2 DE 69002451T2 DE 90460051 T DE90460051 T DE 90460051T DE 69002451 T DE69002451 T DE 69002451T DE 69002451 T2 DE69002451 T2 DE 69002451T2
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DE
Germany
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pulley
membrane
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hub
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Eric Gourdon
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Powerbloc IBC Canada Inc
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32Friction members
    • F16H55/52Pulleys or friction discs of adjustable construction
    • F16H55/56Pulleys or friction discs of adjustable construction of which the bearing parts are relatively axially adjustable
    • F16H55/563Pulleys or friction discs of adjustable construction of which the bearing parts are relatively axially adjustable actuated by centrifugal masses

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • General Details Of Gearings (AREA)
  • Pulleys (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Riemenscheibe für ein stufenloses Getriebe mit einer Übertragungsmembran, insbesondere in einem stufenlosen Getriebe mit einer V-förmigen Riemenscheibe und einem trapezförmigen Riemen. Transmissionen dieser Art werden z.B. benutzt in Schneefahrzeugen, Motorrädern, Nutzfahrzeugen, Freitzeitfahrzeugen, Fahrzeugen ohne Erlaubnisschein oder vom Typ TQM.
  • Derartige Einrichtungen enthalten im allgemeinen eine mit einer Motorwelle verbundene Antriebs-Riemenscheibe und eine angetriebene Riemenscheibe, die durch einen in den Nuten von zwei Riemenscheiben laufenden Riemen angetrieben wird. Die Antriebs- Riemenscheibe ist so ausgebildet, daß der Umschlingungsdurchmesser des Riemens sich selbsttätig in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit der Riemenscheibe ändert. Der Riemen hat eine konstante Länge, und die angetriebene Riemenscheibe hat einen Umschlingungsdurchmesser, der sich im entgegengesetzten Sinne wie der der Antrieb-Riemenscheibe ändert. Durch das Zusammenwirken dieser beiden Änderungen ändert sich das Verhältnis der Rotationsgeschwindigkeiten der beiden Riemenscheiben entsprechend den Änderungen des Durchmessers der Antriebs-Riemenscheibe.
  • Beispiele von Antriebs-Riemenscheiben des obengenannten Typs sind beschrieben in den Schriften FR-A-2 504 635 und CA-A-1 212 559.
  • Sie enthalten im allgemeinen zwei koaxiale Scheiben mit gegeneinander kugelstumpfförmigen Seitenwänden, die zwischen sich eine V-förmige Nut bilden. Eine Scheibe, im folgenden feste Scheibe genannt, ist in Richtung der Rotation und in Richtung der Verschiebung auf der Antriebswelle der Riemenscheibe fest angeordnet, während die andere, bewegliche Scheibe genannt, axial auf der genannten Welle gleiten kann. Am rückwärtigen Ende der beweglichen Scheibe ist eine schräge Rampe vorgesehen, deren der Achse der Welle zugewandte Oberfläche einer zweiten schrägen Rampe einer Reaktionskappe gegenüber liegt, die mit der Antriebswelle der Riemenscheibe verbunden ist. Schwungmassen, die in Aufnahmen der beweglichen Scheibe und in Aufnahmen der Reaktionskappe vorgesehen sind, können sich in Radialrichtung verschieben und werden bei dieser Bewegung durch die Seitenwände der genannten Aufnahmen geführt.
  • Wenn die Welle der Riemenscheibe sich dreht, setzt sie die flache Scheibe und die Reaktionskappe in Rotationsbewegung. Diese überträgt ihre Rotationsbewegung über die Seitenwände der Aufnahmen der Reaktionskappe auf die Schwungmassen, die ihrerseits über die Seitenwände der Aufnahmen der beweglichen Scheibe die genannte bewegliche Scheibe antreiben. Außerdem werden die Schwungmassen aufgrund ihrer Drehbewegung Zentrifugalkräften unterworfen und verschieben sich in Radialrichtung. Sie stützen sich dabei auf den beiden Rampen der beweglichen Scheibe und der Reaktionskappe ab. Aufgrund ihrer trapezförmigen Gestalt üben sie einen axialen Druck auf die bewegliche Scheibe aus, die sich daraufhin in Richtung der festen Scheibe verschiebt. Bei einer vorgegebenen Rotationsgeschwindigkeit der Riemenscheibe ergibt sich ein Gleichgewichtszustand, wenn diese axiale Kraft durch die axiale Federkraft einer Rückholfeder ausgeglichen ist, die zwischen der beweglichen Scheibe und einem Widerlager der Riemenscheibenwelle gelagert ist. Entsprechend diesem Gleichgewicht nimmt der Riemen mit trapezförmigem Querschnitt einen Umschlingungsdurchmesser an, dessen Wert entsprechend der Rotationsgeschwindigkeit der Riemenscheibe mehr oder weniger groß ist.
  • Dynamisch gesehen steigen die auf die Schwungmassen ausgeübten Zentrifugalkräfte proportional an, wenn die Rotationsgeschwindigkeit ansteigt. Deren axial auf die Rampen ausgeübte Kraft steigt ebenso an, und das Gleichgewicht wird durch eine Annäherung der beiden Scheiben verschoben. Der Umschlingungsdurchmesser des Riemens steigt demzufolge an. Wenn umgekehrt die Geschwindigkeit abnimmt, nimmt auch die axiale Kraft der Schwungmassen ab, und das Gleichgewicht wird in Richtung einer Entfernung der beiden Scheiben verschoben. Der Umschlingungsdurchmesser des Riemens nimmt demzufolge ab.
  • In der Praxis werden bei einem Kontakt jeder Schwungmasse mit den entsprechenden Rampen und mit den Wänden der sie aufnehmenden Aufnahmen radiale Reibungskräfte, die der radialen Bewegung der Schwungmassen entgegengesetzt gerichtet sind, und ebenso axiale Reibungskräfte erzeugt, die sich der axialen Verschiebung der beweglichen Scheibe widersetzen. Diese axialen Kräfte erzeugen einen Hystereseeffekt in der Funktion der Riemenscheibe. Wenn die Geschwindigkeit zunimmt, verschiebt sich die feste Scheibe gegenüber der beweglichen Scheibe. Die axialen Reaktionskräfte widersetzen sich der Bewegung der beweglichen Scheibe und subtrahieren sich von den durch die Schwungmassen ausgeübten axialen Kräften. Das Gleichgewicht wird dadurch in Richtung einer geringeren Annäherung der beiden Scheiben verschoben, und der Umschlingungsdurchmesser ist dadurch kleiner als derjenige, der ohne diese Reibungskräfte auftreten würde. Wenn im Gegensatz dazu die Rotationsgeschwindigkeit abnimmt, entfernt sich die bewegliche Scheibe von der festen Scheibe. Die axialen Reibungskräfte, die sich dieser Bewegung widersetzen, haben in diesem Fall die Tendenz, die beiden Scheiben dichter aneinander zu halten. Der Umschlingungsdurchmesser ist demzufolge größer als derjenige, der ohne diese Reibungskräfte auftreten würde.
  • In den bekannten Einrichtungen ist der Hystereseeffekt von Bedeutung, da die axialen Reaktionskräfte höhere Werte annehmen. Um in der Praxis die bewegliche Scheibe zur Rotation antreiben zu können, sind besondere Mittel vorgesehen wie die Wände der oben beschriebenen Aufnahmen. Diese Mittel sind im allgemeinen auch durch mehrere Teile gebildet, die aufeinander gleiten und aus diesem Grunde die Ursache von Reibungskräften bilden. Deren Werte sind ausreichend groß, um in nennenswerter Weise zu dem genannten Hystereseeffekt beizutragen.
  • Es sei bemerkt, daß eine Transmission, deren Antriebs-Riemenscheibe einen Hystereseeffekt aufweist, die Leistung von mit einer derartigen Transmission ausgerüsteten Fahrzeugen verringert.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel vorzusehen, mit denen die bewegliche Scheibe durch eine Antriebs-Riemenscheibe angetrieben werden kann und wobei die Antriebs- Riemenscheibe außerdem aufgrund dieser Mittel einen minimierten Hystereseeffekt aufweist.
  • Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung eine Riemenscheibe zum Antrieb eines stufenlosen Getriebes, dessen angetriebene Welle durch einen Riemen mit trapezförmigem Querschnitt angetrieben wird, der diese mit der Antriebs-Riemenscheibe verbindet, wobei die Riemenscheibe zwei koaxiale Scheiben aufweist, deren kegelstumpfförmigen Seitenwände einander gegenüberliegen und dadurch zwischen sich eine V-förmige Nut bilden, in der der trapezförmige Riemen geführt ist, wobei ferner eine der Scheiben, feste Scheibe genannt, am Ende einer mit einer Antriebswelle der Riemenscheibe verbundenen Nabe befestigt ist, und die andere Scheibe, bewegliche Scheibe genannt, axial auf der Nabe gleiten kann, und wobei ferner auf dem anderen Ende der Nabe eine Reaktionskappe befestigt ist, die als entsprechend einem geeigneten Kurvenverlauf in Achsrichtung vorgezogene Platte ausgebildet ist, die innere Oberfläche der Reaktionskappe auf die beiden Scheiben gerichtet ist, die bewegliche Scheibe gleichmäßig um ihre Achse verteilte Kammern aufweist, in derem Inneren jeweils eine gerade, schräge Rampe befestigt ist, deren der Achse zugewandte Oberfläche der inneren Oberfläche der Reaktionskappe gegenüber liegt und von der jede Seitenwände aufweist, die radiale Verschiebe-Führungen für Schwungmassen bilden, und einerseits auf jeder der Rampe Aufnahmen für die bewegliche Scheibe und andererseits gegen die innere Oberfläche der Reaktionskappe Schwungmassen tragen, die, wenn die Antriebswelle der Riemenscheibe rotiert, Zentrifugalkräften ausgesetzt sind, die die bewegliche Scheibe in Richtung auf die feste Scheibe verschieben, wobei ferner eine Rückholfeder vorgesehen ist, die eine Kraft entgegen der Annäherung der beiden Scheiben ausübt.
  • Gemäß der Erfindung ist die bewegliche Scheibe rundherum mit der Antriebswelle über eine Gummimembran verbunden, die sie mit der Reaktionskappe verbindet und dadurch einen Teil des Umfangs bildet, dessen Querschnitt bogenförmig in Form eines "C" oder umgekehrten "C" ausgebildet ist, wobei beide Schenkel des "C" axial gegeneinander mit einer minimalen Reibung entsprechend dem Widerstand des Materials der Membran gegen die Bogenbildung gleiten können.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Membran mit einer ihrer Flächen auf der Innenwand eines ringförmigen Teils, das sich am Umfang der beweglichen Scheibe befindet und diese in Richtung entgegengesetzt zu ihrem kegelstumpfförmigen Flansch verlängert, und mit derselben Fläche auf einem ringförmigen Teil am Umfang der Reaktionskappe befestigt, wobei die Membran in der radialen Ebene den Querschnitt eines umgedrehten "C" aufweist.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Membran mit einer ihrer Flächen auf der Innenwand eines ringförmigen Teils, das sich am Umfang der beweglichen Scheibe befindet und diese in Richtung entgegengesetzt zu ihrem kegelstumpfförmigen Flansch verlängert, und mit derselben Fläche auf einem ringförmigen Teil am Umfang der Reaktionskappe befestigt, wobei die Membran in der radialen Ebene den Querschnitt eines "C" aufweist.
  • Die obengenannten Merkmale der Erfindung sowie weitere Merkmale ergeben sich ausführlicher aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnung. Darin ist:
  • Fig. 1. eine Schnitt-Ansicht einer Antriebs-Riemenscheibe eines stufenlosen Getriebes gemäß der Erfindung, wobei der obere Teil dieser Ansicht einen ersten extremen Gleichgewichtszustand der Riemenscheibe und der untere Teil einen zweiten extremen Gleichgewichtszustand der Riemenscheibe zeigt, und
  • Fig. 2 eine Ansicht in Richtung der Achse der Fläche einer beweglichen Scheibe von der ihrer kegelstumpfförmigen Flanke gegenüberliegenden Seite.
  • Eine Antriebs-Riemenscheibe für ein stufenloses Getriebe gemäß der Erfindung enthält zwei koaxiale Scheiben 1, 2, deren kegelstumpfförmige Flanken 3, 4 zwischen sich eine Nut 5 in Form eines "V" bilden. In dieser Nut läuft ein Riemen 6 mit trapezförmigem Querschnitt, der eine Transmissionskupplung mit einer (nicht dargestellten) angetriebenen Riemenscheibe bewirkt. Die Scheibe 1 ist koaxial an einem Ende einer Nabe 7 befestigt, die von einem axialen Loch 8 durchdrungen ist, in dem durch Reibkraft das Ende einer Antriebswelle 9 gelagert ist. Es können (nicht dargestellte) Mittel vorgesehen sein, wie z.B. ein Keil oder ein konisches Ende der Antriebswelle 9, um eine Drehsicherung der Nabe 7 auf der Antriebswelle 9 zu verbessern.
  • Die Nabe 7 ist in zwei zylinderförmige Teile 7, 10 aufgeteilt, von denen der eine, durch die Antriebswelle 9 angetriebene Teil 7 einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der des anderen Teiles 10. Bei einer zweiten Ausführungsform haben die beiden Teile 7, 10 denselben Durchmesser.
  • Ausgehend von ihrer der konischen Flanke 4 gegenüberliegenden Fläche 11 ist die Scheibe 2 in Axialrichtung durch einen ringförmigen Körper 12 verlängert. Dieser bildet ein Sackloch 13, dessen Grundwand 14 durch eine Verlängerung der kegelstumpfförmigen Flanke 4 gebildet ist. Die Wand 14 ist von einem axialen Loch durchdrungen, in dem durch Reibungskraft ein Lager 15 montiert ist, dessen innerer Durchmesser mit geringem Spiel gleich dem Durchmesser des zylinderförmigen Teils 7 der Nabe ist. Das Lager 15 besteht aus einem Material mit einem geringen Reibungskoeffizienten.
  • Am Ende des ringförmigen Körpers 12, wo das Sackloch 13 einmündet, und an seinem inneren Durchmesser ist ein Ring 16 mit einem Sackloch 17 montiert, dessen Inneres auf das Sackloch 13 gerichtet ist. Von der Grundwand des Loches 17 erstreckt sich in Richtung des Loches 13 eine zylinderförmige Hülse 18 mit einer koaxialen Bohrung, deren Durchmesser mit geringem Spiel gleich dem äußeren Durchmesser des zylinderförmigen Teiles 10 der Nabe 7 ist. Um die Hülse 18 herum ist eine schraubenförrnige Rückholfeder 19 vorgesehen, deren erste Windung an der Grundwand des Sackloches 17 und dessen Windung am gegenüberliegenden Ende an einem Widerlager 20 anliegt. Dieses wird durch die Rückholfeder 19 gegen eine Schulter 21 gedrückt, die an der Verbindungsstelle der beiden zylinderförmigen Teile 7, 10 der Nabe gebildet ist.
  • Wenn gemäß der zweiten Ausführungsvariante die Durchmesser der Teile 7, 10 gleich sind, wird das Widerlager gegen einen (nicht dargestellten) Sprengring gedrückt, der an der Verbindungsstelle dieser beiden Teile montiert ist.
  • An dem Ende der Nabe 7, das dem die Scheibe 1 aufnehmenden Ende gegenüberliegt, ist mit einer Schraube 22 eine Reaktionskappe 23 befestigt. Es können (nicht dargestellte) Mittel vorgesehen sein, um die Drehsicherung der Reaktionskappe 23 auf der Nabe 7 zu verbessern, wie z.B. Splinte, Aushöhlungen, Abflachungen usw. Die Reaktionskappe 23 wird durch eine Scheibe gebildet, deren Umfangsteil in Richtung der Achse entsprechend einer geeigneten Kurvenform vorgezogen ist. Die innere Oberfläche der Reaktionskappe 23 bildet eine Rampe 24 mit einer in Richtung der Achse konkaven Form.
  • An der Rückseite der Scheibe 2 sind Kammern 25 vorgesehen. Sie sind gleichmäßig um das ringförmige Teil 12 herum verteilt. Ihre Anzahl beträgt z.B. vier. Sie sind begrenzt einerseits in Radialrichtung durch den ringförmigen Körper 12 und durch eine ringförmige konzentrische Wand 26 mit einem Durchmesser oberhalb desjenigen des ringförmigen Körpers 12 und andererseits seitlich durch paarweise gruppierte Wände 27, 28. Die Wände 27, 28 jedes Paares sind zueinander parallel und außerdem in einer radialen Ebene voneinander entfernt. In jeder der Kammern 25 ist schräg zur Achse der Riemenscheibe eine gerade Rampe 29 montiert, deren auf die Achse gerichtete Oberfläche außerdem zum Äußeren der Scheibe 2 gerichtet ist. Jede der Kammern 15 enthält eine Schwungmasse 30, deren Breite mit einem geringen Spiel gleich dem Abstand zwischen den Wänden 27, 28 jedes Paares ist. In Längsrichtung hat jede Schwungmasse 30 eine längliche Form mit einer am ersten Ende angeordneten schrägen Wand 31 mit der gleichen Abschrägung relativ zur Achse der Riemenscheibe wie die Rampe 29 und mit einer am anderen Ende angeordneten Wand 32 mit abgerundeter Form. Jede Schwungmasse 30 kann in Radialrichtung in der entsprechenden Kammer 25 der Scheibe 2 gleiten und wird durch die seitlichen Wände 27, 28 geführt. Sie wird außerdem durch die Scheibe 2 über dieselben Wände 27, 28 im Sinne einer Rotation angetrieben. Die abgerundete Form der Wand 32 ist so ausgebildet, daß jede Schwungmasse 30 nur an einem Punkt auf der inneren Oberfläche 24 der Reaktionskappe 23 aufliegt.
  • Am Umfang der Scheibe 2 und an ihrer der kegelstumpförmigen Flanke 4 gegenüberliegenden Kante ist ein ringförmiges Teil 33 befestigt, dessen Länge im wesentlichen gleich derjenigen des ringförmigen Körpers 12 ist. Die Reaktionskappe 23 bildet an ihrem Umfang ein ringförmiges, in Richtung der Scheibe 2 weisendes Teil 34. Eine Membran 35, die mit einer ihrer Oberflächen an der Innenwand des ein Teil dieser Wand bildenden ringförmigen Teiles 33 befestigt ist und von der Scheibe 2 beabstandet ist, ist bogenförmig ausgebildet und endet an der äußeren Wand des ringförmigen Teiles 34 der Reaktionskappe 23, wo sie mit derselben Oberfläche befestigt ist. Die Befestigungsmittel für die Membran können z.B., soweit es die Verbindung zwischen der Membran 35 und dem ringförmigen Teil 33 betrifft, durch Schrauben gebildet sein, die über den Umfang des Körpers 33 verteilt und in die Membran 35 eingeschraubt sind. Was die Verbindung zwischen der Membran 35 und dem ringförmigen Teil 34 betrifft, können diese Mittel aus einer Schelle bestehen, die die Membran 35 auf der Reaktionskappe 23 festklemmt. Die Befestigungen der Membran 35 an dem ringförmigen Körper 33 und dem ringförmigen Teil 34 müssen genügend starr sein, um die Antriebskupplung der Reaktionskappe 23 auf die bewegliche Scheibe 2 zu übertragen. Die Membran 35 hat über den ganzen Umfang die Form eines umgekehrten "C". Jeder Schenkel dieses "C" kann sich gegenüber dem anderen in Axialrichting mit einer minimalen Reibung entsprechend dem Widerstand des Materials der Membran gegen die Bogenbildung verschieben. Im Gegensatz dazu bildet der bogenförmige Bereich der Membran einen nennenswerten Widerstand gegen eine gegenseitige Verschiebung der beiden Schenkel in Umfangsrichtung.
  • Um diese mechanischen Eigenschaften zu erzielen, besteht die Membran aus Gummi, das z.B. vom Typ EPDM oder Silicon usw. sein kann.
  • Die Wirkungsweise der dargestellten Riemenscheibe ist folgendermaßen: Die mit der Antriebswelle 9 fest verbundene Nabe 7 rotiert mit deren Geschwindigkeit. Sie überträgt ihre Rotationsbewegung auf die Scheibe 1 und die Reaktionskappe 23. Durch die Anwesenheit der Membran 35 treibt die Reaktionskappe 23 die Scheibe 2 an, die sich daraufhin mit der Geschwindigkeit der Anordnung und insbesondere der Scheibe 1 dreht. Während die Scheibe 2 rotiert, treiben die Seitenwände 27 und 28 der Kammern 25 die Schwungmassen 30 im Sinne einer Rotation an.
  • Bei einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit der Antriebswelle 9 werden die Schwungmassen 30 Zentrifugalkräften ausgesetzt, so daß sie sich zwischen den Rampen 23, 29 in Radialrichtung verschieben. Aufgrund der schrägen Anordnung der Wand 31 bei jeder der Schwungmassen 30, der abgerundeten Form der gegenüberliegenden Wand 32, der Neigung der Rampe 29 und der Form der Rampe 24 der Reaktionskappe 23 haben die Zentrifugalkräfte axial gerichtete Komponenten, die auf jede der Rampen 23, 29 einwirken. Da die Reaktionskappe 23 in Axialrichtung durch die Nabe 7 fixiert ist, ergibt sich aus diesen Komponenten eine axiale Kraft auf die Rampe 28 und demzufolge auf die Scheibe 2. Da diese auf dem zylinderförmigen Teil 7 gleiten kann, verschiebt sich die Scheibe 2 in Axialrichtung in Richtung der festen Scheibe 1. Dadurch wird eine Kompression der Rückholfeder 19 ausgelöst, die demzufolge eine ihrer Länge proportionale Rückholkraft ausübt. Bei einer bestimmten Rotationsgeschwindigkeit hat diese Rückstellkraft denselben, aber in entgegengesetzter Richtung gepolten Wert wie die von den Schwungmassen ausgeübte axiale Kraft. Diese beiden Kräfte heben dann einander auf, und es wird ein statischer Gleichgewichtszustand zwischen den zwei Scheiben 1, 2 erreicht. Der trapezförmige Riemen 6 in der durch die beiden Scheiben 1, 2 gebildeten Nut 5 hat einen Umschlingungsdurchmesser, der einen mehr oder weniger großen Wert entsprechend diesem Gleichgewichtszustand annimmt.
  • Fig. 1 zeigt in ihren beiden Hälften die beiden extremen Gleichgewichtszustände einer Antriebsriemenscheibe gemäß der Erfindung.
  • Wenn, dynamisch gesehen, die Rotationsgeschwindigkeit ansteigt, steigen die Zentrifugalkräfte auf die Schwungmassen proportional an. Deren axiale Kraft auf die Rampen 23, 29 steigt in gleicher Weise an, und das Gleichgewicht wird in Richtung einer Annäherung der beiden Scheiben 1, 2 verschoben. Der Umschlingungsdurchmesser des Riemens 6 steigt demzufolge an. Wenn im umgekehrten Fall die Geschwindigkeit abnimmt, wird die axiale Kraft der Schwungmassen 30 kleiner und das Gleichgewicht verschiebt sich in Richtung einer Entfernung der zwei Scheiben 1, 2. Der UmSchlingungsdurchmesser des Riemens 6 nimmt demzufolge ab.
  • Bei dem Kontakt jeder Schwungmasse 30 mit den entsprechenden Rampen 23, 29 werden Reibungskräfte erzeugt, die sich einer radialen Bewegung der Schwungmassen 30 und einer axialen Verschiebung der beweglich Scheibe 2 widersetzen. Ebenso gleitet diese auf der Nabe 7 und erzeugt dadurch Reibungskräfte, die sich ihrer axialen Verschiebung widersetzen. Die Membran 35 widersetzt sich ihrerseits einer axialen Bewegung der beweglichen Scheibe 2.
  • Diese axialen Kräfte erzeugen einen Hystereseeffekt in der Funktion der Riemenscheibe. Wenn die Geschwindigkeit ansteigt, verschiebt sich die Scheibe 2 in Richtung der Scheibe 1. Die axialen Reaktionskräfte widersetzen sich dieser Bewegung und werden subtrahiert von den axialen Kräften, die durch die Schwungmassen 30 ausgeübt werden. Das Gleichgewicht wird daher in Richtung einer geringeren Annäherung der beiden Scheiben 1, 2 verschoben, und der Umschlingungsdurchmesser ist demzufolge kleiner als derjenige, der ohne diese Reibungskräfte bestehen würde. Wenn andererseits die Rotationsgeschwindigkeit abnimmt, wird die bewegliche Scheibe 2 so verschoben, daß sie sich von der festen Scheibe 1 entfernt. Die sich dieser Bewegung widersetzenden Reibungskräfte wirken jedoch in diesem Fall dahingehend, die beiden Scheiben 1, 2 näher zusammenzuhalten. Der Umschlingungsdurchmesser ist demzufolge größer als der, der ohne diese Reibungskräfte bestehen würde.
  • Je mehr die axialen Reaktionskräfte einen bedeutenden Wert haben, um so Schwerwiegender ist demzufolge der Hystereseeffekt. In der Riemenscheibe gemäß der Erfindung werden jedoch diese axialen Reaktionskräfte minimiert. Der Kontakt der Schwungmassen 30 mit der Reaktionskappe 23 ist punktuell. Die Reibungskräfte sind dort gering. Die bewegliche Scheibe 2 gleitet auf dem Lager 15 mit einem geringen Reibungskoeffizienten. Die Membran 35 übt bei ihrer Verformung eine geringe axiale Reaktion aus.
  • Bei den Einrichtungen nach dem Stand der Technik sind die Mittel für die Übertragung der Rotationsbewegung der Reaktionskappe (oder der Antriebswelle) auf die bewegliche Scheibe die Ursache für nennenswerte axiale Reibungskräfte Verglichen mit diesen Mitteln hat die Anwendung einer Membran wie derjenigen, mit der eine erfindungsgemäße Antriebsriemenscheibe versehen ist, einen gewissen Vorteil. Sie ermöglicht eine Übertragung der Ahtriebskupplung der Reaktionskappe auf die bewegliche Scheibe unter Minimierung des Hystereseeffektes.

Claims (3)

1. Riemenscheibe zum Antrieb eines stufenlosen Getriebes, dessen angetriebene Welle durch einen Riemen (6) mit trapezförmigem Querschnitt angetrieben wird, der diese mit der Antriebs-Riemenscheibe verbindet, wobei die Riemenscheibe zwei koaxiale Scheiben (1, 2) aufweist, deren kegelstumpfförmige Seitenwände (3, 4) einander gegenüberliegen und dadurch zwischen sich eine V-förmige Nut bilden, in der der trapezförmige Riemen (6) geführt ist, eine (1) der Scheiben, feste Scheibe genannt, am Ende einer mit einer Antriebswelle (9) der Riemenscheibe verbundenen Nabe (7) befestigt ist, und die andere Scheibe (2), bewegliche Scheibe genannt, axial auf der Nabe (7) gleiten kann, wobei ferner auf dem anderen Ende der Nabe (7) eine Reaktionskappe (23) befestigt ist, die als entsprechend einem geeigneten Kurvenverlauf in Achsrichtung vorgezogene Platte ausgebildet ist, die innere Oberfläche (24) der Reaktionskappe (23) auf die beiden Scheiben (1, 2) gerichtet ist, die bewegliche Scheibe (2) gleichmäßig um ihre Achse verteilte Kammern (25) aufweist, in deren Inneren jeweils eine gerade, schräge Rampe (29) befestigt ist, dessen der Achse zugewandte Oberfläche der inneren Oberfläche (24) der Reaktionskappe (23) gegenüber liegt und von der jede Seitenwände (27, 28) aufweist, die radiale Verschiebe-Führungen für Schwungmassen (30) bilden, und einerseits auf jeder der Rampe (29) Aufnahmen (25) für die bewegliche Scheibe (2) und andererseits gegen die innere Oberfläche (24) der Reaktionskappe (23) Schwungmassen (30) tragen, die, wenn die Antriebswelle (9) der Riemenscheibe rotiert, Zentrifugalkräften ausgesetzt sind, die die bewegliche Scheibe (2) in Richtung auf die feste Scheibe (1) verschieben, wobei ferner eine Rückholfeder (19) vorgesehen ist, die eine Kraft entgegen der Annäherung der beiden Scheiben (1, 2) ausübt, dadurch ge)tennzeichnet, daß die bewegliche Scheibe (2) rundherum mit der Antriebswelle (9) über eine Gummimembran (35) verbunden ist, die sie mit der Reaktionskappe (23) verbindet und dadurch einen Teil des Umfangs bildet, dessen Querschnitt bogenförmig in Form eines "C" oder umgekehrten "C" ausgebildet ist, wobei beide Schenkel des "C" axial gegeneinander mit einer minimalen Reibung entsprechend dem Widerstand des Materials der Membran gegen die Bogenbildung gleiten können.
2. Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (35) mit einer ihrer Flächen auf der Innenwand eines ringförmigen Teils (33), das sich am Umfang der beweglichen Scheibe (2) befindet und diese in Richtung entgegengesetzt zu ihrem kegelstumpfförmigen Flansch (4) verlängert, und mit derselben Fläche auf einem ringförmigen Teil (34) am Umfang der Reaktionskappe (23) befestigt ist, wobei die Membran (35) in der radialen ebene den Querschnitt eines umgedrehten "C" aufweist.
3. Riemenscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (35) mit einer ihrer Flächen auf der Innenwand eines ringförmigen Teils (33), das sich am Umfang der beweglichen Scheibe (2) befindet und diese in Richtung entgegengesetzt zu ihrem kegelstumpfförmigen Flansch (4) verlängert, und mit derselben Fläche auf einem ringförmigen Teil (34) am Umfang der Reaktionskappe (23) befestigt ist, wobei die Membran (35) in der radialen Ebene den Querschnitt eines "C" aufweist.
DE90460051T 1990-01-12 1990-12-19 Riemenscheibe für ein stufenloses Getriebe mit einer drehmomentübertragenden Membran. Expired - Fee Related DE69002451T2 (de)

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