DE102004006445A1 - Toroidal infinitely variable ratio drive variator for road vehicle with internal combustion engine has rotary cylinder turning axis of rotation of roller with respect to driving and driven toroids - Google Patents

Toroidal infinitely variable ratio drive variator for road vehicle with internal combustion engine has rotary cylinder turning axis of rotation of roller with respect to driving and driven toroids Download PDF

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Abstract

The variator (26) has a driving toroid (28) pressed toward a driven toroid (30) with a power transmission roller (34) between them. The axle (48) carrying the roller is mounted in the ends of a carrier fork (50) rotatable (54) about its longitudinal axis. The fork is rotated by a rotary piston-cylinder assembly (70) connected to a hydraulic control circuit (80).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Variator für ein Toroidgetriebe, mit einer Antriebsscheibe und einer Abtriebsscheibe, zwischen denen ein Toroidraum eingerichtet ist, wenigstens einem Roller, der innerhalb des Toroidraumes an einem Rollerträger um eine Drehachse drehbar gelagert ist, um Drehmoment von der Antriebsscheibe auf die Abtriebsscheibe zu übertragen, wobei der Rollerträger um eine Stellachse herum verdrehbar ist, um das Übersetzungsverhältnis des Variators zu verändern, und wobei der Rollerträger mittels eines Linearaktu ators in Richtung der Stellachse verschiebbar ist, der das übertragene Drehmoment abstützt.The The present invention relates to a variator for a toroidal transmission, with a Drive pulley and a driven pulley, between which a Toroidraum is set up, at least one scooter inside the toroidal space on a roll carrier an axis of rotation is rotatably mounted to torque from the drive pulley to transfer to the driven pulley, the roller carrier is rotatable about a control axis around the gear ratio of To change variators, and wherein the roller carrier slidable by means of a linear actuator in the direction of the adjusting axis that is the one transmitted Torque is supported.

Auf dem Gebiet der Getriebe, insbesondere der Getriebe für Kraftfahrzeuge, besteht ein Trend hin zu stufenlosen Getrieben. Stufenlose Getriebe ermöglichen generell, den bei Kraftfahrzeugen vorgeschalteten Verbrennungsmotor unabhängig von der jeweiligen Geschwindigkeit in einem günstigen Drehzahlbereich zu betreiben. Hierdurch verbessert sich der Wirkungsgrad des durch den Verbrennungsmotor und das stufenlose Getriebe gebildeten Antriebsstranges. Ferner bieten stufenlose Getriebe einen besonders hohen Fahrkomfort.On the field of transmissions, in particular the transmissions for motor vehicles, There is a trend towards continuously variable transmissions. Stepless transmission enable in general, the combustion engine upstream of motor vehicles independently from the respective speed in a favorable speed range too operate. This improves the efficiency of by the engine and the continuously variable transmission formed drive train. Furthermore, continuously variable transmissions offer a particularly high level of ride comfort.

Innerhalb der stufenlosen Getriebe haben die sogenannten Toroidgetriebe eine besondere Bedeutung, und zwar insbesondere aufgrund ihrer höheren Drehmomentkapazität im Vergleich zu stufenlosen Umschlingungsgetrieben (CVTs).Within the continuously variable transmission, the so-called toroidal transmission one particular importance, in particular because of their higher torque capacity in comparison to stepless belt transmissions (CVTs).

Innerhalb der Toroidgetriebe findet das System von TorotrakTM besondere Beachtung (vgl. www.torotrak.com). Dieses Getriebe kommt ohne eingangsseitige Anfahrkupplung oder hydrodynamischen Drehmomentwandler aus. Es handelt sich um ein Volltoroidgetriebe, das generell nach der Art eines Vorgelegegetriebes aufgebaut ist. Es sind jedoch auch andere Bauformen, z.B. Koaxialgetriebe, möglich und in Entwicklung. Der Variator sorgt für eine stufenlose Verstellung der Übersetzung. Ein Planetenradsatz dient als Summiergetriebe. Kern des Toroidgetriebes ist der Variator der eingangs genannten Art bzw. eine Anordnung aus mehreren derartigen Variatoren.Within the toroidal gearbox, the Torotrak TM system is particularly noted (see www.torotrak.com). This transmission does not require an input-side starting clutch or hydrodynamic torque converter. It is a Volltoroidgetriebe, which is generally constructed in the manner of a countershaft transmission. However, there are other designs, such as coaxial, possible and under development. The variator ensures stepless adjustment of the ratio. A planetary gear set serves as summing gear. Core of the toroidal transmission is the variator of the type mentioned above or an arrangement of several such variators.

Die Kraftübertragung zwischen den Scheiben und dem Roller erfolgt in tangentialer Richtung. Mittels des Linearaktuators werden die dabei auf den Roller wirkenden Kräfte abgestützt, beispielsweise an dem Getriebegehäuse.The power transmission between the discs and the scooter takes place in the tangential direction. through the linear actuator are supported while acting on the scooter forces, for example the gearbox.

Bei dem eingangs genannten Variator ist der Rollerträger zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses um die Stellachse herum verdrehbar, entlang der der Linearaktuator verschiebbar ist. Sofern die Stellachse in der Toroidmittenebene liegt, hat dies den Vorteil, dass die Kräfte der beiden Scheiben auf den Roller immer gleich groß sind. Insbesondere ist die Normalkraft zwischen Roller und Antriebsscheibe gleich der Normalkraft zwischen Roller und Antriebsscheibe. Demzufolge ist eine wirkungsgradoptimale Anpressung möglich. Demzufolge kann der Variator einen hohen Wirkungsgrad haben.at the variator mentioned above is the roller carrier for changing the transmission ratio rotatable about the adjusting axis, along which the linear actuator is displaceable. If the adjusting axis in the Toroidmittenebene This has the advantage that the forces of the two discs on the Scooters are always the same size. In particular, the normal force between roller and drive pulley is the same the normal force between roller and drive pulley. As a result, is an efficiency-optimal contact pressure possible. As a result, the Variator have a high efficiency.

Die Lage des Rollers innerhalb des Toroidraumes ist jedoch im stationären Zustand nicht stabil. Deshalb ist es auch bekannt, zwischen der Stellachse des Linearaktuators und der Toroidmittenebene einen sogenannten Castorwinkel einzurichten. Dieses Konzept ist in der DE 697 05 730 T2 offenbart und schematisch in 9 gezeigt.The position of the scooter within the Toroidraumes is not stable in the stationary state. Therefore, it is also known to set up a so-called castor angle between the positioning axis of the linear actuator and the toroidal center plane. This concept is in the DE 697 05 730 T2 disclosed and schematically shown in FIG 9 shown.

9 ist eine schematische perspektivische Teilansicht eines Variators für ein Toroidgetriebe gemäß dem Stand der Technik. Eine Scheibe (Antriebs- oder Antriebsscheibe) ist mit 2 bezeichnet. Ein Roller zur Drehmomentübertragung auf eine weitere (nicht dargestellte) Scheibe ist mit 4 bezeichnet. Der Roller 4 ist an einem gabelartigen Rollerträger 5 drehbar gelagert. Der Rollerträger 5 ist mittels eines Linearaktuators 7 entlang einer nicht näher bezeichneten Stellachse linear verschiebbar. 9 is a schematic partial perspective view of a variator for a toroidal transmission according to the prior art. A disc (drive or drive disc) is with 2 designated. A roller for transmitting torque to another (not shown) disc is with 4 designated. The scooter 4 is on a forked roller carrier 5 rotatably mounted. The scooter carrier 5 is by means of a linear actuator 7 along a control axis unspecified linearly displaceable.

Diese Stellachse nimmt mit einer Toroidmittenebene 6 einen Castorwinkel 8 ein, der deutlich größer ist als Null (z.B. 20°). Durch den Castorwinkel ergibt sich im stationären Zustand eine stabile Rollerlage. Die Schwingungen, die sich durch die Auslenkung des Rollers aus seinem energetischen Minimum einstellen, werden gedämpft.This control axis decreases with a toroidal midplane 6 a castor angle 8th one that is significantly larger than zero (eg 20 °). The Castor angle results in a stable position of the roller when stationary. The vibrations, which are set by the deflection of the scooter from its energetic minimum, are dampened.

Die Verdrehung des Rollerträgers 5 um die Stellachse herum (zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses) wird durch Betätigung des Linearaktuators 7 eingeleitet. Durch die veränderte Relativlage in Bezug auf die Antriebs- und Abtriebsscheibe verdreht bzw. kippt sich der Roller um die Stellachse herum, bis er wiederum sein energetisches Minimum gefunden hat. Der Rollerträger 5 ist dabei um die Stellachse herum frei drehbar gelagert.The rotation of the roller carrier 5 around the control axis (to change the transmission ratio) is activated by operating the linear actuator 7 initiated. Due to the changed relative position in relation to the drive and driven pulley, the scooter twists or tilts around the adjusting axle until it has again found its energetic minimum. The scooter carrier 5 is freely rotatably mounted around the adjusting axis.

Der Verdrehwinkel des Rollerträgers (auch Kippwinkel genannt) ist bei diesen konventionellen Variatoren generell nicht beschränkt. Unter bestimmten Umständen kann der Roller soweit kippen, dass er den Kontakt zu den Scheiben verliert. Hierdurch wird der Variator funktionsuntüchtig. Um dies zu vermeiden, wird die Verschiebbarkeit des Rollerträgers 5 mittels des Linearaktuators 7 beschränkt, beispielsweise durch eine Hydraulik-Stopp-Funktionalität. Dennoch sind aufgrund von Kippschwingungen, die sich bei Übersetzungsänderungen einstellen können, vergleichsweise große Variatorscheiben notwendig, um zu verhindern, dass der Roller den Kontakt zu den Scheiben verliert.The twist angle of the roller carrier (also called tilt angle) is generally not limited in these conventional variators. Under certain circumstances, the scooter may tilt so far that it loses contact with the discs. As a result, the variator is inoperative. To avoid this, the displaceability of the roller carrier 5 by means of the linear actuator 7 limited, for example by a hydraulic stop functionality. Nevertheless, due to tilting vibrations, which can occur with translation changes, comparatively large variator discs are necessary to prevent the scooter to contact loses the discs.

Aus der DE 691 08 931 T2 ist eine Steuereinrichtung für ein Toroidgetriebe bekannt. Das Übersetzungsverhältnis stellt sich, wie oben erläutert, gemäß der Position des Linearaktuators ein.From the DE 691 08 931 T2 a control device for a toroidal transmission is known. The gear ratio adjusts, as explained above, according to the position of the linear actuator.

Dabei ist der Roller an dem Rollerträger entlang der Achse beweglich gelagert, um die der Roller dreht.there is the scooter on the roller carrier movably mounted along the axis about which the scooter rotates.

Ein weiterer Linearaktuator für einen Rollerträger eines Variators eines Toroidgetriebes ist aus der DE 697 05 730 T2 bekannt.Another linear actuator for a roller carrier of a variator of a toroidal transmission is from the DE 697 05 730 T2 known.

Aus der DE 699 01 826 T2 ist ein weiteres Konzept bekannt, in dem eine konstruktive Lösung für die Verdrehbarkeit des Kolbens des Linearaktuators um die Linearachse herum angegeben ist.From the DE 699 01 826 T2 Another concept is known in which a constructive solution for the rotatability of the piston of the linear actuator is indicated around the linear axis around.

Vor dem obigen Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Variator für ein Toroidgetriebe der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem sich eine stabile Lage des Rollers im Toroidraum erzielen lässt, ohne einen Castorwinkel einzurichten.In front The above background is the object of the present invention in it, a variator for to provide a toroidal transmission of the type mentioned, with the a stable position of the scooter in Toroidraum can be achieved without to set up a castor angle.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Variator für ein Toroidgetriebe dadurch gelöst, dass ein Drehaktuator vorgesehen ist, um den Rollerträger um die Stellachse herum zu verstellen.These Task is in the aforementioned variator for a toroidal transmission solved by that a rotary actuator is provided to the roller carrier to the Adjust adjusting axle around.

Der erfindungsgemäße Variator unterscheidet sich folglich von dem Stand der Technik dadurch, dass der Rollerträger um die Stellachse herum nicht frei beweglich drehbar gelagert ist. Stattdessen ist ein Drehaktuator vorgesehen, der die Drehlage (bzw. den Kippwinkel) des Rollers „aktiv" bestimmt. Hierdurch lässt sich eine stabile Lage des Rollers auch im stationären Zustand einrichten, ohne dass die Stellachse um einen Castorwinkel gegenüber der Toroidmittenebene versetzt werden muss. Demzufolge ist der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Variators verbessert, da in den Kontaktellipsen zwischen dem Roller und den Scheiben keine unterschiedlichen Normalkräfte (wie bei Einrichtung eines Castorwinkels) auftreten.Of the Variator according to the invention differs from the prior art in that the roller carrier is not freely rotatably mounted around the adjusting axis. Instead, a rotary actuator is provided, the rotational position (or the Tilt angle) of the scooter "active" let yourself to set up a stable position of the scooter even when stationary, without the positioning axis is offset by a castor angle relative to the toroid center plane must become. As a result, the efficiency of the variator according to the invention is improved, because in the contact ellipses between the scooter and the discs no different normal forces (as when setting up a castor angle) occur.

Ferner ist es bei einem Drehaktuator vergleichsweise einfach möglich, die Endlagen zu begrenzen. Dadurch kann die Betriebssicherheit erhöht werden, da ein Roller nicht über seinen konstruktiv definierten Winkel hinaus verdreht (verkippt) werden kann. Es kann ausgeschlossen werden, dass der Variator funktionsuntüchtig wird.Further it is relatively easy for a rotary actuator, the Limiting limit. As a result, the reliability can be increased, because a scooter is not over its constructively defined angle twisted out (tilted) can be. It can be ruled out that the variator will malfunction.

Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.The Task is thus completely solved.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Stellachse parallel zur Toroidmittenebene ausgerichtet ist.From It is particularly advantageous if the adjusting axis is parallel to the center plane of the toroid is aligned.

Diese Maßnahme führt, wie oben erwähnt, zu gleichen Normalkräften in den Kontaktellipsen und somit insgesamt zu einem hohen Wirkungsgrad. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Stellachse in die Toroidmittenebene fällt.These measure leads, as mentioned above, too same normal forces in the contact ellipses and thus overall high efficiency. It is particularly preferred if the adjusting axis in the Toroidmittenebene falls.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Drehaktuator kraftgeregelt.According to one another preferred embodiment the rotary actuator is force-controlled.

Mit anderen Worten stellt sich die Drehposition des Rollerträgers in Abhängigkeit von einer Kraft ein. Der Drehaktuator wird demgemäß nicht hinsichtlich seiner Drehposition geregelt. Es versteht sich, dass eine derartige Kraftregelung insbesondere mit hydraulischen oder pneumatischen Systemen erzielbar ist.With In other words, the rotational position of the roller carrier in dependence from a force. The rotary actuator does not become accordingly Regulated in terms of its rotational position. It is understood that Such force control in particular with hydraulic or pneumatic systems can be achieved.

Daher ist es von besonderem Vorteil, wenn der Drehaktuator ein fluidischer Drehaktuator ist. Da auch der Linearaktuator in Variatoren für Toroidgetriebe in der Regel ebenfalls fluidisch (z.B. hydraulisch oder pneumatisch) ist, ergibt sich insgesamt ein einfacher Aufbau.Therefore it is particularly advantageous if the rotary actuator is a fluidic Rotary actuator is. As well as the linear actuator in variators for toroidal transmission usually also fluidic (e.g., hydraulic or pneumatic) is, overall results in a simple structure.

Besonders bevorzugt ist es, wenn der Drehaktuator ein Drehflügelsteller ist.Especially it is preferred if the rotary actuator is a rotary vane actuator is.

Bei einem Drehflügelsteller können insbesondere die Endlagen durch einen Anschlag des Drehflügels leicht realisiert werden. Demzufolge kann bei dieser Art von fluidischem Aktuator auf einfache Weise gewährleistet werden, dass der Roller nicht funktionsuntüchtig wird.at a rotary vane plate can especially the end positions easily by a stop of the rotary wing will be realized. Consequently, in this type of fluidic Actuator ensured in a simple manner be that the scooter is not functional.

Insgesamt ist es bevorzugt, wenn der Linearaktuator und der Drehaktuator gekoppelt sind.All in all it is preferred if the linear actuator and the rotary actuator coupled are.

Unter einer Kopplung wird im vorliegenden Zusammenhang verstanden, dass die Betätigung der Aktuatoren bzw. das Verstellen in Linearrichtung und in Drehrichtung voneinander abhängig sind.Under a coupling is understood in the present context that the operation the actuators or the adjustment in the linear direction and in the direction of rotation interdependent are.

Vorteilhafterweise ist dabei ein Längslager vorgesehen, das eine Relativverdrehung der Gehäuse von Linearaktuator und Drehaktuator um die Stellachse herum verhindert. Mittels des Längslagers lässt sich das Moment abstützen, das zum Verkippen der Roller wirksam ist.advantageously, while a longitudinal bearing is provided, a relative rotation of the housing of linear actuator and Rotary actuator prevents around the adjusting axis around. By means of the longitudinal bearing can be support the moment, which is effective for tilting the scooter.

Ferner ist es von besonderem Vorteil, wenn der Linearaktuator und der Drehaktuator seriell miteinander gekoppelt sind.Further It is particularly advantageous if the linear actuator and the rotary actuator serially coupled together.

Hierbei bewirkt die Betätigung eines der Aktuatoren in Folge die Betätigung des anderen Aktuators.in this connection causes the actuation one of the actuators in succession, the actuation of the other actuator.

Von besonderem Vorteil ist es insgesamt, wenn der lineare Aktuator und der Drehaktuator fluidisch gekoppelte Aktuatoren sind.From It is particularly advantageous in total when the linear actuator and the rotary actuator are fluidically coupled actuators.

Hierbei kann die Kopplung auf vergleichsweise einfache Weise erfolgen, indem die Aktuatoren über Fluidleitungen miteinander gekoppelt sind.in this connection the coupling can be done in a relatively simple manner by the actuators over Fluid lines are coupled together.

Von besonderem Vorzug ist es, wenn die serielle Anordnung aus Linearaktuator und Drehaktuator mittels eines Kippgelenkes um eine Kippachse verschwenkbar ist, die senkrecht zur Toroidmittenebene ausgerichtet ist.From particular preference is when the serial arrangement of linear actuator and rotary actuator pivotable about a tilt axis by means of a tilting joint is aligned perpendicular to the toroid midplane.

Hierdurch werden Ausgleichsbewegungen des Rollerträgers ermöglicht, um Verschiebungen des Rollers aufgrund äußerer Kräfte kompensieren zu können. Insbesondere wird ermöglicht, dass der Rollermittelpunkt sich in der Toroidmittenebene im Wesentlichen entlang einer Kreisbahn (Toroidmittenkreis) bewegen kann.hereby compensating movements of the roller carrier are allowed to shifts the Rollers compensate due to external forces too can. In particular, it allows that the roll center substantially in the toroid midplane along a circular path (Toroidmittenkreis) can move.

Von besonderem Vorteil ist es dabei ferner, wenn das Kippgelenk ein Längslager aufweist, um Bewegungen der seriellen Aktuatoranordnung entlang der Kippachse zu ermöglichen. Insbesondere ermöglicht die Kombination von Kipp- und Längslager eine Kompensation von eventuellen Relativbewegungen zwischen Variatorscheiben und der Kopplung des Linearaktuators z.B. mit dem Getriebegehäuse.From It is also particularly advantageous if the tilting joint longitudinal stockyard to move along movements of the serial actuator assembly allow the tilting axis. In particular, allows the combination of tilting and longitudinal bearings a compensation of possible relative movements between variator discs and the coupling of the linear actuator, e.g. with the gearbox.

Gemäß einer weiteren, insgesamt bevorzugten Ausführungsform weist der Linearaktuator eine Kolben/Zylinderanordnung auf und der Drehaktuator greift an dem Kolben der Kolben/Zylinderanordnung an.According to one another, overall preferred embodiment, the linear actuator a piston / cylinder assembly and the rotary actuator attacks the piston of the piston / cylinder assembly.

Hierbei ist der Kolben der Kolben/Zylinderanordnung drehbar gelagert und der Drehaktuator wird dazu verwendet, um den Kolben aktiv in Richtung um die Stellachse herum zu verdrehen.in this connection the piston of the piston / cylinder assembly is rotatably mounted and The rotary actuator is used to make the piston active in the direction to twist around the adjusting axis.

Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Kolben/Zylinderanordnung wenigstens eine Kammer aufweist, wobei der Druck in der Kammer die Kraft zur Abstützung des Drehmomentes bestimmt, das von dem Roller übertragen wird.there It is particularly advantageous if the piston / cylinder assembly has at least one chamber, wherein the pressure in the chamber, the force for support determined by the torque transmitted by the scooter.

Zu diesem Zweck ist der Kolben der Kolben/Zylinderanordnung in der Regel unmittelbar mit dem Rollerträger verbunden. Ferner ist die Kolben/Zylinderanordnung in der Regel doppelt wirkend ausgebildet und weist demzufolge zwei Kammern auf.To This purpose is the piston of the piston / cylinder assembly in the Usually connected directly to the roller carrier. Furthermore, the Piston / cylinder arrangement formed usually double acting and thus has two chambers.

Bei dieser Ausführungsform ist es ferner vorteilhaft, wenn der Drehaktuator wenigstens eine Kammer aufweist, wobei der Druck in dieser Kammer die Kraft zur Verstellung des Rollerträgers um die Stellachse herum bestimmt.at this embodiment It is also advantageous if the rotary actuator at least one chamber has, wherein the pressure in this chamber, the force for adjustment the roller carrier determined around the control axis.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Kammern des Linearaktuators und des Drehaktuators miteinander verbindbar sind.According to one another preferred embodiment it is envisaged that the chambers of the linear actuator and the Rotary actuators are connected to each other.

Hierdurch wird eine fluidische Kopplung der Aktuatoren eingerichtet.hereby a fluidic coupling of the actuators is established.

Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn die Kammern in Abhängigkeit von der Linearstellung des Kolbens miteinander verbindbar sind.From It is particularly advantageous if the chambers in dependence from the linear position of the piston are connected to each other.

Bei dieser Ausführungsform ist es z.B. möglich, die Verbindung über Steuerkanten im Gehäuse der Kolben/Zylinderanordnung zu realisieren. Separate Ventile sind hierbei nicht erforderlich.at this embodiment it is e.g. possible, the connection over Control edges in the housing of To realize piston / cylinder arrangement. Separate valves are here not mandatory.

Insgesamt ist es dann ebenfalls bevorzugt, wenn ein Kolben des Linearaktuator eine Kolbenstange aufweist, in die Hydraulikleitungen zum Ansteuern des Drehaktuators integriert sind.All in all it is also preferred if a piston of the linear actuator having a piston rod into the hydraulic lines for driving the rotary actuator are integrated.

Bei dieser Ausführungsform kann die Kopplung zwischen den Aktuatoren über die Kolbenstange erfolgen. Externe Leitungen sind dann nicht notwendig.at this embodiment The coupling between the actuators can be done via the piston rod. External lines are not necessary.

Von besonderem Vorteil ist es ferner, wenn der Kolben des Linearaktuators durch mindestens eine Feder in der Nullpunktlage gehalten wird und wenn die Druckkräfte auf den Kolben des Linearaktuators im Gleichgewicht mit den Tangentialkräften in den beiden Kontaktpunkten sind.From It is also particularly advantageous if the piston of the linear actuator is held by at least one spring in the zero position and if the pressure forces on the piston of the linear actuator in equilibrium with the tangential forces in the both contact points are.

Bei dieser Ausführungsform ist es z.B. möglich, den Einfluss der Schwerkraft durch eine geeignete Einstellung der Federkraft zu kompensieren.at this embodiment it is e.g. possible, the influence of gravity by a suitable adjustment of the Compensate for spring force.

Von besonderem Vorteil ist es dabei, wenn der Verschiebeweg des Kolbens des Linearktuators begrenzt ist.From It is particularly advantageous if the displacement of the piston of the linear actuator is limited.

Bei dieser Ausführungsform kann die Begrenzung des Verschiebeweges z.B. derart realisiert sein, dass bei maximaler Verschie bung des Kolbens die fluidischen Leitungen im Gehäuse des Linearaktuators und die fluidischen Leitungen im Kolben des Linearaktuators mit dem größtmöglichen Durchlassquerschnitt in Verbindung sind.at this embodiment For example, the limit of the displacement may be e.g. be realized in such a way that at maximum Verschie environment of the piston, the fluidic lines in the case of the linear actuator and the fluidic lines in the piston of the linear actuator with the largest possible Passage cross section are in communication.

Die Stabilität des Rollers in stationärem Zustand wird durch die abgeschlossenen Fluidvolumina im Drehaktuator gewährleistet.The stability of the scooter in stationary Condition is due to the closed fluid volumes in the rotary actuator guaranteed.

Insgesamt wird durch die Erfindung ein Variator geschaffen, der einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Der Aufbau des Variators ist einfach, kostengünstig und Bauraum sparend. Ferner wird eine hohe Betriebssicherheit erzielt.Overall, a variator is created by the invention, which has a high efficiency. The structure of the variator is simple, inexpensive and space-saving. Furthermore, a high Operational safety achieved.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines Toroidgetriebes, in dem ein erfindungsgemäßer Variator verwendbar ist; 1 a schematic representation of a toroidal transmission, in which a variator according to the invention can be used;

2 eine schematische Draufsicht auf einen Variator gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; 2 a schematic plan view of a variator according to an embodiment of the invention;

3 eine Teilansicht des Variators der 2 während einer Betätigung des Drehaktuators; 3 a partial view of the variator of 2 during operation of the rotary actuator;

4 eine der 3 entsprechende Ansicht bei einer Betätigung des Drehaktuators in die andere Richtung; 4 one of the 3 corresponding view upon actuation of the rotary actuator in the other direction;

5 eine schematische perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Variators; 5 a schematic perspective view of another embodiment of the variator according to the invention;

6 eine Seitenansicht des Variators der 5; 6 a side view of the variator of 5 ;

7 eine schematische perspektivische Ansicht eines Drehaktuators für einen erfindungsgemäßen Variator; 7 a schematic perspective view of a rotary actuator for a variator according to the invention;

8 eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Variators; und 8th an alternative embodiment of a variator according to the invention; and

9 einen Variator gemäß dem Stand der Technik. 9 a variator according to the prior art.

In 1 ist ein schematisch dargestelltes Toroidgetriebe generell mit 10 bezeichnet.In 1 is a schematically illustrated toroidal transmission generally with 10 designated.

Das Toroidgetriebe 10 weist eine Getriebeeingangswelle 12, eine Vorgelegewelle 14 und eine Getriebeausgangswelle 16 auf.The toroidal transmission 10 has a transmission input shaft 12 , a countershaft 14 and a transmission output shaft 16 on.

Eine Variatoranordnung des Toroidgetriebes 10 ist bei 20 gezeigt. Die Variatoranordnung 20 weist eine Variatorhauptwelle 22 und eine Variatornebenwelle 24 auf. Ferner beinhaltet die Variatoranordnung 20 zwei Variatoren 26A, 26B.A variator arrangement of the toroidal transmission 10 is at 20 shown. The variator arrangement 20 has a Variator main shaft 22 and a variator secondary shaft 24 on. Furthermore, the variator assembly includes 20 two variators 26A . 26B ,

Jeder Variator 26 weist eine Antriebsscheibe 28A, 28B und eine Abtriebsscheibe 30A, 30B auf.Every variator 26 has a drive pulley 28A . 28B and a driven pulley 30A . 30B on.

Die Antriebsscheiben 28A, 28B schließen mit den jeweiligen Abtriebsscheiben 30A, 30B jeweils einen Toroidraum 32A, 32B ein. Die Toroidräume 32A, 32B definieren jeweils eine Toroidmittenebene 33A, 33B.The drive pulleys 28A . 28B close with the respective output disks 30A . 30B one toroidal space each 32A . 32B one. The toroidal spaces 32A . 32B each define a toroid midplane 33A . 33B ,

In den Toroidräumen 32A, 32B sind jeweils, über den Toroidraum umfänglich verteilt, eine Mehrzahl von Rollern 34 angeordnet, in der Regel jeweils drei Roller 34.In the toroidal spaces 32A . 32B are each distributed circumferentially over the toroidal space, a plurality of scooters 34 arranged, usually in each case three scooters 34 ,

Die Roller 34 lassen sich mittels einer nicht näher dargestellten Aktuatorik räumlich innerhalb des Toroidraumes 32 verstellen, wie es schematisch bei 36 gezeigt ist, um die Übersetzung der Variatoranordnung 20 zu verändern. Dabei versteht sich, dass alle Roller 34 der Variatoren 26A, 26B gleichsinnig verstellt werden, um die auftretenden Reaktionskräfte gleichmäßig über den Umfang der Variatoranordnung 20 aufnehmen zu können.The scooters 34 can be spatially within the toroidal space by means of an actuator not shown 32 adjust as it is schematic at 36 is shown to the translation of the variator arrangement 20 to change. It is understood that all scooters 34 the variators 26A . 26B be adjusted in the same direction, the reaction forces occurring uniformly over the circumference of the Variatoranordnung 20 to be able to record.

Bei 38 ist ein Radsatz gezeigt, der die Vorgelegewelle 14 nach der Art einer Konstanten mit der Variatornebenwelle 24 verbindet, an der die Antriebsscheiben 28A, 28B festgelegt sind. Die Abtriebsscheiben 30A, 30B sind an der Variatorhauptwelle 22 festgelegt, die mit einem Summiergetriebe 40 verbunden ist.at 38 a wheel set is shown, which is the countershaft 14 in the manner of a constant with the variator secondary shaft 24 connects, at the drive pulleys 28A . 28B are fixed. The driven pulleys 30A . 30B are at the variator main shaft 22 fixed with a summing gear 40 connected is.

Das Summiergetriebe 40 weist einen Planetenradsatz 42 auf. Die Variatorhauptwelle 22 ist mit dem Sonnenrad des Planetenradsatzes 42 verbunden. Die Vorgelegewelle ist über einen weiteren (nicht bezeichneten) Radsatz mit den Planetenträgern des Planetenradsatzes 42 verbunden.The summing gear 40 has a planetary gear set 42 on. The variator main shaft 22 is with the sun gear of the planetary gear set 42 connected. The countershaft is via another (not designated) wheelset with the planetary carriers of the planetary gear set 42 connected.

Das Sonnenrad ist über eine High-Regime-Kupplung 44 mit der Getriebeausgangswelle 16 verbindbar. Das Hohlrad des Planeten radsatzes 42 ist über eine Low-Regime-Kupplung 46 mit der Getriebeausgangswelle 16 verbindbar.The sun gear is via a high-regime clutch 44 with the transmission output shaft 16 connectable. The ring gear of the planetary gear set 42 is via a low-regime clutch 46 with the transmission output shaft 16 connectable.

Die Funktionsweise des Toroidgetriebes 10 ist allgemein bekannt und wird aus Gründen einer kompakten Darstellung hier nicht im Detail beschrieben.The functioning of the toroidal transmission 10 is well known and will not be described in detail here for the sake of compactness.

2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Variators 26. 2 shows a schematic plan view of an embodiment of a variator according to the invention 26 ,

Der Variator 26 kann als die Variatoren 26A, 26B der Variatoranordnung 20 in dem Toroidgetriebe 10 der 1 eingesetzt werden. Gleiche Elemente sind daher mit gleichen Bezugsziffern versehen.The variator 26 can as the variators 26A . 26B the variator arrangement 20 in the toroidal gearbox 10 of the 1 be used. The same elements are therefore provided with the same reference numerals.

Der Variator 26 weist eine Antriebsscheibe 28 und eine Abtriebsscheibe 30 auf, zwischen denen drei Roller 34 drehbar gelagert sind, von denen nur einer dargestellt ist.The variator 26 has a drive pulley 28 and a driven pulley 30 on, between which three scooters 34 are rotatably mounted, of which only one is shown.

Der Roller 34 ist an einem Rollerträger 50 drehbar um eine Drehachse 48 gelagert. Der Rollerträger 50 kann beispielsweise gabelartig ausgebildet sein, ähnlich wie der Rollerträger 50 der 9.The scooter 34 is on a scooter carrier 50 rotatable about an axis of rotation 48 stored. The scooter carrier 50 For example, it can be fork-shaped, similar to the roller carrier 50 of the 9 ,

Der Rollerträger 50 ist entlang einer Stellachse 52 ausgerichtet, die in einer Toroidmittenebene des Toroidraumes 32 zwischen den Scheiben 28, 30 liegt.The scooter carrier 50 is along a positioning axis 52 aligned in a toroid midplane of the toroidal space 32 between the discs 28 . 30 lies.

Bei 54 ist schematisch angedeutet, dass der Rollerträger 50 um die Stellachse 52 herum verdrehbar (verkippbar) ist, um das Übersetzungsverhältnis des Variators 26 zu verändern. Bei 56 ist ferner schematisch dargestellt, dass der Rollerträger 50 entlang der Stellachse 52 linear verstellbar bzw. verschiebbar ist.at 54 is schematically indicated that the roller carrier 50 around the adjusting axis 52 rotatable (tiltable) is around the gear ratio of the variator 26 to change. at 56 is also shown schematically that the roller carrier 50 along the adjusting axis 52 is linearly adjustable or displaceable.

In 2 sind ferner die Kräfteverhältnisse im Variator 26 schematisch dargestellt. Auf die Antriebsscheibe 28 wirkt ein Moment (z.B. entsprechend einem Drehmoment des Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges), das im Kontaktpunkt zwischen der Scheibe 28 und dem Roller 34 einer tangentiellen Kraft FR entspricht. Der Roller 34 überträgt ein Moment auf die Abtriebsscheibe 30. Dieses Moment ruft eine Tangentialkraft FR im Kontaktpunkt zwischen Roller 34 und Abtriebsscheibe 30 hervor. Um den Roller 34 folglich in seiner Lage innerhalb des Toroidraumes 32 zu halten, ist eine Axialkraft FA = 2 × FR erforderlich.In 2 are also the balance of power in the variator 26 shown schematically. On the drive pulley 28 acts a moment (eg corresponding to a torque of the internal combustion engine of a motor vehicle), that in the contact point between the disc 28 and the scooter 34 a tangential force F R corresponds. The scooter 34 transmits a moment on the driven pulley 30 , This moment calls a tangential force F R at the contact point between scooters 34 and driven pulley 30 out. To the scooter 34 consequently in its position within the toroidal space 32 To hold, an axial force F A = 2 × F R is required.

Die Kraft FA wird von einem Linearaktuator 60 erzeugt, der außerhalb des Toroidraumes 32 in Verlängerung der Stellachse 52 vorgesehen ist.The force F A is from a linear actuator 60 generated outside the toroidal space 32 in extension of the adjusting axle 52 is provided.

In 2 ist der stationäre Zustand des Variators 26 gezeigt, bei dem die an dem Roller 34 angreifenden Kräfte im Gleichgewicht sind und sich die Drehachsen von Roller 34 und Scheiben 28, 30 schneiden. Dieser Zustand entspricht dem energetischen Minimum des Systems.In 2 is the stationary state of the variator 26 shown in which the on the scooter 34 attacking forces are in balance and the rotary axes of scooter 34 and slices 28 . 30 to cut. This condition corresponds to the energetic minimum of the system.

Für die Übertragung eines Drehmomentes von der Antriebsscheibe 28 auf die Abtriebsscheibe 30 müssen die Scheiben 28, 30 zusammengepresst werden, damit in den Kontaktpunkten (genauer: Kontaktellipsen) die Kräfte FR in tangentialer Richtung übertragen werden können.For the transmission of torque from the drive pulley 28 on the driven pulley 30 need the slices 28 . 30 be pressed together so that in the contact points (more precisely: contact ellipses), the forces F R can be transmitted in the tangential direction.

Der Linearaktuator 60 ist als hydraulische Kolben/Zylinderanordnung ausgebildet. Ein Kolben 62 des Linearaktuators 60 ist mit der Stellachse 52 ausgerichtet und mit dem Rollerträger 50 starr verbunden.The linear actuator 60 is designed as a hydraulic piston / cylinder assembly. A piston 62 of the linear actuator 60 is with the positioning axis 52 aligned and with the roller carrier 50 rigidly connected.

Der Linearaktuator 60 in Form der Kolben/Zylinderanordnung ist doppelt wirkend ausgebildet, mit zwei Kammern 64, 66. Eine Kolbenstange des Kolbens 62, die mit dem Rollerträger 50 verbunden ist, ist mit 68 bezeichnet.The linear actuator 60 in the form of the piston / cylinder assembly is double-acting, with two chambers 64 . 66 , A piston rod of the piston 62 that with the roller carrier 50 is connected with is 68 designated.

An der Kolbenstange 68 greift ein Drehaktuator 70 an. Der Drehaktuator 70 ist als Drehflügelsteller 72 ausgebildet und weist ein Gehäuse 74 auf. Im Inneren des Gehäuses 74 ist ein Drehflügelkolben 76 aufgenommen, der starr mit der Kolbenstange 68 verbunden ist.At the piston rod 68 engages a rotary actuator 70 at. The rotary actuator 70 is as a turntable actuator 72 formed and has a housing 74 on. Inside the case 74 is a rotary-winged piston 76 taken up, the rigid with the piston rod 68 connected is.

Das Gehäuse 74 des Drehaktuators 70 ist drehfest in Bezug auf das Gehäuse des Linearaktuators 60 festgelegt. In Axialrichtung (parallel zu der Stellachse 52) ist das Gehäuse 74 des Drehaktuators 70 verschieblich in Bezug auf das Gehäuse des Linearaktuators 60 gelagert, beispielsweise mittels eines (nicht dargestellten) Längslagers relativ zu dem Gehäuse des Linearaktuators 60.The housing 74 of the rotary actuator 70 is non-rotatable with respect to the housing of the linear actuator 60 established. In the axial direction (parallel to the adjusting axis 52 ) is the housing 74 of the rotary actuator 70 displaceable with respect to the housing of the linear actuator 60 stored, for example by means of a (not shown) longitudinal bearing relative to the housing of the linear actuator 60 ,

Der Drehaktuator 70 ist ebenfalls als hydraulischer Aktuator ausgebildet und weist eine erste Kammer 77 und eine zweite Kammer 78 auf.The rotary actuator 70 is also designed as a hydraulic actuator and has a first chamber 77 and a second chamber 78 on.

Ein Hydraulikkreis zum Ansteuern der Aktuatoren 60, 70 weist ein schematisch mit 80 bezeichnetes Hydraulikleitungssystem auf.A hydraulic circuit for controlling the actuators 60 . 70 has a schematic with 80 designated hydraulic line system.

Das Hydraulikleitungssystem 80 weist eine Zuleitung 82 in die erste Kammer 64 des Linearaktuators 60 auf. Entsprechend ist eine Zuleitung 84 zu der zweiten Kammer 66 des Linearaktuators vorgesehen.The hydraulic line system 80 has a supply line 82 in the first chamber 64 of the linear actuator 60 on. Corresponding is a supply line 84 to the second chamber 66 provided the linear actuator.

An dem Gehäuse des Linearaktuators 60 sind ein erster Auslass 86 und ein zweiter Auslass 88 sowie ein erster Überbrückungskanal 90 und ein zweiter Überbrückungskanal 92 ausgebildet.On the housing of the linear actuator 60 are a first outlet 86 and a second outlet 88 and a first bypass channel 90 and a second bypass channel 92 educated.

Der Linearaktuator 60 ist in 2 in einer Grundposition gezeigt, in der ein Druck P1 in der ersten Kammer 64 gleich einem Druck P2 in der zweiten Kammer 66 ist und von dem Variator 26 kein Moment übertragen wird. Hierdurch stellt sich eine Mittellage des Kolbens 62 ein. In dieser Mittellage sind die Auslässe 86, 88 und die Überbrückungskanäle 90, 92 durch den Kolbenumfang geschlossen.The linear actuator 60 is in 2 shown in a home position in which a pressure P1 in the first chamber 64 equal to a pressure P2 in the second chamber 66 is and from the variator 26 no moment is transmitted. This results in a middle position of the piston 62 one. In this middle layer are the outlets 86 . 88 and the bypass channels 90 . 92 closed by the piston circumference.

In dem Kolben 62 und der Kolbenstange 68 sind ferner ein erster Kolbenkanal 94 und ein zweiter Kolbenkanal 96 ausgebildet. Der erste Kolbenkanal 94 verbindet die zweite Kammer 78 des Drehaktuators 70 mit einem Umfangsabschnitt des Kolbens 62, der dem ersten Auslass 86 und dem ersten Überbrückungskanal 90 zugeordnet ist. In entsprechender Weise verbindet der zweite Kolbenkanal 96 die erste Kammer 77 des Drehaktuators 70 mit einem anderen Umfangsabschnitt des Kolbens 62, der dem zweiten Auslass 88 und dem zweiten Überbrückungskanal 92 zugeordnet ist.In the flask 62 and the piston rod 68 are also a first piston channel 94 and a second piston channel 96 educated. The first piston channel 94 connects the second chamber 78 of the rotary actuator 70 with a peripheral portion of the piston 62 , the first outlet 86 and the first bypass channel 90 assigned. In a corresponding manner, the second piston channel connects 96 the first chamber 77 of the rotary actuator 70 with another circumferential portion of the piston 62 , the second outlet 88 and the second bypass channel 92 assigned.

Der Druck in der ersten Kammer 77 des Drehaktuators 70 ist mit P3 bezeichnet, der Druck in der zweiten Kammer 78 mit P4.The pressure in the first chamber 77 of the rotary actuator 70 is designated P3, the pressure in the second chamber 78 with P4.

In der dargestellten Mittellage des Kolbens 62 sind die Kolbenkanäle 94, 96 geschlossen, das heißt weder mit einem der Auslässe 86, 88 noch mit einem der Überbrückungskanäle 90, 92 verbunden. Dabei sind die Drücke P3 und P4 gleich (wenn kein Moment übertragen wird). Der Drehflügelkolben 76 befindet sich in einer stabilen Drehlage, die die Drehposition des Rollerträgers 50 (und damit das Übersetzungsverhältnis des Variators 26) bestimmt.In the illustrated center position of the piston 62 are the piston channels 94 . 96 closed, that is neither with one of the outlets 86 . 88 still with one of the bypass channels 90 . 92 connected. The pressures P3 and P4 are the same (if no moment is transmitted). The rotary-winged piston 76 is in a stable rotational position, which is the rotational position of the roller carrier 50 (and thus the gear ratio of the variator 26 ) certainly.

In 2 ist ferner dargestellt, dass in der ersten Kammer 64 des Linearaktuators 60 ein erstes Federpaket 98 angeordnet ist. Entsprechend ist in der zweiten Kammer 66 ein zweites Federpaket 100 angeordnet.In 2 is further shown that in the first chamber 64 of the linear actuator 60 a first spring package 98 is arranged. Accordingly, in the second chamber 66 a second spring package 100 arranged.

Diese Federpakete 98, 100 sind dazu ausgelegt, die Mittellage des Kolbens 62 einzurichten, auch wenn die Kammern 64, 66 über die Zuleitungen 82, 84 drucklos gehalten sind.These spring packages 98 . 100 are designed to be the center position of the piston 62 to set up, even if the chambers 64 . 66 over the supply lines 82 . 84 are held without pressure.

Die Federpakete 98, 100 können ferner dazu vorgesehen sein, die Einflüsse der Schwerkraft zu kompensieren, die wegen der Orientierung der Gesamtanordnung aus Aktuatoren 60, 70 und Roller 34 im Variator unterschiedlich sein können. In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, dass 2 lediglich einen Roller 34 zeigt, während in der Praxis mehr als ein Roller (in der Regel drei Roller) über den Umfang der Scheiben 28, 30 verteilt angeordnet sind.The spring packages 98 . 100 may also be provided to compensate for the effects of gravity due to the orientation of the overall assembly of actuators 60 . 70 and scooters 34 may vary in the variator. In this context, it should be remembered that 2 only a scooter 34 shows, while in practice, more than one scooter (usually three scooters) over the circumference of the discs 28 . 30 are arranged distributed.

Im stationären Zustand ist die Druckdifferenz P1 minus P2 proportional zu der Axialkraft FA. Um den Roller 34 stationär in der eingestellten Lage zu halten, ist es möglicherweise notwendig, diese Druckdifferenz P1 minus P2 zu regeln. Die hierbei notwendigen Hubbewegungen des Kolbens 62 bewegen sich jedoch innerhalb eines solchen Bereiches, dass die Kolbenkanäle 94, 96 nicht mit den Auslässen 86, 88 bzw. Überbrückungskanälen 90, 92 in Verbindung treten.In steady state, the pressure difference P1 minus P2 is proportional to the axial force F A. To the scooter 34 It may be necessary to regulate this pressure difference P1 minus P2 in order to keep it stationary in the set position. The necessary lifting movements of the piston 62 however, move within such a range that the piston channels 94 . 96 not with the outlets 86 . 88 or bridging channels 90 . 92 get in contact.

Das Verstellen des Übersetzungsverhältnisses des Variators 26 erfolgt entweder durch Verändern der Druckdifferenz P1 minus P2, wie es schematisch in 3 und 4 dargestellt ist oder durch Verändern der Tangentialkräfte FR.Adjusting the gear ratio of the variator 26 is done either by changing the pressure difference P1 minus P2, as shown schematically in FIG 3 and 4 is shown or by changing the tangential forces F R.

In 3 wird die Druckdifferenz P1 minus P2 derart vergrößert, dass die Kraft aufgrund der Druckdifferenz P1 minus P2 auf den Kolben 62 größer ist als die Summe der Tangentialkräfte FR in den beiden Kontaktellipsen. Dies hat zur Folge, dass der Kolben 62 in Richtung hin zu der zweiten Kammer 66 verschoben wird. Hierdurch tritt der erste Kolbenkanal 94 mit dem ersten Überbrückungskanal 90 in Verbindung. Hierdurch wird der Druck P4 in der zweiten Kammer 78 des Drehaktuators 70 gleich dem Druck P1 in der ersten Kammer 64. Gleichzeitig wird der zweite Kolbenkanal 96 mit dem zweiten Auslass 88 verbunden, so dass der Druck P3 in der ersten Kammer 77 des Drehaktuators 70 abfällt. Es gilt, P1 > P2 und P4 > P3. Aufgrund der letzten Druckdifferenz wird der Drehflügelkolben 76 innerhalb des Gehäuses 74 des Drehaktuators 70 verdreht. Damit wird auch der Kolben 62 und folglich der Roller 34 um die Stellachse 52 herum verdreht, wie es in 3 durch einen entsprechenden Pfeil angedeutet ist.In 3 the pressure difference P1 minus P2 is increased so that the force due to the pressure difference P1 minus P2 on the piston 62 is greater than the sum of the tangential forces F R in the two contact ellipses. As a result, the piston 62 towards the second chamber 66 is moved. As a result, the first piston channel occurs 94 with the first bypass channel 90 in connection. As a result, the pressure P4 in the second chamber 78 of the rotary actuator 70 equal to the pressure P1 in the first chamber 64 , At the same time the second piston channel 96 with the second outlet 88 connected so that the pressure P3 in the first chamber 77 of the rotary actuator 70 drops. We have P1> P2 and P4> P3. Due to the last pressure difference is the rotary vane 76 inside the case 74 of the rotary actuator 70 twisted. This is also the piston 62 and therefore the scooter 34 around the adjusting axis 52 twisted around like it is in 3 is indicated by a corresponding arrow.

Sobald die Kraft aufgrund der Druckdifferenz P1 minus P2 auf den Kolben 62 gleich der Summe der Tangentialkräfte FR ist, wird der Kolben 62 durch die bis dahin verformten Federn 98 und 100 in die Mittellage gebracht (vgl. 2) und folglich ein stationärer Zustand des Drehaktuators eingestellt.Once the force due to the pressure difference P1 minus P2 on the piston 62 is equal to the sum of the tangential forces F R , the piston becomes 62 through the previously deformed feathers 98 and 100 placed in the middle position (cf. 2 ) and thus set a stationary state of the rotary actuator.

Ein Verstellvorgang des Rollers 34 in die entgegengesetzte Richtung ist in 4 dargestellt. Hierbei wird entweder die Druckdifferenz P1 minus P2 verkleinert oder die Tangentialkräfte FR in den Kontaktellipsen werden vergrößert. Dabei wird der Kolben 62 in Richtung hin zu der ersten Kammer 64 verschoben. Der erste Kolbenkanal 94 wird mit dem ersten Auslass 86 verbunden. Der zweite Kolbenkanal 96 wird mit dem zweiten Überbrückungskanal 92 verbunden. Hierdurch wird der Druck P3 in der ersten Kammer 77 des Drehaktuators 70 gleich dem Druck P2 in der zweiten Kammer 66 des Linearaktuators. Der Druck P4 fällt aufgrund der Verbindung mit dem Auslass 86 demgegenüber ab. Es gilt: P1 < P2 und P4 < P3. Aufgrund der letzteren Druckdifferenz wird der Drehflügelkolben 76 in die entgegengesetzte Richtung verdreht. Entsprechend wird der Roller 34 innerhalb des Toroidraumes in entsprechender Weise verdreht bzw. gekippt.An adjustment process of the scooter 34 in the opposite direction is in 4 shown. In this case either the pressure difference P1 minus P2 is reduced or the tangential forces F R in the contact ellipses are increased. This is the piston 62 towards the first chamber 64 postponed. The first piston channel 94 comes with the first outlet 86 connected. The second piston channel 96 with the second bypass channel 92 connected. As a result, the pressure P3 in the first chamber 77 of the rotary actuator 70 equal to the pressure P2 in the second chamber 66 of the linear actuator. The pressure P4 drops due to the connection to the outlet 86 in contrast from. The following applies: P1 <P2 and P4 <P3. Due to the latter pressure difference, the rotary vane piston 76 twisted in the opposite direction. Accordingly, the scooter 34 rotated or tilted in a corresponding manner within the Toroidraumes.

Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Variators 26 erfolgt der Verdrehvorgang des Rollers 34 um die Stellachse 52 herum kraftgeregelt. Die Kraftregelung erfolgt durch eine Druckregelung der Drücke P1 und P2. Mit anderen Worten wird das Verdrehen bzw. Verkippen des Rollers nicht reaktiv durch eine Kraftkomponente in der Kontaktfläche zwischen Roller 34 und Scheiben 28, 30 bewirkt. Der Verdrehvorgang wird über die genannten Druckdifferenzen „aktiv" geregelt. Demzufolge kann trotz der Tatsache, dass kein Castorwinkel eingerichtet ist, der Roller 34 in der jeweils eingestellten Dreh- bzw. Kipplage stabil und schwingungsfrei gehalten werden.In this embodiment of the variator according to the invention 26 the twisting process of the scooter takes place 34 around the adjusting axis 52 around force-controlled. The force is controlled by a pressure control of the pressures P1 and P2. In other words, the twisting or tilting of the scooter does not become reactive due to a force component in the contact surface between the scooter 34 and slices 28 . 30 causes. The twisting process is regulated by means of the mentioned pressure differences "active." Accordingly, despite the fact that no castor angle is set up, the scooter 34 be kept stable and vibration-free in each set rotation or tilting.

Ferner kann in den Drehflügelsteller 72 durch geeignete Ausbildung der Kammern 77, 78 und des Drehflügelkolbens 76 ein maximaler Verdrehbereich auf einfache Weise eingerichtet werden. Demzufolge wird die Betriebssicherheit erhöht, da der Roller nicht über seinen konstruktiv definierten Winkel hinaus verdreht werden kann. Durch das Fehlen des Castorwinkels wird der Wirkungsgrad des Variators verbessert. Insgesamt ist der Aufbau einfach, kostengünstig realisierbar und Bauraum einsparend.Furthermore, in the rotary vane plate 72 by suitable design of the chambers 77 . 78 and of Rotary vane piston 76 a maximum twisting range can be set up easily. As a result, the reliability is increased, since the scooter can not be rotated beyond its constructively defined angle. The absence of the castor angle improves the efficiency of the variator. Overall, the structure is simple, inexpensive to implement and space saving.

Ferner kann der Verschiebeweg des Kolbens 62 des Linearaktuators 60 (z.B. durch die Anschläge 115 und 116) derart begrenzt sein, dass bei den maximalen Auslenkungen des Kolbens 62 aus der Mittelstellung bzw. Neutralstellung die Kolbenkanäle 94, 96 mit den Auslässen 86 bzw. 88 und Überbrückungskanälen 90 bzw. 92 in Verbindung stehen, z.B. durch die Anschläge 115, 116, wie sie in 3 und 4 gezeigt sind.Furthermore, the displacement of the piston 62 of the linear actuator 60 (eg by the attacks 115 and 116 ) be limited such that at the maximum deflections of the piston 62 from the middle position or neutral position, the piston channels 94 . 96 with the outlets 86 respectively. 88 and bridging channels 90 respectively. 92 connected, for example by the stops 115 . 116 as they are in 3 and 4 are shown.

Zur Verbindung der Kammern 77, 78 mit den Kolbenkanälen 94, 96 sind in dem Gehäuse 74 des Drehaktuators 70 entsprechende Hydraulikleitungen vorgesehen, die in 2 nicht näher bezeichnet sind.To connect the chambers 77 . 78 with the piston channels 94 . 96 are in the case 74 of the rotary actuator 70 corresponding hydraulic lines provided in 2 are not specified.

Um zu ermöglichen, dass sich der Mittelpunkt des Rollers 34 bei Verstellbewegungen des Linearaktuators 60 auf einer Kreisbahn um die Achse der Scheiben 28, 30 herum bewegen kann, kann es sinnvoll sein, das Gehäuse des Linearaktuators 60 an einem geeigneten Kippelement zu lagern. Um ferner Ausgleichsbewegungen des Rollers 34 in Richtung parallel zur Drehachse der Scheiben 28, 30 zu ermöglichen, kann es ferner sinnvoll sein, das Kippgelenk als Längslager in dieser Richtung auszubilden.To allow the center of the scooter 34 during adjustment movements of the linear actuator 60 on a circular path around the axis of the discs 28 . 30 can move around, it may be useful to the housing of the linear actuator 60 to store on a suitable tilting element. To further compensating movements of the scooter 34 in the direction parallel to the axis of rotation of the discs 28 . 30 To make it possible, it may also be useful to form the tilting joint as a longitudinal bearing in this direction.

Eine solche Ausführungsform ist schematisch in den 5 und 6 dargestellt.Such an embodiment is shown schematically in FIGS 5 and 6 shown.

Die generelle Funktionsweise des in diesen Figuren dargestellten Variators 26 entspricht jener des Variators 26 der 2 bis 4, so dass gleiche bzw. entsprechende Elemente mit gleichen Bezugsziffern versehen sind. Soweit nichts anderes erwähnt ist, soll die obige Beschreibung des Variators 26 der 2 bis 4 auch auf den Variator der 5 bis 6 anwendbar sein.The general operation of the variator shown in these figures 26 corresponds to that of the variator 26 of the 2 to 4 , so that the same or corresponding elements are provided with the same reference numerals. Unless otherwise stated, the above description of the variator 26 of the 2 to 4 also on the variator of 5 to 6 be applicable.

Wie dargestellt, ist das Gehäuse des Linearaktuators 60 an dem dem Roller 34 zugewandten Ende mit einem Längslager 110 versehen. Das Längslager 110 steht in Verbindung mit dem Gehäuse des Drehaktuators 70, und zwar derart, dass relative Längsbewegungen des Drehaktuators 70 entlang der Stellachse 72 in Bezug auf das Gehäuse des Linearaktuators 60 möglich sind. Relative Verdrehbewegungen der Gehäuse der Aktuatoren 60, 70 zueinander werden jedoch durch das Längslager 110 verhindert.As shown, the housing of the linear actuator 60 on the scooter 34 facing end with a longitudinal bearing 110 Mistake. The longitudinal bearing 110 communicates with the housing of the rotary actuator 70 in such a way that relative longitudinal movements of the rotary actuator 70 along the adjusting axis 72 with respect to the housing of the linear actuator 60 possible are. Relative rotational movements of the housings of the actuators 60 . 70 However, each other through the longitudinal bearing 110 prevented.

An dem dem Roller 34 abgewandten Ende ist das Gehäuse des Linearaktuators 60 mit einem Kippgelenk 112 versehen, das in 5 und 6 schematisch dargestellt ist. Das Kippgelenk 112 ermöglicht eine Kippbewegung der Gesamtanordnung aus den Aktuatoren 60, 70, dem Rollerträger 50 und dem Roller 34 um eine Kippachse 114 herum, die senkrecht zu der Stellachse 52 und parallel zu einer Drehachse der Scheiben 28, 30 ausgerichtet ist.At the the scooter 34 opposite end is the housing of the linear actuator 60 with a tilting joint 112 provided in 5 and 6 is shown schematically. The tilt joint 112 allows a tilting movement of the overall arrangement of the actuators 60 . 70 , the roller carrier 50 and the scooter 34 around a tilt axis 114 around, perpendicular to the axis 52 and parallel to a rotation axis of the discs 28 . 30 is aligned.

Das Kippgelenk 114 ist ferner als Längslager in Richtung entlang der Kippachse 114 ausgerichtet, um somit Ausgleichsbewegungen der Gesamtanordnung in Richtung parallel zu der Kippach se 114 (und damit senkrecht zu der Toroidmittenebene) bzw. der Stellachse 52 zu ermöglichen.The tilt joint 114 is also as a longitudinal bearing in the direction along the tilt axis 114 aligned so as to compensating movements of the overall arrangement in the direction parallel to the Kippach se 114 (and thus perpendicular to the Toroidmittenebene) or the adjusting axis 52 to enable.

In 7 ist in schematischer Form ein Drehaktuator 70 gezeigt, wie er für die Variatoren 26 der 2 bis 6 verwendet werden kann.In 7 is in schematic form a rotary actuator 70 shown how he works for the variators 26 of the 2 to 6 can be used.

Es ist zu erkennen, dass der Drehflügelkolben 76 starr mit einer Kolbenstange 68 verbunden ist. Das Gehäuse 74 des Drehaktuators ist so ausgebildet, dass wenigstens eine erste Kammer 77 und eine zweite Kammer 78 eingerichtet werden. Im vorliegenden Fall sind zwei erste Kammern 77 und zwei zweite Kammern 78 vorgesehen, die jeweils diametral zueinander angeordnet sind. Hierdurch werden die bei Verstellvorgängen auftretenden Kräfte bzw. Momente in Bezug auf die Achse der Kolbenstange 68 symmetrisch angelegt. Hierdurch wird die Lagerung vereinfacht.It can be seen that the rotary-winged piston 76 rigid with a piston rod 68 connected is. The housing 74 the rotary actuator is designed such that at least one first chamber 77 and a second chamber 78 be set up. In the present case, two first chambers 77 and two second chambers 78 provided, which are each arranged diametrically opposite each other. As a result, the forces or moments occurring in adjusting operations with respect to the axis of the piston rod 68 symmetrical. This simplifies storage.

Bei der in den 2 bis 7 dargestellten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Variators 26 wirkt die Anordnung aus den Aktuatoren 60, 70 als Momentensteller. Das heißt, die Variatorübersetzung ist auch bei gleichbleibender Druckdifferenz P1 minus P2 veränderbar. Dies wird unter anderem durch die Funktionalität des Kolbens 62 als eine Art Schieberventil und einer fluidischen Kopplung mit dem Drehaktuator 70 erreicht.In the in the 2 to 7 illustrated embodiment of a variator according to the invention 26 the arrangement acts from the actuators 60 . 70 as a moment master. This means that the variator ratio can be changed even if the pressure difference P1 minus P2 remains the same. This is partly due to the functionality of the piston 62 as a kind of slide valve and a fluidic coupling with the rotary actuator 70 reached.

In 8 ist eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Variators generell mit 26' bezeichnet.In 8th is an alternative embodiment of the variator according to the invention generally with 26 ' designated.

Bei dieser Ausführungsform ist ein herkömmlicher Linearaktuator 60' mit einem nicht verdrehbaren Kolben 68-1 versehen. Der Rollerträger 50' ist mit einem weiteren Kolbenstück 68-2 ver bunden. Der Kolben 68-1 und das Kolbenstück 68-2 sind über ein Drehgelenk 120 miteinander verbunden. Das Drehgelenk 120 sorgt dafür, dass die Kolbenelemente 68-1 und 68-2 in Verstellrichtung des Linearaktuators 60' linear starr miteinander verbunden sind, jedoch relativ zueinander verdrehbar sind.In this embodiment, a conventional linear actuator 60 ' with a non-rotatable piston 68-1 Mistake. The scooter carrier 50 ' is with another piston piece 68-2 connected. The piston 68-1 and the piston piece 68-2 are about a swivel 120 connected with each other. The swivel joint 120 ensures that the piston elements 68-1 and 68-2 in the adjustment direction of the linear actuator 60 ' are linearly rigidly connected to each other, but are rotatable relative to each other.

Der Drehaktuator 70' ist unabhängig von dem Linearaktuator 60' ausgebildet und ist vorgesehen, um das Kolbenstück 68-2 nach Bedarf zu verdrehen, um den Roller 34' innerhalb des Variators 26' zu verdrehen bzw. zu verkippen, um so das Übersetzungsverhältnis des Variators 26' einzustellen.The rotary actuator 70 ' is independent of the linear actuator 60 ' formed and is provided to the piston piece 68-2 to twist as needed to the scooter 34 ' inside the variator 26 ' to twist or tilt, so the gear ratio of the variator 26 ' adjust.

Aufgrund der Tatsache, dass der Drehaktuator 70' unabhängig von dem Linearaktuator 60' ausgebildet ist, wirkt der Mechanismus insgesamt nur als Übersetzungssteller und nicht als Momentensteller. Eine fluidische Kopplung zwischen den Aktuatoren ist dabei nicht vorgesehen. In diesem Fall könnte auf den Linearaktuator 60' auch verzichtet werden.Due to the fact that the rotary actuator 70 ' independent of the linear actuator 60 ' is formed, the mechanism acts as a whole only as a translation plate and not as momentum. A fluidic coupling between the actuators is not provided. In this case could be on the linear actuator 60 ' also be waived.

Bei der Ausführungsform der 8 ist es jedoch auch möglich, die Aktuatoren 60', 70' in einer Form ähnlich zu jener der Aktuatoren 60, 70 fluidisch miteinander zu koppeln.In the embodiment of the 8th However, it is also possible, the actuators 60 ' . 70 ' in a form similar to that of the actuators 60 . 70 to couple fluidly with each other.

Die Anordnung aus den Aktuatoren 60, 70 ist nicht nur bei Variatoren für Toroidgetriebe anwendbar. Insbesondere die Variatoren der 2 bis 6 sind generell bei jeder beliebigen Anwendung einsetzbar, bei denen eine rotatorische – oder mit einer entsprechenden Umlenkung auch eine translatorische – Position von den wirkenden Kräften abhängt. Entscheidend ist hierbei die Verbindung von jeweils zwei Kammern des Linearaktuators 60 und des Drehaktuators 70 in Stellungen, die aus der Mittellage des Kolbens des Linearaktuators 60 abweichen.The arrangement of the actuators 60 . 70 is not only applicable to variators for toroidal transmissions. In particular, the variators of 2 to 6 are generally applicable to any application in which a rotational - or with a corresponding deflection and a translational - position depends on the forces acting. Decisive here is the connection of two chambers of the linear actuator 60 and the rotary actuator 70 in positions from the center position of the piston of the linear actuator 60 differ.

Claims (17)

Variator (26) für ein Toroidgetriebe (10), mit einer Antriebsscheibe (28) und einer Antriebsscheibe (30) zwischen denen ein Toroidraum (32) eingerichtet ist, wenigstens einem Roller (34), der innerhalb des Toroidraumes (32) an einem Rollerträger (50) um eine Drehachse (48) drehbar gelagert ist, um Drehmoment von der Antriebsscheibe (28) auf die Abtriebsscheibe (30) zu übertragen, wobei der Rollerträger (50) um eine Stellachse (52) herum verdrehbar ist, um das Übersetzungsverhältnis des Variators (26) zu verändern, und wobei der Rollerträger (50) mittels eines Linearaktuators (60) in Richtung der Stellachse (52) verschiebbar ist, der das übertragene Drehmoment abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehaktuator (70) vorgesehen ist, um den Rollerträger (50) um die Stellachse (52) herum zu verstellen.Variator ( 26 ) for a toroidal transmission ( 10 ), with a drive pulley ( 28 ) and a drive pulley ( 30 ) between which a toroidal space ( 32 ), at least one scooter ( 34 ) within the toroidal space ( 32 ) on a roller carrier ( 50 ) about a rotation axis ( 48 ) is rotatably mounted to torque from the drive pulley ( 28 ) on the driven pulley ( 30 ), the roller carrier ( 50 ) about a positioning axis ( 52 ) is rotatable around the gear ratio of the variator ( 26 ), and wherein the roller carrier ( 50 ) by means of a linear actuator ( 60 ) in the direction of the adjusting axis ( 52 ) is displaceable, which supports the transmitted torque, characterized in that a rotary actuator ( 70 ) is provided to the roller carrier ( 50 ) about the adjusting axis ( 52 ) to adjust. Variator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellachse (52) parallel zur Toroidmittenebene (33) ausgerichtet ist.Variator according to claim 1, characterized in that the adjusting axle ( 52 ) parallel to the toroid midplane ( 33 ) is aligned. Variator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehaktuator (70) kraftgeregelt ist.Variator according to claim 1 or 2, characterized in that the rotary actuator ( 70 ) is force-controlled. Variator nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehaktuator (70) ein fluidbetriebener Drehaktuator (70) ist.Variator according to one of claims 1-3, characterized in that the rotary actuator ( 70 ) a fluid operated rotary actuator ( 70 ). Variator nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehaktuator (70) ein Drehflügelsteller (72) ist.Variator according to one of claims 1-4, characterized in that the rotary actuator ( 70 ) a rotary vane plate ( 72 ). Variator nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator (60) und der Drehaktuator (70) gekoppelt sind.Variator according to one of claims 1-5, characterized in that the linear actuator ( 60 ) and the rotary actuator ( 70 ) are coupled. Variator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Längslager (110) vorgesehen ist, das eine Relativdrehung der Gehäuse von Linearaktuator (60) und Drehaktuator (70) um die Stellachse (52) herum verhindert.Variator according to claim 6, characterized in that a longitudinal bearing ( 110 ) is provided, which is a relative rotation of the housing of linear actuator ( 60 ) and rotary actuator ( 70 ) about the adjusting axis ( 52 ) prevented around. Variator nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator (60) und der Drehaktuator (70) seriell miteinander gekoppelt sind.Variator according to claim 6 or 7, characterized in that the linear actuator ( 60 ) and the rotary actuator ( 70 ) are serially coupled together. Variator nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator (60) und der Drehaktuator (70) über ein Fluid gekoppelte Aktuatoren sind.Variator according to one of claims 1-9, characterized in that the linear actuator ( 60 ) and the rotary actuator ( 70 ) are actuators coupled via a fluid. Variator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die serielle Anordnung aus Linearaktuator (60) und Drehaktuator (70) mittels eines Kippgelenkes (112) um eine Kippachse (114) verschwenkbar ist, die senkrecht zur Toroidmittenebene ausgerichtet ist.Variator according to claim 8, characterized in that the serial arrangement of linear actuator ( 60 ) and rotary actuator ( 70 ) by means of a tilting joint ( 112 ) about a tilt axis ( 114 ) is pivotable, which is aligned perpendicular to the Toroidmittenebene. Variator nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kippgelenk (112) ein Längslager aufweist, um Bewegungen der seriellen Aktuatoranordnung (60, 70) entlang der Kippachse (114) zu ermöglichen.Variator according to claim 10, characterized in that the tilting joint ( 112 ) has a longitudinal bearing to movements of the serial actuator assembly ( 60 . 70 ) along the tilt axis ( 114 ). Variator nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator (60) eine Kolben/Zylinderanordnung aufweist und dass der Drehaktuator (70) an dem Kolben (62) der Kolben/Zylinderanordnung angreift.Variator according to one of claims 1-11, characterized in that the linear actuator ( 60 ) has a piston / cylinder arrangement and that the rotary actuator ( 70 ) on the piston ( 62 ) engages the piston / cylinder assembly. Variator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben/Zylinderanordnung wenigstens eine Kammer (64, 66) aufweist, wobei der Druck (P1, P2) in der Kammer (64, 44) die Kraft zur Abstützung des Drehmomentes bestimmt, das von dem Roller (34) übertragen wird.Variator according to claim 12, characterized in that the piston / cylinder arrangement comprises at least one chamber ( 64 . 66 ), wherein the pressure (P1, P2) in the chamber ( 64 . 44 ) determines the force to support the torque that is transmitted by the scooter ( 34 ) is transmitted. Variator nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehaktuator (70) wenigstens eine Kammer (77, 78) aufweist, wobei der Druck (P3, P4) in der Kammer (77, 78) die Kraft zur Verstellung des Rollerträgers (50) um die Stellachse (52) herum bestimmt.Variator according to claim 13, characterized in that the rotary actuator ( 70 ) at least one chamber ( 77 . 78 ), wherein the pressure (P3, P4) in the chamber ( 77 . 78 ) the force for adjusting the roller carrier ( 50 ) about the adjusting axis ( 52 ) around. Variator nach Anspruch 13 und 14, wobei die Kammern (64, 66 bzw. 77, 78) des Linearaktuators (60) und des Drehaktuators (70) miteinander verbindbar sind.A variator according to claim 13 and 14, wherein the Chambers ( 64 . 66 respectively. 77 . 78 ) of the linear actuator ( 60 ) and the rotary actuator ( 70 ) are connectable to each other. Variator nach Anspruch 15, wobei die Kammern (64, 66 bzw. 77, 78) in Abhängigkeit von der Linearstellung des Kolbens (62) miteinander verbindbar sind.A variator according to claim 15, wherein the chambers ( 64 . 66 respectively. 77 . 78 ) in dependence on the linear position of the piston ( 62 ) are connectable to each other. Variator nach einem der Ansprüche 1-16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (62) des Linearaktuators (60) eine Kolbenstange (68) aufweist, in die Hydraulikleitungen (94, 96) zum Ansteuern des Drehaktuators (70) integriert sind.Variator according to one of claims 1-16, characterized in that a piston ( 62 ) of the linear actuator ( 60 ) a piston rod ( 68 ), in the hydraulic lines ( 94 . 96 ) for driving the rotary actuator ( 70 ) are integrated.
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