DE102008003047A1

DE102008003047A1 - Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe

Info

Publication number: DE102008003047A1
Application number: DE102008003047A
Authority: DE
Inventors: Andreas Triller; Andreas Englisch; Andreas GÖTZ; Lászlo Dr. Mán; Marco Grethel
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2007-01-24
Filing date: 2008-01-02
Publication date: 2008-07-31
Also published as: US7909723B2; US20080261747A1

Abstract

Ein CVT-Planetenwälzgetriebe mit zwei in gegenseitigem axialem Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbaren Sonnenrädern, einem Hohlrad und Planetenrädern, das derart ausgebildet ist, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades relativ zu den Sonnenrädern und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, kann als Stellvorrichtung sowohl zum Verstellen von Aggregaten als auch als in einem Antriebsstrang eines Fahrzeugs angeordnetes Getriebe mit verstellbarer Übersetzung eingesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe.
Insbesondere in Kraftfahrzeugen werden wegen der zunehmenden Automatisierung des Antriebsstrangs Stellvorrichtungen für unterschiedlichste Zwecke benötigt, beispielsweise zum Betätigen einer Kupplung, zum Ändern der Übersetzung eines Getriebes mit kontinuierlich veränderbarer Übersetzung, zum Antrieb von Nebenaggregaten, wie Lichtmaschinen, Fluidpumpen usw.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere in Fahrzeugsantriebssträngen einsetzbare Stellvorrichtung zu schaffen, die eine kontinuierliche Verstellung eines jeweiligen Aggregats ermöglicht.
Lösungen dieser Aufgabe sind in den nebengeordneten Patentansprüchen gekennzeichnet, wobei auf die nebengeordneten Patentansprüche rückbezogene Patentansprüche jeweils vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der jeweiligen erfindungsgemäßen Stellvorrichtung betreffen.
Allen erfindungsgemäßen Stellvorrichtungen gemeinsam ist ein CVT-Planetenwälzgetriebe, mit dem eine kontinuierliche Veränderung einer Drehzahlübersetzung möglich ist, die entweder direkt genutzt wird oder nutzbar ist, um ein Stellglied zu verstellen.
Eine erste erfindungsgemäße Stellvorrichtung enthält ein CVT-Planetenwälzgetriebe, welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder, ein Hohlrad mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades relativ zu den Sonnenrädern und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, einem Aktor zum axialen Verschieben des Hohlrades und einem gleichachsig mit einem der Sonnenräder drehbaren Stellglied, das mit diesem Sonnenrad über einen Axialtrieb derart gekoppelt ist, dass es bei einer Verdrehung relativ zu dem Sonnenrad axial verstellt wird.
Wenn die erfindungsgemäße Stellvorrichtung zur Betätigung einer Kupplung verwendet wird, stütz sich ein das Kupplungsmoment einer Reibungskupplung einstellender Kupplungshebel an einem mit einem der Sonnenräder in Axialkraft übertragender Beziehung stehenden Betätigungsglied ab, welches Betätigungsglied zusätzlich in Axialkraft übertragender Beziehung mit dem Stellglied steht, das mit dem anderen Sonnenrad gekoppelt ist.
Der Kupplungshebel stützt sich vorteilhafterweise an dem Betätigungsglied an einer Stelle ab, die zwischen den Stellen angeordnet ist, an denen sich das Betätigungsglied am Kupplungshebel und am Stellglied abstützt.
Mit Vorteil ist das Hohlrad drehfest gehalten, das erste Sonnenrad von einem Antriebsmotor drehangetrieben und das zweite Sonnenrad über den Axialtrieb mit dem Stellglied gekoppelt, dessen Stellung eine Anpresskraft verändert, mit der ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit stufenlos veränderbarer Übersetzung an einem Kegelscheibenpaar anliegt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Stellvorrichtung ist das Hohlrad drehfest gehalten, das erste Sonnenrad von einem Antriebsmotor drehangetrieben und das zweite Sonnenrad über den Axialtrieb mit dem Stellglied gekoppelt, dessen Stellung die Übersetzung eines CVT-Planetenwälzgetriebe verändert.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe, welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder, ein Hohlrad mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades relativ zu den Sonnenrädern und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, ist das Hohlrad drehfest und axial unbeweglich gehalten, das erste Sonnenrad drehangetrieben und mit einer auf das zweite Sonnenrad gerichteten Axialkraft beaufschlagt und das zweite Sonnenrad treibt eine Fluidpumpe an und ist von einer mit dem Druck des von der Fluidpumpe geförderten Fluids beaufschlagten Kolben-Zylinder-Einheit mit einer Axialkraft in Richtung auf das erste Sonnenrad beaufschlagt.
Bei einer weiteren Ausführungsform einer Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe, welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder, ein Hohlrad mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades relativ zu den Sonnenrädern und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, ist das Hohlrad drehangetrieben und von einem Aktor axial verschiebbar, das erste Sonnenrad drehfest gehalten und das zweite Sonnenrad drehfest mit einer Ausgangswelle verbunden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe, welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder, ein Hohlrad mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades relativ zu den Sonnenrädern und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, ist das Hohlrad drehfest gehalten und von einem Aktor axial verschiebbar, das erste Sonnenrad drehangetrieben und das zweite Sonnenrad treibt über eine Getriebeeinheit eine Ausgangswelle an, welche Getriebeeinheit einen schaltbaren Wendesatz zur Drehrichtungsumkehr der Ausgangswelle enthält.
Bei einer weiteren Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe, welche zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder, ein Hohlrad mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades relativ zu den Sonnenrädern und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, ist das erste Sonnenrad von einem Antriebsmotor drehantreibbar, das Hohlrad von einem Aktor axial verschiebbar und von einem Elektromotor drehantreibbar und das zweite Sonnenrad drehantreibt eine Ausgangswelle.
Bei der vorgenannten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung kann zwischen dem Antriebsmotor und dem ersten Sonnenrad eine Kupplung angeordnet sein.
Weiter kann die Drehbarkeit des Hohlrades und des Elektromotors sperrbar sein.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe, welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder, ein Hohlrad mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades relativ zu den Sonnenrädern und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, ist das erste Sonnenrad eines ersten CVT-Planetenwälzgetriebes von einem Antriebsmotor drehantreibbar, das zweite Sonnenrad des ersten CVT-Planetenwälzgetriebes drehfest mit dem ersten Sonnenrad eines zweiten CVT-Planetenwälzgetriebes verbunden, dessen zweites Sonnenrad eine Ausgangswelle antreibt, sind das zweite Sonnenrad des ersten CVT-Planetenwälzgetriebes und das erste Sonnenrad des zweiten CVT-Planetenwälzgetriebes mit einem Elektromotor drehfest verbunden und die Hohlräder der CVT-Planetenwälzgetriebe drehfest gehalten und von wenigstens einem Aktor axial verschiebbar.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe, welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder, ein Hohlrad mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades relativ zu den Sonnenrädern und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, ist das erste Sonnenrad von einem Antriebsmotor drehantreibbar, das Hohlrad drehfest gehalten und von einem Aktor axial verschiebbar, das zweite Sonnenrad drehfest mit dem Hohlrad eines zweiten CVT-Planetenwälzgetriebes verbunden, die drehfeste Verbindung drehfest mit einem Elektromotor verbunden, das Hohlrad des zweiten CVT-Getriebes von einem Aktor verschiebbar und das zweite Sonnenrad des zweiten CVT-Getriebes drehantreibt eine Ausgangswelle.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe, welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder, ein Hohlrad mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades relativ zu den Sonnenrädern und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, ist das erste Sonnenrad drehfest gehalten, das Hohlrad von einem Antriebsmotor und einem Elektromotor drehantreibbar, das zweite Sonnenrad mit dem ersten Sonnenrad eines zweiten CVT-Planetenwälzgetriebes drehfest verbunden, dessen Hohlrad drehfest gehalten und mittels eines Aktors axial verschiebbar ist und dessen zweites Sonnenrad eine Ausgangswelle drehantreibt.
Die vorgenannten erfindungsgemäßen Stellvorrichtungen können für unterschiedlichste Anwendungszwecke verwendet werden, bei denen eine kontinuierliche Verstellung des Betriebs eines Aggregates erforderlich ist.
Besonders vorteilhaft wird eine Stellvorrichtung in einem Fahrzeugantriebsstrang zum Verstellen des Betriebs eines Aggregates verwendet.
Ausführungsformen der vorgenannten Stellvorrichtungen können in einem Fahrzeugantriebsstrang mit einer zwischen einem Fahrzeugantriebsmotor und einer Ausgangswelle zum Antrieb eines Fahrzeugrades angeordneten Stellvorrichtung ein Fahrzeuggetriebe mit veränderbarer Übersetzung bilden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.
In den Figuren stellen dar:
1 eine Seitenansicht eines CVT-Planetenwälzgetriebes;
2 eine nicht maßstäbliche Sichtansicht des Getriebes gemäß 1, geschnitten längs der Linie A-A in 1;
3 eine vergrößerte Darstellung eines Planetenrades des Getriebes gemäß 1;
4 eine Ansicht von Teilen des Getriebes zur Erläuterung einer Übersetzungsveränderung;
5 eine Schnittansicht durch eine Anordnung zur Verwendung eines CVT-Planetenwälzgetriebes zur Betätigung einer Kupplung;
6 eine schematische Ansicht einer Anordnung zur Verwendung eines CVT-Planetenwälzgetriebes zum Verändern eines Anpressdruckes in einem Kegelscheibenumschlingungsgetriebe;
7 eine Anordnung, bei der ein CVT-Planetenwälzgetriebe zur Übersetzungsverstellung eines CVT-Getriebes verwendet wird;
8 und 9 eine Anordnung, bei der ein CVT-Planetenwälzgetriebe zum Einstellen der Drehzahl einer Hydraulikpumpe in Abhängigkeit vom Förderdruck verwendet wird;
10 bis 12 eine Anordnung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe zur Übersetzungsverstellung und Drehrichtungsumkehr einer Ausgangswelle;
13 und 14 die Anordnung der 10 bis 12 in ihrem Einsatz zum Antrieb einer Pumpe;
15 und 16 eine Anordnung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe zur Übersetzungsverstellung mit einem nachgeschalteten Planetengetriebe zur Drehrichtungsumkehr;
17 bis 21 verschiedene Anordnungen mit einem oder zwei CVT-Planetenwälzgetrieben in einem Hybridantriebsstrang eines Fahrzeugs.
Gemäß den 1 und 2 weist ein CVT-Planetenwälzgetriebe, d. h. ein Planetenwälzgetriebe mit kontinuierlich veränderbarer Übersetzung, zwei Sonnenräder 12a, 12b, drei Planetenräder 14 und ein Hohlrad 16 auf. Die Sonnenräder 12a, 12b verjüngen sich zu ihren einander zuge wandten Stirnseiten hin, so dass ihre Sonnenmantelflächen 18a, 18b kreiskegelstumpfförmig sind. Die Konturlinie der Sonnenmantelflächen 18a, 18b ist in dem dargestellten Beispiel geradlinig. Die Sonnenräder 12a, 12b sind axial beabstandet auf einer Welle 20 mit einer Drehachse 22 angeordnet. Ein Sonnenrad 12a ist axial zu der Welle 20 verschiebbar und mittels eines Lagers 24, beispielsweise eines Kugellagers, relativ zu der Welle 20 drehbar. Das andere Sonnenrad 12b ist starr mit der Welle 20 verbunden.
Eine Feder 26 stützt sich zwischen dem Sonnenrad 12a und einem Ansatz 28 der Welle 20 ab und drückt das Sonnenrad 12a in axialer Richtung in Anlage an die Planetenräder 14.
Die Planetenräder 14 weisen jeweils eine Drehachse 30 auf und verjüngen sich ausgehend von einem mittleren Bereich zu ihren Stirnseiten hin, so dass ihre Planetenmantelflächen 32 im Wesentlichen kreiskegelförmig sind. Im dargestellten Beispiel sind die Konturlinien der Planetenmantelflächen 32 konvex gekrümmt. Die Planetenräder 14 weisen zwischen den Planetenmantelflächen 32 eine umlaufende Nut 34 mit abgerundeten Flanken 36 auf. Die Planetenräder 14 sind koaxial zu der Welle 20 angeordnet und mit je einer ihrer Planetenmantelflächen 32 in Reibberührung mit jeweils einer der Sonnenmantelflächen 18a, 18b.
Ein auf der Welle 20 drehbar angeordnetes, sternförmiges Separatorelement 38 ragt mit Ansätzen 40 in Zwischenräume zwischen den Planetenräder 14 und in die Nut 34 ein, so dass die Planetenräder 14 in gleichem Umfangsabstand zueinander gehalten sind.
Das Hohlrad 16 ist vorteilhafterweise kreisringförmig und an seiner Innenumfangsfläche 42 mit einem im Querschnitt konvexen, spitzbogenförmigen Wulst ausgebildet. Das Hohlrad 16 ist konzentrisch zu der Welle 20 angeordnet. Die Innenumfangsfläche 42 ist mit jeder Flanke 36 der Nut 34 in Reibberührung.
Die Planetenräder 14 sind durch die Reibberührung der Planetenmantelflächen 32 mit den Sonnenmantelflächen 18a, 18b und der Innenumfangsfläche 42 axial gehalten. Bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades 16 relativ zu den Sonnenrädern 12a, 12b verkippen die Planetenräder 14, wobei die Planetenmantelflächen 32, die Nut 34 und die Innenumfangsfläche 42 vorteilhafterweise derart geformt sind, dass sich im gekippten Zustand die Drehachsen 30, die Drehachse 22 und Linien durch die zwei Punkte der Reibberührung der Innenumfangsfläche 42 mit den Flanken 36 der Nut 34 in einem Schnittpunkt SP (4) schneiden. Dies führt zu einer wohl definierten Präzession der Planetenräder 14.
Zum Verschieben des Hohlrades 16 relativ zu der Welle 20 ist eine Verschiebevorrichtung 44 (2) um das Hohlrad 16 herum angeordnet. Im dargestellten Beispiel ist die Verschiebevorrichtung 44 ähnlich einer Kupplungsbetätigung ausgebildet und wird daher nicht näher erläutert.
Die Funktionsweise des Planetengetriebes wird im Folgenden anhand der 4 erläutert, wobei folgende Definitionen zugrunde gelegt werden:

r_S1: ist der Abstand zwischen der Drehachse 20 und dem Punkt der Reibberührung der Sonnenmantelfläche 18a mit der Planetenmantelfläche 32;
r_S2: ist der Abstand zwischen der Drehachse 20 und dem Punkt der Reibberührung der Sonnenmantelfläche 18b mit der Planetenmantelfläche 32;
r_P1: ist der Abstand zwischen der Drehachse 30 und dem Punkt der Reibberührung der Planetenmantelfläche 32 mit der Sonnenmantelfläche 18a;
r_P2: ist der Abstand zwischen der Drehachse 30 und dem Punkt der Reibberührung der Planetenmantelfläche 32 mit der Sonnenmantelfläche 18b;
n_S1: ist die Drehzahl des Sonnenrades 12a;
n_S2: ist die Drehzahl des Sonnenrades 12b;
n_P: ist die Drehzahl der Planetenräder 14; und
ΔS: ist der axiale Abstand der Sonnenräder 12a, 12b zueinander.

Allgemein gilt für eine Drehmomentübertragung bei dem Planetengetriebe 10: nS1 × rS1 = nP × rP1 und nS2 × rS2 = nP × rP2
Bei der Beschreibung der Funktionsweise wird mit einem ungekippten Zustand der Planetenräder 14 begonnen. In diesem Zustand gilt bei symmetrischer Bauweise des Planetengetriebes 10:
r_S1 = r_S2; r_P1 = r_P2 und daher n_S1 = n_S2.
Das Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb und Abtrieb ist dann i = 1.
Bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades 16 relativ zu den Sonnenrädern 12a, 12b werden die Planetenräder 14 an den Flanken 36 der Nuten 34 mitgenommen und die Drehachsen 30 der Planetenräder 14 relativ zu der Drehachse 20 der Sonnenräder 12a, 12b gekippt. Wird die Drehachse 30, wie in 4 zu sehen ist, zu dem Sonnenrad 12a hin gekippt, so gilt r_S1 > r_S2 und r_P1 < r_P2, d. h. n_S1 < n_S2. Wird die Drehachse 30 zu dem Sonnenrad 12b hin gekippt, so ändern sich die eben genannten Beziehungen entsprechend umgekehrt. Die Übersetzung zwischen n_S1 und n_S2 ändert sich somit entsprechend der axialen Verschiebung. Dabei ändern sich die Übersetzungen zwischen dem Hohlrad 16 und jedem der Sonnenräder 12a, 12b gegensinnig.
Die Kegelmantelflächen können derart ausgebildet sein, dass der Abstand ΔS (5) zwischen den Stirnseiten der Sonnenräder 12a, 12b bei einem Verkippen der Drehachsen 30 der Planetenräder 14, d. h. bei einer Verstellung der Übersetzung, konstant bleibt. Eine Anpressung zwischen den Sonnenrädern 12a, 12b, den Planetenrädern 14 und dem Hohlrad 16 wird durch die Feder 26 gewährleistet.
Das in seinem Prinzipaufbau geschilderte CVT-Planetenwälzgetriebe kann vielfältig abgeändert werden. Die Sonnenräder können unterschiedlich groß sein. Die Konturen der Mantelflächen können in gegenseitiger Abstimmung konkav, konvex oder geradlinig sein.
Die Verstelleinrichtung kann in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein.
Die Innenumfangsfläche des Hohlrades kann an nur einem Punkt in Reibberührung mit den Planetenmantelflächen sein.
Ein Planetenradträger, dessen Stege die Planetenträger durchdringen, kann so angeordnet werden, dass an diesem ein weiterer Gang abgreifbar ist.
Die Feder 26 kann durch andere Vorspannmittel ersetzt werden.
Wie bei Planetengetrieben üblich, können das erste Sonnenrad 12a und das Hohlrad 16 in unterschiedlicher Weise als Eingänge benutzt werden, wobei die mit dem zweiten Sonnenrad 12b drehfest verbundene Welle 20 als Ausgangswelle dient.
Nachfolgend werden unterschiedliche Anwendungen und Einsatzzwecke des geschilderten CVT-Planetenwälzgetriebes anhand der 5 bis 21 erläutert.
5 zeigt einen Halbschnitt einer Anordnung des insgesamt mit 50 bezeichneten Planetenwälzgetriebes für eine Betätigung einer Reibungskupplung. 52 bezeichnet den in an sich bekannter Weise als Tellerfeder mit radial einwärts ragenden Zungen ausgebildeten Kupplungshebel 52, der an einer Stützstelle 54 an einem hebelartig ausgebildeten Betätigungsglied 56 anliegt, das bei 58 schwenkbar an einem radial äußeren Ansatz 60 des ersten Sonnenrades 12a des Planetenwälzgetriebes 50 angebracht ist. Das Hohlrad 16 des Planetenwälzgetriebes ist mittels eines nicht dargestellten Aktors axial verschiebbar. Das zweite Sonnenrad 12b ist über einen Kugelgewindetrieb 62 relativ zu einem hülsenförmigen Stellglied 64 verdrehbar, wobei das Stellglied bei einer Relativdrehung zwischen dem zweiten Sonnenrad 12b und dem Stellglied 64 in axialer Richtung je nach Richtung der Relativdrehung in die eine oder andere Richtung bewegt wird. Das gemäß 6 linksseitige Ende des Stellgliedes 64 liegt an dem Betätigungsglied 56 an.
Wenn der radiale Abstand zwischen der Stützstelle 54 und dem Lager 58 mit b bezeichnet wird und der radiale Abstand zwischen der Stützstelle 54 und der Berührstelle zwischen dem Stellglied 64 und dem Betätigungsglied 56 mit a bezeichnet wird und die von dem Kupplungshebel 52 auf das Betätigungsglied 56 aufgebrachte Kraft mit x bezeichnet wird, ergibt sich für die Kraft K1, die auf das erste Sonnenrad 12a wirkt, K1 = X × B/(B + A) und für die auf das Stellglied 64 wirkende Kraft K2 = X × A/(A + B). Das hülsenförmige Stellglied 64 ist mit dem ersten Sonnenrad 12a drehfest, jedoch axial verschiebbar verbunden. Das zweite Sonnenrad 12b stützt sich über ein Axiallager 66 an einer Getriebeglocke 68 ab.
Entsprechend der Aufteilung der von dem Kupplungshebel 52 her wirkenden Kraft X in die Kraft K1 und K2 wird eine Vorspannung in dem Planetenwälzgetriebe derart eingestellt, dass ein erforderliches Drehmoment übertragen werden kann. In der Neutralstellung des Hohlrades 16, in der sich die beiden Sonnenräder 12a und 12b nicht relativ zueinander drehen, bleibt das Stellglied 64 in seiner axialen Stellung unverändert. Wird das Hohlrad axial, beispielswei se mit einem Hubmagneten verschoben, so verdrehen sich die Sonnenräder relativ zueinander und das Stellglied 64 wird je nach Richtung der Relativdrehung in die eine oder die andere axiale Richtung bewegt. Abhängig von der mit Hilfe der axialen Verschiebung des Hohlrades 16 eingestellten Übersetzung zwischen den beiden Sonnenrädern wird die Kupplung unterschiedlich rasch geöffnet oder geschlossen. Die von dem nicht dargestellten Aktor auf das Hohlrad 16 übertragene Axialkraft kann mit Hilfe des Planetenwälzgetriebes 50 somit bedarfsgerecht verstärkt werden und die Kupplung kann bedarfsgerecht sehr genau gesteuert werden.
6 zeigt eine Prinzipanordnung, bei der ein CVT-Planetenwälzgetriebe 50 zur Veränderung des Anpressdruckes verwendet wird, mit dem Kegelflecken eines Kegelscheibenpaars 70 gegen das Umschlingungsmittel des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes 72 gepresst werden. Ein Antriebsmotor 74, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, treibt eine Welle 76 an, mit der das erste Sonnenrad 12a des Planetenwälzgetriebes 50 und eine der Kegelscheiben des Kegelscheibenpaars 70 starr verbunden ist. Die andere Kegelscheibe des Kegelscheibenpaars 70 ist mit Welle 76 drehfest jedoch axial verschiebbar verbunden und ist mit dem zweiten Sonnenrad 12b über einen Kugelgewindetrieb 62 gekoppelt. Das Hohlrad 16 des Planetenwälzgetriebes 50 ist drehfest gehalten und mittels eines Aktors in Richtung des Doppelpfeils verschiebbar. Wie ohne weiteres Ersichtlich, erfolgt bei nicht verkippter Stellung der Planetenräder keine Verstellung des Abstandes zwischen den Kegelscheiben des Kegelscheibenpaars 70. Je nach Verkippung der Planetenräder in die eine oder in die andere Stellung vergrößert oder verkleinert sich der Abstand zwischen den Kegelscheiben des Kegelscheibenpaars 70. Mit Hilfe des als Stellvorrichtung eingesetzten Planetenwälzgetriebes 50 kann der Anpressdruck fein und unter erheblicher Verstärkung der von dem Aktor auf das Hohlrad 16 aufgebrachten Kraft verändert werden.
7 zeigt eine Anordnung des Planetenwälzgetriebes 50 ähnlich der der 6, wobei das Planetenwälzgetriebe 50 hier zur Veränderung der Übersetzung eines Toroidgetriebes 80 eingesetzt wird. Die Verstellung eines Toroidkörpers 82 erfolgt ähnlich der Verstellung der verstellbaren Kegelscheibe der Anordnung gemäß 6, so dass eine detaillierte Beschreibung unterbleibt.
Die 8 und 9 zeigen eine Veränderung des Planetenwälzgetriebes 50 zur Regelung der Drehzahl einer Fluidpumpe 84 zum Fördern eines gasförmigen oder flüssigen Fluids.
Der Antriebsmotor 74, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine, ist über ein Zahnrad 86 drehfest mit einem weiteren Zahnrad 88 verbunden, das über eine Buchse 90 starr mit dem ersten Sonnenrad 12a des Planetenwälzgetriebes 50 verbunden ist. Die Buchse 90 ist auf einer Achse 92 drehbar gelagert. Das Zahnrad 88, das relativ zum Zahnrad 86 axial verschiebbar ist, wird von einer Feder 94 elastisch in Anlage an die Planetenräder 14 vorgespannt. Das Hohlrad 16 ist ortsfest gehalten.
Das zweite Sonnenrad 12b ist drehfest mit einem Pumpenrad der Pumpe 84 verbunden und wird axial in Richtung auf das erste Sonnenrad 12a mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit 96 vorgespannt, die mit Druck beaufschlagt ist, der an einer von der Förderleitung der Pumpe 84 zu einem Fluidvorrat führenden Rücklaufleitung, in der eine Drossel 98 angeordnet ist, herrscht.
Bei geringem Druck in der Kolben-Zylinder-Einheit 96 sind die Planetenräder 14 in die Stellung gemäß 8 verschwenkt, so dass sich das zweite Sonnenrad 12b mit höherer Drehzahl als das erste Sonnenrad 12a dreht. Wenn der Druck in der Kolben-Zylinder-Einheit 96 zunimmt, werden die Planetenräder 14 zunehmend in die Stellung gemäß 9 verschwenkt, in der die Drehzahl des zweiten Sonnenrades 12b und damit die Drehzahl der Pumpe herabgesetzt ist. Die Pumpe 84 kann beispielsweise die Schmiermittelpumpe einer Brennkraftmaschine sein oder eine Versorgungspumpe für hydraulisch betriebene Aggregate sein. Der Systemdruck ist mittels der Vorspannung der Feder 94 einstellbar.
Die 10 bis 12 zeigen den Einsatz eines Planetenwälzgetriebes 50 als Reversiergetriebe. Dabei wird das Hohlrad 16 von einem drehangetriebenen Zahnrad 100 angetrieben, wobei der Eingriff zwischen dem Hohlrad 16 und dem Zahnrad 100 ein Verschieben des Hohlrades 16 relativ zum Zahnrad 100 mittels eines nicht dargestellten Aktors in Richtung des Doppelpfeils zulässt. Das erste Sonnenrad 12a ist drehfest gehalten. Das zweite Sonnenrad 12b ist drehfest mit einer Ausgangswelle 102 verbunden.
In der Neutralstellung (nicht verkippte Stellung) der Planetenräder 14 dreht sich die Ausgangswelle 102 entsprechend dem stillstehenden ersten Planetenrad 12a nicht. Wenn das Hohlrad 16 in die Einrichtung verstellt wird (10) dreht sich die Ausgangswelle in die eine Richtung, beispielsweise Vorwärtsrichtung. Wenn das Hohlrad 16 in die andere Richtung verstellt wird, dreht sich Ausgangswelle 102 in entgegengesetzter Richtung, beispielsweise der Rückwärtsrichtung (12).
Die 13 zeigt die Anordnung des Planetenwälzgetriebes 50 für eine Reversierpumpe 104 zum Antrieb zweier entgegengesetzt wirkender Kolben-Zylinder-Einheiten.
14 zeigt die Anwendung eines Planetenwälzgetriebes 50 in der Anordnung gemäß 12 für eine Reversierpumpe 104, die einen Schwenkmotor 106 antreibt.
Anhand der weiteren Figuren werden Anwendungen des CVT-Planetenwälzgetriebes gezeigt, in denen das Planetenwälzgetriebe 50 in der Drehmomentübertragung von einem Antriebsmotor zu den angetriebenen Rädern eines Fahrzeugs angeordnet ist, d. h. zumindest teilweise das Fahrzeuggetriebe bildet.
Anhand der 15 und 16 wird erläutert, wie ein Getriebe realisiert werden kann, das zur Übersetzungsänderung ein Planetenwälzgetriebe 50 aufweist und zusätzlich eine Umsteuerung zwischen vorwärts und rückwärts zulässt.
Gemäß 15 ist ein Antriebsmotor 74, vorzugsweise eine Brennkraftmaschine über eine Kupplung drehfest mit dem ersten Sonnenrad 12a eines Planetenwälzgetriebes 50 verbunden. Das Hohlrad 16 des Planetenwälzgetriebes 50 ist drehfest gehalten, jedoch mittels eines Aktors axial verschiebbar. Das Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl des ersten Sonnenrades 12a und des zweiten Sonnenrades 12b ist durch axiale Verschiebung des Hohlrades 16 veränderbar. Das zweite Sonnenrad 12b ist drehfest mit einem Zahnrad 108, einer nachgeschalteten Getriebeeinheit 110 verbunden. Ein mit zwei Innenverzahnungen ausgebildetes Hohlrad 112 kämmt mit dem Zahnrad 108 und in der Stellung gemäß 15 mit einem weiteren Zahnrad 114, das drehfest mit einer Ausgangswelle 102 verbunden ist. das Hohlrad 112 ist mittels eines nicht dargestellten Aktors axial verschiebbar, so dass es in einer gemäß den Figuren nach rechts verschobenen Stellung (16) weiter mit dem Zahnrad 108 aber nicht mehr mit dem Zahnrad 114 sondern mit Planetenrädern 116 kämmt, deren Träger ortsfestgehalten ist und die mit einem weiteren, mit der Ausgangswelle 102 drehfest verbundenen Zahnrad 118 kämmen.
Der Zustand gemäß 15 entspricht einer Drehung der Ausgangswelle 102 für eine Vorwärtsfahrt eines Fahrzeugs. Der Zustand gemäß 16 entspricht einer Drehung der Ausgangswelle 102 für eine Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs.
17 und 18 zeigen eine Anwendung des CVT-Planetenwälzgetriebes 50 in einem leistungsverzweigten Hybridantriebsstrang mit einem Antriebsmotor 74, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine und einem Elektromotor 120, der vorzugsweise elektromotorisch und generatorisch betreibbar ist. der Elektromotor 120 ist drehfest mit dem mittels eines Aktors axial verschiebbaren Hohlrad 16 verbunden. Der Antriebsmotor 74 ist über eine Kupplung 122 mit dem ersten Sonnenrad des Planetenwälzgetriebes 50 verbunden. Das zweite Sonnenrad des Planetenwälzgetriebes ist drehfest mit der Ausgangswelle 102 verbunden. Je nach Ansteuerung der beiden Motoren, Stellung des Hohlrades 16 und Zustand der Kupplung 122 lassen sich unterschiedlichste Antriebskonfigurationen realisieren.
Die Anordnung gemäß 18 unterscheidet sich von der in 17 dadurch, dass die Drehbarkeit des Elektromotors 120 und damit die des Hohlrades 16 sperrbar ist. Die Kupplung 122 der 17 kann bei dieser Konfiguration entfallen.
19 zeigt den Einsatz von zwei Planetenwälzgetrieben 50₁ und 50₂ in einem leistungsverzweigten Hybridantrieb. Der Verbrennungsmotor 74 ist über eine Kupplung 122 mit dem ersten Sonnenrad des ersten Planetenwälzgetriebes 50₁ verbunden, dessen zweites Sonnenrad drehfest mit dem ersten Sonnenrad eines zweiten Planetenwälzgetriebes 50₂ verbunden ist, dessen zweites Sonnerad die Ausgangswelle 102 trägt. Die Hohlräder beider Planetenwälzgetriebe sind unverdrehbar gehalten und mittels eines gemeinsamen Aktors oder eigener Aktoren axial verstellbar. Der Elektromotor 120 ist drehfest mit dem zweiten Sonnenrad des Planetenwälzgetriebes 50₁ oder dem ersten Sonnenrad des Planetenwälzgetriebes 50₂ verbunden. Mit der Anordnung gemäß 19 lässt sich eine hohe Gesamtspreizung des Getriebes bei geringer Spreizung der einzelnen Planetenwälzgetriebe erzielen.
Bei der Anordnung gemäß 20 sind die beiden Planetenwälzgetriebe 50₁ und 50₂ nicht bezüglich der Sonnenräder hintereinander geschaltet, sondern ist das zweite Sonnenrad des ersten Planetenwälzgetriebes 50₁ drehfest mit dem Hohlrad des zweiten Planetenwälzgetriebes 50₂ verbunden, dessen zweites Sonnenrad wiederum drehfest mit der Ausgangswelle 102 verbunden ist. Das Hohlrad des ersten Planetenwälzgetriebes 50₁ ist drehfest gehalten. Das erste Sonnenrad des zweiten Planetenwälzgetriebes 50₂ ist ebenfalls drehfest gehalten. Wiederum lässt sich bei kleinerer Spreizung der einzelnen Planetenwälzgetriebe eine große Spreizung des Gesamtgetriebes erzielen.
21 zeigt eine weitere abgeänderte Anordnung eines Hybridantriebs mit zwei Planetenwälzgetrieben 50₁ und 50₂ . Bei dieser Anordnung sind der vorzugsweise als Verbrennungsmotor ausgebildete Antriebsmotor 74 und der Elektromotor 120 drehfest mit dem Hohlrad 16₁ des Planetenwälzgetriebes 50₁ verbunden, dessen zweites Sonnenrad 12b₁ drehfest mit dem ersten Sonnenrad 12a₂ des Planetenwälzgetriebes 50₂ verbunden ist. Das Hohlrad 16₂ des zweiten Planetenwälzgetriebes 50₂ sowie das erste Sonnenrad 12a₁ des ersten Planetenwälzgetriebes 50, sind drehfest gehalten. Wiederum lässt sich bei geringer Spreizung des Einzelgetriebes eine hohe Spreizung des Gesamtgetriebes erreichen.
Bei den Ausführungsformen gemäß den 20 und 21 ist dadurch, dass jeweils eines der Sonnenräder drehfest ist, eine Drehrichtungsumkehr, d. h. Vorwärts- und Rückwärtsfahrt möglich. Die Hohlräder beider Planetenwälzgetriebe können wiederum von eigenen Aktoren oder einem gemeinsamen Aktor betätigt werden.
Die Aktoren zur Verstellung des Hohlrades können in unterschiedlichster Weise ausgebildet sein und wirken mit dem Hohlrad, sofern dieses drehbar ist, über Axiallager zusammen. Die Aktoren können beispielsweise durch einen Elektromotor mit von einer drehbar angetriebenen Spindel linear bewegtem Bauteil, einen hinsichtlich seines Hubs steuerbaren Magneten, eine Hydraulikeinheit usw. gebildet sein.

10: Planetenwälzgetriebe
12a: Sonnenrad
12b: Sonnenrad
14: Planetenrad
16: Hohlrad
18a: Sonnenmantelfläche
18b: Sonnenmantelfläche
20: Welle
22: Drehachse
24: Lager
26: Feder
28: Ansatz
30: Drehachse
32: Planetenmantelfläche
34: Nut
36: Flanke
38: Separator
40: Ansatz
42: Innenumfangsfläche
44: Verschiebevorrichtung
46: Welle
τ: Tiltmoment
50: Planetenwälzgetriebe
52: Kupplungshebel
54: Stützstelle
56: Betätigungsglied
58: Lager
60: Ansatz
62: Kugelgewindetrieb
64: Stellglied
66: Axiallager
68: Getriebeglocke
70: Kegelscheibenpaar
72: Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
74: Antriebsmotor
76: Welle
80: Troidgetriebe
82: Troidkörper
84: Fluidpumpe
86: Zahnrad
88: Zahnrad
90: Buchse
92: Achse
94: Feder
96: Kolben-Zylinder-Einheit
98: Drossel
100: Zahnrad
102: Ausgangswelle
104: Reversierpumpe
106: Schwenkmotor
108: Zahnrad
110: Getriebeeinheit
112: Hohlrad
114: Zahnrad
116: Planetenräder
118: Zahnrad
120: Elektromotor
122: Kupplung
r_S1: Abstand zwischen der Drehachse 20 und dem Punkt der Reibberührung der Sonnenmantelfläche 18a mit der Planetenmantelfläche 32
r_S2: Abstand zwischen der Drehachse 20 und dem Punkt der Reibberührung der Sonnenmantelfläche 18b mit der Planetenmantelfläche 32
r_P1: Abstand zwischen der Drehachse 30 und dem Punkt der Reibberührung der Planetenmantelfläche 32 mit der Sonnenmantelfläche 18a
r_P2: Abstand zwischen der Drehachse 30 und dem Punkt der Reibberührung der Planetenmantelfläche 32 mit der Sonnenmantelfläche 18b
n_S1: Drehzahl des Sonnenrades 12a
n_S2: Drehzahl des Sonnenrades 12b
ΔS: axialer Abstand der Sonnenräder 12a, 12b voneinander

Claims

Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe (50), welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder (12a, 12b), ein Hohlrad (16) mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder (14) mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades (16) relativ zu den Sonnenrädern (12a, 12b) und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, einem Aktor zum axialen Verschieben des Hohlrades und einem gleichachsig mit einem (12b) der Sonnenräder drehbaren Stellglied (64), das mit diesem Sonnenrad (12b) über einen Axialtrieb (62) derart gekoppelt ist, dass es bei einer Verdrehung relativ zu dem Sonnenrad axial verstellt wird.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein das Kupplungsmoment einer Reibungskupplung einstellender Kupplungshebel (52) sich an einem mit einem der Sonnenräder in Axialkraft übertragender Beziehung stehenden Betätigungsglied (56) abstützt, welches Betätigungsglied zusätzlich in Axialkraft übertragender Beziehung mit dem Stellglied (64) steht, das mit dem anderen Sonnenrad (12a) gekoppelt ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 2, wobei sich der Kupplungshebel (52) an dem Betätigungsglied (56) an einer Stelle (54) abstützt, die zwischen den Stellen angeordnet ist, an denen sich das Betätigungsglied (56) am Kupplungshebel (52) und am Stellglied (64) abstützt.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hohlrad (16) drehfest gehalten ist, das erste Sonnenrad (12a) von einem Antriebsmotor (74) drehangetrieben ist und das zweite Sonnenrad (12b) über den Axialtrieb (62) mit dem Stellglied (64) gekoppelt ist, dessen Stellung eine Anpresskraft verändert, mit der ein Umschlingungsmittel eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes (72) mit stufenlos veränderbarer Übersetzung an einem Kegelscheibenpaar (70) anliegt.
Stellvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Hohlrad (16) drehfest gehalten ist, das erste Sonnenrad (12a) von einem Antriebsmotor (74) drehangetrieben ist und das zweite Sonnenrad (12b) über den Axialtrieb (62) mit dem Stellglied (64) gekoppelt ist, dessen Stellung die Übersetzung eines CVT-Planetenwälzgetriebe (80) verändert.
Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe (50), welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder (12a, 12b), ein Hohlrad (16) mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder (14) mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades (16) relativ zu den Sonnenrädern (12a, 12b) und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, wobei das Hohlrad (16) drehfest und axial unbeweglich gehalten ist, das erste Sonnenrad (12a) drehangetrieben und mit einer auf das zweite Sonnenrad (12b) gerichteten Axialkraft beaufschlagt ist und das zweite Sonnenrad eine Fluidpumpe (84) antreibt und von einer mit dem Druck des von der Fluidpumpe geförderten Fluids beaufschlagten Kolben-Zylinder-Einheit (96) mit einer Axialkraft in Richtung auf das erste Sonnenrad beaufschlagt ist.
Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe (50), welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder (12a, 12b), ein Hohlrad (16) mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder (14) mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades (16) relativ zu den Sonnenrädern (12a, 12b) und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, wobei das Hohlrad (16) drehangetrieben und von einem Aktor axial verschiebbar ist, das erste Sonnenrad (12a) drehfest gehalten ist und das zweite Sonnenrad (12b) drehfest mit einer Ausgangswelle (102) verbunden ist.
Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe (50), welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder (12a, 12b), ein Hohlrad (16) mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder (14) mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades (16) relativ zu den Sonnenrädern (12a, 12b) und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, wobei das Hohlrad (16) drehfest gehalten und von einem Aktor axial verschiebbar ist, das erste Sonnenrad (12a) drehangetrieben ist und das zweite Sonnenrad (12b) über eine Getriebeeinheit (110) eine Ausgangswelle (102) antreibt, welche Getriebeeinheit einen schaltbaren Wendesatz (112, 114, 116) zur Drehrichtungsumkehr der Ausgangswelle enthält.
Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe (50), welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder (12a, 12b), ein Hohlrad (16) mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder (14) mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades (16) relativ zu den Sonnenrädern (12a, 12b) und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, wobei das erste Sonnenrad (12a) von einem Antriebsmotor (74) drehantreibbar ist, das Hohlrad (16) von einem Aktor axial verschiebbar und von einem Elektromotor (120) drehantreibbar ist und das zweite Sonnenrad eine Ausgangswelle (102) drehantreibt.
Stellvorrichtung nach Anspruch 9, wobei zwischen dem Antriebsmotor (74) und dem ersten Sonnenrad (12a) eine Kupplung (122) angeordnet ist.
Stellvorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Drehbarkeit des Hohlrades (16) und des Elektromotors (120) sperrbar ist.
Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe (50), welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder (12a, 12b), ein Hohlrad (16) mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder (14) mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades (16) relativ zu den Sonnenrädern (12a, 12b) und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, wobei das erste Sonnenrad eines ersten CVT-Planetenwälzgetriebes (50₁ ) von einem Antriebsmotor (74) drehantreibbar ist, das zweite Sonnenrad des ersten CVT-Planetenwälzgetriebes drehfest mit dem ersten Sonnenrad eines zweiten CVT-Planetenwälzgetriebes (50₂ ) verbunden ist, dessen zweites Sonnenrad eine Ausgangswelle (102) antreibt, das zweite Sonnenrad des ersten CVT-Planetenwälzgetriebes und das erste Sonnenrad des zweiten CVT-Planetenwälzgetriebes mit einem Elektromotor (120) drehfest verbunden sind und die Hohlräder der CVT-Planetenwälzgetriebe drehfest gehalten und von wenigstens einem Aktor axial verschiebbar sind.
Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe (50), welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder (12a, 12b), ein Hohlrad (16) mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder (14) mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades (16) relativ zu den Sonnenrädern (12a, 12b) und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, wobei das erste Sonnenrad von einem Antriebsmotor (74) drehantreibbar ist, das Hohlrad drehfest gehalten und von einem Aktor axial verschiebbar ist, das zweite Sonnenrad drehfest mit dem Hohlrad eines zweiten CVT-Planetenwälzgetriebes (50₂ ) verbunden ist, die drehfeste Verbindung drehfest mit einem Elektromotor (74) verbunden ist, das Hohlrad des zweiten CVT-Getriebes von einem Aktor verschiebbar ist und das zweite Sonnenrad des zweiten CVT-Getriebes eine Ausgangswelle (102) drehantreibt.
Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe (50), welches zwei in gegenseitigem axialen Abstand um dieselbe Drehachse mit unterschiedlicher Drehzahl drehbare, mit Sonnenmantelflächen ausgebildete Sonnenräder (12a, 12b), ein Hohlrad (16) mit einer radialen inneren Innenumfangsfläche und Planetenräder (14) mit Planetenmantelflächen, die in Reibberührung mit der Innenumfangsfläche und den Sonnenmantelflächen sind, aufweist, wobei die miteinander in Reibberührung befindlichen Flächen derart geformt sind, dass sich bei einer axialen Verschiebung des Hohlrades (16) relativ zu den Sonnenrädern (12a, 12b) und einer damit einhergehenden Verkippung der Drehachsen der Planetenräder eine Drehzahldifferenz zwischen den Sonnenrädern ändert, wobei das erste Sonnenrad drehfest gehalten ist, das Hohlrad von einem Antriebsmotor (74) und einem Elektromotor drehantreibbar ist, das zweite Sonnenrad mit dem ersten Sonnenrad eines zweiten CVT-Planetenwälzgetriebes (50₂ ) drehfest verbunden ist, dessen Hohlrad drehfest gehalten und mittels eines Aktors axial verschiebbar ist und dessen zweites Sonnenrad eine Ausgangswelle (102) drehantreibt.
Fahrzeugantriebsstrang enthaltend eine Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Verstellen des Betriebs eines Aggregats.
Fahrzeugantriebsstrang mit einer zwischen einem Fahrzeugantriebsmotor und einer Ausgangswelle zum Antrieb eines Fahrzeugrades angeordneten Stellvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, welche Stellvorrichtung ein Fahrzeuggetriebe mit veränderbarer Übersetzung bildet.