DE102008035960A1

DE102008035960A1 - Adjustable belt drive i.e. continuously variable transmission, for use in e.g. motor vehicle, has endless belt whose axial position is changeable with respect to parallel longitudinal axes of cone bodies for determining transmission ratio

Info

Publication number: DE102008035960A1
Application number: DE200810035960
Authority: DE
Inventors: Andreas Kaiser
Original assignee: Schaeffler KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-07-31
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2010-02-04

Abstract

The drive has an endless belt (3) for transferring torque from one cone body (1) to another cone body (2), which is arranged parallel and bent opposite to the former cone body. A partial area of the interior of the belt runs on opposite conically running external circumference surfaces of the cone bodies. The axial position of the belt is changeable with respect to parallel longitudinal axes (A, B) of the cone bodies for determining a transmission ratio by moving the belt transverse to a direction of travel.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein verstellbares Riemengetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Derartige Getriebe dienen der Übertragung und Wandlung von Drehzahl oder Drehmoment von einem Antriebsaggregat auf ein anzutreibendes Maschinenteil. Sie finden beispielsweise in Werkzeugmaschinen oder Kraftfahrzeugen Einsatz.The The present invention relates to an adjustable belt transmission with the features of the preamble of claim 1. Such transmission serve for the transmission and conversion of speed or torque from a drive unit to a driven machine part. They are found, for example, in machine tools or motor vehicles Commitment.

Ein verstellbares Riemengetriebe ist zum Beispiel aus der DE 10 2005 035 035 A1 bekannt. Es umfasst antriebs- und abtriebsseitig jeweils eine Scheibenanordnung aus zwei gegeneinander gestellten Kegelscheiben, deren axialer Abstand zueinander veränderbar ist, so dass ein auf den Außenumfangsflächen eines Kegelscheibenpaares ablaufendes Zugmittel hinsichtlich seiner radialen Position veränderbar ist, je nachdem, ob der axiale Abstand der beiden Kegelscheiben eines Kegelscheibenpaares zu- oder abnimmt. Dabei bewegen sich die Kegelscheibenpaare gegenläufig, d. h. das eine Paar bewegt sich aufeinander zu, während sich das andere Paar voneinander weg bewegt. Die gegenläu fige Bewegung der Kegelscheibenpaare gewährleistet, dass eine gleichmäßige Zugmittelvorspannung erhalten bleibt. Denn mit der radialen Position des Zugmittels ändert sich auch der jeweils effektive Radius der aus zwei Kegelscheiben zusammengesetzten Riemenscheibe. Die Änderung des effektiven Radius und damit die Übersetzung erfolgen stufenlos.An adjustable belt transmission is for example from the DE 10 2005 035 035 A1 known. In terms of its radial position, a traction mechanism running on the outer peripheral surfaces of a pair of conical disks is variable in terms of its radial position, depending on whether the axial distance between the two conical disks is one Cone pulley pair increases or decreases. In this case, the conical disk pairs move in opposite directions, ie, the one pair moves toward each other while the other pair moves away from each other. The gegenläu fige movement of the conical disk pairs ensures that a uniform Zugmittelvorspannung is maintained. Because with the radial position of the traction means, the respective effective radius of the composite of two conical pulley pulley changes. The change of the effective radius and thus the translation are stepless.

Das vorstehend beschriebene Getriebe zählt zu den CVT-Getrieben (continuously variable transmission), deren Wirkungsweise auf dem Hebelprinzip beruht, wobei die effektiven Radien an den Kegelscheiben den Hebelarm definieren.The The transmission described above is one of the CVT transmissions (continuously variable transmission), whose operation on the Lever principle is based on the effective radii on the conical disks define the lever arm.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gegenüber den Riemengetrieben der eingangs genannten Art verbessertes verstellbares Riemengetriebe zu schaffen, insbesondere im Hinblick auf einen einfachen Aufbau und einer damit einhergehenden kostengünstigen Herstellung. Weiterhin soll das Getriebe eine hohe Lebensdauer aufweisen und einfach zu warten sein. Die Aufgabe wird gelöst durch ein verstellbares Riemengetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. task The present invention is one in relation to the belt drives of the type mentioned improved adjustable belt transmission to create, in particular with regard to a simple structure and an associated cost-effective production. Furthermore, the transmission should have a long life and easy to wait. The task is solved by a Adjustable belt transmission with the features of claim 1. Advantageous developments of the invention are in the dependent claims described.

Erfindungsgemäß läuft zumindest ein Teilbereich der Innenseite des Endlosriemens des vorgeschlagenen Riemengetriebes auf den jeweils entgegengesetzt konisch verlaufenden Außenumfangsflächen zweier Kegelkörper ab, wobei die axiale Position des Endlosriemens in Bezug auf die parallelen Längs achsen (A, B) der beiden Kegelkörper zur Bestimmung des Übersetzungsverhältnisses durch eine Verschiebung des Endlosriemens im Wesentlichen quer zu seiner Laufrichtung veränderbar ist. Eine Verschiebung der Kegelkörper zueinander, wie dies beispielsweise bei dem eingangs genannten CVT-Getriebe der Fall ist, ist somit nicht mehr erforderlich, da lediglich der Riemen seine axiale Position zur Bestimmung des Übersetzungsverhältnisses verändert. Zudem ist antriebs- und abtriebsseitig jeweils nur noch ein Kegelkörper vorgesehen, auf denen der Riemen abläuft. Das Getriebe kann daher entsprechend kompakt und kleinvolumig gebaut werden. Ein weiterer Vorteil der vor geschlagenen Ausführungsform besteht darin, dass Fertigungstoleranzen durch entsprechende Positionierung der beiden Kegelkörper zueinander ausgeglichen werden können. Das vorgeschlagene Getriebe ist daher in hohem Maße toleranzunempfindlich. Bei Maßabweichungen, beispielsweise hinsichtlich des Durchmessers eines Kegels, kann diese Abweichung durch eine axiale Verschiebung lediglich eines Kegels bereits ausgeglichen werden.According to the invention runs at least a portion of the inside of the endless belt of the proposed Belt drive on the opposite opposite tapered Outer peripheral surfaces of two cone bodies from, wherein the axial position of the endless belt with respect to the parallel longitudinal axes (A, B) of the two cone bodies for determining the transmission ratio by a displacement of the endless belt substantially transversely to its Running direction is changeable. A displacement of the cone body to each other, as for example in the aforementioned CVT transmission The case is, therefore, is no longer necessary because only the Belt its axial position for determining the transmission ratio changed. In addition, each drive and output side only a cone body is provided on which the belt expires. The transmission can therefore be correspondingly compact and be built small volume. Another advantage of being beaten before Embodiment is that manufacturing tolerances by appropriate positioning of the two cone bodies can be balanced with each other. The proposed Gearbox is therefore largely insensitive to tolerances. For dimensional deviations, for example with regard to the diameter of a cone, this deviation can be due to an axial displacement just one cone are already compensated.

Vorzugsweise ist der Endlosriemen zur axialen Verschiebung in einer Führungseinrichtung geführt. Über die Führungseinrichtung kann der Riemen exakt positioniert werden, so dass eine definierte Einstellung der Übersetzung erfolgt. Weiterhin stellt die Führungseinrichtung sicher, dass der Riemen in der eingestellten axialen Position verbleibt. Die Führungseinrichtung dient somit auch als Haltevorrichtung.Preferably is the endless belt for axial displacement in a guide device guided. About the leadership facility the belt can be positioned exactly so that a defined Setting the translation done. Furthermore, the guide device ensure that the belt remains in the set axial position. The guide device thus also serves as a holding device.

Weiterhin vorzugsweise ist die Führungseinrichtung als Linearführung ausgebildet und umfasst wenigstens eine Führungsschiene. Die Führungsschiene ist dabei parallel zu einer Tangentialebene an die Außenumfangsfläche eines Kegels angeordnet, d. h. sie weist die gleiche Neigung wie die Kegelkörperaußenumfangsfläche gegenüber der Kegellängsachse auf.Farther Preferably, the guide device is a linear guide formed and includes at least one guide rail. The guide rail is parallel to a tangential plane the outer peripheral surface of a cone is arranged, d. H. it has the same inclination as the conical body outer peripheral surface opposite the longitudinal axis of the cone.

Vorteilhafterweise liegt die Längsachse der Führungsschiene in einer gemeinsamen Ebene mit den beiden Längsachsen der Kegelkörper, das heißt sie verläuft durch den Scheitelpunkt der Riemenlaufbahn um den jeweiligen Kegel. In diesem Bereich besitzt der Riemen die größtmögliche Kontaktfläche mit der Kegelaußenumfangsfläche.advantageously, lies the longitudinal axis of the guide rail in one common plane with the two longitudinal axes of the cone bodies, that is, it passes through the vertex the belt track around the respective cone. Owns in this area the belt the largest possible contact surface with the cone outer peripheral surface.

Die Ebene, in der die Laufbahn des Riemens zu liegen kommt, kann senkrecht oder schräg zu den parallelen Kegellängsachsen ausgerichtet sein. Insbesondere kann die Ebene der Riemenlaufbahn senkrecht zu einer Schnittlinie angeordnet sein, die sich durch Schneiden einer Kegelaußenumfangsfläche mit der Ebene der beiden Kegellängsachsen ergibt. Eine derartig gewählte Laufbahn des Riemens gewährleistet, dass der Riemen im jeweiligen Scheitelpunkt seiner Laufbahn gleichmäßig über die gesamte Riemenbreite am jeweiligen Ke gelkörper anliegt, so dass ein optimaler Reibschluss zwischen Riemen und Kegelkörper erreicht wird. Alternativ oder ergänzend kann auch Riemenquerschnitt gewählt werden, der – weitestgehend unabhängig von der gewählten Riemenlaufbahn – einen optimalen Reibschluss gewährleistet. Beispielsweise kann der Riemen eine Querschnittsform aufweisen, die zu den Kegelkörpern hin konvex ausgebildet ist. Des Weiteren wird ein Riemen mit kreisförmigen oder ovalem Querschnitt vorgeschlagen, der zudem ein Abrollen des Riemens und damit eine axiale Verschiebung quer zur eigentlichen Laufrichtung ermöglicht.The plane in which the track of the belt comes to rest, can be oriented perpendicular or obliquely to the parallel longitudinal cone shafts. In particular, the plane of the belt track can be arranged perpendicular to a cutting line, which results by cutting a cone outer peripheral surface with the plane of the two longitudinal axes cone. Such a selected track of the belt ensures that the belt in the respective vertex of his career evenly over the ge velvet belt width at the respective Ke gelgelliegt, so that an optimal frictional engagement between the belt and the cone body is achieved. As an alternative or in addition, belt cross-sections can also be selected which ensure an optimum frictional connection, largely independent of the selected belt running track. For example, the belt may have a cross-sectional shape that is convex toward the cone bodies. Furthermore, a belt with circular or oval cross section is proposed, which also allows a rolling of the belt and thus an axial displacement transverse to the actual direction of travel.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Führungseinrichtung ferner einen Führungswagen, der entlang der Führungsschiene verfahrbar ist. Der Führungswagen dient somit als Verbindungsglied zwischen Riemen und Führungsschiene und stellt ein Abrollen des Riemens bei gleichzeitiger Vornahme einer axialen Verschiebung sicher.To a preferred embodiment comprises the guide means Further, a carriage, along the guide rail is movable. The carriage thus serves as a link between belt and guide rail and provides a unwinding of the belt while making an axial displacement for sure.

Weiterhin bevorzugt umfasst die Führungseinrichtung drehbewegliche Lagerelemente zur Lagerung des Endlosriemens. Auf diese Weise ist eine reibungs- und damit verschleißarme Verbindung des Endlosriemens mit der Führungseinrichtung sichergestellt. Vorzugsweise werden Rollen als drehbewegliche Lagerelemente eingesetzt. Auch zur Lagerung des Führungswagens auf der Führungsschiene können drehbewegliche Lagerelemente wie beispielsweise Rollen oder Kugeln eingesetzt werden. Denn auch hier ist eine möglichst reibungs- und verschleißarme Lagerung erwünscht.Farther Preferably, the guide device comprises rotatable Bearing elements for the storage of the endless belt. That way is a friction and thus low-wear connection of the endless belt ensured with the guide device. Preferably Rollers are used as rotatable bearing elements. Also for storage of the carriage on the guide rail can rotatable bearing elements such as rollers or balls be used. Because even here, the most efficient possible and low-wear storage desired.

Vorteilhafterweise ist jedem Kegelkörper eine Führungseinrichtung der vorstehend beschriebenen Art zugeordnet. Sofern die Ausbildung der Führungseinrichtung als Linearführung vorgesehen ist, liegen sich die Führungsschienen bevorzugt diametral gegenüber.advantageously, Each cone body is a guide device associated with the type described above. Unless the training the guide device is provided as a linear guide, the guide rails are preferably diametrically opposite.

Entsprechend einer ersten bevorzugten Ausführungsform sind die Außenumfangsflächen der Kegelkörper gerade, d. h. stufenlos, ausgebildet, so dass eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses stufenlos einstellbar ist. Alternativ hierzu können die Außenumfangsflächen der Kegelkörper auch gestuft ausgebildet sein, wodurch Laufnuten oder Laufbahnen definiert werden. In diesem Falle erfolgt eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses gestuft bzw. in Stufen. Die Ausbildung definierter Laufbahnen hat den Vorteil, dass die axiale Position des Riemens vorgegeben ist und es keiner zusätzlichen Mittel bedarf, den Riemen in einer bestimmten Position zu halten. Stattdessen sind jedoch Mittel erforderlich, die zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses eine Überwindung der Stufen ermöglichen. Solche Mittel können beispielsweise über die Führungseinrichtung bereitgestellt werden, indem nicht nur eine axiale Verschiebung des Riemens sondern auch eine radiale Verschiebung über die Führungseinrichtung vorgesehen ist.Corresponding In a first preferred embodiment, the outer peripheral surfaces the cone body straight, d. H. stepless, trained, so that a change of the gear ratio stepless is adjustable. Alternatively, the outer peripheral surfaces the cone body also be formed stepped, thereby Running grooves or tracks are defined. In this case takes place a change of gear ratio stepped or in stages. The formation of defined careers has the Advantage that the axial position of the belt is predetermined and it does not require any additional resources, the belt in one to hold a certain position. Instead, however, funds are needed to change the gear ratio to overcome the steps. Such Means may be provided, for example, via the guidance device be by not only an axial displacement of the belt but also a radial displacement via the guide device is provided.

Die gestufte Ausbildung der Außenumfangsflächen der Kegelkörper erfolgt bevorzugt durch Eindrehungen. Diese sind besonders einfach und kostengünstig herzustellen. Dabei werden Kegelaußenumfangsflächen gebildet, die sich axial und radial in Bezug auf die Kegellängsachsen erstrecken.The stepped training of the outer peripheral surfaces of Tapered body is preferably done by turning. These are particularly easy and inexpensive to manufacture. This cone outer peripheral surfaces are formed, axially and radially with respect to the longitudinal axis of the pins extend.

Ein wesentlicher Vorteil des vorgeschlagenen Riemengetriebes ist insbesondere in seinem konstruktiv einfachen Aufbau zu sehen. Hinzu kommt, dass es äußerst toleranzunempfindlich ist, da Maßabweichungen durch eine veränderte Positionierung der Bauteile zueinander ohne weiteres ausgeglichen werden können. In der Regel bedarf es hierzu lediglich der axialen Verschiebung eines Kegelkörpers, vorzugsweise des abtriebsseitig angeordneten Kegelkörpers gegenüber dem antriebsseitig angeordneten Kegelkörper.One a significant advantage of the proposed belt transmission is in particular to see in its structurally simple structure. In addition, that it is extremely insensitive to tolerances, since deviations by changing the positioning of the components to each other can be easily compensated. Usually this requires only the axial displacement of a cone body, Preferably, the output side arranged cone body opposite the drive side arranged cone body.

Eine bevorzugte Ausführungsform wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Riemengetriebes.A Preferred embodiment will be described below with reference to single drawing explained in more detail. This shows a schematic view of an inventive Belt transmission.

Der schematischen Darstellung sind zwei Kegelkörper 1, 2 zu entnehmen, die parallel und entgegengesetzt geneigt angeordnet sind. Im Übrigen sind beide Kegelkörper baugleich. Der Kegelkörper 1 ist mit einem Antriebsaggregat verbunden und bildet somit den Eingangskegel aus. Das Antriebsaggregat ver setzt den Eingangskegel in eine Rotationsbewegung, wobei das der Rotationsbewegung bewirkende Drehmoment über einen Endlosriemen 3 auf den Kegelkörper 2 bzw. den Ausgangskegel übertragen wird. Beide Kegelkörper 1, 2 rotieren somit um ihre jeweiligen Längsachsen A, B. Der Endlosriemen 3 kann in Bezug auf die Längsachsen A, B unterschiedliche axiale Positionen einnehmen. Mit Änderung der axialen Position des Riemens ändert sich auch der effektive Radius der Riemenlaufbahn um den jeweiligen Kegelkörper. Aufgrund der entgegengesetzt geneigten Kegelkörper nimmt der effektive Radius der Riemenlaufbahn um den einen Kegelkörper 1, 2 zu, während der Radius der Riemenlaufbahn um den anderen Kegelkörper 1, 2 abnimmt. Die Vorspannung des Endlosriemens 3 bleibt somit unabhängig von seiner axialen Position gleich. Somit bleibt ist auch ein hinreichender Reibschluss zwischen Endlosriemen 3 und den Kegelkörpern 1, 2 gewährleistet.The schematic representation are two cone bodies 1 . 2 to remove, which are arranged parallel and opposite inclined. Incidentally, both conical bodies are identical. The cone body 1 is connected to a drive unit and thus forms the input cone. The drive unit ver sets the input cone in a rotational movement, wherein the rotational movement causing torque via an endless belt 3 on the cone body 2 or the output cone is transmitted. Both cone bodies 1 . 2 thus rotate about their respective longitudinal axes A, B. The endless belt 3 may occupy different axial positions with respect to the longitudinal axes A, B. As the axial position of the belt changes, so does the effective radius of the belt track around the respective cone body. Due to the oppositely inclined tapered body, the effective radius of the belt track decreases around the one cone body 1 . 2 to, while the radius of the belt track around the other cone body 1 . 2 decreases. The bias of the endless belt 3 thus remains the same regardless of its axial position. Thus, there is also a sufficient frictional engagement between endless belts 3 and the cone bodies 1 . 2 guaranteed.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Endlosriemen 3 derart um die beiden Kegelkörper 1, 2 geführt, dass die Ebene seiner Laufbahn senkrecht zu den beiden Kegellängsachsen A, B verläuft. Der Riemen kann jedoch auch in der Weise angeordnet sein, dass die Laufbahn gegenüber den beiden Längsachsen in einem Winkel angestellt ist, vorzugsweise in einem Winkel, der der Neigung der Kegelaußenumfangsflächen entspricht.In the illustrated embodiment, the endless belt 3 so around the two cone bodies 1 . 2 guided, that the plane of its career is perpendicular to the two longitudinal axes A, B cone. However, the belt may also be arranged in such a way that the raceway opposite to at the longitudinal axes is set at an angle, preferably at an angle corresponding to the inclination of the cone outer peripheral surfaces.

Der Zeichnung ist weiterhin eine Führungseinrichtung 4 zu entnehmen, die eine Führungsschiene 5 sowie einen entlang der Führungsschiene 5 verfahrbaren Führungswagen 6 aufweist. In dem Führungswagen 6 ist der Endlosriemen 3 gehalten. Beiden Kegelkörpern 1, 2 ist jeweils eine Führungseinrichtung 4 zugeordnet. Der Endlosriemen 3 ist somit an zwei Punkten geführt, die sich vorliegend diametral gegenüberliegen. Dementsprechend liegen sich auch die beiden Führungsschienen 5 diametral gegenüber. Darüber hinaus liegen ihre Längsachsen in einer gemeinsamen Ebene mit den Längsachsen A, B der beiden Kegelkörper 1, 2. Der Anordnung der Führungsschienen kann jedoch auch außerhalb dieser Ebene erfolgen.The drawing is still a guide device 4 to take out the one guide rail 5 and one along the guide rail 5 movable carriage 6 having. In the carriage 6 is the endless belt 3 held. Both cone bodies 1 . 2 each is a guide device 4 assigned. The endless belt 3 is thus guided at two points which are present diametrically opposite. Accordingly, there are also the two guide rails 5 diametrically opposite. In addition, their longitudinal axes lie in a common plane with the longitudinal axes A, B of the two cone bodies 1 . 2 , However, the arrangement of the guide rails can also be done outside this plane.

Der jeweils entlang der Führungsschiene 5 verfahrbare Führungswagen 6 weist zur Aufnahme bzw. Lagerung des Endlosriemens 3 ein drehbares Lagerelement 7 auf, welches gewährleistet, dass der Riemen 3 reibungsarm ablaufen kann. Auch die Lagerung des Führungswagens 6 kann über Rollen- bzw. Kugellager erfolgen, so dass dieser reibungsarm entlang der Führungsschiene 5 verfahrbar ist.The respectively along the guide rail 5 movable carriages 6 indicates the reception or storage of the endless belt 3 a rotatable bearing element 7 on which ensures that the belt 3 can run with low friction. Also, the storage of the carriage 6 Can be done via roller or ball bearings, so that this friction along the guide rail 5 is movable.

Die vorgeschlagene Erfindung ist nicht auf den Einsatz eines bestimmten Riemens beschränkt. Das Riemenquerschnittsprofil kann beispielsweise glatt oder profiliert ausgebildet sein. Darüber hinaus ist jede denkbare Riemenquerschnittsform einsetzbar.The proposed invention is not limited to the use of a particular Belt limited. The belt cross-sectional profile, for example, smooth or profiled be formed. In addition, each one is conceivable belt cross-sectional shape can be used.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 102005035035 A1 [0002]

Claims

Adjustable belt transmission, in particular for use in a machine tool or a motor vehicle, with an endless belt ( 3 ) for transmitting a torque from a first cone body ( 1 ) on a second cone body ( 2 ), which is arranged parallel and opposite inclined to the first cone body, characterized in that at least a portion of the inner side of the endless belt ( 3 ) on the respective oppositely tapered outer peripheral surfaces of the two cone bodies ( 1 . 2 ), wherein the axial position of the endless belt ( 3 ) with respect to the parallel longitudinal axes (A, B) of the two cone bodies ( 1 . 2 ) for determining the transmission ratio by a displacement of the endless belt ( 3 ) is substantially transversely to its direction changeable.

Belt transmission according to claim 1, characterized in that the endless belt ( 3 ) for axial displacement in a guide device ( 4 ) is guided.

Belt transmission according to claim 2, characterized in that the guide device ( 4 ) is designed as a linear guide and at least one guide rail ( 5 ).

Belt transmission according to claim 3, characterized in that the guide device ( 4 ) a carriage ( 6 ), which along the guide rail ( 5 ) is movable.

Belt drive according to one of claims 2 to 4, characterized in that the guide device ( 4 ) rotatable bearing elements ( 7 ) for storing the endless belt ( 3 ), wherein as rotatable bearing elements ( 7 ) rollers are preferably used.

Belt transmission according to one of claims 2 to 5, characterized in that each conical body ( 1 . 2 ) a management facility ( 4 ) assigned.

Belt drive according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer peripheral surfaces of the cone body ( 1 . 2 ) are straight, so that a change in the transmission ratio is infinitely adjustable.

Belt drive according to one of claims 1 to 6, characterized in that the outer peripheral surfaces of the cone body ( 1 . 2 ) are designed to form defined tracks stepped, so that a change of the gear ratio is stepped.

Belt transmission according to claim 8, characterized in that the outer peripheral surfaces of the conical bodies ( 1 . 2 ) are formed stepped by grooves.