DE102009012338A1

DE102009012338A1 - Lageranordnung für Freiläufe eines Kurbel-CVT-Getriebes und Kurbel-CVT-Getriebe

Info

Publication number: DE102009012338A1
Application number: DE102009012338A
Authority: DE
Inventors: Tomas Dr. Smetana
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2009-03-09
Publication date: 2009-10-01

Abstract

Eine Lageranordnung für Freiläufe eines Kurbel-CVT Verbindungsring mit einem Anlenkbereich für ein Verbindungselement zur Antriebsseite des Kurbel-CVT-Getriebes, einem Freilauf zwischen dem Verbindungsring und einer Abtriebswelle des Getriebes, und einem Lager für den Verbindungsring an der Abtriebswelle, wobei das Lager derart angeordnet ist, dass es in axialer Richtung der Abtriebswelle zumindest teilweise mit dem Freilauf überlappt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kurbel-CVT-Getriebe, insbesondere auf eine Lageranordnung für die Freiläufe eines Kurbel-CVT-Getriebes auf der Seite der Abtriebswelle und auf ein Kurbel-CVT-Getriebe mit einer solchen Lageranordnung.
Ein Kurbel-CVT-Getriebe ist beispielsweise aus der DE 102 43 533 A1 bekannt. Bei diesem Getriebe ist auf einer von einem Motor antreibbaren Eingangswelle, die im Bezug auf das Getriebe eine antreibende Welle bildet, eine verstellbare Exzenterantriebsordnung mit Exzenterbauteilen vorgesehen, die über pleuelähnliche Verbindungselemente mit einer getriebenen Welle verbunden ist, welche im Bezug auf das Getriebe einer Ausgangs- oder Abtriebswelle bildet. Die getriebene Welle wird durch die Übertragung des Hubs der Verbindungselemente mittels Freilaufeinrichtungen auf die Welle angetrieben, die zwischen den Verbindungselementen und dieser Welle vorgesehen sind.
Ein solches Kurbel-CVT-Getriebe ist auch in 1 perspektivisch dargestellt. Das Kurbel-CVT-Getriebe 1 enthält eine antreibende Kurbelwelle 4 und eine Abtriebswelle 5, die zueinander parallel ausgerichtet sind und in einem nicht dargestellten Gehäuse jeweils verdrehbar gelagert sind. Von einem nicht dargestellten Verbrennungsmotor beispielsweise wird Drehmoment in die Kurbelwelle 4 eingeleitet und durch das Kurbel-CVT-Getriebe 1 an die Abtriebswelle 5 übertragen. Dort kann das Drehmoment beispielsweise zum Antreiben von Rädern eines Fahrzeugs abgegriffen werden. Die gewünschte Übersetzung kann im Getriebe 1 eingestellt werden.
Dazu sind auf der Kurbelwelle 4 mehrere in Axialrichtung der Kurbelwelle 4 hintereinander angeordnete Exzentereinheiten 6 vorgesehen, auf denen pleuelartige Verbindungselemente 8 über Wälzlager, beispielsweise Nadellager, gelagert sind. In der dargestellten Ausführungsform in 1 sind vier Exzentereinheiten 6 und Paare von pleuelartigen Verbindungselementen 8 vorgesehen. Die Exzentereinheiten 6 und Paare von Verbindungselementen 8 sind wiederum in Axialrichtung der Kurbelwelle 4 in zwei Gruppen aufgeteilt, die jeweils separat gelagert sind.
Eine entsprechende Anzahl von auf der Abtriebswelle 5 in axialer Richtung hintereinander angeordneter Freilaufeinheiten 7 ist vorgesehen, an denen die pleuelartigen Verbindungsele mente 8 an Außenringen 71 der Freilaufeinheiten an Pleuelaugen 72, die auf einem entsprechend verdickten Bereich des Außenrings 71 vorgesehen sind, gelagert sind. Die Freilaufeinheiten 7 sind durch ein auf der Abtriebswelle 5 vorgesehenes Innensternprofil 73, sowie Rollen 74 als Wälzkörper, die zwischen dem Innensternprofil 73 und einer Innenumfangsfläche des Außenrings 71 vorgesehen sind, geformt. Somit wird durch die profilierte Innenlaufbahn des Innensternprofils 73 in Verbindung mit den Rollen 74 als Klemmkörpern die Klemmwirkung erzielt, bei der zumindest in einer Relativdrehrichtung zwischen dem Außenring 71 und der Abtriebswelle 5 die Rollen 74 eine Verdrehung dieser Bauteile relativ zueinander blockieren, so dass die Abtriebswelle 5 und der Außenring 71 miteinander gemeinsam verdreht werden. In der anderen Relativdrehrichtung wird entweder keine Sperrwirkung durch Klemmkörper erzeugt oder es werden sogenannte umschaltbare Freiläufe vorgesehen, welche neben einer Neutralstellung, in der sie eine Relativdrehung der Abtriebswelle 5 und des Außenrings 71 bzw. eines Verbindungsrings zu den pleuelartigen Verbindungselementen 8 erlauben, zwei Blockierpositionen aufweisen, in denen die beiden Bauteile in eine erste bzw. eine zweite Relativdrehrichtung blockieren und somit in die erste und die zweite Drehrichtung gemeinsam verdreht werden. Dadurch kann die Drehrichtung der Abtriebswelle verändert werden, so dass beispielsweise ein Rückwärtsgang realisiert werden kann.
Die Übersetzung des Getriebes 1 wird mittels einer nicht dargestellten Verstelleinrichtung für die Exzentereinheiten 6 eingestellt. Insbesondere wird mit dieser Verstelleinrichtung die Exzentrizität der Exzentereinheiten 6 gegenüber der Drehachse der Antriebswelle 4 verändert, wodurch der Hub der pleuelartigen Verbindungselemente 8, der auf die Abtriebswelle 5 übertragen wird, ebenfalls verändert wird und somit die Übersetzung zwischen der Antriebswelle 4 und der Abtriebswelle 5 eingestellt wird.
Eine herkömmliche Lageranordnung 10 für die Freiläufe 7 ist in 8 in einem Schnitt in Axialrichtung dargestellt. Dabei sind entlang der Axialrichtung der Abtriebswelle 5, die ihrerseits mittels Radiallagern 51 an einem Getriebegehäuse 3 gelagert ist, hintereinander vier Freilaufeinheiten 7 angeordnet. Jeder Freilaufeinheit 7 ist ein Außenring 71 zugeordnet, der als Verbindungsring zu den pleuelartigen Verbindungselementen 8 dient. In einem in radialer Richtung außenliegenden Bereich des Außenrings 71 ist ein Bereich mit in radialer Richtung vergrößerter Ausdehnung vorgesehen, in dem ein Pleuelauge 72 eingebracht ist. Die Freiläufe 7 sind auf den Außenumfang der Abtriebswelle 5 angeordnet und liegen in radialer Richtung zwischen der Welle 5 und dem Außenring 71. Jeweils zwischen zwei benachbarten Freiläufen 7 ist ein Radiallager ebenfalls zwischen der Welle 5 und dem Außenring 71 vorgesehen, so dass der zur Verfügung stehende axiale Bauraum für die Freiläufe durch die maximale Länge der Welle 5, die z. B. abhängig von der Einbaurichtung des Getriebes im Fahrzeug vorgegeben ist, und die Breite der erforderlichen Lager 11 bestimmt wird. Da andererseits die axiale Länge der Freiläufe 7 zu maximalen Abtriebsdrehmomentkapazität des Kurbel-CVT-Getriebes 1 proportional ist, wird diese bei der in 8 gezeigten Lageranordnung von der Breite des Bauraums für die Radiallager 11 für die Freiläufe 7 ebenfalls beeinflusst.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lageranordnung für die Freiläufe eines Kurbel-CVT-Getriebes vorzusehen, das eine höhere Drehmomentenkapazität für die Freiläufe zulässt. Außerdem soll ein Kurbel-CVT-Getriebe mit einer erhöhten Drehmomentenkapazität auf der Abtriebsseite vorgesehen werden.
Diese Aufgabe wird mit einer Lageranordnung für Freiläufe eines Kurbel-CVT-Getriebes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Kurbelgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Lager für die Freiläufe sich derart anzuordnen, dass die Lager zumindest mit den Freiläufen in axialer Richtung überlappen, so dass die Freiläufe sich im Wesentlichen über die gesamte Breite in axialer Richtung des Außen- bzw. Verbindungsrings erstrecken. Somit sind die Lager auch mit dem Außenring bzw. einem Verbindungsring zwischen den Freiläufen und den pleuelartigen Verbindungselementen bezüglich der Axialrichtung überlappend. D. h. sie sind nicht abwechselnd mit den Freilaufeinheiten hintereinander in axialer Richtung ohne Überlappung angeordnet. Dies bedeutet, dass die Freiläufe und die Lager für die Freiläufe in radialer Richtung auf unterschiedlichen Radien liegen, beispielsweise die Freiläufe weiter innen und die Lager weiter außen bzw. alternativ die Lager innen und die Freiläufe außen. Zum Beispiel sind die Lager in Radialrichtung auf Höhe der Verbindungsringe, während die Freiläufe weiter innenliegend, unmittelbar angrenzend an die Abtriebswelle sind.
Insbesondere wird eine Lageranordnung für Freiläufe eines Kurbel-CVT-Getriebes vorgesehen, die mindestens einen Satz aus einem Verbindungsring mit einem Anlenkbereich für ein Verbindungselement zur Antriebsseite des Kurbel-CVT-Getriebes, einem Freilauf zwischen dem Verbindungsring und einer Abtriebswelle des Getriebes und einem Lager für den Verbindungsring an der Antriebswelle enthält. Das Lager ist derart angeordnet, dass es in axialer Richtung der Abtriebswelle zumindest teilweise mit dem Freilauf überlappt, wobei unter Freilauf hier die Freilaufeinrichtung, insbesondere deren Wälzkörper, die Profilierung der Abtriebswelle und die Innenumfangsfläche bzw. die zugeordnete Umfangsfläche des Außen- oder Verbindungsrings, zu verstehen ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind entlang der axialen Richtung der Abtriebswelle mehrere Sätze aus Verbindungsring, Freilauf und Lager vorgesehen, was eine gleichmäßigere Drehmomentübertragung zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle erlaubt.
Vorzugsweise ist der Freilauf am Außenumfang der Abtriebswelle, insbesondere durch Profilierung der Abtriebswelle mittels eines Innensternprofils, vorgesehen. Dadurch ist eine größere Overdrive-Übersetzung nach oben möglich, da der minimal mögliche Abtriebsradius verhältnismäßig klein gehalten wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden Radiallager als Lager für die Freiläufe verwendet. Radiallager sind verhältnismäßig kostengünstig und einfach bauend.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Radialnadellager eingesetzt, wobei zwischen den Verbindungsringen jeweils ein Axialnadellager zur Aufnahme von Axialkräften angeordnet ist. Die Lageranordnung kann mittels an den jeweils axial äußeren Lagerstellen vorgesehene Schrägkugellager, Schrägrollenlager oder Vierpunktlager vorgespannt sein. An den genannten äußeren Lagerstellen sind die Radial- bzw. Axialnadellager also durch Schrägkugellager, Schrägrollenlager oder Vierpunktlager ersetzt. Eine solche Lageranordnung mit Nadellager kann auch so ausgestaltet sein, dass mehrere Gruppen der Sätze aus Verbindungsring, Freilauf und Lager mittels gehäusefester Zwischenlager voneinander getrennt sind.
Vorzugsweise ist benachbart zu dem Freilauf bzw. zu jedem Freilauf ein sich radial nach außen erstreckender Stegbereich an der Abtriebswelle vorgesehen, der in axialer Richtung mit dem Verbindungsring überlappt, jedoch nicht in Anlage oder Verbindung mit diesem steht. Dadurch geht zwar in axialer Richtung Bauraum für die Freiläufe durch die Stegbereiche verloren, wobei dieser benötigte Bauraum jedoch wesentlich kleiner als der für Lager benötigte Bauraum in axialer Richtung ist. An dem Stegbereich kann bevorzugter Weise im axialen Überlappungsbereich zwischen dem Verbindungsring und dem Stegbereich das Lager vorgesehen werden, wenn der Freilauf zwischen der Abtriebswelle und dem Verbindungsring vor gesehen ist. Somit kann das Lager vollständig mit dem Freilauf überlappend in axialer Richtung angeordnet werden.
Alternativ kann der Freilauf im axialen Überlappungsbereich und in radialer Richtung zwischen dem Verbindungsring und dem Stegbereich vorgesehen werden und das Lager zwischen der Abtriebswelle und dem Verbindungsring. Dadurch können die Außenringlager, vorzugsweise Radiallager, jeweils axial auf der gleichen Ebene aber radial außerhalb bzw. innerhalb der Freiläufe angeordnet werden. Wird der Freilauf radial außerhalb des Lagers angeordnet, steigt die Drehmomentkapazität des Freilaufs.
Bei einer alternativen Anordnung besitzt der Verbindungsring einen Innenumfangsbereich und einen Außenumfangsbereich, wobei das Lager jeweils zwischen dem Innenumfangsbereich des Verbindungsrings und dem Außenumfangsbereich eines benachbarten Verbindungsrings vorgesehen ist. Damit wird nur ein minimaler Teil des Bauraums zwischen den Freiläufen bzw. Verbindungsringen für die Lagerung benötigt, da bezüglich der axialen Richtung der Hauptteil der Lager im Inneren des Verbindungsrings und damit der Freiläufe, die sich über die gesamte axiale Länge des Verbindungsrings vorzugsweise erstrecken, liegt. Vorzugsweise sind der Innenumfangsbereich und der Außenumfangsbereich als gestufte Bereiche am Verbindungsring vorgesehen, wobei z. B. der Innenumfangsbereich durch einen sich in axialer Richtung am radial äußeren Ende des Verbindungsrings erstreckenden Vorsprung, insbesondere dessen radiale Innenfläche, gebildet wird. Der Vorsprung ist dabei z. B. vollständig umlaufend, d. h. ringförmig in einer Ansicht in axialer Richtung. Der Außenumfangsbereich ist z. B. als Abstufung des Verbindungsrings vorgesehen und der Vorsprung, der den Innenumfangsbereich bildet, und der Außenumfangsbereich überlappen einander derart, dass dazwischen ein Bereich zur Aufnahme des Lagers gebildet wird.
Alternativ sind die Lager als Lager gestaltet, die neben Radialkraftkomponenten auch Axialkraftkomponenten aufnehmen können. In diesem Fall können die Lager sich ebenfalls jeweils unmittelbar an zwei benachbarten Verbindungsringen, insbesondere in axialer Richtung zwischen den Verbindungsringen, in denen entsprechende Lageraufnahmen an den Seitenflächen vorgesehen sind, abstützen. Wird eine solche Anordnung verwendet, so sind die Lager Kreuzrollenlager, die zwischen den Verbindungsringen zweier benachbarter Freiläufe jeweils eingebaut sind, oder Schrägrollenlager, welche auf ihren Druckwinkel bezogen jeweils abwechselnd zwischen den Verbindungsringen benachbarter Freiläufe eingebaut sind.
Randseitig sind die Lager jeweils zwischen dem in axialer Richtung außenseitigen Verbindungsring und dem Getriebegehäuse eingebaut.
Dabei ist, wenn Schrägrollenlager verwendet werden, am Lagersitz zum Gehäuse die Ausrichtung des Druckwinkels des Schrägrollenlagers gehäuseseitig radial nach außen vorteilhaft zum Optimieren des Kraftflusses in das Gehäuse.
In axialer Richtung an den beiden Enden der Lageranordnung für die Freiläufe, d. h. an den beiden in axialer Richtung außenseitigen Freilaufeinheiten, ist vorzugsweise ein in einem Gehäuselagersitz am Getriebegehäuse gehaltenes Lager vorgesehen, das in Abhängigkeit von den für den Einbau zwischen den Verbindungsringen gewählten Lagern ebenfalls als Radiallager, Kreuzrollenlager oder Schrägrollenlager gestaltet sein kann. Insbesondere bei der Gestaltung als Kreuzrollenlager oder Schrägrollenlager ist vorzugsweise einer der beiden Gehäuselagersitze axial verschieblich gestaltet und gegen den anderen Gehäuselagersitz vorbelastet. Beispielsweise können angefederte Lagersitze verwendet werden, so dass die Lagerung insgesamt spielfrei gestaltet wird und ein aufgrund der Radialkraftkomponenten auf die Freilaufaußenringe und der schrägen Lagerfläche mögliches radiales Auswandern der Freilaufaußenringe in Folge von Axialspiel verhindert werden kann, so dass die Zentrierung der Freiläufe ebenfalls sichergestellt ist. Dazu kann beispielsweise eine Feder, z. B. Tellerfeder, verwendet werden, mit der einer der Gehäuselagersitze in Axialrichtung verschieblich gehalten wird.
Bei Getrieben, die mehrere Freiläufe verwenden, können diese auch zu Paketen oder Sätzen zusammengepasst werden, die jeweils durch ein gehäusefestes Zwischenlager getrennt sind.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Kurbel-CVT-Getriebes ohne Gehäuse ist;
2 ein Querschnitt in Axialrichtung durch eine Lageranordnung in einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
3 eine Modifikation der Anordnung aus 2 zeigt;
4 eine weitere Ausführungsform einer Lageranordnung gemäß der Erfindung ist;
5 einen Querschnitt in Axialrichtung durch eine Lageranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt;
6 einen Querschnitt in Axialrichtung durch eine noch weitere Ausführungsform der Lageranordnung der Erfindung zeigt;
7 eine Modifikation der Anordnung gemäß 6 zeigt;
8 einen Querschnitt in Axialrichtung durch eine Lageranordnung gemäß dem Stand der Technik zeigt; und
9 eine weitere Ausführungsform einer Lageranordnung gemäß der Erfindung ist.
Die in 2 bis 7 gezeigten Lageranordnungen 10 können für ein Kurbel-CVT-Getriebe 1, wie es in 1 beschrieben und Eingangs erläutert wurde, eingesetzt werden. In den verschiedenen Ausführungsformen, die in Verbindung mit 2 bis 7 beschrieben werden, sind entsprechende Bauteile jeweils mit gleichen Referenzziffern bezeichnet. Dies gilt auch für Bauteile, die denen des Eingangs beschriebenen Kurbel-CVT-Getriebes 1 und der Lageranordnung des Stands der Technik gemäß 8 entsprechen.
Eine erste Ausführungsform der Lageranordnung 10 ist in 2 im Querschnitt entlang der Axialrichtung der Abtriebswelle 5 gezeigt. Die Abtriebswelle 5 ist über Radiallager 51 an einem Getriebegehäuse 3, das nur angedeutet dargestellt ist, gelagert. Am Außenumfang der Abtriebswelle 5 sind vier Freilaufeinheiten 7 axial hintereinander angeordnet. Jeweils zwischen zwei benachbarten Freilaufeinheiten 7 sowie zwischen einer der außenseitigen Freilaufeinheiten 7 und dem benachbarten Radiallager 51 für die Abtriebswelle 5 ist ein Stegbereich 12 vorgesehen, der mit der Abtriebswelle 5 drehfest verbunden oder integral gebildet ist und im Querschnitt, wie in 2 erkennbar ist, beispielsweise L-förmig gestaltet ist, so dass er einen Innenumfangsbereich 121 aufweist, der in axialer Richtung der Abtriebswelle 5 mit einem zugeordneten Freilauf 7 überlappt. Dieser Innenumfangsbereich 121 ist als Lagerfläche für ein Radiallager 11 gestaltet. Das Radiallager 11 lagert den Verbindungsring oder Außen ring 71, der dem Freilauf 7 zugeordnet ist, und an dem ein Anlenkauge oder Pleuelauge 72 für pleuelartige Verbindungselemente 8 vorgesehen ist.
Der in 2 eingezeichnete Abstand d zwischen der Achse der Abtriebswelle 5 und der Drehachse des Pleuelauges 72 stellt den Abtriebswirkradius für die pleuelartigen Verbindungselemente 8 dar, der vorzugsweise möglichst klein gehalten werden soll, damit eine möglichst hohe Overdrive-Übersetzung des Getriebes 1 bewirkt werden kann.
Insbesondere sind somit bei der in 2 dargestellten Ausführungsform in radialer Richtung hintereinander ausgehend von der Abtriebswelle 5, ein Freilauf 7, der Außenring 71 und das Radiallager 11 angeordnet. Da die Stegelemente 12 weniger Bauraum in axialer Richtung als Radiallager 11 benötigen, ist insbesondere eine längere axiale Länge für die Freiläufe 7 bei gleichbleibender zur Verfügung stehender axialer Gesamtlänge bezüglich der Anordnung in 8 möglich. Dies wiederum bedeutet, dass die Freiläufe höhere Momentenkapazität aufweisen. Der Freilauf kann sich über die gesamte axiale Länge des Verbindungsrings 7 erstrecken.
Eine Alternative zur der in 2 dargestellten Ausführungsform ist die in 3 dargestellte Ausführungsform, bei der nur der äußerste Freilauf 7 gezeigt ist (ein Freilauf entsprechend dem Freilauf links außen in 2). Hier ist im Gegensatz zur Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, die Anordnung zwischen Lager 11 und Freilauf 7 umgekehrt, so dass die Freiläufe 7 in Radialrichtung zwischen den Stegelementen 12 und einem den Außenring 71 ersetzenden, bezüglich des Freilaufs 7 innenliegenden Verbindungsring 77 angebracht sind, während die Lager 11 zwischen dem Verbindungsring 77 und der Abtriebswelle 5 liegen. Die Lager 11 und die Freiläufe 7 sind somit vertauscht, was den Vorteil bietet, dass der Freilauf 7 auf einem größeren Durchmesser angeordnet ist und das Lager 11 auf einem kleineren. Dadurch steigt die Drehmomentkapazität des Freilaufs 7. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform wird statt eines Außenrings 71 ein innenliegender Verbindungsring 77 verwendet, der den Freilauf 7 radial innenliegend umgibt.
Eine weitere alternative Ausführungsform ist in 4 gezeigt. Hier erstrecken sich die Freiläufe 7 jeweils über die gesamte Breite der Außenringe 71, anders als bei der in 3 gezeigten Ausführungsform, bei der nur eine Teilbreite der Verbindungsringe 77 genutzt werden kann. Die Lagerstelle für die Radiallager 11 ist nicht über an der Abtriebswelle 5 vorgesehen Stegelemente bereitgestellt. Vielmehr sind die Außenringe 71 jeweils so gestaltet, dass sie ei ne Innenumfangsfläche 75 und eine Außenumfangsfläche 76 aufweisen, wobei die Innenumfangsfläche 75 und die Außenumfangsfläche 76 benachbarter Außenringe 71 einander in radialer Richtung gegenüberliegen. Die Innenumfangsfläche 75 eines Außenrings 71 ist dabei so angeordnet, dass sie mit der Außenumfangsfläche 76 des benachbarten Außenrings 71 in axialer Richtung der Abtriebswelle 5 überlappt und ein Raum für ein Radiallager 11 dazwischen vorgesehen wird. In der dargestellten Ausführungsform wird jeweils eine Innenumfangsfläche 75 eines linksseitigen Außenrings 71 und eine Außenumfangsfläche 76 eines rechten Außenrings 71 in der Ansicht gemäß 4 zum Bereitstellen einer Lagerstelle für das Radiallager 11 verwendet. Aufgrund dessen, dass die Außenringe 71 verhältnismäßig massiv gestaltet werden müssen, steigt der Bauraumbedarf in radialer Richtung für die Außenringe 71 mit dem Nachteil, dass hohe Overdrive-Übersetzungen schlecht realisierbar sind.
Die erforderliche Lagerung am außenseitigen Ende der Lageranordnung 10 wird jeweils durch Radiallager 21 bereitgestellt, die gegenüber dem Gehäuse 3 des Getriebes 1 gelagert sind, wobei entsprechend ein Lager 21 an seinem Außenring in Verbindung mit dem Gehäuse 3 ist, während das andere Lager 21 an seinem Innenring in Verbindung mit dem Gehäuse 3 ist.
Eine weitere Ausführungsform wird in Verbindung mit 5 beschrieben.
Anders als bei den vorhergehenden Ausführungsformen werden hier Lager 13 verwendet, die als Kreuzrollenlager gestaltet sind. Dies bedeutet, dass sie sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnehmen können und zwischen zwei benachbarte Außenringe 71 an deren Stirnseiten eingebracht werden können. Damit können einerseits die Außenringe 71 massiv und ohne nennenswerte Stufung oder Vorsprünge gestaltet werden und andererseits wird kein axialer Bauraum für die Freiläufe 7 durch die Lager entlang des Umfangs der Abtriebswelle 5 benötigt.
An einem außenseitigen Rand der Lageranordnung 10 ist ein Kreuzrollenlager 23 gegenüber dem Getriebegehäuse 3 abgestützt. Am anderen außenseitigen Ende ist das Kreuzrollenlager 23 am Gehäuse 3 abgestützt, wobei ein verschieblicher Gehäuselagersitz 30 vorgesehen wird. Insbesondere kann der Gehäuselagersitz 30 gegenüber dem Gehäuse 3 in axialer Richtung der Abtriebswelle 5 sich verschieben, wobei er in Richtung des anderen Gehäuselagersitzes, der nicht verschiebbar gestaltet ist, durch eine Tellerfeder 31 oder ein anderes Federmittel vorbelastet ist. Dadurch kann ein mögliches radiales Auswandern der Außenringe 71 in Folge von Axialspiel verhindert werden und eine genaue Zentrierung der Freiläufe 7 erreicht werden.
Die in 6 und 7 gezeigten Anordnungen unterscheiden sich von der in 5 gezeigten Anordnung nur dadurch, dass statt der Kreuzrollenlager Schrägrollenlager 14 bzw. 24 verwendet werden. Dabei werden die Schrägrollenlager auf Ihren Druckwinkel bezogen immer abwechselnd eingebaut. Vorzugsweise ist die Ausrichtung des Druckwinkels gehäuseseitig radial nach außen, was den Kraftfluss in das Gehäuse 3 optimiert. Die Ausführungsformen gemäß 6 und 7 unterscheiden sich lediglich in der Ausrichtung der Schrägrollenlager 14 bzw. 24.
In der 9 ist eine alternative Lageranordnung 10 mit sechs Sätzen aus Verbindungsring 71, Freilauf 7 und Lager 110, 111, 113 gezeigt. In dieser Darstellung ist weiterhin eine Verstelleinheit 150 zum Verstellen der Exzentereinheiten sowie eine Abtriebseinheit 200 mit Trennkupplung und Differentialgetriebe dargestellt. Auf diese Bauteile wird nicht näher eingegangen. Der wesentliche Unterschied gegenüber den bisher erläuterten Ausführungsformen besteht darin, dass die Lager 110, 110 der Außenringe 71 aus zwei getrennten Lagern bestehen, wobei die Lager 110 als Radialnadellager zur ausschließlichen Aufnahme der Radialkräfte und die Lager 111 als Axiallager zur ausschließlichen Aufnahme von Axialkräften dienen. Lediglich die beiden axial äußeren Außenringe werden mithilfe von Schrägkugellagern 113 gelagerte, welche mit einer bestimmten Axialkraft vorgespannt sind und so die Sätze aus Verbindungsring 71, Freilauf 7 und Lager 110, 111 zusammenhalten. Die mittig angeordneten Radialnadellager dienen als in einer Mittenplatte 130 vorgesehenes Zwischenlager 115. Weiterhin sind die Radiallager 51 zur Aufnahme der Abtriebswelle 5 in Seitenplatten 120 vorgesehne. Selbstverständlich wäre aber auch eine Abstützung der Radiallager 51 und des Zwischenlagers 115 direkt in einem Getriebegehäuse möglich. Die Verwendung von Seiten- und Mittelplatte bietet jedoch den Vorteil, dass vormontierte Getriebeeinheiten bereitgestellt werden könne, welche auch bereits vor ihrem Einbau in ein Getriebegehäuse prüfbar sind. Wenn die Seiten- und Zwischenplatten mittels Verbindungselementen untereinander verbunden sind, kann sogar auf ein Getriebegehäuse mit der Funktion einer Kraft- und/oder Momentenabstützung verzichtet werden. Ein solches Getriebegehäuse könnte beispielsweise aus Kunststoff oder aus einem Leichtmetall bestehen.
Alle dargestellten Ausführungsformen haben gemeinsam, dass die Lager 11, 13, 14 bzw. 21, 23, 24, 110, 111 in axialer Richtung der Abtriebswelle 5 mit den zugeordneten Freiläufen 7 überlappend angeordnet sind.

1: Kurbel-CVT-Getriebe
2: Antriebsseite
3: Getriebegehäuse
4: Kurbelwelle
5: Abtriebswelle
6: Exzentereinheit
7: Freilaufeinheit
8: Verbindungselement
10: Lageranordnung
11: Radiallager
12: Stegbereich
13: Kreuzrollenlager
14: Schrägrollenlager
21: Radiallager
23: Kreuzrollenlager
24: Schrägrollenlager
30: Gehäuselagersitz
31: Tellerfeder
51: Radiallager
71: Außenring
72: Pleuelauge
73: Innensternprofil
74: Rollen
75: Innenumfangsbereich
76: Außenumfangsbereich
77: Verbindungsring
110: Radialnadellager
111: Axialnadellager
113: Lager
115: Zwischenlager
120: Seitenplatte
121: Innenumfangsbereich des Stegbereichs
130: Mittenplatte
150: Verstelleinheit
200: Abtriebseinheit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10243533 A1 [0002]

Claims

Lageranordnung (10) für Freiläufe (7) eines Kurbel-CVT-Getriebes (1), enthaltend mindestens einen Satz aus einem Verbindungsring (71, 77) mit einem Anlenkbereich (72) für ein Verbindungselement (8) zur Antriebsseite (2) des Kurbel-CVT-Getriebes (1), einem Freilauf (7) zwischen dem Verbindungsring (71, 77) und einer Abtriebswelle (5) des Getriebes (1) und einem Lager (11, 21, 13, 23, 14, 24, 110, 111) für den Verbindungsring (71, 77) an der Abtriebswelle (5), wobei das Lager (11, 21, 13, 23, 14, 24, 110, 111) derart angeordnet ist, dass es in axialer Richtung der Abtriebswelle (5) zumindest teilweise mit dem Freilauf (7) überlappt.
Lageranordnung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der axialen Richtung der Abtriebswelle (5) mehrere Sätze aus Verbindungsring (71, 77), Freilauf (7) und Lager (11, 21, 13, 23, 14, 24, 110, 111) vorgesehen sind.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (7) an einem Außenumfang der Abtriebswelle (5) vorgesehen ist.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (11, 21) ein Radiallager ist.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (110) ein Radialnadellager ist und zwischen den Verbindungsringen jeweils ein Axialnadellager (111) angeordnet ist.
Lageranordnung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils axial äußeren Lager (113) vorgespannte Schrägkugellager, Schrägrollenlager oder Vierpunktlager sind.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gruppen der Sätze aus Verbindungsring (71), Freilauf (7) und Lager (110, 111) vorgesehen sind, die durch gehäusefeste Zwischenlager getrennt sind.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu dem Freilauf (7) ein sich radial nach außen erstreckender Stegbereich (12) an der Abtriebswelle (5) vorgesehen ist, der in axialer Richtung mit dem Verbindungsring (71, 77) überlappt.
Lageranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (11) im axialen Überlappungsbereich zwischen dem Verbindungsring (71) und dem Stegbereich (12) vorgesehen ist und der Freilauf (7) zwischen der Abtriebswelle (5) und dem Verbindungsring (71) vorgesehen ist.
Lageranordnung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (7) im axialen Überlappungsbereich zwischen dem Verbindungsring (77) und dem Stegbereich (12) vorgesehen ist und das Lager (11) zwischen der Abtriebswelle (5) und dem Verbindungsring (77) vorgesehen ist.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsring (71) einen Innenumfangsbereich (75) und einen Außenumfangsbereich (76) aufweist, und das Lager (11) zwischen dem Innenumfangsbereich (75) des Verbindungsrings (11) und dem Außenumfangsbereich (76) eines benachbarten Verbindungsrings (71) vorgesehen ist.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (13) ein Kreuzrollenlager ist, das zwischen zwei benachbarten Verbindungsringen (71) eingebaut ist.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager ein Schrägrollenlager (14) ist, das zwischen zwei benachbarten Verbindungsringen (71) eingebaut ist.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Enden der Lageranordnung (10) in axialer Richtung der Abtriebswelle (5) ein in einem Gehäuselagersitz (30) am Getriebegehäuse (3) gehaltenes Lager (21, 23, 24) vorgesehen ist.
Lageranordnung (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Gehäuselagersitze (30) axial verschieblich und gegen den anderen Gehäuselagersitz vorbelastet ist.
Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Gruppen der Sätze aus Verbindungsring (71), Freilauf (7) und Lager (11, 13, 14) vorgesehen sind, die durch gehäusefeste Zwischenlager getrennt sind.
Kurbel-CVT-Getriebe (1) mit einer Lageranordnung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.