DE102009031506A1

DE102009031506A1 - Verstellanordnung für eine elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs

Info

Publication number: DE102009031506A1
Application number: DE102009031506A
Authority: DE
Inventors: Lászlo Dr. Mán; Oswald Friedmann
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2008-07-21
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2010-01-28
Also published as: WO2010009695A1; DE112009001690A5; JP2011528776A; JP5538384B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstellanordnung für die elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs, bei der in einem Gehäuse eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle jeweils drehbar gelagert sind, wobei die Antriebswelle und die Abtriebswelle parallel zueinander verlaufen, wobei auf der Antriebswelle in der Richtung der Rotationsachse derselben nebeneinander mehrere Exzentereinheiten angeordnet sind, wobei auf der Abtriebswelle in der Richtung der Rotationsachse derselben nebeneinander mehrere Freilaufeinheiten angeordnet sind, wobei die Exzentereinheiten jeweils über ein Verbindungselement mit einer entsprechenden Freilaufeinheit verbunden sind und wobei in einer Ausnehmung der Antriebswelle eine durch einen elektrischen Verstellmotor zur Veränderung der Exzentrizität der Exzentereinheiten in Bezug auf die Rotationsachse verdrehbare Verstellwelle angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist als Verstellmotor ein elektrischer Verstellmotor vorgesehen, dessen Rastmoment so groß ist, dass die einzelnen Verstellpositionen der Verstellwelle durch das Rastmoment haltbar sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstellanordnung für die elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 102 43 535 A1 geht eine Verstellanordnung für die Verstellung eines Kurbel-CVT-Getriebes eines Kraftfahrzeuges hervor, die wenigstens eine in einem Getriebegehäuse drehbar gelagerte Antriebswelle, die mit dem Motor des Kraftfahrzeuges verbindbar ist, sowie eine in dem Getriebegehäuse gelagerte Abtriebswelle umfasst, die mit der Antriebswelle über das Kurbel-CVT verbunden ist. Es ist ferner ein elektrischer Verstellmotor vorgesehen, der eine in der Abtriebswelle gelagerte Verstellwelle zum Verstellen der Exzentrizität des Kurbel-CVTs verdrehen kann.
Ein Problem einer derartigen Verstellanordnung mit einem elektrischen Verstellmotor besteht darin, dass der Verstellmotor eine Feststellbremse oder eine Sperre benötigt, damit er in einer bestimmten Verstellposition gehalten wird. Dadurch wird das Gewicht des Verstellgetriebes wesentlich vergrößert. Eine alternative Lösung besteht darin, den Verstellmotor laufend zu bestromen, damit er seine jeweilige Verstellposition halten kann. Dadurch wird jedoch der Wirkungsgrad der Verstellanordnung erheblich beeinträchtigt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Verstellanordnung für die Verstellwelle eines Kurbel-CVTs zu schaffen, die einen guten Wirkungsgrad besitzt und ein relativ kleines Gewicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verstellanordnung für die elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs, gelöst, bei der in einem Gehäuse eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle jeweils drehbar gelagert sind, wobei die Antriebswelle und die Abtriebswelle parallel zueinander verlaufen. Auf der Antriebswelle sind in der Richtung der Rotationsachse derselben nebeneinander mehrere Exzentereinheiten angeordnet. Auf der Abtriebswelle sind in der Richtung der Rotationsachse derselben nebeneinander mehrere Freilaufeinheiten angeordnet. Die Exzentereinheiten sind jeweils über ein Verbindungselemet einer Verbindungseinrichtung mit einer entsprechenden Freilaufeinheit verbunden. In einer Ausnehmung der Antriebswelle ist eine durch einen elektrischen Verstellmotor zur Veränderung der Exzentrizität der Exzentereinheiten in Bezug auf die Rotationsachse verdrehbare Verstellwelle angeordnet. Als Verstellmotor ist ein selbsthaltender, elektrischer Verstellmotor vorgesehen, dessen Rastmoment so groß ist, dass die einzelnen Verstellpositionen der Verstellwelle durch das Rastmoment haltbar sind.
Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung und der Verwendung eines elektrischen Verstellmotors mit einem hohen Rastmoment besteht darin, dass die vorliegende Verstellanordndung einen guten Wirkungsgrad besitzt, sodass die Verstellenergie generell niedrig ist. Außerdem wird dabei keine mechanische Sperre benötigt, die das Schaltmoment aufnimmt. Durch die erfindungsgemäße Verwendung des speziellen Elektromotors mit einem naturgemäß hohen Rastmoment wird ein Großteil des Haltemomentes aufgebracht, sodass in den Verstell- bzw. Betriebspositionen kein Haltestrom erforderlich ist. Durch den Entfall einer Feststellbremse bzw. Sperre kann das Gesamtgewicht der Verstellanordnung reduziert werden.
Als Verstellmotor mit dem geforderten hohen Rastmoment eignet sich insbesondere ein EC-Motor oder ein bürstenloser Motor mit einem Rotor mit Permanentmagneten und einem Stator mit Statorwicklungen. Dabei können die Statorwicklungen vorteilhafterweise direkt in die Verstellwelle integriert sein, sodass der Verstellmotor besser gekühlt und dadurch seine thermische Belastbarkeit vergrößert wird.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Figur näher erläutert.
Wie dies in der Figur dargestellt ist, weist die vorliegende Verstellanordnung 1 in einem Gehäuse 2 als Getriebeeingangswelle eine Antriebswelle 3 auf, die mit einem Antriebsmotor, z. B. einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) verbindbar ist. Neben der Antriebswelle 3 ist eine Abtriebswelle 4 als Getriebeausgangswelle vorgesehen. Die Antriebswelle 3 und die Abtriebswelle 4 sind im Gehäuse 2 parallel zueinander angeordnet und durch Lager 5 bzw. 6 verdrehbar gelagert.
Die Antriebswelle 3 und die Abtriebswelle 4 sind antriebsmäßig durch ein Kurbel-CVT-Getriebe miteinander verbunden, das eine auf der Antriebswelle 3 angeordnete Exzentereinrichtung 7, eine auf der Abtriebswelle 4 angeordneten Freilaufeinrichtung 8 und eine die Antriebswelle 3 mit der Abtriebswelle 4 antriebsmäßig verbindenden Verbindungseinrichtung 9 umfasst.
Die Exzentereinrichtung 7 umfasst bei der dargestellten Verstellanordnung 1 eine Mehrzahl von an der Antriebswelle 3 axial nebeneinander angeordneten Exzentereinheiten 10.
Die Freilaufeinrichtung 8 umfasst eine Mehrzahl von an der Abtriebswelle 4 axial nebeneinander angeordneten Freilaufeinheiten 11.
Zur Bildung jeder Exzentereinheit 10 besitzt die Antriebswelle 3 einen gegenüber ihrer Rotationsachse 12 exzentrisch versetzten Führungsbereich 13, auf dessen Mantelfläche ein Exzenterbauteil 14 verdrehbar bzw. verschwenkbar gelagert ist. Auf dem Exzenterbauteil 14 ist mindestens ein Verbindungselement 15, das vorzugsweise als Pleuelstange ausgebildet ist, verdrehbar angeordnet. Die Lagerung dieses Verbindungselementes 15 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Lager 16.
Die Antriebswelle 3 umfasst eine sich in Richtung ihrer Rotationsachse 12 erstreckende Ausnehmung 22, in der eine Verstellwelle 17 drehbar angeordnet. Die Verstellwelle 17 besitzt eine Außenverzahnung 18, deren Zähne mit den Zähnen einer Innenverzahnung 19 des Exzenterbauteils 14 in Eingriff stehen. Durch eine Verdrehung der Verstellwelle 17 kann die Exzentrizität der Exzenterbauteile 14 verändert werden.
Zum Verdrehen der Verstellwelle 17 ist vorzugsweise koaxial zur Rotationsachse 12 der Antriebswelle 3 ein elektrischer Verstellmotor 20 vorgesehen, bei dem es sich erfindungsgemäß um einen Spezialmotor mit einem extrem hohen Rastmoment handelt. Der Abtrieb 21 des Verstellmotors 20 ist in der ersichtlichen Weise mit der Verstellwelle 17 verbunden.
An der Stelle der in diesem Zusammenhang üblichen elektrischen Verstellmotoren, die entweder einen dauernden Haltestrom benötigen, um die jeweiligen Verstellpositionen der Verstellwelle 17 halten zu können, oder die zu diesem Zweck mit einer mechanischen Sperre zusammenwirken müssen, wird erstmals ein selbsthaltender Verstellmotor mit einem hohen Rastmoment verwendet., der weder einen permanenten Haltestrom noch eine mechanische Sperre benötigt. Als solche Verstellmotoren mit einem hohen Rastmoment eignen sich insbesondere EC-Motoren oder bürstenlose Motoren, die stark ausgeprägte magnetische Pole besitzen, die eine ausreichend starke Rastierung des Motors zum Halten der jeweiligen Verstellpositionen der Verstellwelle 17 ergeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können die Statorwicklungen des Stators des Verstellmotors 20 direkt auf einem Bereich der Verstellwelle 17 angeordnet sein, der aus der Ausnehmung 22 der Antriebswelle 3 herausragt, sodass der gesamte Verstellmotor 20 besser gekühlt wird, wodurch seine thermische Belastbarkeit erhöht wird.

1: Verstellanordnung
2: Gehäuse
3: Antriebswelle
4: Antriebswelle
5: Lager
6: Lager
7: Exzentereinrichtung
8: Freilaufeinrichtung
9: Verbindungseinrichtung
10: Exzentereinheit
11: Freilaufeinheit
12: Rotationsachse
13: Führungsbereich
14: Exzenterbauteil
15: Verbindungselement
16: Lager
17: Verstellwelle
18: Außenverzahnung
19: Innenverzahnung
20: Verstellmotor
21: Abtrieb
22: Ausnehmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 10243535 A1 [0002]

Claims

Verstellanordnung für die elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs, bei der in einem Gehäuse (2) eine Antriebswelle (3) und eine Abtriebswelle (4) jeweils drehbar gelagert sind, wobei die Antriebswelle (3) und die Abtriebswelle (4) parallel zueinander verlaufen, wobei auf der Antriebswelle (3) in der Richtung der Rotationsachse (12) derselben nebeneinander mehrere Exzentereinheiten (10) angeordnet sind, wobei auf der Abtriebswelle (4) in der Richtung der Rotationsachse derselben nebeneinander mehrere Freilaufeinheiten (11) angeordnet sind, wobei die Exzentereinheiten (10) jeweils über ein Verbindungselement (15) mit einer entsprechenden Freilaufeinheit (11) verbunden sind und wobei in einer Ausnehmung (22) der Antriebswelle (3) eine durch einen elektrischen Verstellmotor (20) zur Veränderung der Exzentrizität der Exzentereinheiten (10) in Bezug auf die Rotationsachse (12) verdrehbare Verstellwelle (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmotor (20) ein elektrischer Verstellmotor ist, dessen Rastmoment so groß ist, dass die einzelnen Verstellpositionen der Verstellwelle (16) durch das Rastmoment haltbar sind.
Verstellanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmotor ein EC-Motor ist.
Verstellanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bürstenlose Verstellmotor einen Rotor mit Permanentmagneten und einen Stator mit Statorwicklungen umfasst.
Verstellanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklungen direkt in die Verstellwelle integriert sind.