DE102012202854A1 - Gearbox for clutch actuator in powertrain of e.g. motor car, has connecting rod that is located to connect shift element with freewheel so as to transmit torque to freewheel - Google Patents
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- F16H29/00—Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action
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- F16H29/04—Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action between one of the shafts and an oscillating or reciprocating intermediate member, not rotating with either of the shafts in which the transmission ratio is changed by adjustment of a crank, an eccentric, a wobble-plate, or a cam, on one of the shafts
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit variabler Übersetzung, für ein Fahrzeug, wie ein Kraftfahrzeug oder ein Fahrrad, mit einer Antriebswelle, das mit einem Kraftübertragungsorgan verbunden ist, wobei das Kraftübertragungsorgan so mit einem Freilauf verbunden ist, dass eine Abtriebswelle darüber antreibbar ist, wobei das Kraftübertragungsorgan als schwenkbarer Hebel ausgestaltet ist, auf dem Hebel ein auf diesem in bestimmten Belastungssituationen verfahrbares Verschiebeelement vorhanden ist und ein Pleuel das Verschiebeelement kraft- und drehmomentübertragend mit dem Freilauf verbindet.The invention relates to a transmission with variable ratio, for a vehicle, such as a motor vehicle or a bicycle, with a drive shaft which is connected to a power transmission member, wherein the power transmission member is connected to a freewheel, that an output shaft is driven over it, said Power transmission member is designed as a pivotable lever, on the lever a movable on this in certain load situations displacement element is present and a connecting rod connecting the displacement element force and torque transmitting with the freewheel.
Die Antriebswelle kann als Spindel ausgestaltet sein oder mit einer Spindel verbunden sein. Unter Aktoren werden Betätigungselemente verstanden. Sie können auch als Aktuatoren bezeichnet werden.The drive shaft may be configured as a spindle or connected to a spindle. Actuators are understood as actuators. They can also be referred to as actuators.
Zwar sind sog. „Kurbel-CVT-Getriebe“ aus dem Stand der Technik bekannt, so etwa aus der
Die
Aus dem Stand der Technik sind auch Kupplungen, wie Reibungskupplungen mit Betätigungseinrichtungen bekannt. So offenbart bspw. die
Auch sind aus dem Stand der Technik zahlreiche Motor-Getriebemodule bekannt, wobei rein übersichtshalber auf die
Die Erfindung soll zusammen mit solchen Reibungskupplungen und Motor-Getriebemodulen einsetzbar sein. The invention is intended to be used together with such friction clutches and engine transmission modules.
Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Aktorgetriebe zur Verfügung zu stellen, die hochgradig nicht lineare hohe Übersetzungen ermöglichen und frei einstellbar sind. Auch sollen die aus dem Stand der Technik bekanten Nachteile vermieden werden. It is the object of the invention to provide actuator drives which enable highly non-linear high ratios and are freely adjustable. Also, the known from the prior art disadvantages should be avoided.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Freilauf in seiner Blockierrichtung umschaltbar ist, also so ihn- und herschaltbar ist, dass einmal Drehmoment nur in die eine Richtung und das andere Mal nur in die andere Drehrichtung übertragbar ist. This object is achieved in that the freewheel is reversible in its blocking direction, so so him and is switchable that once torque is transferable only in one direction and the other time only in the other direction.
Eine solche Umschaltbarkeit wird durch Hinzufügen einer Drehrichtungsumkehrvorrichtung erreicht. Mittels Nutzung unterschiedlicher Aktuatoren kann dann die Drehrichtung der Umkehrvorrichtung aktiviert werden, so dass die Blockierrichtung des Freilaufs umschaltbar ist. Hierfür haben sich elektromechanische, mechanische oder diese beiden Prinzipien verbindende Aktuatoren bewährt. Eine Steuerung der Übersetzung und Richtungsumkehr durch kleinste Stellmittel bei geringster Leistung ist dann realisierbar.Such a switchability is achieved by adding a reversing device. By using different actuators then the direction of rotation of the reversing device can be activated, so that the blocking direction of the freewheel can be switched. For this purpose, electromechanical, mechanical or connecting these two principles have proven actuators. A control of the translation and direction reversal by the smallest adjusting means at the lowest power is then feasible.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the subclaims and are explained in more detail below.
So ist es von Vorteil, wenn die Antriebswelle über eine Nockenscheibe mit dem an einem Getriebegehäuse schwenkbar gelagerten Hebel verbunden ist. Nicht lineare und frei einstellbare/regelbare Übersetzungen, zusammen mit einer Drehrichtungsumkehr, lassen sich dann wirkungsvoll realisieren. Der Antrieb kann dabei durch einen Hauptantrieb für verschiedene Aktorstellvorgänge realisiert werden, wobei unterschiedliche Stellmittel zur Wahl der Drehrichtung und der Übersetzung einsetzbar sind.Thus, it is advantageous if the drive shaft is connected via a cam disc with the lever pivotably mounted on a transmission housing. Non-linear and freely adjustable / controllable translations, together with a reversal of the direction of rotation, can then be effectively realized. The drive can be realized by a main drive for different Aktorstellvorgänge, with different actuating means for selecting the direction of rotation and the translation can be used.
Es ist auch von Vorteil, wenn zwischen der Antriebswelle und der Nockenscheibe eine Kupplung vorhanden ist. Auf diese Weise lassen sich Betätigungsvorgänge hochgradig individuell initiieren. It is also advantageous if there is a coupling between the drive shaft and the cam disc. In this way, actuation processes can be initiated highly individually.
Wenn mehrere Nockenscheiben, vorzugsweise drei Nockenscheiben, entweder starr und dauerhaft mit der Antriebswelle verbunden sind oder einzeln zuschaltbar sind, so kann einerseits eine besonders kostengünstige Variante erreicht werden und andererseits eine bedarfsgerechte Zuschaltung ermöglicht werden.If a plurality of cams, preferably three cams, either rigidly and permanently connected to the drive shaft or are individually switchable, so on the one hand, a particularly cost-effective variant can be achieved and on the other hand a needs-based connection are made possible.
Häufig wird mindestens eine Nockenscheibe je Betätigung eingesetzt. Die Nockenscheibe kann durch z.B. einen Elektromotor angetrieben sein oder z.B. direkt über einen mechanischen Abgriff einer weiteren drehenden Welle angetrieben werden.Often at least one cam is used per actuation. The cam can be replaced by e.g. be driven by an electric motor or e.g. be driven directly via a mechanical tap of another rotating shaft.
Die Übersetzungsweite, also die Realisierbarkeit eines Eilganges zur Überwindung des Kupplungslüftspiels und eines Betätigungsganges zur Erzeugung der Kraft bei geringem Weg, aber mit hoher Übersetzung, wird dann ermöglicht, wenn das Verschiebeelement auf einer von der Antriebswelle entfernten Seite eines Drehpunktes des schwenkbaren, gebogenen Hebels angeordnet ist.The translation, so the feasibility of a rapid traverse to overcome the clutch release clearance and an operation gear for generating the force at low travel, but with high gear ratio, is made possible when the displacement element arranged on a side remote from the drive shaft side of a pivot point of the pivotable, bent lever is.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebeelement als Gleitteil ausgebildet ist, das sich auf dem als Pendelarm ausgebildeten Hebel im Fall, dass Zug oder Druck an das Pleuel weitergegeben wird, so verklemmt, dass es nicht mehr entlang des Hebels verschiebbar ist. Der die Verschiebung initiierende Aktuator muss dann nur geringe Kräfte aufbringen, kann also bspw. selbst durch ein Piezo-Element realisiert werden. An advantageous embodiment is further characterized in that the displacement element is designed as a sliding part, which clamped on the lever designed as a pendulum in the case that train or pressure is transmitted to the connecting rod, so that it is no longer displaceable along the lever , The actuator initiating the shift then has to apply only small forces, so it can, for example, be realized by a piezoelectric element itself.
Andere elektrische, elektromechanische oder rein mechanische Aktuatoren, wie Bowdenzüge, lassen sich je nach geforderten Präzisionsanforderungen und vorliegendem Kostendruck einsetzen.Other electrical, electromechanical or purely mechanical actuators, such as Bowden cables, can be used depending on the required precision requirements and cost pressures.
Es ist auch zweckmäßig, wenn zwischen dem Getriebegehäuse und dem Verschiebeelement ein Federorgan, wie z.B. eine nicht lineare Feder, eingesetzt ist. Ein solches Federorgan kann eine Kompensationsfeder umfassen, welche auch als Rückstellfeder agiert. Durch eine solche Kompensationsfeder kann das sogenannte „Max-Moment“ des Motors bis zu 50 % reduziert werden. Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn hier eine nicht-lineare Übersetzung entsprechend gewählt wird. Die Federorgane können als Druck-, Zug- oder Rotationsfedern ausgebildet sein. Auch ist es von Vorteil, wenn mehrere Federn zu einem Federorgan kombiniert werden, sei es in Reihe oder parallel.It is also useful if between the gear housing and the displacement element, a spring member such. a non-linear spring is used. Such a spring member may comprise a compensation spring, which also acts as a return spring. By means of such a compensation spring, the so-called "max. Torque" of the engine can be reduced by up to 50%. It is particularly useful here if a non-linear translation is selected accordingly. The spring elements can be designed as compression, tension or rotation springs. It is also advantageous if several springs are combined to form a spring element, be it in series or in parallel.
Die Erfindung betrifft auch einen Kupplungsaktuator mit einem bereits erläuterten erfindungsgemäßen Getriebe.The invention also relates to a clutch actuator with an already explained inventive transmission.
Zweckmäßig ist des dabei, wenn die Antriebswelle mit einem Geberzylinder, etwa eines Hydraulic Clutch Actuators (HCA), interagiert. Expedient is the case when the drive shaft with a master cylinder, such as a hydraulic clutch actuator (HCA), interacts.
Auch betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit einem Geberzylinder, der als Kraftweiterleitungs- oder Erzeugungsorgan wirkt, wobei zwischen diesem und einem Elektromotor das erfindungsgemäße Getriebe eingebaut ist.The invention also relates to a drive train with a master cylinder, which acts as Kraftweiterleitungs- or generating organ, between which and an electric motor, the transmission according to the invention is installed.
Die Erfindung lässt sich an elektromotorisch und/oder verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen, wie Kraftfahrzeugen, bspw. Pkws oder Lkws einsetzen. Allerdings ist die Einsetzbarkeit an Elektrofahrrädern und rein über Muskelkraft angetriebenen Fahrrädern ebenso denkbar.The invention can be used on electric motor and / or internal combustion engine driven vehicles, such as motor vehicles, eg. Passenger cars or trucks. However, the applicability to electric bicycles and purely powered by muscle power bicycles is also conceivable.
Die Erfindung wird mit Hilfe eines ersten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt dabei die
Die Figur ist lediglich schematischer Natur und dient nur dem Verständnis der Erfindung.The figure is merely schematic in nature and is only for understanding the invention.
In
Das Getriebe
Das erste Ende
Ein Aktuator
Am Gleitteil
Am Gleitteil
Der Freilauf
Im Detail wird mindestens eine Nockenscheibe
Es wird vorgeschlagen, die Nockenscheibe
Das verstellbare Gleitteil
Dabei ist das Gleitteil
Das Gleitstück
Auch kann der Aktuator auf dem Gleitteil
Beim Einsatz einer Kompensationsfeder im Rahmen des Federorgans
Als Vorteile zu herkömmlichen Systemen ist auf die adaptierbare nicht lineare Übersetzung, die hohe Spreizung, den möglichen Einsatz wesentlich kleinerer Motoren, die Möglichkeit des Antriebs mittels verschiedener Betätigungen mit z.B. einem Elektromotor, die Möglichkeit radial größere Elektromotoren ohne Neodym einzusetzen, da die erfindungsgemäß vorgestellten Getriebe sehr flach ausgestaltet sind, die Möglichkeit einen Nulldurchgang beim Aktormoment bei Verwendung einer z.B. auch rotativen Kompensationsfeder, zu nutzen und dadurch das Maximalmoment zu halbieren, die Reduktion der Elektronikkosten, da Endstufen für Motoren entfallen und die Betätigung der zwei Miniaktuatoren nötig sind, und den hohe Wirkungsgrad hinzuweisen.As advantages to conventional systems, the adaptive non-linear translation, the high spread, the possible use of much smaller motors, the possibility of driving by means of various operations with e.g. an electric motor, the possibility to use radially larger electric motors without neodymium, since the present invention proposed transmissions are designed very flat, the possibility of a zero crossing at the actuator torque using a e.g. Also rotary compensating spring to use and thereby halve the maximum torque, the reduction of the electronics costs, as eliminating power amplifiers for motors and the operation of the two mini actuators are needed, and to point out the high efficiency.
Das Ausführungsbeispiel gemäß
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Getriebe transmission
- 22
- Antriebswelle drive shaft
- 33
- Kraftübertragungsorgan A transmission element
- 44
- Hebel lever
- 55
- erstes Ende first end
- 66
- zweites Ende second end
- 77
- Nockenscheibe cam
- 88th
- Drehpunkt pivot point
- 99
- Getriebegehäuse gearbox
- 10 10
- Verschiebeelement displacement element
- 1111
- Aktuator actuator
- 1212
- Stellmittel actuating means
- 1313
- Bowdenzug Bowden
- 1414
- Gleitteil slide
- 1515
- Federorgan spring member
- 1616
- Pleuel pleuel
- 1717
- Freilauf freewheel
- 1818
- äußerer Freilaufring outer freewheel ring
- 1919
- Klemmkörperfreilauf Sprag
- 2020
- Abtriebswelle output shaft
- 2121
- innerer Freilaufring inner freewheel ring
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102009042079 A1 [0003, 0004] DE 102009042079 A1 [0003, 0004]
- DE 102009015151 A1 [0005] DE 102009015151 A1 [0005]
- DE 102008051455 A1 [0006] DE 102008051455 A1 [0006]
Claims (10)
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DE201210202854 DE102012202854A1 (en) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | Gearbox for clutch actuator in powertrain of e.g. motor car, has connecting rod that is located to connect shift element with freewheel so as to transmit torque to freewheel |
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ID=49029529
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DE201210202854 Withdrawn DE102012202854A1 (en) | 2012-02-24 | 2012-02-24 | Gearbox for clutch actuator in powertrain of e.g. motor car, has connecting rod that is located to connect shift element with freewheel so as to transmit torque to freewheel |
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DE102009015151A1 (en) | 2008-04-17 | 2009-10-22 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Friction clutch for double clutch device of transmission, has axially movable pressure plate actuated by relative rotation of ramps of ramp device, and actuating device with electromagnetically operated actuator for acting on ramp device |
DE102009042079A1 (en) | 2008-10-02 | 2010-04-08 | Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg | Crank-CVT Gebriebe |
-
2012
- 2012-02-24 DE DE201210202854 patent/DE102012202854A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140214 Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20140214 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES GMBH & CO. KG, 91074 HERZOGENAURACH, DE Effective date: 20150407 |
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R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |