DE102012221054A1

DE102012221054A1 - Getriebeanordnung

Info

Publication number: DE102012221054A1
Application number: DE201210221054
Authority: DE
Inventors: Bernhard Walter
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einem Kurbel-CVT-Getriebe, das eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass auf der Abtriebsseite eine Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einem Kurbel-CVT-Getriebe, das eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite aufweist.
Aus der internationalen Veröffentlichung WO 03/026911 A1 ist eine Antriebsanordnung mit einem gattungsgemäßen Kurbel-CVT-Getriebe bekannt, dem auf der Antriebsseite ein Drehschwingungsdämpfer vorgeschaltet ist. Der Drehschwingungsdämpfer dient dazu, Drehungleichförmigkeiten eines antriebsseitigen Verbrennungsmotors, die über eine Kurbelwelle übertragen werden, vor dem Kurbel-CVT-Getriebe weitestgehend zu eliminieren, um das Getriebe vor Überlast zu schützen. Darüber hinaus können durch den dem Kurbel-CVT-Getriebe vorgeschalteten Drehschwingungsdämpfer unerwünschte Geräuschentwicklungen, insbesondere Klapper- und/oder Rasselgeräusche im Getriebe, verhindert werden. In dem Begriff Kurbel-CVT-Getriebe stehen die Buchstaben CVT für Continuously Variable Transmission, was stufenlos einstellbare Übersetzung bedeutet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Getriebeanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere bezüglich Funktion und/oder Komfort, weiter zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einer Getriebeanordnung mit einem Kurbel-CVT-Getriebe, das eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite aufweist, dadurch gelöst, dass auf der Abtriebsseite eine Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen angeordnet ist. Die Antriebsseite des Kurbel-CVT-Getriebes ist antriebsmäßig mit einem Antriebsmotor, insbesondere einem Verbrennungsmotor, eines Kraftfahrzeugs verbindbar beziehungsweise verbunden. Die Abtriebsseite des Kurbel-CVT-Getriebes ist antriebsmäßig mit mindestens einem angetriebenen Rad des Kraftfahrzeugs verbindbar beziehungsweise verbunden. Das Kurbel-CVT-Getriebe weist vorzugsweise mehrere mit einer Getriebeeingangswelle verbundene Exzenter auf, die jeweils über einen pleuelartigen Hebel, der auch als Pleuel bezeichnet wird, über einen Getriebefreilauf an einer Getriebeausgangswelle angreifen. Wenn der Hebel die Getriebeausgangswelle in Antriebsrichtung überholt, sperrt der Getriebefreilauf, so dass ein Drehmoment an die Getriebeausgangswelle übertragen werden kann, während der Getriebefreilauf frei läuft, das heißt nicht sperrt, wenn die Getriebeausgangswelle den Hebel in Antriebsrichtung überholt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde festgestellt, dass auf der Abtriebsseite des Kurbel-CVT-Getriebes Drehungleichförmigkeiten auftreten, und zwar auch dann, wenn dem Kurbel-CVT-Getriebe ein Drehschwingungsdämpfer vorgeschaltet ist. Die an der Abtriebsseite auftretenden Drehungleichförmigkeiten werden auf die Funktion des Kurbel-CVT-Getriebes selbst zurückgeführt. Durch die erfindungsgemäß auf der Abtriebsseite des Kurbel-CVT-Getriebes angeordnete Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen kann verhindert werden, dass die in dem Kurbel-CVT-Getriebe selbst entstehenden Drehungleichförmigkeiten über die Getriebeausgangswelle, die auch als Abtriebswelle bezeichnet werden kann, ausgeleitet werden. Dadurch wird verhindert, dass nachfolgende Baugruppen, wie zum Beispiel ein Differenzial oder eine Untersetzungsstufe, in unerwünschter Weise zu Schwingungen angeregt oder unerwünscht stark belastet werden. Darüber hinaus wird eine unerwünschte Geräuschentwicklung durch die in dem Kurbel-CVT-Getriebe selbst entstehenden Drehungleichförmigkeiten in den nachfolgenden Baugruppen verhindert.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen eingangsseitig drehfest mit einer Getriebeausgangswelle des Kurbel-CVT-Getriebes verbunden ist. Dabei kann die Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen genauso oder so ähnlich wie ein herkömmlicher Drehschwingungsdämpfer ausgeführt sein. Eine Getriebeeingangswelle des Kurbel-CVT-Getriebes ist, zum Beispiel unter Zwischenschaltung eines weiteren Drehschwingungsdämpfers, drehfest mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine verbindbar beziehungsweise verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen einer Freilaufeinrichtung des Kurbel-CVT-Getriebes nachgeschaltet ist. Die Freilaufeinrichtung umfasst mehrere in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Freiläufe, die über Pleuel antriebsmäßig mit einem verstellbaren Kurbeltrieb verbindbar sind. Durch die erfindungsgemäß nachgeschaltete Dämpfungs- und/oder Tilgungseinrichtung wird die Weitergabe von unerwünschten Drehungleichförmigkeiten besonders effektiv verhindert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen einem Differenzial vorgeschaltet ist. Über das Differenzial wird ein mit dem Kurbel-CVT-Getriebe übertragenes Drehmoment an zum Beispiel zwei angetriebene Räder des Kraftfahrzeugs abgegeben.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen zwischen dem Differenzial und der Freilaufeinrichtung angeordnet ist. Dabei sind vorzugsweise keine weiteren Elemente oder Einrichtungen zwischengeschaltet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen mit einer Trenneinrichtung kombiniert ist. Die Trenneinrichtung umfasst vorzugsweise eine Trennkupplung, die zum Beispiel als Reibungskupplung oder Klauenkupplung ausgeführt sein kann. Die Trenneinrichtung dient insbesondere dazu, Freiläufe des Kurbel-CVT-Getriebes in bestimmten Betriebszuständen, wie Bergfahrten, zu entspannen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen einer abtriebsseitigen Zahnradstufe vorgeschaltet ist. Die abtriebsseitige Zahnradstufe ist zum Beispiel mit einem elektrischen Starter, insbesondere einem Startergenerator, koppelbar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der abtriebsseitigen Zahnradstufe eine Schalt- und/oder Trenneinrichtung nachgeschaltet ist. Die Schalt- und/oder Trenneinrichtung umfasst zum Beispiel eine Schiebemuffe und dient insbesondere dazu, einen Vorwärtsfahrbetrieb und einen Rückwärtsfahrbetrieb zu ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht es die Schalt- und/oder Trenneinrichtung in einer Neutralstellung, die Freiläufe des Kurbel-CVT-Getriebes in bestimmten Betriebszuständen, wie Bergfahrten, zu entspannen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Getriebeanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen als Drehschwingungsdämpfer mit Federelementen und Reibungselementen ausgeführt ist. Der Drehschwingungsdämpfer ist vorzugsweise so ausgelegt, dass die im Betrieb des Kurbel-CVT-Getriebes auftretenden Drehungleichförmigkeiten getilgt oder zumindest deutlich reduziert werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine separat handelbare Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen für eine vorab beschriebene Getriebeanordnung. Die Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen ist an die Gegebenheiten und den Bauraum auf der Abtriebsseite des Kurbel-CVT-Getriebes angepasst.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung mit einer abtriebsseitigen Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen zwischen einer Freilaufeinrichtung und einer abtriebsseitigen Zahnradstufe und
2 eine ähnliche Getriebeanordnung wie in 1 mit einer abtriebsseitigen Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen zwischen der Freilaufeinrichtung und einem Differenzial.
In den 1 und 2 ist eine Getriebeanordnung 10; 100 eines Kraftfahrzeugs vereinfacht dargestellt. Die Getriebeanordnung 10; 100 umfasst eine Antriebswelle, die als eine mit einer Brennkraftmaschine verbundene Kurbelwelle ausgestaltet sein kann. Mit der Antriebswelle ist eine Schwungscheibe 14 verbunden, die über einen als Zweimassenschwungrad ausgestalteten Drehschwingungsdämpfer 16 mit einer Getriebeeingangswelle 18 eines Kurbel-CVT-Getriebes 20 verbunden ist.
Das Kurbel-CVT-Getriebe 20 weist mehrere Exzenter 22 auf, deren Exzentrizität über eine Verstelleinrichtung eingestellt werden kann. Mit dem jeweiligen Exzenter 22 ist mindestens ein pleuelartiger Hebel 26 verbunden, der jeweils über einen Getriebefreilauf 28 ein Drehmoment an eine Getriebeausgangswelle 30 übertragen kann.
Wenn der Hebel 26 die Getriebeausgangswelle 30 in Antriebsrichtung überholt, sperrt der Getriebefreilauf 28, so dass ein Drehmoment an die Getriebeausgangswelle 30 übertragen werden kann, während der Getriebefreilauf 28 frei läuft, das heißt nicht sperrt, wenn die Getriebeausgangswelle 30 den Hebel 26 in Antriebsrichtung überholt. Das Kurbel-CVT-Getriebe 20 umfasst insgesamt sechs in axialer Richtung nebeneinander angeordnete Freiläufe 28, die zusammen eine Freilaufeinrichtung 29 darstellen.
Die Getriebeausgangswelle 30 ist mit einer Fahrwelle 32 für Vorwärtsfahrten und einer Rückwärtsfahrwelle 34 für Rückwärtsfahrten gekoppelt. Mit Hilfe eines Schaltelements 36 in Form einer Schiebemuffe kann entweder die Fahrwelle 32 (D-Stellung) oder die Rückwärtsfahrwelle 34 (R-Stellung) oder in einer Neutralstellung (N-Stellung) weder die Fahrwelle 32 noch die Rückwärtsfahrwelle 34 mit einer Abtriebswelle 38 gekoppelt werden. Die Abtriebswelle 38 ist über ein Differenzialgetriebe 40 mit mindestens einer Ausgangswelle 42 verbunden, mit der beispielsweise Antriebsräder des Kraftfahrzeugs verbunden sein können. Das Differenzialgetriebe 40 wird verkürzt auch als Differenzial bezeichnet.
Um die Brennkraftmaschine starten zu können, ist ein Starterkranz 44 vorgesehen, der mit einem elektrischen Starter, insbesondere Startergenerator, verbunden sein kann und insbesondere mit dem Starter permanent eingespurt ist. Der Starterkranz 44 ist über ein Starterrad 46 an der Getriebeeingangswelle 18 mit Hilfe eines Lagers 47 gelagert und über einen Fliehkraftfreilauf 48 mit dem Schwungsrad 14 der Antriebswelle verbunden.
Unterhalb einer Schwelldrehzahl der Antriebswelle, die insbesondere 50 bis 500 U/min unterhalb der Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine liegt, kann der Fliehkraftfreilauf sperren, so dass ein von dem Starter eingeleitetes Drehmoment über die Antriebswelle in die Brennkraftmaschine eingeleitet werden kann, um die Brennkraftmaschine zu starten.
Hierbei kann sich das Schaltelement 36 in der Neutralstellung befinden, um unnötige Schleppmomente beim Start der Brennkraftmaschine zu vermeiden. Sobald die Brennkraftmaschine gestartet ist und die Antriebswelle mit einer entsprechend hohen Drehgeschwindigkeit dreht, öffnet der Fliehkraftfreilauf 48 und läuft frei.
Mit dem Starterrad 46 ist ein erstes Übertragungsmittel 50 in Form eines Zahnrads verbunden, das über ein Zwischenrad 52 in Form eines Zahnrads gekoppelt ist. Eine Verbindung zwischen dem Zwischenrad 52 und einem zweiten Übertragungsmittel 56 in Form eines Zahnrads ist nicht dargestellt. Das zweite Übertragungsmittel 56 ist drehfest mit der Fahrwelle 32 verbunden.
Über die Ausgestaltung, insbesondere des Durchmessers und der Zähnezahl, des ersten Übertragungsmittels 50, des Zwischenrads 52 und des zweiten Übertragungsmittels 56 kann ein Übersetzungsverhältnis n der Fahrwelle 42 zum Starterrad 46, beispielsweise n = 2.0, eingestellt werden.
Zum Starten der Brennkraftmaschine bei rollendem Kraftfahrzeug, insbesondere bei einer Schubabschaltung, kann das Schaltelement 36 von der N-Stellung in die D-Stellung bewegt werden, so dass über die Ausgangswelle 42 ein Drehmoment an die Fahrwelle 32 übertragen werden kann. Aufgrund der Getriebefreiläufe 28 wird kein Drehmoment von der Fahrwelle 32 in das Kurbel-CVT-Getriebe eingeleitet, sondern über die Übertragungsmittel 50 und 56 auf das Starterrad 46 übertragen.
Da bei ausgeschalteter Brennkraftmaschine der Fliehkraftfreilauf 48 sperrt, kann das in das Starterrad 46 eingeleitete Drehmoment auf die Antriebswelle übertragen werden, um die Brennkraftmaschine zu starten. Das Zwischenrad 52 kann selbstverständlich durch ein Zugmittel, etwa eine Zahnkette, ersetzt werden.
Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Freilaufeinrichtung 29 eine abtriebsseitige Zahnradstufe 58 nachgeschaltet. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung ist auf der Abtriebsseite des Kurbel-CVT-Getriebes 20 eine Einrichtung 60 zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen angeordnet. Die Einrichtung 60 ist dabei direkt zwischen die Freilaufeinrichtung 29 und die abtriebsseitige Zahnradstufe 58 geschaltet.
Die Einrichtung 60 zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen kann als herkömmlicher Drehschwingungsdämpfer ausgeführt sein. Durch die Einrichtung 60 können Drehschwingungen und/oder Drehungleichförmigkeiten, die im Betrieb des Kurbel-CVT-Getriebes, zum Beispiel durch die Funktion der Freilaufeinrichtung 29, hervorgerufen werden, eliminiert werden. Dadurch wird eine Weitergabe dieser Drehungleichförmigkeiten oder Drehschwingungen über die Getriebeausgangswelle 30 an die abtriebsseitige Zahnradstufe 58 und die weiteren der Freilaufeinrichtung 29 nachgeschalteten Einrichtungen beziehungsweise Elemente verhindert.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel fehlt im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel die abtriebsseitige Zahnradstufe 58 und die Schaltund/oder Trenneinrichtung mit dem Schaltelement 36.
Bei der in 2 dargestellten Getriebeanordnung 100 ist gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung eine Einrichtung 160 zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen unmittelbar zwischen der Freilaufeinrichtung 29 und einem Differenzial 140 angeordnet. Dadurch wird sicher verhindert, dass in dem Kurbel-CVT-Getriebe 20 entstehende Drehungleichförmigkeiten oder Drehschwingungen über die Getriebeausgangswelle 30 auf das Differenzial 140 übertragen werden.
Bezugszeichenliste

10: Getriebeanordnung
14: Schwungscheibe
16: Drehschwingungsdämpfer
18: Getriebeeingangswelle
20: Kurbel-CVT-Getriebe
22: Exzenter
26: Hebel
28: Getriebefreilauf
29: Freilaufeinrichtung
30: Getriebeausgangswelle
32: Fahrwelle
34: Rückwärtsfahrwelle
36: Schaltelement
38: Abtriebswelle
40: Differenzialgetriebe
42: Ausgangswelle
44: Starterkranz
46: Starterrad
47: Lager
48: Fliehkraftfreilauf
50: erstes Übertragungsmittel
52: Zwischenrad
56: zweites Übertragungsmittel
58: abtriebsseitige Zahnradstufe
60: Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen
100: Getriebeanordnung
140: Differenzial
160: Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen

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

WO 03/026911 A1 [0002]

Claims

Getriebeanordnung mit einem Kurbel-CVT-Getriebe (20), das eine Antriebsseite und eine Abtriebsseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Abtriebsseite eine Einrichtung (60; 160) zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen angeordnet ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (60; 160) zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen eingangsseitig drehfest mit einer Getriebeausgangswelle (30) des Kurbel-CVT-Getriebes (20) verbunden ist.
Getriebeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (60; 160) zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen einer Freilaufeinrichtung (29) des Kurbel-CVT-Getriebes (20) nachgeschaltet ist.
Getriebeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (60; 160) zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen einem Differenzial (40; 140) vorgeschaltet ist.
Getriebeanordnung nach 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (60) zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen zwischen dem Differenzial (40) und der Freilaufeinrichtung (29) angeordnet ist.
Getriebeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (60) zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen mit einer Trenneinrichtung kombiniert ist.
Getriebeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (160) zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen einer abtriebsseitigen Zahnradstufe (58) vorgeschaltet ist.
Getriebeanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der abtriebsseitigen Zahnradstufe (58) eine Schalt- und/oder Trenneinrichtung (36) nachgeschaltet ist.
Getriebeanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (60; 160) zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen als Drehschwingungsdämpfer mit Federelementen und Reibungselementen ausgeführt ist.
Einrichtung zum Dämpfen und/oder Tilgen von Drehschwingungen für eine Getriebeanordnung (10; 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.