DE102014214474A1

DE102014214474A1 - CVT

Info

Publication number: DE102014214474A1
Application number: DE102014214474.4A
Authority: DE
Inventors: Matthias Reisch; Patrick Klein
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-07-24
Filing date: 2014-07-24
Publication date: 2016-01-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stufenlosgetriebe, umfassend einen als Reibradplanetengetriebe mit einer Zentralachse (a) ausgebildeten Variator (1), welcher ein erstes Paar (3) von inneren axial verschiebbaren Zentralrädern (3a, 3b), ein zweites Paar (4) von äußeren axial verschiebbaren Zentralrädern (4a, 4b), zumindest ein Zwischenrad (2), welches in Reibkontakt mit den äußeren und den inneren Zentralrädern (3a, 3b, 4a, 4b) steht und im Bereich der Kontaktflächen einen veränderlichen Reibdurchmesser aufweist, und eine Betätigungseinrichtung (5), aufweisend einen Stellmotor (6) zur axialen Verschiebung der äußeren Zentralräder (4a, 4b) und der inneren Zentralräder (3a, 3b) durch Erzeugen einer Axialkraft, wobei jeweils ein inneres und ein äußeres Zentralrad (3a, 4b, 3b, 4a), die diagonal zueinander angeordnet und gleichsinnig axial verschiebbar sind, mechanisch gekoppelt und durch die Axialkraft verschiebbar sind.The invention relates to a continuously variable transmission, comprising a variator (1) designed as a friction wheel planetary gear with a central axis (a), which has a first pair (3) of inner axially displaceable central wheels (3a, 3b), a second pair (4) of outer axially displaceable ones Central wheels (4a, 4b), at least one intermediate wheel (2) which is in frictional contact with the outer and inner central wheels (3a, 3b, 4a, 4b) and in the region of the contact surfaces has a variable friction diameter, and an actuating device (5) comprising an actuating motor (6) for axially displacing the outer central wheels (4a, 4b) and the inner central wheels (3a, 3b) by generating an axial force, wherein in each case an inner and an outer central wheel (3a, 4b, 3b, 4a), which are arranged diagonally to each other and are axially displaceable in the same direction, mechanically coupled and displaceable by the axial force.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stufenlosgetriebe, welches einen als Reibradplanetengetriebe mit einer Zentralachse ausgebildeten Variator, welcher ein erstes Paar von inneren axial verschiebbaren Zentralrädern, ein zweites Paar von äußeren axial verschiebbaren Zentralrädern, zumindest ein Zwischenrad, welches in Reibkontakt mit den äußeren und den inneren Zentralrädern steht und im Bereich der Kontaktflächen einen veränderlichen Reibdurchmesser aufweist, sowie eine Betätigungseinrichtung umfasst. The invention relates to a continuously variable transmission, which is designed as a Reibradplanetengetriebe with a central axis variator, which is a first pair of inner axially displaceable central wheels, a second pair of outer axially displaceable central wheels, at least one intermediate, which is in frictional contact with the outer and inner central wheels and in the region of the contact surfaces has a variable friction diameter, and comprises an actuating device.

Stufenlosgetriebe, auch stufenlose oder stufenlos verstellbare Getriebe genannt, sind ebenso unter der Bezeichnung CVT-Getriebe (Continuously Variable Transmission) bekannt, z. B. durch die WO 81/03367 , welche ein als Planetengetriebe ausgebildetes Reibradgetriebe mit koaxialem Antrieb und Abtrieb zeigt. Continuously variable transmissions, also known as stepless or continuously variable transmissions, are also known by the name CVT transmission (Continuously Variable Transmission), z. B. by the WO 81/03367 , Which shows a designed as a planetary gear friction gear with coaxial drive and output.

In der älteren Anmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2013 223 243.8 der Anmelderin ist ein stufenloses Getriebe mit einem als Reibradgetriebe ausgebildeten Variator in koaxialer Bauweise offenbart. Der Variator ist als Planetengetriebe ausgebildet und umfasst ein antreibendes Sonnenrad oder eine Sonnenradwelle mit axial verschiebbaren inneren Reibringen, ein Hohlrad mit axial verschiebbaren äußeren Reibringen sowie als Reibräder ausgebildete Planetenräder, welche doppelkegelförmig ausgebildet sind, d. h. mit in axialer Richtung veränderlichem Reibdurchmesser. Die Planetenräder sind gehäusefest über einen Steg gelagert, jedoch in radialer Richtung beweglich. Zwischen Getriebeeingang und Getriebeausgang findet eine Leistungsverzweigung statt, wobei der Variator in einem der zwei Leistungszweige angeordnet ist. Ein Problem bei derartigen Reibradgetrieben besteht darin, dass zur Übertragung der Reibleistung relativ hohe Anpresskräfte zwischen den Zentralrädern und dem Zwischenrad aufgebracht werden müssen, was hohe Verstellenergien und damit – bei Einsatz des Getriebes in einem Kraftfahrzeug – einen erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge hat. In the earlier application of the applicant with the file number 10 2013 223 243.8 of the Applicant discloses a continuously variable transmission with a designed as a friction gear variator in a coaxial design. The variator is designed as a planetary gear and includes a driving sun or a sun gear with axially movable inner friction rings, a ring gear with axially displaceable outer friction rings and trained as friction wheels planetary gears, which are formed double-cone, d. H. with an axially variable friction diameter. The planet gears are fixed to the housing via a web, but movable in the radial direction. Between the transmission input and transmission output there is a power split, wherein the variator is arranged in one of the two power branches. A problem with such friction transmissions is that relatively high contact forces between the central wheels and the idler must be applied to transfer the friction, resulting in high Verstellenergien and thus - when using the transmission in a motor vehicle - increased fuel consumption.

Ausgehend vom Gegenstand der älteren Anmeldung der Anmelderin, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energie sparende Einrichtung zur Betätigung des Variators vorzuschlagen. Starting from the subject of the earlier application of the Applicant, it is an object of the present invention to propose an energy-saving device for actuating the variator.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object of the invention is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Erfindungsgemäß sind bei einem Stufenlosgetriebe jeweils zwei, d. h. ein inneres und ein äußeres Zentralrad, welche sich diagonal gegenüber liegen und in der gleichen Axialrichtung verschiebbar sind, mechanisch miteinander gekoppelt und parallel durch eine Axialkraft des Stellmotors verschiebbar. Unter Stufenlosgetriebe wird ein stufenlos verstellbares Getriebe verstanden, d. h. ein Drehzahl- und Drehmomentwandler, dessen Übersetzung ohne Zugkraftunterbrechung kontinuierlich verändert werden kann. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass bei einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses die sich in Bezug auf die Längsachse des Zwischenrades jeweils diagonal gegenüberliegenden Zentralräder in derselben axialen Richtung verschoben werden. Aufgrund der mechanischen Koppelung ist für die Verstellung der Zentralräder nur ein Stellmotor erforderlich. Damit wird der Vorteil einer Energieeinsparung für die Verstellung der Zentralräder erreicht. Gleichzeitig ergeben sich Vorteile im Hinblick auf einen verringerten Bauraum, ein geringeres Gewicht und eine Kraftstoffersparnis für den Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges. According to the invention in a continuously variable transmission each two, d. H. an inner and an outer central wheel, which are diagonally opposite and are displaceable in the same axial direction, mechanically coupled to each other and displaceable in parallel by an axial force of the servomotor. Under stepless transmission is understood a continuously variable transmission, d. H. a speed and torque converter whose translation can be changed continuously without interruption of traction. The invention is based on the recognition that, when the transmission ratio changes, the respective central wheels, which are in each case diagonally opposite relative to the longitudinal axis of the intermediate gear, are displaced in the same axial direction. Due to the mechanical coupling only one servomotor is required for the adjustment of the central wheels. Thus, the advantage of energy savings for the adjustment of the central wheels is achieved. At the same time there are advantages in terms of a reduced space, a lower weight and a fuel economy for the internal combustion engine of a motor vehicle.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die mechanische Kopplung von jeweils zwei Zentralrädern über ein Axiallager, welches vorzugsweise als Wälzlager ausgebildet ist. Da das jeweils innere und äußere Zentralrad unterschiedliche Drehzahlen aufweisen, kann durch das Axiallager die für die Verstellung erforderliche Axialkraft bei Relativdrehzahlen übertragen werden. According to a preferred embodiment, the mechanical coupling of two central wheels via a thrust bearing, which is preferably designed as a rolling bearing. Since the respective inner and outer central gear have different rotational speeds, the axial bearing required for the adjustment axial force can be transmitted at relative speeds by the thrust bearing.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Betätigungseinrichtung einen weiteren Stellmotor, welcher eine Axialkraft für die Anpressung der Zentralräder erzeugt. Die Anpressung wird durch Axialverschiebung der konischen Reibflächen der Zentralräder gegenüber den konischen Reibflächen des mindestens einen Zwischenrades erreicht. Die Übertragung der Axialkraft erfolgt ebenfalls parallel auf die mechanisch gekoppelten Zentralräder über ein weiteres Axiallager. According to a further preferred embodiment, the actuating device comprises a further servomotor, which generates an axial force for the pressing of the central wheels. The contact pressure is achieved by axial displacement of the conical friction surfaces of the central wheels relative to the conical friction surfaces of the at least one intermediate wheel. The transmission of the axial force also takes place parallel to the mechanically coupled central wheels via a further thrust bearing.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Stellmotor zur Verstellung der Zentralräder als Hydraulikzylinder ausgebildet und umfasst zwei gegeneinander wirkende Verstellkammern, in welchen ein Verstelldruck wirkt. Die Volumina der Verstellkammern verhalten sich umgekehrt proportional und sind Gegenspieler. Eine Verstellkammer wirkt dabei jeweils als Rotationsdruckausgleichskammer, wenn sich bei steigenden Drehzahlen eine Druckerhöhung in den Verstellkammern ergibt. According to a further preferred embodiment, the servomotor for adjusting the central wheels is designed as a hydraulic cylinder and comprises two mutually acting adjusting chambers, in which an adjusting pressure acts. The volumes of the adjustment chambers behave inversely proportional and are opponents. An adjustment chamber acts in each case as Rotationsdruckausgleichskammer when there is an increase in pressure in the adjustment chambers with increasing speeds.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der weitere Stellmotor als Hydraulikzylinder ausgebildet und weist eine Anpresskammer sowie eine Druckausgleichskammer auf, welche den bei Rotation auftretenden Druckanstieg kompensiert. Im Vergleich zu den Verstellkammern ist das Volumen der Anpresskammer relativ gering; der Druck in der Anpresskammer (der Anpressdruck) ist höher als der Druck in den Verstellkammern (der Verstelldruck), da für die Anpressung der Zentralräder zur Übertragung der Reibmomente ein erhöhter Druck erforderlich ist. According to a further preferred embodiment, the further servomotor is designed as a hydraulic cylinder and has a pressure chamber and a pressure compensation chamber, which compensates for the pressure increase occurring during rotation. Compared to the adjustment chambers, the volume of the pressure chamber is relatively small; the pressure in the Anpresskammer (the contact pressure) is higher than the pressure in the Verstellkammern (the adjustment pressure), as for the contact pressure of the central wheels to transmit the friction torque, an increased pressure is required.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Hub der Anpresskammer in axialer Richtung kleiner als der Hub der Verstellkammern, was sich aus den unterschiedlichen Verstellwegen ergibt. According to a further preferred embodiment, the stroke of the pressure chamber in the axial direction is smaller than the stroke of the adjustment chambers, which results from the different adjustment paths.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen entweder das erste Paar von inneren Zentralrädern oder das zweite Paar von äußeren Zentralrädern eine Durchdringung, auch Durchgriff genannt, auf, welche die mechanische Koppelung von sich diagonal gegenüber liegenden Zentralrädern ermöglicht. Die Durchdringung besteht einerseits aus Durchbrüchen am einen Zentralrad und aus die Durchbrüche durchsetzenden Stegen am anderen Zentralrad. Beide Zentralräder durchgreifen sich somit gegenseitig in axialer Richtung, wobei gleichzeitig eine gegenseitige Drehmomentmitnahme erfolgen kann. According to another preferred embodiment, either the first pair of inner central wheels or the second pair of outer central wheels, a penetration, also called Durchgriff, on, which allows the mechanical coupling of diagonally opposite central wheels. The penetration consists on the one hand of breakthroughs on a central wheel and from the openings passing through webs on the other central wheel. Both central wheels thus pass through each other in the axial direction, at the same time a mutual torque driving can take place.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Zentralräder eines Paares drehfest, jedoch axial verschiebbar zueinander angeordnet. Die Drehmomentanteile der Zentralräder werden somit paarweise zusammengeführt. According to a further preferred embodiment, the central wheels of a pair are rotationally fixed, but axially displaceable to each other. The torque components of the central wheels are thus combined in pairs.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Zentralräder eines Paares direkt oder mittelbar über axial verschiebbare Drehmomentmitnahmeelemente miteinander verbunden, beispielsweise durch Kugelführungen, bei denen Kugeln in axialen Nuten von „Welle und Bohrung“ geführt sind. Die Kugelführungen erlauben eine besonders reibungsarme Axialverschiebung unter Last. According to a further preferred embodiment, the central wheels of a pair are connected directly or indirectly via axially displaceable torque-absorbing elements, for example by ball bearings, in which balls are guided in axial grooves of "shaft and bore". The ball guides allow a particularly low-friction axial displacement under load.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Hydraulikflüssigkeit für die Hydraulikzylinder über nur eine zentrale Welle zugeführt, was aufgrund der koaxialen Bauweise des Variators möglich ist. Die Hydraulikflüssigkeit wird dabei zwischen mit Relativdrehzahl rotierenden Teilen durch Drehübertrager übergeben. Die Zuführung der Hydraulikflüssigkeit für die Stellmotoren erfolgt daher mit geringeren Verlusten. According to another preferred embodiment, the hydraulic fluid for the hydraulic cylinder is supplied via only one central shaft, which is possible due to the coaxial design of the variator. The hydraulic fluid is transferred between rotating with relative speed rotating parts by rotary transformer. The supply of hydraulic fluid for the servomotors therefore takes place with lower losses.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Zwischenrad – in der Regel sind mehrere Zwischenräder auf dem Umfang angeordnet – im Wesentlichen doppelkegelförmig ausgebildet, wobei auch eine ballige Form, d. h. eine nicht lineare Veränderung des Reibdurchmesser möglich ist. Der Doppelkegel kann so ausgebildet sein, dass die Kegelspitzen entweder an den äußeren Enden oder in der Mitte des Zwischenrades angeordnet sind. According to a further preferred embodiment, the at least one intermediate wheel-generally a plurality of intermediate wheels are arranged on the circumference-substantially double-cone-shaped, wherein also a spherical shape, d. H. a non-linear change in the friction diameter is possible. The double cone can be designed so that the conical tips are arranged either at the outer ends or in the middle of the intermediate gear.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Zwischenrad – in Umfangsrichtung gesehen – gehäusefest gelagert, d. h. das Planetengetriebe arbeitet mit einer stufenlos veränderbaren Standübersetzung. According to a further preferred embodiment, the intermediate wheel is - seen in the circumferential direction - fixed to the housing, d. H. The planetary gear works with a continuously variable stand ratio.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Variator entweder über die inneren Zentralräder (die Sonnenradwelle) oder über die äußeren Zentralräder (das Hohlrad) angetrieben werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Antrieb über die inneren Zentralräder, welche drehfest mit einem um die Zentralachse rotierenden Antriebselement verbundnen sind. Analog sind die äußeren Zentralräder mit einem koaxial angeordneten Abtriebselement verbunden. According to another preferred embodiment, the variator can be driven either via the inner central wheels (the sun gear shaft) or via the outer central wheels (the ring gear). In a preferred embodiment, the drive via the inner central wheels, which are rotatably connected to a rotating about the central axis drive element. Analogously, the outer central wheels are connected to a coaxially arranged output element.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below, which may result from the description and / or the drawing further features and / or advantages. Show it

1 Elemente eines Variators in schematischer Darstellung; 1 Elements of a variator in a schematic representation;

2a den Variator gemäß 1 mit einer Betätigungseinrichtung in einer ersten Endlage; 2a according to the variator 1 with an actuating device in a first end position;

2b den Variator gemäß 2a in einer zweiten Endlage; 2 B according to the variator 2a in a second end position;

3a den Variator mit Drehmomentmitnahmeelementen in einer ersten Endlage; 3a the variator with torque-entrainment elements in a first end position;

3b den Variator gemäß 3a in einer zweiten Endlage; 3b according to the variator 3a in a second end position;

4a den Variator mit einem Durchgriff an den äußeren Zentralrädern in einer ersten Endlage; 4a the variator with a penetration on the outer central wheels in a first end position;

4b den Variator gemäß 4a in einer zweiten Endlage; 4b according to the variator 4a in a second end position;

5a den Variator gemäß 4a mit Drehmomentmitnahmeelementen in einer ersten Endlage; 5a according to the variator 4a with torque-transmitting elements in a first end position;

5b den Variator gemäß 5a in einer zweiten Endlage. 5b according to the variator 5a in a second end position.

1 zeigt die Elemente eines Variators 1, welcher als Reibradplanetengetriebe ausgebildet ist. Der Variator 1 umfasst mindestens ein als doppelkegelförmiges Reibrad ausgebildetes Zwischenrad 2, welches als eines von mehreren Planetenrädern des Planetengetriebes fungiert und beiderseits in Umfangsrichtung gehäusefest gelagert, in radialer Richtung jedoch – wie durch Doppelpfeile angedeutet – verschiebbar ist. In Reibkontakt mit dem Zwischenrad 2 steht ein erstes Paar 3 von inneren Zentralrädern 3a, 3b, ausgebildet als Reibringe 3a, 3b, und ein zweites Paar 4 von äußeren Zentralrädern 4a, 4b, ausgebildet als Reibringe 4a, 4b, welche jeweils – wie durch Doppelpfeile angedeutet – axial verschiebbar sind. Durch eine gegenläufige axiale Verschiebung der inneren Reibringe 3a, 3b und der äußeren Reibringe 4a, 4b kann das Übersetzungsverhältnis stufenlos verändert werden. Das Paar 3 der inneren Reibringe 3a, 3b bildet funktionell das Sonnenrad des Planetengetriebes, und das Paar 4 der äußeren Reibringe 4a, 4b bildet funktionell das Hohlrad des Planetengetriebes, welches eine Zentral- oder Rotationsachse a aufweist. 1 shows the elements of a variator 1 , which is designed as Reibradplanetengetriebe. The variator 1 comprises at least one designed as a double-conical friction wheel idler 2 , which acts as one of several planetary gears of the planetary gear and mounted fixed to the housing on both sides in the circumferential direction, in radial Direction, however, as indicated by double arrows - is displaced. In frictional contact with the intermediate gear 2 is a first couple 3 from inner central wheels 3a . 3b , designed as friction rings 3a . 3b , and a second pair 4 from outer central wheels 4a . 4b , designed as friction rings 4a . 4b , which in each case - as indicated by double arrows - are axially displaceable. By an opposite axial displacement of the inner friction rings 3a . 3b and the outer friction rings 4a . 4b The transmission ratio can be changed continuously. The couple 3 the inner friction rings 3a . 3b functionally forms the sun gear of the planetary gear, and the pair 4 the outer friction rings 4a . 4b functionally forms the ring gear of the planetary gear, which has a central or rotational axis a.

2a und 2b zeigen den Variator 1 mit einer Betätigungseinrichtung 5, welche einen ersten Stellmotor 6 zur Verstellung der inneren und äußeren Zentralräder 3a, 3b, 4a, 4b und einen zweiten Stellmotor 7 (auch weiterer Stellmotor 7 genannt) zur Aufbringung einer Anpressung (Anpresskraft) zwischen den Zentralrädern 3a, 3b, 4a, 4b und dem Zwischenrad 2 umfasst. Der erste Stellmotor 6 ist als Hydraulikzylinder ausgebildet und umfasst eine erste Verstellkammer V1 sowie eine zweite Verstellkammer V2, wobei die Verstellkammer V1 in 2a ihr maximales und die Verstellkammer V2 ihr minimales Volumen einnehmen. Beide Verstellkammern V1, V2 sind Gegenspieler, d. h. ihre Volumina stehen in einem reziproken Verhältnis zueinander. Der zweite Stellmotor 7 umfasst eine Anpresskammer A und eine Druckausgleichskammer R, welche ebenfalls als Gegenspieler ausgebildet sind. Die Anpresskammer A arbeitet mit einem Anpressdruck, welcher größer als der Druck in den Verstellkammern V1, V2 ist. Darüber hinaus sind das Volumen und der Hub der Arbeitskammer A wesentlich kleiner im Vergleich zu den Verstellkammern V1, V2. Die Druckausgleichskammer R kompensiert den bei Rotation auftretenden Rotationsdruck in der Arbeitskammer A, was analog auch für die beiden Verstellkammern V1, V2 gilt. 2a and 2 B show the variator 1 with an actuating device 5 , which is a first servomotor 6 for adjusting the inner and outer central wheels 3a . 3b . 4a . 4b and a second servomotor 7 (also another servomotor 7 called) for applying a contact pressure (contact pressure) between the central wheels 3a . 3b . 4a . 4b and the idler 2 includes. The first servomotor 6 is designed as a hydraulic cylinder and comprises a first adjustment chamber V1 and a second adjustment chamber V2, wherein the adjustment chamber V1 in 2a their maximum and the adjustment chamber V2 occupy their minimum volume. Both Verstellkammern V1, V2 are opponents, ie their volumes are in reciprocal relationship to each other. The second servomotor 7 includes a Anpresskammer A and a pressure compensation chamber R, which are also designed as an opponent. The pressure chamber A operates with a contact pressure which is greater than the pressure in the adjustment chambers V1, V2. In addition, the volume and the stroke of the working chamber A are substantially smaller compared to the adjustment chambers V1, V2. The pressure compensation chamber R compensates for the rotational pressure occurring in rotation in the working chamber A, which applies analogously to the two Verstellkammern V1, V2.

Erfindungsgemäß sind jeweils zwei sich diagonal gegenüber liegende und in derselben Axialrichtung verschiebbare Zentralräder, nämlich einerseits das innere linke Zentralrad 3a und das äußere rechte Zentralrad 4b über ein als Wälzlager ausgebildetes erstes Axiallager 8 und andererseits das innere rechte Zentralrad 3b und das äußere linke Zentralrad 4a über ein zweites als Wälzlager ausgebildetes Axiallager 9 mechanisch miteinander gekoppelt. Zur Verdeutlichung sind die miteinander gekoppelten Zentralräder in 2a durch diagonal verlaufende gestrichelte Linien im Bereich des Zwischenrades miteinander verbunden. Die mechanische Koppelung bewirkt, dass die von der beiden Stellmotoren 6, 7 erzeugten Axialkräfte jeweils parallel auf ein mechanisch gekoppeltes Zentralradpaar übertragen werden, nämlich einerseits auf das Zentralradpaar 3a/4b über das erste Axiallager 8 und andererseits auf das Zentralradpaar 3b/4a über das zweite Axiallager 9. Die mechanisch gekoppelten Zentralradpaare 3a/4b, 3b/4a werden somit jeweils in derselben Axialrichtung verschoben. According to the invention, two diagonally opposite and displaceable in the same axial direction of the central wheels, namely on the one hand, the inner left central wheel 3a and the outer right central wheel 4b via a first thrust bearing designed as a rolling bearing 8th and on the other hand, the inner right central wheel 3b and the outer left central wheel 4a via a second designed as a rolling bearing thrust bearing 9 mechanically coupled with each other. To clarify the coupled central wheels are in 2a connected by diagonal dashed lines in the area of the intermediate wheel. The mechanical coupling causes that of the two servomotors 6 . 7 generated axial forces are each transmitted in parallel to a mechanically coupled Zentralradpaar, namely on the one hand to the Zentralradpaar 3a / 4b over the first thrust bearing 8th and on the other hand on the Zentralradpaar 3b / 4a over the second thrust bearing 9 , The mechanically coupled Zentralradpaare 3a / 4b . 3b / 4a are thus each shifted in the same axial direction.

In 2a ist eine erste Endlage (Extremlage) dargestellt, wobei die inneren Zentralräder 3a, 3b am maximalen Reibdurchmesser des Zwischenrades 2 anliegen, während die äußeren Zentralräder 4a, 4b am minimalen Reibdurchmesser des Zwischenrades 2 anliegen und maximal gespreizt sind. In 2b ist eine zweite Endlage (Exremlage) dargestellt, wobei die inneren Zentralräder 3a, 3b am minimalen Reibdurchmesser anliegen und somit maximal gespreizt sind. Die äußeren Zentralräder 4a, 4b liegen am maximalen Reibdurchmesser an. Innerhalb dieser beiden Endlagen kann die Übersetzung zwischen den inneren und den äußeren Zentralradpaaren 3, 4 stufenlos und ohne Zugkraftunterbrechung verändert werden. Um von der ersten Endlage (2a) in die zweite Endlage (2b) zu kommen, wird der Verstellzylinder V2 in 2 mit einem Verstelldruck beaufschlagt, sodass das Volumen der Verstellkammer V2 wächst, während sich gleichzeitig das Volumen der Verstellkammer V1 im gleichen Maße verringert. Nach Erreichen der zweiten Endlage (2b) hat die Verstellkammer V2 ihr maximales Volumen eingenommen, wobei die mechanisch miteinander gekoppelten Zentralradpaare 3a/4b und 3b/4a jeweils parallel zueinander in derselben Richtungverschoben wurden – dies ist auch in 2b durch diagonal verlaufende gestrichelte Linien verdeutlicht. In 2a is shown a first end position (extreme position), wherein the inner central wheels 3a . 3b at the maximum friction diameter of the intermediate wheel 2 abut while the outer central wheels 4a . 4b at the minimum friction diameter of the intermediate wheel 2 abut and maximally spread are. In 2 B is shown a second end position (Exremlage), wherein the inner central wheels 3a . 3b abut the minimum friction diameter and thus are spread apart. The outer central wheels 4a . 4b are at the maximum friction diameter. Within these two end positions, the translation between the inner and the outer Zentralradpaaren 3 . 4 be changed continuously and without interruption of traction. Order from the first end position ( 2a ) in the second end position ( 2 B ), the adjusting cylinder V2 in 2 subjected to an adjusting pressure, so that the volume of the adjustment chamber V2 grows, while at the same time reduces the volume of the adjustment chamber V1 to the same extent. After reaching the second end position ( 2 B ), the adjustment chamber V2 has assumed its maximum volume, wherein the mechanically coupled to each other Zentralradpaare 3a / 4b and 3b / 4a were shifted parallel to each other in the same direction - this is also in 2 B illustrated by diagonal dashed lines.

3a und 3b zeigen den Variator 1 mit Betätigungseinrichtung 5 – wie in 2a, 2b dargestellt – jedoch ergänzt durch ein Antriebselement 10 und ein Abtriebselement 11, welche koaxial zueinander angeordnet sind und um die Zentralachse a rotieren. Zwischen dem Antriebselement 10 und dem inneren Zentralrad 3b ist ein erstes Drehmomentmitnahmeelement 12, und zwischen dem Abtriebselement 11 und dem äußeren Zentralrad 4a ist ein zweites Drehmomentmitnahmeelement 13 angeordnet. Ferner sind zwischen den beiden inneren, sich partiell durchgreifenden Zentralrädern 3a, 3b ein drittes Drehmomentmitnahmeelement 14 und zwischen den beiden äußeren Zentralrädern 4a, 4b ein viertes Drehmomentmitnahmeelement 15 angeordnet. Damit ist das innere Zentralradpaar 3a, 3b drehfest mit dem Antriebselement 10 und das äußere Zentralradpaar 4a, 4b drehfest mit dem Abtriebselement 11 verbunden. Die Drehmomentmitnahmeelemente 12, 13, 14, 15 sind vorzugsweise als Kugelführungen ausgebildet, welche einerseits eine Drehmomentmitnahme ermöglichen, andererseits eine gegenseitige Axialbewegung zulassen. Das Antriebselement 10 bildet in dem drei Wellen aufweisenden Planetengetriebe des Variators 1 die Sonnenradwelle, und das Abtriebselement 11 fungiert als Hohlrad; die dritte Welle, der Steg, ist fest gehalten. Alternativ kann der Antrieb jedoch auch über das Hohlrad, d. h. das äußere Zentralradpaar und der Abtrieb über die Sonnenradwelle, d. h. das innere Zentralradpaar erfolgen – dabei ergeben sich andere Übersetzungsverhältnisse. Über das Antriebselement 10 kann ein erster Planetenradsatz vorgeschaltet, und über das Abtriebselement 11 können weitere Planetenradsätze nachgeschaltet werden, was hier nicht, jedoch in der älteren Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2013 223 243.8 dargestellt und beschrieben ist. Man erhält somit ein Mehrbereichsgetriebe mit Leistungsverzweigung für Kraftfahrzeuge. 3a and 3b show the variator 1 with actuating device 5 - as in 2a . 2 B shown - but supplemented by a drive element 10 and an output element 11 , which are arranged coaxially with each other and rotate about the central axis a. Between the drive element 10 and the inner central wheel 3b is a first torque-entrainment element 12 , and between the output element 11 and the outer central wheel 4a is a second torque-entrainment element 13 arranged. Furthermore, between the two inner, partially radical central wheels 3a . 3b a third torque-entrainment element 14 and between the two outer central wheels 4a . 4b a fourth torque-entrainment element 15 arranged. This is the inner Zentralradpaar 3a . 3b rotatably with the drive element 10 and the outer central wheel pair 4a . 4b rotatably with the output element 11 connected. The torque-absorbing elements 12 . 13 . 14 . 15 are preferably designed as ball guides, which on the one hand enable a torque entrainment, on the other hand allow a mutual axial movement. The drive element 10 forms in the three-shaft planetary gear of the variator 1 the sun gear shaft, and that output element 11 acts as a ring gear; the third wave, the bridge, is held tight. Alternatively, however, the drive via the ring gear, ie the outer Zentralradpaar and the output via the Sonnenradwelle, ie the inner Zentralradpaar done - this results in other gear ratios. About the drive element 10 can be a first planetary gear set upstream, and the output element 11 can be followed by other planetary gear sets, which is not shown here, but described in the earlier application with the file number 10 2013 223 243.8 and described. One thus obtains a multi-range transmission with power split for motor vehicles.

Bei dem in 3a, 3b dargestellten Ausführungsbeispiel durchgreifen sich die inneren Zentralräder 3a, 3b im Bereich eines Durchbruches 3c im Zentralrad 3b. At the in 3a . 3b illustrated embodiment, the inner central wheels pass through 3a . 3b in the area of a breakthrough 3c in the central wheel 3b ,

3b zeigt im Unterschied zu 3a, wo die erste Endlage der Zentralräder 3a, 3b, 4a, 4b dargestellt ist, die zweite Endlage der Zentralräder. Die Drehmomentmitnahmeelemente 12, 13, 14, 15 lassen somit eine gegenseitige Axialverschiebung der drehfest miteinander verbundenen rotierenden Bauteile zu. 3b shows in contrast to 3a where the first end position of the central wheels 3a . 3b . 4a . 4b is shown, the second end position of the central wheels. The torque-absorbing elements 12 . 13 . 14 . 15 thus allow a mutual axial displacement of the rotationally fixed interconnected rotating components.

4a und 4b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen Variator 1, bei welchem sich die äußeren Zentralräder 4a, 4b im Bereich eines Durchbruches 4c im Zentralrad 4a durchgreifen. Das innere linke Zentralrad 3a ist mit dem äußeren rechten Zentralrad 4b über ein erstes Axiallager 16 mechanisch gekoppelt, wobei das Axiallager 16 zwischen dem rechten äußeren Zentralrad 4b und der Anpresskammer A angeordnet ist. Das innere rechte Zentralrad 3b ist mit dem äußeren linken Zentralrad 4a über ein zweites Axiallager 17 mechanisch gekoppelt. Das zweite Axiallager 17 ist zwischen dem rechten inneren Zentralrad 3b und dem linken äußeren Zentralrad 4a angeordnet, sodass das gekoppelte Zentralradpaar 3b/4a parallel mit derselben Axialkraft belastet wird. Ebenso wird das gekoppelte Zentralradpaar 3a/4b mit derselben Axialkraft parallel belastet und verschoben. Die mechanisch gekoppelten Zentralradpaare sind in 4a und 4b, d. h. in beiden Endlagen durch gestrichelte diagonal verlaufende Linien gekennzeichnet. 4a and 4b show a further embodiment of the invention for a variator 1 in which the outer central wheels 4a . 4b in the area of a breakthrough 4c in the central wheel 4a succeed. The inner left central wheel 3a is with the outer right central wheel 4b via a first thrust bearing 16 mechanically coupled, the thrust bearing 16 between the right outer central wheel 4b and the Anpresskammer A is arranged. The inner right central wheel 3b is with the outer left central wheel 4a via a second thrust bearing 17 mechanically coupled. The second thrust bearing 17 is between the right inner central wheel 3b and the left outer central wheel 4a arranged so that the coupled Zentralradpaar 3b / 4a is loaded in parallel with the same axial force. Likewise, the coupled Zentralradpaar 3a / 4b loaded and shifted in parallel with the same axial force. The mechanically coupled Zentralradpaare are in 4a and 4b , ie marked in both end positions by dashed diagonal lines.

5a und 5b zeigen den Variator gemäß 4a, 4b, jedoch ergänzt durch ein Antriebselement 10, ein Abtriebselement 11 und durch Drehmomentmitnahmeelemente 12, 13, 14, 15. Analog dem Ausführungsbeispiel gemäß 3a, 3b ist auch hier die inneren Zentralräder 3a, 3b drehfest miteinander und als Paar mit dem Antriebselement 10 und die äußeren Zentralräder 4a, 4b drehfest miteinander und als Paar mit dem Abtriebselement 11 verbunden. Die Verstellung von der ersten Endlage (5a) zur zweiten Endlage (5b) erfolgt analog den vorherigen Ausführungsbeispielen über die Verstellzylinder V1, V2. 5a and 5b show the variator according to 4a . 4b , but supplemented by a drive element 10 , an output element 11 and by torque-absorbing elements 12 . 13 . 14 . 15 , Analogous to the embodiment according to 3a . 3b Here is the inner central wheels 3a . 3b rotatably together and as a pair with the drive element 10 and the outer central wheels 4a . 4b rotatably with each other and as a pair with the output element 11 connected. The adjustment from the first end position ( 5a ) to the second end position ( 5b ) takes place analogously to the previous embodiments on the adjusting cylinder V1, V2.

Das erfindungsgemäße Stufenlosgetriebe mit Variator wird bevorzugt als Kraftfahrzeug-Getriebe verwendet. The continuously variable transmission with variator according to the invention is preferably used as a motor vehicle transmission.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Variator variator
2 2: Zwischenrad idler
3 3: erstes Paar first couple
3a 3a: inneres Zentralrad inner central wheel
3b 3b: inneres Zentralrad inner central wheel
3c 3c: Durchdringung penetration
4 4: zweites Paar second couple
4a 4a: äußeres Zentralrad outer central wheel
4b 4b: äußeres Zentralrad outer central wheel
4c 4c: Durchbruch breakthrough
5 5: Betätigungseinrichtung actuator
6 6: erster Stellmotor first servomotor
7 7: zweiter Stellmotor second servomotor
8 8th: erstes Axiallager first thrust bearing
9 9: zweites Axiallager second thrust bearing
10 10: Antriebselement driving element
11 11: Abtriebselement output element
1212: erstes Drehmomentmitnahmeelement first torque take-up element
13 13: zweites Drehmomentmitnahmeelement second torque take-up element
14 14: drittes Drehmomentmitnahmeelement third torque-entrainment element
15 15: viertes Drehmomentmitnahmeelement fourth torque-entrainment element
16 16: erstes Axiallager first thrust bearing
17 17: zweites Axiallager second thrust bearing
A A: Anpresskammer Anpresskammer
R R: Druckausgleichsraum Pressure equalization chamber
V1 V1: erste Verstellkammer first adjustment chamber
V2 V2: zweite Verstellkammer second adjustment chamber
a a: Zentralachse central axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 81/03367 [0002]

Claims

Continuously variable transmission, comprising a variator designed as a friction wheel planetary gear with a central axis (a) ( 1 ), which is a first pair ( 3 ) of inner axially displaceable central wheels ( 3a . 3b ), a second pair ( 4 ) of outer axially displaceable central wheels ( 4a . 4b ), at least one intermediate wheel ( 2 ) which is in frictional contact with the outer and inner central wheels ( 3a . 3b . 4a . 4b ) and in the region of the contact surfaces has a variable friction diameter, and an actuating device ( 5 ), comprising a servomotor ( 6 ) for the axial displacement of the outer central wheels ( 4a . 4b ) and the inner central wheels ( 3a . 3b ) by generating an axial force, wherein in each case an inner and an outer central wheel ( 3a . 4b . 3b . 4a ), which are arranged diagonally to each other and in the same direction axially displaceable, mechanically coupled and are displaceable by the axial force.

Continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that in each case two, an inner and an outer, diagonally arranged central wheels ( 3a . 4b . 3b . 4a ) via a thrust bearing ( 8th . 9 . 16 . 17 ) are coupled.

Continuously variable transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the actuating device ( 5 ) another servomotor ( 7 ) for pressing the central wheels ( 3a . 3b . 4a . 4b ) having.

Continuously variable transmission according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the servomotor ( 6 ) for adjusting the central wheels ( 3a . 3b . 4a . 4b ) is designed as a hydraulic cylinder and two mutually acting adjusting chambers (V1, V2).

Continuously variable transmission according to claim 3 or 4, characterized in that the further servomotor ( 7 ) is designed as a hydraulic cylinder and a pressure chamber (A) and a pressure compensation chamber (R).

Continuously variable transmission according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the stroke of the pressure chamber (A) is smaller than the stroke of the adjustment chambers (V1, V2).

Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 6, characterized in that either the first pair ( 3 ) of the inner central wheels ( 3a . 3b ) or the second pair ( 4 ) of the outer central wheels ( 4a . 4b ) a penetration ( 3c . 4c ) having.

Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 7, characterized in that the central wheels ( 3a . 3b . 4a . 4b ) of a couple ( 3 . 4 ) are each rotatably connected to each other.

Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 8, characterized in that the central wheels ( 3a . 3b . 4a . 4b ) of a couple ( 3 . 4 ) directly or indirectly via axially displaceable torque-absorbing elements ( 12 . 13 . 14 . 15 ) are interconnected.

Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 9, characterized in that the hydraulic cylinders ( 6 . 7 ) can be filled with a hydraulic fluid and that the hydraulic fluid can be supplied via a central shaft.

Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 10, characterized in that the at least one intermediate wheel ( 2 ) is formed substantially double-cone-shaped.

Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 11, characterized in that the at least one intermediate wheel ( 2 ), seen in the circumferential direction, is fixed to the housing.

Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 12, characterized in that the inner central wheels ( 3a . 3b ) with a drive element rotating about the central axis (a) ( 10 ) and the outer central wheels ( 4a . 4b ) with a driven element rotating about the central axis (a) ( 11 ) are connected.