DE102014214476A1 - Stufenlosgetriebe und Verfahren zum Betätigen des Stufenlosgetriebes - Google Patents

Stufenlosgetriebe und Verfahren zum Betätigen des Stufenlosgetriebes Download PDF

Info

Publication number
DE102014214476A1
DE102014214476A1 DE102014214476.0A DE102014214476A DE102014214476A1 DE 102014214476 A1 DE102014214476 A1 DE 102014214476A1 DE 102014214476 A DE102014214476 A DE 102014214476A DE 102014214476 A1 DE102014214476 A1 DE 102014214476A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
continuously variable
variable transmission
central wheels
transmission according
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102014214476.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Matthias Reisch
Patrick Klein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to DE102014214476.0A priority Critical patent/DE102014214476A1/de
Publication of DE102014214476A1 publication Critical patent/DE102014214476A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H15/00Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members
    • F16H15/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by friction between rotary members without members having orbital motion
    • F16H15/04Gearings providing a continuous range of gear ratios
    • F16H15/06Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B
    • F16H15/16Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a conical friction surface
    • F16H15/18Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a conical friction surface externally
    • F16H15/22Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a conical friction surface externally the axes of the members being parallel or approximately parallel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H37/00Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/021Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuous variable friction gearing
    • F16H37/022Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings toothed gearing combined with continuous variable friction gearing the toothed gearing having orbital motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/04Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism
    • F16H63/06Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions
    • F16H63/065Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions hydraulic actuating means

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 ersten hydraulischen Stellmotor (A1) zur Betätigung der äußeren Zentralräder (4a, 4b) und einen zweiten hydraulischen Stellmotor (A2) zur Betätigung der inneren Zentralräder (3a, 3b), wobei der erste und der zweite hydraulische Stellmotor (A1, A2) hydraulisch gekoppelt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Stufenlosgetriebe mit einem Antriebselement, einem koaxial zum Antriebselement angeordneten Abtriebselement und einem als Reibradgetriebe ausgebildeten Variator. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betätigen des Stufenlosgetriebes.
  • Stufenlosgetriebe, auch stufenlose oder stufenlos verstellbare Getriebe genannt, sind ebenso unter der Bezeichnung CVT-Getriebe (Continuously Variable Transmission) bekannt. Durch die US 2012/0040792 A1 wurde ein als Toroidgetriebe ausgebildetes CVT-Getriebe bekannt.
  • 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. Das Getriebe ist als Mehrbereichsgetriebe ausgebildet. 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.
  • Ausgehend vom Gegenstand der älteren Anmeldung der Anmelderin, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Energie sparende Einrichtung sowie ein Verfahren zur Betätigung des Variators vorzuschlagen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1 und 12 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nach einem ersten Aspekt der Erfindung weist das Stufenlosgetriebe einen ersten hydraulischen Stellmotor (ersten Aktuator) zur Betätigung der äußeren Zentralräder und einen zweiten hydraulischen Stellmotor (zweiten Aktuator) zur Betätigung der inneren Zentralräder auf, wobei der erste und der zweite Aktuator hydraulisch miteinander gekoppelt, d. h. parallel geschaltet sind. Bevorzugt erfolgt die hydraulische Koppelung durch einen Druckausgleichskanal zwischen den beiden Aktuatoren. Unter Stufenlosgetriebe wird ein stufenlos verstellbares Getriebe verstanden, d. h. ein Drehzahl- und Drehmomentwandler, dessen Übersetzung ohne Zugkraftunterbrechung kontinuierlich verändert werden kann. Die Veränderung der Übersetzung erfolgt hier durch gegenläufige Axialverschiebung der äußeren und der inneren Zentralräder oder Reibringe, was durch die zugeordneten hydraulischen Aktuatoren bewirkt wird. Die Betätigung durch die Aktuatoren umfasst einerseits die Verstellung der Reibringe und andererseits die Erzeugung der erforderlichen Anpresskraft in den Reibpaarungen, d. h. zwischen den Reibringen und dem als Reibkörper ausgebildeten Zwischenrad, damit die erforderliche Leistung über den Variator übertragen werden kann. Mit der hydraulischen Koppelung wird der Vorteil einer Energieeinsparung erreicht, weil der jeweils aktivierte, Energie verbrauchende Aktuator mit der gespeicherten und frei werdenden Energie des deaktivierten Aktuators gespeist wird. Damit wird der Energiebedarf zum Betreiben des Variators reduziert.
  • Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind die Stellmotoren als Hydraulikzylinder, vorzugsweise als Ringzylinder ausgebildet, wodurch sich eine kompakte koaxiale Bauweise ergibt. Dabei sind die Hydraulikzylinder erfindungsgemäß durch den Druckausgleichskanal miteinander verbunden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist mindestens einem der beiden Hydraulikzylinder ein Rotationsdruckausgleichsraum zugeordnet, welcher den bei Rotation im Hydraulikzylinder erhöhten Flüssigkeitsdruck ausgleicht. Damit wird ein mit der Drehzahl ansteigender Anpressdruck kompensiert.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Druckausgleichsraum koaxial und benachbart zu dem mindestens einen Hydraulikzylinder angeordnet. Der Druckausgleichsraum wirkt gleichzeitig als Verstellzylinder und als Gegenspieler zu dem den Anpressdruck bewirkenden Hydraulikzylinder.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Zuführdruck an zumindest einem Druckausgleichsraum einstellbar. Hierdurch wird in bevorzugter Weise die Variatorverstellung ermöglicht. Unter dem Zuführdruck ist dabei der Druck der Zuleitung in den Druckausgleichsraum zu verstehen.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Zentralräder eines Paares jeweils drehfest miteinander verbunden. Damit wird der Vorteil erreicht, dass bei der Verstellung der Zentralräder nur eine Axialbewegung und keine Verstellung in Umfangsrichtung statt findet.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Zentralräder eines Paares direkt oder mittelbar über axial verschiebbare Drehmomentübertragungselemente miteinander verbunden. Die Drehmomentübertragungselemente können bevorzugt als Kugelführungen ausgebildet sein, d. h. in Axialnuten geführte Kugeln, welche einerseits eine Axialbewegung zwischen den beiden Teilen zulassen, aber andererseits eine Verdrehung gegeneinander verhindern. Damit wird eine relativ reibungsarme, d. h. verlustarme Axialverschiebung der Zentralräder erreicht.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Hydraulikzylinder mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllbar, welche über nur eine zentrale Welle zuführbar ist. Aufgrund der koaxialen Bauweise des Variators ist es möglich, dass die Ölzufuhr über eine zentral angeordnete Getriebewelle erfolgt, vorzugsweise über mindestens einen hydraulischen Drehölübertrager.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Zwischenrad im Wesentlichen als Doppelkegel ausgebildet, wobei in der Mitte des Doppelkegels entweder der minimale oder der maximale Durchmesser angeordnet sein kann. Die im Wesentlichen doppelkegelförmige Ausbildung schließt auch eine ballige Form, d. h. eine nicht lineare Veränderung des Reibdurchmessers, beispielsweise mit einer torus- oder ellipsoidförmigen Kontur, ein.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine Zwischenrad in Umfangsrichtung gehäusefest gelagert, d. h. über einen Steg oder Planetenträger gehalten. Das Planetenreibradgetriebe arbeitet somit mit einer stufenlos veränderbaren Standübersetzung.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die beiden inneren Zentralräder direkt oder mittelbar mit einem Antriebselement und die beiden äußeren Zentralräder direkt oder mittelbar mit einem Abtriebselement verbunden. Der Antrieb des Variators erfolgt somit über die inneren Zentralräder respektive das Sonnenrad oder die Sonnenradwelle, während der Abtrieb über die äußeren Zentralräder respektive über das Hohlrad erfolgt.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Stufenlosgetriebe als Mehrbereichsgetriebe eines Kraftfahrzeuges ausgebildet und weist mindestens zwei Fahrbereiche auf. Dem Variator sind damit, bevorzugt im Rahmen einer Leistungsverzweigung, wie in der älteren Anmeldung offenbart, Planetenradsätze vor- oder nachgeschaltet.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einem Verfahren zur Betätigung des Variators vorgesehen, dass bei einer Verstellung der Zentralräder der Anpressdruck vor oder gleichzeitig mit dem Aufbringen des Verstelldruckes erhöht wird. Bei einer Erhöhung des Verstelldruckes in den Verstellkammern würde der Anpressdruck in den Anpresskammern absinken, was ein Durchrutschen der Zentralräder, d. h. einen Schlupf in der Leistungsübertragung zur Folge hätte. Um dies zu verhindern, wird der Anpressdruck erfindungsgemäß, d. h. vor oder gleichzeitig mit dem Aufbringen des Verstelldruckes erhöht.
  • 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
  • 1 Elemente eines Variators in schematischer Darstellung;
  • 2a einen Variator mit Aktuatorik in einer ersten Endlage;
  • 2b den Variator gemäß 2a in einer zweiten Endlage;
  • 3a den Variator mit Drehmomentmitnahmeelementen in einer ersten Endlage;
  • 3b den Variator gemäß 3a in einer zweiten Endlage;
  • 4a eine konstruktive Ausführung des Variators mit Aktuatorik in einer ersten Endlage;
  • 4b den Variator gemäß 4a in einer zweiten Endlage.
  • 1 zeigt die Elemente eines Variators 1, welcher als Reibradplanetengetriebe ausgebildet ist. Der Variator 1 umfasst ein als doppelkegelförmiges Reibrad ausgebildetes Zwischenrad 2, welches als Planetenrad 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.
  • 2a zeigt den Variator 1 mit einer Betätigungseinrichtung 5, auch Aktuatorik 5 genannt. Die Aktuatorik 5 umfasst einen ersten als hydraulischen Zylinder A1 ausgebildeten Stellmotor und eine erste Verstellkammer V1, welche dem zweiten Paar 4 von äußeren Zentralrädern 4a, 4b zugeordnet sind, sowie einen zweiten als hydraulischen Zylinder A2 ausgebildeten Stellmotor und eine zweite Verstellkammer V2, welche dem ersten Paar 3 von inneren Zentralrädern 3a, 3b zugeordnet sind. Die Betätigungseinrichtung 5 übt zwei Funktionen aus, nämlich einerseits das Verstellen der axialen Positionen der inneren und der äußeren Zentralräder oder Reibringe 3a, 3b, 4a, 4b und andererseits die Erzeugung eines Anpressdruckes in den Reibpaarungen, welche einerseits zwischen den äußeren Zentralrädern 4a, 4b und dem Zwischenrad 2 und andererseits zwischen den inneren Zentralrädern 3a, 3b und dem Zwischenrad 2 gebildet werden. Der in der Reibpaarung herrschende Anpressdruck ist maßgebend für das übertragbare Drehmoment. Die Erzeugung des Anpressdruckes erfolgt über die hydraulischen Zylinder A1, A2, welche auch Anpresszylinder oder Anpresskammern A1, A2 genannt werden. Die Verstellung der inneren und äußeren Reibringe 3a, 3b, 4a, 4b erfolgt mittels der Verstellzylinder V1, V2, welche als Gegenspieler zu den Anpresszylindern A1 und A2 wirken: nimmt das Volumen des Anpresszylinders zu, nimmt das Volumen des zugeordneten Verstellzylinders im gleichen Maße ab. Die äußeren Zentralräder 4a, 4b sind mit dem ersten Anpresszylinder A1 und dem ersten Verstellzylinder V1 verbunden, die inneren Zentralräder 3a, 3b sind mit dem zweiten Anpresszylinder A2 und dem zweiten Verstellzylinder V2 verbunden. Der Antrieb des Variators 1 erfolgt über ein Antriebselement 6, welches um eine Achse a rotiert und mit den inneren Zentralrädern 3a, 3b verbunden ist; der Abtrieb erfolgt über ein um die Achse a rotierendes Abtriebselement 7, welches mit den äußeren Zentralrädern 4a, 4b verbunden ist. Das Antriebselement 6 und das Abtriebselement sind somit koaxial in Bezug auf die Achse a angeordnet.
  • 2a zeigt den Variator 1 in einer ersten Endlage, 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, also maximal gespreizt sind. Damit ergibt sich, betrachtet vom Antriebselement 6 zum Abtriebselement 7, eine Übersetzung ins Langsame. Der erste Verstellzylinder V1 ist maximal ausgefahren, während der erste Anpresszylinder A1 ein minimales Volumen einnimmt. Der zweite Verstellzylinder V2 nimmt dagegen ein minimales Volumen ein, während der zweite Anpresszylinder A2 voll ausgefahren ist. Die beiden Anpresszylinder A1, A2 sind durch eine Druckausgleichsleitung 8 miteinander verbunden, d. h. sie sind hydraulisch gekoppelt und parallel geschaltet; im ersten Anpresszylinder A1 und im zweiten Anpresszylinder A2 herrscht also jeweils derselbe Druck, auch Anpressdruck genannt. Die Druckausgleichsleitung 8 dient der Energieeinsparung, wenn die eine Anpresskammer befüllt und die andere Anpresskammer entleert wird. In diesem Falle steht die frei werdende Energie der zu leerenden Kammer der zu befüllenden Kammer zur Verfügung.
  • 2b zeigt den Variator 1 in einer zweiten Endlage, wobei die inneren Zentralräder 3a, 3b am minimalen Reibdurchmesser anliegen, d. h. maximal gespreizt sind, während die äußeren Zentralräder 4a, 4b am maximalen Reibdurchmesser des Zwischenrades 2 anliegen. Die Anpresskammer A1 nimmt ihr maximales Volumen ein, wobei – im Vergleich zur ersten Endlage in 2a – das Flüssigkeitsvolumen aus der zweiten Anpresskammer A2 über die Druckausgleichsleitung 8 in die erste Anpresskammer A1 verdrängt worden ist.
  • Damit die inneren Zentralräder 3a, 3b beide Endlagen, wie in 2a und 2b dargestellt, einnehmen können, ist an der Stelle 3c eine Durchdringung der beiden inneren Zentralräder 3a, 3b vorgesehen, wodurch gleichzeitig eine Drehmomentmitnahme bewirkt wird.
  • 3a und 3b zeigen wiederum zwei Endlagen für den Variator 1 mit Aktuatorik 5 – wie in 2a und 2b dargestellt – jedoch ergänzt um die Drehmomentmitnahmeelemente 9, 10, 11. Wie erwähnt, durchdringen sich die inneren Zentralräder 3a, 3b an der Stelle 3c, sodass eine gegenseitige Axialverschiebung möglich ist. Die Durchdringung 3c kann als Drehmomentmitnahme ausgebildet sein – optional kann hier auch ein Drehmomentmitnahmeelement (ohne Bezugszahl) vorgesehen sein. Zwischen dem Zentralrad 3a und dem Antriebselement 6 ist das Drehmomentmitnahmeelement 9 angeordnet, wodurch der Antrieb auf die beiden inneren Zentralräder 3a, 3b übertragen wird; das Antriebselement 6 stellt somit die Sonnenwelle des Planetengetriebes dar. Auf der Abtriebsseite sind die Drehmomentmitnahmeelemente 10, 11 angeordnet, wodurch die äußeren Zentralräder 4a, 4b über die erste Verstellkammer V1 und die erste Anpresskammer A1 mit dem Abtriebselement 7 verbunden werden. Das Abtriebselement 7 weist einen äußeren Ringmantel 7a und einen inneren Ringmantel 7b auf, welche die Hydraulikzylinder A1, V1 außen und innen umfassen. Über die Drehmomentmitnahmeelemente 10, 11 sind somit auch die beiden äußeren Zentralräder 4a, 4b untereinander gegen Verdrehen gesichert.
  • 3b zeigt die zweite Endlage, bei welcher die inneren Zentralräder 3a, 3b maximal gespreizt sind. In Folge der Verschiebung der äußeren Zentralräder 4a, 4b wird die erste Anpresskammer A1 in dem Ringraum zwischen dem äußeren und dem inneren Ringmantel 7a, 7b des Abtriebselements 7 aufgenommen. Die Drehmomentmitnahmeelemente 9, 10, 11 sind bevorzugt als Kugelführungen ausgebildet, wobei Kugeln in Axialnuten geführt sind, sodass nur eine relative Axialbewegung, aber kein gegenseitiges Verdrehen möglich ist.
  • 4a und 4b zeigen einen Variator 101, der eine konstruktive Ausführung des Variators 1 in den 2a, 2b, 3a, 3b darstellt – gleiche oder analoge Teile sind daher mit gleichen, jedoch um 100 erhöhten Bezugszahlen bezeichnet. 4a zeigt den Variator 101 in einer ersten Endlage, wobei die äußeren Zentralräder oder Reibringe 104a, 104b maximal gespreizt sind, während die inneren Zentralräder oder Reibringe 103a, 103b am maximalen Reibdurchmesser des Zwischenrades 102 anliegen. Die äußeren Zentralräder 104a, 104b sind körperlich mit dem Verstellzylinder V1 und dem Anpresszylinder A1 verbunden, sodass Axialbewegungen unmittelbar, d. h. 1:1 übertragen werden. In analoger Weise sind die inneren Zentralräder 103a, 103b körperlich mit dem zweiten Verstellzylinder V2 und dem zweiten Anpresszylinder A2 verbunden, sodass auch hier die Axialverschiebungen unmittelbar und 1:1 übertragen werden. Die beiden Anpresskammern A1, A2 sind durch den Druckausgleichskanal 108 verbunden, der sich teilweise, d. h. in axialer Richtung durch eine gehäusefeste Hohlwelle 112a erstreckt, welche Teil eines Getriebegehäuses 112 ist. Der Variator 101 ist antriebsseitig über das Drehmomentmitnahmeelement 109 mit dem Antriebselement 106 verbunden, welches als Hohlrad einer vorgeschalteten Planetenstufe 113 ausgebildet ist. Das Sonnenrad (ohne Bezugszahl) der Planetenstufe 113 wird über eine nicht dargestellte, die gehäusefeste Hohlwelle 112a durch setzende Getriebeeingangswelle angetrieben. Das Planetenrad (ohne Bezugszahl) der Planetenstufe 113 ist gegenüber dem Getriebegehäuse 112 fest gehalten. Abtriebsseitig sind die äußeren Zentralräder 104a, 104b über die Drehmomentmitnahmeelemente 110, 111 mit dem Abtriebselement 107a, 107 verbunden. In analoger Weise, wie in der älteren Anmeldung 10 2013 223 243.8 dargestellt und beschrieben, kann (was nicht dargestellt ist) das Abtriebselement 107 und der Variator 101 mit Planetenradsätzen und einem Summiergetriebe gekoppelt sein, sodass man ein mindestens zwei Fahrbereiche aufweisendes Mehrbereichsgetriebe mit Leistungsverzweigung für ein Kraftfahrzeug erhält.
  • 4b zeigt den Variator 101 in seiner zweiten Endlage, wobei die inneren Zentralräder 103a, 103b maximal gespreizt sind. Beim Vergleich beider Endlagen erkennt man, dass das Flüssigkeitsvolumen der zweiten Arbeitskammer A2 in 4a über den Druckausgleichskanal 108 in die Arbeitskammer A1 in 4b gewechselt ist. Ferner erkennt man beim Vergleich der beiden Endlagen, dass sich das Zwischenrad 102, welches in Umfangsrichtung gegenüber dem Getriebegehäuse 112 festgehalten ist, in radialer Richtung bewegt hat, und zwar aus einer oberen Lage in 4a in eine untere Lage in 4b.
  • Die Betätigung des Variators 101 und auch des Variators 1 der vorhergehenden Figuren erfolgt einerseits durch Verstellen, d. h. Axialverschiebung der inneren und äußeren Zentralräder 103a, 103b, 104a, 104b und durch Erzeugen des erforderlichen Anpressdruckes in den Reibpaarungen. Die Verstellung bzw. die Axialverschiebung erfolgt über die Verstellzylinder V1, V2, während der erforderliche Anpressdruck über die Anpresszylinder A1, A2 aufgebracht wird. Der erste Verstellzylinder V1 und der erste Anpresszylinder A1 einerseits sowie der zweite Verstellzylinder V2 und der zweite Anpresszylinder A2 sind jeweils Gegenspieler, d. h. ihre Volumina verändern sich gegensinnig. Soll eine Änderung der Übersetzung erfolgen, z.B. aus der ersten Endlage in 4a in Richtung auf die zweite Endlage in 4b, so wird in der zweiten Verstellkammer V2 (4a) ein Verstelldruck aufgebracht, welcher eine Spreizung der inneren Zentralräder 103a, 103b bewirkt. Vor oder gleichzeitig mit dem Aufbringen des Verstelldruckes wird der Anpressdruck in den Anpresskammern A1, A2 erhöht, um ein Durchrutschen der Reibringe gegenüber dem Zwischenrad 102 zu verhindern. Dieser Maßnahme liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass der Anpressdruck dann abfällt, wenn der Verstelldruck aufgebracht wird; bei abfallendem Anpressdruck wird die Anpresskraft in der Reibpaarung geringer, sodass ein Durchrutschen der Reibringe auftreten kann. Um dem vorzubeugen, wird der Anpressdruck vor oder gleichzeitig mit dem Aufbringen des Verstelldruckes erhöht.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Variator
    2
    Zwischenrad
    3
    erstes Paar
    3a
    inneres Zentralrad
    3b
    inneres Zentralrad
    3c
    Durchdringung
    4
    zweites Paar
    4a
    äußeres Zentralrad
    4b
    äußeres Zentralrad
    5
    Betätigungseinrichtung
    6
    Antriebselement
    7
    Abtriebselement
    7a
    Ringmantel
    7b
    Ringmantel
    8
    Druckausgleichsleitung
    9
    Drehmomentmitnahmeelement
    10
    Drehmomentmitnahmeelement
    11
    Drehmomentmitnahmeelement
    101
    Variator
    102
    Zwischenrad
    103a
    inneres Zentralrad
    103b
    inneres Zentralrad
    104a
    äußeres Zentralrad
    104b
    äußeres Zentralrad
    106
    Antriebselement
    107
    Abtriebselement
    107a
    Ringmantel
    108
    Druckausgleichskanal
    109
    Drehmomentmitnahmeelement
    110
    Drehmomentmitnahmeelement
    111
    Drehmomentmitnahmeelement
    112
    Getriebegehäuse
    112a
    Hohlwelle (gehäusefest)
    113
    Planentenradsatz
    A1
    erster Anpresszylinder
    A2
    zweiter Anpresszylinder
    V1
    erster Verstellzylinder
    V2
    zweiter Verstellzylinder
    a
    Zentralachse
  • 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
    • US 2012/0040792 A1 [0002]

Claims (13)

  1. Stufenlosgetriebe, umfassend einen als Reibradplanetengetriebe mit einer Zentralachse (a) ausgebildeten Variator (1, 101), welcher ein erstes Paar (3) von inneren axial verschiebbaren Zentralrädern (3a, 3b, 103a, 103b), ein zweites Paar (4) von äußeren axial verschiebbaren Zentralrädern (4a, 4b, 104a, 104b), zumindest ein Zwischenrad (2, 102), welches in Reibkontakt mit den äußeren und den inneren Zentralrädern (3a, 3b, 4a, 4b, 103a, 103b, 104a, 104b) steht und im Bereich der Kontaktflächen einen veränderlichen Reibdurchmesser aufweist, und eine Betätigungseinrichtung (5, 105), aufweisend einen ersten hydraulischen Stellmotor (A1) zur Betätigung der äußeren Zentralräder (4a, 4b, 104a, 104b) und einen zweiten hydraulischen Stellmotor (A2) zur Betätigung der inneren Zentralräder (3a, 3b, 103a, 103b), wobei der erste und der zweite hydraulische Stellmotor (A1, A2) hydraulisch gekoppelt sind.
  2. Stufenlosgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmotoren als Hydraulikzylinder (A1, A2) ausgebildet sind.
  3. Stufenlosgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem der beiden Hydraulikzylinder (A1, A2) ein Druckausgleichsraum (V1, V2) zugeordnet ist.
  4. Stufenlosgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckausgleichsraum (V1, V2) koaxial und benachbart zu dem mindestens einen Hydraulikzylinder (A1, A2) angeordnet ist.
  5. Stufenlosgetriebe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuführdruck an zumindest einem Druckausgleichsraum einstellbar ist.
  6. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralräder eines Paares (3, 4) jeweils drehfest miteinander verbunden sind.
  7. Stufenlosgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralräder (3a, 3b, 4a, 4b, 103a, 103b, 104a, 104b) eines Paares (3, 4) direkt oder mittelbar über axial verschiebbare Drehmomentmitnahmeelemente (9, 10, 11, 109, 110, 111) miteinander verbunden sind.
  8. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikzylinder (A1, A2, V1, V2) mit einer Hydraulikflüssigkeit befüllbar sind und dass die Hydraulikflüssigkeit über eine zentrale Welle zuführbar ist.
  9. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zwischenrad (2, 102) im Wesentlichen doppelkegelförmig ausgebildet ist.
  10. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zwischenrad (2, 102), in Umfangsrichtung gesehen, gehäusefest gelagert ist.
  11. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Zentralräder (3a, 3b, 103a, 103b) mit einem Antriebselement (6, 106) und die äußeren Zentralräder (4a, 4b, 104a, 104b) mit einem Abtriebselement (7, 107) verbunden sind, wobei das Antriebs- und das Abtriebselement (6, 7, 106, 107) koaxial zur Zentralachse (a) angeordnet sind.
  12. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (1, 101) einschließlich Betätigungseinrichtung (5) Teil eines mindestens zwei Fahrbereiche aufweisenden Mehrbereichsgetriebes ist.
  13. Verfahren zur Betätigung des Stufenlosgetriebes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellzylinder respektive die Druckausgleichskammern (V1, V2) mit einem Verstelldruck und die Anpresszylinder (A1, A2) mit einem Anpressdruck beaufschlagt werden und dass der Anpressdruck vor dem oder gleichzeitig mit dem Aufbringen des Verstelldruckes erhöht wird.
DE102014214476.0A 2014-07-24 2014-07-24 Stufenlosgetriebe und Verfahren zum Betätigen des Stufenlosgetriebes Withdrawn DE102014214476A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014214476.0A DE102014214476A1 (de) 2014-07-24 2014-07-24 Stufenlosgetriebe und Verfahren zum Betätigen des Stufenlosgetriebes

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014214476.0A DE102014214476A1 (de) 2014-07-24 2014-07-24 Stufenlosgetriebe und Verfahren zum Betätigen des Stufenlosgetriebes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102014214476A1 true DE102014214476A1 (de) 2016-01-28

Family

ID=55065437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102014214476.0A Withdrawn DE102014214476A1 (de) 2014-07-24 2014-07-24 Stufenlosgetriebe und Verfahren zum Betätigen des Stufenlosgetriebes

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102014214476A1 (de)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE256050C (de) *
DE2652938A1 (de) * 1976-11-22 1978-05-24 Gkn Transmissions Ltd Umlenkscheibe von veraenderbarem wirksamen durchmesser, insbesondere fuer stufenlos regelbare getriebe
EP0286924B1 (de) * 1987-04-06 1990-07-04 Ford-Werke Aktiengesellschaft Flüssigkeitsdruckverstärker
US20120040792A1 (en) 2009-03-27 2012-02-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Medium pressure control device of continuously variable transmission and continuously variable transmission

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE256050C (de) *
DE2652938A1 (de) * 1976-11-22 1978-05-24 Gkn Transmissions Ltd Umlenkscheibe von veraenderbarem wirksamen durchmesser, insbesondere fuer stufenlos regelbare getriebe
EP0286924B1 (de) * 1987-04-06 1990-07-04 Ford-Werke Aktiengesellschaft Flüssigkeitsdruckverstärker
US20120040792A1 (en) 2009-03-27 2012-02-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Medium pressure control device of continuously variable transmission and continuously variable transmission

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19921750B4 (de) Getriebe
DE102006001334B3 (de) Getriebeanordnung zur variablen Drehmomentverteilung
DE19857710B4 (de) Getriebe
DE102005061267B4 (de) Differentialanordnung mit zwei gemeinsam betätigten Axialverstellvorrichtungen
DE102016116864A1 (de) Rotierender Variator für ein stufenloses Getriebe
DE102008003047A1 (de) Stellvorrichtung mit einem CVT-Planetenwälzgetriebe
DE102005040253B3 (de) Differentialanordnung zur variablen Drehmomentverteilung
DE4215925A1 (de) Stufenlos veraenderbares getriebe mit doppelt wirkendem servomotor
EP1055835B1 (de) Schalt-Zahnkupplung
DE19951950B4 (de) Getriebe
WO2007131848A1 (de) Getriebevorrichtung zum verteilen eines antriebsmomentes auf wenigstens zwei abtriebswellen
DE112009003206T5 (de) Stufenlos variables Reibgetriebe
WO2014095187A1 (de) Planetengetriebestruktur mit variablem übersetzungsverhältnis und verfahren zum verändern eines übersetzungsverhältnisses einer planetengetriebestruktur
DE10052471A1 (de) Kegelscheibenumschlingungsgetriebe
DE60216844T2 (de) Leistungsgetriebe
DE102014214476A1 (de) Stufenlosgetriebe und Verfahren zum Betätigen des Stufenlosgetriebes
DE112014001960T5 (de) Stufenloses Reihengetriebe
DE10203944B4 (de) Stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit integriertem Drehmomentfühler
DE102017117600A1 (de) Pumpenvorrichtung
DE102012208948A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer Riemenscheibenabdeckung in einem stufenlosen Getriebe
DE19939435A1 (de) Getriebe
DE19909348A1 (de) Drehmomentfühler
DE102009024201A1 (de) Getriebe mit zumindest zwei unterschiedlichen Übersetzungen
DE102014214474A1 (de) Stufenlosgetriebe
EP2381133A2 (de) Kegelreibringgetriebe und Verfahren zum stufenlosen Übertragen von Drehmomenten mittels eines Kegelreibringgetriebes

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee