DE102019129916A1 - Traktionsgetriebe - Google Patents

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Auf Teilnichtnennung Antrag
Rainer Petersen
Jörg Möckel
Falk Ebert
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Volkswagen AG
NSK Ltd
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Volkswagen AG
NSK Ltd
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    • 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
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    • F16H15/32Gearings 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 curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line
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    • F16H15/38Gearings 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 curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Traktionsgetriebe (10) mit einem ersten und einem zweiten Teilgetriebe (100, 200), die spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut und axial benachbart in einem Gehäuse angeordnet sind, jeweils umfassend- eine axial innere, erste Reibscheibe (110, 210) und eine axial äußere, zweite Reibscheibe (120, 220), die koaxial angeordnet und relativ zueinander um eine Getriebe-Zentralachse rotierbar sind, sowie- einen Satz zwischen den Reibscheiben (110, 120; 210, 220) kraftschlüssig kontaktierter Reibroller (130, 230), die rotierbar um jeweils eine Rollerachse gelagert sind, wobei die Rollerachsen an einem axial bewegbaren, sternförmigen Steg (310, 320) radial von der Getriebe-Zentralachse beabstandet schwenkgelagert sind,wobei- die ersten Reibscheiben (110, 120) mittels wenigstens einer ersten axial entkoppelten Drehfixierung (21) drehmomentübertragend mit einer gemeinsamen, relativ zum Gehäuse axial festen, ersten Welle (1) gekoppelt sind,- die zweiten Reibscheiben (120, 220) drehmomentübertragend mit einer gemeinsamen, relativ zum Gehäuse axial festen, zur ersten Welle (1) koaxialen, zweiten Welle (2) gekoppelt sind,- der axiale Abstand zwischen dem dem ersten Teilgetriebe (100) zugeordneten, ersten Steg (310) und dem dem zweiten Teilgetriebe (200) zugeordneten, zweiten Steg (320) mittels einer Abstands-Stelleinrichtung variierbar ist und- funktional zwischen den Reibscheiben (110, 210; 120, 220) eines Paares von mit derselben Welle (1, 2) gekoppelten Reibscheiben (110, 210; 120, 220) eine Abstandsänderungen der Stege (310, 320) momentendifferenzabhängig ausgleichende, mittels einer Vorspannfeder (40) federvorgespannte Wälzkörper/Rampen-Kupplung (30) angeordnet ist,Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vorspannfeder (40) mechanisch in einer funktionalen Reihenschaltung mit der Wälzkörper/Rampen-Kupplung (30) und der ersten axial entkoppelten Drehfixierung (21) sowie einer zweiten axial entkoppelten Drehfixierung (22) einer der Reibscheiben (110, 120; 210, 220) mit deren zugeordneter Welle (1, 2) angeordnet ist.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Traktionsgetriebe mit einem ersten und einem zweiten Teilgetriebe, die spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut und axial benachbart in einem Gehäuse angeordnet sind, jeweils umfassend
    • - eine axial innere, erste Reibscheibe und eine axial äußere, zweite Reibscheibe, die koaxial angeordnet und relativ zueinander um eine Getriebe-Zentralachse rotierbar sind, sowie
    • - einen Satz zwischen den Reibscheiben kraftschlüssig kontaktierter Reibroller, die rotierbar um jeweils eine Rollerachse gelagert sind, wobei die Rollerachsen an einem axial bewegbaren, sternförmigen Steg radial von der Getriebe-Zentralachse beabstandet schwenkgelagert sind, wobei
    • - die ersten Reibscheiben mittels wenigstens einer ersten axial entkoppelten Drehfixierung drehmomentübertragend mit einer gemeinsamen, relativ zum Gehäuse axial festen, ersten Welle gekoppelt sind,
    • - die zweiten Reibscheiben drehmomentübertragend mit einer gemeinsamen, relativ zum Gehäuse axial festen, zur ersten Welle koaxialen, zweiten Welle gekoppelt sind,
    • - der axiale Abstand zwischen dem dem ersten Teilgetriebe zugeordneten, ersten Steg und dem dem zweiten Teilgetriebe zugeordneten, zweiten Steg mittels einer Abstands-Stelleinrichtung variierbar ist und
    • - funktional zwischen den Reibscheiben eines Paares von mit derselben Welle gekoppelten Reibscheiben eine Abstandsänderungen der Stege momentendifferenzabhängig ausgleichende, mittels einer Vorspannfeder federvorgespannte Wälzkörper/Rampen-Kupplung angeordnet ist.
  • Stand der Technik
  • Ein derartiges Traktionsgetriebe ist bekannt aus der DE 10 2016 223 922 A1 .
  • Die Druckschrift offenbart ein im Inneren des Rotors einer elektrischen Maschine angeordnetes Traktionsgetriebe, welches aus zwei einander axial benachbart angeordneten Teilgetrieben besteht. Die Teilgetriebe sind im Wesentlichen spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut und umfassen jeweils eine Antriebsscheibe, eine Abtriebsscheibe und einen Satz reibschlüssig zwischen diesen Reibscheiben angeordneter Reibroller. Die Reibroller sind auf einem sternförmigen Steg gelagert, der axial verschieblich und im Wesentlichen drehfest zum Gehäuse angeordnet ist. Insbesondere kann der Abstand der Stege der beiden Teilgetriebe zur Übersetzungseinstellung variiert werden. Dies erfolgt mittels einer Gewindekopplung beider Stege, sodass zu einer Abstandverstellung eine Relativrotation der beiden Stege erforderlich ist. Abgesehen von dieser Verstellrotation führt der Steg bei Betrieb jedoch keine Rotationen relativ zum Gehäuse aus. In diesem Sinne ist die obige Angabe eines „im Wesentlichen“ zum Gehäuse drehfesten Steges zu verstehen.
  • Die auf den einander zugewandten Seiten der Teilgetriebe angeordneten, d.h. mit Blick auf die Gesamtanordnung die axial innen liegenden Antriebsscheiben sind axial verschieblich und drehmomentübertragend mit dem Rotor der elektrischen Maschine gekoppelt. Hierzu trägt die erste Antriebsscheibe eine Außenverzahnung, die in eine korrespondierende Innenverzahnung des Rotors eingreift, sodass eine Gleitverzahnung resultiert, die eine axial entkoppelte Drehfixierung der ersten Antriebsscheibe am Rotor darstellt. Die zweite Antriebsscheibe ist mit der ersten Antriebsscheibe über eine Wälzkörper/Rampen-Kupplung gekoppelt, sodass ein zwischen den Antriebsscheiben auftretendes Differenzmoment zu einer Abstandsvariation der Antriebsscheiben führt. Die auf den einander abgewandten Seiten der Teilgetriebe angeordneten, d.h. mit Blick auf die Gesamtanordnung die axial außen liegenden Antriebsscheiben sind dreh- und axial fest mit einer zweiten Welle verbunden, die koaxial zur ersten Welle und radial innerhalb der Reibscheiben liegt. Ein von der elektrischen Maschine aufgebrachtes Drehmoment wird also über die Antriebsscheiben symmetrisch in die beiden Teilgetriebe eingebracht. Dort mittels der Roller in einer der Kippstellung der Reibroller entsprechenden Übersetzung auf die Abtriebsscheiben und von diesen auf die zweite Welle übertragen. Eine gleichmäßige Anpresskraft in beiden Teilgetrieben wird dabei durch die Wälzkörper/Rampen-Kupplung zwischen den Antriebsscheiben gewährleistet. Diese dient auch dem Stellwegausgleich bei einer Verstellung der Übersetzung.
  • Zur Übersetzungsverstellung wird der Abstand der Stege verändert, was mit einer transienten Änderung der Anpresskraft verbunden ist, die wiederum eine kompensierende Verschiebung der Antriebsscheiben mittels der Wälzkörper/Rampen-Kupplung hervorruft und eine Verkippung der Reibroller bewirkt.
  • Außer über die erläuterte Wälzkörper/Rampen-Kupplung sind die Antriebsscheiben zusätzlich mit einer der Kupplung mechanisch parallel geschalteten Vorspannfeder gegeneinander vorgespannt. Dies unterstützt die Wirkung der Wälzkörper/Rampen-Kupplung. Trotz dieser Federvorspannung der Wälzkörper/Rampen-Kupplung kann es insbesondere bei Übertragung geringer Drehmomente, d.h. wenn auch die bei Übersetzungswechsel zwischen den Antriebsscheiben transient auftretenden Momentendifferenzen gering sind, zu Situationen kommen, in denen der Stellwegausgleich durch die Wälzkörper/Rampen-Kupplung nicht instantan erfolgt. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Momentenverteilung auf die Teilgetriebe und ungünstigstenfalls zu einem Durchrutschen der Reibroller in einem Teilgetriebe führen. Hierdurch kann es auf den empfindlichen Reibflächen der Reibscheiben zu Beschädigungen kommen.
  • Aufgabenstellung
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gattungsgemäßes Traktionsgetriebe derart weiterzubilden, dass auch bei sehr geringen übertragenen Drehmomenten eine gleichmäßige Momentenverteilung auf die Teilgetriebe gewährleistet ist.
  • Darlegung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass die Vorspannfeder mechanisch in einer funktionalen Reihenschaltung mit der Wälzkörper/Rampen-Kupplung und der ersten axial entkoppelten Drehfixierung sowie einer zweiten axial entkoppelten Drehfixierung einer der Reibscheiben mit deren zugeordneter Welle angeordnet ist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Der primäre Gedanke der Erfindung ist es zunächst, die mechanische Parallelschaltung von Vorspannfeder und Wälzkörper/Rampen-Kupplung durch eine mechanische Reihenschaltung dieser Elemente zu ersetzen. Diese Maßnahme allein ist jedoch noch nicht zielführend, müsste doch bei ihrem isolierten Einsatz ein Drehmoment über die Vorspannfeder übertragen werden. Dies ist zumindest bei größeren zu übertragenden Drehmomenten nicht möglich. Dies gilt insbesondere für den bevorzugten Fall, in dem die Vorspannfeder als eine Schraubenfeder bzw. als ein Paket von Schraubenfedern ausgebildet ist. Die Erfindung sieht daher eine zweite axial entkoppelte Drehfixierung vor, mit der der ansonsten über die Vorspannfeder führende Momentenfluss an der Feder vorbei geführt wird. Mit anderen Worten wird die Vorspannfeder durch die zusätzliche axial entkoppelte Drehfixierung überbrückt. Wieder anders ausgedrückt wird ein die Vorspannfeder umgehender Momenten-Bypass geschaffen. Die axiale Entkopplung ist dabei erforderlich, um die Möglichkeit einer stellwegkompensierenden Axialbewegung der Vorspannfeder zu gestatten. Die Drehfixierung hingegen ist erforderlich um das Drehmoment, von welchem die Vorspannfeder entlastet werden soll, zu übertragen. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Vorspannfeder die Funktion der Wälzkörper/Rampen-Kupplung nicht nur unterstützen, sondern bereichsweise sogar ersetzen kann. Insbesondere in Fällen niedriger Differenzmomente, in denen die Kupplung noch nicht oder nur verzögert anspricht, können die erforderlichen Abstandsänderungen zur Beibehaltung einer gleichmäßigen Anpresskraft in den Teilgetrieben durch die Vorspannfeder allein aufgebracht werden.
  • Zur konstruktiven Umsetzung dieses Gedankens sind verschiedene Varianten möglich. Grundsätzlich sind die axial entkoppelten Drehfixierungen bevorzugt als Gleitverzahnungen ausgebildet, wie dies grundsätzlich aus dem gattungsbildenden Stand der Technik bekannt ist.
  • Unabhängig hiervon ist bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass die Vorspannfeder zwischen den beiden ersten Reibscheiben angeordnet ist und die beiden ersten Reibscheiben über jeweils eine axial entkoppelte Drehfixierung, die an unterschiedlichen Seiten der Vorspannfeder ansetzen, mit der ersten Welle gekoppelt sind. Mit anderen Worten ist jede der beiden ersten Reibscheiben, die bevorzugt die Antriebsscheiben des Traktionsgetriebes bilden, mit einer eigenen Drehfixierung drehmomentübertragend mit der ersten Welle, die bevorzugt die Antriebswelle, insbesondere bevorzugt den Rotor einer elektrischen Maschine darstellt, gekoppelt. Diese drehfeste Kopplung ist jedoch axial entkoppelt, sodass die beiden ersten Reibscheiben unabhängig voneinander axial verschieblich sind. Die zwischen den beiden Drehfixierungen angeordnete Vorspannfeder hat also kein Drehmoment zu übertragen, kann jedoch für eine stellwegkompensierende, federgetriebene Abstandsänderung der beiden ersten Reibscheiben sorgen.
  • Die Wälzkörper/Rampen-Kupplung ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt ebenfalls zwischen den ersten Reibscheiben angeordnet, wobei die erste axial entkoppelte Drehfixierung zwischen der Vorspannfeder und der ersten Reibscheibe des ersten Teilgetriebes und die zweite axial entkoppelte Drehfixierung zwischen der Vorspannfeder und der Wälzkörper/Rampen-Kupplung ansetzt. Diese befindet sich dann also zwischen der zweiten axial entkoppelten Drehfixierung und der ersten Reibscheibe des zweiten Teilgetriebes. Diese Ausgestaltung ist aufgrund ihrer konstruktiven Einfachheit und ihres geringen Bauraumbedarfs besonders bevorzugt. Insbesondere können, wie vorteilhafterweise vorgesehen, die zweiten Reibscheiben dreh- und axial fest mit der zweiten Welle verbunden sein.
  • Eine alternative Positionierung der Wälzkörper/Rampen-Kupplung sieht vor, dass die zweite Reibscheibe des ersten Teilgetriebes über besagte Kupplung mit der zweiten Welle gekoppelt und die zweite Reibscheibe des zweiten Teilgetriebes dreh- und axial fest mit der zweiten Welle verbunden ist. Mit anderen Worten wird die Wälzkörper/Rampen-Kupplung von axial innen nach axial außen des ersten Teilgetriebes versetzt, was selbstverständlich zur Folge hat, dass die zweite Reibscheibe des ersten Teilgetriebes axial beweglich und relativ zur zweiten Welle geringfügig drehbeweglich gelagert sein muss, um den durch die Wälzkörper/Rampen-Kupplung bewirkten Axial- und Drehbewegungen folgen zu können.
  • Bei einer von den vorgenannten deutlich verschiedenen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die ersten Reibscheiben gemeinsam mittels der ersten axial entkoppelten Drehfixierung mit der ersten Welle gekoppelt sind und die zweite Reibscheibe des ersten Teilgetriebes mittels der zweiten axial entkoppelten Drehfixierung mit der zweiten Welle gekoppelt ist, wobei die Vorspannfeder zwischen der der zweiten Reibscheibe des ersten Teilgetriebes abgewandten Seite der zweiten axialen Drehfixierung und einem dreh- und axial festen Flansch der zweiten Welle angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist also die Vorspannfeder nach axial außen des ersten Teilgetriebes gezogen und wirkt auf die zweite Reibscheibe des ersten Teilgetriebes. Zur Vermeidung einer Drehmomentbeaufschlagung ist allerdings zwischen ihr und besagter zweiter Reibscheibe des ersten Teilgetriebes die erfindungsgemäße zweite axial entkoppelte Drehfixierung angeordnet. Die Kopplung der ersten Reibscheiben mit der ersten Welle erfolgt wie beim gattungsbildenden Stand der Technik, d.h. über eine gemeinsame erste axial entkoppelte Drehfixierung.
  • Zur Positionierung der Wälzkörper/Rampen-Kupplung lässt diese Ausführungsform im Wesentlichen zwei Möglichkeiten zu. Bei einer ersten Variante ist vorgesehen, dass die Wälzkörper/Rampen-Kupplung zwischen der ersten axial entkoppelten Drehfixierung und der ersten Reibscheibe des zweiten Teilgetriebes angeordnet ist und die zweite Reibscheibe des zweiten Teilgetriebes dreh- und axial fest mit der zweiten Welle verbunden ist. Dies entspricht insoweit der Anordnung gemäß gattungsbildendem Stand der Technik.
  • Bei einer zweiten Variante ist vorgesehen, dass die zweite Reibscheibe des zweiten Teilgetriebes über die Wälzkörper/Rampen-Kupplung mit der zweiten Welle verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Wälzkörper/Rampen-Kupplung nach axial außen des zweiten Teilgetriebes versetzt. Hinsichtlich ihrer Wirkung kann auf die entsprechende oben bereits erläuterte Ausführungsform verwiesen werden.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Traktionsgetriebes,
    • 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Traktionsgetriebes,
    • 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Traktionsgetriebes,
    • 4 eine schematische Darstellung einer vierten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Traktionsgetriebes sowie
    • 5 eine schematische Darstellung eines Traktionsgetriebes nach dem Stand der Technik.
  • Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
  • Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.
  • 5 zeigt ein Traktionsgetriebe nach dem Stand der Technik, anhand dessen die auch bei den erfindungsgemäßen Traktionsgetrieben verwirklichten Merkmale erläutert werden sollen. Die beiden Hauptwellen des Traktionsgetriebes 10 sind dessen erste Welle 1, die insbesondere als Eingangs- oder Antriebswelle ausgebildet sein kann, und seine zweite Welle 2, die insbesondere als Ausgangs- oder Abtriebswelle ausgebildet sein kann.
  • Insbesondere kann die erste Welle 1 als Rotor einer elektrischen Maschine ausgebildet sein, in dessen radial Innerem die übrigen Getriebekomponenten koaxial angeordnet sind.
  • Das Traktionsgetriebe 10 umfasst zwei Teilgetriebe, nämlich ein erstes Teilgetriebe 100 und ein zweites Teilgetriebe 200. Jedes der Teilgetriebe 100, 200 umfasst eine erste Reibscheibe 110 bzw. 210, die insbesondere als Antriebsscheiben ausgebildet sein können, eine zweite Reibscheibe 120 bzw. 220, die insbesondere als Abtriebsscheiben ausgebildet sein können, sowie einen Satz Reibroller 130 bzw. 230, die reibschlüssig zwischen den An- und Abtriebsscheiben des ihnen jeweils zugeordneten Teilgetriebes 100, 200 angeordnet sind. Die Reibroller 130, 230 sind jeweils auf einem sternförmigen Steg 310, 320 einer gemeinsamen Steganordnung 300 gelagert, wobei zur Verstellung der Getriebeübersetzung der axiale Abstand zwischen den Stegen 310, 320 und damit ihre Winkelstellung zwischen den jeweils zugeordneten An- und Abtriebsscheiben variiert werden kann.
  • Ein an der ersten Welle 1 anliegendes Drehmoment wird auf die beiden Antriebsscheiben 110, 210 verteilt. Hierzu sind diese drehfest mit der ersten Welle 1 gekoppelt. Diese Kopplung erfolgt über eine axial entkoppelte Drehfixierung 21, die insbesondere als axiale Gleitverzahnung ausgebildet sein kann. Die resultierende Rotation der Antriebsscheiben 110, 210 wird auf die Reibroller 130, 230, deren Stege im Wesentlichen drehfest mit einem nicht dargestellten Gehäuse verbunden sind, und weiter auf die Abtriebsscheiben 120, 220 übertragen. Die dabei realisierte Übersetzung hängt insbesondere vom Kippwinkel der Reibroller 130, 230 ab. Von den Abtriebsscheiben 120, 220 wird das übersetzte Drehmoment auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Der Fachmann wird verstehen, dass der Momentenfluss selbstverständlich auch in umgekehrter Richtung erfolgen kann. Der leichteren Vorstellbarkeit halber geht die nachfolgende Beschreibung jedoch von der oben benutzten Momentenflussrichtung aus, ohne dass dies irgendeine Einschränkung der Allgemeingültigkeit der Beschreibung bedeuten soll.
  • Wie erwähnt, hängt die realisierte Übersetzung vom Kippwinkel der Reibroller 130, 230 ab, welche indirekt über eine Verstellung des Abstandes der Stege 310, 320 eingestellt wird. Damit sind, da ja der Reibkontakt zwischen den Reibrollern 130, 230 und den ihnen zugeordneten An- und Abtriebsscheiben 110, 120 bzw. 210, 220 erhalten bleiben muss, Abstandsänderungen der Reibscheiben jedes Teilgetriebes untereinander sowie Abstandsänderungen der einander benachbarten Reibscheiben der beiden Teilgetriebe 100, 200 verbunden. Diese Abstandsänderungen bedürfen der Kompensation.
  • Bei der in 5 dargestellten Ausgestaltung gemäß Stand der Technik erfolgt diese Kompensation mittels einer mechanischen Parallelschaltung einer Wälzkörper/Rampen-Kupplung 30 und einer Vorspannfeder 40. Die Kupplung 30 reagiert auf eine Momentendifferenz zwischen den ersten Reibscheiben 110, 210 mit einer entsprechenden Abstandsvariation. Die Vorspannfeder 40 sorgt für eine Vorspannung der Kupplung 30. Aufgrund ihrer axialen Entkopplung ist dabei die Drehfixierung 21 in der Lage, der Abstandsänderung zu folgen.
  • Im Gegensatz dazu sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Kupplung 30 und die Vorspannfeder 40 mechanisch in Reihe geschaltet. Die verschiedenen Varianten sollen nachfolgend im Kontext der 1 bis 4 diskutiert werden.
  • 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die Kupplung 30 und die Vorspannfeder 40 axial zwischen den beiden ersten Reibscheiben 110, 210 angeordnet sind. Würde das Drehmoment von der ersten Welle 1, wie bei dem Traktionsgetriebe von 5, über eine einzige axial entkoppelte Drehfixierung 21 einseitig der Vorspannfeder 40 eingeleitet, würde es zwar in das erste Teilgetriebe 100 direkt übertragen. Die Übertragung in das zweite Teilgetriebe 200 würde jedoch in nachteiliger Weise über die Vorspannfeder 40 erfolgen müssen. Daher sieht die Erfindung grundsätzlich eine Momentenentlastung der Vorspannfeder 40 mittels einer zweiten axial entkoppelten Drehfixierung 22 vor, die bei der Ausführungsform von 1 zwischen der Vorspannfeder 40 und der Wälzkörper/Rampen-Kupplung 30 angeordnet ist. Das Drehmoment der ersten Welle 1 wird also beidseitig der damit momentenentlasteten Vorspannfeder 40 eingeleitet. Aufgrund ihrer Axialentkopplung können beide Drehfixierungen 21, 22 den durch Längenänderung der Vorspannfeder 40 sowie durch die Kupplung 30 verursachten Abstandsänderungen ohne Weiteres folgen. Insbesondere in Fällen niedriger Differenzmomente, in denen die Kupplung 30 noch nicht oder verzögert anspricht, können die erforderlichen Abstandsänderungen zur Beibehaltung der Anpresskraft in den Teilgetrieben 100, 200 durch die Vorspannfeder 40 allein aufgebracht werden.
  • Die Ausführungsform von 2 unterscheidet sich von derjenigen von 1 lediglich dadurch, dass die Wälzkörper/Rampen-Kupplung 30 nach axial außerhalb der Teilgetriebe, insbesondere nach axial außerhalb des ersten Teilgetriebes 100 versetzt wurde. Sie koppelt daher die zweite Reibscheibe 120 des ersten Teilgetriebes 100 mit der zweiten Welle 2, d.h. bei der bevorzugten Ausführungsform die Abtriebswelle 120 des ersten Teilgetriebes 100 mit der Abtriebswelle 2.
  • Bei der Ausführungsform von 3 sind im Wesentlichen die Positionen der Wälzkörper/Rampen-Kupplung 30 und der Vorspannfeder 40 im Vergleich zur Ausführungsform von 2 vertauscht. Dies bedeutet jedoch, dass auch die die Vorspannfeder 40 momentenentlastende, zweite Drehfixierung 22 nach axial außerhalb versetzt werden muss. Die zweite Reibscheibe 120 des ersten Teilgetriebes 100 ist daher in axialer Richtung über die Vorspannfeder 40 an die zweite Welle 2 und im Hinblick auf eine Momentenübertragung über die zweite Drehfixierung 22 mit der zweiten Welle 2 gekoppelt.
  • Bei der Ausführungsform von 4 ist im Vergleich zur Ausführungsform von 3 auch die Kupplung 30 nach axial außen verlegt worden. Insbesondere dient sie nun der Anbindung der zweiten Reibscheibe 220 des zweiten Teilgetriebes 200 an die zweite Welle 2.
  • Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist im Lichte der hiesigen Offenbarung ein breites Spektrum an Variationsmöglichkeiten an die Hand gegeben. Insbesondere wird der Fachmann die geometrische Anordnung der einzelnen Elemente sowie die Ein- und Ausleitung von Momenten zu variieren verstehen und an die Anfordernisse des jeweiligen Einzelfalls anpassen können.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    erste Welle / Antriebswelle
    2
    zweite Welle / Abtriebswelle
    10
    Traktionsgetriebe
    21
    erste axial entkoppelte Drehfixierung/Gleitverzahnung
    22
    zweite axial entkoppelte Drehfixierung/Gleitverzahnung
    30
    Wälzkörper/Rampen-Kupplung
    40
    Vorspannfeder
    100
    erstes Teilgetriebe
    110
    erste Reibscheibe / Antriebsscheibe von 100
    120
    zweite Reibscheibe / Abtriebsscheibe von 100
    130
    Reibroller von 100
    200
    zweites Teilgetriebe
    210
    erste Reibscheibe / Antriebsscheibe von 200
    220
    zweite Reibscheibe / Abtriebsscheibe von 200
    230
    Reibroller von 200
    300
    Steganordnung
    310
    erster Steg
    320
    zweiter Steg
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016223922 A1 [0002]

Claims (10)

  1. Traktionsgetriebe (10) mit einem ersten und einem zweiten Teilgetriebe (100, 200), die spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut und axial benachbart in einem Gehäuse angeordnet sind, jeweils umfassend - eine axial innere, erste Reibscheibe (110, 210) und eine axial äußere, zweite Reibscheibe (120, 220), die koaxial angeordnet und relativ zueinander um eine Getriebe-Zentralachse rotierbar sind, sowie - einen Satz zwischen den Reibscheiben (110, 120; 210, 220) kraftschlüssig kontaktierter Reibroller (130, 230), die rotierbar um jeweils eine Rollerachse gelagert sind, wobei die Rollerachsen an einem axial bewegbaren, sternförmigen Steg (310, 320) radial von der Getriebe-Zentralachse beabstandet schwenkgelagert sind, wobei - die ersten Reibscheiben (110, 120) mittels wenigstens einer ersten axial entkoppelten Drehfixierung (21) drehmomentübertragend mit einer gemeinsamen, relativ zum Gehäuse axial festen, ersten Welle (1) gekoppelt sind, - die zweiten Reibscheiben (120, 220) drehmomentübertragend mit einer gemeinsamen, relativ zum Gehäuse axial festen, zur ersten Welle (1) koaxialen, zweiten Welle (2) gekoppelt sind, - der axiale Abstand zwischen dem dem ersten Teilgetriebe (100) zugeordneten, ersten Steg (310) und dem dem zweiten Teilgetriebe (200) zugeordneten, zweiten Steg (320) mittels einer Abstands-Stelleinrichtung variierbar ist und - funktional zwischen den Reibscheiben (110, 210; 120, 220) eines Paares von mit derselben Welle (1, 2) gekoppelten Reibscheiben (110, 210; 120, 220) eine Abstandsänderungen der Stege (310, 320) momentendifferenzabhängig ausgleichende, mittels einer Vorspannfeder (40) federvorgespannte Wälzkörper/Rampen-Kupplung (30) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannfeder (40) mechanisch in einer funktionalen Reihenschaltung mit der Wälzkörper/Rampen-Kupplung (30) und der ersten axial entkoppelten Drehfixierung (21) sowie einer zweiten axial entkoppelten Drehfixierung (22) einer der Reibscheiben (110, 120; 210, 220) mit deren zugeordneter Welle (1, 2) angeordnet ist.
  2. Traktionsgetriebe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannfeder (40) zwischen den beiden ersten Reibscheiben (110, 210) angeordnet ist und die beiden ersten Reibscheiben (110, 210) über jeweils eine axial entkoppelte Drehfixierung (21, 22), die an unterschiedlichen Seiten der Vorspannfeder (40) ansetzen, mit der ersten Welle (1) gekoppelt sind.
  3. Traktionsgetriebe (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Wälzkörper/Rampen-Kupplung (30) zwischen den ersten Reibscheiben (110, 120) angeordnet ist und die erste axial entkoppelte Drehfixierung (21) zwischen der Vorspannfeder (40) und der ersten Reibscheibe (110) des ersten Teilgetriebes (100) und die zweite axial entkoppelte Drehfixierung (22) zwischen der Vorspannfeder (40) und der Wälzkörper/Rampen-Kupplung (30) ansetzt.
  4. Traktionsgetriebe (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Reibscheiben (210, 220) dreh- und axial fest mit der zweiten Welle (2) verbunden sind.
  5. Traktionsgetriebe (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reibscheibe (120) des ersten Teilgetriebes (100) über die Wälzkörper/Rampen-Kupplung (30) mit der zweiten Welle (2) gekoppelt und die zweite Reibscheibe (220) des zweiten Teilgetriebes (200) dreh- und axial fest mit der zweiten Welle (2) verbunden ist.
  6. Traktionsgetriebe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Reibscheiben (110) gemeinsam mittels der ersten axial entkoppelten Drehfixierung (21) mit der ersten Welle (1) gekoppelt sind und die zweite Reibscheibe (120) des ersten Teilgetriebes (100) mittels der zweiten axial entkoppelten Drehfixierung (22) mit der zweiten Welle (2) gekoppelt ist, wobei die Vorspannfeder (40) zwischen der der zweiten Reibscheibe (120) des ersten Teilgetriebes (100) abgewandten Seite der zweiten axial entkoppelten Drehfixierung (22) und einem dreh- und axial festen Flansch der zweiten Welle angeordnet ist.
  7. Traktionsgetriebe (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper/Rampen-Kupplung (30) zwischen der ersten axial entkoppelten Drehfixierung (21) und der ersten Reibscheibe (210) des zweiten Teilgetriebes (200) angeordnet ist und die zweite Reibscheibe (220) des zweiten Teilgetriebes (200) dreh- und axial fest mit der zweiten Welle (2) verbunden ist.
  8. Traktionsgetriebe (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Reibscheibe (220) des zweiten Teilgetriebes (200) über die Wälzkörper/Rampen-Kupplung (30) mit der zweiten Welle (2) gekoppelt ist.
  9. Traktionsgetriebe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die axial entkoppelten Drehfixierungen (21, 22) als Gleitverzahnungen ausgebildet sind.
  10. Traktionsgetriebe (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (1) die Teilgetriebe (100, 200) koaxial umgreift und die zweite Welle (2) von den Teilgetrieben (100, 200) koaxial umgriffen ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0719308A (ja) * 1993-07-05 1995-01-20 Mazda Motor Corp トロイダル型無段変速機のプリロード調整方法
JPH0942402A (ja) * 1995-08-01 1997-02-14 Nippon Seiko Kk トロイダル型無段変速機
DE102016223922A1 (de) * 2016-12-01 2018-06-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Traktionsgetriebe und Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug

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