-
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 Antriebs-Reibscheibe und eine axial äußere Abtriebs-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 in Bezug auf die Getriebe-Zentralachse axial bewegbaren, sternförmigen Steg radial von der Getriebe-Zentralachse beabstandet schwenkgelagert sind, wobei der dem ersten Teilgetriebe zugeordnete, erste Steg drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist und der dem zweiten Teilgetriebe zugeordnete, zweite Steg mittels einer Winkellagen-Stelleinrichtung relativ zum Gehäuse verdrehbar ist,
wobei die Stege auf einer gemeinsamen, relativ zum Gehäuse axial verschieblich gelagert Steghülse angeordnet und über eine axial erstreckte Gewindepaarung, die derart eingerichtet ist, dass eine Relativverdrehung der Stege eine Änderung deren Abstandes bewirkt, abstandsvariabel miteinander gekoppelt sind.
-
Stand der Technik
-
-
Die grundsätzliche Form eines Traktionsgetriebes mit zwei um eine gemeinsame Scheibenachse rotierbaren Reibscheiben, zwischen deren einander gegenüberliegenden, konkaven Reibflächen Reibroller kraftschlüssig eingespannt sind, ist seit langem bekannt. Unter Variation des Rollerwinkels lassen sich dabei stufenlos unterschiedliche Übersetzungen zwischen den Reibscheiben realisieren.
-
In der eingangs genannten, gattungsbildenden Druckschrift ist eine Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug offenbart, die eine elektrische Maschine als ihr Antriebsaggregat umfasst.
-
Obgleich elektrische Maschinen einen weitgehend effizienten Betrieb in einem sehr viel weiter gespreizten Drehzahlbereich als Verbrennungskraftmaschinen erlauben, kann es zur Effizienzsteigerung sinnvoll sein, auch bei elektrischen Antriebseinheiten dem Antriebsaggregat eine Getriebeeinheit nachzuschalten, die, um das mit dem elektrischen Betrieb typischerweise verbundene, stufenlose Fahrgefühl nicht zu stören, als ein stufenloses Getriebe (CVT-Getriebe) ausgeführt sein sollte. In der genannten deutschen Patentanmeldung ist eine Getriebeeinheit beschrieben, die aus zwei axial spiegelsymmetrisch aufgebauten Teilgetrieben zusammengesetzt ist. Die beiden Teilgetriebe sind einander axial benachbart radial innerhalb des Rotors der elektrischen Maschine angeordnet. Die einander zugewandten Seiten der Teilgetriebe werden hier als axial innen bezeichnet. Die einander abgewandten Seiten der Teilgetriebe werden hier als axial außen bezeichnet.
-
Axial innen ist in jedem Teilgetriebe eine mit dem Rotor verbundene Antriebs-Reibscheibe angeordnet, der am axial äußeren Ende des jeweiligen Teilgetriebes eine korrespondierende Abtriebs-Reibscheibe gegenüberliegt. Die beiden die Abtriebs-Reibscheiben sind fest auf einer gemeinsamen, axial fest und rotierbar im Gehäuse gelagerten Abtriebswelle angeordnet. Der Abstand der axial innen liegenden Antriebs-Reibscheiben voneinander ist mittels einer als Kugel/Rampen-Mechanismus ausgebildeten Abstand-Stelleinrichtung variierbar. Zwischen den beiden Reibscheiben jedes Teilgetriebes ist ein sternförmiger Steg positioniert, der eine Mehrzahl von schwenkbaren Reibrollern trägt. Die Stege sind bis auf eine zu Verstellzwecken erforderliche Relativverdrehbarkeit im Wesentlichen drehfest am Gehäuse gelagert. Hierbei sind beide Stege auf einer gemeinsamen Steghülse angeordnet; einer von ihnen ist axial und rotativ auf der Steghülse fixiert, während der andere ein Innengewinde aufweist, das auf ein korrespondierendes Außengewinde der Steghülse aufgeschraubt ist. Einer der Stege, der hier als erster Steg bezeichnet werden soll, ist mittels einer Winkellagen-Fixierungseinrichtung drehfest mit dem Gehäuse verbunden. Der andere, der hier als zweiter Steg bezeichnet werden soll, ist mittels einer Winkellagen-Stelleinrichtung rotativ einstellbar. Die Reibroller liegen kraftschlüssig an den Reibflächen der Antriebs- bzw. der Abtriebs-Reibscheibe an und sind um jeweils eine tangential orientierte Schwenkachse schwenkbar. Eine Rotation der Antriebs-Reibscheibe überträgt sich kraftschlüssig auf die Reibroller und von diesen auf die Abtriebs-Reibscheiben, wobei deren Drehzahl von der aktuell eingestellten Getriebeübersetzung abhängt, die sich wiederum aus der Schwenkstellung der Reibroller und der Durchmesser-Relation von deren Kontaktlinien mit der An- und der Abtriebs-Reibscheibe ergibt. Die Abtriebs-Reibscheiben dienen somit als Abtriebs- bzw. Ausgangselement jedes Teilgetriebes und sind als solche drehfest auf einer gemeinsamen Abtriebswelle fixiert.
-
Zur Änderung der Übersetzung werden die beiden Stege mittels der Winkellagen-Stelleinrichtung relativ zueinander verdreht, sodass es aufgrund der Gewinde-Koppelung des einen Steges mit dem Außengewinde der Steghülse zu einer Abstandsänderung der beiden Stege kommt. Wenn durch entsprechendes axiales Nachführen der axial verschieblichen Antriebs-Reibscheiben mittels der Abstand-Stelleinrichtung der Kraftschluss zwischen den Reibscheiben und den Reibrollern erhalten bleibt, führt die Abstandsverstellung der Stege zu einer axialen Selbstzentrierung der Steghülse bei gleichzeitiger selbsttätiger Anpassung der Reibroller-Schwenklage mit der entsprechenden Änderung der Getriebeübersetzung. Nachteilig dabei ist, dass es, insbesondere im Fall einer Regelung der Übersetzung (anstelle einer grundsätzlich auch denkbaren, reinen Steuerung der Winkellagen-Stelleinrichtung), passieren kann, dass sich eine Abstandseinstellung der Stege ergibt, bei der diese in Kontakt mit den jeweils in Verstellrichtung nächstgelegenen Reibscheiben kommen. Dies kann aufgrund der hohen Relativgeschwindigkeiten leicht zu einer Beschädigung insbesondere der vergleichsweise empfindlichen Reibscheiben führen.
-
Aufgabenstellung
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes Traktionsgetriebe derart weiterzubilden, dass die Reibscheiben beim Verstellen der Übersetzung gegen Beschädigung geschützt sind.
-
Darlegung der Erfindung
-
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass der axiale Verstellweg der Stege durch Anschläge begrenzt ist, gegen die bei entsprechender Verstellung einer von ihnen anläuft, bevor er die in der jeweiligen Verstellrichtung nächstgelegene Reibscheibe kontaktieren kann.
-
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
-
Grundgedanke der Erfindung ist das Vorsehen von Anschlägen, gegen die einer der Stege beschädigungsfrei anlaufen kann, wenn eine Axialverstellung dieses Steges über ein gewünschtes Maß hinaus droht. Die Gründe für ein solches Szenario sind vielfältig. Bspw. kann es sich um eine Entgleisung der Regelung in extremen Fahrsituationen handeln. Denkbar ist auch, dass die Regelung im Laufe einer langen Betriebsdauer ihre Positionsreferenz (wenn auch nur geringfügig) verliert. Durch das Vorsehen eines robusten Anschlags kann zuverlässig verhindert werden, dass der entsprechende Steg so weit verstellt wird, dass er in Kontakt zu der in Verstellrichtung nächstgelegenen Reibscheibe kommt. Diese ist dadurch zuverlässig geschützt. Dabei ist es hinreichend, wenn nur einer der beiden Stege gegen besagten Anschlag anläuft. Aufgrund der oben erläuterten, axialen Selbstzentrierung beim Verstellvorgang wirkt die erfindungsgemäße Verstellbegrenzung auch für den anderen Steg. Das Vorsehen von Anschlägen für jeden der beiden Stege ist selbstverständlich auch denkbar.
-
Wie oben erläutert, resultiert die Beschädigungsgefahr der Reibscheiben im Wesentlich aus ihrer hohen Relativdrehzahl zu dem an sie anstoßenden Steg. Um zu verhindern, dass beim Anlaufen gegen einen robusten Anschlag der Steg nun Schaden nimmt, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Anschläge an Getriebestrukturen angeordnet sind, die zumindest zu Betriebszeiten zwischen zwei Verstellvorgängen keine Relativrotation zu den Stegen durchführen. Mit anderen Worten liegt der Steg im Kontaktfall an einem relativ zu ihm drehfixierten Anschlag an. Dies kann auf unterschiedliche Weisen realisiert werden.
-
So kann bei einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Steghülse als in sich drehstarre Einheit ausgebildet ist und im Bereich eines der Teilgetriebe ein Außengewinde trägt, auf welchem der zugeordnete Steg, der ein korrespondierendes Innengewinde trägt, aufgeschraubt ist, wobei das Außengewinde axial innen des Steges einen Anschlag aufweist, gegen den der Steg nach einer Verstellung nach radial innen anläuft, bevor er die Antriebsreibscheibe kontaktieren kann. Die grundlegende Konstruktion ist - mit Ausnahme der erfindungsgemäßen Anschläge - aus der eingangs genannten, gattungsbildenden Druckschrift bekannt. Hinsichtlich funktionaler Details kann daher auf diese Druckschrift verwiesen werden. Die genannte, bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Anschlags schützt die axial innenliegende Antriebs-Reibscheibe. Der Anschlag ist im Bereich des Außengewindes der Steghülse verortet. Während des Verstellvorgangs erfolgt also eine vergleichsweise niederfrequente Relativverdrehung zwischen dem zweiten Steg und dem Anschlag. Wandert der zweite Anschlag jedoch zu weit nach radial innen, gerät er in Kontakt mit dem Gewindeanschlag, sodass die weitere Relativrotation und damit eine weitere Verstellung des Verstellweges unterbunden werden. Der Abstand der beiden Stege ist in diesem Zustand minimal. Aufgrund der Selbstzentrierung der Reibroller stoppt auch der erste Steg in hinreichendem Abstand von der ihm zugeordneten Antriebs-Reibscheibe.
-
Im Hinblick auf den Schutz der axial außen liegenden Abtriebs-Reibscheiben haben sich zwei alternativ oder in Kombination realisierbare Positionierungsvarianten für einen Anschlag als besonders vorteilhaft erwiesen. So kann vorgesehen sein, dass die Winkellagen/Stelleinrichtung eine mit einem Stellantrieb gekoppelte, zur Getriebezentralachse koaxiale Stellhülse aufweist, die drehbeweglich am Gehäuse gelagert ist, die dem zweiten Teilgetriebe zugeordnete Abtriebs-Reibscheibe von axial außen her umgreift und nach axial innen erstreckte, paarweise zwischen sich jeweils einen axialen Führungsschlitz bildende Stellfinger aufweist, die in besagtem Führungsschlitz jeweils einen über das Schwenklager einer Rollerachse radial hinausragenden Fortsatz des zweiten Stegs führen, wobei die axiale Führungstiefe wenigstens eines der Führungsschlitze durch einen Anschlag begrenzt ist, gegen den der dort geführte Fortsatz bei einer Verstellung nach axial außen anläuft, bevor der zweite Steg die zugeordnete Abtriebs-Reibscheibe kontaktieren kann. Die grundsätzliche Ausgestaltung einer solchen Winkel-Stelleinrichtung ist aus der eingangs genannten, gattungsbildenden Druckschrift bekannt, sodass diesbezüglich auf diese Bezug genommen werden kann. Wesentliches Element der bekannten und zugleich der hier beschriebenen, besonders vorteilhaften Winkellagen-Stelleinrichtung ist eine Stellhülse mit nach axial innen ragenden Stellfingern, die axiale Führungsschlitze bilden, in denen der zweite Steg, bzw. ein ihn nach radial außen fortsetzender Fortsatz axial geführt ist. Axiale Führung bedeutet hier zugleich eine drehfeste Kopplung zwischen der Stellhülse und dem Steg. Ein fest mit dieser Stellhülse, insbesondere deren Stellfingern verbundener Anschlag ist also stets drehfest mit dem Steg verbunden. Es ist lediglich eine axiale Relativbewegung möglich, die durch die Position des Anschlags, der bspw. als die geschlossene Stirnseite des einseitig (nach axial innen) offenen Führungsschlitzes ausgebildet sein kann, begrenzt ist. Diese Begrenzung entspricht der mit der Erfindung beabsichtigten Wirkung zum Schutz der axial außenliegenden Abtriebs-Reibscheibe. Der Fachmann wird die erforderliche Relativpositionierung des Anschlags und der Abtriebs-Reibscheibe in axialer Richtung ohne weiteres an die Erfordernisse des jeweiligen Einzelfalls anpassen können.
-
Alternativ oder zusätzlich kann ein entsprechender Anschlag auch für den ersten Steg vorgesehen sein. Hier ist er im Bereich der grundsätzlich aus der eingangs genannten, gattungsbildenden Druckschrift bekannten Winkellagen-Fixiereinrichtung für den ersten Steg angeordnet. Konkret ist bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass der erste Steg mittels einer Winkellagen-Fixierungseinrichtung drehfest mit dem Gehäuse verbunden ist, die eine drehfest am Gehäuse angeordnete Fixierungshülse aufweist, welche die dem ersten Teilgetriebe zugeordnete Abtriebs-Reibscheibe von axial außen her umgreift und nach radial innen erstreckte, paarweise zwischen sich jeweils einen axialen Führungsschlitz bildende Fixierfinger aufweist, die in besagtem Führungsschlitz jeweils einen über das Schwenklager einer Rollerachse radial hinausragenden Fortsatz des zweiten Stegs führen, wobei die axiale Führungstiefe wenigstens eines der Führungsschlitze durch einen Anschlag begrenzt ist, gegen den der dort geführte Fortsatz bei einer Verstellung nach radial außen anläuft, bevor der erste Steg die zugeordnete Abtriebs-Reibscheibe kontaktieren kann.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, speziellen Beschreibung und den Zeichnungen.
-
Figurenliste
-
Es zeigen:
- 1: eine Schnittdarstellung durch eine Ausführungsform einer Antriebseinheit mit erfindungsgemäßem Traktionsgetriebe,
- 2: eine Detaildarstellung der linken Rolleraufhängung von 1 in einer ersten Schwenkstellung,
- 3: die Rolleraufhängung von 2 in einer zweiten Schwenkstellung,
- 4: die Rolleraufhängung von 2 in einer dritten Schwenkstellung,
- 5: eine perspektivische Darstellung der Stege der Antriebseinheit von 1,
- 6: eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Traktionsgetriebes, insbesondere des Traktionsgetriebes der Antriebseinheit von 1,
- 7: eine geschnittene, perspektivische Darstellung des Traktionsgetriebes von 6 sowie
- 8: eine geschnittene, perspektivische Darstellung der Kupplungs- und Abstand-Stelleinrichtung des Traktionsgetriebes von 6.
-
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
-
Gleiche Bezugszeichen in den Figuren deuten auf gleiche oder analoge Elemente hin.
-
Die 1 bis 8 stellen eine Ausführungsform einer Antriebseinheit 10 mit erfindungsgemäßem Traktionsgetriebe bzw. einzelne Komponenten derselben dar. Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich insofern auf sämtliche Figuren gemeinsam. Lediglich dort, wo einzelne Aspekte in einzelnen Figuren besonders deutlich illustriert sind, soll auf diese Figuren explizit hingewiesen werden.
-
Die Schnittdarstellung von 1 gibt einen Überblick über den grundlegenden Aufbau der Antriebseinheit 10. In einem Gehäuse 12 ist eine als Innenläufer gestaltete elektrische Maschine 14 mit einem gehäusefesten Stator 16 und einem radial innerhalb des Stators 16 rotierbaren Rotor 18 angeordnet. Der Rotor 18 ist bei der dargestellten Ausführungsform zusammengesetzt aus einem elektrisch wirksamen Teil 20 und einer Rotorwelle 22, die mittels der Rotorlager 24 unmittelbar (rechtes Rotorlager) bzw. mittelbar (linkes Rotorlager) gegen das Gehäuse 12 gelagert ist. Die Rotorwelle 22 dient als Eingangswelle des radial innerhalb des Rotors 18 angeordneten Traktionsgetriebes 26, welches in isolierter Form in den 6 und 7 gesondert dargestellt ist.
-
Das Traktionsgetriebe 26 ist aus zwei Teilgetrieben aufgebaut, nämlich dem in 1 links dargestellten ersten Teilgetriebe 26a und dem in 1 rechts dargestellten zweiten Teilgetriebe 26b. Die beiden Teilgetriebe 26a, 26b sind spiegelsymmetrisch zueinander aufgebaut und einander axial benachbart angeordnet. Axial innen, d.h. mittig in 1, sind die Antriebs-Reibscheiben 28a, b der Teilgetriebe 26a, b positioniert. Die dem ersten Teilgetriebe 26a zugeordnete erste Antriebs-Reibscheibe 28a ist mittels einer geraden Steckverzahnung 30 mit der Rotorwelle 22 verbunden. Hierdurch wird eine drehfeste Kopplung zwischen der Rotorwelle 22 und der ersten Antriebs-Reibscheibe 28a realisiert, die jedoch eine Axialverschiebung der ersten Antriebs-Reibscheibe 28a zulässt. Axial außen, d.h. den Antriebs-Reibscheiben 28a, b in jedem Teilgetriebe 26a, b jeweils gegenüberliegend, sind Abtriebs-Reibscheiben 32a, b angeordnet. Die Abtriebs-Reibscheiben 32a, b sind fest mit einer Abtriebswelle 34 verbunden, die über die Abtriebswellenlager 36 am Gehäuse 12 gelagert ist.
-
Zwischen den einander zugeordneten Reibscheiben jedes Teilgetriebes 26a, b ist je ein Steg 38a, b angeordnet, welcher im Wesentlichen sternförmig ausgebildet ist und an jedem seiner Strahlen einen Reibroller 40 trägt, der bei der gezeigten Ausführungsform einen Reibring 42 aufweist, der um eine Rollerachse 44 rotierbar gelagert ist und die ihm zugeordneten Antriebs- und Abtriebs-Reibscheiben 28a, b, 32a, b kraftschlüssig kontaktiert. Die Rollerachse 44 ist um eine Schwenkachse 46 schwenkbar am Steg 38a, 38b gelagert.
-
Dabei ragen die jeweils einen Reibroller 40 tragenden Strahlen des Stegs 38a, b mit einem radialen Fortsatz 48 radial über die Schwenkachse 46 hinaus.
-
In den 2 bis 4 ist die Aufhängung eines Reibrollers 40 am ersten Steg 38a in drei unterschiedlichen Schwenkstellungen vergrößert dargestellt. In den 2 bis 4 ist auch erkennbar, dass mit jeder Verschwenkung des Reibrollers 40 eine Axialverschiebung des Stegs 38a sowie der zugeordneten Antriebs-Reibscheibe 28a relativ zum Gehäuse 12 bzw. zur gehäusefesten Abtriebs-Reibscheibe 32a verbunden ist. Diese Axialverschiebungen sind erforderlich, um den Kraftschluss zwischen den Reibscheiben 28a, 32a und dem Reibroller 40 aufrecht zu erhalten. Weiße Pfeile markieren in den Figuren die von den erfindungsgemäßen Anschlägen definierten Grenzen des Verstellwegs. Die mit der Verschwenkung und Axialverschiebung einhergehende Übersetzungsänderung im Teilgetriebe 26a zwischen dessen Antriebs-Reibscheibe 28a und seiner Abtriebs-Reibscheibe 32a ist für den Fachmann ohne weiteres erkennbar.
-
Selbstverständlich ist es erforderlich, dass in beiden Teilgetrieben 26a, b besagte Übersetzungsänderungen synchron verlaufen. Daher sind die beiden Stege 38a, b mittels einer gemeinsamen Steghülse 50 miteinander verbunden. Bei der gezeigten Ausführungsform ist der erste Steg 38a fest mit der Steghülse 50 verbunden, während der zweite Steg 38b ein Innengewinde trägt, welches auf einen Außengewindeabschnitt 52 der Steghülse 50 aufgeschraubt ist. Das Außengewinde 52 trägt im Bereich seines axial inneren Endes einen Anschlag 521, auf den weiter unten noch näher eingegangen werden soll. Die als Hohlwelle ausgebildete Steghülse 50 umgreift die Abtriebswelle 34 koaxial und erfährt über die Reibroller 40 eine Radiallagerung. Axial ist sie hingegen nicht fixiert, sondern relativ zum Gehäuse 12 verschieblich. Eine solche Axialverschiebung der Steghülse 50 hat also eine gleichgerichtete Verschiebung der Stege 38a, b zur Folge, wohingegen eine Relativrotation der Stege 38a, b zueinander aufgrund der Gewindekopplung 52 zu einer Abstandsänderung zwischen den Stegen 38a, b führt. Allerdings ist die Abstandsänderung der Stege 38a, b durch den Anschlag 521 derart begrenzt, dass der Abstand beim Anlaufen des zweiten Stegs 38b gegen besagten Anschlag 521 nicht weiter reduziert werden kann. Die Relativposition des Anschlags 521 zu der zweiten Antriebs-Reibscheibe ist so gewählt, dass eine Kollision zwischen dem zweiten Steg 38b und der zweiten Antriebs-Reibscheibe vermieden wird. Aufgrund der oben erläuterten Bewegungssymmetrie ist damit auch eine Kollision zwischen dem ersten Steg und der ersten Antriebs-Reibscheibe ausgeschlossen. Obgleich der zweite Steg 38b beim Verstellvorgang gegenüber dem ersten Steg und daher auch gegenüber der Steghülse 50 rotiert, stehen im angeschlagenen Zustand der zweite Steg 38b und der Anschlag 521 drehfest zueinander. Ein Abschleifen von Steg 38b und/oder Anschlag 521 aufgrund einer schleifenden Relativrotation ist ausgeschlossen. Ebenso ist ein Verklemmen des zweiten Stegs 38b am auslaufenden Gewindeende ausgeschlossen. Die beiden Stege 38a, b samt Reibrollern 40 und gemeinsamer Steghülse 50 sind in 5 nochmals isoliert dargestellt.
-
Um eine Relativverdrehung der Stege 38a, b zu bewirken, wie dies zum Zwecke einer Übersetzungsänderung vorgesehen ist, weist das Traktionsgetriebe 26 im Bereich seines ersten Teilgetriebes 26a eine Fixierhülse 54a und im Bereich seines zweiten Teilgetriebes 26b eine Stellhülse 54b auf. Diese sind in den 6 und 7, die zwei Darstellungen des isolierten Traktionsgetriebes 26 zeigen, besonders deutlich erkennbar. Die Fixierhülse 54a ist fest mit dem Gehäuse 12 verbunden und trägt bei der gezeigten Ausführungsform das linke Rotorwellenlager 24. Die Fixierhülse 54a umgreift die erste Abtriebs-Reibscheibe 32a von axial außen her und weist nach radial innen erstreckte Fixierfinger 56a auf, mittels welcher die Fortsätze 48 des ersten Stegs 38a drehfixiert werden, wobei jedoch die Axialverschieblichkeit des ersten Stegs 38a nicht behindert wird. Die Stellhülse 54b im Bereich des zweiten Teilgetriebes 26b ist entsprechend aufgebaut und positioniert und weist nach radial innen erstreckte Stellfinger 56b auf, mittels welcher die Fortsätze 48 des zweiten Stegs 38b relativ zur Stellhülse 54b drehfixiert werden, wobei jedoch die Axialverschieblichkeit des zweiten Stegs 38b nicht behindert wird. Allerdings ist die Stellhülse 54b nicht drehfest mit dem Gehäuse 12 gekoppelt. Vielmehr ist sie über ein Stellrad 58 mit einem in den Figuren nicht dargestellten Stellantrieb verbunden. Mittels dieses Stellantriebs kann also eine gezielte Rotation des zweiten Stegs 38b relativ zum ersten Steg 38a und damit eine gezielte Abstandsänderung der Stege 38a, b zueinander bewirkt werden. Allerdings ist die Abstandsänderung der Stege 38a, b durch Anschläge 571a, b, die axiale Tiefe der paarweise zwischen den Fixier- bzw. Stellfingern 56a, b gebildeten Führungsschlitze 57a, b begrenzen, derart eingeschränkt, dass der Abstand beim Anlaufen des der Stege 38a, b gegen besagte Anschläge 571a, b nicht weiter vergrößert werden kann. Die Relativposition der Anschläge 571a, b zu den Antriebs-Reibscheiben ist so gewählt, dass eine Kollision zwischen den Stegen 38a, b und den Antriebs-Reibscheiben vermieden wird. Aufgrund der oben erläuterten Bewegungssymmetrie würde auch ein einseitiger Anschlag an der Stellhülse oder an der Fixierhülse genügen. In jedem Fall stehen die Stege 38a, b zu jedem Zeitpunkt drehfest zu ihrem jeweils zugeordneten Anschlag 571a, b. Ein Abschleifen eines Stegs 38a, b und/oder Anschlags 581a, b aufgrund einer schleifenden Relativrotation ist ausgeschlossen.
-
Um eine gezielte Übersetzungsänderung zu generieren, bedarf es einer kompensierenden Axialverschiebung der beiden Antriebs-Reibscheiben 28a, b, sodass der Kraftschluss zwischen den Reibscheiben 28a, b, 32a, b und den Reibrollern 40 in jedem Teilgetriebe erhalten bleibt. Der Fachmann wird erkennen, dass eine derart kompensierende Axialverschiebung der Antriebs-Reibscheiben 28a, b eine entsprechend kompensierende Axialverschiebung der Steghülse 52 und somit eine Selbstzentrierung der Stege 38a, b innerhalb ihres jeweiligen Teilgetriebes 26a, b bewirkt.
-
Zur Realisierung der kompensierenden Axialverschiebung der Antriebs-Reibscheiben 28a, b ist eine momentenabhängige Wälzkörper/Rampen-Kupplung 60 zwischen den Antriebs-Reibscheiben 28a, b vorgesehen, die insbesondere in 8 besonders deutlich illustriert ist. Die Aufgabe der Kupplung 60 ist zum einen die Übertragung des Rotor-Drehmomentes von der ersten Antriebs-Reibscheibe 28a auf die zweite Antriebs-Reibscheibe 28b und zum anderen die vorgenannte, kompensierende Axialverschiebung der Antriebs-Reibscheiben 28a, b relativ zueinander bzw. relativ zu den ihnen jeweils zugeordneten Abtriebs-Reibscheiben 32a, b. Hierzu sind die Antriebs-Reibscheiben 28a, b an ihren einander zugewandten Flächen jeweils mit einem in Umfangsrichtung variierenden Rampenprofil 62 versehen. In 8 ist lediglich das Rampenprofil 62 der ersten Antriebs-Reibscheibe 28a dargestellt. An den Rampenprofilen 62 liegen Wälzkörper 64 an, die bei der gezeigten Ausführungsform in einem separaten Käfig 66 um eine radiale Drehachse drehbar gelagert sind. Bei der gezeigten Ausführungsform haben die Wälzkörper 64 die Form von Walzen. Kugelförmige Wälzkörper sind ebenso denkbar. Je nach Relativlage der Berge und Täler der Rampenprofile 62 einerseits und der Wälzkörper 64 andererseits ändert sich der Abstand der Antriebs-Reibschreiben 28a, b zueinander. Die hierfür notwenige Relativverdrehung der Antriebs-Reibscheiben 28a, b ist abhängig von dem übertragenen Moment, welches insbesondere durch die von den Reibrollern auf die Antriebs-Reibscheiben 28a, b eingebrachte Anpresskraft bestimmt wird. Der Käfig 66 ist mit einer ringscheibenförmigen Tellerfederanordnung 68 verzahnt, die sich beidseitig an den Antriebs-Reibscheiben 28a, b abstützt und diese in Richtung der jeweils zugeordneten Abtriebs-Reibscheiben 32a, b vorspannt. Hierdurch wird eine Grundspannung in jedem Teilgetriebe 26a, b erzeugt, die undefinierte Zustände oder ein Durchrutschen beim Anfahren vermeidet. Zur Verschleißminderung weist die Tellerfederanordnung 68 an ihren ringförmigen Anlageflächen an den Antriebs-Reibscheiben 28a, b je eine Gleitbeschichtung 70 auf. Durch die Verzahnung des Käfigs 66 mit der Tellerfederanordnung 68 kann der Totweg bei einer Momentenumkehr zwischen den Antriebs-Reibscheiben 28a, b besonders gering gehalten werden.
-
Der Fachmann wird verstehen, dass das erfindungsgemäße Traktionsgetriebe, wie es sich insbesondere in den 6 und 7 darstellt, als außen axial- und radialkräftefreie Einheit darstellt, da sämtliche axiale und radiale Kraftkomponenten einander im Inneren des Getriebes 26 aufheben. Es werden daher allein Drehmomente ein- und ausgeleitet, sodass ein modularer Einbau ohne besondere Abstützungen im Gehäuse ermöglicht wird.
-
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.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Antriebseinheit
- 12
- Gehäuse
- 14
- elektrische Maschine
- 16
- Stator
- 18
- Rotor
- 20
- elektrisch wirksamer Teil von 18
- 22
- Rotorwelle
- 24
- Rotorwellenlager
- 26
- Traktionsgetriebe
- 26a
- erstes Teilgetriebe von 26
- 26b
- zweites Teilgetriebe von 26
- 28a
- erste Antriebs-Reibscheibe
- 28b
- zweite Antriebs-Reibscheibe
- 30
- Steckverzahnung
- 32a
- erste Abtriebs-Reibscheibe
- 32b
- zweite Abtriebs-Reibscheibe
- 34
- Abtriebswelle
- 36
- Abtriebswellenlager
- 38a
- erster Steg
- 38b
- zweiter Steg
- 40
- Reibroller
- 42
- Reibring
- 44
- Rollerachse
- 46
- Schwenkachse
- 48
- radialer Fortsatz
- 50
- Steghülse
- 52
- Außengewinde
- 521
- Anschlag
- 54a
- Fixierhülse
- 54b
- Stellhülse
- 56a
- Fixierfinger
- 56b
- Stellfinger
- 57a
- Führungsschlitz
- 571a
- Anschlag
- 57b
- Führungsschlitz
- 571b
- Anschlag
- 58
- Stellrad
- 60
- Wälzkörper/Rampen-Kupplung
- 62
- Rampenprofil
- 64
- Wälzkörper
- 66
- Käfig
- 68
- Tellerfederanordnung
- 70
- Gleitfläche
-
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]
