DE112009000477T5 - Stufenloses Riemenantriebssystem - Google Patents

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    • F16H25/2252Planetary rollers between nut and screw

Abstract

Ein Antriebssystem mit variablem Verhältniswert, das zwischen einer Quelle einer Drehbewegung und einer angetriebenen Vorrichtung verbindbar ist, wobei das System enthält:
(a) ein antreibendes Element mit einer ersten Drehwelle, die mit der Drehbewegungsquelle verbunden werden kann, um um eine Antriebsachse zu drehen;
(b) ein angetriebenes Element, das mit dem antreibenden Element verbunden werden kann;
(c) ein Riemenelement, das zwischen dem antreibenden Element und dem angetriebenen Element verbunden ist und betätigt werden kann, um zwischen ihnen eine Drehbewegung zu übertragen;
(d) wobei das angetriebene Element ein erstes Seilscheibenelement und ein gesichertes Seilscheibenelement enthält, die je eine konische Fläche haben, welche für einen Reibungseingriff mit dem Riemenelement konfiguriert ist, wobei das erste Seilscheibenelement mit einer zweiten Drehwelle verbunden ist, und das zweite Seilscheibenelement gleitend auf der zweiten Drehwelle positioniert ist; und
(e) ein Seilscheiben-Betätigungssystem zum gleitenden Verändern der Position des zweiten Seilscheibenelements auf der zweiten Drehwelle;...

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf stufenlose Riemenantriebssysteme, und insbesondere auf ein stufenloses Riemenantriebssystem mit direkter elektronischer Betätigung.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft stufenlose Riemenantriebssysteme, von denen die beliebtesten die stufenlosen Getriebesysteme (CVT) sind. CVT-Systeme werden zum Beispiel in Kraftfahrzeugen verwendet, damit das Getriebe reibungslos zwischen verschiedenen Antriebsverhältnissen umschalten kann. Diese CVT-Getriebesysteme verwenden typischerweise ein hydraulisches Betätigungssystem zur Positionierung der Seilscheiben und zum Einwirken auf eine Änderung des Antriebsverhältnisses. Dieses Betätigungsverfahren ist bei Getrieben wirksam, wenn sie in den Fahrzeug-Antriebsstrang hoch integriert sind. Bei der Verwendung eines Systems vom Typ CVT (allgemein ”stufenloses Riemenantrieb”-System genannt) für weniger integrierte Anwendungen, wie zum Beispiel den Antrieb eines Kühlgebläses, sind Zeit und Kosten für die Integration eines hydraulischen Betätigungssystems oft prohibitiv. Hydraulische Betätigungssysteme sind auch typischerweise auf Motoröl angewiesen, was bedeutet, dass bei der Gestaltung des Ölkreislaufs für den Motor Vorrichtungen berücksichtigt werden müssen.
  • Kraftfahrzeuge enthalten ein Kühlsystem, um vom Fahrzeugantrieb, wie einem Verbrennungsmotor, erzeugte Wärme abzuführen. In einem typischen Kraftfahrzeug liefert das Schmiersystem eine gewisse Kühlfunktion, wenn heißes Schmiermittel aus dem Motor heraus gepumpt wird. Der größte Teil der Kühlungserfordernisse für ein Kraftfahrzeug wird aber durch Luft erfüllt, die durch den Motorraum und quer durch den Kühler strömt. Ein um den Antrieb herum strömendes Kühlmittel entnimmt Wärme aus dem Motor, die anschließend über den Fahrzeugkühler abgeführt wird. Bei Kraftfahrzeugen ist der Motorraum ausgebildet, um die Strömung von Umgebungsluft durch den Motorraum und am Kühler vorbei zu erlauben. Bei den meisten Fahrzeugen ist ein Kühlgebläse vorgesehen, das die Luftströmung quer durch den Kühler erhöht. Bei manchen Fahrzeugeinrichtungen wird das Gebläse von einem Elektromotor angetrieben, der vom Fahrzeugmotor unabhängig ist. Bei kleineren Personenwagen kann der Lösungsansatz mit einem Elektromotor den Kühlungsbedarf des Fahrzeugs erfüllen. Anders als Personenwagen können Schwerlastwagen und andere Nutzfahrzeuge typischerweise aber keine Elektromotoren verwenden, um das Kühlgebläse anzutreiben. Für ein typisches Fahrzeug dieser Art würde das Kühlgebläse eine große Menge an Leistung vom Motor erfordern, um ihn zu kühlen, was in einen unverhältnismäßig hohen Bedarf an elektrischer Leistung umgesetzt würde.
  • Eine große Auswahl an Technologien steht zur Verfügung, um Leistung von den Motoren zu den drehenden Kühlgebläsen zu übertragen. Diese enthält Ein-Aus-Kupplungen und viskose Gebläseantriebe. In jedem Fall wird ein Endlosriemen verwendet, um Rotationsenergie vom Fahrzeugmotor zum Kühlgebläse oder zum Gebläseantriebssystem zu übertragen. Systeme vom CVT-Typ wurden im Allgemeinen nicht in Zusatzantriebssystemen verwendet.
  • Idealerweise würde das Übertragungsantriebsaggregat das Kühlgebläse nur so schnell drehen wie notwendig, um eine optimale Motortemperatur aufrechtzuerhalten. Die Steuerung der Kühlgebläsedrehzahl spart Leistung und verbessert den Gesamtwirkungsgrad des Motors. Zusätzlich sollte das Übertragungsantriebsaggregat fähig sein, das Gebläse bei niedrigeren Motordrehzahlen schneller zu drehen (d. h. mit einem höheren Riemenscheiben-Antriebsverhältnis) als bei höheren Motordrehzahlen, da der Kühlbedarf für den Motor während des Betriebs mit niedriger Drehzahl und hohem Drehmoment größer sein kann.
  • Daher ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Mechanismus zur Regulierung der Drehzahl eines Kühlgebläses für ein Kühlsystem eines Fahrzeugs, insbesondere ein Zusatzantriebssystem, anzugeben. Es ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes stufenloses Riemenantriebssystem zur Verwendung als ein Zusatzantrieb-Kühlsystem anzugeben.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung liefert ein stufenloses Riemenscheiben-Übertragungssystem, das frühere Mängel bei Systemen vom CVT-Typ, insbesondere, wenn sie mit Zusatzantriebssystemen verwendet werden, anspricht. Das stufenlose Riemenantriebssystem enthält ein antreibendes Riemenscheibenaggrat und ein angetriebenes Riemenscheibenaggregat mit einem Endlosriemen, der eine Rotationsbewegung zwischen ihnen überträgt. Die Riemenscheiben werden je von vorderen und hinteren Seilscheiben geformt, die gegenüberliegende konische Flächen definieren. Das Antriebsverhältnis zwischen den Riemenscheiben wird durch die Position des Keilriemens zwischen den konischen Flächen der Seilscheiben bestimmt.
  • Eine direkter elektronischer Betätigungsmechanismus wird zur Steuerung von Änderungen des Verhältniswerts im Riemenscheibenübertragungsaggregat verwendet. Ein integrierter Schrittmotor wird als Antriebsmotor für den Mechanismus verwendet. Ein Differential-Planeten-Rollengewindemechanismus wandelt die Rotationsbewegung vom Schrittmotor in eine axiale Bewegung zum Betätigen der Seilscheibenposition um.
  • Der Schrittmotor verwendet vorzugsweise ein Dauermagnet-Rotorelement. Dies beseitigt die Notwendigkeit, elektrische Leistung an drehende Bauteile zu übertragen. Der Schrittmotor wird auch leicht hinter der angetriebenen Seilscheibe untergebracht, was die axiale Länge des Aggregats minimiert. Das Schrittmotoraggregat hält auch den Rotor bei Verlust elektrischer Leistung in einer fixierten Stellung.
  • Diese und andere Gegenstände, sowie Vorteile der Erfindung, können aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung entnommen werden, wie sie durch die beiliegenden Figuren veranschaulicht ist, und wenn sie gemäß den angefügten Ansprüchen ausgelegt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Systems aus Motor, Getriebe und Kühlung.
  • 2 ist eine schematische Darstellung einer Art von Übertragungsantriebsaggregat, das einen Endlosriemen und eine rotierende Riemenscheibe verwendet.
  • Die 3A und 3B sind perspektivische Ansichten und teilweise Querschnitte eines stufenlosen Riemenantriebssystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 veranschaulicht Ankerpole gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die 5 und 5A veranschaulichen einen Schrittmotor-Rotor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6 veranschaulicht eine Lageregelungsmutter zur Verwendung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 7 veranschaulicht ein Planetenrollengewindeelement zur Verwendung in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu fördern und zu verstehen, wird nun auf die Ausführungsformen Bezug genommen, die in den Zeichnungen veranschaulicht sind, und es wird eine spezifische Sprache verwendet, um sie zu beschreiben. Es ist aber klar, dass keine Einschränkung bezüglich des Rahmens der Erfindung dadurch beabsichtigt ist. Die Erfindung enthält alle Alternativen und andere Veränderungen an den veranschaulichten Vorrichtungen und beschriebenen Verfahren und weitere Anwendungen der Prinzipien der Erfindung, die einem Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich die Erfindung bezieht, normalerweise einfallen würden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein stufenloses Riemenantriebssystem, oder Übertragungsantriebsaggregat, das besonders geeignet ist für den Antrieb von Zusatzvorrichtungen in einem Kraftfahrzeug. Natürlich können die Prinzipien der vorliegenden Erfindung in einer Vielfalt von Anwendungen genutzt werden, in denen stufenlos oder unendlich veränderbare Drehzahlverhältnisse erwünscht sind.
  • Allgemein liefert die Erfindung ein antreibendes Elementaggregat, das mechanische Spanneigenschaften enthält, um eine geeignete Spannung auf einem Keilriemen aufrechtzuerhalten, der von den rotierenden Seilscheiben der antreibenden Riemenscheibe angetrieben wird. Stufenlose Getriebesysteme verwenden allgemeinen einen Endlosriemen mit einem keilförmigen Querschnitt. Der Riemen ist so konfiguriert, dass er in konische Reibungsflächen von gegenüberliegenden Riemenscheibe-Seilscheiben eingreift. Das stufenlose Merkmal des CVT-Systems wird durch Ändern des Abstands zwischen den Seilscheiben einer bestimmten Riemenscheibe erhalten.
  • Wenn die Seilscheiben voneinander weg bewegt werden, bewegt sich der Keilriemen radial nach innen zu einem geringeren Rotationsradius oder Abstand. Wenn die Seilscheiben zueinander bewegt werden, drücken die konischen Flächen den Keilriemen radial nach außen, so dass der Riemen über einen größeren Durchmesser verläuft. Das typische CVT-System wird manchmal als ”unendlich variables Getriebe” bezeichnet, da der Keilriemen in einem unendlichen Bereich von Radien angeordnet werden kann, je nach dem Abstand zwischen den konischen Riemenscheibe-Seilscheiben. Wenn ein stufenloses Riemenantriebssystem mit einem Kühlgebläse verwendet wird, kann die Drehzahl des Kühlgebläses der Menge an für den Motor benötigten oder erforderlichen Kühlung gleichgesetzt werden.
  • In einer typischen Fahrzeugeinrichtung, ob auf der Straße oder im Gelände, wird das Kühlgebläse vom Fahrzeugmotor angetrieben. In einer in 1 gezeigten typischen Einrichtung ist ein Motor 10 auch mit einem Übertragungsantriebsaggregat 15 gekoppelt. Das Aggregat 15 liefert Leistung direkt an ein Kühlgebläse 16, das typischerweise dem Fahrzeugkühler 17 benachbart angeordnet ist. 1 stellt auch einen Getriebemechanismus 12 dar, der verwendet wird, um die Räder 14 des Fahrzeugs anzutreiben.
  • Ein Riemenscheibensystem vom CVT-Typ zur Bewegung von Riemenscheibe-Seilscheiben und zum Verändern des Antriebsverhältnisses ist in 2 gezeigt. Im Allgemeinen enthält das Übertragungsantriebsaggregat 15 ein antreibendes Elementaggregat 20, das mit einer Rotationskraftquelle, wie einem Verbrennungsmotor 10, verbunden ist, und ein angetriebenes Elementaggregat 22, das mit einer angetriebenen Vorrichtung, wie einer dem Fahrzeug zugeordneten Zusatzvorrichtung, verbunden ist. Gemäß einer bevorzugten Verwendung der vorliegenden Erfindung ist das angetriebene Elementaggregat 22 mit einem Kühlgebläse 16 verbunden, das Teil des Motorkühlungssystems ist. Ein Endlosriemen 24 ist zwischen den Riemenscheiben des antreibenden Elementaggregats 20 und des angetriebenen Elementaggregats 22 verbunden. Der Riemen ist vorzugsweise ein Keilriemen und kann aus einer Vielfalt bekannter Konfigurationen und Materialien bestehen. Der Riemen 24 wird durch Reibungskontakt mit der Riemenscheibe des antreibenden Elementaggregats angetrieben. Desgleichen wird das angetriebene Elementaggregat durch Reibungskontakt mit dem rotierenden Riemen vorwärtsgetrieben.
  • Das antreibende Elementaggregat 20 enthält eine antreibende Welle 26, die konfiguriert sein kann, um auf die Antriebswelle des Motors 10 oder eine Zusatz- oder Zapfwelle montiert zu werden, die vom Fahrzeugmotor angetrieben wird. Das angetriebene Elementaggregat 22 kann ein Montageelement 44 enthalten, mit dem das Motor-Kühlgebläse 16 verbunden ist.
  • Das antreibende Elementaggregat 20 enthält eine hintere Seilscheibe 28 mit einer konischen Riemeneingriffsfläche 29 und eine vordere Seilscheibe 30 mit einer konischen Riemeneingriffsfläche 31. Wie im Stand der Technik allgemein bekannt, werden die zwei Seilscheiben 28 und 30 kombiniert, um eine Riemenscheibe für den Antrieb des Endlosriemens 24 zu bilden. Die Keilform des Riemens passt sich an die gegenüberliegenden konischen Flächen 29 und 31 an, um einen festen Reibkontakt während der Rotation des antreibenden Elementaggregats 20 zu liefern.
  • Das antreibende Elementaggregat kann einen Riemenspannmechanismus 32 enthalten, wie er üblicherweise auf dem CVT-Gebiet bekannt ist. Dies hält eine einwandfreie Riemenspannung aufrecht und gewährleistet eine ausreichende Übertragung von Rotationsbewegung zwischen den zwei Riemenscheiben. Es kann auch einem Riemenquietschen abhelfen, das bei einem losen oder abgenutzten Riemen auftritt.
  • Es ist auch möglich, es einer oder beiden, dem antreibenden Elementaggregat oder dem angetriebenen Elementaggregat, zu erlauben, axial entlang ihrer zugeordneten Welle zu gleiten. Dies kann auf eine beliebige übliche, heute bekannte Art erfolgen. Die Veränderung des Riemenscheibenverhältnisses zwischen dem antreibenden Elementaggregat und dem angetriebenen Elementaggregat kann dazu führen, dass die Mittellinie des Riemens sich axial bezüglich der antreibenden Welle verschiebt. Dies kann den Riemen zwischen den zwei Riemenscheiben verdrehen und erhöht die Riemenabnutzung und die Gefahr des Reißens des Riemens. Wenn einem oder beiden Riemenscheibenaggregaten ein axiales Gleiten erlaubt wird, wird die einwandfreie Ausrichtung zwischen ihnen aufrechterhalten.
  • Ein zweites Bauteil des stufenlosen Antriebsaggregats 15 ist das angetriebene Elementaggregat 22. Das Aggregat 22 kann am Fahrzeug, zum Beispiel am Motor, durch einen Befestigungsflansch 38 am Gehäuse 74 befestigt werden. Das angetriebene Elementaggregat 22 definiert auch eine rotierende Riemenscheibe durch die Kombination einer hinteren Seilscheibe 40 und einer vorderen Seilscheibe 42. Wie beim antreibenden Elementaggregat begrenzen die zwei angetriebenen Seilscheiben 40 und 42 konische Eingriffsflächen 41 bzw. 43. Das Gebläse-Montageelement 44 ist an der vorderen Seilscheibe 42 befestigt, so dass das Rotieren der Riemenscheibe-Seilscheiben das Rotieren des Gebläse-Montageelements 44 und somit das Rotieren des Gebläses 16 verursacht, das am Montageelement 44 befestigt ist.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in den 37 gezeigt. Das Merkmal des stufenlosen variablen Verhältniswerts des Aggregats 50 wird von einem Anpassungsmechanismus oder -system 52 des Verhältniswerts erreicht, der in ein angetriebenes Elementaggregat integriert ist. Allgemein gesagt, passt der Anpassungsmechanismus die Position der hinteren Seilscheibe 54 bezüglich der vorderen Seilscheibe 56 an, um den Zwischenraum zwischen den zwei Seilscheiben zu vergrößern oder zu verkleinern. Wie oben erläutert, wird durch die Bewegung der zwei Seilscheiben in Annäherung zueinander der Keilriemen radial nach außen zu einem größeren angetriebenen Radius gezwungen. In gleicher Weise ermöglicht es das Auseinanderbewegen der zwei Seilscheiben dem Riemen, tiefer in die Riemenscheibenrille zu fallen und daher mit einem kleineren angetriebenen Radius zu laufen.
  • Ein Gebläseelement 16 oder Gebläseelementaggregat ist auf die vordere Seilscheibe 56 so montiert, dass die Rotation der Riemenscheibe-Seilscheiben die Rotation des Gebläseelements bewirkt. Zu diesem Zweck ist eine Anzahl von Montagelöchern 57 auf der Stirnseite der vorderen Seilscheibe 56 vorgesehen.
  • In diesem Zusammenhang wird bevorzugt, dass der Anpassungsmechanismus 52 mit der angetriebenen Riemenscheibe anstatt mit der antreibenden (oder Antriebs)-Riemenscheibe verbunden ist. Ein ähnlicher Mechanismus kann aber, falls gewünscht, in das antreibende Elementaggregat, oder sowohl in das antreibende als auch in das angetriebene Aggregat eingebaut werden.
  • Die zwei Seilscheiben 54 und 56 sind auf ein zentrales Achsen- oder Wellenelement 60 montiert. Die vordere Seilscheibe 56 ist ortsfest an der Welle oder Achse 60 befestigt, während die hintere Seilscheibe 54 gleitend auf dem Achsenelement 60 positioniert ist. Die hintere Seilscheibe ist typischerweise mit der Welle verzahnt. In den Zeichnungen ist auch eine zentrale Bohrung 62 im Achsenelement 60 gezeigt. Die Bohrung 62 kann vorgesehen sein, um das Gewicht des Aggregats 50 zu reduzieren; die Bohrung 62 kann auch verwendet werden, um bei der Montage eines Gebläseelements oder Gebläseelementaggregats auf die vordere Seilscheibe 56 mitzuwirken. Die Achse 60 ist durch einen Lagersatz 64 drehbar auf das Montagegehäuse 38 montiert.
  • Die in den 37 gezeigte Ausführungsform hat einen Primärantrieb, der einen Schrittmotor 70 enthält, welcher in das Montagegehäuse 74 des angetriebenen Seilscheibenaggregats integriert ist. Der Schrittmotor 70 hat einen Anker 72, der direkt am Montagegehäuse 74 befestigt ist. Der Anker 72 enthält ein Paar von Spulen 73A, 73B, die entweder mit einer unipolaren oder mit einer bipolaren Konfiguration verdrahtet sein können. Der Schrittmotor in der gezeigten Ausführungsform hat einen Can-Stack-Aufbau, bei dem die Ankerpole 76 und der Magnetpfad mit vier ineinandergreifenden Ankerschnitten konstruiert sind. Der Schrittmotor enthält auch ein Rotorelement 80, das aus alternierenden Nordpolmagneten 82 und Südpolmagneten 84 besteht, die in Umfangsrichtung an einem verzahnten Rotorkern 86 befestigt sind. Das Rotoraggregat hat auch einen Flussring 91, der den Magnetkreispfad vervollständigt (siehe 5A). Das Rotoraggregat ist axial vom ortsfesten Gehäuse durch ein Paar von Verschleissringen 90 isoliert und wird von einer Rückhalteplatte 92 in Stellung gehalten.
  • Während das Rotoraggregat dreht, setzt es die Rotationsbewegung auf das Lageregelungsmutterelement 100 über eine verzahnte Schnittstelle 102 um. Das Lageregelungsmutterelement 100 hat eine Reihe von Planetenrollengewinden 110, die in ihm rollen und von Abstandsringen 114 und Schnappringen 115 in radialer Stellung gehalten werden. Die Ringe 114 halten die Rollengewinde 110 in Flucht.
  • Während das Lageregelungsmutterelement 100 dreht, bewegt es sich in Translationsrichtung entlang eines Gewindehülsenelements 130 über die Planetenrollengewindeelemente 110. Das Lageregelungsmutterelement 100 drückt auf die hintere Seilscheibe 54 über die Rollenschublager 140 und positioniert die hintere Seilscheibe 54, um das Antriebsverhältnis zu ändern.
  • Die hintere Seilscheibe 54 umfasst weiter vordere und hintere Führungsringe 150A und 150B, die konzentrisch mit der Zahnwelle 60 durch einen festen Laufsitz hindurch ineinandergreifen, um eine Seilscheibenunwucht zu minimieren.
  • Die Gebläsedrehzahl wird unter Verwendung einer Zahnradgetriebe-Erfassungsvorrichtung mit Halleffekt (HED) 160 gemessen, die eine Veränderung im Magnetfeld erfasst, wenn die Zähne des Drehzahlerfassung-Eisenzahnradgetriebes 162 vorbeilaufen. Die Ausgangsposition der Seilscheibe wird durch eine zweite Standard-HED 164 und einen kleinen Magnet 166 erfasst, der am Gehäuse 100 der Lageregelungsmutter befestigt ist. Eine Leiterplatte 163 mit einem Schrittmotorantrieb-Controller ist im Hohlraum 165 im Gehäuse 74 vorgesehen.
  • Die vorliegende Erfindung liefert einen direkten elektronischen Betätigungsmechanismus zur Steuerung der Veränderungen des Verhältniswerts in einem stufenlos angetriebenen Riemenantriebssystem. Das Antriebsverhältnis wird von der Ausgangs-Seilscheibe gesteuert, die eine fixierte Montageplatte hat. Zusätzlich ist das elektronische Betätigungssystem auf eine Weise untergebracht, die für die meisten Anwendungen praktisch ist. Durch Verwendung eines integrierten Schrittmotors als Primärantrieb für den Mechanismus, und da der Schrittmotor einen Dauermagnetrotor verwendet, ist es nicht notwendig, elektrische Leistung an irgendwelche drehenden Bauteile zu übertragen. Zusätzlich kann der Schrittmotor leicht hinter der angetriebenen Seilscheibe 50 untergebracht werden, um die axiale Länge des angetriebenen Seilscheibenaggregats zu minimieren. Der Schrittantrieb ermöglicht es auch dem Rotor, bei einem Verlust elektrischer Leistung in einer ortsfesten Stellung gehalten zu werden.
  • Die vorliegende Erfindung hat auch eine wirksame Leistungsübertragung. Der Schrittmotor liefert eine Quelle hoher Drehmoment-Drehleistung, die in eine lineare Bewegung übersetzt wird, um die Seilscheiben zu aktivieren. Der Planetenrollengewindemechanismus wandelt die Drehbewegung von der Schrittschaltbewegung in eine axiale Bewegung um, um die Seilscheibenposition zu betätigen. Dies liefert einen effektiven Bewegungsänderungsmechanismus. Mit dem Planetenrollengewindemechanismus gibt es wenig oder keine Gleitreibung, sondern nur Wälzkontakte. Dies liefert Wirksamkeiten in der Größenordnung von neunzig Prozent. Die erhöhte Wirksamkeit erlaubt die Minimierung der Größe des Schrittmotors und der Stromaufnahme für einen gegebenen Seilscheiben-Kraftverhältnis-Änderungsgrad. Als Ergebnis werden die Kosten und die Größe des Stellantriebs für eine gegebene Leistungsanforderung minimiert.
  • Der drehende Rollengewindemechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung liefert bedeutende Vorteile zum Beispiel im Vergleich mit einer Gestaltung als Kugelgewinde. Die Rollengewinde-Gestaltung liefert eine Vielzahl von Kontaktpunkten zwischen Mutter und Schraube, was zu einer höheren Tragfähigkeit führt als Punktkontakte in einer Kugelgewinde-Gestaltung. Zusätzlich ermöglicht es der Rollengewindemechanismus der Mutter, ohne jede Schwierigkeit über das Ende des Gewindes hinaus zu gehen, während bei einer Kugelgewinde-Gestaltung die Kugeln aus der Mutter fallen können, wenn die Mutter über das Ende des Gewindes hinaus geht.
  • Während die Erfindung in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es klar, dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil, die Erfindung deckt alle Alternativen, Veränderungen und Äquivalente ab, die im Geist und im Rahmen der angefügten Ansprüche enthalten sein können.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein stufenloses Riemenantriebssystem für ein Zusatzantriebssystem wie ein Kühlgebläseantriebssystem. Ein direkter elektronischer Betätigungsmechanismus wird verwendet, um die Änderungen des Verhältniswerts des Riemenscheibenübertragungsaggregats zu steuern. Ein integrierter Schrittmotor wird zusammen mit einem Planetenrollengewindemechanismus verwendet, der eine Drehbewegung in eine axiale Bewegung umwandelt, um die Seilscheibenposition und damit das Antriebsverhältnis zu ändern. Der Schrittmotor enthält ein Dauermagnet-Rotorelement.

Claims (8)

  1. Ein Antriebssystem mit variablem Verhältniswert, das zwischen einer Quelle einer Drehbewegung und einer angetriebenen Vorrichtung verbindbar ist, wobei das System enthält: (a) ein antreibendes Element mit einer ersten Drehwelle, die mit der Drehbewegungsquelle verbunden werden kann, um um eine Antriebsachse zu drehen; (b) ein angetriebenes Element, das mit dem antreibenden Element verbunden werden kann; (c) ein Riemenelement, das zwischen dem antreibenden Element und dem angetriebenen Element verbunden ist und betätigt werden kann, um zwischen ihnen eine Drehbewegung zu übertragen; (d) wobei das angetriebene Element ein erstes Seilscheibenelement und ein gesichertes Seilscheibenelement enthält, die je eine konische Fläche haben, welche für einen Reibungseingriff mit dem Riemenelement konfiguriert ist, wobei das erste Seilscheibenelement mit einer zweiten Drehwelle verbunden ist, und das zweite Seilscheibenelement gleitend auf der zweiten Drehwelle positioniert ist; und (e) ein Seilscheiben-Betätigungssystem zum gleitenden Verändern der Position des zweiten Seilscheibenelements auf der zweiten Drehwelle; (f) wobei das Seilscheiben-Betätigungssystem einen Schrittmotor und einen Planetenrollengewindemechanismus aufweist.
  2. Antriebssystem mit variablem Verhältniswert nach Anspruch 1, das weiter ein Zusatzelement aufweist, das an dem ersten Seilscheibenelement befestigt und damit drehbar ist.
  3. Antriebssystem mit variablem Verhältniswert nach Anspruch 2, wobei das Zusatzelement ein Gebläseelement enthält.
  4. Antriebssystem mit variablem Verhältniswert nach Anspruch 1, wobei das Seilscheiben-Betätigungssystem weiter ein Dauermagnet-Rotorelement aufweist.
  5. Stufenloses Riemenantriebssystem zum Ändern der Antriebsbewegung eines Kühlgebläseelements für ein Fahrzeug, wobei das Antriebssystem enthält: (a) ein antreibendes Elementaggregat, das einen ersten Satz von Riemenscheibe-Seilscheibenelementen enthält, die in Drehung mit einer Quelle einer Drehbewegung eines Fahrzeugs verbunden sind; (b) ein angetriebenes Elementaggregat, das einen zweiten Satz von Riemenscheibe-Seilscheibenelementen enthält, die in Drehung mit einem Wellenelement verbunden sind; (c) ein Riemenelement, das das angetriebene Element und das antreibende Element miteinander verbindet, um die Drehbewegung des ersten Satzes von Riemenscheibe-Seilscheibenelementen auf den zweiten Satz von Riemenscheibe-Seilscheibenelementen zu übertragen; (d) wobei der zweite Satz von Riemenscheibe-Seilscheibenelementen ein vorderes Seilscheibenelement, das an einem Wellenelement befestigt ist, und ein hinteres Seilscheibenelement enthält, das gleitend auf dem Wellenelement positioniert ist; (e) ein Gebläseelement, das mit dem vorderen Seilscheibenelement verbunden und damit drehbar ist; und (f) ein Betätigungssystem zur Änderung der Position des hinteren Seilscheibenelements auf dem Wellenelement; (g) wobei das Betätigungssystem einen Schrittmotor und einen Planetenrollengewindemechanismus aufweist.
  6. Stufenloses Riemenantriebssystem nach Anspruch 5, wobei das Betätigungssystem weiter ein Dauermagnet-Rotorelement enthält.
  7. Betätigungssystem zum Ändern der Position eines Riemenscheibe-Seilscheibenelements auf einem Wellenelement, wobei das Betätigungssystem einen Schrittmotor und ein Planetenrollengewindeelement enthält.
  8. Betätigungssystem nach Anspruch 7, das weiter ein Dauermagnet-Rotorelement aufweist.
DE112009000477T 2008-03-12 2009-03-02 Stufenloses Riemenantriebssystem Withdrawn DE112009000477T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US3606708P 2008-03-12 2008-03-12
US61/036,067 2008-03-12
PCT/US2009/035671 WO2009134529A2 (en) 2008-03-12 2009-03-02 Continuously variable belt drive system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112009000477T5 true DE112009000477T5 (de) 2010-12-23

Family

ID=41255649

Family Applications (1)

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