DE4007506C1 - - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
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- F16D27/004—Magnetically- or electrically- actuated clutches; Control or electric circuits therefor with permanent magnets combined with electromagnets
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H2063/3046—Constructional features of the final output mechanisms the final output mechanisms comprising elements moved by electrical or magnetic force using electromagnetic clutch for coupling gear wheel to shaft
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit zumindest zwei
parallelen Wellen zur Darstellung verschiedener Übersetzungsstufen,
die paarweise untereinander im ständigen
Eingriff befindliche Zahnräder tragen, von denen jeweils
eins mit der zugehörigen Welle mittels einer durch eine
axial wirksame Betätigungsanordnung schaltbaren Reibungskupplung
kuppelbar ist.
Klassische Automatikgetriebe unter Verwendung von Planetengetrieben
erfüllen als Vier-Gang-Getriebe mit direkt
angetriebenen größten Gängen unter Ausschaltung des Wandlers
hohe Ansprüche bezüglich Komfort und Ökonomie. Sie
sind jedoch technisch aufwendig und teuer.
Doppelkupplungsgetriebe (Porsche PDK-Getriebe) die prinzipiell
nach Art üblicher Schaltgetriebe aufgebaut sind,
können ebenfalls ohne Zugkraftunterbrechung schalten. Die
doppelte Kupplung und die Wellenführung mit Hohlwelle und
Innenwelle erhöht den Bauaufwand.
Automatisierte mechanische Getriebe, die im Aufbau vollkommen
herkömmlichen Schaltgetrieben entsprechen und bei
denen ausschließlich der Kupplungsvorgang automatisiert
ist, sind im Nachteil bezüglich der Zugkraftunterbrechung.
Weiterhin sind sie aufwendig für die angebotene Leistung.
Aus der GB 15 82 237 ist ein automatisch schaltbares Getriebe
bekannt, bei dem anstelle von Schaltmuffen hydraulisch
betätigbare Reibungskupplungen treten. Die Zuführung
von Druckmittel über axiale Wellenbohrungen und dessen
Regelung ist zu kompliziert für eine kostengünstige Fertigung
und einen störungssicheren Betrieb.
Aus der GB 9 86 444 ist eine Betätigungsanordnung für Reibungskupplungen
bekannt, nach der in seitlicher Anordnung
zu einer Reibungskupplung ein Spreizscheibenmechanismus
angeordnet ist, bei der eine verdrehbare Scheibe außen in
einem Gehäuse geführt ist und sich über in Bahnen geführte
Kugeln an diesem Gehäuse abstützt. Die Bahnen sind so gestaltet,
daß bei Verdrehung der Scheibe diese über einen
zentralen Zapfen ein Lösen der federbeaufschlagten Kupplung
bewirkt.
In der nicht vorveröffentlichten DE 39 28 816 A1 ist ein Getriebe
der eingangs genannten Art beschrieben, das sich dadurch
auszeichnet, daß die Betätigungsanordnung der Reibungskupplungen
jeweils einen ersten relativ zur Welle drehbaren
und axial festen Verstellring und einen zweiten
relativ zur Welle drehbaren und axial verschiebbaren Druckring
aufweist, die um einen begrenzten Winkelbetrag gegeneinander
verdrehbar angeordnet sind, daß in den einander
gegenüberliegenden Stirnflächen von Druckring und Verstellring
in Umfangsrichtung verlaufende Rillenpaare für
mindestens drei Wälzkörper mit jeweils im Gegensinne veränderlicher
Tiefe vorgesehen sind, daß der Druckring über
ein Axialdrucklager auf die Reibungskupplung einwirkt und
Verstellring und Druckring über eine radial an einem der
beiden angreifende Verdrehanordnung relativ zueinander
verdrehbar und über die Wälzkörper und Rillenpaare gegeneinander
spreizbar sind. Die Verdrehanordnung des Verstellrings
umfaßt dabei eine motorbetätigte Schnecke oder
Ritzel, deren Führung und Lagerung sich in Umfangsnuten
des Verstellrings abstützt. Es hat sich herausgestellt,
daß diese Anordnung schwierig zu modulieren ist, so daß
der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrundeliegt, ein
unter Last schaltbares Stufengetriebe bereitzustellen, das
bei wenigen Änderungen in herkömmlichen Getriebegehäusen
unterzubringen ist und das in der Fertigung wesentlich
kostengünstiger ist als klassische Getriebeautomaten oder
Umschlingungsgetriebe und gegenüber dem vorbeschriebenen
Getriebe eine verbesserte Betätigungsanordnung aufweist.
Die Lösung hierfür besteht darin, daß die Betätigungsanordnung
der Reibungskupplungen jeweils einen ersten relativ
zum Getriebegehäuse drehbaren und axial festen Verstellring
und einen zweiten relativ zum Getriebegehäuse
drehbaren und axial verschiebbaren Druckring aufweist, die
um einen begrenzten Winkelbetrag gegeneinander verdrehbar
angeordnet sind, daß in den einander gegenüberliegenden
Stirnflächen von Druckring und Verstellring in Umfangsrichtung
verlaufende Rillenpaare für mindestens drei Wälzkörper
mit jeweils im Gegensinne veränderlicher Tiefe
vorgesehen sind, daß der Druckring über ein Axialdrucklager
auf die Reibungskupplung einwirkt und Verstellring und
Druckring über eingreifende Verdrehanordnung relativ zueinander
verdrehbar und über die Wälzkörper und Rillenpaare
gegeneinander spreizbar sind und daß die Anordnung
einen Antriebsmotor aufweist, der über eine Stirn- und/
oder Kegelradverzahnung den verdrehbaren der beiden Ringe
treibt. Die Wirkung hierbei besteht darin, daß die in
üblicher Weise auf einer der Getriebewellen frei drehbaren
und mit diesem kuppelbaren Zahnräder nicht mittels
Synchronisiereinrichtung und formschlüssiger Eingriffsmittel
sondern mit Reibungskupplungen mit der Welle
verbindbar sind. Zur Betätigung dieser Reibungskupplungen
werden Spreizvorrichtungen verwendet, die über eine einfache
Verdrehung der Verstellringe betätigbar sind. Zur
Einleitung dieser Drehbewegung wird eine vereinfachte
Verdrehanordnung mit einem Zahnradtrieb eingesetzt und
bevorzugt, mittels eines Elektromotors angetrieben, wobei
ein Zahnrad am verzahnten Rand des jeweiligen Verstellrings
eingreifen soll. Es hat sich erwiesen, daß der
E-Motor-Strom vorteilhaft in gepulster Form geregelt wird.
Dadurch ist der Hystereseverlust in Auf- und Abbau des
Reibkupplungsaxialdrucks wesentlich günstiger, mit der
Folge einer guten Anpassung der simultanen Aus- und Einrückvorgänge
der zwei zu schaltenden Kupplungen. Weiterhin
bietet die gepulste
Form des E-Motor-Stroms eine sehr wirtschaftliche Basis
für die elektronische Regelung der zwei simultan zu betätigenden
E-Motoren.
Der axial verschiebbare Druckring wird verdrehgesichert
und axial geführt. Die Anordnung kann entweder durch eine
passende Zunge-Nut-Kombination, die man montagemäßig von
der Getriebeaußenseite einsetzt und absichert oder als
Ansatz an den Verdrehanordnungsträger angebaut werden.
Während bei den Zahnrädern eines unpaarigen Ganges die
Kombination eines Verstellringes mit einem einzigen Druckring,
der auf die Kupplungslamellen wirkt, gewählt werden
kann, ist es bei benachbarten kuppelbaren Zahnrädern zu
bevorzugen, einen Verstellring auf zwei benachbarte Druckringe
einwirken zu lassen, wobei jeweils eine der Kupplungen
bei Verdrehung in einer der beiden Richtungen eingekuppelt
wird.
Während in der Regel der mittige Verstellring gegenüber
den im Gehäuse drehfest gehaltenen Druckringen betätigt
wird, ist es auch möglich, die Druckringe selber zu verdrehen,
während der Verstellring drehfest stehenbleibt.
Hierbei ist eine unabhängige Betätigung der sich an einem
gemeinsamen Verstellring abstützenden Druckringe möglich.
In günstiger Ausgestaltung wird eine Verdrehanordnung so
ausgebildet, daß sie an ihrer einen Seite am Getriebegehäuse
befestigt ist und mit am gegenüberliegenden Ende
ausgebildeten Backen die Lagerung von Stirnrädern aufnimmt,
die ein Untersetzungsgetriebe bilden und von denen
eines mit der Außenverzahnung des Verstellrings kämmt.
Das Getriebegehäuse kann hierbei mit Öffnungen versehen
sein, in die eine Verstellanordnung von außen einsetzbar
ist, wobei gleichzeitig die Gehäuseöffnung von einem Teil
des Verstellanordnungsgehäuses verschlossen wird. Die von
der Verstellanordnung betätigten Spreizmechanismen können
derart mit einer Bremse gekoppelt werden, daß im Augenblick
einer Stromunterbrechung zum E-Motor die Bremswirkung
den jeweiligen Spreizmechanismus in seiner Stelle
hält. Beim Wiederanschalten des Stroms löst sich die
Bremse. Diese Bremse kann in einer günstigen Auslegung als
elektromagnetisch betätigte Federbremse funktionieren und
entweder direkt am E-Motor montiert oder im Verdrehanordnungsgehäuse
eingebaut sein.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
den Zeichnungen dargestellt. Gezeigt ist in
Fig. 1 Halbschnitt in Wellenlängsrichtung durch ein erfindungsgemäßes
unter Last schaltbares Getriebe,
mit 5 Vorwärtsgängen und einem Rückwärtsgang,
Fig. 2 Längsschnitt durch einen der drei Betätigungsmechanismen
des Getriebes mit Seitenansicht auf die
Hauptvorgelegewelle,
Fig. 3 Längsschnitt durch einen der drei Betätigungsmechanismen
des Getriebes mit Queransicht auf die
Hauptvorgelegewelle,
Fig. 4 Kugelrillenanordnung der Spreizscheiben,
Fig. 5 schematische Darstellung der Wälzkörperrampen der
Spreizscheiben.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die beiden Wellen
eines erfindungsgemäßen Getriebes. Dieses umfaßt 5 Vorwärtsgänge
und einen Rückwärtsgang. Die Schaltmechanismen,
für je zwei Gänge pro Mechanismus in dreifacher Ausführung
befinden sich zwischen den jeweiligen Gängen - ähnlich der
Synchronringschiebemuffen in herkömmlichen manuell schaltbaren
PKW-Getrieben. Die Schaltmechanismen können entweder
auf der oben liegenden Antriebswelle 20 oder, wie dargestellt,
auf der unten angeordneten Abtriebs- bzw. Vorgelegewelle
27 montiert werden. Zu bevorzugen ist die Anordnung
auf der unten angeordneten Welle, da hierbei die
dazugehörigen Reiblamellen 37 ohne weiteres ausreichend
mit Öl geschmiert werden. Auch werden gewöhnlich die, wie
ersichtlich, in der Antriebswelle (20) integrierten Ritzel
für den ersten Gang sowie den Rückwärtsgang die Anordnung
der betreffenden Schaltmechanismen nur an der Nebenwelle
sinnvoll machen. Je nach Motordrehmoment, Gangübersetzung
und zulässiger Reiblamellenpressung ist die Anzahl der
Lamellen im jeweiligen Gang zu bestimmen. Dabei wird die
Anzahl der Lamellen auch durch die maximal zulässige Axialkraft
an den jeweils zwei mitbeanspruchten Nadelrollenlagern
bestimmt.
Der Schaltmechanismus gemäß dieser Erfindung kann seine
beiden zugeordneten Gänge nicht direkt nacheinander ohne
Lastunterbrechung betätigen. Deswegen werden die Gänge für
das Schalten unter Last beispielsweise folgendermaßen
angeordnet:
Gang "1" und Rückwärtsgang "R" sollen ihre Stellen wie im
herkömmlichen manuellen Schaltgetriebe finden, wo die
Biegebeanspruchung der Welle mit der integrierten Verzahnung
am geringsten ist. Es bleibt deswegen, die Gänge "2",
"3", "4" und "5" den Schaltmechanismen zuzuordnen. Gang
"2" soll mit dem gleichen Mechanismus wie der Rückwärtsgang
"R" geschaltet werden, da er der niedrigste der vier
in Frage kommenden Gänge ist. Damit wird ein versehentliches
Schalten - wenn auch durch andere Vorkehrungen bereits
nahezu unmöglich - direkt aus dem zugeordneten Vorwärts-
in den Rückwärtsgang bei einem fahrenden Fahrzeug
in seiner eventuell gefährlichen Auswirkung minimiert. Von
den Gängen "3", "4" und "5" können nur "3" und "5" vom
gleichen Schaltmechanismus betätigt werden. Deswegen wird
Gang "4" mit dem gleichen Mechanismus wie Gang "1" betätigt.
Ein 4-Gang-Getriebe (plus Rückwärtsgang) benötigt auch
drei Schaltmechanismen zur Betätigung, es sei denn, der
Rückwärtsgang wird manuell geschaltet. Dann werden nur
zwei Schaltmechanismen erforderlich sein.
Ein erfindungsgemäßer Schaltmechanismus, dargestellt in
Fig. 2-3, besteht im wesentlichen aus einer mittleren
und in beiden Richtungen drehbaren und axial nicht verschiebbaren
Spreizscheibe (Verstellscheibe) 1, zusammen
mit zwei nicht drehbaren aber axial verschiebbaren Spreizscheiben
(Druckscheiben) 2 und den dazwischen in Kugelrillen
21, 22 mit Steigung geführten Kugeln 3. Die schematische
Auslegung der Kugelrillen 21, 22 ist in Fig. 3, 4, 5
erkennbar. In der Regel werden drei oder vier Kugel-Rillen-
Kombinationen pro Druckscheibe eingesetzt. Auch eine
größere Anzahl von Kugeln und Rillen, je nach Beanspruchung
und Kugeldurchmesser, ist anwendbar.
Fig. 2 und 3 zeigen die Anordnung des Spreizscheibenantriebs
5. Ein E-Motor 7, montiert auf dem Verdrehanordnungsgehäuse
28, weist auf seiner Antriebswelle ein Kegelritzel
auf, das mit einer Verzahnung eines Tellerrades 15
im Eingriff ist. Das Getriebe wird gegenüber dem Betätigungsantrieb
durch eine Dichtung 9 auf dem Ritzel 10 abgedichtet.
Auf einer gemeinsamen Welle mit Tellerrad 15 ist
auch das Stirnrad 16 befestigt, das mit einem Zwischenrad
17 kämmt. Das Rad 17 kämmt mit dem verzahnten Verstellrad
1 und dient der Abstandsüberbrückung zwischen Rad 16 und
der Verstellscheibe 1.
Das Getriebegehäuse nimmt eine Elektrospule 6 auf, die mit
dem E-Motor 7 jeweils zugleich erregt wird, wobei dann der
Anker 12 gegen die Kraft der Druckfeder 14 angezogen wird
und die auf der Motorwelle 9 befestigte Bremsscheibe freigibt.
Ein wichtiger Aspekt der Erfindung liegt in der Betätigung
von zwei Lamellenkupplungen durch einen E-Motor. Dies
erfolgt durch eine Kugelbahngeometrie gemäß schematischer
Darstellungen in Fig. 5. Hier sind die Kugelbahnen 21 in
den nicht drehbaren aber axial schiebbaren außenliegenden
Druckscheiben 2 von konventioneller Form, d. h. ausgehend
von der tiefsten Stelle der Rampe, die gleich als Anschlag
dient, steigen sie mit einem gewissen Anstellwinkel in
einer Umfangsrichtung.
Die gegenüberliegenden Kugelbahnen 22 sind in ihrem Verlauf
zur Hälfte 22′ spiegelbildlich zu den Kugelbahnen 21
gestaltet und zur Hälfte 22′′ mit konstanter Tiefe ausgeführt,
ausgehend von der tiefsten Endstelle der ersten
Bahnhälfte (Fig. 4). Beim Drehen der Spreizscheibe 1 wird
die rechte Druckscheibe 2 nach rechts versetzt, während
die linke Druckscheibe feststeht. Folglich wird mit umgepoltem
E-Motor beim Drehen der Spreizscheibe 1 in Gegenrichtung
die linke Druckscheibe 2 nach links versetzt,
während die rechte Druckscheibe feststeht. Die schematische
Darstellung, Fig. 5, macht dies deutlich.
Die Spreizscheibe 1 ist auf beiden Seiten von Axialdrucklagern
40 geführt, deren Abstützscheiben 41 die jeweiligen
Reaktionskräfte der Spreizung abfangen. Vorzugsweise soll
die Drehführung der Spreizscheibe 1 vom Radiallager 42
getragen werden. Die Übertragung der Spreizkraft von der
Druckscheibe 2 auf einen Lamellendruckring 46 erfolgt über
ein weiteres Axialdrucklager 43. Ein Lamellengehäuse 44
ist integriert mit dem jeweiligen Zahnrad 45 an der Vorgelege-
bzw. Abtriebswelle 27, das mit einem Zahnrad 38 auf
der Antriebswelle 20 ständig im Eingriff ist.
In der Regel ist zu beachten, daß der Drehwinkel der verzahnten
Spreizscheibe 1 mehr als 60° in beiden Richtungen
aus der Nullstelle betragen muß. Dementsprechend ist der
Umfang der Verzahnung 11 gewählt. Bedingt durch die drei
Spreizkugeln ist deswegen eine überdeckende Rillengeometrie
erforderlich. Vorzugsweise soll eine Auslegung gemäß
Fig. 3, 4 in Betracht kommen. Die Spreizrampen 21, 22 auf
den Scheiben 1, 2 bestehen aus zwei Bereichen. Ausgehend
von der Nullstellung 51 laufen die Rillen 21, 22′ zunächst
im ersten Bereich zu einem kleineren Radius auf dem Scheibenumfang,
während sich der Rampenanstellwinkel progressiv
verkleinert. Im weiteren Bereich bleibt sowohl der Rillenumfangsradius
als auch der Rampenanstellwinkel konstant.
Die sich in der Gegenrichtung von der Nullstellung
51 aus erstreckende zweite Rillenhälfte 22′′ auf der
Scheibe 1 hat konstanten Umfangsradius und Rillentiefe,
wie in Fig. 5 bereits erkennbar.
Die Spreizrillen 21, 22 in den beiden gegenüberliegenden
Scheiben 2, 1 sind an der Nullstelle 51 im Winkelversatz
in der Stirnflächenebene so ausgelegt, daß eine Blockierung
der Spreizkugel nicht möglich ist.
Im ersten Bereich ist die Spreizrate relativ groß und zwar
über dem Bereich mit weniger, aber progressiv zunehmend
axialer Last. Der zweite Bereich deckt den Lamellenverschleiß
und weist deswegen eine konstante Spreizrate auf.
Der Rücklauf der Kugeln in den beiden Rillenbereichen wird
mit moduliertem E-Motor-Strom gesteuert werden, um u. a.
die Kugeln gegen Mittenanschläge 47 der Rille 21, 22 als
Nullstellenzentrierung sanft anzufahren. Diese Stellen
werden vorzugsweise durch Überwachungsschaltungen
angezeigt.
Die axiale Kraft auf das jeweilige Lamellenpaket ergibt
sich aus der Formel:
M=E-Motordrehmoment
i=Verzahnungsuntersetzung
r=Spreizkugelbahnradius
α=Kugelbahnrampenwinkel
Φ=Kugel/Bahn-Reibwinkel
i=Verzahnungsuntersetzung
r=Spreizkugelbahnradius
α=Kugelbahnrampenwinkel
Φ=Kugel/Bahn-Reibwinkel
Durch pulsierenden E-Motor-Strom und folglich pulsierendes
Drehmoment ist der effektive Reibwinkel Φ zwischen Kugeln
und Rillen sehr klein. Damit ist die Relation von Reibkupplungsaxialkraft
zu E-Motor-Strom im Auf- und Abbau
beinahe gleichgroß.
Der Drehmomentauf- und -abbau durch die Gänge erfolgt
durch elektronisch geregelte und synchronisierte Druckveränderungen
in den jeweiligen Kupplungspaaren. Folgende
Gangsequenzen sind entsprechend der Auslegung nach Fig. 1 möglich:
Falls die Gangauslegung abweichend von Fig. 1 ausgeführt
wird, z. B. eine gemeinsame Verstellanordnung für die
Räderpaare der Gänge 1 und 4, 5 und 2 sowie 3 und
Rückwärtsgang, dann ergibt sich auch die zusätzliche
Möglichkeit, den vierten Gang überspringen zu können und
zwar:
Im Gegensatz zu dem obigen, ist es mit einem unter Last
schaltbaren Doppelkupplungsgetriebe nicht möglich, einen
oder den anderen Gang zu überspringen.
Es besteht die Möglichkeit, das Schalten entweder vom
Motorkennfeld (als Vollautomatik) gesteuert auszuführen,
oder mit Handknüppel (ohne Anfahrkupplung).
Die "N" Stellung (Neutral) des Getriebes wird durch eine
konventionelle Schiebemuffe, zwischen Antriebsmotor und
Getriebe eingebaut, hergestellt. Die "P" Stellung (Parken)
des Getriebes wird als ein konventioneller Rastenmechanismus
gebaut.
Bezugszeichenliste
1 Spreizscheibe, Verstellring
2 Druckscheibe
3 Kugel
4 Kugelkäfig
5 Verdrehanordnung
6 Elektromagnet
7 E-Motor
8 Getriebegehäusewand
9 Dichtung
10 Kegelritzel
11 verzahnter Spreizscheibenumfang
12 Anker
13 Bremsscheibe
14 Druckfeder
15 Tellerrad
16 Stirnrad
17 Zwischenstirnrad
20 Hauptantriebswelle
21 Kugelrillenspreizbahn-Druckscheibe
22 Kugelrillen-Spreizscheibe
27 Vorgelege- bzw. Abtriebswelle
28 Gehäuse-Verdrehanordnung
36 Getriebewandöffnung
37 Reiblamellenpaket
38 Zahnrad-Antriebswelle
40 Axialdrucklager-Spreizscheibe
41 Axialdruckring-Spreizscheibe
42 Drehlager-Spreizscheibe
43 Axialdrucklager-Druckscheibe/Lamellendruckscheibe
44 Lamellengehäuse
45 Zahnrad-Vorgelege- bzw. Abtriebswelle
46 Lamellendruckscheibe
47 Mittenanschlag-Verstellringkugelrillen
48 Arretierung-Drehsicherung
49 Halterschraube
50 Führungszunge-Drehsicherung
51 Kugelrillen-Nullstellung
2 Druckscheibe
3 Kugel
4 Kugelkäfig
5 Verdrehanordnung
6 Elektromagnet
7 E-Motor
8 Getriebegehäusewand
9 Dichtung
10 Kegelritzel
11 verzahnter Spreizscheibenumfang
12 Anker
13 Bremsscheibe
14 Druckfeder
15 Tellerrad
16 Stirnrad
17 Zwischenstirnrad
20 Hauptantriebswelle
21 Kugelrillenspreizbahn-Druckscheibe
22 Kugelrillen-Spreizscheibe
27 Vorgelege- bzw. Abtriebswelle
28 Gehäuse-Verdrehanordnung
36 Getriebewandöffnung
37 Reiblamellenpaket
38 Zahnrad-Antriebswelle
40 Axialdrucklager-Spreizscheibe
41 Axialdruckring-Spreizscheibe
42 Drehlager-Spreizscheibe
43 Axialdrucklager-Druckscheibe/Lamellendruckscheibe
44 Lamellengehäuse
45 Zahnrad-Vorgelege- bzw. Abtriebswelle
46 Lamellendruckscheibe
47 Mittenanschlag-Verstellringkugelrillen
48 Arretierung-Drehsicherung
49 Halterschraube
50 Führungszunge-Drehsicherung
51 Kugelrillen-Nullstellung
Claims (12)
1. Unter Last schaltbares Getriebe mit zumindest zwei
parallelen Wellen (20, 27) zur Darstellung verschiedener
Übersetzungsstufen, die untereinander
paarweise im ständigen Eingriff befindliche Zahnräder
(38, 45) tragen, von denen jeweils eines mit der
zugehörigen Welle mittels einer durch eine axial
wirksame Betätigungsanordnung schaltbaren Reibungskupplung
(37) kuppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungsanordnung der Reibungskupplungen (37) zumindest jeweils einen ersten relativ zur Welle drehbaren und axial festen Verstellring (1) und zumindest einen zweiten relativ zur Welle drehbaren und axial verschiebbaren Druckring (2) aufweist, die um einen begrenzten Winkelbetrag gegeneinander verdrehbar angeordnet sind,
daß in den einander gegenüberliegenden Stirnflächen von Druckring (2) und Verstellring (1) in Umfangsrichtung verlaufende Rillenpaare (21, 22) für mindestens drei Wälzkörper (3) mit jeweils im Gegensinne veränderlicher Tiefe vorgesehen sind,
daß der Druckring (2) über ein Axialdrucklager (40) auf die Reibungskupplung (37) einwirkt und Verstellring (1) und Druckring (2) über eine Verdrehanordnung (5) relativ zueinander verdrehbar und über die Wälzkörper (3) und Rillenpaare (21, 22) gegeneinander spreizbar sind, und
daß die Verdrehanordnung (5) einen Antriebsmotor (7) aufweist, der über eine Stirn- und/oder Kegelradverzahnung (10, 15, 16, 17, 11) den verdrehbaren der beiden Ringe treibt.
daß die Betätigungsanordnung der Reibungskupplungen (37) zumindest jeweils einen ersten relativ zur Welle drehbaren und axial festen Verstellring (1) und zumindest einen zweiten relativ zur Welle drehbaren und axial verschiebbaren Druckring (2) aufweist, die um einen begrenzten Winkelbetrag gegeneinander verdrehbar angeordnet sind,
daß in den einander gegenüberliegenden Stirnflächen von Druckring (2) und Verstellring (1) in Umfangsrichtung verlaufende Rillenpaare (21, 22) für mindestens drei Wälzkörper (3) mit jeweils im Gegensinne veränderlicher Tiefe vorgesehen sind,
daß der Druckring (2) über ein Axialdrucklager (40) auf die Reibungskupplung (37) einwirkt und Verstellring (1) und Druckring (2) über eine Verdrehanordnung (5) relativ zueinander verdrehbar und über die Wälzkörper (3) und Rillenpaare (21, 22) gegeneinander spreizbar sind, und
daß die Verdrehanordnung (5) einen Antriebsmotor (7) aufweist, der über eine Stirn- und/oder Kegelradverzahnung (10, 15, 16, 17, 11) den verdrehbaren der beiden Ringe treibt.
2. Getriebe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verdrehanordnung (5) jeweils einen außen am
Getriebegehäuse (8) angeordneten E-Motor (7) umfaßt
und ein Gehäusedurchtritt (36) für den Rädertrieb in
seinen Abmessungen für die Montage und Demontage der
gesamten Verdrehanordnung vorgesehen ist.
3. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antrieb eine Bremsvorrichtung (12, 13)
aufweist, die bei der Betätigung des Antriebsmotors
(7) simultan freigeschaltet wird.
4. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Antriebsmotor (7) ein Piezowanderwelle-E-Motor
verwendet wird.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Verstellring (1) zwischen zwei Druckringen (2)
liegt und mit beiden über in Rillenpaaren (21, 22)
gehaltene Wälzkörper (3) in abstützender Anlage ist.
6. Getriebe nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß an einem zwischen zwei Druckringen (2) liegendem
Verstellring (1) die Rillen (22) auf den beiden gegenüberliegenden
Seiten des Verstellrings (1) so ausgebildet
sind, daß die Druckringe (2) über voneinander
winkelmäßig unterschiedliche Verdrehbereiche des Verstellrings
(1) wirksam verschoben werden.
7. Getriebe nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rillen (22) auf einer Stirnseite des Verstellrings
(1), ausgehend von der Nullstellung (51), in
einer ersten Drehrichtung mit einem ersten Rillenbereich
(22′) eine Spreizwirkung erzeugen und in der
anderen Drehrichtung mit einem zweiten Rillenbereich
(22′′) keine Spreizwirkung erzeugen und auf der anderen
Stirnseite des Verstellrings (1) die Rillen (22)
entsprechend so gestaltet sind, daß in umgekehrter
Drehrichtung das gleiche geschieht.
8. Getriebe nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Spreizbereich (21, 22′) der Rillen, ausgehend
von der Nullstellung (51), zuerst winkelig zur Tangente
des Umfangsradius des Bereiches (22′′) verläuft.
9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplungsgehäuse (44) unmittelbar an den
kuppelbaren Zahnrädern (45) angeordnet sind.
10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wälzkörper als Kugeln (3) ausgebildet sind und
Kugelkäfige (4) die Kugeln abstandsgleich auf dem Umfang
verteilt halten.
11. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils von einer Verdrehanordnung (5) beaufschlagbare
benachbarte Reibungskupplungen (37) in der
Gangfolge nicht unmittelbar aufeinanderfolgen.
12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Antriebsmotor zum Schalten pulsend - insbesondere
mit einer Frequenz von 5-50 Hertz - mit
Strom beaufschlagbar ist.
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