Antriebsanordnunq für ein stufenlos verstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges Drive arrangement for a continuously variable transmission of a motor vehicle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein stufenlos verstellbares Getriebe, insbesondere für ein Kurbel-CVT eines Kraftfahrzeuges.The present invention relates to a drive arrangement for a continuously variable transmission, in particular for a crank CVT of a motor vehicle.
Aus der DE 102 43 535 A1 geht ein stufenlos verstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges hervor, das im Wesentlichen eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle umfasst, die parallel zueinander ausgerichtet in einem Getriebegehäuse verdrehbar gelagert sind. Dabei sind diese beiden Wellen über eine an der Antriebswelle vorgesehene Exzentereinrichtung und eine auf der Abtriebswelle angeordnete Freilaufeinrichtung miteinander verbunden. Der Exzentereinrichtung besteht aus mehreren Exzentereinheiten, die axial nebeneinander auf der Antriebswelle angeordnet sind. Die Freilaufeinrichtung besteht aus mehreren Freilaufeinheiten, die auf der Antriebswelle axial nebeneinander angeordnet sind.From DE 102 43 535 A1 discloses a continuously variable transmission of a motor vehicle, which essentially comprises a drive shaft and an output shaft, which are aligned parallel to each other rotatably mounted in a transmission housing. In this case, these two shafts are connected to one another via an eccentric device provided on the drive shaft and a freewheel device arranged on the output shaft. The eccentric consists of a plurality of eccentric units, which are arranged axially next to one another on the drive shaft. The freewheel device consists of several freewheel units, which are arranged axially adjacent to one another on the drive shaft.
Zur Bildung jeder Exzentereinheit weist die Antriebswelle einen gegenüber ihrer Rotationsachse exzentrisch versetzten Führungsbereich auf, auf dessen Mantelfläche ein Exzenterbauteil verdrehbar gelagert ist. Auf dem Exzenterbauteil ist bei der Ausgestaltung des stufenlosenGetriebes als Kurbel-CVT (Continous-Variable-Transmission) die eine Seite wenigstens einer Pleuelstange verdrehbar gelagert.In order to form each eccentric unit, the drive shaft has a guide area offset eccentrically with respect to its axis of rotation, on the lateral surface of which an eccentric component is rotatably mounted. On the eccentric component, the one side of at least one connecting rod is rotatably mounted in the configuration of the continuously variable transmission as a crank CVT (Continuous Variable Transmission).
Jedes Exzenterbauteil besitzt eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Führungsbereiches der Antriebswelle, wobei um die Ausnehmung eine Innenverzahnung verläuft. Die Innenverzahnung ist dabei auf die Mantelfläche des Führungsbereiches derart abgestimmt, dass das Exzenterbauteil über die Innenverzahnung auf dem Führungsbereich zentriert ist.Each eccentric component has a recess for receiving a guide region of the drive shaft, wherein an internal toothing extends around the recess. The internal toothing is matched to the lateral surface of the guide region in such a way that the eccentric component is centered over the internal toothing on the guide region.
Die Antriebswelle beziehungsweise die Führungsbereiche derselben weisen eine sich in Richtung der Rotationsachse der Antriebswelle erstreckende Ausnehmung auf, in der eine Verstellwelle verdrehbar angeordnet ist. Die Verstellwelle besitzt eine Außenverzahnung, die in die Innenverzahnung der Exzenterbauteile eingreift. Die Verstellwelle ist über die den Kopfkreis der Außenverzahnung bildenden Abschnitte der Außenverzahnung in der Ausnehmung der antreibenden Welle gelagert. Die Führungsbereiche sind derart mondsichelförmig ausgebildet, dass ihre Ausnehmungen über einen bestimmten Winkelbereich offen sind, sodass in diesen Winkelbereichen die Außenverzahnung der Verstellwelle gegenüber der äußeren Man-
telfläche der Führungsbereiche radial vorstehen kann, wobei ein Eingriff in die Innenverzahnung des Exzenterbauteiles ermöglicht wird.The drive shaft or the guide areas of the same have a recess extending in the direction of the axis of rotation of the drive shaft, in which an adjustment shaft is rotatably arranged. The adjusting shaft has an outer toothing, which engages in the internal toothing of the eccentric components. The adjusting shaft is mounted in the recess of the driving shaft via the sections of the external toothing forming the tip circle of the external toothing. The guide areas are designed so crescent-shaped that their recesses are open over a certain angular range, so that in these angular ranges, the external toothing of the adjusting against the outer maneuvering telfläche the guide portions can protrude radially, with engagement in the internal teeth of the Exzenterbauteiles is possible.
Die scheibenartig ausgebildeten Führungsbereiche besitzen in Bezug auf ihre zylindrische Mantelfläche eine Mittellinie, die um einen bestimmten Abstand gegenüber der Rotationsachse der Antriebswelle exzentrisch angeordnet ist. Die Exzenterbauteile besitzen in Bezug auf ihre zylindrische Mantelflächen eine Mittellinie, die gegenüber der genannten Mittellinie der Führungsbereiche exzentrisch um einen Abstand so versetzt ist, dass die Exzentrizität der Mittellinie der Exzenterbauteile gegenüber der Rotationsachse der Antriebswelle doppelt so groß ist, wie die Exzentrizität der Mittellinie der Führungsbereiche gegenüber dieser Rotationsachse.The disk-like guide areas have with respect to their cylindrical surface a center line which is arranged eccentrically by a certain distance from the axis of rotation of the drive shaft. The eccentric members have, with respect to their cylindrical surfaces, a centerline which is eccentrically offset from said centerline of the guide portions by a distance such that the eccentricity of the centerline of the eccentric members with respect to the axis of rotation of the drive shaft is twice as large as the eccentricity of the centerline of the actuator Guide areas opposite this axis of rotation.
Durch die Verdrehung der Verstellwelle in der Ausnehmung der Antriebswelle wird das Exzenterbauteil einer Exzentereinheit um die Mittellinie des entsprechenden Führungsbereiches verdreht. Dabei wandert die Mittelinie des Exzenterbauteiles um die Mittellinie des Führungsbereiches, wobei das Ausmaß der Exzentrizität des Exzenterbauteiles in Bezug auf die Rotationsachse der antreibenden Welle verändert wird.Due to the rotation of the adjusting shaft in the recess of the drive shaft, the eccentric component of an eccentric unit is rotated about the center line of the corresponding guide region. In this case, the center line of the Exzenterbauteiles moves around the center line of the guide portion, wherein the extent of the eccentricity of the Exzenterbauteiles is changed with respect to the axis of rotation of the driving shaft.
Die Verstellwelle wird bei den bekannten stufenlosen Kurbel-CVT's üblicherweise ohne Lagerung und mit wenig Spiel in die Antriebswelle eingefügt. Ein Problem besteht dabei darin, dass sich die biegeweiche Antriebswelle unter Last auf der Verstellwelle abstützt, wobei ein erhöhtes Verstellmoment entsteht, das auf eine metallische Reibung beim Einklemmen der Verstellwelle in der axialen Ausnehmung der antreibenden Welle zurückzuführen ist. Da das Verstellmoment dabei erhöht wird, führt dies zu einem erhöhten Strombedarf auf der Seite des die Verstellwelle beim Verstellen drehenden elektrischen Antriebes.The adjusting is usually inserted in the known stepless crank CVT's without storage and with little play in the drive shaft. A problem is that the flexible drive shaft is supported under load on the adjusting shaft, whereby an increased adjusting torque arises, which is due to a metallic friction when clamping the adjusting shaft in the axial recess of the driving shaft. Since the adjusting torque is increased, this leads to an increased power requirement on the side of the adjusting shaft rotating when adjusting electric drive.
Eine Durchbiegung der biegeweichen Antriebswelle kann gemäß einer Patentanmeldung vom gleichen Tage der vorliegenden Patentanmelderin dadurch minimiert werden, dass an der mit ihren äußeren Seiten in einem Getriebegehäuse gelagerten Antriebswelle axial voneinander beabstandete, zylindrische Versteifungsbereiche axial voneinander beabstandet zwischen den äußeren Lagerstellen der Antriebsachse vorgesehen werden, wobei sich die zylindrischen Innenflächen dieser mittleren Versteifungsbereiche an Rollkörper abstützen, die in Umfangsnu- ten der Verstellwelle angeordnet sind. Dadurch kann auch die Reibung zwischen der Verstellwelle und der Antriebswelle vermindert werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Antriebsanordnung für ein stufenlos verstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges derart auszugestalten, dass eine Durchbiegung der Antriebswelle weitgehend reduziert bzw. vermieden werden kann.A deflection of the flexurally soft drive shaft can be minimized according to a patent application of the same date of the present patent applicant that are provided axially spaced axially between the outer bearing points of the drive shaft at the mounted with their outer sides in a gear housing drive shaft axially spaced, cylindrical stiffening regions, wherein the cylindrical inner surfaces of these central stiffening regions are supported on rolling bodies, which are arranged in circumferential grooves of the adjusting shaft. As a result, the friction between the adjusting and the drive shaft can be reduced. The object of the present invention is to design a drive arrangement for a continuously variable transmission of a motor vehicle in such a way that a deflection of the drive shaft can be largely reduced or avoided.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebsanordnung für ein stufenlos verstellbares Getriebe, insbesondere ein Kurbel-CVT eines Kraftfahrzeuges gelöst, die eine Antriebswelle aufweist, an deren Endbereichen äußere Lager zur drehbaren Lagerung der Antriebswelle in einem Getriebegehäuse angeordnet sind. Die Antriebswelle weist eine Ausnehmung auf, in der eine Verstellwelle verdrehbar anordenbar ist, bei deren Verdrehung die Exzenterbauteile einer auf der Antriebswelle angeordneten Exzentereinrichtung stufenlos verstellbar sind. Die Antriebswelle weist in ihrem Bereich zwischen den äußeren Lagern wenigstens eine, drehfest mit ihr verbundene, zylindrische Lagerscheibe auf, an deren Außenfläche ein weiteres Lager zur Lagerung der Antriebsachse in dem Getriebegehäuse angeordnet ist.This object is achieved by a drive arrangement for a continuously variable transmission, in particular a crank CVT of a motor vehicle, which has a drive shaft, at whose end regions outer bearings are arranged for rotatably supporting the drive shaft in a transmission housing. The drive shaft has a recess in which an adjusting shaft is rotatably arranged, in the rotation of the Exzenterbauteile an arranged on the drive shaft eccentric are continuously adjustable. The drive shaft has in its region between the outer bearings at least one rotatably connected to it, cylindrical bearing disc, on the outer surface of another bearing for supporting the drive axle is arranged in the transmission housing.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung besteht darin, dass eine im Hinblick auf den beanspruchten Bauraum und das Gewicht günstige, festigkeits- und stei- figkeitsoptimierte Lagerung der Antriebswelle durch die Vorsehung einer weiteren mittleren Lagerstelle, zusätzlich zu den äußeren Lagerstellen, ermöglicht wird. An beiden Seiten der Lagerscheibe, die vorzugsweise mittig zwischen den äußeren Lagern angeordnet ist, kann die Antriebsachse eine, bevorzugt jedoch mehrere in der Richtung ihrer Rotationsachse voneinander beabstandete Versteifungsbereiche aufweisen, die vorteilhafterweise zur Erhöhung der Biegesteifigkeit der Antriebswelle beitragen.The essential advantage of the drive arrangement according to the invention is that a storage of the drive shaft that is favorable in terms of the claimed installation space and the weight, strength and rigidity is made possible by the provision of a further central bearing point, in addition to the outer bearing points. On both sides of the bearing disc, which is preferably arranged centrally between the outer bearings, the drive axle may have one, but preferably a plurality of mutually spaced in the direction of its axis of rotation stiffening regions, which advantageously contribute to increase the flexural rigidity of the drive shaft.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebswelle zur Erzielung einer besonders effektiven Lagerung in ihrem Bereich zwischen den äußeren Lagern mehrere, jeweils drehfest mit ihr verbundene, zylindrische Lagerscheiben auf, die in Richtung der Rotationsachse der Antriebswelle voneinander beabstandet sind.In an advantageous embodiment of the invention, the drive shaft to achieve a particularly effective storage in their area between the outer bearings on several, each rotatably connected to it, cylindrical bearing discs, which are spaced apart in the direction of the axis of rotation of the drive shaft.
Die Antriebswelle der Antriebsanordnung kann in der Richtung ihrer Rotationsachse mehrere voneinander beabstandete Versteifungsbereiche aufweisen, wobei wenigstens ein Versteifungsbereich als Lagerscheibe dient.The drive shaft of the drive assembly may have in the direction of its axis of rotation a plurality of spaced apart stiffening regions, wherein at least one stiffening region serves as a bearing disk.
Die Antriebswelle der vorliegenden Antriebsanordnung kann Teil eines Kurbel-CVT's sein, wobei die Drehung der Antriebswelle über eine an der Antriebswelle angeordnete Exzentereinrichtung und Pleuelstangen auf eine Freilaufeinrichtung einer in dem Getriebegehäuse pa-
- A - rallel zur Antriebswelle gelagerten Abtriebswelle übertragen wird. Die Exzentereinrichtung um- fasst auf der Antriebswelle in axialer Richtung voneinander beabstandete Exzenterbauteile, die auf der Antriebswelle entweder zwischen der Lagerscheibe und den äußeren Lagern oder auf der Antriebswelle zwischen Lagerscheiben und/oder zwischen einem äußeren Lager und einer benachbarten Lagerscheibe oder auf der Antriebswelle zwischen Versteifungsbereichen, und/oder zwischen einem Versteifungsbereich und einer Lagerscheibe und/oder zwischen einem äußeren Lager und einem benachbarten Versteifungsbereich angeordnet sind.The drive shaft of the present drive arrangement may be part of a crank CVT, wherein the rotation of the drive shaft via an eccentric device arranged on the drive shaft and connecting rods to a freewheel device of a in the transmission housing para - A - is transmitted rallel stored to the drive shaft output shaft. The eccentric comprises on the drive shaft in the axial direction spaced eccentric components on the drive shaft either between the bearing disc and the outer bearings or on the drive shaft between bearing discs and / or between an outer bearing and an adjacent bearing disc or on the drive shaft between stiffening areas , and / or are arranged between a stiffening region and a bearing disk and / or between an outer bearing and an adjacent stiffening region.
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:In the following, the invention and its embodiments will be explained in more detail in connection with the figures. Show it:
Figur 1 einen Längsschnitt einer Antriebswelle der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung und1 shows a longitudinal section of a drive shaft of the drive assembly according to the invention and
Figur 2 eine perspektivische Darstellung der Anordnung der Figur 1.FIG. 2 is a perspective view of the arrangement of FIG. 1.
Zu der Erfindung führten die folgenden Überlegungen. Eine möglichst biegefreie, bauraumsparende und leichte Anordnung der Antriebswelle in einem Getriebegehäuse kann dadurch erreicht werden, dass von der üblichen Struktur der Antriebswelle mit den direkt nebeneinander angeordneten Exzenterbauteilen abgegangen und zusätzlich zu den äußeren Lagerstellen, in denen die äußeren Seiten der Antriebswelle in Bezug auf das Getriebegehäuse gelagert sind, wenigstens eine weitere Lagerstelle im mittleren Bereich der Antriebswelle zu deren zusätzlichen Lagerung bzw. Abstützung in Bezug auf das Getriebegehäuse vorgesehen wird.The following considerations led to the invention. A possible bending-free, space-saving and easy arrangement of the drive shaft in a transmission housing can be achieved by departing from the usual structure of the drive shaft with the juxtaposed eccentric and in addition to the outer bearings, in which the outer sides of the drive shaft with respect to the Gear housing are mounted, at least one further bearing point in the central region of the drive shaft is provided for their additional support or support with respect to the transmission housing.
In der Figur 1 , ist die Antriebswelle eines stufenlosen Getriebes mit 1 bezeichnet. In einer axialen Ausnehmung der Antriebswelle 1 ist in an sich bekannter Weise eine Verstellwelle (nicht dargestellt) angeordnet. Die äußeren Endbereiche der Antriebswelle 1 sind in einem Getriebegehäuse 4 mit der Hilfe von Lagern 6 und 7 drehbar gelagert, wie dies schematisch dargestellt ist.In the figure 1, the drive shaft of a continuously variable transmission is designated 1. In an axial recess of the drive shaft 1, an adjusting shaft (not shown) is arranged in a conventional manner. The outer end portions of the drive shaft 1 are rotatably mounted in a transmission housing 4 with the aid of bearings 6 and 7, as shown schematically.
Die Antriebswelle 1 weist vorzugsweise die eingangs bereits erwähnten Versteifungsbereiche 3 auf, die in axialer Richtung der Antriebswelle 1 voneinander beabstandet zwischen den Lagern 6 und 7 angeordnet sind und zur Erhöhung der Steifigkeit der Antriebswelle 1 beitragen. Die Versteifungsbereiche 3 weisen jeweils die Form von zylindrischen Kreisscheiben auf, die konzentrisch zur Rotationsachse 8 der Antriebswelle 1 angeordnet sind. Es wird darauf hin-
gewiesen, dass Versteifungsbereiche 3 in unterschiedlichen Anzahlen vorgesehen werden können. Auch ist eine Ausführungsform der Erfindung ohne Versteifungsbereiche 3 denkbar.The drive shaft 1 preferably has the stiffening regions 3 already mentioned above, which are arranged in the axial direction of the drive shaft 1 spaced apart between the bearings 6 and 7 and contribute to increasing the rigidity of the drive shaft 1. The stiffening areas 3 each have the form of cylindrical circular disks, which are arranged concentrically to the axis of rotation 8 of the drive shaft 1. It is pointed out have shown that stiffening areas 3 can be provided in different numbers. An embodiment of the invention without stiffening regions 3 is also conceivable.
In der ersichtlichen Weise ist erfindungsgemäß im Bereich zwischen den Lagern 6 und 7, vorzugsweise mittig eine Lagerscheibe 5 drehfest mit der Antriebsachse 1 verbunden bzw. ausgebildet, die zur zusätzlichen Lagerung der Antreibsachse 1 in Bezug auf das Getriebegehäuse 4 dient. Die Lagerscheibe 5 weist die Form einer zylindrischen Kreisscheibe auf, die konzentrisch zur Rotationsachse 8 der Antriebswelle 1 angeordnet sind. Auf der Außenfläche der Lagerscheibe 5 ist das schematisch dargestellte Lager 9 angeordnet. Es wird darauf hingewiesen, dass auch mehrere Lagerscheiben 5 zur zusätzlichen Abstützung im Bereich zwischen den Lagern 6 und 7 vorgesehen sein können. Auch ist es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung denkbar, die zylindrischen Außenflächen der Versteifungsbereiche 3 zur Bildung zusätzliche Lagerstellen heranzuziehen.In the apparent manner according to the invention, in the region between the bearings 6 and 7, preferably centrally a bearing disk 5 rotatably connected or formed with the drive axle 1, which serves for additional storage of the drive axle 1 with respect to the transmission housing 4. The bearing disk 5 has the shape of a cylindrical circular disc, which are arranged concentrically to the axis of rotation 8 of the drive shaft 1. On the outer surface of the bearing disc 5, the bearing 9 shown schematically is arranged. It should be noted that a plurality of bearing discs 5 may be provided for additional support in the area between the bearings 6 and 7. It is also conceivable, according to an embodiment of the invention, to use the cylindrical outer surfaces of the reinforcing regions 3 to form additional bearing points.
Die mit Pleuelstangen verbundenen Exzenterbauteile 2 können in der ersichtlichen Weise zwischen der Lagerscheibe 5, den Versteifungsbereichen 3 und den Lagern 6, 7 angeordnet sein.
The eccentric components 2 connected with connecting rods can be arranged in the apparent manner between the bearing disk 5, the stiffening regions 3 and the bearings 6, 7.
BezuqszeichenlisteLIST OF REFERENCES
Antriebswelle Exzenterbauteil Versteifungsbereich Getriebegehäuse Lagerscheibe Lager Lager Rotationsachse Lager
Drive shaft Eccentric component Stiffening area Transmission housing Bearing disk Bearing Bearing Rotation axis Bearing