WO2017101936A1 - Stufenlosgetriebe - Google Patents

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WO2017101936A1
WO2017101936A1 PCT/DE2016/200569 DE2016200569W WO2017101936A1 WO 2017101936 A1 WO2017101936 A1 WO 2017101936A1 DE 2016200569 W DE2016200569 W DE 2016200569W WO 2017101936 A1 WO2017101936 A1 WO 2017101936A1
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WO
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input
output
leaf spring
counter
disc
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PCT/DE2016/200569
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French (fr)
Inventor
Christoph Raber
Martin Chambrion
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • F16H9/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
    • F16H9/16—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts
    • F16H9/18—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using two pulleys, both built-up out of adjustable conical parts only one flange of each pulley being adjustable
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    • F16H55/52—Pulleys or friction discs of adjustable construction
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Definitions

  • the invention relates to a continuously variable transmission, with the help of which in a drive train of a motor vehicle, a torque and a speed can be continuously changed.
  • the conical disks of conical disk pairs can be displaced in the axial direction against each other, so that the V-belt can act on a changing radius of the respective pair of conical disks, which is the transmission ratio can be changed steplessly.
  • the conical disks of the respective pair of conical disks are prestressed towards one another with the aid of a helical spring, so that the conical disks can rest on the V-belt with a sufficient frictional force.
  • a rotational speed sensor with centrifugal masses is provided on the input side cone pulley pair, which at an increasing rotational speed exerts a force on the V-belt which increases due to centrifugal force and thereby displaces the V-belt to a larger radius at an increasing input rotational speed, as a result of which the ratio is dependent Automatically change infinitely from the attacking speed.
  • a continuously variable transmission for substantially continuously varying a gear ratio in a drive train of a motor vehicle is provided with an input cone pulley pair for introducing a torque, wherein the input cone pulley pair has an input counterpart disc and an input shift disc axially displaceable relative to the input counterpart disc, an output conical disc pair for discharging the torque the
  • the input cone pulley pair with the
  • Umschlingungsstoff, in particular V-belt the input counter-disc with the mattersverstellin via at least one input leaf spring for pressing the belt and / or the original counter-disc
  • Output adjusting disc via at least one output sblattfeder is connected for pressing the belt.
  • the continuously variable transmission also referred to as continuously variable transmission (CVT) transmission
  • CVT continuously variable transmission
  • the minimum and maximum ratio ratios of the continuously variable transmission are defined by the minimum and maximum effective diameters of the pairs of conical disks on the belt means
  • the input disk spring and / or the output leaf spring can be used to apply the corresponding adjusting pulley to the associated counter pulley the respective conical disk pair are pressed or pulled, so that the pair of input bevel discs and / or the pair of output conical disks can be adjusted with the aid of the associated leaf spring with a sufficient contact pressure aft can rest against the belt means to transmit a desired torque can. If only for the input cone pulley pair or only for the output cone pulley pair a leaf is provided, the contact pressure can also be achieved by a coil spring or other spring element.
  • the leaf spring In contrast to a helical spring, the leaf spring, that is to say the input leaf spring and / or the output leaf spring, does not need to be mounted on a mandrel in order to avoid kinking. This makes it possible for the leaf spring to avoid a frictional relative movement or at least reduce. A friction of adjacent turns can not occur in the leaf spring. Due to the lower internal friction losses, the continuously variable transmission can have a correspondingly higher efficiency.
  • the leaf spring may include a plurality of layered leaf spring elements that can withstand higher loads compared to a multi-turn coiled wire of a coil spring. Due to the stable leaf spring, the continuously variable transmission can be more robust and fail-safe. In addition, the leaf spring can be easily and inexpensively manufactured by punching from a metal sheet.
  • the leaf spring can be connected to the adjusting disk at one axial end and to the counter disk of the respective conical disk pair, for example by riveting, with the opposite axial end. This results with the help of the leaf spring, a simple and robust realization of a contact pressure for the corresponding cone pulley pair. With the help of the input leaf spring and / or the output leaf spring can be easily avoided internal friction, so that an alternative continuously variable transmission is made possible with a simple and robust construction and high efficiency.
  • more than one leaf spring for example two or three leaf springs, is provided for the input cone pulley pair and / or for the output cone pulley pair.
  • the spring characteristic can be linear but can also be configured non-linearly, for example with section-wise different spring constants.
  • the input cone pulley pair can optionally be coupled via a separating clutch to a drive shaft of the motor vehicle engine.
  • the output conical disk pair may be coupled to an output shaft coupled to a drive wheel.
  • the continuously variable transmission can be used, in particular, as an automatic motor vehicle transmission for two-wheeled vehicles, for example scooters, smaller four-wheelers, for example quad-bikes, or snowmobiles, which usually require a lower power spread than passenger cars.
  • the at least one input leaf spring in particular at least two or three input leaf spring, the Tosverstellhunt axially centered relative to the input counter-disc and / or the at least one output leaf spring, in particular at least two or three output leaf spring, the Huaweiverstellin axially relative to the outer counter-disc.
  • the centering of the adjusting disk to the counter-disk is effected exclusively via the associated leaf spring.
  • three leaf springs are provided, which are offset in the circumferential direction by 120 ° to each other. A force flow between the adjusting disk and the counter disk takes place in particular exclusively via the at least one leaf spring and the belting means.
  • a storage of the adjusting disc on the opposite disc, especially for the purpose of centering, can be saved. Power losses of the continuously variable transmission by a bearing of the adjusting disk on the counter disk are thereby avoided.
  • the centering of the adjusting disk on the counter disk can thus take place with the aid of the at least one leaf spring substantially without friction.
  • a guidance of the adjusting disk on the counter disk can be avoided by means of a bolt guided in a milled groove, whereby manufacturing costs can be saved.
  • the tosverstellin to the input counter-plate and / or the Walesverstellin to the output counter-plate is relatively limited rotatable.
  • a non-rotatable and thus frictional coupling of the adjusting disc with the counter-disk can be saved.
  • Slippage of a cone pulley, that is adjusting or counter-pulley, while the other conical disk, that is counter-pulley or adjusting, with the belt means rotates can be avoided by the leaf spring. Since the leaf spring can also transmit a torque, the attached with the co-rotating cone pulley end of the leaf spring can take the attached with the slipping cone pulley end of the leaf spring and thereby also take the previously slipping cone pulley. Uneven engagement conditions in the respective cone pulley pair can be avoided by the associated leaf spring.
  • the input leaf spring and / or the output leaf spring extends at least with a proportion in the tangential direction.
  • the leaf spring With a relative rotation of the adjusting disk to the counter disk, the leaf spring can be taken along by the overhauling cone disk. This allows the leaf spring to simultaneously pull the outdated conical disk. Due to the at least partially tangential orientation of the leaf spring, the leaf spring can exert a share of force in the axial direction on the pulled-over obsolete conical disk. When the leaf spring is subjected to tension, the leaf spring can pull the pulled out obsolete conical disk onto the overhauling conical disk so that the axial distance between the adjusting disk and the counter disk is reduced.
  • the leaf spring can thereby provide a self-reinforcing adhesion between the belt and the cone pulley pair even at very high torques.
  • the leaf spring can thereby act not only as a contact pressure for providing a contact force of the conical disk pair on the belt, but also as a torque sensor for adjusting the contact pressure on an applied torque.
  • the input leaf spring is loaded in a torque transmission between the input counter-plate and the input shift pulley in train operation and / or the output leaf spring at a torque transmission between the output counter-plate and the Harmonverstellin in train operation to train.
  • buckling of the leaf spring under load can be avoided.
  • conical disk is stronger than the other one. ordered cone pulley driving or driven.
  • either the counter-disk or the adjusting disk can be coupled to the drive shaft of the motor vehicle transmission, so that the conical disk coupled to the drive shaft is more likely to overtake the other conical disk in traction mode, in which case the input leaf spring is subjected to tension
  • either the counter-disk or the adjusting disk can be coupled to the drive wheel in the output disk pair, so that due to the resistance torque of the drive wheel, the conical disk coupled to the drive wheel tends to be overtaken by the other cone disk in traction mode, in which case the output leaf spring is loaded to train.
  • the respective leaf spring automatically bring about an increase in the contact force of the cone pulley pair on the belting means in an overhauling conical disk by the leaf spring loaded on train pulls the adjusting disk and the counter disk towards each other.
  • the input leaf spring has a different spring characteristic from the output leaf spring.
  • the course of the transmission ratio of the continuously variable transmission in dependence on the introduced power, in particular the rotational speed and / or the torque can be suitably adjusted.
  • a balance between the spring force provided by the input leaf spring and the output leaf spring can be established, which in turn is assigned to a specific gear ratio.
  • the input leaf spring is radially inwardly to the radially innermost layer of the belt in the pair of input cone and / or the output leaf spring radially inwardly to the radially innermost layer of the belt in the réellekegelindoncru attached.
  • the respective leaf spring can not thereby collide with the belt.
  • space can be used for the leaf spring, which is not used anyway by the belt, so that the space of the continuously variable transmission can be kept low.
  • the input cone pulley pair and / or the output cone pulley pair has a rotational speed sensor for the centrifugal force-related increase of a contact pressure force for pressing the belting means.
  • the speed sensor can be For example, have a centrifugal mass that can be moved radially under the influence of centrifugal force.
  • the centrifugal mass can, for example, engage a ramp coupled to the adjusting disk or the counter disk, whereby the axial distance of the adjusting disk to the counter disk of the input cone disk pair or the output cone disk pair can be reduced at an increasing rotational speed and an increasing centrifugal force on the centrifugal mass , This simultaneously increases the contact pressure of the respective conical disk pair on the belt.
  • the belting means can be displaced to a larger diameter of the associated cone pulley pair at an increasing rotational speed, whereby the transmission ratio can be changed automatically as a function of the attacking rotational speed.
  • centering and / or guiding of the adjusting disk on the counter disk can be realized by the at least one leaf spring, preferably three leaf springs, otherwise components provided for this purpose can be saved.
  • the centrifugal mass can thereby be made smaller, for example, so that manufacturing costs and space for the speed sensor can be saved.
  • the output cone pulley pair is connected via a centrifugal clutch with a bell for driving a drive wheel.
  • the continuously variable transmission can thereby be separated automatically from the drive wheel and provided by the drive wheel drag torque.
  • a coupling with the drive wheel can take place only when the speed and the provided line is large enough to overcome the downstream drag torque and move the motor vehicle.
  • a stalling of the motor vehicle engine can be avoided.
  • the drive shaft is rotatably connected directly or indirectly via one separating clutch to one of the conical disks of the input bevel gear. coupled with bencrus.
  • the drive power of the motor vehicle engine can be introduced into the continuously variable transmission without significant power losses.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a first embodiment of a
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a second embodiment of a
  • the continuously variable transmission 10 shown in FIG. 1 has an input cone pulley pair 12 and an output cone pulley pair 14, which are coupled to one another via a belting means 16 configured as a V-belt.
  • the pair of input cone pulleys 12 has an input counter-disk 18, which can be coupled in a rotationally fixed manner to a drive shaft of an automobile engine, to which an input adjusting disk 20 is fastened in a rotationally fixed but axially displaceable manner in the illustrated exemplary embodiment.
  • the throughoutsverstellconstellin 20 has a ramp 22, on the centrifugal force due to a spherical centrifugal mass 24 of a speed sensor 26 can attack.
  • the rotational speed sensor 26 When the input counter-disk 18 is driven by the motor vehicle engine and entrains the input adjusting disk 20, for example, via splines, the rotational speed sensor 26 is also rotated, so that the centrifugal mass 24 can be moved radially outward as a result of centrifugal force.
  • the centrifugal mass 24 can press against the ramp 22 and thereby move the etcsverstellin 20 to the input counter-plate 18.
  • the contact force of the input counter-plate 18 and the matterssverstellfactor 20 can be increased to the belt 16 and finally the belt 16 to be displaced to a larger effective radius of the input cone pulley pair 12, which, depending on the attacking on the pair of input pinion 12 speed, the transmission ratio of Continuously variable transmission 10 can change.
  • a spring element on the input counter-plate 18 and the matterssverstellin 20 attack to a pressing force of the., Even at a low speed Input cone pulley pair 12 to be able to provide the belt means.
  • the output conical disk pair 14 has an output counter-disk 28 and an output adjusting disk 30 axially displaceable relative to the output counter-disk 28.
  • an output sheet spring 32 is riveted radially within the maximum radially inner relative position of the looping means 30 within the output cone disk pair 14.
  • the output leaf spring 32 can pull the output counter-pulley 28 and the mecanicverstellin 30 to each other and thereby impart a pressing force of the output cone pulley pair 14 on the belt 16.
  • two, three or more output sheet springs 32 are provided, so that the toastverstellin 30 can be additionally centered by the output sheet springs 32 on the output counter-disk 28.
  • the output shift disk 30 can be centered on the counterpart disk 28 without direct frictional contact, for example with clearance fit.
  • a centrifugal clutch 34 Connected to the output counter-disk 28 is a centrifugal clutch 34, which produces a frictional engagement with a bell 36 above a limit speed.
  • the bell 36 is rotatably connected to an output shaft 38 which can drive a drive wheel of the motor vehicle.
  • the input counter-disk 18 and the input adjusting disk 20 are also connected to one another via an input sheet spring 44, so that instead of a rotationally fixed plug-in toothing between the Input counter-disc 18 and the matterssverstellin 20 may be provided a game.
  • the achievablesverstellin 20 may be centered on the input counter-plate 18 via two, three or more input leaf springs 44 without frictional contact with radial play.
  • the input sheet spring 44 can pull the input counter disk 18 and the input disk 20 toward each other, so that optionally the inertial mass and the volume of the centrifugal mass 24 of the speed sensor 26 can be reduced.

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Abstract

Es ist ein Stufenlosgethebe (10) zur im Wesentlichen kontinuierlichen Variation eines Übersetzungsverhältnisses in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einem Eingangskegelscheibenpaar (12), wobei das Eingangskegelscheibenpaar (12) eine Eingangsgegenscheibe (18) und eine relativ zur Eingangsgegenscheibe (18) axial verlagerbare Eingangsverstellscheibe (20) aufweist, einem Ausgangskegelscheibenpaar (14), wobei das Ausgangskegelscheibenpaar (14) eine Ausgangsgegenscheibe (28) und eine relativ zur Ausgangsgegenscheibe (28) axial verlagerbare Ausgangsverstellscheibe (30) aufweist, und einem das Eingangskegelscheibenpaar (12) mit dem Ausgangskegelscheibenpaar (14) koppelnden Umschlingungsmittel (16), wobei die Eingangsgegenscheibe (18) mit der Eingangsverstellscheibe (20) über mindestens eine Eingangsblattfeder (44) zum Anpressen des Umschlingungsmittels (16) und/oder die Ausgangsgegenscheibe (28) mit der Ausgangsverstellscheibe (30) über mindestens eine Ausgangsblattfeder (32) zum Anpressen des Umschlingungsmittels (16) verbunden ist. Mit Hilfe der Eingangsblattfeder (44) und/oder der Ausgangsblattfeder (32) kann auf einfacher Weise innere Reibung vermieden werden, so dass ein alternatives Stufenlosgethebe (10) mit einem einfachen und robusten Aufbau und einem hohen Wirkungsgrad ermöglicht ist.

Description

Stufen losgetriebe
Die Erfindung betrifft ein Stufenlosgetriebe, mit dessen Hilfe in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs ein Drehmoment und eine Drehzahl stufenlos gewandelt werden kann.
Beispielsweise aus DE 2 104 546 A1 ist ein Stufenlosgetriebe mit zwei über einen Keilriemen miteinander gekoppelten Kegelscheibenpaaren bekannt, wobei die Kegelscheiben der Kegelscheibenpaaren in axialer Richtung gegeneinander verlagert werden können, damit der Keilriemen auf einen sich ändernden Radius an dem jeweiligen Kegelscheibenpaar angreifen kann, wodurch sich das Übersetzungsverhältnis stufenlos ändern lässt. Die Kegelscheiben des jeweiligen Kegelscheibenpaares sind mit Hil- fe einer Schraubenfeder aufeinander zu vorgespannt, so dass die Kegelscheiben mit einer ausreichenden Reibungskraft an dem Keilriemen anliegen können. An dem ein- gangsseitigen Kegelscheibenpaar ist ein Drehzahlfühler mit Fliehkraftmassen vorgesehen, der bei einer ansteigenden Drehzahl eine sich fliehkraftbedingt erhöhende Anpresskraft auf den Keilriemen ausübt und dadurch den Keilriemen bei einer sich erhö- henden Eingangsdrehzahl auf einen größeren Radius verlagert, wodurch sich die Übersetzung in Abhängigkeit von der angreifenden Drehzahl automatisch stufenlos ändern lässt.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis nach alternativen Stufenlosgetrieben, die insbe- sondere einfach und robust aufgebaut sind und einen hohen Wirkungsgrad aufweisen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein alternatives Stufenlosgetriebe ermöglichen, das insbesondere einfach und robust aufgebaut ist und einen hohen Wirkungsgrad aufweist.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Stufenlosgetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 . Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist ein Stufenlosgetriebe zur im Wesentlichen kontinuierlichen Va- riation eines Übersetzungsverhältnisses in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs vorgesehen mit einem Eingangskegelscheibenpaar zum Einleiten eines Drehmoments, wobei das Eingangskegelscheibenpaar eine Eingangsgegenscheibe und eine relativ zur Eingangsgegenscheibe axial verlagerbare Eingangsverstellscheibe aufweist, einem Ausgangskegelscheibenpaar zum Ausleiten des Drehmoments, wobei das Ausgangskegelscheibenpaar eine Ausgangsgegenscheibe und eine relativ zur Ausgangsgegenscheibe axial verlagerbare Ausgangsverstellscheibe aufweist, und einem das Eingangskegelscheibenpaar mit dem Ausgangskegelscheibenpaar koppelnden Umschlingungsmittel, insbesondere Keilriemen, wobei die Eingangsgegenscheibe mit der Eingangsverstellscheibe über mindestens eine Eingangsblattfeder zum An- pressen des Umschlingungsmittels und/oder die Ausgangsgegenscheibe mit der Ausgangsverstellscheibe über mindestens eine Ausgangsblattfeder zum Anpressen des Umschlingungsmittels verbunden ist.
Das Stufenlosgetriebe, auch als CVT-Getriebe („CVT" = continuously variable trans- mission) bezeichnet, kann durch eine Veränderung des axialen Abstands der Eingangsverstellscheibe zur Eingangsgegenscheibe und eine korrespondierende Veränderung des axialen Abstands der Ausgangsverstellscheibe zur Ausgangsgegenscheibe das Übersetzungsverhältnis und damit das übertragene Drehmoment und die übertragene Drehzahl stufenlos ändern. Das minimale und das maximale Übersetzungs- Verhältnis des Stufenlosgetriebes sind durch den minimalen und den maximalen wirksamen Durchmesser der Kegelscheibenpaare an dem Umschlingungsmittel definiert. Mit Hilfe der Eingangsblattfeder und/oder der Ausgangsblattfeder kann die entsprechende Verstellscheibe auf die zugeordnete Gegenscheibe des jeweiligen Kegelscheibenpaares zugedrückt oder gezogen werden, so dass das Eingangskegelschei- benpaar und/oder das Ausgangskegelscheibenpaar mit Hilfe der zugeordneten Blattfeder mit einer ausreichenden Anpresskraft an dem Umschlingungsmittel anliegen kann, um ein gewünschtes Drehmoment übertragen zu können. Falls nur für das Eingangskegelscheibenpaar oder nur für das Ausgangskegelscheibenpaar eine Blattfe- der vorgesehen ist, kann die Anpressfunktion auch von einer Schraubenfeder oder einem anderen Federelement erreicht werden.
Im Gegensatz zu einer Schraubenfeder braucht die Blattfeder, das heißt die Ein- gangsblattfeder und/oder die Ausgangsblattfeder, jedoch nicht auf einem Dorn aufgesteckt zu sein, um ein Knicken zu vermeiden. Dadurch ist es möglich bei der Blattfeder eine reibungsbehaftete Relativbewegung zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Auch eine Reibung benachbarter Windungen kann bei der Blattfeder nicht auftreten. Aufgrund der geringeren inneren Reibungsverluste kann das Stufenlosgetriebe einen entsprechend höheren Wirkungsgrad aufweisen. Die Blattfeder kann mehrere geschichtete Blattfederelemente aufweisen, die im Vergleich zu einem mehrere Windungen ausbildenden gewundenen Draht einer Schraubenfeder höheren Belastungen standhalten können. Durch die stabile Blattfeder kann das Stufenlosgetriebe robuster und ausfallsicherer sein. Zudem kann die Blattfeder leicht und kostengünstig durch Stanzen aus einem Metallblech hergestellt werden. Die Blattfeder kann mit einem axialen Ende mit der Verstellscheibe und mit dem gegenüberliegenden axialen Ende mit der Gegenscheibe des jeweiligen Kegelscheibenpaares, beispielsweise durch Vernieten, verbunden sein. Dadurch ergibt sich mit Hilfe der Blattfeder eine einfache und robuste Realisierung einer Anpressfunktion für das entsprechende Kegelscheibenpaar. Mit Hilfe der Eingangsblattfeder und/oder der Ausgangsblattfeder kann auf einfacher Weise innere Reibung vermieden werden, so dass ein alternatives Stufenlosgetriebe mit einem einfachen und robusten Aufbau und einem hohen Wirkungsgrad ermöglicht ist. Für das Eingangskegelscheibenpaar und/oder für das Ausgangskegelscheibenpaar ist jeweils insbesondere mehr als eine Blattfeder, beispielsweise zwei oder drei Blattfedern, vorgesehen. Durch die mehreren Blattfedern kann leicht eine geeignete Federkennlinie für die axiale Relativbewegung der jeweiligen Verstellscheibe zur zugeordneten Gegenscheibe des jeweiligen Kegelscheibenpaars eingestellt werden. Die Fe- derkennlinie kann hierbei linear sein aber auch nicht-linear, beispielswiese mit abschnittsweise unterschiedlichen Federkonstanten, ausgestaltet sein. Im Zugbetrieb des Kraftfahrzeugs, das heißt wenn von einem Kraftfahrzeugmotor ein Drehmoment an ein Antriebsrad übertragen werden soll, wird das Drehmoment beim Eingangskegelscheibenpaar eingeleitet und bei dem Ausgangskegelscheibenpaar ausgeleitet. Das Eingangskegelscheibenpaar kann hierzu gegebenenfalls über eine Trennkupplung mit einer Antriebswelle des Kraftfahrzeugmotors gekoppelt sein. Das Ausgangs- kegelscheibenpaar kann mit einer mit einem Antriebsrad gekoppelten Abtriebswelle gekoppelt sein. Das Stufenlosgetriebe kann insbesondere als Automatikkraftfahrzeug- getriebe für Zweiräder, beispielsweise Motorroller, kleinere Vierräder, beispielsweise Quad, oder Schneemobilen eingesetzt werden, die üblicherweise im Vergleich zu Personenkraftwagen eine geringere Leistungsspreizung erfordern.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die mindestens eine Eingangsblattfeder, insbesondere mindestens zwei oder drei Eingangsblattfeder, die Eingangsverstellscheibe relativ zu der Eingangsgegenscheibe axial zentriert und/oder die mindestens eine Ausgangsblattfeder, insbesondere mindestens zwei oder drei Ausgangsblattfeder, die Ausgangsverstellscheibe relativ zu der Ausgangsgegenscheibe axial zentriert. Vorzugsweise erfolgt die Zentrierung der Verstellscheibe zu der Gegenscheibe ausschließlich über die zugeordnete Blattfeder. Insbesondere sind drei Blattfedern vorgesehen, die in Umfangsrichtung um jeweils 120° zueinander versetzt sind. Ein Kraft- fluss zwischen der Verstellscheibe und der Gegenscheibe erfolgt insbesondere ausschließlich über die mindestens eine Blattfeder und das Umschlingungsmittel. Eine Lagerung der Verstellscheibe an der Gegenscheibe, insbesondere auch zum Zwecke der Zentrierung, kann dadurch eingespart werden. Leistungsverluste des Stufenlosge- triebes durch eine Lagerung der Verstellscheibe an der Gegenscheibe sind dadurch vermieden. Die Zentrierung der Verstellscheibe an der Gegenscheibe kann dadurch mit Hilfe der mindestens einen Blattfeder im Wesentlichen reibungsfrei erfolgen. Insbesondere kann eine Führung der Verstellscheibe an der Gegenscheibe über einen in einer gefrästen Nut geführten Bolzen vermieden werden, wodurch Herstellungskosten eingespart werden können.
Vorzugsweise ist die Eingangsverstellscheibe zu der Eingangsgegenscheibe und/oder die Ausgangsverstellscheibe zu der Ausgangsgegenscheibe relativ begrenzt verdrehbar. Eine drehfeste und dadurch reibungsbehaftete Koppelung der Verstellscheibe mit der Gegenscheibe kann dadurch eingespart werden. Ein Durchrutschen der einen Kegelscheibe, das heißt Verstellscheibe oder Gegenscheibe, während die andere Kegelscheibe, das heißt Gegenscheibe oder Verstellscheibe, mit dem Umschlingungsmittel mitdreht, kann durch die Blattfeder vermieden werden. Da die Blatt- feder auch ein Drehmoment übertragen kann, kann das mit der mitdrehenden Kegelscheibe befestigte Ende der Blattfeder das mit der durchrutschenden Kegelscheibe befestigte Ende der Blattfeder mitnehmen und dadurch auch die zuvor durchrutschende Kegelscheibe mitnehmen. Ungleichmäßige Eingriffsverhältnisse bei dem jeweiligen Kegelscheibenpaar können durch die zugeordnete Blattfeder vermieden werden.
Besonders bevorzugt verläuft die Eingangsblattfeder und/oder die Ausgangsblattfeder zumindest mit einem Anteil in tangentialer Richtung. Bei einer Relativdrehung der Verstellscheibe zu der Gegenscheibe kann die Blattfeder von der überholenden Ke- gelscheibe mitgenommen werden. Dadurch kann die Blattfeder gleichzeitig die überholte Kegelscheibe mitziehen. Durch die zumindest teilweise tangentiale Ausrichtung der Blattfeder kann die Blattfeder hierbei auf die mitgezogene überholte Kegelscheibe einen Kraftanteil in axialer Richtung ausüben. Wenn die Blattfeder auf Zug belastet wird, kann die Blattfeder die mitgezogene überholte Kegelscheibe auf die überholende Kegelscheibe zu ziehen, so dass sich der axiale Abstand der Verstellscheibe zu der Gegenscheibe verringert. Dadurch erhöht sich die Anpresskraft der Kegelscheiben an dem Umschlingungsmittel, wodurch ein ausreichender Kraftschluss sowohl zwischen der Verstellscheibe und dem Umschlingungsmittel als auch zwischen der Gegenscheibe und dem Umschlingungsmittel hergestellt werden kann. Dadurch kann eine ausreichende Drehmomentübertragung zwischen dem Kegelscheibenpaar und dem Umschlingungsmittel sichergestellt werden und eine Relativdrehung der Verstellscheibe zu der Gegenscheibe abgestellt werden. Die Blattfeder kann dadurch auch bei besonders hohen Drehmomenten einen selbstverstärkenden Kraftschluss zwischen dem Umschlingungsmittel und dem Kegelscheibenpaar bereitstellen. Die Blattfeder kann dadurch nicht nur als Anpressfeder zur Bereitstellung einer Anpresskraft des Kegelscheibenpaars an dem Umschlingungsmittel, sondern auch als Drehmomentfühler zur Anpassung der Anpresskraft an ein anliegendes Drehmoment wirken.
Insbesondere ist die Eingangsblattfeder bei einer Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsgegenscheibe und der Eingangsverstellscheibe im Zugbetrieb und/oder die Ausgangsblattfeder bei einer Drehmomentübertragung zwischen der Ausgangsgegenscheibe und der Ausgangsverstellscheibe im Zugbetrieb auf Zug belastet. Dadurch kann ein Knicken der Blattfeder unter Last vermieden werden. Hierbei kann insbesondere berücksichtigt werden, welche Kegelscheibe stärker als die andere zu- geordnete Kegelscheibe treibend oder angetrieben ist. Beispielsweise kann bei dem Eingangskegelscheibenpaar entweder die Gegenscheibe oder die Verstellscheibe mit der Antriebswelle des Kraftfahrzeuggetriebes gekoppelt sein, so dass die mit der Antriebswelle gekoppelte Kegelscheibe eher dazu neigt im Zugbetrieb die andere Kegel- scheibe zu überholen, wobei in diesem Fall die Eingangsblattfeder auf Zug belastet wird. Entsprechend kann beispielsweise bei dem Ausgangskegelscheibenpaar entweder die Gegenscheibe oder die Verstellscheibe mit dem Antriebsrad gekoppelt sein, so dass aufgrund des Widerstandmoments des Antriebsrads die mit dem Antriebsrad gekoppelte Kegelscheibe eher dazu neigt im Zugbetrieb von der anderen Kegelschei- be überholt zu werden, wobei in diesem Fall die Ausgangsblattfeder auf Zug belastet wird. Dadurch kann insbesondere die jeweilige Blattfeder bei einer überholenden Kegelscheibe automatisch eine Verstärkung der Anpresskraft des Kegelscheibenpaares an dem Umschlingungsmittel herbeiführen, indem die auf Zug belastete Blattfeder die Verstellscheibe und die Gegenscheibe aufeinander zu zieht.
Vorzugsweise weist die Eingangsblattfeder eine von der Ausgangsblattfeder verschiedene Federkennlinie auf. Dadurch kann der Verlauf des Übersetzungsverhältnisses des Stufenlosgetriebes in Abhängigkeit von der eingebrachten Leistung, insbesondere der Drehzahl und/oder des Drehmoments, geeignet eingestellt werden. Je nach einge- leitetem Drehmoment kann sich ein Gleichgewicht zwischen der von der Eingangsblattfeder und von der Ausgangsblattfeder bereitgestellten Federkraft einstellen, das wiederum einem bestimmten Übersetzungsverhältnis zugeordnet ist.
Besonders bevorzugt ist die Eingangsblattfeder radial innerhalb zu der radial innersten Lage des Umschlingungsmittels in dem Eingangskegelscheibenpaar und/oder die Ausgangsblattfeder radial innerhalb zu der radial innersten Lage des Umschlingungsmittels in dem Ausgangskegelscheibenpaar befestigt. Die jeweilige Blattfeder kann dadurch nicht mit dem Umschlingungsmittel kollidieren. Zudem kann für die Blattfeder Bauraum genutzt werden, der von dem Umschlingungsmittel sowieso nicht genutzt wird, so dass der Bauraum des Stufenlosgetriebes gering gehalten werden kann.
Insbesondere weist das Eingangskegelscheibenpaar und/oder das Ausgangskegelscheibenpaar einen Drehzahlfühler zur fliehkraftbedingten Erhöhung einer Anpresskraft zum Anpressen des Umschlingungsmittels auf. Der Drehzahlfühler kann bei- spielsweise eine Fliehkraftmasse aufweisen, die unter Fliehkrafteinfluss nach radial außen bewegt werden kann. Die Fliehkraftmasse kann beispielsweise an einer mit der Verstellscheibe oder der Gegenscheibe gekoppelten Rampe angreifen, wodurch bei einer sich erhöhenden Drehzahl und einer sich erhöhenden Fliehkraft an der Flieh- kraftmasse sich der axiale Abstand der Verstellscheibe zu der Gegenscheibe des Ein- gangskegelscheibenpaars beziehungsweise des Ausgangskegelscheibenpaars verringern kann. Dadurch erhöht sich gleichzeitig die Anpresskraft des jeweiligen Kegelscheibenpaars an dem Umschlingungsmittel. Insbesondere kann mit Hilfe des Drehzahlfühlers bei einer ansteigenden Drehzahl das Umschlingungsmittel auf einen grö- ßeren Durchmesser des zugeordneten Kegelscheibenpaares verlagert werden, wodurch in Abhängigkeit von der angreifenden Drehzahl automatisch das Übersetzungsverhältnis verändert werden kann. Da durch die mindestens eine Blattfeder, vorzugsweise drei Blattfedern, eine Zentrierung und/oder Führung der Verstellscheibe an der Gegenscheibe realisiert werden kann, können ansonsten hierfür vorgesehene Bau- elemente eingespart werden. Dies führt zu einer geringeren trägen Masse der von dem Drehzahlfühler zu verlagernden Kegelscheibe, so dass eine Fliehkraftmasse mit einer entsprechend geringeren trägen Masse bereits ausreichend sein kann. Die Fliehkraftmasse kann dadurch beispielsweise kleiner ausgestaltet sein, so dass Herstellungskosten und Bauraum für den Drehzahlfühler eingespart werden können.
Vorzugsweise ist das Ausgangskegelscheibenpaar über eine Fliehkraftkupplung mit einer Glocke zum Antrieb eines Antriebrads verbunden. Bei einer geringen Drehzahl, insbesondere Stillstand, kann das Stufenlosgetriebe dadurch automatisch von dem Antriebsrad und das durch das Antriebsrad bereitgestellte Schleppmoment abgetrennt werden. Eine Koppelung mit dem Antriebsrad kann dadurch erst dann stattfinden, wenn die Drehzahl und die zur Verfügung gestellte Leitung groß genug ist das nachgelagerte Schleppmoment zu überwinden und das Kraftfahrzeug fortzubewegen. Ein Abwürgen des Kraftfahrzeugmotors kann dadurch vermieden werden. Besonders bevorzugt ist die Eingangsgegenscheibe oder die Eingangsverstellscheibe drehfest mit einer Antriebsnabe, insbesondere eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors, verbunden. Beispielsweise ist die Antriebswelle direkt oder indirekt über eine Trennkupplung drehfest mit einer der Kegelscheiben des Eingangskegelschei- benpaars gekoppelt. Dadurch kann ohne wesentliche Leistungsverluste die Antriebsleistung des Kraftfahrzeugmotors in das Stufenlosgetriebe eingeleitet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform eines
Stufenlosgetriebes und
Fig. 2: eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform eines
Stufenlosgetriebes.
Das in Fig. 1 dargestellte Stufenlosgetriebe 10 weist ein Eingangskegelscheibenpaar 12 und ein Ausgangskegelscheibenpaar 14 auf, die über ein als Keilriemen ausgestaltetes Umschlingungsmittel 16 miteinander gekoppelt sind. Das Eingangskegelscheibenpaar 12 weist eine mit einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors drehfest koppelbare Eingangsgegenscheibe 18 auf, an der im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Eingangsverstellscheibe 20 drehfest aber axial verschiebbar angebunden ist. Die Eingangsverstellscheibe 20 weist eine Rampe 22 auf, an der fliehkraftbedingt eine kugelförmige Fliehkraftmasse 24 eines Drehzahlfühlers 26 angreifen kann. Wenn die Eingangsgegenscheibe 18 von dem Kraftfahrzeugmotor angetrieben wird und beispielsweise über eine Steckverzahnung die Eingangsverstellscheibe 20 mitnimmt, wird auch der Drehzahlfühler 26 mitgedreht, so dass die Fliehkraftmasse 24 fliehkraft- bedingt nach radial außen bewegt werden kann. Die Fliehkraftmasse 24 kann gegen die Rampe 22 drücken und dadurch die Eingangsverstellscheibe 20 auf die Eingangsgegenscheibe 18 zu bewegen. Dadurch kann die Anpresskraft der Eingangsgegenscheibe 18 und der Eingangsverstellscheibe 20 auf das Umschlingungsmittel 16 erhöht werden und schließlich das Umschlingungsmittel 16 auf einen größeren wirksa- men Radius des Eingangskegelscheibenpaar 12 verlagert werden, wodurch sich in Abhängigkeit von der an dem Eingangskegelscheibenpaar 12 angreifenden Drehzahl das Übersetzungsverhältnis des Stufenlosgetriebes 10 ändern kann. Gegebenenfalls kann ein Federelement an der Eingangsgegenscheibe 18 und der Eingangsverstellscheibe 20 angreifen, um auch bei einer niedrigen Drehzahl eine Anpresskraft des Eingangskegelscheibenpaars 12 an dem Umschlingungsmittel bereitstellen zu können.
Das Ausgangskegelscheibenpaar 14 weist eine Ausgangsgegenscheibe 28 und eine relativ zur Ausgangsgegenscheibe 28 axial verlagerbare Ausgangsverstellscheibe 30 auf. Mit der Ausgangsgegenscheibe 28 und der Ausgangsverstellscheibe 30 ist radial innerhalb zu der dargestellten maximal weit radial inneren Relativstellung des Um- schlingungsmittels 30 innerhalb des Ausgangskegelscheibenpaars 14 eine Ausgangsblattfeder 32 vernietet. Die Ausgangsblattfeder 32 kann die Ausgangsgegen- Scheibe 28 und die Ausgangsverstellscheibe 30 aufeinander zu ziehen und dadurch eine Anpresskraft des Ausgangskegelscheibenpaars 14 an dem Umschlingungsmittel 16 aufprägen. Insbesondere sind zwei, drei oder mehr Ausgangsblattfedern 32 vorgesehen, so dass die Ausgangsverstellscheibe 30 von den Ausgangsblattfedern 32 an der Ausgangsgegenscheibe 28 zusätzlich zentriert werden kann. Die Ausgangsvers- tellscheibe 30 kann hierbei ohne direkten reibungsbehafteten Kontakt, beispielsweise mit Spielpassung, an der Ausgangsgegenscheibe 28 zentriert sein.
Mit der Ausgangsgegenscheibe 28 ist eine Fliehkraftkupplung 34 verbunden, die oberhalb einer Grenzdrehzahl einen Reibschluss mit einer Glocke 36 herstellt. Die Glocke 36 ist drehfest mit einer Abtriebswelle 38 verbunden, die ein Antriebsrad des Kraftfahrzeugs antreiben kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Abtriebswelle 38 über ein erstes Lager 40 und ein zweites Lager 42 im Wesentlichen kippsicher an der Ausgangsgegenscheibe 28 des Ausgangskegelscheibenpaars 14 gelagert.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform des Stufenlosgetriebes 10 ist im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des Stufenlosgetriebes 10 auch die Eingangsgegenscheibe 18 und die Eingangsverstellscheibe 20 über eine Eingangsblattfeder 44 miteinander verbunden, so dass anstelle einer drehfesten Steck- Verzahnung zwischen der Eingangsgegenscheibe 18 und der Eingangsverstellscheibe 20 eine Spiel vorgesehen sein kann. Die Eingangsverstellscheibe 20 kann über zwei, drei oder mehr Eingangsblattfedern 44 ohne Reibkontakt mit radialem Spiel an der Eingangsgegenscheibe 18 zentriert sein. Die Eingangsblattfeder 44 kann die Eingangsgegenscheibe 18 und die Eingangsverstellscheibe 20 aufeinander zu ziehen, so dass gegebenenfalls die träge Masse und das Volumen der Fliehkraftmasse 24 des Drehzahlfühlers 26 reduziert werden kann.
Bezugszeichenliste Stufenlosgetriebe
Eingangskegelscheibenpaar
Ausgangskegelscheibenpaar
Umschlingungsmittel
Eingangsgegenscheibe
Eingangsverstellscheibe
Rampe
Fliehkraftmasse
Drehzahlfühler
Ausgangsgegenscheibe
Ausgangsverstellscheibe
Ausgangsblattfeder
Fliehkraftkupplung
Glocke
Abtriebswelle
erstes Lager
zweites Lager
Eingangsblattfeder

Claims

Patentansprüche
Stufenlosgetnebe zur im Wesentlichen kontinuierlichen Variation eines Übersetzungsverhältnisses in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, mit einem Eingangskegelscheibenpaar (12) zum Einleiten eines Drehmoments, wobei das Eingangskegelscheibenpaar (12) eine Eingangsgegenscheibe (18) und eine relativ zur Eingangsgegenscheibe (18) axial verlagerbare Eingangs verstellscheibe (20) aufweist, einem Ausgangskegelscheibenpaar (14) zum Ausleiten des Drehmoments, wo bei das Ausgangskegelscheibenpaar (14) eine Ausgangsgegenscheibe (28) und eine relativ zur Ausgangsgegenscheibe (28) axial verlagerbare Ausgangs verstellscheibe (30) aufweist, und einem das Eingangskegelscheibenpaar (12) mit dem Ausgangskegelscheiben paar (14) koppelnden Umschlingungsmittel (16), insbesondere Keilriemen, wobei die Eingangsgegenscheibe (18) mit der Eingangsverstellscheibe (20) über mindestens eine Eingangsblattfeder (44) zum Anpressen des Umschlin- gungsmittels (16) und/oder die Ausgangsgegenscheibe (28) mit der Ausgangsverstellscheibe (30) über mindestens eine Ausgangsblattfeder (32) zum Anpressen des Umschlingungsmittels (16) verbunden ist.
Stufenlosgetnebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Eingangsblattfeder (44), insbesondere mindestens zwei oder drei Eingangsblattfeder (44), die Eingangsverstellscheibe (20) relativ zu der Eingangsgegenscheibe (18) axial zentriert und/oder die mindestens eine Ausgangsblattfeder (44), insbesondere mindestens zwei oder drei Ausgangsblattfeder (44), die Ausgangsverstellscheibe (30) relativ zu der Ausgangsgegenscheibe (28) axial zentriert.
Stufenlosgetnebe nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsverstellscheibe (20) zu der Eingangsgegenscheibe (18) und/oder die Ausgangsverstellscheibe (30) zu der Ausgangsgegenscheibe (28) relativ begrenzt verdrehbar ist.
4. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsblattfeder (44) und/oder die Ausgangsblattfeder (32) zumindest mit einem Anteil in tangentialer Richtung verläuft.
5. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsblattfeder (44) bei einer Drehmomentübertragung zwischen der Eingangsgegenscheibe (18) und der Eingangsverstellscheibe (20) im Zugbetrieb und/oder die Ausgangsblattfeder (32) bei einer Drehmomentübertragung zwischen der Ausgangsgegenscheibe (30) und der Ausgangsverstellscheibe (28) im Zugbetrieb auf Zug belastet ist.
6. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsblattfeder (44) eine von der Ausgangsblattfeder (32) verschiedene Federkennlinie aufweist.
7. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsblattfeder (44) radial innerhalb zu der radial innersten Lage des Umschlingungsmittels (16) in dem Eingangskegelscheibenpaar (12) und/oder die Ausgangsblattfeder (32) radial innerhalb zu der radial innersten Lage des Umschlingungsmittels (16) in dem Ausgangskegelscheibenpaar (14) befestigt ist.
8. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangskegelscheibenpaar (12) und/oder das Ausgangskegelscheibenpaar (14) einen Drehzahlfühler (26) zur fliehkraftbedingten Erhöhung einer Anpresskraft zum Anpressen des Umschlingungsmittels (16) aufweist.
9. Stufenlosgetnebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangskegelscheibenpaar (14) über eine Fliehkraftkupplung (34) mit einer Glocke (36) zum Antrieb eines Antriebrads verbunden ist.
10. Stufenlosgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsgegenscheibe (18) oder die Eingangsverstellscheibe (20) drehfest mit einer Antriebsnabe, insbesondere eine Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors, verbunden ist.
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