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Patent Searching and Data


Title:
BELT-DRIVE TRANSMISSION FOR A DRIVETRAIN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/120369
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a belt-drive transmission (1) for a drivetrain (2) comprising at least the following components: - a first and a second cone pulley pair (3, 4) each with an axis of rotation (5, 6) and each having a pulley diameter (7, 8), each comprising an axially fixed pulley (9, 10) and each comprising an axially displaceable free pulley (11, 12), wherein a radius of action (15) can be adjusted in each case; - a belt (17) for the variable ratio transmission of a torque between the first cone pulley pair (3) and the second cone pulley pair (4); - a first and a second axial actuator (18), by means of which the first or the second axial distance (13, 14) can be adjusted, wherein in each case an axial pulley/actuator distance (22, 23) from the respective fixed-pulley side surface (24, 25) of the respective maximum radius of action (52, 53) to the respective maximum axial end (26, 27) of the respective axial actuator (18, 19) is formed on the outer side (28, 29) facing away from the respective cone pulley pair (3, 4). The belt-drive transmission (1) is primarily characterized in that the ratio of the respective pulley diameter (7, 8) to the corresponding pulley/actuator distance (22, 23) on the two cone pulley pairs (3, 4) is greater than or equal to 1.75. The belt-drive transmission according to the invention has particularly small overall dimensions and is therefore particularly economical.

Inventors:
WALTER BERNHARD (DE)
Application Number:
DE2018/100942
Publication Date:
June 27, 2019
Filing Date:
November 20, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG (DE)
International Classes:
F16H9/18; F16H55/56; F16H61/662
Foreign References:
JP2005036855A2005-02-10
DE10246422A12003-09-25
DE102011083796A12012-04-19
DE102015223014A12017-05-24
Other References:
None
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Claims:
Patentansprüche

1. Umschlingungsgetriebe (1 ) für einen Antriebsstrang (2), aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

- ein erstes Kegelscheibenpaar (3) mit einer ersten Rotationsachse (5) und mit einem ersten Scheibendurchmesser (7), aufweisend eine axial fixierte erste Festscheibe (9) und eine axial verschiebbare erste Losscheibe (11 ), wobei mittels eines variierbaren ersten Axialabstands (13) zwischen der ersten Festscheibe (9) und der ersten Losscheibe (11 ) ein erster Wirkkreis (15) einstellbar ist;

- ein zweites Kegelscheibenpaar (4) mit einer zweiten Rotationsachse (6) und mit einem zweiten Scheibendurchmesser (8), aufweisend eine axial fixierte zweite Festscheibe (10) und eine axial verschiebbare zweite Losscheibe (12), wobei mittels eines variierbaren zweiten Axialabstands (14) zwischen der zweiten

Festscheibe (10) und der zweiten Losscheibe (12) ein zweiter Wirkkreis (16) einstellbar ist;

- ein Umschlingungsmittel (17) zum übersetzungsveränderlichen Übertragen eines Drehmoments zwischen dem ersten Wirkkreis (15) des ersten

Kegelscheibenpaars (3) und dem zweiten Wirkkreis (16) des zweiten

Kegelscheibenpaars (4);

- einen ersten Axialaktor (18), mittels welchem der erste Axialabstand (13) einstellbar ist, wobei ein axialer erster Scheibe-Aktor-Abstand (22) von der ersten festscheibenseitigen Oberfläche (24) des ersten maximalen Wirkkreises (52) zu dem maximalen axialen ersten Ende (26) des ersten Axialaktors (18) auf der dem ersten Kegelscheibenpaar (3) abgewandten ersten Außenseite (28) gebildet ist;

- einen zweiten Axialaktor (19), mittels welchem der zweite Axialabstand (14) einstellbar ist, wobei ein axialer zweiter Scheibe-Aktor-Abstand (23) von der zweiten festscheibenseitigen Oberfläche (25) des zweiten maximalen

Wirkkreises (53) zu dem maximalen axialen zweiten Ende (27) des zweiten Axialaktors (19) auf der dem zweiten Kegelscheibenpaar (4) abgewandten zweiten Außenseite (29) gebildet ist;

- eine erste Welle (30), welche mit dem ersten Kegelscheibenpaar (3)

drehmomentübertragend verbunden ist und einen ersten Schiebesitz (32) für die erste Losscheibe (11 ) aufweist; und - eine zweite Welle (31 ), welche mit dem zweiten Kegelscheibenpaar (4) drehmomentübertragend verbunden ist und einen zweiten Schiebesitz (33) für die zweite Losscheibe (12) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass

bei beiden Kegelscheibenpaaren (3,4) das Verhältnis von dem jeweiligen

Scheibendurchmesser (7,8) zu dem korrespondierenden Scheibe-Aktor- Abstand (22,23) gleich oder größer als 1 ,75 ist.

2. Umschlingungsgetriebe (1 ) nach Anspruch 1 , wobei der erste Schiebesitz (32) und/oder der zweite Schiebesitz (33) zugleich die Drehmomentübertragung bilden, indem die jeweilige Losscheibe (11 ,12) in einem axialen ersten

Überschneidungsbereich (54,55) mit dem jeweiligen Axialaktor (18,19) allein mittels des jeweiligen als Steckverzahnung (36,37) gebildeten

Schiebsitzes (32,33) zentriert sind.

3. Umschlingungsgetriebe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei beide

Kegelscheibenpaare (3,4) rein elektro-mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar sind.

4. Umschlingungsgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Axialaktor (18) und der zweite Axialaktor (19) hydraulisch betätigt sind und im Zusammenwirken mit einer ersten Druckfläche (20) der ersten

Losscheibe (11 ) der erste Axialabstand (13) veränderbar ist beziehungsweise im Zusammenwirken mit einer zweiten Druckfläche (21 ) der zweiten Losscheibe (12) der zweite Axialabstand (14) veränderbar ist, wobei radial innen zumindest einer der Schiebesitze (34,35) und radial außen die entsprechende Losscheibe (11 ,12) axial hin zu der jeweiligen Festscheibe (9,10) abgedichtet ist..

5. Umschlingungsgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Axialaktor (18) und der zweite Axialaktor (19) hydraulisch betätigt sind und im Zusammenwirken mit einer ersten Druckfläche (20) der ersten

Losscheibe (11 ) der erste Axialabstand (13) veränderbar ist beziehungsweise im Zusammenwirken mit einer zweiten Druckfläche (21 ) der zweiten Losscheibe (12) der zweite Axialabstand (14) veränderbar ist, wobei bei zumindest einem Kegelscheibenpaar (3,4) eine Öffnung (38,39) für ein Hydraulikfluid für den jeweiligen Axialaktor (18,19) axial überschneidend mit dem jeweiligen Schiebesitz (32,33) angeordnet ist.

6. Umschlingungsgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Axialaktor (18) und der zweite Axialaktor (19) hydraulisch betätigt sind und im Zusammenwirken mit einer ersten Druckfläche (20) der ersten

Losscheibe (11 ) der erste Axialabstand (13) veränderbar ist beziehungsweise im Zusammenwirken mit einer zweiten Druckfläche (21 ) der zweiten Losscheibe (12) der zweite Axialabstand (14) veränderbar ist,

wobei die beiden Druckflächen (20,21 ) gleich groß sind.

7. Umschlingungsgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten und zweiten Axialaktoren (18,19) und die ersten und zweiten

Losscheiben (11 ,12) baugleich sind.

8. Umschlingungsgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Axialaktoren (18,19) sich radial außen mit dem jeweils anderen Kegelscheibenpaar (4,3) radial überschneiden und axial an die jeweils andere Festscheibe (10,9) grenzen.

9. Antriebsstrang (2), aufweisend ein Antriebsaggregat (40) mit einer

Abtriebswelle (41 ), zumindest einen Verbraucher (45,46) und ein

Umschlingungsgetriebe (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abtriebswelle (41 ) zur Drehmomentübertragung mittels des

Umschlingungsgetriebes (1 ) mit dem zumindest einen Verbraucher (45,46) mit kontinuierlich veränderbarer Übersetzung verbindbar ist,

wobei bevorzugt das Antriebsaggregat (40) zumindest eine elektrische

Maschine (42) umfasst, wobei zumindest eine der elektrischen Maschinen (42) in ein Getriebegehäuse (43) des Umschlingungsgetriebes (1 ) integriert ist.

10. Kraftfahrzeug (44), aufweisend zumindest ein Antriebsrad (45,46), welches mittels eines Antriebsstrangs (2) nach Anspruch 9 antreibbar ist.

Description:
Umschlinqunqsqetriebe für einen Antriebsstranq

Die Erfindung betrifft ein Umschlingungsgetriebe für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

ein erstes und zweites Kegelscheibenpaar mit jeweils einer Rotationsachse und mit jeweils einem Scheibendurchmesser, aufweisend jeweils eine axial fixierte

Festscheibe und jeweils eine axial verschiebbare Losscheibe, wobei jeweils ein Wirkkreis einstellbar ist;

ein Umschlingungsmittel zum übersetzungsveränderlichen Übertragen eines Drehmoments zwischen dem ersten Kegelscheibenpaar und dem zweiten

Kegelscheibenpaar;

einen ersten und zweiten Axialaktor, mittels welchem der erste

beziehungsweise der zweite Axialabstand einstellbar ist, wobei jeweils ein axialer Scheibe-Aktor-Abstand von der jeweiligen festscheibenseitigen Oberfläche des jeweiligen maximalen Wirkkreises zu dem jeweiligen maximalen axialen Ende des jeweiligen Axialaktors auf der dem jeweiligen Kegelscheibenpaar abgewandten Außenseite gebildet ist.

Das Umschlingungsgetriebe ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass bei beiden Kegelscheibenpaaren das Verhältnis von dem jeweiligen Scheibendurchmesser zu dem korrespondierenden Scheibe-Aktor-Abstand gleich oder größer als 1 ,75 ist.

Aus dem Stand der Technik sind Umschlingungsmittel-Variatoren, wie er in stufenlos verstellbaren Getrieben, auch als Umschlingungsgetriebe oder als CVT (engl.:

continuous variable transmission) bezeichnet, verwendet wird. Ein solcher Variator weist ein eingangsseitiges Kegelscheibenpaar und ein ausgangsseitiges

Kegelscheibenpaar auf, deren Abstand gegensinnig verstellbar ist, so dass die Laufradien eines zwischen den Kegelscheibenpaaren angepressten

Umschlingungsmittels sich verändern und somit auch die Übersetzung stufenlos einstellbar ist. Die Laufradien bestimmen den jeweiligen Wirkkreis. Der Wirkkreis ist beispielsweise an einer Mittellinie einer Umlaufkontaktlinie mit radialer Ausdehnung, also einer Umlaufkontaktfläche, zwischen Umschlingungsmittel und jeweiliger

Kegelscheibe definiert.

Ein Kegelscheibenpaar wird im Stand der Technik auch verkürzt als Kegelscheiben (plural) bezeichnet und eine einzelne Kegelscheibe eines Kegelscheibenpaars als Kegelscheibenhälfte. Für die bessere Übersichtlichkeit wird oftmals eines der

Kegelscheibenpaare als Eingangsscheibensatz und das andere Kegelscheibenpaar als Ausgangsscheibensatz bezeichnet. Dies stellt auf die Einbausituation ab, wobei der Eingangsscheibensatz mit einer Antriebsmaschine, also dem Antrieb,

drehmomentübertragend verbindbar oder verbunden ist und der

Ausgangsscheibensatz mit einem Verbraucher, also dem Abtrieb,

drehmomentübertragend verbindbar oder verbunden ist. Weil aber der

Drehmomentverlauf für die meisten Anwendungen umkehrbar, also in beiden

Richtungen übertragbar ist, ist der Funktionszusammenhang, soweit nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, auch umgekehrt gültig. Das heißt, der

Eingangsscheibensatz kann als Ausgangsscheibensatz und umgekehrt betrachtet werden. Beispielsweise ist der Variator auch entsprechend umgekehrt einbaubar, wobei unter Umständen an Peripherie-Bauteilen fachmännische Anpassungen vorzunehmen sind. Ein Peripherie-Bauteil ist beispielsweise der Aktuator oder eine Gleitschiene zum Dämpfen des Umschlingungsmittels.

Die Kegelscheibenpaare weisen je eine fest mit einer Welle verbundene Kegelscheibe (Festscheibe) und eine mit der Welle drehfest, jedoch axial verschiebbare

Kegelscheibe (Losscheibe) auf. Die Einstellung des Axialabstands, beziehungsweise die Verschiebung der Losscheiben, kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise mittels jeweils eines elektro-mechanischen Aktuators oder mithilfe jeweils einer hydraulisch betätigten Kolbeneinheit beziehungsweise Zylindereinheit. Beide Vorrichtungen zum Verschieben der Losscheiben werden hier als Axialaktor bezeichnet.

Als Umschlingungsmittel sind beispielsweise ein Schubgliederband, ein Keilriemen und eine Kette bekannt. Es besteht ein ständiges Bedürfnis, kompakt bauende Umschlingungsgetriebe mit axial kleinem Bauraum bereitzustellen. Dies ist beispielsweise für ein Hybridgetriebe und/oder Front-Quer-Einbauten erforderlich, weil in diesen Fällen aufgrund der zumindest einen im Vergleich zu einem reinen Verbrennerantrieb zusätzlichen elektrischen Maschine der zur Verfügung stehende Bauraum besonders klein ist.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Die erfindungsgemäßen Merkmale ergeben sich aus den unabhängigen Ansprüchen, zu denen vorteilhafte Ausgestaltungen in den abhängigen Ansprüchen aufgezeigt werden. Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der

nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, welche ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.

Die Erfindung betrifft ein Umschlingungsgetriebe für einen Antriebsstrang, aufweisend zumindest die folgenden Komponenten:

ein erstes Kegelscheibenpaar mit einer ersten Rotationsachse und mit einem ersten Scheibendurchmesser, aufweisend eine axial fixierte erste Festscheibe und eine axial verschiebbare erste Losscheibe, wobei mittels eines variierbaren ersten Axialabstands zwischen der ersten Festscheibe und der ersten Losscheibe ein erster Wirkkreis einstellbar ist;

ein zweites Kegelscheibenpaar mit einer zweiten Rotationsachse und mit einem zweiten Scheibendurchmesser, aufweisend eine axial fixierte zweite Festscheibe und eine axial verschiebbare zweite Losscheibe, wobei mittels eines variierbaren zweiten Axialabstands zwischen der zweiten Festscheibe und der zweiten Losscheibe ein zweiter Wirkkreis einstellbar ist;

ein Umschlingungsmittel zum übersetzungsveränderlichen Übertragen eines Drehmoments zwischen dem ersten Wirkkreis des ersten Kegelscheibenpaars und dem zweiten Wirkkreis des zweiten Kegelscheibenpaars;

ein erster Axialaktor, mittels welchem der erste Axialabstand einstellbar ist, wobei ein axialer erster Scheibe-Aktor-Abstand von der ersten festscheibenseitigen Oberfläche des ersten maximalen Wirkkreises zu dem maximalen axialen ersten Ende des ersten Axialaktors auf der dem ersten Kegelscheibenpaar abgewandten ersten Außenseite gebildet ist;

ein zweiter Axialaktor, mittels welchem der zweite Axialabstand einstellbar ist, wobei ein axialer zweiter Scheibe-Aktor-Abstand von der zweiten festscheibenseitigen Oberfläche des zweiten maximalen Wirkkreises zu dem maximalen axialen zweiten Ende des zweiten Axialaktors auf der dem zweiten Kegelscheibenpaar abgewandten zweiten Außenseite gebildet ist;

eine erste Welle, welche mit dem ersten Kegelscheibenpaar

drehmomentübertragend verbunden ist und einen ersten Schiebesitz für die erste Losscheibe aufweist; und

eine zweite Welle, welche mit dem zweiten Kegelscheibenpaar

drehmomentübertragend verbunden ist und einen zweiten Schiebesitz für die zweite Losscheibe aufweist.

Das Umschlingungsgetriebe ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass bei beiden Kegelscheibenpaaren das Verhältnis von dem jeweiligen Scheibendurchmesser zu dem korrespondierenden Scheibe-Aktor-Abstand gleich oder größer als 1 ,75 ist.

Es wird im Folgenden auf die genannte zugehörige, also entweder erste oder zweite, Rotationsachse Bezug genommen, wenn ohne explizit anderen Hinweis die axiale Richtung, radiale Richtung oder die Umlaufrichtung und entsprechende Begriffe verwendet werden. In der vorhergehenden und nachfolgenden Beschreibung verwendete Ordinalzahlen dienen, sofern nicht explizit auf das Gegenteilige hingewiesen wird, lediglich der eindeutigen Unterscheidbarkeit und geben keine Reihenfolge oder Rangfolge der bezeichneten Komponenten wieder. In der Regel ist für eine bessere Übersichtlichkeit eine der ersten Welle und der ersten

Rotationsachse zugeordnete Komponente als erste Komponente und entsprechend eine der zweiten Welle und der zweiten Rotationsachse zugeordnete Komponente als zweite Komponente bezeichnet. Wird von dieser Regel abgewichen, so wird explizit darauf hingewiesen. Komponenten, welche die gleiche Bezeichnung tragen, jedoch mit unterschiedlichen Ordinalzahlen versehen sind, weisen gleiche oder ähnliche Funktionen auf, sind aber nicht zwangsläufig baugleich. Das erste Kegelscheibenpaar ist um die erste Rotationsachse rotierbar und

beispielsweise als Eingangsscheibensatz ausgeführt. Das erste Kegelscheibenpaar weist einen ersten Scheibendurchmesser auf, welcher im Zusammenspiel mit einem Kegelwinkel durch die erwünschte Übersetzungsspreizung bestimmt ist. Geeignete Kegelwinkel sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden vom Fachmann entsprechend ausgelegt. Der Scheibendurchmesser stellt daher eine Bezugsgröße dar, zu welcher ein Umschlingungsgetriebe entsprechend auszulegen ist,

beispielsweise hinsichtlich der maximal aufnehmbaren Kräfte bei mit steigendem Scheibendurchmesser bei gleichem Eingangsdrehmoment steigender

Drehmomentlast. Mit steigender Drehmomentlast steigt nicht nur die Last auf die Kegelscheiben an sich, sondern gerade auf das Umschlingungsmittel, welches dann entsprechend mit einer größeren (radialen beziehungsweise quer zur Laufrichtung) Dicke und/oder einer größeren (axialen) Breite auszuführen ist. Weiterhin nehmen die Aktorkräfte zu, weil eine höhere axiale Klemmung zum Halten und/oder Vergrößern des anliegenden Wirkkreises erforderlich ist.

Das zweite Kegelscheibenpaar ist um die zweite Rotationsachse rotierbar und beispielsweise als Ausgangsscheibensatz ausgeführt. Das zweite Kegelscheibenpaar weist einen zweiten Scheibendurchmesser auf, welcher im Zusammenspiel mit einem Kegelwinkel durch die erwünschte Übersetzungsspreizung bestimmt ist. Hierzu ist die vorhergehende Beschreibung entsprechend übertragbar. Der Scheibendurchmesser ist im Weiteren für das erste Kegelscheibenpaar mit und für das zweite

Kegelscheibenpaar mit D 2 bezeichnet.

Bevorzugt sind die beiden Kegelscheibenpaare mit symmetrischen Wirkkreisen ausgelegt, sodass also eine Übersetzungsspreizung von einer minimalen

Untersetzung, beispielsweise mit dem Divisor 2, über eine 1 :1 -Übersetzung (bei gleichem Wirkkreis) zu einer betragsmäßig gleich großen maximalen Übersetzung, beispielsweise entsprechend mit dem Faktor 2, reicht. Alternativ sind die

Kegelscheibenpaare mit unterschiedlichem Scheibendurchmesser ausgeführt, sodass beispielsweise eine Übersetzungsspreizung lediglich einen Untersetzungsbereich oder einen Übersetzungsbereich umfasst. Um einen möglichst wirtschaftlichen Aufbau zu ermöglichen, weist jedes Kegelscheibenpaar eine axial fixierte Festscheibe auf. Die Festscheiben der beiden Kegelscheibenpaare sind dabei axial derart zueinander anzuordnen, dass die axiale Schränkung, also ein zu den Rotationsachsen geneigter Verlauf, des

Umschlingungsmittels über den gesamten axialen Stellweg der beiden

Kegelscheibenpaare, resultierend aus dem jeweiligen einstellbaren Axialabstand, möglichst gering ist. Die Festscheiben sind dazu bevorzugt jeweils auf der

gegenüberliegenden Seite des Umschlingungsmittels angeordnet, also wenn die erste Festscheibe links des Umschlingungsmittels angeordnet ist, ist die zweite Festscheibe rechts des Umschlingungsmittels angeordnet.

Die axial verschiebbaren Losscheiben sind relativ zu den Festscheiben axial verschiebbar, sodass sich der variierbare Axialabstand einstellt. Infolge des

Kegelwinkels und der festen Breite des Umschlingungsmittels stellt sich mit dem Axialabstand ein Wirkkreis ein. Die Wirkkreise sind dabei bevorzugt derart zueinander eingeregelt, dass das Umschlingungsmittel stets gespannt ist, ohne dass ein

Zugmittelspanner notwendig ist. Das heißt die Umlauflänge wird entsprechend der Länge des Umschlingungsmittels konstant gehalten. Nimmt also der erste Wirkkreis zu, so nimmt der zweite Wirkkreis ab und umgekehrt. Radial außen befindet sich der jeweilige maximale Wirkkreis, welcher bei maximaler an einem der beiden

Kegelscheibenpaare anliegt und bei minimaler Übersetzung an dem jeweils anderen Kegelscheibenpaar anliegt.

Zum Betätigen des Umschlingungsgetriebes ist für je ein Kegelscheibenpaar ein Axialaktor vorgesehen, welcher elektro-mechanisch, also beispielsweise mit einer Spindel, oder hydraulisch oder auch pneumatisch wirkt. Mittels des Axialaktors ist der Axialabstand des zugehörigen Kegelscheibenpaars einstellbar. Weil im Umfeld eins Umschlingungsgetriebes oftmals bereits Hydraulik Verwendung findet, wird oftmals eine hydraulische Betätigung bevorzugt. Allerdings setzt sich immer mehr eine Elektro-Hydraulik durch, welche einen Betrieb des Umschlingungsgetriebes mit einem höheren Wirkungsgrad ermöglicht, wenn nicht dauerhaft ein Druck vorgehalten werden muss, sondern nur bei einer Veränderung des Übersetzungsverhältnisses eine hydraulische Flüssigkeit mit einem Druck zugeführt werden muss. Weil der Axialaktor für eine wirtschaftliche Ausführungsform auf der Seite der

Losscheibe angeordnet ist, ergibt sich als feste Größe ein Scheibe-Aktor-Abstand, welcher von der Rückseite des Aktors zu der Festscheibe definiert ist. Genauer ist von der betreffenden Festscheibe ist das (eine) Ende des Scheibe-Aktor-Abstands jeweils von der festscheibenseitigen Oberfläche des (vorhergehend beschriebenen) maximalen Wirkkreises, also eine Kreislinie um die jeweilige Rotationsachse, welche auf der radial äußersten mit dem Umschlingungsmittel in Kontakt bringbaren mit dem Kegelwinkel geneigten Oberfläche liegt. Bevorzugt ist dies die radial äußerste

(zulässige) Mittellinie des Umschlingungsmittels auf dem betreffenden

Kegelscheibenpaar. Die besagte Rückseite, also das (andere) Ende des Scheibe- Aktor-Abstands, ist ein maximales axiales Ende des betreffenden Axialaktors auf der dem jeweiligen Kegelscheibenpaar abgewandten Außenseite. Für einen

hydraulischen Aktor ist dieses Ende des Scheibe-Aktor-Abstands die Begrenzung des Verstellzylinders beziehungsweise Anpresszylinders, oder mit anderen Worten die Außenoberfläche des Bodens eines Zylinders, welcher die Druckkammer für den druckabhängig axial bewegbaren Axialkolben bildet. Der Axialkolben ist mit der Losscheibe kraftübertragend verbunden oder mit der Losscheibe einstückig gebildet. Und zwar ist es der Teil der Außenoberfläche, welcher axial am weitesten von der Festscheibe beabstandet ist. Für einen mechanischen Aktor ist dies die (entsprechend maximal beabstandet angeordnete) Rückseite beispielsweise eines Aktorgehäuses oder eines Gehäuses für ein Schmiermittel für den Schiebesitz der jeweiligen

Losscheibe. In beiden Fällen ist dieser Scheibe-Aktor-Abstand des

Kegelscheibenpaars von der gewünschten Länge eines Stellwegs, also bei einem gewählten Kegelwinkel von der gewünschten Übersetzungsspreizung, abhängig.

Somit steht dieses Maß in einem proportionalen Verhältnis zu dem

Scheibendurchmesser Di beziehungsweise D 2 , kurz D 1 2. Der Scheibe-Aktor-Abstand wird im Weiteren für das erste Kegelscheibenpaar als und für das zweite

Kegelscheibenpaar als L 2 , kurz als L 1 2 , bezeichnet. ist also der größte Abstand zwischen außenseitiger, der Kegelscheibe abgewandten, Begrenzung des

Verstellzylinders am Eingangsscheibensatz und der Festscheibe des

Eingangsscheibensatzes an der dem Umschlingungsmittel zugewandten Seite. L 2 ist also das gleiche Maß am Ausgangsscheibensatz. Das Umschlingungsgetriebe umfasst weiterhin eine erste Welle und eine zweite Welle, über welche ein Drehmoment aufnehmbar und/oder abgebbar ist. Ist beispielsweise das erste Kegelscheibenpaar ein Eingangsscheibensatz, so ist die erste Welle eine Eingangswelle, welche mit einer Antriebsmaschine

drehmomentübertragend verbunden ist. Die zweite Welle ist dann eine

Ausgangswelle, welche mit einem Abtrieb drehmomentübertragend verbunden ist. Beidenfalls ist in einigen Ausführungsformen ein festes oder veränderliches, bevorzugt diskret schaltbares, Übersetzungsgetriebevorgeschaltet beziehungsweise nachgeschaltet.

Die Losscheiben sind zu der jeweiligen Welle drehmomentübertragend verbunden, wobei eine relative axiale Bewegung frei ist. Dies ist beispielsweise mittels einer Steckverzahnung gelöst, sodass eine axiale Bewegung frei ist aber ein Drehmoment übertragbar ist. Weiterhin ist jeweils ein Schiebesitzpaar vorgesehen, mittels welchem die Losscheibe gegen die von dem Umschlingungsmittel eingebrachte Kipplast axial abgestützt ist. Das Schiebesitzpaar weist aktorseitig einen, ersten beziehungsweise zweiten, Schiebesitz und umschlingungsmittelseitig einen weiteren, dritten

beziehungsweise vierten, Schiebesitz auf. Die Schiebesitze mit ungeraden

Ordinalzahlen sind bei der ersten Welle und die Schiebesitze mit geraden

Ordinalzahlen sind bei der zweiten Welle angeordnet und diejenigen mit ungeraden Ordinalzahlen bilden das betreffende Schiebesitzpaar für eine Lagerung an der ersten Welle und diejenigen mit geraden Ordinalzahlen bilden das betreffende

Schiebesitzpaar für eine Lagerung an der zweiten Welle. Die Schiebesitze sind bevorzugt als hydrodynamische oder hydrostatische Gleitlagerung ausgeführt.

Das Umschlingungsgetriebe ist vor allem dadurch gekennzeichnet, dass bei beiden Kegelscheibenpaaren das Verhältnis von dem jeweiligen Scheibendurchmesser D 1 2 zu dem korrespondierenden Scheibe-Aktor-Abstand L 1 2 gleich oder größer als 1 ,75 [einhundertfünfundsiebzig Hundertstel], beispielsweise 2,3 [dreiundzwanzig Zehntel], ist. Das maximal erreichbare Verhältnis liegt bei mindestens 2,5 [fünfundzwanzig Zehntel] oder darüber. Dieses Verhältnis— beziehungsweise— , kurz— , drückt eine besonders kurze axiale

L i L 2 L 2

Baulänge eines jeden Kegelscheibenpaars aus, weil der Scheibendurchmesser D 1 2 größer ist als der Scheibe-Aktor-Abstand L 1 2. Gemäß dem Stand der Technik ist bisher kein Verhältnis über 1 ,70 [einhundertsiebzig Hundertstel] bekannt. Dadurch sind diese Ausführungsform für viele Anwendungen zu schwer, zu unwirtschaftlich und/oder passen schlicht nicht in den zur Verfügung stehenden axialen Bauraum, sodass stattdessen beispielsweise ein diskret schaltbares Übersetzungsgetriebe eingesetzt wird, welches aber im Vergleich zu einem Getriebe mit kontinuierlich veränderbarer Übersetzung einen über das abgefragte dynamische, also

drehzahlabhängige, Leistungsspektrum nachteilig großen Kohlenstoffdioxidausstoß für eine Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise nachteilig großen Bedarf an elektrischer Energie für eine elektrische Maschine verursacht.

Verschiedene geometrische Kennwerte eines Umschlingungsmittelgetriebes sind wie folgt definiert:

Die axiale Gesamtbaulänge L 0 des Umschlingungsgetriebes ist der axiale Abstand zwischen außenseitiger, dem Kegelscheibenpaar abgewandten, Begrenzung des Verstellzylinders am Eingangsscheibensatz (Antrieb) und außenseitiger, dem

Kegelscheibenpaar abgewandten, Begrenzung des Verstellzylinders am

Ausgangsscheibensatz (Abtrieb); denn diese sind einander gegenüberliegend des Umschlingungsmittels, also rechts und links davon, angeordnet.

Mit L x ist die an ein zu übertragendes Drehmoment anzupassende Breite des

Umschlingungsmittels bezeichnet, wobei L x natürlich sowohl am

Eingangsscheibensatz als auch am Ausgangsscheibensatz vorliegt. L x entspricht somit dem Scheiben-Abstand L var bei maximal ausgefahrenem Aktor, also geringst zulässigem Abstand zwischen Losscheibe und Festscheibe und maximalem

Wirkkreis. Aufgrund der gegensinnigen axialen Bewegung der Kegelscheibenpaare nimmt in fester funktionaler Abhängigkeit von der Zunahme von L varl 2 ab, und umgekehrt. Der funktionale Zusammenhang ist über die geometrischen Verhältnisse an dem Umschlingungsgetriebe bestimmt und ist bei beispielsweise gerader

Kegelneigung nicht-linear und bei geeignet gewölbter Kegelneigung proportional. Der Scheibendurchmesser D 1 ist der (Außen-) Durchmesser des ersten Kegelscheibenpaars, beispielsweise des Eingangsscheibensatzes, und der

Scheibendurchmesser D 2 ist der (Außen-) Durchmesser des zweiten

Kegelscheibenpaars, beispielsweise entsprechend des Ausgangsscheibensatzes. Der (Innen-) Durchmesser des der Losscheibe zugewandten Endes der

Festscheibenwelle, beziehungsweise des großen (dritten beziehungsweise vierten) Schiebesitzes, beim ersten Kegelscheibenpaar, beispielsweise dem

Eingangsscheibensatz, ist d l t und d 2 ist das entsprechende Maß beim zweiten Kegelscheibenpaar, beispielsweise entsprechend dem Ausgangsscheibensatz. Im Weiteren wird dieser Durchmesser als Schiebesitzdurchmesser bezeichnet.

Es besteht wie oben beschrieben ein Zusammenhang zwischen den Längen L 0 , L l t L 2 und den Durchmessern d l t D l t d 2 , D 2 der Kegelscheibenpaare. Dadurch können Umschlingungsgetriebe unterschiedlicher Gesamtbaugröße miteinander verglichen beziehungsweise ins Verhältnis gesetzt werden.

Das hier vorgeschlagene Umschlingungsgetriebe weist neben dem oben genannten

Verhältnis— , bevorzugt zudem ein Differenzverhältnis von der Differenz von dem

Scheibendurchmesser {D 1 2 ) und dem Schiebesitzdurchmesser (d 1 2 ) zu dem Scheibe- Aktor-Abstand (L 1 2 ) größer als 1 ,18 [einhundertachtzehn Hundertstel] und kleiner als 1 ,7, beispielsweise 1 ,54 [einhundertvierundfünfzig Hundertstel], das heißt:

(1 ) 1,18 ; beziehungsweise

(2) 1,7 1,18 .

Diese Differenzverhältnisse sind bevorzugt beim Eingangsscheibensatz und

Ausgangsscheibensatz, bevorzugt innerhalb einer Toleranz von ± 2%, gleich.

Besonders bevorzugt sind und L 2 , bevorzugt innerhalb einer Toleranz von ± 2%, gleich. In einer Ausführungsform, bei welcher der Eingangsscheibensatz und der

Ausgangsscheibensatz nach obiger Maßgabe ausgelegt sind, ist ein Verhältnis der axialen Gesamtbaulänge L 0 des Umschlingungsgetriebes unabhängig von der Breite L x des Umschlingungsmittels gegeben, weil diese Breite L x maßgeblich von dem zu übertragenden Drehmoment abhängt: beispielsweise bei 21 ,3 [zweihundertdreizehn Zehntel], beziehungsweise bei baugleicher Ausführung der beiden Scheibensätze:

Gemäß dem Stand der Technik wird bisher ein Wert von 27,65 [zweitausend siebenhundert fünfundsechzig Hundertstel] nicht unterschritten.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Umschlingungsgetriebes bilden der erste Schiebesitz und/oder der zweite Schiebesitz zugleich die

Drehmomentübertragung, indem die jeweilige Losscheibe in einem axialen ersten Überschneidungsbereich mit dem jeweiligen Axialaktor allein mittels des jeweiligen als Steckverzahnung gebildeten Schiebsitzes zentriert sind.

Weiterhin ist in einer vorteilhaften Ausführungsform der Schiebesitz der Losscheibe zur Drehmomentmitnahme, etwa mittels einer Verzahnung, gestaltet. Konventionell werden ein, sogenannter kleiner, Schiebesitz axial aktorseitig und ein weiterer, sogenannter großer, Schiebesitz festscheibenseitig vorgesehen. Die beiden

Schiebesitze bilden in Form einer Gleitlagerung eine Lagerung gegen die Zugkraft des Umschlingungsmittels auf das Kegelscheibenpaar, beziehungsweise auf die

Losscheibe. Die Gleitlagerung ist bevorzugt reibungsarm als hydrodynamische oder als hydrostatische Gleitlagerung ausgeführt. Weiterhin ist konventionell für die Drehmomentübertragung eine Steckverzahnung vorgesehen, welche oftmals zwischen den beiden Schiebesitzen platziert ist. Hier ist nun vorgeschlagen, die Steckverzahnung zugleich als Schiebesitz auszubilden, sodass infolge der Integration dieser Funktion axialer Bauraum gewonnen ist. Erreicht ist dies dadurch, dass die Verzahnung derart ausgebildet ist, dass über Zahnkopf - Zahngrund-Kontakt und/oder Zahnflanken-Kontakt ein solch geringes radiales Spiel bereitstellen, dass ein Gleiten zwar nicht unterbunden ist, aber eine ausreichende Zentrierung erreicht ist. Bevorzugt ist bei einer Führung über den Zahnkopf

beziehungsweise den korrespondierenden Zahngrund jeweils nur eines von beidem an der Verzahnungspaarung der Steckverzahnung für den Zahnkopf-Zahngrund- Kontakt eingerichtet. Das heißt beispielsweise die Innenverzahnung weist an ihren Zähnen jeweils einen Zahnkopf auf, welcher zum radialen Kontakt mit einem entsprechenden Zahngrund der Außenverzahnung der Steckverzahnung eingerichtet ist. Bei den Zähnen der Außenverzahnung ist dann aber der jeweilige Zahnkopf für einen so großen radialen Abstand zum entsprechenden Zahngrund der

Innenverzahnung eingerichtet, dass allein die zuvor genannten Zahnköpfe mit der Innenverzahnung in Kontakt gebracht sind. Dadurch liegt keine Doppelpassung vor. In Kontakt gebracht heißt hier, dass diese Kontaktpartner, bevorzugt auf einem

Schmiermittelfilm, aneinander gleitend anliegen.

Diese Steckverzahnung ersetzt bevorzugt den aktorseitigen, also sogenannten kleinen, Schiebesitz. Bei dieser Ausführungsform grenzt die axiale Rückwand des Aktors, bevorzugt der Druckkammer, unmittelbar an diese Steckverzahnung.

Alternativ oder ergänzend grenzt festscheibenseitig der große Schiebesitz bevorzugt unmittelbar an die Steckverzahnung.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Umschlingungsgetriebes sind beide Kegelscheibenpaare rein elektro-mechanisch, hydraulisch oder pneumatisch betätigbar.

Gemäß dieser Ausführungsform ist in einer vorteilhaften Ausführungsform auf ein mechanisches Vorspannelement, zum Beispiel eine Druckfeder im

Ausgangsscheibensatz, verzichtet. Dadurch ist der Aufbau axial kompakter und weniger aufwendig. Es sei darauf hingewiesen, dass mit dem Verzicht auf ein mechanisches Vorspannelement hier nicht verstanden wird, dass keine verspannte, beispielsweise in O-Anordnung angestellte, Lagerung vorgesehen ist. Im Gegenteil ist eine verspannte Lagerung oftmals günstig für einen geringen axialen Bauraumbedarf und der (intrinsische) Federweg der verspannten Lagerung ist in der Regel auch nicht bauraumrelevant. Für ein geeignetes Vorspannelement hingegen ist ein minimaler axialer Federweg vorzuhalten. Indem auf dieses Vorspannelement verzichtet wird, wird daher axialer Bauraum gewonnen. Das bedeutet, dass die betreffende

Losscheibe bei einem Axialaktor in kraftlosem Zustand, beispielsweise druckloser Befüllung der Druckkammer, indifferent, also frei beweglich, ist. Bisher war es erwünscht, dass das Umschlingungsgetriebe sich bei abgeschaltetem System selbsttätig in die geringste Übersetzung, vergleichbar mit dem ersten Gang eines (diskreten) Schaltgetriebes, überführt. Die geringste Übersetzung ist von der

Antriebsseite zur Abtriebsseite betrachtet und bezieht sich auf die

Drehzahlübersetzung. Dies ist beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug ein vorteilhafter Zustand, wenn das Kraftfahrzeug in der Werkstatt bei abgeschaltetem System geschoben werden soll. Dies wurde mittels einer Druckfeder am

Ausgangsscheibensatz gewährleistet. Nun wurde festgestellt, dass eine solche Funktion nicht notwendig ist, indem zum einen bei vielen Anwendungen eine lösbare Drehmomentkupplung vorgesehen ist, welche für einen entsprechenden Bedarf gelöst wird. Bei einem elektrifizierten Antriebsstrang, beispielsweise einem rein elektrischen Antriebsstrang oder einem eine Verbrennungskraftmaschine umfassenden Hybrid- Antriebsstrang, ist oftmals allein die elektrische Maschine dauerhaft, also fest, mit dem Abtrieb verbunden. Solange kein elektrischer Strom in der elektrischen Maschine fließt, ist der Widerstand dort so gering, dass eine niedrige Übersetzung nicht erforderlich ist, um ein Kraftfahrzeug bei abgeschaltetem System von Hand zu bewegen. Dafür ist es auch nicht notwendig, eine Drehmomentkupplung zu lösen. Sofern eine Verbrennungskraftmaschine vorhanden ist, ist diese beispielsweise normal vom Antriebsstrang gelöst und/oder allein über einen Drehmomentwandler mit dem Abtrieb verbunden. Der Widerstand der Verbrennungskraftmaschine ist daher nicht relevant oder sehr gering.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Umschlingungsgetriebes sind der erste Axialaktor und der zweite Axialaktor hydraulisch betätigt und im

Zusammenwirken mit einer ersten Druckfläche der ersten Losscheibe der erste Axialabstand veränderbar ist beziehungsweise im Zusammenwirken mit einer zweiten Druckfläche der zweiten Losscheibe der zweite Axialabstand veränderbar ist, wobei radial innen zumindest einer der Schiebesitze und radial außen die entsprechende Losscheibe axial hin zu der jeweiligen Festscheibe abgedichtet ist.

Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform ist ein Ausfließen von Schmiermittel und/oder hydraulischer Flüssigkeit deutlich reduziert. Dies ist nicht nur hinsichtlich der Reduzierung des Verbrauchs beziehungsweise Schmiermittel-Umsatzes vorteilhaft, sondern erlaubt eine trockene Ausführung des Umschlingungsgetriebes. Dadurch ist es möglich, ohne Zwischengehäuse elektrische Komponenten, insbesondere einen Elektromotor, axial und/oder radial dicht bei den Kegelscheibenpaaren anzuordnen, und damit axialen und/oder radialen Bauraum zu gewinnen. In bisher bekannten Umschlingungsgetrieben wird ein Ausfluss von hydraulischer Flüssigkeit über den großen Schiebesitz in Kauf genommen sowie am Außenumfang der Losscheibe, also der Kolbenfläche im Druckzylinder, lediglich ein Kolbenring mit Umfangsspalt vorgesehen. Über diesen Spalt, welcher eine federnde Passung zwischen Losscheibe und Druckzylinder bereithält, fällt ein erheblicher Abfluss von hydraulischer Flüssigkeit an. Damit ist der Umsatz von hydraulischer Flüssigkeit sehr hoch. Die Dichtungen, also die Schiebesitzdichtung und die Kolbendichtung sind gemäß vorliegendem Vorschlag als geschlossene Ringe, also ohne Umfangsspalt, beispielsweise als O- Ringe, ausgeführt. Die Leckage ist hierbei sehr gering. Bei der hydraulischen

Ausführungsform ist das hydraulische Anpresssystem und Verstellsystem mit dem Aktor ist beispielsweise mittels einer (bekannten) Vollhydraulik betreibbar. Alternativ ist ein sogenannter Elektrischer Pumpenaktor (EPA) einsetzbar. Ein solcher elektrischer Pumpenaktor besteht im Wesentlichen aus einer Pumpe, welche von einem geregelten Elektromotor angetrieben wird, und einer lokalen Steuereinheit. Die Pumpe ist meistens als Reversierpumpe ausgebildet. Pumpe, Elektromotor, eventuell erforderliche Ventile sowie die Steuerelektronik und Regelelektronik mit Sensoren (Winkelsensoren, Drehungssensoren und Drucksensoren) sind in einem

gemeinsamen Getriebegehäuse untergebracht. Damit entsteht eine kompakte Einheit, welche flexibel an verschieden Positionen an einem Getriebe oder zu einer

Kupplungsbetätigung montierbar ist. Es sind lediglich zwei Anschlüsse für

Druckmedium, nämlich Sauganschluss und Druckanschluss, deren Funktion bei einer Reversierpumpe wechseln, sowie Anschlüsse für eine Energieversorgung und eventuell einer übergeordneten Steuerung notwendig. Wenn ein solcher elektrischer Pumpenaktor zur Betätigung des Kegelscheibenpaars, beziehungsweise des

Variators, eingesetzt wird, ist es vorteilhaft, einen abgedichteten Schiebesitz und leckagefreie Hauptdichtungen vorzusehen. Da der elektrische Pumpenaktor keinen großen Pumpensumpf, sondern lediglich einen kleinen Vorratsbehälter aufweist, ist mittels der Abdichtung hin zu der Festscheibe, bevorzugt am sogenannten großen Schiebesitz, die erforderliche Menge des zu fördernden Hydraulikmediums

verringerbar beziehungsweise die Leistung des elektrischen Pumpenaktors ist reduzierbar.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Umschlingungsgetriebes sind der erste Axialaktor und der zweite Axialaktor hydraulisch betätigt und im

Zusammenwirken mit einer ersten Druckfläche der ersten Losscheibe ist der erste Axialabstand veränderbar beziehungsweise im Zusammenwirken mit einer zweiten Druckfläche der zweiten Losscheibe ist der zweite Axialabstand veränderbar, wobei bei zumindest einem Kegelscheibenpaar eine Öffnung für ein Hydraulikfluid für den jeweiligen Axialaktor axial überschneidend mit dem jeweiligen Schiebesitz angeordnet ist.

Indem die Öffnung zum Einlassen und/oder zum Auslassen von hydraulischer

Flüssigkeit in den Schiebesitz integriert ist, ist axialer Bauraum gewonnen. Bevorzugt ist zudem eine gute Schmierung des entsprechenden Schiebesitzes erreicht. Dies ist besonders vorteilhaft für die oben genannte Ausführungsform, bei welcher Der (kleine) Schiebesitz zugleich die Steckverzahnung umfasst und also die Öffnung im Bereich der Steckverzahnung angeordnet ist. Weil bei der Öffnung der größte Einströmdruck vorliegt, ist damit sichergestellt, dass die Steckverzahnung stets ausreichend mit Schmiermittel, nämlich der hydraulischen Flüssigkeit, versorgt ist.

Besonders bevorzugt ist die Öffnung axial zwischen der Steckverzahnung und dem (großen) dritten beziehungsweise vierten Schiebesitz angeordnet, sodass beide Schiebesitze der betreffenden Welle optimal mit Schmiermittel versorgt sind.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Umschlingungsgetriebes sind der erste Axialaktor und der zweite Axialaktor hydraulisch betätigt und im Zusammenwirken mit einer ersten Druckfläche der ersten Losscheibe ist der erste Axialabstand veränderbar beziehungsweise im Zusammenwirken mit einer zweiten Druckfläche der zweiten Losscheibe ist der zweite Axialabstand veränderbar, wobei die beiden Druckflächen gleich groß sind.

Besonders bevorzugt sind die Druckflächen zum Verstellen des Scheibenabstands beziehungsweise zum Anpressen an beiden Scheibensätzen, also am

Eingangsscheibensatz und am Ausgangsscheibensatz gleich groß. Außerdem sind mit Vorteil die Blechteile und die Wegscheiben, also die Losscheiben, der beiden Scheibensätze identisch, so dass mit Gleichteilen Kosten verringert werden können. Außerdem ist für beide Kegelscheibenpaare eine gleiche oder ähnliche

Messelektronik einsetzbar, sodass besonders bevorzugt ein gemeinsames System zum Regeln und Steuern einsetzbar ist. Dies hat Kostenvorteile und bevorzugt zudem Bauraumvorteile, weil auf eine doppelte Ausführung der Auswerteelektronik verzichtet werden kann.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Umschlingungsgetriebes sind die ersten und zweiten Axialaktoren und die ersten und zweiten Losscheiben baugleich.

Damit sind die Axialaktoren und die Losscheiben der beiden Scheibensätze identisch, so dass infolge einer hohen Anzahl von Gleichteilen Kosten verringert werden können. Gemäß einer Ausführungsform sind die beiden Kegelscheibenpaare und, ganz besonders bevorzugt weitere Komponenten wie Dichtungen, Lager und

Getriebegehäuse, an beiden Scheibensätzen baugleich, sodass entsprechende Kostenvorteile und Entwicklungsvorteile sowie steuerungstechnischen Vorteile im Betrieb erzielt werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Umschlingungsgetriebes

überschneiden die beiden Axialaktoren sich radial außen mit dem jeweils anderen Kegelscheibenpaar radial und grenzen axial an die jeweils andere Festscheibe.

Es ist angestrebt, den Abstand zwischen den Kegelscheibenpaaren möglichst gering zu halten, was nicht nur Vorteile hinsichtlich des Bauraums bringt, sondern dadurch ist auch ein möglichst kurzes Umschlingungsmittel einsetzbar. Mit einem kurzen Umschlingungsmittel ist die rotierende Masse und die aus der Kettenschwingung resultierende, als störend empfundene, Geräuschemission reduziert. Hier ist nun vorgeschlagen, dass die beiden Kegelscheibenpaare radial nahezu auf Kontakt gebracht sind, sodass nur ein geringer radialer Spalt bleibt, welcher einen

berührungslosen Betrieb unter allen auslegungsgemäßen Lasten gewährleistet.

Gleiches gilt für den axialen Abstand, welcher auf einen ebenso geringen Spalt reduziert ist. Die Spaltmaße sind belastungsabhängig gegebenenfalls unterschiedlich groß.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang, aufweisend ein Antriebsaggregat mit einer Abtriebswelle, zumindest einen Verbraucher und ein Umschlingungsgetriebe nach einer Ausführungsform gemäß der obigen

Beschreibung, wobei die Abtriebswelle zur Drehmomentübertragung mittels des Umschlingungsgetriebes mit dem zumindest einen Verbraucher mit kontinuierlich veränderbarer Übersetzung verbindbar ist,

wobei bevorzugt das Antriebsaggregat zumindest eine elektrische Maschine umfasst, wobei zumindest eine der elektrischen Maschinen in ein Getriebegehäuse des Umschlingungsgetriebes integriert ist.

Der Antriebsstrang ist dazu eingerichtet, ein von einem Antriebsaggregat, zum

Beispiel einer Verbrennungskraftmaschine oder eines Elektromotors, bereitgestelltes und über ihre Abtriebswelle abgegebenes Drehmoment für eine Nutzung

bedarfsgerecht zu übertragen, also unter Berücksichtigung der benötigten Drehzahl und des benötigten Drehmoments. Eine Nutzung ist beispielsweise ein elektrischer Generator zur Bereitstellung von elektrischer Energie. Um das Drehmoment gezielt und/oder mittels eines Schaltgetriebes mit unterschiedlichen Übersetzungen zu übertragen, ist die Verwendung des oben beschriebenen Umschlingungsgetriebes besonders vorteilhaft, weil eine große Übersetzungsspreizung auf geringem Raum erreichbar ist. Umgekehrt ist auch eine Aufnahme einer von zum Beispiel einem Antriebsrad eingebrachten Trägheitsenergie, welches dann in der obigen Definition ein Antriebsaggregat bildet, mittels des Umschlingungsgetriebes auf einen

elektrischen Generator zur Rekuperation, also der elektrischen Speicherung von Bremsenergie, mit einem entsprechend eingerichteten

Drehmomentübertragungsstrang umsetzbar. Weiterhin sind in einer bevorzugten Ausführungsform eine Mehrzahl von Antriebsaggregaten vorgesehen, welche in Reihe oder parallelgeschaltet beziehungsweise voneinander entkoppelt betreibbar sind und deren Drehmoment mittels eines Umschlingungsgetriebes gemäß der obigen

Beschreibung jeweils bedarfsgerecht zur Verfügung gestellt werden kann. Beispiele sind Hybridantriebe aus Elektromotor und Verbrennungskraftmaschine, aber auch Mehrzylindermotoren, bei denen einzelne Zylinder (-gruppen) zuschaltbar sind.

Das hier vorgeschlagene Umschlingungsgetriebe weist eine besonders geringe Baugröße auf und ist daher in einer Vielzahl von unterschiedlichen Antriebssträngen wirtschaftlich einsetzbar.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, aufweisend zumindest ein Antriebsrad, welches mittels eines Antriebsstrangs nach einer

Ausführungsform gemäß der obigen Beschreibung antreibbar ist.

Die meisten Kraftfahrzeuge weisen heutzutage einen Frontantrieb auf und ordnen teilweise das Antriebsaggregat, beispielsweise eine Verbrennungskraftmaschine oder einen Elektromotor, vor der Fahrerkabine und quer zur Hauptfahrrichtung an. Der radiale Bauraum ist gerade bei einer solchen Anordnung besonders gering und es ist daher besonders vorteilhaft, ein Umschlingungsgetriebe kleiner Baugröße zu verwenden. Ähnlich gestaltet sich der Einsatz eines Umschlingungsgetriebes in motorisierten Zweirädern, für welche eine deutlich gesteigerte Leistung bei

gleichbleibendem Bauraum gefordert wird.

Verschärft wird diese Problematik bei Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse nach europäischer Klassifizierung. Die verwendeten Aggregate in einem

Personenkraftwagen der Kleinwagenklasse sind gegenüber Personenkraftwagen größerer Wagenklassen nicht wesentlich verkleinert. Dennoch ist der zur Verfügung stehende Bauraum bei Kleinwagen wesentlich kleiner. Bei dem hier vorgeschlagenen Kraftfahrzeug mit dem oben beschriebenen Antriebsstrang wird ein derart geringer Bauraum benötigt, dass das Umschlingungsgetriebe nicht nur hinsichtlich seines Wirkungsgrads über den Gesamtdrehzahlbereich, sondern auch hinsichtlich seines Platzbedarfs ein konventionelles (diskretes) Schaltgetriebe übertrifft. Personenkraftwagen werden einer Fahrzeugklasse nach beispielsweise Größe, Preis, Gewicht und Leistung zugeordnet, wobei diese Definition einem steten Wandel nach den Bedürfnissen des Marktes unterliegt. Im US-Markt werden Fahrzeuge der Klasse Kleinwagen und Kleinstwagen nach europäischer Klassifizierung der Klasse der Subcompact Car zugeordnet und im Britischen Markt entsprechen sie der Klasse Supermini beziehungsweise der Klasse City Car. Beispiele der Kleinstwagenklasse sind ein Volkswagen up! oder ein Renault Twingo. Beispiele der Kleinwagenklasse sind ein Alfa Romeo MiTo, Volkswagen Polo, Ford Ka+ oder Renault Clio. Bekannte Voll-Hybride in der Kleinwagenklasse sind der BMW i3, der Audi A3 e-tron oder der Toyota Yaris Hybrid.

Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die Zeichnungen nicht maßhaltig sind und zur Definition von Größenverhältnissen nicht geeignet sind. Es wird dargestellt in

Fig. 1 : ein kompaktbauendes Umschlingungsgetriebe; und

Fig. 2: ein Hybrid-Antriebsstrang in einem Kraftfahrzeug mit

Umschlingungsgetriebe.

Fig. 1 zeigt ein kompaktes Umschlingungsgetriebe 1 , beziehungsweise einen solchen Variator, mit einem beispielsweise als Eingangsscheibensatz ausgebildeten ersten Kegelscheibenpaar 3 mit einer ersten Rotationsachse 5, umfassend eine erste Festscheibe 9 und eine erste Losscheibe 11 , sowie einem beispielsweise als

Ausgangsscheibensatz ausgebildeten zweiten Kegelscheibenpaar 4 mit einer zweiten Rotationsachse 6 sowie mit einer zweiten Festscheibe 12 und einer zweiten

Losscheibe 12. Die beiden Festscheiben 9 und 10 sind jeweils axial fest und drehfest, also unlösbar drehmomentübertragend, hier beispielsweise einstückig, mit einer beispielsweise als Eingangswelle ausgebildeten ersten Welle 30 beziehungsweise einer beispielsweise als Ausgangswelle ausgebildeten zweiten Welle 31 verbunden. Die beiden Kegelscheibenpaare 3 und 4 sind mittels eines hier als Kette ausgeführten Umschlingungsmittels 17 mit kontinuierlich variabler Übersetzung

drehmomentübertragend verbunden. Die Losscheiben 11 beziehungsweise 12 sind axial relativ zu der jeweiligen Festscheibe 9 beziehungsweise 10 verschiebbar und weisen dazu eine axial verschiebbare Anbindung zu der ersten Welle 30

beziehungsweise zu der zweiten Welle 31 auf. Hier ist bei der ersten Welle 30 in der Darstellung links ein (kleiner) erster Schiebesitz 32 gebildet, welcher zugleich die erste Steckverzahnung 36 bildet. Ebenso ist hier bei der zweiten Welle 31 in der Darstellung rechts ein (kleiner) zweiter Schiebesitz 33 gebildet, welcher zugleich die zweite Steckverzahnung 37 bildet. Diese Schiebesitze 32 und 33 sind also zur Drehmomentmitnahme und zum axialem Verschieben der jeweiligen Losscheiben 11 und 12 eingerichtet. Jeweils axial hin zu der Festscheibe 9 beziehungsweise 10 benachbart ist ein (großer) dritter Schiebesitz 34 mit dem ersten

Schiebesitzdurchmesser 79 beziehungsweise vierter Schiebesitz 35 mit dem zweiten Schiebesitzdurchmesser 80 gebildet. Dieser ist axial hin zu der jeweiligen

Festscheibe 9 beziehungsweise 10 mittels einer ersten Schiebesitzdichtung 64 beziehungsweise einer zweiten Schiebesitzdichtung 65 hin zu dem

Umschlingungsmittel 17 abgedichtet. Weiterhin ist am Außenumfang der

Losscheiben 11 und 12 eine erste Kolbendichtung 66 beziehungsweise eine zweite Kolbendichtung 67 vorgesehen. Hierzu sind die optionalen Dichtelemente, genauer die erste Schiebesitzdichtung 64 und die erste Kolbendichtung 66 sowie die zweite Schiebesitzdichtung 65 und die zweite Kolbendichtung 67, vorgesehen, welche beispielsweise jeweils als O-Ring ausgeführt sind. Diese Abdichtung ist vorteilhaft für den Einsatz in einem elektrifizierten Antrieb, so dass ein elektrischer Antrieb nicht separat eingehaust werden muss, sondern dadurch bereits eine ausreichend trockene Umgebung geschaffen ist. Beispielsweise ist es dadurch ermöglicht, einen

elektrischen Antrieb in ein Getriebegehäuse des Variators zu integrieren.

Zum axialen Bewegen der ersten Losscheibe 11 ist hier ein hydraulischer erster Axialaktor 18 vorgesehen, welcher eine erste Druckkammer 57, auch (erster)

Zylinderraum genannt, zwischen der (rückseitigen) ersten Druckfläche 20 der ersten Losscheibe 11 und des ersten Druckzylinders 59 mit einem ersten Zylinderboden 61 umfasst. Über eine erste Öffnung 38 ist die erste Druckkammer 57 mittels einer hydraulischen Flüssigkeit mit Druck beaufschlagbar. Dadurch ist der erste

Axialabstand 13 einstellbar, welcher hier am maximalen ersten Wirkkreis 52 definiert ist. Im dargestellten Zustand entspricht der erste Axialabstand 13 der Breite 81 des Umschlingungsmittels 17, weil hier der maximale erste Wirkkreis 52 eingestellt ist, und der Axialabstand 13 ist somit in seiner minimalen Länge gezeigt, sodass also der vorliegende erste Wirkkreis 15 dem ersten maximalen Wirkkreis 52 entspricht.

Zum axialen Bewegen der zweiten Losscheibe 12 ist hier ein hydraulischer zweiter Axialaktor 19 vorgesehen, welcher eine zweite Druckkammer 58, auch (zweiter) Zylinderraum genannt, zwischen der (rückseitigen) zweiten Druckfläche 21 der zweiten Losscheibe 12 und des zweiten Druckzylinders 60 mit einem zweiten

Zylinderboden 62 umfasst. Über eine zweite Öffnung 39, welche hier in einem zweiten Überschneidungsbereich 55 axial überschneidend mit der ersten Steckverzahnung 36 gebildet ist, ist die zweite Druckkammer 58 mittels einer hydraulischen Flüssigkeit mit Druck beaufschlagbar. Dadurch ist der zweite Axialabstand 14 einstellbar, welcher hier am maximalen zweiten Wirkkreis 53 definiert ist. Im dargestellten Zustand ist der zweite Axialabstand 14 breiter als das Umschlingungsmittel 17 und ist

korrespondierend zu dem ersten Kegelscheibenpaar 3 in seiner maximalen Länge gezeigt, sodass also der vorliegende zweite Wirkkreis 16 minimal ist.

Mittels der Druckkammern 57 und 58 ist der jeweilige Axialabstand 13

beziehungsweise 14 zwischen der zugehörigen Festscheibe 9 beziehungsweise 10 und der betreffenden Losscheibe 11 beziehungsweise 12 verstellbar, sowie die Anpressung, also die Reibkraft zu den jeweiligen Oberflächen der betreffenden Festscheibe 9, 10 und Losscheibe 11 , 12 des Umschlingungsmittels 17 zwischen den Kegelscheibenpaaren 3 und 4 einstellbar.

Kenngrößen des Umschlingungsgetriebes 1 sind der erste Scheibendurchmesser 7 (Di) beziehungsweise der zweite Scheibendurchmesser 8 ( D 2 ), welcher im

Zusammenspiel mit dem ersten Schiebesitzdurchmesser 79 (di) beziehungsweise mit dem zweiten Schiebesitzdurchmesser 80 (d 2 ) die Übersetzungsspreizung bei einem ausgewählten Kegelwinkel der Kegelscheibenpaare 3 und 4 festlegt. Die Größe des Schiebesitzdurchmessers 79, 80 (d 1 2 ) ist beispielsweise durch das zu übertragende Drehmoment festgelegt. Weiterhin folgt daraus im Zusammenspiel mit der Breite des Umschlingungsmittels 17 (L x ) der erste Axialabstand 13 (L varl ) und der zweite

Axialabstand 14 ( L var2 ) für den erste Wirkkreis 15 beziehungsweise den zweiten Wirkkreis 16. Um diese Übersetzungsspreizung bedienen zu können, muss der erste Axialaktor 18 beziehungsweise der zweite Axialaktor 19 eine korrespondierende Stelllänge aufweisen, welche sich in dem ersten Scheibe-Aktor-Abstand 22 (L x ) beziehungsweise dem zweiten Scheibe-Aktor-Abstand 23 (L 2 ) niederschlägt. Der erste Scheibe-Aktor-Abstand 22 ist zwischen dem ersten Ende 26, welches von der ersten Außenseite 28 hier an dem ersten Zylinderboden 61 gebildet ist, und der ersten festscheibenseitigen Oberfläche 24 bei dem ersten maximalen Wirkkreis 52 gebildet. Der zweite Scheibe-Aktor-Abstand 23 ist zwischen dem zweiten Ende 27, welches von der zweiten Außenseite 29 hier an dem zweiten Zylinderboden 62 gebildet ist, und der zweiten festscheibenseitigen Oberfläche 25 bei dem zweiten maximalen

Wirkkreis 53 gebildet. Die Scheibe-Aktor-Abstände 22 und 23 sind daher

unveränderlich. Die beiden Kegelscheibenpaare 3 und 4 sind nun, bevorzugt für eine minimale Schränkung des Umschlingungsmittels 17 über die gesamte

Übersetzungsspreizung, festzueinander angeordnet, sodass sich eine

Gesamtbaulänge 56 (L 0 ) ergibt. Infolge der vorgenannten Maßnahmen ist diese axial besonders kompakt. Zudem ist infolge der radialen Überlappung 63 von der jeweiligen Festscheibe 9, 10 und dem jeweils anderen Axialaktor 19 beziehungsweise 18, hier sogar mit der Losscheibe 10 beziehungsweise 9, eine hohe radiale Kompaktheit erreicht.

In Fig. 2 ist ein Antriebsstrang 2, welcher hier als Hybrid-Antriebsstrang ausgeführt ist, in einem Kraftfahrzeug 44 schematisch dargestellt. Der Antriebsstrang 2 ist hier quer zur Längsachse 48 hinter der Fahrerkabine 47 des Kraftfahrzeug 44 angeordnet. Der Antriebsstrang 2 umfasst eine Verbrennungskraftmaschine 50 mit einer

Verbrennerwelle 72, welche hier das Antriebsaggregat 40 bildet, welches mittels eines Umschlingungsgetriebes 1 stufenlos, also kontinuierlich, übersetzend mit dem von dem hier von einem linken Antriebsrad 45 und einem rechten Antriebsrad 46 gebildeten Abtrieb verbunden ist. Hier ist vorteilhafterweise ein

Zweimassenschwungrad 73 zwischengeschaltet, sodass übermäßige

Drehungleichförmigkeiten herausgedämpft werden, bevor das Drehmoment in das Umschlingungsgetriebe 1 geleitet wird. Weiterhin ist ein Hybridmodul 51 mit einer Modulwelle 70 vorgesehen, dessen Modulachse 86 hier parallel zu der Motorachse 49 angeordnet ist. Und zuletzt (optional) ist noch eine elektrische Antriebsmaschine 42 mit einer um die Rotorachse 69 rotierbaren Rotorwelle 78 vorgesehen, welche hier ebenfalls (optional) parallel zu der Motorachse 49 angeordnet ist, Das erste

Kegelscheibenpaar 3 und das zweite Kegelscheibenpaar 4 sind mittels eines Umschlingungsmittels 17 miteinander drehmomentübertragend verbunden und in einem gemeinsamen Getriebegehäuse 43 eingehaust, wobei hier bevorzugt die Pumpvorrichtung mitsamt dem (jeweiligen) elektrischen Antrieb in dem

Getriebegehäuse 43 angeordnet ist. Hier ist, optional mittels eines Kettentriebs 74, das zweite Kegelscheibenpaar 4 mit der, hier optional mittels eines

Planetengetriebes 71 übersetzten, Modulwelle 70 dauerhaft oder trennbar, beispielsweise mittels der Hybridkupplung 75, drehmomentübertragend verbunden. Das Hybridmodul 51 und/oder die Verbrennungskraftmaschine 40 sind trennbar mittels der Hybridkupplung 75 mit einem Differential 77 drehmomentübertragend verbunden. Die elektrische Antriebsmaschine 42 ist mit ihrer Rotorwelle 78 mittels eines Stirnradgetriebes 76, hier (optional) dauerhaft, mit dem Differential 77 drehmomentübertragend verbunden. Eine Längsanordnung ist ebenfalls, besonders mit dem in Fig. 1 dargestellten Umschlingungsgetriebe 1 , möglich sowie auch eine koaxiale Anordnung von zumindest zweien der Maschinen 40, 42 und 51.

Das hier vorgeschlagene Umschlingungsgetriebe weist eine besonders geringe Baugröße auf und ist daher besonders wirtschaftlich.

Bezuqszeichenliste Umschlingungsgetriebe

Antriebsstrang

erstes Kegelscheibenpaar

zweites Kegelscheibenpaar

erste Rotationsachse

zweite Rotationsachse

erster Scheibendurchmesser

zweiter Scheibendurchmesser D 2

erste Festscheibe

zweite Festscheibe

erste Losscheibe

zweite Losscheibe

erster Axialabstand L varl

zweiter Axialabstand L var2

erster Wirkkreis

zweiter Wirkkreis

Umschlingungsmittel

erster Axialaktor

zweiter Axialaktor

erste Druckfläche

zweite Druckfläche

erster Scheibe-Aktor-Abstand

zweiter Scheibe-Aktor-Abstand L 2

erste festscheibenseitige Oberfläche zweite festscheibenseitige Oberfläche erstes Ende

zweites Ende

erste Außenseite

zweite Außenseite

erste Welle

zweite Welle

erster Schiebesitz zweiter Schiebesitz

dritter Schiebesitz

vierter Schiebesitz

erste Steckverzahnung zweite Steckverzahnung erste Öffnung

zweite Öffnung

Antriebsaggregat

Antriebswelle

elektrische Maschine

Getriebegehäuse

Kraftfahrzeug

linkes Antriebsrad

rechtes Antriebsrad

Fahrerkabine

Längsachse

Motorachse

Verbrennungskraftmaschine

Hybridmodul

erster maximaler Wirkkreis zweiter maximaler Wirkkreis erster Überschneidungsbereich zweiter Überschneidungsbereich Gesamtbaulänge L 0

erste Druckkammer

zweite Druckkammer

erster Druckzylinder

zweiter Druckzylinder erster Zylinderboden

zweiter Zylinderboden radiale Überlappung

erste Schiebesitzdichtung zweite Schiebesitzdichtung erste Kolbendichtung zweite Kolbendichtung

Modulachse

Rotorachse

Modulwelle

Planetengetriebe

Verbrennerwelle

Zweimassenschwungrad

Kettenstufe

Hybridkupplung

Stirnradgetriebe

Differential

Rotorwelle

erster Schiebesitzdurchmesser zweiter Schiebesitzdurchmesser d 2 Breite des Umschlingungsmittels L x