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Patent Searching and Data


Title:
CONTINUOUSLY VARIABLE GEARING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/019701
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a continuously variable gearing comprising at least two rotating gearing members (1, 2), which interact via a rotating adjustable gearing member (3). According to the invention, the position of a bearing (4) for a gearing member (1, 2) is radially situated inside the running area (13) of this bearing whereby enabling the reduction of installation space.

Inventors:
ROHS ULRICH (DE)
DRAEGER CHRISTOPH (DE)
BRANDWITTE WERNER (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/001463
Publication Date:
March 03, 2005
Filing Date:
July 07, 2004
Export Citation:
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Assignee:
ROHS ULRICH (DE)
DRAEGER CHRISTOPH (DE)
BRANDWITTE WERNER (DE)
International Classes:
F16H15/42; F16H61/664; (IPC1-7): F16H61/00
Domestic Patent References:
WO2003023256A12003-03-20
Foreign References:
FR1254308A1961-02-17
US3242753A1966-03-29
US3881370A1975-05-06
GB827608A1960-02-10
DE19854612A12000-03-16
DE19911297A12000-09-14
EP0980993A22000-02-23
US2178859A1939-11-07
EP0878641A11998-11-18
GB1296827A1972-11-22
US5601509A1997-02-11
US4393964A1983-07-19
DE19740406A11999-03-25
DE19958073A12000-06-21
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 0102, no. 73 (M - 518) 17 September 1986 (1986-09-17)
Attorney, Agent or Firm:
Castell, Klaus (Liermann-Castell Gutenbergstrasse 12, Düren, DE)
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Claims:
Patentansprüche :
1. Stufenlos einstellbares Getriebe mit wenigstens zwei umlaufenden Getriebegliedern (1, 2), die über ein umlaufendes Verstellgetriebe glied (3) miteinander wechselwirken, welches stufenlos bezüglich wenigstens eines der beiden umlaufenden Getriebeglieder (1, 2) ver lagerbar ist, wobei wenigstens eines der Getriebeglieder (1, 2,3) an einem Gehäuse (11) über ein umlaufendes Lager (4) gelagert ist, wel ches einerseits einen Standbereich (7,8) am Gehäuse (11) und ande rerseits einen Laufbereich (13) an dem entsprechenden Getriebeglied (2) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Standbereich (7,8) einen kleineren Durchmesser als der Laufbereich (13) aufweist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Standbereich (7,8) radial innerhalb des Laufbereichs (13) angeordnet ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (4) radial innerhalb von Bereichen des gelagerten Getriebeglie des (2) angeordnet ist.
4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass das umlaufende Lager (4) eines der beiden umlaufenden Ge triebeglieder lagert.
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich net, dass wenigstens eines der umlaufenden Getriebeglieder (1, 2) ein Kegel ist.
6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide um laufende Getriebeglieder (1, 2) Kegel und das verstellbare Getriebe glied ein Reibring sind.
7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich net, dass das Gehäuse (11) einen in das entsprechende Getriebeglied (1, 2) kragenden Lagerzapfen (12) aufweist.
8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich net, dass das Lager (4) ein Wälzlager ist.
9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich net, dass das der Standbereich (7,8) durch das Gehäuse (11) ausge bildet ist.
10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich net, dass das der Laufbereich (13) durch das entsprechende Getriebe glied (2) ausgebildet ist.
11. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich net, dass das ein Axiallager zur Aufnahme axialer Anpresskräfte we nigstens eines Getriebegliedes zur radialen Lagerung eines Antriebs oder Abtriebsritzels genutzt wird.
12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Parksperre (24), die in dem das Getriebe umfassenden Antriebs strang hinter dem Getriebe angeordnet ist.
13. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Park sperre vor einem Abtriebsritzel (20) angeordnet ist.
14. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Parksperre (24), die auf einer Abtriebswelle (19) des Getriebes angeordnet ist.
15. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich net, dass das von dem Innenlager (4) gelagerte Getriebeglied (2) eine Dichtungsnut (25) aufweist, in der eine Dichtung angeordnet ist.
16. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass in die Dichtungsnut (25) ein Dichtungsansatz (26) des Gehäuses ragt.
Description:
Stufenlos einstellbares Getriebe

Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Getriebe mit wenigstens zwei umlaufenden Getriebegliedern, die über ein umlaufendes Verstellge- triebeglied miteinander wechselwirken.

Derartige, stufenlos einstellbare Getriebe sind beispielsweise aus der EP 0 878 641 AI als Kegelreibringgetriebe bekannt. Die GB 1 296 827, US 5,601, 509, US 4,393, 964, DE 197 40 406 Al oder DE 199 58 073 Al zei- gen diesbezüglich alternative Anordnungen.

All diesen stufenlos einstellbaren Getrieben ist gemein, dass wenigstens ei- nes der Getriebeglieder, vorzugsweise eines der beiden umlaufenden Getrie- beglieder, an einem Gehäuse über ein umlaufendes Lager gelagert ist. Insbe- sondere kommen diesbezüglich Wälzlager zur Anwendung, wobei ohne Weiteres auch Gleitlager dementsprechend genutzt werden können.

Derartige Lager umfassen regelmäßig einen Standbereich, der am Gehäuse befindlich ist und einen Laufbereich, der mit dem entsprechenden Getriebe- glied umläuft. Bei Wälzgetrieben sind diese beiden Bereiche in der Regel durch entsprechende Ringe, auf denen die Wälzkörper umlaufen, gebildet, wobei einer der Ringe am Gehäuse und der andere der Ringe an dem Ge- triebeglied befestigt ist. Auch Gleitlager weisen Flächen bzw. Bereiche auf,

die gehäusefest stehen bzw. mit dem jeweils gelagerten Getriebeglied um- laufen.

Es zeigt ist, dass der Bauraum, der für derartige Lager benötigt wird, bei stufenlos einstellbaren Getrieben regelmäßig verhältnismäßig groß ist, damit ausreichende Lagerkräfte aufgebracht werden können. Es ist Aufgabe vor- liegender Erfindung, ein stufenlos einstellbares Getriebe konstruktiv derart umzugestalten, dass auch große bzw. leistungsfähige Lager ohne nennens- werte Bauraumvergrößerung untergebracht werden können.

Als Lösung schlägt die Erfindung ein stufenlos einstellbares Getriebe mit wenigsten zwei umlaufenden Getriebegliedern, die über ein umlaufendes Verstellgetriebeglied miteinander wechselwirken, welches stufenlos bezüg- lich wenigstens eines der beiden umlaufenden Getriebeglieder verlagerbar ist, vor, bei welchem wenigstens eines der Getriebeglieder an einem Gehäu- se über ein umlaufendes Lager gelagert ist, welches einerseits einen Stand- bereich am Gehäuse und andererseits einen Laufbereich an dem entspre- chenden Getriebeglied aufweist, und welches sich dadurch auszeichnet, dass der Standbereich einen kleineren Durchmesser als der Laufbereich aufweist.

Diese Anordnung hat insbesondere bei Lagerstellen, bei denen eine Welle nicht durch das Gehäuse geführt wird, den Vorteil, dass der Lagerdurchmes- ser auf ein Minimum reduziert werden kann, ohne dass die Eigensteifigkeit des entsprechenden Getriebegliedes nachteilig beeinflusst wird. Bei Lager- stellen, an denen eine Welle das Gehäuse durchbricht, ist dieses Minimum

naturgemäß durch den Mindestdurchmesser der jeweiligen Welle nach unten begrenzt, wobei die Anordnung dennoch die vorgenannten Vorteile bringt.

Insbesondere ist es von Vorteil, wenn der Standbereich radial innerhalb des Laufbereichs angeordnet ist, sodass der Bauraum für das Lager auf ein Mi- nimum reduziert wird. Hierbei lässt sich der benötigte Bauraum insbesonde- re auf ein Minimum reduzieren, wenn das Lager radial innerhalb innerhalb von Bereichen des gelagerten Getriebegliedes angeordnet ist. Auf diese Weise wird in axialer Richtung für das Lager kein zusätzlicher Bauraum be- nötigt. Diese Anordnung ist insbesondere dann ohne Weiteres zu realisieren, wenn das entsprechende Lager eines der beiden umlaufenden Getriebeglie- der des stufenlosen Getriebes lagert, da diese Getriebeglieder bei stufenlo- sen Getriebegliedern regelmäßig sich weit von ihrer Rotationsachse radial entfernende Bereiche aufweisen, in denen das entsprechende Lager ohne weiteres untergebracht werden kann.

In diesem Zusammenhang beziehen sich die Begriffe"radial"und"axial" jeweils auf das bezüglich des erfindungsgemäßen Lagers betrachtete Getrie- beglied.

Die Erfindung lässt sich insbesondere dementsprechend einfach hinsichtlich eines Lager, welches radial innerhalb eines Getriebes vorgesehen ist, umset- zen, wenn dieses Getriebeglied ein Kegel ist. Dementsprechend ist die Er- findung insbesondere bei Kegelgetrieben bzw. Kegelreibringgetrieben um- setzbar, bei welchen in der Regel verhältnismäßig große Anpresskräfte-

und somit verhältnismäßig große Lager-benötigt werden, um ausreichend hohe Drehmomente unter allen Betriebsbedingungen übertragen zu können.

Vorzugsweise ist das Lager an einem in das entsprechende Getriebeglied kragenden Lagerzapfen des Gehäuses angebracht, sodass die Lagerkräfte unmittelbar und kostengünstig vom Gehäuse aufgenommen werden können.

Die Erfindung eignet sich insbesondere im Zusammenspiel mit Wälzlagern, da hierdurch besonders hohe Lagerkräfte aufgenommen werden können, die durch die entsprechende, erfindungsgemäße Anordnung auch zwischen La- ger und Gehäuse vermittelt werden können.

In radialer Hinsicht lässt sich Bauraum sparen, wenn der Standbereich durch das Gehäuse selbst und/oder der Laufbereich durch das entsprechende Ge- triebeglied ausgebildet ist. Während für ersteres davon auszugehen ist, dass ein Gehäuse hinsichtlich seines Materials nicht unmittelbar als Lauffläche geeignet ist, hat letzteres den Vorteil, dass das Material des Getriebegliedes, welches in der Regel hinsichtlich seiner Lauf-und Reibeigenschaft bereits als Wälzkörper ausgelegt ist, da beispielsweise ein Reibring auf ihm wälzt, entsprechend optimal als Lauffläche für das Lager, insbesondere als Laufflä- che für die entsprechenden Wälzkörper, genutzt werden kann.

In der Regel weisen derartige stufenlose Getriebe wenigstens ein Axiallager zur Aufnahme axialer Anpresskräfte wenigstens eines Getriebegliedes auf.

Vorzugsweise wird dieses Axiallager auch zur radialen Lagerung eines An- triebs-oder Abtriebsritzels genutzt. In der Regel bringt ein Antriebs-oder

Abtriebsritzel nur geringe Radialkräfte auf, die auch von einem Axiallager aufgefangen werden können. Insofern können die für das stufenlos einstell- bare Getriebe notwendigen Radiallager in erfindungsgemäßer Weise ausges- taltet werden, wobei auf das Ritzel keine Rücksicht genommen werden braucht. Somit ist es möglich, die Radiallager des stufenlos einstellbaren Getriebes in der Nähe dieses Getriebes oder sogar innerhalb einzelner Ge- triebeglieder anzuordnen und das Ritzel dennoch betriebssicher und kosten- günstig zu lagern. Es versteht sich, dass eine derartige Doppelnutzung eines Axiallagers sowohl zur axialen Verspannung des stufenlosen Getriebes als auch zur Aufnahme von Radialkräften eines Abtriebsritzels auch unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung bei einem stufenlosen Getriebe vorteilhaft für eine Bauraumreduktion einsetzbar ist.

Das Getriebe kann eine Parksperre aufweisen, die in dem das Getriebe um- fassenden Antriebsstrang hinter dem Getriebe bzw. vor einem Abtriebsritzel angeordnet ist. Kumulativ bzw. alternativ kann die Parksperre auf einer Ab- triebswelle des Getriebes angeordnet sein. Eine derartige Parksperre kann das Getriebe besonders effektiv vor Stößen, die bei parkenden Fahrzeug auf dieses einwirken, schützen, indem die Abtriebswelle bzw. schon das Ab- triebsritzel unmittelbar stillgelegt werden und auf diese Weise ein Stoß das stufenlos einstellbare Getriebe selbst nicht mehr erreicht. Es versteht sich, dass eine derartig angeordnete Parksperre auch unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung bei Getrieben, insbesondere bei Kraft- fahrzeuggetrieben, vorteilhaft ist.

Das von dem Innenlager gelagerte Getriebeglied kann vorzugsweise eine Dichtungsnut aufweisen, in der eine Dichtung angeordnet ist, wobei insbe- sondere in die Dichtungsnut ein Dichtungsansatz des Gehäuses ragen kann.

Hierdurch kann auch bezüglich der Dichtung-und zwar unabhängig von der Ausgestaltung des Lagers-erheblich Bauraum bei einem stufenlos einstell- baren Getriebe gespart werden, da auf diese Weise die Dichtung wenigstens teilweise innerhalb des jeweiligen Getriebegliedes angeordnet ist und ein stufenlos einstellbares Getriebe regelmäßig Getriebeglieder mit großen radi- alen Abständen von einer Achse des entsprechenden Getriebegliedes auf- weist, innerhalb derer eine entsprechende Nut ohne Weiteres vorgesehen sein kann.

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand anliegender Zeichnung erläutert, in welcher ein erfindungsgemäßes Getriebe dargestellt ist.

Das in der Figur dargestellte Getriebe umfasst einen Eingangskegel 1 und einen Ausgangskegel 2, die über einen Reibring 3 miteinander wechselwir- ken. Der Ausgangskegel 2 ist über ein als Innenlager 4 bezeichnetes, erfin- dungsgemäßes Lager sowie ein Radiallager 9 und ein Axiallager 10 gelagert.

Der Eingangskegel 1 hingegen ist lediglich über zwei Radiallager 9 und ein Axiallager 10 gelagert, wobei über die Lager 4,9 und 10 die notwendigen Anpresskräfte zum Verspannen des Reibring 3 aufgebracht werden.

Es versteht sich, dass auch bei dem Eingangskegel 1 ein erfindungsgemäßes Innenlager, insbesondere am Kegelstumpf zur Anwendung kommen kann.

Das erfindungsgemäße Innenlager 4 umfasst zwei Innenwälzlager 5 und 6, die in einer Ausnehmung 14 des Abtriebskegels 2 angeordnet sind. Die bei- den Innenwälzlager 5 und 6 weisen Innenringe 7 und 8 auf, die ihrerseits an dem Gehäuse 11 bzw. auf einem Lagerzapfen 12 des Gehäuses 11, der in die Ausnehmung 14 kragt, befestigt sind. Die Walzen der beiden Innenwälz- lager 5 und 6 wälzen kegelseitig auf einem Laufbereich 13 des Abtriebske- gels 2, welcher durch einen Teil der Oberfläche der Ausnehmung 14 gebil- det wird. Durch diese Anordnung können bei minimalem Durchmesser der Innenwälzlager möglichst große Walzen zur Anwendung kommen.

Vorliegendes Getriebe weist darüber hinaus eine Eingangswelle 15 auf, die über ein Planetengetriebe 16 ein Eingangsdrehmoment auf den Eingangske- gel 1 überträgt. Hierbei ist das Planetengetriebe 16 derart ausgestaltet, dass durch eine Synchronisation 17 wahlweise das Sonnenrad des Planetenge- triebes 16 bezüglich der Planeten festgelegt werden kann. Durch die hier- durch bedingte Richtungsumkehr wird bei durchlaufenden Planeten ein Rückwärtsgang realisiert, während bei festgelegten Planeten das Getriebe in Vorwärtsrichtung läuft, so dass die Gesamtanordnung äußerst kompakt baut und mit minimalen Verlusten betrieben werden kann, da im Normalbetrieb, also bei einer Vorwärtsbewegung, das Planetengetriebe keine Verluste zu den Gesamtverlusten des Getriebes beiträgt.

Die eingebrachten Drelunomente werden über den Reibring 3 vom An- triebskegel 1 auf den Abtriebskegel 2 übertragen, wobei je nach Lage des Reibringes 3 (es sind in der Figur zwei mögliche Positionen dargestellt) ver-

schiedene Übersetzungsverhältnisse realisiert werden können. Von dem Ab- triebskegel 2 wird das Drehmoment auf eine Anpresseinrichtung 18 übertra- gen, die ihrerseits drehfest bezüglich einer Abtriebswelle 19 gelagert ist. Auf der Abtriebswelle 19 sitzt ein Differentialritzel 20, welches unmittelbar mit einem Differential 21 eines Fahrzeugantriebs kämmt.

Die Anpresseinrichtung 18 umfasst Wälzkörper 22, die in entsprechenden Bahnen an der Anpresseinrichtung 18 sowie an dem Abtriebskegel 2 laufen, wobei die Bahnen derart gestaltet sind, dass ein erhöhtes Drehmoment die Anpresseinrichtung unter Zuhilfenahme eines Federdruckes durch die Feder 23 als Vorspannung von dem Kegel 2 axial abhebt, so dass der Kegel 2 ge- gen fester den Reibring 3 gepresst wird, wobei die Lager 4,9 und 10 diesen variablen Anpresskräften begegnen, wie bereits vorstehend erläutert. Auf diese Weise kann die auf den Reibring 3 wirkende Anpresskraft in Abhän- gigkeit vom übertragenen Drehmoment gewählt werden, wodurch Verluste bei niedrigen Drehmomenten vermieden und eine ausreichende Anpresskraft bei hohen Drehmomenten gewährleistet werden können.

An sich kann das Axiallager 10 des Abtriebskegels 2 auch erfindungsgemäß als Innenlager 4 ausgestaltet sein. Da in vorliegendem Ausführungsbeispiel das Axiallager 10 des Abtriebskegels auch zur Aufnahme der Radialkräfte des Differentialritzels genutzt wird, ist dieses bei vorliegendem Ausfüh- rungsbeispiel jedoch nicht der Fall. Es versteht sich, dass eine derartige Doppelnutzung eines Axiallagers sowohl zur axialen Verspannung des stu- fenlosen Getriebes als auch zur Aufnahme von Radialkräften eines Abtriebs-

ritzels auch unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung bei einem stufenlosen Getriebe vorteilhaft für eine Bauraumreduktion ein- setzbar ist. Bei vorliegendem Ausführungsbeispiel ist das Axiallager 10 durch eine Vierpunktlager realisiert, wodurch sich die vorgenannte Aufgabe besonders effektiv umsetzen lässt.

Unmittelbar neben dem Differentialritzel 20 ist kegelseitig eine Parksperre 24 vorgesehen. Diese umfasst ein Ritzel, welches bei völligem Stillstand das Kraftfahrzeuges die Parksperre 24 bezüglich des Gehäuses 11 festlegt. Auf- grund der Lage der Parksperre unmittelbar neben dem Ritzel 20 bzw. bezüg- lich des Antriebsstranges unmittelbar vor dem Differentialritzel 20 wird das Getriebe besonders effektiv vor Stößen, die bei parkenden Fahrzeug auf die- ses einwirken können, geschützt. Insbesondere ist es diesbezüglich vorteil- haft, diese Parksperre 24 bezüglich des Antriebsstranges hinter dem Getrie- be anzuordnen.

In dem das Innenlager 4 aufweisenden Kegel ist darüber hinaus im Kegelbo- den eine Nut 25 vorgesehen, in welche ein entsprechender Ansatz 26 des Gehäuses 11 ragt. Zwischen diesem Ansatz 26 und der Nutoberfläche kann eine Dichtung (nicht dargestellt) angeordnet werden, die einen den Reibring 3 aufnehmenden Raum von der Ausnehmung 14 bzw. von einem die Lager 4,9 bzw. 10 aufnehmenden Raum dichtend trennt, so dass sich die Fluide des einen Raums, beispielsweise eine Traktionsflüssigkeit für den Reibring, nicht mit den Fluiden des anderen Raums, beispielsweise ein Schmieröl, mi- schen können.

Bezugszeichenliste 1 Eingangskegel 2 Ausgangskegel 3 Reibring 4 Innenlager 5 Innenwälzlager 6 Innenwälzlager 7 Innenring 8 Innenring 9 Radiallager 10 Axiallager 11 Gehäuse 12 Lagerzapfen 13 Laufbereich 14 Ausnehmung 15 Eingangswelle 16 Planetengetriebe 17 Synchronisation 18 Anpresseinrichtung 19 Abtriebswelle 20 Differentialritzel 21 Differential 22 Wälzkörper 23 Feder 24 Parksperre 25 Dichtungsnut 26 Dichtungsansatz




 
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