DE10300795A1 - Umschlingungsmittelgetriebe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere für ein Kraftfahrzeug.

Description

• Die Erfindung betrifft ein variables Umschlingungsmittelgetriebe mit zwei Kegelscheibensätzen zur Übertragung eines Drehmoments von einer Antriebseinheit auf eine Abtriebseinheit insbesondere als Geschwindigkeitswechselgetriebe für ein Fahrzeug.
• Derartige Umschlingungsmittelgetriebe eignen sich für Kraftfahrzeuge zum Frontquereinbau, bei einem Frontlängseinbau treten insbesondere durch den großen Durchmesser der Kegelscheiben Bauraumschwierigkeiten bezüglich der Bauhöhe des Umschlingungsmittelgetriebes auf, so dass derartige Anordnungen auf Fahrzeuge mit großer Bauhöhe oder verminderter Übersetzung, da die Übersetzung vom Durchmesser der Kegelscheiben abhängt, beschränkt ist. Weiterhin kann bei leistungsstärkeren Antriebseinheiten wie Brennkraftmaschinen, beispielsweise Diesel- oder Otto-Motoren ein Umschlingungsmittel erforderlich sein, das einen vorgegebenen Biegeradius auf weist, wodurch der radial innere Raum nicht beliebig genutzt werden kann, so dass auch bei großen, leistungsstarken Fahrzeugen der Bauraum begrenzt sein kann.
• Aufgabe der Erfindung ist es daher, an sich bekannte Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere für einen Standard- oder Vierradantrieb mit einem Frontlängseinbau in der Weise zu verbessern, dass eine sehr kompakte Raumform ausgebildet wird. Hierbei soll eine möglichst hohe Übersetzung und eine leistungsfähige Übertragung von der Antriebseinheit auf die Abtriebseinheit, beispielsweise einem Heck- oder Allradantrieb möglich sein.
• Die Erfindung wird durch ein Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere für ein Kraftfahrzeug zumindest bestehend aus einer ersten, einem von einer Antriebseinheit mit Drehmoment beaufschlagten Eingangsteil zugeordneten Welle mit einem ersten Kegelscheibensatz und einer zweiten, mit einem Abtrieb in Verbindung stehenden Welle mit einem zweiten Kegelscheibensatz gelöst, wobei die Kegelscheibensätze aus jeweils einer fest mit der entsprechenden Welle verbundenen konischen ersten Scheibe und aus einer mittels einer Verstelleinrichtung axial verlagerbaren zweiten konischen Scheibe gebildet sind, weiterhin ein Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeugs und ein Mittel zum Übertragen des Drehmoments auf zumindest ein Antriebsrad vorgesehen sind, ein in sich geschlossenes Umschlingungsmittel mittels eines mittels einer Anpressvorrichtung erzeugten Reibschlusses zwischen den beiden Kegelscheibensätzen zur Drehmomentübertragung und zur Einstellung einer von der Verstelleinrichtung durch Variation eines auf den Kegelscheibenpaaren einstellbaren variablen Laufdurchmessers des Umschlingungsmittels bewirkten Übersetzung axial zwischen den Kegelscheiben verspannt wird und das Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeuges im wesentlichen koaxial zu einer Antriebswelle einer Antriebseinheit auf einer dritten, zu den beiden Wellen parallelen Welle, die mit einer der beiden Wellen mittels eines Getriebes verbunden ist, angeordnet ist. Hierbei hat sich überraschend gezeigt, dass durch das Einführen einer dritten Welle für das Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeugs, die parallel zu den beiden die Kegelscheibensätze tragenden Wellen parallel angeordnet ist und, primär einen höheren Bauraumbedarf als eine Anordnung des Mittels zum Anfahren des Kraftfahrzeugs auf der ersten Welle benötigt, eine besonders günstige Raumordnung ermöglicht, die den primär erhöhten Bauraumbedarf überkompensiert.
• Unter dem Getriebe zwischen den beiden Wellen, nämlich der ersten Welle, die den ersten Kegelscheibensatz trägt und der Welle, die das Mittel zum Anfahren trägt, kann jedes Getriebe verstanden werden, das eine Übertragung von Drehmoment zwischen zwei im wesentlichen parallelen Wellen erlaubt, beispielsweise eine Zahnrad, Riemen- Ketten- Reibradverbindung oder dergleichen. Es versteht sich, dass zwischen diesen beiden Wellen eine feste Übersetzung wirksam sein kann um beispielsweise eine Drehzahlanpassung zur Optimierung der Betriebsbereiche des Mittels zum Anfahren des Kraftfahrzeugs oder der Antriebseinheit vorzunehmen.
• Weiterhin kann es nach dem erfinderischen Gedanken für ein bauraumoptimiertes Umschlingungsmittelgetriebe vorteilhaft sein, die Mittelpunkte der beiden Wellen mit den Kegelscheibensätzen räumlich zwischen den Mittelpunkten der dritten Welle und dem Mittelpunkt einer Abtriebswelle angeordnet ist. Unter Abtriebswelle kann hierbei auch eine Welle, die in ein Differential oder eine Verteilergetriebe für einen Allradantrieb, ein Sperrdifferential oder dergleichen nnündet, verstanden werden.
• Weiterhin hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn ein Winkel α zwischen einer gedachte Linie zwischen den Mittelpunkten der dritten Welle und der Abtriebswelle und einer Linie zwischen den Mittelpunkten der beiden Wellen kleiner als 90°, vorzugsweise kleiner als 80° und besonders bevorzugt kleiner als 75° ist.
• Zur weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann weiterhin das Umschlingungsmittelgetriebe zwischen dem Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeugs und einem der Kegelscheibensätze ein Drehmomentfühler angeordnet sein.
• Das Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeugs kann eine Reibungskupplung, beispielsweise eine Lamellenkupplung oder eine Scheibenkupplung sein, die im Ölbad oder trocken betrieben werden kann, ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Flüssigkeitskupplung sein:
• Die Erfindung wird anhand der beiden Fig. 1 und 2 näher erläutert, wobei
• Fig. 1 einen Längsschnitt und
• Fig. 2 einen Querschnitt durch das Umschlingungsmittelgetriebe zeigt.
• Fig. 1 zeigt ein Umschlingungsmittelgetriebe 1 mit der ersten Welle und dem ersten Kegelscheibensatz 3, die mittels des Umschlingungsmittels 8 in Wirkverbindung mit dem auf der zweiten Welle 4 angeordneten Kegelscheibensatz 5 ist. Die Kegelscheibensätze 3, 5 sind jeweils aus einer fest mit den Wellen 2, 4 verbundenen Kegelscheibe 3a, 5a und einer axial von der Verstelleinrichtung 7 und Anpressvorrichtung 9, die auch als eine Wirkvorrichtung, beispielsweise nach dem Doppelkolbenprinzip vorgesehen sein können, verlagerbare Kegelscheibe 3b, 5b gebildet. Die erste Welle 2 ist mit der Welle 14, die im wesentlichen bis auf einen üblichen Radial- und/oder Winkelversatz zur Antriebswelle 13 einer nicht dargestellten Antriebseinheit koaxial angeordnet ist, mittels einer Wirkverbindung wie hier dem Getriebe 15 mit den Zahnrädern 15a, 15b verbunden. Dabei ist das Zahnrad 15b verdrehbar auf der Welle 2 angeordnet, wobei der Drehmomentfluss vom Zahnrad 15b über den Drehmomentfühler 16 in die Welle 2 eingeleitet wird. Auf der Welle 14 ist neben dem Mittel 10 zum Anfahren des Fahrzeugs, hier ein - nur angedeutet dargestellter - Drehmomentwandler 17 beziehungsweise eine Flüssigkeitskupplung, ein Reversiersatz 21 zur Richtungsumkehr des Drehmoments angeordnet. Der Abtrieb des Drehmoments erfolgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Form eines Allradantriebs einerseits über die Welle 4 über ein nur angedeutet dargestelltes Differential 22 auf eine erste Antriebsachse und mittels der Abtriebswelle 18, die mittels einer Verzahnung 23drehschlüssig mit der zweiten Welle 4 verbunden und zu dieser im wesentlichen parallel angeordnet ist.
• Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Umschlingungsmittelgetriebe 1 senkrecht zu den in Fig. 1 gezeigten Wellen 2, 4, 14, 18 mit den Mittelpunkten 2a, 4a, 14a, 18a. Die Mittelpunkte 2a, 4a der beiden Wellen 2, 4 sind zwischen den beiden Mittelpunkten der Wellen 14 und 18 angeordnet und ermöglichen dadurch eine kompakte Anordnung des Umschlingungsmittelgetriebes. Weiterhin kann der Bauraum dadurch beschränkt werden, indem die Wellen 2, 4, 14, 18 ineinander geschachtelt in der Weise angeordnet werden, dass eine gedachte Linie 19 zwischen den Mittelpunkten 14a, 18a der Wellen 14, 18 und eine gedachte Linie 20 zwischen den Mittelpunkten 2a und 2a der Wellen 2, 4 einen Winkel α kleiner oder gleich 90°, vorzugsweise kleiner oder gleich 80° und bevorzugt kleiner 75° festlegen. Weiterhin ist der Winkel α auf mindestens 70° festgelegt.
• Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmalskombination zu beanspruchen.
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• Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
• Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (8)

1. Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere für ein Kraftfahrzeug zumindest bestehend aus einer ersten, einem von einer Antriebseinheit mit Drehmoment beaufschlagten Eingangsteil zugeordneten Welle mit einem ersten Kegelscheibensatz und einer zweiten, mit einem Abtrieb in Verbindung stehenden Welle mit einem zweiten Kegelscheibensatz, wobei die Kegelscheibensätze aus jeweils einer fest mit der entsprechenden Welle verbundenen konischen ersten Scheibe und aus einer mittels einer Verstelleinrichtung axial verlagerbaren zweiten konischen Scheibe gebildet sind, einem Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeugs und einem Mittel zum Übertragen des Drehmoments auf zumindest ein Antriebsrad, ein in sich geschlossenes Umschlingungsmittel wird mittels eines mittels einer Anpressvorrichtung erzeugten Reibschlusses zwischen den beiden Kegelscheibensätzen zur Drehmomentübertragung und zur Einstellung einer von der Verstelleinrichtung durch Variation eines auf den Kegelscheibenpaaren einstellbaren variablen Laufdurchmessers des Umschlingungsmittels bewirkten Übersetzung axial zwischen den Kegelscheiben verspannt, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeuges im wesentlichen koaxial zu einer Antriebswelle einer Antriebseinheit auf einer dritten, zu den beiden Wellen parallelen Welle, die mit einer der beiden Wellen mittels eines Getriebes verbunden ist, angeordnet ist.

2. Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeugs und einem der Kegelscheibensätze ein Drehmomentfühler angeordnet ist.

3. Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeugs eine Reibungskupplung, ein hydrodynamischer Drehmomentwandler oder eine Flüssigkeitskupplung ist.

4. Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Zahnradverbindung ist.

5. Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte der beiden Wellen räumlich zwischen den Mittelpunkten der dritten Welle und dem Mittelpunkt einer Abtriebswelle angeordnet ist.

6. Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Winkel α zwischen einer gedachte Linie zwischen den Mittelpunkten der dritten Welle und der Abtriebswelle und einer Linie zwischen den Mittelpunkten der beiden Wellen kleiner als 90°, vorzugsweise kleiner als 80° und besonders bevorzugt kleiner als 75° ist.

7. Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle mittels einer Verzahnung parallel zu den Wellen angeordnet ist.

8. Umschlingungsmittelgetriebe insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle zumindest ein Antriebsrad einer ersten Antriebsachse und die zweite Welle zumindest ein Antriebsrad einer zweiten Antriebsachse antreibt.