DE10300795B4

DE10300795B4 - Umschlingungsmittelgetriebe

Info

Publication number: DE10300795B4
Application number: DE10300795A
Authority: DE
Inventors: Elmar Lorenz
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2003-01-13
Publication date: 2013-07-18
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: WO2003059676A3; AU2003205520A8; WO2003059676A2; AU2003205520A1; DE10300795A1

Abstract

Umschlingungsmittelgetriebe (1) insbesondere für ein Kraftfahrzeug zumindest bestehend aus einer ersten, einem von einer Antriebseinheit mit Drehmoment beaufschlagten Eingangsteil zugeordneten Welle (2) mit einem ersten Kegelscheibensatz (3) und einer zweiten, mit einem Abtrieb in Verbindung stehenden Welle (4) mit einem zweiten Kegelscheibensatz (5), wobei die Kegelscheibensätze (3, 5) aus jeweils einer fest mit der entsprechenden Welle (2, 4) verbundenen konischen ersten Scheibe (3a, 5a) und aus einer mittels einer Verstelleinrichtung (7) axial verlagerbaren zweiten konischen Scheibe (3b, 5b) gebildet sind, einem Mittel (10) zum Anfahren des Kraftfahrzeugs und einem Mittel zum Übertragen des Drehmoments auf zumindest ein Antriebsrad, wobei ein in sich geschlossenes Umschlingungsmittel (8) mittels eines mittels einer Anpressvorrichtung (9) erzeugten Reibschlusses zwischen den beiden Kegelscheibensätzen (5, 3) zur Drehmomentübertragung und zur Einstellung einer von der Verstelleinrichtung (7) durch Variation eines auf den Kegelscheibenpaaren (3, 5) einstellbaren variablen Laufdurchmessers des Umschlingungsmittels (8) bewirkten Übersetzung axial zwischen den Kegelscheiben (3a, 3b, 5a, 5b) verspannt wird, wobei das Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeuges im wesentlichen koaxial zu einer Antriebswelle einer Antriebseinheit auf einer dritten, zu den beiden Wellen (2, 4) parallelen Welle (14), die mit einer der beiden Wellen (2, 4) mittels eines Getriebes (15) verbunden ist, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte (2a, 4a) der beiden Wellen (2, 4) räumlich zwischen dem Mittelpunkt der dritten Welle (14) und dem Mittelpunkt einer Abtriebswelle (18) angeordnet ist.Belting transmission (1), in particular for a motor vehicle, at least consisting of a first shaft (2) associated with a torque input element of a drive unit with a first set of conical disks (3) and a second shaft (4) connected to an output with one second conical disk set (5), wherein the conical disk sets (3, 5) each comprise a conical first disk (3a, 5a) fixedly connected to the corresponding shaft (2, 4) and a second conical disk axially displaceable by means of an adjusting device (7) (3b, 5b) are formed, a means (10) for starting the motor vehicle and a means for transmitting the torque to at least one drive wheel, wherein a self-contained belt means (8) by means of a pressing device (9) generated frictional engagement between the both conical disk sets (5, 3) for transmitting torque and for adjusting one of the Verstellein Direction (7) by varying a on the conical disk pairs (3, 5) adjustable variable running diameter of the belt (8) caused translation axially between the conical disks (3a, 3b, 5a, 5b) is braced, wherein the means for starting the motor vehicle substantially coaxially to a drive shaft of a drive unit on a third, to the two shafts (2, 4) parallel shaft (14) which is connected to one of the two shafts (2, 4) by means of a transmission (15) is arranged, characterized in that the centers (2a, 4a) of the two shafts (2, 4) are arranged spatially between the center of the third shaft (14) and the center of an output shaft (18).

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.The invention relates to a variable Umschlingungsmittelgetriebe with two conical disk sets for transmitting torque from a drive unit to an output unit in particular as a speed change gearbox for a vehicle.

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 aufweist, wodurch der radial innere Raum nicht beliebig genutzt werden kann, so dass auch bei großen, leistungsstarken Fahrzeugen der Bauraum begrenzt sein kann.Such Umschlingungsmittelgetriebe are suitable for motor vehicles for front transverse installation, in a front longitudinal installation occur in particular by the large diameter of the conical disks space difficulties with respect to the height of the belt means, so that such arrangements on vehicles with high overall height or reduced translation, since the translation depends on the diameter of the conical disks, is limited. Furthermore, with more powerful drive units such as internal combustion engines, such as diesel or gasoline engines, a belt may be required, which has a predetermined bending radius, whereby the radially inner space can not be used freely, so that even with large, high-performance vehicles, the space can be limited ,

Aus der DE 198 50 528 A1 ist ein stufenloses Kegelscheibenumschlingungsgetriebe bekannt, das zwischen einem Motor und einem oder mehreren Rädern eingebaut ist. Das Getriebe weist eine Eingangs- und eine Ausgangswelle, einen Drehmomentfühler, ein Anfahrelement sowie ein Element zur Drehrichtungsumkehr auf. Das Anfahrelement ist der Eingangswelle nachgeordnet und hat eine zur Eingangswelle koaxialen Ausgang. Zwischen dem Ausgang und dem Drehmomentfühler ist eine Getriebestufe angeordnet. Die Ausgangswelle ist koaxial zu dem Element zur Drehrichtungsumkehr.From the DE 198 50 528 A1 For example, there is known a continuously variable belt pulley transmission installed between an engine and one or more wheels. The transmission has an input and an output shaft, a torque sensor, a starting element and a direction of rotation reversal element. The starting element is arranged downstream of the input shaft and has an output shaft coaxial with the output. Between the output and the torque sensor, a gear stage is arranged. The output shaft is coaxial with the direction of rotation reversal element.

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.The object of the invention is therefore to improve known per se Umschlingungsmittelgetriebe in particular for a standard or four-wheel drive with a front longitudinal installation in such a way that a very compact space shape is formed. Here, the highest possible translation and efficient transmission from the drive unit to the output unit, such as a rear or all-wheel drive should be possible.

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, 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 und die Mittelpunkte der beiden Wellen mit den Kegelscheibensätzen räumlich zwischen dem Mittelpunkt der dritten Welle und dem Mittelpunkt einer Antriebswelle angeordnet sind. 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 Abtriebswelle kann hierbei auch eine Welle, die in ein Differential oder eine Verteilergetriebe für einen Allradantrieb, ein Sperrdifferential oder dergleichen mündet, verstanden werden.The invention is achieved by a Umschlingungsmittelgetriebe particular for a motor vehicle at least consisting of a first, one of a drive unit acted upon by torque input part associated shaft with a first set of conical disks and a second, associated with an output shaft with a second set of conical disks, wherein the conical disk sets are each formed from a conical first disc connected fixedly to the corresponding shaft and from a second conical disc axially displaceable by means of an adjusting device, furthermore a means for starting the motor vehicle and a means for transmitting the torque to at least one drive wheel are provided closed belt means by means of a frictional engagement generated by means of a pressing device between the two conical disk sets for torque transmission and for adjusting one of the adjusting by Variatio n one of the conical disk pairs adjustable variable diameter of the belt loop caused axial translation between the conical disks is clamped, the means for starting the motor vehicle substantially coaxial with a drive shaft of a drive unit on a third, parallel to the two shafts shaft, with one of the two waves is connected by means of a transmission, is arranged and the centers of the two shafts are arranged with the conical disk sets spatially between the center of the third shaft and the center of a drive shaft. In this case, it has surprisingly been found that by introducing a third shaft for the means for starting the motor vehicle, which is arranged parallel to the two cones supporting the cone sets parallel and primarily a higher space requirement than an arrangement of the means for starting the motor vehicle on the first Wave requires a particularly favorable spatial planning allows that overcompensates the primarily increased space requirements. In this case, a shaft which opens into a differential or a transfer case for four-wheel drive, a limited slip differential or the like can also be understood as the output shaft.

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.Under the transmission between the two shafts, namely the first shaft carrying the first set of conical disks and the shaft carrying the means for starting, any transmission can be understood which allows a transmission of torque between two substantially parallel shafts, for example one Gear, belt-chain Reibradverbindung or the like. It is understood that between these two waves, a fixed ratio can be effective to make, for example, a speed adjustment for optimizing the operating ranges of the means for starting the motor vehicle or the drive unit.

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.Furthermore, it has been found to be particularly advantageous if an angle α between an imaginary line between the centers of the third shaft and the output shaft and a line between the centers of the two shafts) less than 90 °, preferably less than 80 ° and more preferably smaller than 75 ° is.

Zur weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann weiterhin das Umschlingungsmittelgetriebe zwischen dem Mittel zum Anfahren des Kraftfahrzeugs und einem der Kegelscheibensätze ein Drehmomentfühler angeordnet sein.For a further advantageous embodiment, the Umschlingungsmittelgetriebe between the means for starting the motor vehicle and one of the conical disk sets, a torque sensor can be further arranged.

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.The means for starting the motor vehicle may be a friction clutch, for example a multi-plate clutch or a disc clutch, which can be operated in an oil bath or dry, be a hydrodynamic torque converter or a fluid coupling.

Die Erfindung wird anhand der beiden 1 und 2 näher erläutert, wobeiThe invention is based on the two 1 and 2 explained in more detail, wherein

1 einen Längsschnitt
und 1 a longitudinal section
and

2 einen Querschnitt
durch das Umschlingungsmittelgetriebe zeigt. 2 a cross section
through the belt transmission shows.

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 23 drehschlüssig mit der zweiten Welle 4 verbunden und zu dieser im wesentlichen parallel angeordnet ist. 1 shows a belt transmission 1 with the first shaft and the first cone pulley set 3 , which by means of the belt 8th in operative connection with that on the second shaft 4 arranged cone disc set 5 is. The cone pulley sets 3 . 5 are each made of a solid with the waves 2 . 4 connected cone pulley 3a . 5a and one axially of the adjusting device 7 and pressing device 9 , which can also be provided as a knitting device, for example, according to the double-piston principle, displaceable cone pulley 3b . 5b educated. The first wave 2 is with the wave 14 , which is essentially up to a usual radial and / or angular offset to the drive shaft 13 a drive unit, not shown, is arranged coaxially, by means of an operative connection as here the transmission 15 with the gears 15a . 15b connected. Here is the gear 15b rotatable on the shaft 2 arranged, with the torque flow from the gear 15b via the torque sensor 16 into the wave 2 is initiated. On the wave 14 is next to the agent 10 for starting the vehicle, here a - only hinted at - torque converter 17 or a fluid coupling, a Reversiersatz 21 arranged to reverse the direction of the torque. The output of the torque takes place in the embodiment shown in the form of a four-wheel drive on the one hand on the shaft 4 via a differential only indicated 22 on a first drive axle and by means of the output shaft 18 by means of a toothing 23 rotationally engaged with the second shaft 4 connected and arranged substantially parallel to this.

2 zeigt einen Querschnitt durch das Umschlingungsmittelgetriebe 1 senkrecht zu den in 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. 2 shows a cross section through the Umschlingungsmittelgetriebe 1 perpendicular to the in 1 shown waves 2 . 4 . 14 . 18 with the centers 2a . 4a . 14a . 18a , The centers 2a . 4a the two waves 2 . 4 are between the two centers of the waves 14 and 18 arranged and thereby allow a compact arrangement of the belt transmission. Furthermore, the space can be limited by the waves 2 . 4 . 14 . 18 nested in such a way that an imaginary line can be arranged 19 between the centers 14a . 18a the waves 14 . 18 and an imaginary line 20 between the centers 2a and 2a the waves 2 . 4 define an angle α less than or equal to 90 °, preferably less than or equal to 80 ° and preferably less than 75 °. Furthermore, the angle α is set to at least 70 °.

Claims

Belting gear ( 1 ) in particular for a motor vehicle at least consisting of a first, one of a drive unit with torque applied input part associated shaft ( 2 ) with a first conical disk set ( 3 ) and a second, associated with an output shaft ( 4 ) with a second conical disk set ( 5 ), wherein the conical disk sets ( 3 . 5 ) from one fixed to the corresponding shaft ( 2 . 4 ) connected conical first disc ( 3a . 5a ) and from one by means of an adjusting device ( 7 ) axially displaceable second conical disc ( 3b . 5b ), an agent ( 10 ) for starting the motor vehicle and a means for transmitting the torque to at least one drive wheel, wherein a self-contained belt means ( 8th ) by means of a pressing device ( 9 ) generated frictional engagement between the two conical disk sets ( 5 . 3 ) for torque transmission and for adjusting one of the adjusting device ( 7 ) by varying one on the conical disk pairs ( 3 . 5 ) adjustable variable running diameter of the belt ( 8th ) caused axial translation between the conical disks ( 3a . 3b . 5a . 5b ), wherein the means for starting the motor vehicle substantially coaxial with a drive shaft of a drive unit on a third, to the two shafts ( 2 . 4 ) parallel wave ( 14 ) with one of the two shafts ( 2 . 4 ) by means of a transmission ( 15 ), characterized in that the centers ( 2a . 4a ) of the two waves ( 2 . 4 ) spatially between the center of the third wave ( 14 ) and the center of an output shaft ( 18 ) is arranged.

Belting gear ( 1 ) according to claim 1, characterized in that between the means ( 10 ) for starting the motor vehicle and one of the conical disk sets ( 3 . 5 ) a torque sensor ( 16 ) is arranged.

Belting gear ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 10 ) for starting the motor vehicle, a friction clutch, a hydrodynamic torque converter ( 17 ) or a fluid coupling.

Belting gear ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission ( 15 ) is a gear connection.

Belting gear ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that an angle α between an imaginary line ( 19 ) between the centers ( 14a . 18a ) of the third wave ( 14 ) and the output shaft ( 18 ) and a line ( 20 ) between the centers ( 2a . 4a ) of the two waves ( 2 . 4 ) is less than 90 °, preferably less than 80 °, and more preferably less than 75 °.

Belting gear ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft ( 18 ) by means of a toothing parallel to the waves ( 2 . 4 ) is arranged.

Belting gear ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft ( 18 ) at least one drive wheel of a first drive axle and the second shaft ( 4 ) drives at least one drive wheel of a second drive axle.