CN102027267B - 用于调节用于曲柄-cvt变速器的偏心量的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于调节曲柄-CVT变速器的偏心构件的转动轴线相对于曲轴的转动轴线的偏心量的装置，该装置包括：曲轴，该曲轴具有至少一个用于偏心构件的导向区域，所述偏心构件的外圆周被匹配用于与滚动轴承配合；蜗杆，其中，该曲轴在轴向方向上具有空心空间并且所述蜗杆装入到该曲轴的该空心空间中。此外，在所述至少一个导向区域中设置调节单元，用于使所述偏心构件在相对于该曲轴的轴向方向垂直的方向上通过所述蜗杆的转动而移动。

Description

用于调节用于曲柄-CVT变速器的偏心量的装置

技术领域

本发明涉及一种曲柄-CVT变速器，尤其是一种用于曲柄-CVT变速器的驱动轴调节的调节装置，用于改变驱动轴上的偏心构件的偏心量。

背景技术

曲柄-CVT变速器例如已由DE 102 43 533 A1公知。在这种变速器中，可由马达驱动的输入轴关于变速器形成进行驱动的轴，在所述输入轴上设置有可调节的偏心驱动装置，该偏心驱动装置具有偏心构件，这些偏心构件通过类似连杆的连接元件与从动轴连接，该从动轴关于变速器形成输出轴。从动轴通过连接元件的行程借助于空程装置传递给一个轴而被驱动，这些空程装置设置在连接元件与该轴之间。

另外，在根据DE 102 43 533 A1的布置中设置有一个电机，该电机通过耦合机构可选择性地仅与变速器的驱动侧或仅与马达或者同时与从动侧和马达在驱动上连接。变速器的从动侧由从动轴构成，马达由内燃机构成。

为了调节偏心量以及由此连接元件的行程，进行驱动的轴具有在轴轴线的方向上延伸的凹部，该凹部结构调节轴。调节轴可转动地支承在凹部中。调节轴具有外齿部，该外齿部的齿与偏心构件的内齿部的齿处于配合。调节轴通过该外齿部的形成外齿部的齿顶圆的区段在进行驱动的轴的凹部中对中或支承。通过相对于进行驱动的轴转动调节轴，偏心单元的偏心构件通过相互配合的齿部而绕相应的导向区域转动或摆动。通过调节轴的这种转动，偏心构件的中心线沿着一个圆移动——该圆具有其中心点作为导向区域的中心点，以致偏心构件的中心线到进行驱动的轴的旋转轴线的距离减小或增大。这意味着，偏心构件相对于进行驱动的轴的旋转轴线的偏心量减小或增大，由此可传递给连接元件或连杆的行程也减小或增大。

发明内容

由此出发，本发明的任务在于，提出一种用于调节偏心构件相对于输入轴的转动轴线的偏心量的装置，通过该装置可传递曲轴的高的驱动力矩。此外，本发明的任务在于，提供一种具有这种装置的曲柄-CVT变速器。

该任务通过具有权利要求1特征的用于调节偏心量的装置或具有权利要求8特征的曲柄-CVT变速器来解决。优选实施形式在从属权利要求中给出。

本发明的构思在于，用一个驱动轴—在该驱动轴的情况下使用具有用于改变偏心量的螺纹调节装置的蜗杆驱动装置—替代公知曲柄-CVT变速器中存在的具有圆柱齿轮调节装置的驱动轴。这提供可能性：使用自锁的螺纹，由此，与在公知布置中不同，不必设置在恒定行驶中即在传动比不变化的情况下对调节马达持续通电。此外，由螺纹传动装置和蜗杆传动装置的组合可得到非常高的总传动比，由此对于调节不需要额外的传动机构，这不仅带来重量优点而且带来结构空间优点。因为最后曲轴由于大的可能横截面而可构造得刚度非常大，所以可传递高的驱动力矩。

根据本发明的用于调节曲柄-CVT变速器的偏心构件的转动轴线相对于曲轴的转动轴线的偏心量的装置尤其是包括：曲轴和蜗杆，该曲轴具有至少一个用于偏心构件的导向区域，所述偏心构件的外圆周被匹配用于与滚动轴承配合，所述滚动轴承用于接收连接元件、例如连杆式的连接元件。曲轴具有在轴向方向上延伸的空心空间，蜗杆装入到该空心空间中并且可转动地但不可在轴向方向上移动支承在该空心空间中。在曲轴的所述至少一个导向区域中设置有调节单元，用于使偏心构件在相对于曲轴的轴向方向垂直的方向上移动，曲轴与蜗杆配合，由此，调节通过蜗杆的转动来进行。

优选偏心构件构造成两件式。这两个件在装配在曲轴上时例如通过螺纹连接而这样连接，使得形成一个偏心构件单元。这允许装配容易。

根据一个有利的实施形式，所述至少一个导向区域关于曲轴轴线偏心地设置。尤其是当设置多个导向区域并且这些导向区域全部分别相对于曲轴轴线偏心地设置时，在初始位置中也可提供一个行程，而无需偏心构件从该位置借助于调节单元附加地移动。由此可以已经在初始状态中获得一定的传动比，由此，偏心构件的移动位移可保持相对小。作为替换方案，如果偏心构件的通过调节单元提供的移动位移选择得相对大并且同时偏心构件设置在本身偏心的导向区域上，则曲柄-CVT变速器的传动范围可提高。

根据一个特别优选的实施形式，调节单元包括与蜗杆处于配合的蜗轮，所述蜗轮在调节方向上位置固定地但可转动地支承在导向区域中并且通过螺纹装置与偏心构件这样连接，使得通过改变蜗轮与螺纹装置之间的螺纹配合位置可使偏心构件相对于曲轴移动。

根据一个特别优选的实施形式，螺纹装置构造成自锁的螺纹，这提供可能性：仅当变速器的传动比实际上要变化时才设置用于蜗杆的驱动马达的通电。

螺纹装置可构造成位置固定地即不可转动地支承在偏心构件中的螺钉，其中，在此情况下配合螺纹构造成蜗轮中的内螺纹。

优选沿着曲轴的轴向方向设置有多个导向区域和多个具有对应配置的调节单元的偏心构件，这些偏心构件可通过公共的蜗杆移动，由此保证全部偏心构件的同步调节。

附图说明

下面借助于附图示例性地对本发明进行描述。附图表示：

图1曲柄-CVT变速器的立体视图；

图2A用于调节图1的变速器的偏心量的装置的立体视图，其中，偏心量最小；

图2B与图2A相应的视图，但其中偏心量最大；

图3A用于调节偏心量的装置的前视图，其中，偏心量最小；

图3B与图3A相应的视图，但其中偏心量最大；

图4用于调节偏心量的装置在相对于曲轴的轴向方向垂直的平面中的横截面；

图5A在纵向方向上用于调节偏心量的装置的横截面视图，其中，偏心量最小；

图5B与图5A相应的视图，但其中偏心量最大；

图6无蜗轮单元的驱动轴的立体视图；

图7具有蜗轮单元的驱动轴的立体视图；

图8A和图8B具有螺纹传动装置的驱动轴的立体视图；

图9蜗轮单元的立体视图；

图10蜗轮单元的截面；

图11蜗轮的立体视图；以及

图12具有保险装置的螺钉的立体视图，该螺钉在用于调节偏心量的装置中使用。

具体实施方式

图1中以立体视图示出的曲柄-CVT变速器1的壳体未示出，该曲柄-CVT变速器包括进行驱动的曲轴4和从动轴5，所述进行驱动的曲轴和所述从动轴彼此间平行地取向并且在未示出的壳体中分别可转动地被支撑着。由例如内燃机引入到曲轴4中的转矩通过曲柄-CVT变速器传递给从动轴5并且可在那里例如作用于车辆车轮的驱动。变速器1负责获得合适的变速比。

进行驱动的曲轴4和从动轴5(输出轴)为此在驱动方面借助于多个在曲轴4的轴向方向上彼此相继地设置在曲轴4上的偏心单元6和相应的多个在轴向方向上彼此相继地设置在从动轴5上的空程单元7连接，连杆状的连接元件8通过滚动轴承支承在这些偏心单元上，连接元件8铰接在这些空程单元7上。

在对应的空程单元7上，连杆状的连接元件8可摆动地支承在铰接区域47上，该铰接区域成形在空程单元7的外环45上。空程单元7本身通过在从动轴5的外圆周面上构成多边形型廓50结合通过滚子构成的夹紧体42来形成，这些夹紧体置入到多边形型廓50与外环45的内圆周面之间。由此，作为“滚子空程装置”通过多边形型廓50的型廓化的内滚动轨道与作为夹紧体42的滚子相结合获得夹紧作用。在外环45与轴5之间的相对转动方向上，夹紧体42可使这些构件彼此间的转动锁止，由此，轴5和外环仅彼此间共同转动。或者在另一个相对转动方向上不通过夹紧体42产生锁止作用，或者设置所谓的可转换的空程装置，这些空程装置除了中性位置之外具有两个锁止位置，在该中性位置中这些空程装置允许轴5和外环45相对转动，在这些锁止位置中这两个构件在第一或第二相对转动方向上锁止并且由此在第一和第二转动方向上共同转动。由此，作为输出轴的从动轴5的转动方向可变化，由此例如可实现倒车档位。

图2A至图12中示出了装配好的偏心单元6及其各个构件的细节。在图2A至图5B中以不同视图示出了用于调节设置在曲轴4上的偏心构件12的转动轴线相对于曲轴4的转动轴线的偏心量，即在图2A和图2B中以立体视图示出，其中，偏心构件12在图2A和图2B中具有不同的偏心量，在图3A和图3B中以前侧视图示出，其中，偏心构件12也具有不同的偏心量，在图4中以截面视图示出，其中，截面是相对于曲轴4的轴向方向垂直的剖切平面，在图5A和图5B中以沿着曲轴4的轴向方向的纵向截面视图示出，其中，也示出了不同的偏心量。

如图中所示，用于调节偏心量的装置10具有多个在轴向方向上相继设置在曲轴4上的偏心单元6，所述偏心单元具有偏心构件12，其中，偏心单元6基本上构造相同，由此在此仅对一个偏心单元进行描述。

尤其是绕总体上圆形地构造的偏心构件12分别设置有滚动轴承17例如球轴承，图2A至图4中仅示意性示出的连接元件8通过这些滚动轴承支承着。对于连接元件8也可取代滚动轴承通过其它合适的轴承来支承。

每个偏心构件12由两个半部13、14构成，这些半部由将偏心构件12基本上沿着直径方向分成两半而形成。在装配在曲轴4上时，偏心构件半部13、14通过设置在这些偏心构件半部中的凹部和螺纹借助于螺钉15而螺纹连接和接合在一起(参见图4)。

偏心构件12可在相对于曲轴轴线垂直的平面中移动地支承在曲轴4的相应导向区域18中。这些导向区域18是设置在曲轴4上的偏心区域，这些偏心区域构造成滑槽导向形式。具有相应导向区域18的曲轴4可从图6中最清楚地看到。在图6中所示的实施形式中设置有四个导向区域18，由此，所属的偏心构件12分别可在对应配置的导向区域18上移动。因为设置有四个导向区域18，所以这些导向区域彼此相对在绕曲轴轴线的圆周方向上错位和转动90°，由此，偏心构件的移动方向在彼此相对在曲轴轴线的圆周方向上错位90°的方向上进行，并且它们自己关于曲轴4的轴线的偏心量也错位，由此，通过各个偏心构件12设置的行程在曲轴4转动360°时均匀地即在相同的角度间隔上由曲轴4传递给曲柄-CVT变速器的从动轴5。如果设置四个以上偏心单元6，则这些偏心单元在圆周方向上在其偏心量方面以及在其取向方面可相应错位地设置，所述偏心量分别在大小上关于移动方向相同。尤其适用：导向区域18从中间关于曲轴4的轴向相同远地移动，即具有相同程度的偏心量，并且在n个导向区域18的情况下彼此相对错位360°/n地设置。

如从图7中可最清楚地看到并且在图4中的横截面中所示出的那样，在曲轴4的导向区域18中设置有用于调节偏心构件12的转动轴线相对于曲轴4的转动轴线的偏心量的调节单元20。在图9中的立体视图中以及在图10中的截面视图中更清楚地示出了调节单元20。

尤其是调节单元20包括蜗轮22，图11中的立体视图也示出了该蜗轮。蜗轮22具有内螺纹24，该内螺纹在偏心构件12的调节方向上延伸通过蜗轮并且构造成自锁螺纹24。螺纹24与螺钉26配合，该螺钉在图12中示出并且在调节方向上防转动地支承在对应的偏心构件12中。螺纹24和具有其外螺纹的螺钉26一起形成螺纹装置。通过相对于螺钉26转动蜗轮22，在曲轴4中在调节方向上不可移动地被支承着的蜗轮22和关于偏心构件12位置固定地螺钉26彼此相对在调节方向上运动。这使得偏心构件12相对于曲轴4的偏心量移动和变化。

为了使螺钉26防转动，该螺钉在其两个彼此对置的端部上构造有多边形型廓、在此为长方六面体形的凸台27，该凸台嵌入到偏心构件上的相应凹部中并且由此防止螺钉26转动。螺钉26的螺纹构造成外螺纹并且在自锁方面相应于蜗轮22中的内螺纹24。

为了将调节单元20支承曲轴4、尤其是曲轴4的导向区域18中的在为此设置的凹部中，设置有径向轴承28和轴向轴承29，由此，蜗轮22可绕其与螺纹24的螺纹轴线相应的轴线转动地、但在轴向方向上不可移动地被支承着。另外径向轴承28防止径向方向上的移动，但允许所提及的转动。为此，在蜗轮22上设置有用于径向轴承28的相应导向区域30和用于轴向轴承29的相应导向区域31。为了将蜗轮22安装到对应的导向区域18中，导向区域18分别构造有收缩的凹部，该凹部允许将蜗轮22从一侧***。蜗轮22在装入之后与轴承28、29一起借助于螺母32固定。

另外，在蜗轮22上设置有齿区域34，该齿区域处于蜗轮22上的外圆周面上并且被匹配得与图10中未示出的蜗杆40配合，由此蜗杆40的调节转动运动作为转动运动被引入到蜗轮22中。

图8A和图8B中以不同的立体视图示出了具有导向区域18的曲轴4以及装入的调节单元20，包括螺钉26在内。

另外，从曲轴4的在纵向方向上的在图5A和图5B中示出的横截面中可看到蜗杆40的位置和定位。蜗杆40装入到构造成轴向孔的空心空间41中，该空心空间在纵向方向上即在轴向方向上在曲轴4中作为盲孔延伸。在此，蜗杆40和蜗轮22的位置这样选择，使得蜗轮22的齿区域34可与蜗杆40啮合。蜗杆40本身通过滚针轴承43可转动地支承着装入到空心空间41中并且通过轴向轴承44关于轴向方向保持在位置中。

如果偏心构件12相对于曲轴4的转动轴线的偏心量要变化，即偏心构件12的转动轴线相对于曲轴4的转动轴线要变化，则通过图中未示出的电动机或其它驱动装置使蜗杆40转动。蜗杆40由于轴向被固定而在轴向上不能运动。蜗杆40与调节单元20的蜗轮22配合，这些调节单元安置在曲轴4的导向区域18中。通过蜗杆40的转动，蜗轮22也转动。由此，借助于固定在偏心构件12中的螺钉26与固定在曲轴4中的调节单元20之间的螺纹配合使调节单元20的位置相对于偏心单元12的位置变化。由此，可传递给连接元件8(参见图1)的行程发生变化，这也使得变速器1的传动比变化。通过蜗杆40的转动以及蜗轮22的由此而来的转动，蜗轮22沿着螺钉26的轴向方向并且由此在偏心单元12的调节方向上关于曲轴4移动。

因为借助于蜗杆40同时使设置在曲轴4上的全部偏心单元12通过调节装置20得到均匀调节，所以不需要用于使各个偏心单元12的不同调节同步的装置。螺纹26与蜗杆22的内螺纹24相结合构造成自锁的，由此，即使用于使蜗杆40转动的调节马达没有被通电，每个偏心构件12也关于曲轴4保持在其相对位置中，由此，当不应改变变速器1的传动比时无需连续通电。另外，总体来讲得到蜗杆40与曲轴4与偏心构件12之间的调节位移之间的非常高的总传动比，由此，电动机可在无附加中间传动装置的情况下直接驱动蜗杆40。此外，曲轴4可构造得相对刚性，因为该曲轴总体来讲即使在导向区域18的区域中也可具有相对大的横截面。

参考标号清单

1 曲柄-CVT变速器

4 曲轴

5 从动轴

6 偏心单元

7 空程单元

8 连接元件

10 用于调节偏心量的装置

12 偏心构件

13 偏心构件半部

14 偏心构件半部

15 螺钉

17 滚动轴承

18 导向区域

20 调节单元

22 蜗轮

24 内螺纹

26 螺钉

27 凸台

28 径向轴承

29 轴向轴承

30 导向区域

31 径向轴承

32 螺母

34 齿区域

40 蜗杆

41 空心空间

42 夹紧体

43 滚针轴承

44 轴向轴承

45 外环

47 铰接区域

50 多边形型廓

Claims (6)

1.用于调节曲柄-CVT变速器（1）的偏心构件（12）的转动轴线相对于曲轴（4）的转动轴线的偏心量的装置（10），该装置包括：

曲轴（4），该曲轴具有至少一个用于偏心构件（12）的导向区域（18），所述偏心构件的外圆周被匹配用于与滚动轴承（17）配合，所述曲轴为所述变速器的输入轴；

蜗杆（40），其中，该曲轴（4）在轴向方向上具有空心空间（41）并且所述蜗杆（40）装入到该曲轴（4）的该空心空间（41）中；

设置在所述至少一个导向区域（18）中的调节单元（20），用于使所述偏心构件（12）在相对于该曲轴（4）的轴向方向垂直的方向上通过所述蜗杆（40）的转动而移动，

其中，所述调节单元（20）具有与所述蜗杆（40）处于配合的蜗轮（22），所述蜗轮在偏心量的调节方向上位置固定地但可转动地支承在所述导向区域（18）中并且通过螺纹装置（24，26）与所述偏心构件（12）连接，由此，所述偏心构件（12）可相对于该曲轴（4）的、对应配置的导向区域（18）移动，所述螺纹装置构造成所述蜗轮（22）中的内螺纹（24）和无相对转动地支承在所述偏心构件（12）上的螺钉（26）的外螺纹。

2.根据权利要求1的装置（10），其特征在于：所述偏心构件（12）构造成两件式，其中，这两个件（13，14）在装配在该曲轴（4）上时彼此连接。

3.根据上述权利要求之一的装置（10），其特征在于：所述至少一个导向区域（18）关于该曲轴（4）的轴线偏心地设置。

4.根据权利要求1的装置（10），其特征在于：所述螺纹装置（24，26）构造成自锁的。

5.根据权利要求1或2的装置（10），其特征在于：沿着该曲轴（4）的轴向方向设置有多个导向区域（18）和偏心构件（12），这些偏心构件通过一个公共的蜗杆（40）移动。

6.曲柄-CVT变速器（1），具有根据上述权利要求之一的用于调节偏心构件（12）的转动轴线相对于曲轴（4）的转动轴线的偏心量的装置（10）。