DE102020103472B4

DE102020103472B4 - Vehicle transmission with at least one CVT gear stage

Info

Publication number: DE102020103472B4
Application number: DE102020103472.5A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-11
Filing date: 2020-02-11
Publication date: 2022-01-20
Anticipated expiration: 2040-02-12
Also published as: DE102020103472A1

Abstract

Fahrzeuggetriebe (100) mit wenigstens einer CVT-Getriebestufe, wobei— die CVT-Getriebestufe wenigstens ein im Durchmesser veränderliches Kegelrad (1) auf einer Antriebswelle (8) und ein im Durchmesser veränderliches Kegelrad (2) auf einer Abtriebswelle (7) umfasst,— wobei die Kegelräder (1, 2) über ein endloses Zugmittel (21) miteinander verbunden sind und jeweils aus einem Paar von Kegelscheibenelementen (1-1, 1-2; 2-1, 2-2) gebildet sind, die zueinander verschiebbar auf der jeweiligen Welle (7, 8) angeordnet sind und die paarweise jeweils mittels wenigstens einer Feder (18, 19) gegeneinander vorgespannt sind,dadurch gekennzeichnet,— dass die Vorspannung in der Feder, welche die Abspreizung in dem Paar von Kegelscheibenelementen (1-1, 1-2) an der Antriebswelle (8) bewirkt, unabhängig von der axialen Verschiebung wenigstens eines auf der Antriebswelle (8) verschiebbaren Kegelscheibenelements (1-1, 1-2) veränderbar ist und— dass die Feder (18) an einem von den Kegelscheibenelementen (1-1, 1-2) entkoppelten Zwischenelement (12) abgestützt ist, das axial verschiebbar, aber nicht rotierbar auf der Antriebswelle (8) angeordnet ist, wobei die Vorspannung der Feder (18) über eine axiale Verschiebung des Zwischenelements (12) im Betrieb veränderbar ist.Vehicle transmission (100) with at least one CVT gear stage, wherein— the CVT gear stage comprises at least one bevel gear (1) with variable diameter on a drive shaft (8) and one bevel gear (2) with variable diameter on an output shaft (7),— wherein the bevel gears (1, 2) are connected to one another via an endless traction mechanism (21) and are each formed from a pair of conical disk elements (1-1, 1-2; 2-1, 2-2) which are displaceable relative to one another on the respective shaft (7, 8) and which are prestressed against each other in pairs by means of at least one spring (18, 19), characterized in that the prestressing in the spring, which causes the expansion in the pair of conical disk elements (1-1, 1-2) on the drive shaft (8), independent of the axial displacement of at least one on the drive shaft (8) movable conical disk element (1-1, 1-2) is variable and - that the spring (18) on one of the pulley elements (1- 1, 1-2) is supported on a decoupled intermediate element (12), which is arranged on the drive shaft (8) in an axially displaceable but non-rotatable manner, the prestressing of the spring (18) being variable during operation via an axial displacement of the intermediate element (12). is.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeuggetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a vehicle transmission with the features of the preamble of claim 1.

Getriebe, die eine kontinuierlich variierende Drehmomentübertragung ermöglichen, sogenannte CVT-Getriebe, sind beispielsweise aus der US 2 107 483 A bekannt und eignen sich gerade für leichte Fahrzeuge wie Zweiräder mit Elektroantrieb. Dem Vorteil, dass sich im Fahrbetrieb das Übersetzungsverhältnis und damit das auf die Räder wirkende Drehmoment laufend an die Motordrehzahl und -leistung anpasst, steht der Nachteil gegenüber, dass das Getriebe nicht genutzt werden kann, um das Fahrzeug im Sinne einer Motorbremse zu verzögern, beispielsweise bei einer Fahrt auf einer Gefällestrecke. Auch ist das beim Anfahren gegebene Übersetzungsverhältnis nicht beeinflussbar, so dass es beim Anfahren zu einem hohen Schlupf und damit zum Verschleiß des Zugmittels kommt.Transmissions that allow a continuously varying torque transmission, so-called CVT transmissions, are, for example, from the U.S. 2,107,483 A known and are particularly suitable for light vehicles such as two-wheelers with electric drives. The advantage that the transmission ratio and thus the torque acting on the wheels is continuously adapted to the engine speed and power when driving is offset by the disadvantage that the transmission cannot be used to decelerate the vehicle in the sense of an engine brake, for example when driving on a downhill gradient. Also, the transmission ratio given when starting cannot be influenced, so that when starting there is a high level of slip and thus wear of the traction mechanism.

Die DE 100 42 236 A1 offenbart ein CVT-Getriebe, bei dem die Kegelscheibenelemente Speichen und Freiräume dazwischen aufweisen, so dass die Seichen des einen Kegelscheibenelements durch die Freiräume des anderen Kegelscheibenelements greifen.the DE 100 42 236 A1 discloses a CVT transmission in which the sheave members have spokes and spaces therebetween such that the spokes of one sheave member pass through the spaces of the other sheave member.

In DE 100 42 236 A1 und DE 10 2005 037 922 A1 werden CVT-Getriebe für Motoren mit höherer Leistung beschrieben, wobei die Verstellung der Kegelräder hydraulisch erfolgt. Diese Bauweise ist jedoch für Kleinkrafträder und dergleichen zu aufwendig und zu schwer.In DE 100 42 236 A1 and DE 10 2005 037 922 A1 CVT transmissions for engines with higher power are described, with the bevel gears being adjusted hydraulically. However, this construction is too expensive and too heavy for mopeds and the like.

Bei einem in US 2002/0115510 A1 offenbarten CVT-Getriebe, das ebenfalls für Motoren mit höherer Leistung vorgesehen ist und entsprechend schwer ist, kann die Vorspannung der auf eines der Kegelscheibenelemente wirkenden Feder motorisch verändert werden, wozu aber eine aufwendige Verstelleinrichtung vorgesehen ist, die mit mehreren Elementen um die im Zentrum rotierende Welle herumgeführt ist. Auch dieses CVT-Getriebe ist für ein leichtes Fahrzeug nicht geeignet.at a in U.S. 2002/0115510 A1 disclosed CVT transmission, which is also intended for engines with higher power and is correspondingly heavy, the preload of the spring acting on one of the conical disk elements can be changed by a motor, for which purpose a complex adjustment device is provided, which has several elements rotating around the center wave is led around. Also this CVT transmission is not suitable for a light vehicle.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Fahrzeuggetriebe der eingangsgenannten Art so weiterzuentwickeln, dass bei geringem Gewicht und einfacher Bauweise des Fahrzeuggetriebes das Übersetzungsverhältnis in besonderen Situationen wie beim Anfahren oder bei der Fahrt auf einer Gefällestrecke beeinflussbar ist.The object of the invention is therefore to further develop a vehicle transmission of the type mentioned so that with a low weight and simple design of the vehicle transmission, the transmission ratio can be influenced in special situations such as when starting or driving on a downhill gradient.

Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeuggetriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a vehicle transmission having the features of claim 1.

Die Lösung basiert im Wesentlichen darauf, dass das bewegliche Kegelscheibenelement, das Teil des Antriebsrads ist, und die Feder, das zur drehmomentabhängigen Abspreizung der antriebsseitigen Kegelscheibenelemente führt, nicht an demselben Element abgestützt sind, sondern an zwei unterschiedlichen Elementen. Dadurch kann der Vorspannweg der Feder in bestimmten Grenzen unabhängig von dem Verschiebeweg des Kegelscheibenelements vorgenommen werden.The solution is essentially based on the fact that the movable conical disk element, which is part of the drive wheel, and the spring, which leads to the torque-dependent spreading of the drive-side conical disk elements, are not supported on the same element, but on two different elements. As a result, the prestressing path of the spring can be made within certain limits independently of the displacement path of the conical disk element.

Die zwangsweise herbeigeführte Übersetzung, die über die nach der Erfindung vorgesehene Übersetzungsvorwahleinrichtung bewirkt wird, ermöglicht es, einen kleinen Durchmesser am Antriebsrad und einen großen Durchmesser am Abtriebsrad vorzugeben. Das entspricht einer niedrigen Gangstufe eines Zahnradgetriebes, welche zum Anfahren oder auch zum Verzögern mittels der sogenannten Motorbremse gewählt wird.The forcibly brought about translation, which is effected by the translation preselection device provided according to the invention, makes it possible to specify a small diameter on the drive wheel and a large diameter on the driven wheel. This corresponds to a low gear of a gear transmission, which is selected for starting or also for decelerating using the so-called engine brake.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen jeweils in schematischer Ansicht:

1 eine Fahrzeugmotoranordnung von oben;
2 eine CVT-Getriebestufe mit zwei Kegelrädern von oben;
3 ein Fahrzeuggetriebe im Schnitt;
4 eine Übersetzungsvorwahleinrichtung in seitlicher Ansicht.

The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. The figures each show in a schematic view:

1 a vehicle engine assembly from above;
2 a CVT gear stage with two bevel gears from above;
3 a vehicle transmission in section;
4 a translation preselector in side view.

1 zeigt eine Fahrzeugmotoranordnung 200, bestehend aus einem Motor 210, einer elektrischen Kupplung 220 und einem Umkehrgetriebe 230, welche jeweils über Wellen und Kupplungselemente miteinander zu einem Antriebsstrang verbunden sind, an dessen Ende eine Riemenscheibe 231 angeordnet ist. Parallel dazu ist ein Fahrzeuggetriebe 100 angeordnet, das mit zwei verstellbaren Kegelrädern 1, 2 nach Art eines CVT-Getriebes ausgebildet ist. Eine Riemenscheibe 233 ist vorgesehen, um über einen Antriebsriemen 232 eine Verbindung des Fahrzeuggetriebes 100 mit der Riemenscheibe 231 des Antriebsstrangs herzustellen. Am Fahrzeuggetriebe 100 ist außerdem eine Übersetzungsvorwahleinrichtung 23 angeordnet. 1 shows a vehicle engine assembly 200, consisting of a motor 210, an electric clutch 220 and a reversing gear 230, which are each connected to one another via shafts and clutch elements to form a drive train, at the end of which a belt pulley 231 is arranged. In parallel, a vehicle transmission 100 is arranged, which is designed with two adjustable bevel gears 1, 2 in the manner of a CVT transmission. A pulley 233 is provided to connect the vehicle transmission 100 to the drive train pulley 231 via a drive belt 232 . A gear ratio preselection device 23 is also arranged on the vehicle transmission 100 .

Die elektrische Kupplung 220 kann z. B. mit einem Kupplungspedal verbunden sein, das einen elektrischen Schalter umfasst. Außerdem sieht die Erfindung eine Verbindung mit einem Gaspedal vor. Wenn dieses nicht gedrückt wird und in seine Ausgangslage zurückkehrt, wird ebenfalls ein Schalter betätigt, der die Kupplung öffnet. Dadurch wird das Fahrzeuggetriebe 100 vom Motor 210 getrennt, so dass eine Art Freilauf geschaffen wird, bei dem der Motor nicht bremsend auf die Fahrzeugräder wirkt.The electrical coupling 220 can, for. B. be connected to a clutch pedal comprising an electrical switch. The invention also provides a connection to an accelerator pedal. If this is not pressed and returns to its original position, a switch is also actuated that opens the clutch. As a result, the vehicle transmission 100 is separated from the engine 210 so that a type of freewheel is created in which the engine does not have a braking effect on the vehicle wheels.

Beim Umkehrgetriebe 230 wird durch einen elektrischen Schalter, der vom Fahrer zu betätigen ist, die Drehrichtung umgekehrt, also eine Umschaltung von der Vorwärtsfahrt zur Rückwärtsfahrt vorgenommen. Der Schalter kann auch an einem Getriebewählhebel angeordnet sein.In the case of the reversing gear 230, the direction of rotation is reversed by an electric switch, which is to be actuated by the driver, ie a switch is made from forward travel to reverse travel. The switch can also be arranged on a gear selector lever.

Das Prinzip der Kegelräder ergibt sich aus der schematischen Darstellung in 2. Jedes der Kegelräder 1, 2 besteht aus zwei Kegelscheibenelementen 1-1, 1-2, 2-1, 2-2. Diese sind so ausgebildet, dass sich von einem durchgehenden Außenring aus mit Speichen radial nach innen erstrecken, wobei die Enden der Speichen im Zentrum jedes Kegelscheibenelements jeweils an eine gemeinsame Buchse angeschlossen sind. Die Speichen des einen Kegelscheibenelements greifen jeweils durch die Schlitze des anderen Kegelscheibenelements hindurch, was insbesondere bei der Darstellung des antriebsseitigen Kegelrads 1, rechts in 2, gut erkennbar ist. Um ein Drehmoment zwischen den Kegelrädern 1, 2 zu übertragen, ist ein Zugmittel 21, wie insbesondere ein Keilrippenriemen, vorgesehen.The principle of the bevel gears results from the schematic representation in 2 . Each of the bevel gears 1, 2 consists of two conical disk elements 1-1, 1-2, 2-1, 2-2. These are designed such that spokes extend radially inwards from a continuous outer ring, the ends of the spokes being connected to a common socket in the center of each conical disk element. The spokes of one conical disk element each reach through the slots of the other conical disk element, which is particularly evident in the representation of the drive-side bevel gear 1, right in 2 , is clearly recognizable. In order to transmit a torque between the bevel gears 1, 2, a traction mechanism 21, such as in particular a V-ribbed belt, is provided.

Durch die ineinandergreifenden Speichen wird der wirksame Durchmesser erhöht, wenn die Kegelscheibenelemente 1-1, 1-2, 2-1, 2-2 auseinandergeschoben werden. Somit kann antriebsseitig eine Druckfeder zwischen den Kegelscheibenelementen1-1, 1-2, 2-1, 2-2 angeordnet werden, die in der Ausgangslage bei stehendem Motor die Kegelscheibenelemente 1-1, 1-2, 2-1, 2-2 auseinanderschiebt und einen maximalen Umschlingungsweg für das Zugmittel herbeiführt.The interlocking spokes increase the effective diameter when the sheave members 1-1, 1-2, 2-1, 2-2 are pushed apart. Thus, on the drive side, a compression spring can be arranged between the conical disk elements 1-1, 1-2, 2-1, 2-2, which in the initial position with the engine stopped pushes the conical disk elements 1-1, 1-2, 2-1, 2-2 apart and brings about a maximum looping path for the traction mechanism.

Das Fahrzeuggetriebe 100 ist in 3 in einer Schnittansicht durch die Ebene der Mittelachsen einer Abtriebswelle 7 und einer Antriebswelle 8 dargestellt. In dem beispielhaften Aufbau besteht es aus zwei Trägerplatten 15-1, 15-2, die über mehrere Gewindestangen 22 und Muttern 20-1 parallel und mit Abstand zueinander ausgerichtet sind. Dazwischen ist ein Getrieberaum ausgebildet, in dem die Kegelräder 1, 2 angeordnet sind.The vehicle transmission 100 is in 3 shown in a sectional view through the plane of the central axes of an output shaft 7 and a drive shaft 8. In the exemplary structure, it consists of two support plates 15-1, 15-2, which are aligned parallel and at a distance from one another via a plurality of threaded rods 22 and nuts 20-1. In between, a gear space is formed, in which the bevel gears 1, 2 are arranged.

Im linken Bereich in 3 befindet sich die Abtriebswelle 7, von der der untere Wellenabsatz zur Verbindung mit einem Vorderradantrieb und der obere Wellenabsatz zur Verbindung mit einem Hinterradantrieb vorgesehen ist. Die Lagerung der Abtriebswelle 7 erfolgt über Kugellager 3-2, 3-3. Dabei ist das Kugellager 3-2 unmittelbar in der Trägerplatte 15-2 angeordnet.In the left pane 3 is the output shaft 7, of which the lower shaft shoulder is provided for connection with a front-wheel drive and the upper shaft shoulder for connection with a rear-wheel drive. The output shaft 7 is supported by ball bearings 3-2, 3-3. The ball bearing 3-2 is arranged directly in the carrier plate 15-2.

Die andere Lagerstelle ist durch das Kugellager 3-3 gebildet, das im Getrieberaum etwa auf halbem Abstand zwischen den Trägerplatten 15-1,15-2 angeordnet ist und sich genau in der Wirkebene des Zugmittels 21 befindet. Das Kugellager 3-3 stützt sich mit seinem Innenring an einem Zwischenrohr 11 ab, welches mit der Trägerplatte 15-1 verschraubt ist und in dessen Innerem ein Teilabschnitt der Abtriebswelle 7 geführt ist.The other bearing point is formed by the ball bearing 3-3, which is arranged in the gear space approximately halfway between the support plates 15-1, 15-2 and is located exactly in the effective plane of the traction mechanism 21. The ball bearing 3-3 is supported with its inner ring on an intermediate tube 11, which is screwed to the carrier plate 15-1 and inside which a section of the output shaft 7 is guided.

Mit dem Außenring liegt das Kugellager 3-3 an einer Buchse 6 an, welche innerhalb einer äußeren Buchse 7-1 axial verschiebbar gelagert ist. Die äußere Buchse 7-1 ist Teil der Abtriebswelle 7 und mit dem Kegelscheibenelement 2-1 verbunden. Die äußere Buchse 7-1 mit dem Kegelscheibenelement 2-1 verlagert im Betrieb ihre axiale Position nicht.With the outer ring, the ball bearing 3-3 rests against a bushing 6, which is mounted axially displaceably within an outer bushing 7-1. The outer sleeve 7-1 is part of the output shaft 7 and is connected to the pulley member 2-1. The outer sleeve 7-1 with the conical disk element 2-1 does not shift its axial position during operation.

Die innere Buchse 6 ist mit dem anderen Kegelscheibenelement 2-2 verbunden. Durch axiale Verschiebung relativ zur äußeren Buchse 7-1 wird das Kegelscheibenelement 2-2 nach außen verschoben, sodass sich der für die Umschlingung durch den Zugmittel 21 wirksame Durchmesser zwischen den Kegelscheibenelementen 2-1, 2-2 und damit das Übersetzungsverhältnis innerhalb der Getriebestufe ändert. Die Verschiebung der inneren Buchse 6 relativ zur äußeren Buchse 7-1 erfolgt bei nachlassender Zugkraft am Zugmittel 21 aufgrund der Kraft einer Feder 18, welche sich an einem endseitigen Absatz des Zwischenrohrs 11 sowie an einer Scheibe 17-1 abstützt, welche am Innenring des Kugellagers 3-3 anliegt.The inner sleeve 6 is connected to the other pulley member 2-2. The conical disk element 2-2 is displaced outwards by axial displacement relative to the outer bushing 7-1, so that the effective diameter between the conical disk elements 2-1, 2-2 for the wrapping by the traction means 21 and thus the transmission ratio within the gear stage changes . The displacement of the inner bushing 6 relative to the outer bushing 7-1 takes place when the tensile force on the traction mechanism 21 decreases due to the force of a spring 18, which is supported on an end shoulder of the intermediate tube 11 and on a washer 17-1, which is on the inner ring of the ball bearing 3-3 is up.

Die Kraft der Feder 18 ist auf das mit dem Fahrzeuggetriebe 100 zu übertragende Drehmoment so abgestimmt, dass im Stillstand und bei einem kleinen Drehmoment während des Motorlaufs die Buchse 6 weit von der äußeren Buchse 7-1 entfernt nach außen geschoben wird, wodurch der Abstand zwischen den Kegelscheibenelementen 2-1, 2-2 reduziert wird und sich der wirksame Durchmesser für den Zugmittel 21 vergrößert.The force of the spring 18 is matched to the torque to be transmitted by the vehicle transmission 100 in such a way that when the engine is stationary and with a small torque while the engine is running, the bushing 6 is pushed outwards far away from the outer bushing 7-1, whereby the distance between the conical disk elements 2-1, 2-2 is reduced and the effective diameter for the traction means 21 increases.

Steigt aber nach dem Anfahren das zu übertragende Drehmoment an, so werden an der Abtriebswelle 7 über das Zugmittel 21 auch axial wirkende Kräfte hervorgerufen, die zur Spreizung zwischen dem Paar von Kegelscheibenelementen 2-1, 2-2 führen. Infolgedessen wird die Feder 18 gestaucht, und die in 3 links dargestellte Lage mit minimalem Durchmesser des Kegelrads 2 an der Abtriebswelle 7 stellt sich ein.However, if the torque to be transmitted increases after starting, axially acting forces are also produced on the output shaft 7 via the traction means 21, which lead to the spread between the pair of conical disk elements 2-1, 2-2. As a result, the spring 18 is compressed and the 3 The position shown on the left with the minimum diameter of the bevel gear 2 on the output shaft 7 is established.

An der Antriebswelle 8 ist ebenfalls ein Paar von Kegelscheibenelementen 1-1, 1-2 vorgesehen, die axial zueinander verschiebbar sind, sodass sich der zwischen ihnen eingeschlossene Bereich je nach anstehendem Drehmoment aufweitet oder verjüngt, wodurch sich der für das Zugmittel 21 wirksame Durchmesser ändert. In der in 3 dargestellten Situation sind die beiden Kegelscheibenelemente 1-1, 1-2 beim Kegelrad 1 maximal auseinandergeschoben, sodass sich der größtmögliche Durchmesser ergibt. Mit dem großen Durchmesser an der Antriebswelle 8 und dem kleinen Durchmesser an der Abtriebswelle 7 wird eine Fahrstufe für hohe Geschwindigkeit eingestellt.A pair of conical disk elements 1-1, 1-2 is also provided on the drive shaft 8, which can be displaced axially relative to one another, so that the area enclosed between them expands or narrows depending on the torque that is present, as a result of which the diameter effective for the traction mechanism 21 changes . in the in 3 In the situation shown, the two conical disk elements 1-1, 1-2 in the conical gear 1 are maximally pushed apart, resulting in the largest possible diameter. With the large diameter on the drive shaft 8 and the small diameter on the output shaft 7 is set to a high-speed gear.

Eine Buchse 5-1 ist über ihre Bodenplatte 5 mit der Antriebswelle 8 verbunden und wird darüber rotiert. Das fest mit der Buchse 5-1 verbundene Kegelscheibenelement 1-1 rotiert darüber ebenfalls. Da die Kegelscheibenelemente 1-1, 1-2 formschlüssig ineinandergreifen, wie in 2 gezeigt, wird über das Kegelscheibenelement 1-1 das Kegelscheibenelement 1-2 mit angetrieben, worüber wiederum die mit dem Kegelscheibenelement 1-1 verbundene Buchse 4 rotiert. Diese ist über ein Kugellager 3-1 mit einem Lagerzapfen 14 verbunden, der fest in die Trägerplatte 15-1 integriert ist.A sleeve 5-1 is connected to the drive shaft 8 through its bottom plate 5 and is rotated thereover. The conical disk element 1-1, which is firmly connected to the bushing 5-1, also rotates above it. Since the conical disk elements 1-1, 1-2 interlock in a form-fitting manner, as in 2 shown, the conical disk element 1-2 is also driven via the conical disk element 1-1, which in turn rotates the bushing 4 connected to the conical disk element 1-1. This is connected via a ball bearing 3-1 to a bearing pin 14 which is firmly integrated into the carrier plate 15-1.

Die Besonderheit der Verstellung am antriebseitigen Kegelrad 1 liegt nach der Erfindung in der Anordnung und Vorspannung der Feder 19:

Grundsätzlich sind Länge und Federkonstante der Feder 19 an der Antriebsstufe, wie bei der Feder 18 an der Abtriebsstufe auch, so gewählt, dass bei einem kleineren zu übertragenden Drehmoment die beiden Kegelscheibenelemente 1-1, 1-2 automatisch auseinandergeschoben werden, wie es dem bekannten CVT-Prinzip entspricht. Dadurch ergibt sich ein großer wirksamer Durchmesser für den Antriebsriemen, während bei höheren Drehmomenten Spreizkräfte entstehen, die größer sind als die Federkraft, so dass die jeweiligen beide

According to the invention, the special feature of the adjustment on the drive-side bevel gear 1 lies in the arrangement and preload of the spring 19:

In principle, the length and spring constant of the spring 19 on the drive stage, as with the spring 18 on the output stage, are selected in such a way that when the torque to be transmitted is smaller, the two conical disk elements 1-1, 1-2 are automatically pushed apart, as is known Corresponds to the CVT principle. This results in a large effective diameter for the drive belt, while at higher torques spreading forces arise that are greater than the spring force, so that the respective two

n Kegelscheibenelemente am Kegelrad gegen die Kraft der Feder 18 bzw. 19 verschoben werden, wodurch der für das Übersetzungsverhältnis wirksame Durchmesser sinkt.n Bevel disk elements on the bevel gear are displaced against the force of the spring 18 or 19, as a result of which the effective diameter for the transmission ratio decreases.

Die Besonderheit bei dem Fahrzeuggetriebe 100 nach der Erfindung besteht nun in einer zusätzlichen Übersetzungsvorwahleinrichtung 23. Diese ist dadurch gebildet, dass sich das untere Ende der Feder 19 nicht einfach an der Buchse 5-1 abstützt, welche fest mit dem Kegelscheibenelement 1-2 verbunden ist, sondern dass dazwischen ein Zwischenelement 12 vorgesehen ist, das nicht mit der Antriebswelle 8 rotiert. Die Feder 19 stützt sich an einem Stützring 17 ab, welche den Innenring des Kugellager 3-1 an einem endseitigen Absatz des Zwischenelements 12 festlegt. Dessen axiale Lage bleibt konstant. Die Feder 19 ist darüber von der Buchse 5-1 der Antriebswelle 8 entkoppelt und rotiert nicht.The special feature of the vehicle transmission 100 according to the invention consists in an additional transmission preselection device 23. This is formed in that the lower end of the spring 19 is not simply supported on the bushing 5-1, which is firmly connected to the conical disk element 1-2 , but that an intermediate element 12 which does not rotate with the drive shaft 8 is provided in between. The spring 19 is supported on a support ring 17 which fixes the inner ring of the ball bearing 3 - 1 on an end shoulder of the intermediate element 12 . Its axial position remains constant. The spring 19 is decoupled from the bushing 5-1 of the drive shaft 8 and does not rotate.

Die nach der Erfindung vorgesehene Übersetzungsvorwahleinrichtung 23 umfasst neben dem von der Rotation des Antriebs entkoppelten Stützring 17 für die Feder 19 ein Spindelgewinde, welches zwischen einem Absatz 8-1 der Antriebswelle 8 und der Bodenplatte 5 der Buchse 5-1 ausgebildet ist.In addition to the support ring 17 for the spring 19, which is decoupled from the rotation of the drive, the gear ratio preselection device 23 provided according to the invention comprises a spindle thread which is formed between a shoulder 8-1 of the drive shaft 8 and the base plate 5 of the bushing 5-1.

Durch die axiale Verlagerung des Zwischenelements 12 zur Mitte der Anordnung zwischen den Trägerplatten 15-1, 15-2 wird die Feder 19 zwangsweise verkürzt, sodass die ursprünglich für die CVT-Getriebestufe mit den Kegelrädern 1, 2 voreingestellten Kräfteverhältnisse beeinflusst werden. Die Feder 19 wird nämlich komprimiert und verliert damit zumindest teilweise ihre Spreizungswirkung zwischen den Kegelscheibenelementen 1-1, 1-2. Dies führt dazu, dass sich der wirksame Durchmesser am Kegelrad 1 der Antriebswelle 8 verringert und sich daraus folgend an der Abtriebswelle 7 wiederum automatisch ein größerer Durchmesser einstellt; die Vorspannkräfte der abtriebsseitigen Feder 18 bleiben unverändert, so dass sich aufgrund der festen Länge des Zugmittels 21 am Kegelrad 2 zwangsläufig eine Änderung als Reaktion auf die Veränderung am Kegelrad 1 einstellt.Due to the axial displacement of the intermediate element 12 to the center of the arrangement between the carrier plates 15-1, 15-2, the spring 19 is forcibly shortened, so that the force ratios originally preset for the CVT gear stage with the bevel gears 1, 2 are influenced. The spring 19 is in fact compressed and thus at least partially loses its spreading effect between the conical disk elements 1-1, 1-2. This means that the effective diameter on the bevel gear 1 of the drive shaft 8 is reduced and, as a result, a larger diameter is automatically set on the output shaft 7; the prestressing forces of the output-side spring 18 remain unchanged, so that due to the fixed length of the traction mechanism 21 on the bevel gear 2 there is inevitably a change as a reaction to the change on the bevel gear 1 .

Durch die Ausbildung des Gewindes am Absatz 8-1 wird erreicht, dass bei einer Rotation der Antriebswelle 8, welche einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs entspricht, die in 3 dargestellte Position des Zwischenelements 12 erhalten bleibt. Bei Rückwärtsfahrt hingegen schiebt sich das Zwischenelement 12 aus der Buchse 5-1 heraus.The formation of the thread on paragraph 8-1 ensures that when the drive shaft 8 rotates, which corresponds to forward travel of the vehicle, the 3 shown position of the intermediate element 12 is retained. When reversing, however, the intermediate element 12 pushes out of the socket 5-1.

Derselbe Effekt tritt ein, wenn - zum Beispiel im Leerlaufbetrieb - die Drehzahl an der Antriebswelle 8 nicht mehr im Einklang mit der durch das momentane Übersetzungsverhältnis der Kegelräder 1, 2 bestimmten Drehzahl der Räder des Fahrzeugs an der Abtriebswelle 7 ist. Auch dann kommt es zu einer gegenläufigen Rotation zwischen dem Absatz 8-1 und dem Zwischenelement 12. Dadurch wird das Übersetzungsverhältnis zwangsweise beeinflusst und die Funktion einer Motorbremse geschaffen.The same effect occurs when - for example when idling - the speed at the drive shaft 8 is no longer consistent with the speed of the wheels of the vehicle at the output shaft 7 determined by the instantaneous transmission ratio of the bevel gears 1, 2. Then, too, there is a counter-rotation between the shoulder 8-1 and the intermediate element 12. As a result, the transmission ratio is positively influenced and the function of an engine brake is created.

Um auch unabhängig von den Relationen von Drehzahl und Drehmoment zwischen der Abtriebswelle 7 und der Antriebswelle 8 eine Vorwahl des Übersetzungsverhältnisses durch die Übersetzungsvorwahleinrichtung 23 erzwingen zu können, ist ein Zugmittel 16 vorgesehen, welches endseitig mit dem Zwischenelement 12 verbunden ist. Bei dem Zugmittel 16 kann es sich beispielsweise um ein Drahtseil handeln, welches über eine Stelleinrichtung in der Übersetzungsvorwahleinrichtung 23 angezogen werden kann, um das Zwischenelement 12 in die Mitte der Getriebeanordnung zu verlagern und darüber die Feder 19 zwangsweise zu verkürzen. Infolgedessen wandert die Buchse 5-1 mit dem Kegelscheibenelement 1-2 nach oben, wodurch sich der Durchmesser am Kegelrad 1 verringert, also eine kleine Übersetzung herbeigeführt wird.In order to be able to force a preselection of the transmission ratio by means of the transmission preselection device 23 independently of the relationship between speed and torque between the output shaft 7 and the drive shaft 8, a traction mechanism 16 is provided, which is connected at the end to the intermediate element 12. The traction mechanism 16 can be a wire cable, for example, which can be tightened via an adjusting device in the gear ratio preselection device 23 in order to move the intermediate element 12 to the center of the gear arrangement and thereby forcibly shorten the spring 19 . As a result, the bushing 5-1 moves upwards with the conical disk element 1-2, as a result of which the diameter on the conical gear 1 is reduced, i.e. a small transmission is brought about.

Der Fahrbetrieb stellt sich wie folgt dar:The driving operation is as follows:

a) Anfahren in Vorwärtsfahrta) Driving forward

Wird auf das Gaspedal getreten, wird die elektrische Kupplung 220 betätigt, so dass das Drehmoment des Motors 210 an der Antriebswelle 8 wirksam ist. Das Zwischenelement 12 mit der Feder 19 wird zur Bodenplatte 5 der mit dem Kegelscheibenelement 1-2 verbundenen Buchse 5-1 geschoben. Dadurch wird der wirksame Durchmesser am Kegelrad 1 klein. Am Kegelrad 2 stellt sich automatisch ein großer Durchmesser ein, so dass das Übersetzungsverhältnis klein ist und eine langsame Fahrstufe vorliegt. Mit zunehmender Geschwindigkeit dehnt sich dann die Feder 19 wieder aus, so dass der Durchmesser am Kegelrad 1 wieder steigt und am Kegelrad 2 entsprechend sinkt. Das Übersetzungsverhältnis passt sich für eine schnelle Fahrstufe an.If the gas pedal is stepped on, the electric clutch 220 is actuated, so that the torque of the motor 210 is effective on the drive shaft 8 . The intermediate element 12 with the spring 19 is pushed to the bottom plate 5 of the bushing 5-1 connected to the conical disk element 1-2. As a result, the effective diameter on the bevel gear 1 becomes small. A large diameter is automatically set on the bevel gear 2, so that the transmission ratio is small and there is a slow gear. With increasing speed, the spring 19 expands again, so that the diameter at the bevel gear 1 increases again and at the bevel gear 2 decreases accordingly. The gear ratio adjusts for a fast gear.

b) Motorbremseb) engine brake

Auf einer Gefällestrecke kann durch die Übersetzungsvorwahleinrichtung 23 das Kegelscheibenelement 1-2 näher zum Kegelscheibenelement 1-1 gezogen werden, um den Durchmesser am Kegelrad 1 zu verringern und eine Motorbremsfunktion zu erreichen.On a downhill gradient, the conical disk element 1-2 can be pulled closer to the conical disk element 1-1 by the transmission preselection device 23 in order to reduce the diameter at the bevel gear 1 and to achieve an engine braking function.

c) Anfahren in Rückwärtsfahrtc) Starting in reverse

Die Ausbildung der Spindel am Absatz 8-1 an der Antriebswelle 8 führt dazu, dass die Buchse 5-1 nach außen, zur Trägerplatte 15-2 hin, fährt und sich deren in 3 gezeigte Stellung ergibt. Das führt zu einem großen Durchmesser am Kegelrad 1. Um rückwärts fahren zu können, muss zum einen ein Fahrtrichtungsschalter 28 (siehe 4) in Rückwärtsfahrt geschaltet werden, worüber das Umkehrgetriebe 230 betätigt wird. Um das Anfahren bei Rückwärtsfahrt zu erleichtern, wird über die Übersetzungsvorwahleinrichtung 23 das Zugmittel 16 gespannt und die Buchse 5-1 zwangsweise zur Mitte hin verschoben, um ein kleines Übersetzungsverhältnis vorzugeben.The formation of the spindle at paragraph 8-1 on the drive shaft 8 means that the bushing 5-1 moves outwards towards the carrier plate 15-2 and moves in 3 position shown. This leads to a large diameter on the bevel gear 1. In order to be able to drive backwards, a travel direction switch 28 (see 4 ) are switched to reverse, which actuates the reversing gear 230. In order to facilitate starting when reversing, the traction means 16 is tensioned via the transmission preselection device 23 and the bushing 5-1 is forcibly shifted towards the center in order to specify a small transmission ratio.

Ein möglicher Aufbau der Übersetzungsvorwahleinrichtung 23 ist in 4 dargestellt. Die Ansicht ist in Bezug auf die Darstellung in 3 von unten gewählt, so dass die Abtriebswelle 7 in 4 rechts angeordnet ist.A possible structure of the translation preselection device 23 is shown in 4 shown. The view is relative to that shown in 3 dialed from below so that the output shaft is 7 in 4 is arranged on the right.

Damit das Zugmittel 16 nicht lose im Fahrzeuggetriebe 100 hängt, wenn die Übersetzungsvorwahleinrichtung 23 nicht benutzt wird, ist es auf einer Spule aufgewickelt, die über eine Rollfeder 23-11 rotiert wird. Dadurch wird das Zugmittel 16 gestrafft. Die Spule ist auf einer Achse 23-1 befestigt, die an einem Axiallager 23-4 rotierbar festgelegt ist. Über eine Gewindemutter 23-2 auf einem Gewindeabschnitt der Achse 23-1 kann ein Endschalter betätigt werden.So that the traction means 16 does not hang loosely in the vehicle transmission 100 when the gear ratio preselection device 23 is not being used, it is wound up on a spool which is rotated by a scroll spring 23-11. As a result, the traction means 16 is tightened. The spool is mounted on an axle 23-1 which is rotatably fixed to a thrust bearing 23-4. A limit switch can be actuated via a threaded nut 23-2 on a threaded section of the axis 23-1.

Soll nun durch die Übersetzungsvorwahleinrichtung 23 das Übersetzungsverhältnis aktiv beeinflusst werden, muss der Fahrer dazu einen Getriebewahlschalter 27 betätigen. Infolgedessen wird über einen Magneten 23-3 ein Zahnradelement 23-8 gegen die Kraft einer Feder 23-7 herangezogen, so dass das Zahnradelement 23-8 in das Ende der Achse 23-1 eingreift. Das Zahnradelement 23-8 kämmt mit einer Gewindeschnecke eines Motors 24-2. Mit der Rotation der Welle des Motors 24-2 rotiert folglich die Achse 23-1 und wickelt an der Spule das Zugmittel 16 auf. Über das Zugmittel 16 wird das Zwischenelement 12 axial verschoben und damit der wirksame Durchmesser am Kegelrad 1 beeinflusst.If the transmission ratio is now to be actively influenced by the transmission preselection device 23 , the driver must actuate a transmission selector switch 27 for this purpose. As a result, a gear element 23-8 is pulled against the force of a spring 23-7 via a magnet 23-3, so that the gear element 23-8 engages the end of the axle 23-1. The gear member 23-8 meshes with a worm gear of a motor 24-2. With the rotation of the shaft of the motor 24-2, the axle 23-1 consequently rotates and winds up the traction means 16 on the spool. The intermediate element 12 is displaced axially via the traction mechanism 16 and the effective diameter on the bevel gear 1 is thus influenced.

Claims

Fahrzeuggetriebe (100) mit wenigstens einer CVT-Getriebestufe, wobei — die CVT-Getriebestufe wenigstens ein im Durchmesser veränderliches Kegelrad (1) auf einer Antriebswelle (8) und ein im Durchmesser veränderliches Kegelrad (2) auf einer Abtriebswelle (7) umfasst, — wobei die Kegelräder (1, 2) über ein endloses Zugmittel (21) miteinander verbunden sind und jeweils aus einem Paar von Kegelscheibenelementen (1-1, 1-2; 2-1, 2-2) gebildet sind, die zueinander verschiebbar auf der jeweiligen Welle (7, 8) angeordnet sind und die paarweise jeweils mittels wenigstens einer Feder (18, 19) gegeneinander vorgespannt sind, dadurch gekennzeichnet, — dass die Vorspannung in der Feder, welche die Abspreizung in dem Paar von Kegelscheibenelementen (1-1, 1-2) an der Antriebswelle (8) bewirkt, unabhängig von der axialen Verschiebung wenigstens eines auf der Antriebswelle (8) verschiebbaren Kegelscheibenelements (1-1, 1-2) veränderbar ist und — dass die Feder (18) an einem von den Kegelscheibenelementen (1-1, 1-2) entkoppelten Zwischenelement (12) abgestützt ist, das axial verschiebbar, aber nicht rotierbar auf der Antriebswelle (8) angeordnet ist, wobei die Vorspannung der Feder (18) über eine axiale Verschiebung des Zwischenelements (12) im Betrieb veränderbar ist.Vehicle transmission (100) with at least one CVT gear stage, wherein - the CVT gear stage comprises at least one bevel gear (1) with variable diameter on a drive shaft (8) and one bevel gear (2) with variable diameter on an output shaft (7), - wherein the bevel gears (1, 2) are connected to one another via an endless traction mechanism (21) and are each formed from a pair of conical disk elements (1-1, 1-2; 2-1, 2-2) which are displaceable relative to one another on the respective shaft (7, 8) and which are prestressed against each other in pairs by means of at least one spring (18, 19), characterized in that the prestressing in the spring, which causes the spread in the pair of conical disk elements (1-1, 1-2) on the drive shaft (8), independently of the axial displacement of at least one conical disk element (1-1, 1-2) that can be moved on the drive shaft (8) and - that the spring (18) on one of the pulley element en (1-1, 1-2) decoupled intermediate element (12), which is arranged to be axially displaceable but not rotatable on the drive shaft (8), the prestressing of the spring (18) being carried out via an axial displacement of the intermediate element (12 ) can be changed during operation.

Fahrzeuggetriebe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (12) innerhalb einer auf der Antriebswelle (8) axial verschiebbaren, mit der Antriebswelle (8) rotierenden Buchse (5-1) angebracht ist, welche mit einem der Kegelscheibenelemente (1-2) verbunden ist.Vehicle transmission (100) according to claim 1 , characterized in that the intermediate element (12) is fitted within a bush (5-1) which is axially displaceable on the drive shaft (8) and rotates with the drive shaft (8) and which is connected to one of the conical disk elements (1-2).

Fahrzeuggetriebe (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenelement (12) mittels einer Übersetzungsvorwahleinrichtung (23) axial gegenüber der Antriebswelle (8) verschiebbar ist.Vehicle transmission (100) according to claim 1 or 2 , characterized in that the intermediate element (12) by means of a transmission preselection direction (23) is axially displaceable relative to the drive shaft (8).

Fahrzeuggetriebe (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsvorwahleinrichtung (23) ein motorisch straffbares Zugmittel (16) umfasst, das mit dem Zwischenelement (12) verbunden ist.Vehicle transmission (100) according to claim 3 , characterized in that the gear ratio preselection device (23) comprises a traction means (16) which can be tightened by a motor and which is connected to the intermediate element (12).

Fahrzeuggetriebe (100) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsvorwahleinrichtung (23) ein Bewegungsgewinde umfasst, das zwischen der Antriebswelle (8) und der Buchse (5-1) ausgebildet ist, welche eines der Kegelscheibenelemente (1-2) trägt, wobei die Buchse (5-1) und die Antriebswelle (8) über das Spindelgewinde derart miteinander gekoppelt ist, dass bei einer der Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs entsprechenden Rotation der Antriebswelle (8) das an der Buchse (5-1) angebrachte Kegelscheibenelement (1-2) axial auf das andere Kegelscheibenelement (1-1) zubewegt wird.Vehicle transmission (100) according to claim 3 or 4 , characterized in that the transmission preselection device (23) comprises a movement thread formed between the drive shaft (8) and the bush (5-1) which carries one of the conical disk elements (1-2), the bush (5-1 ) and the drive shaft (8) is coupled to one another via the spindle thread in such a way that when the drive shaft (8) rotates, corresponding to forward travel of the vehicle, the conical disk element (1-2) attached to the bushing (5-1) axially engages the other conical disk element (1-1) is moved towards.

Fahrzeuggetriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegelräder (1, 2) jeweils durch zwei Kegelscheibenelemente (1-1, 1-2; 2-1, 2-2) gebildet sind, die eine Vielzahl von Speichen umfassen, wobei die Speichen des Paars von Kegelscheibenelementen (1-1, 1-2; 2-1, 2-2) ineinander kämmend angeordnet sind.Vehicle transmission (100) according to any one of the preceding Claims 1 until 5 , characterized in that the bevel gears (1, 2) are each formed by two conical disk elements (1-1, 1-2; 2-1, 2-2) comprising a plurality of spokes, the spokes of the pair of conical disk elements (1-1, 1-2; 2-1, 2-2) are arranged to mesh with each other.

Fahrzeuggetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kegelscheibenelement radiale Schlitze aufweist, und ein Kegelscheibenelement eine Vielzahl von Stäben aufweist, die sich von einem Zentralbereich aus frei radial nach außen erstrecken und in die Schlitze des anderen Kegelscheibenelements eingreifen.Vehicle transmission according to one of the preceding Claims 1 until 6 , characterized in that one sheave member has radial slots and one sheave member has a plurality of rods freely extending radially outwardly from a central portion and engaging the slots of the other sheave member.