WO2010009695A1 - Verstellanordnung für eine elektrische verstellung eines kurbel-cvts - Google Patents

Verstellanordnung für eine elektrische verstellung eines kurbel-cvts Download PDF

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Lázlo MAN
Oswald Friedmann
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H29/00—Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action
    • F16H29/02—Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action between one of the shafts and an oscillating or reciprocating intermediate member, not rotating with either of the shafts
    • F16H29/04—Gearings for conveying rotary motion with intermittently-driving members, e.g. with freewheel action between one of the shafts and an oscillating or reciprocating intermediate member, not rotating with either of the shafts in which the transmission ratio is changed by adjustment of a crank, an eccentric, a wobble-plate, or a cam, on one of the shafts

Definitions

  • the present invention relates to an adjustment arrangement for the electrical adjustment of a crank CVT according to the preamble of patent claim 1.
  • crank-CVT transmission of a motor vehicle which comprises at least one drive shaft rotatably mounted in a transmission housing, which is connectable to the engine of the motor vehicle, and an output shaft mounted in the transmission housing which is connected to the drive shaft via the crank CVT.
  • an electric variable motor which can rotate an adjusting shaft mounted in the output shaft for adjusting the eccentricity of the crank CVTs.
  • the object of the present invention is therefore to provide an adjustment arrangement for the adjusting shaft of a crank CVT, which has a good efficiency and has a relatively small weight.
  • an adjusting arrangement for the electrical adjustment of a crank CVT in which a drive shaft and an output shaft are rotatably mounted in a housing, wherein the drive shaft and the output shaft parallel to each other.
  • On the drive shaft a plurality of eccentric units are arranged side by side in the direction of the axis of rotation thereof.
  • On the output shaft several freewheeling units are arranged side by side in the direction of the axis of rotation thereof.
  • the eccentric units are each connected via a kausseiemet a connecting device with a corresponding freewheel unit.
  • an electric adjusting motor for varying the eccentricity of the eccentric units with respect to the rotation axis rotatable adjusting shaft.
  • the cogging torque so large is that the individual adjustment positions of the adjusting shaft are preserved by the cogging torque.
  • the main advantage of the present invention and the use of an electric Verstellmotors with a high cogging torque is that the present Verstellanordndung has a good efficiency, so that the adjustment energy is generally low. In addition, no mechanical lock is required, which absorbs the switching torque. Due to the inventive use of the special electric motor with a naturally high cogging torque, a large part of the holding torque is applied so that no holding current is required in the adjustment or operating positions. By eliminating a parking brake or lock the total weight of the adjustment can be reduced.
  • an adjusting motor with the required high cogging torque is particularly suitable an EC motor or a brushless motor with a rotor with permanent magnets and a stator with stator windings.
  • the stator windings can advantageously be integrated directly into the adjusting shaft, so that the adjusting motor is better cooled and thereby its thermal capacity is increased.
  • the present adjustment arrangement 1 in a housing 2 as a transmission input shaft to a drive shaft 3, which is connected to a drive motor, for. B. an internal combustion engine of a motor vehicle (not shown) is connectable.
  • an output shaft 4 is provided as a transmission output shaft.
  • the drive shaft 3 and the output shaft 4 are arranged in the housing 2 parallel to each other and rotatably supported by bearings 5 and 6 respectively.
  • the drive shaft 3 and the output shaft 4 are drivingly connected to each other by a crank-CVT gear, which is arranged on the drive shaft 3 eccentric 7, arranged on the output shaft 4 freewheel device 8 and a drive shaft 3 drivingly connected to the output shaft 4 connecting device. 9 includes.
  • the eccentric device 7 comprises in the illustrated adjustment arrangement 1 a plurality of eccentric units 10 arranged axially next to one another on the drive shaft 3.
  • the freewheel device 8 comprises a plurality of freewheel units 11 arranged axially next to one another on the output shaft 4.
  • each eccentric unit 10 the drive shaft 3 has a guide region 13 offset eccentrically with respect to its axis of rotation 12, on the lateral surface of which an eccentric component 14 is mounted rotatably or pivotably.
  • On the Exzenterbauteil 14 at least one connecting element 15, which is preferably designed as a connecting rod, rotatably arranged.
  • the storage of this connecting element 15 takes place in the illustrated embodiment via a bearing 16th
  • the drive shaft 3 comprises a recess 22 extending in the direction of its axis of rotation 12 in which an adjusting shaft 17 is rotatably arranged.
  • the adjusting shaft 17 has an outer toothing 18, whose teeth are in engagement with the teeth of an internal toothing 19 of the eccentric component 14.
  • an electric adjusting motor 20 is preferably provided coaxially to the axis of rotation 12 of the drive shaft 3, which according to the invention is a special motor with an extremely high cogging torque.
  • the output 21 of the adjusting motor 20 is connected in the manner shown with the adjusting shaft 17.
  • the stator windings of the stator of the adjusting 20 may be arranged directly on a portion of the adjusting 17, which protrudes from the recess 22 of the drive shaft 3, so that the entire adjusting motor 20 is better cooled, whereby its thermal capacity is increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verstellanordnung für die elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs, bei der in einem Gehäuse (2) eine Antriebswelle (3) und eine Abtriebswelle (4) jeweils drehbar gelagert sind, wobei die Antriebswelle und die Abtriebswelle parallel zueinander verlaufen, wobei auf der Antriebswelle in der Richtung der Rotationsachse (12) derselben nebeneinander mehrere Exzentereinheiten (10) angeordnet sind, wobei auf der Abtriebswelle in der Richtung der Rotationsachse derselben nebeneinander mehrere Freilauf einheiten (11) angeordnet sind, wobei die Exzentereinheiten jeweils über ein Verbindungselement (15) mit einer entsprechenden Freilaufeinheit verbunden sind und wobei in einer Ausnehmung (22) der Antriebswelle (3) eine durch einen elektrischen Verstellmotor (20) zur Veränderung der Exzentrizität der Exzentereinheiten in Bezug auf die Rotationsachse verdrehbare Verstellwelle angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist als Verstellmotor ein elektrischer Verstellmotor vorgesehen, dessen Rastmoment so groß ist, dass die einzelnen Verstellpositionen der Verstellwelle durch das Rastmoment haltbar sind.

Description

Verstellanordnung für eine elektrische Verstellung eines Kurbel -CVTs
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verstellanordnung für die elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 102 43 535 A1 geht eine Verstellanordnung für die Verstellung eines Kurbel-CVT- Getriebes eines Kraftfahrzeuges hervor, die wenigstens eine in einem Getriebegehäuse drehbar gelagerte Antriebswelle, die mit dem Motor des Kraftfahrzeuges verbindbar ist, sowie eine in dem Getriebegehäuse gelagerte Abtriebswelle umfasst, die mit der Antriebswelle über das Kurbel-CVT verbunden ist. Es ist ferner ein elektrischer Verstellmotor vorgesehen, der eine in der Abtriebswelle gelagerte Verstellwelle zum Verstellen der Exzentrizität des Kurbel-CVTs verdrehen kann.
Ein Problem einer derartigen Verstellanordnung mit einem elektrischen Verstellmotor besteht darin, dass der Verstellmotor eine Feststellbremse oder eine Sperre benötigt, damit er in einer bestimmten Verstellposition gehalten wird. Dadurch wird das Gewicht des Verstellgetriebes wesentlich vergrößert. Eine alternative Lösung besteht darin, den Verstellmotor laufend zu bestromen, damit er seine jeweilige Verstellposition halten kann. Dadurch wird jedoch der Wirkungsgrad der Verstellanordnung erheblich beeinträchtigt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Verstellanordnung für die Verstellwelle eines Kurbel-CVTs zu schaffen, die einen guten Wirkungsgrad besitzt und ein relativ kleines Gewicht aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Verstellanordnung für die elektrische Verstellung eines Kurbel- CVTs, gelöst, bei der in einem Gehäuse eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle jeweils drehbar gelagert sind, wobei die Antriebswelle und die Abtriebswelle parallel zueinander verlaufen. Auf der Antriebswelle sind in der Richtung der Rotationsachse derselben nebeneinander mehrere Exzentereinheiten angeordnet. Auf der Abtriebswelle sind in der Richtung der Rotationsachse derselben nebeneinander mehrere Freilaufeinheiten angeordnet. Die Exzentereinheiten sind jeweils über ein Verbindungseiemet einer Verbindungseinrichtung mit einer entsprechenden Freilaufeinheit verbunden. In einer Ausnehmung der Antriebswelle ist eine durch einen elektrischen Verstellmotor zur Veränderung der Exzentrizität der Exzentereinheiten in Bezug auf die Rotationsachse verdrehbare Verstellwelle angeordnet. Als Verstellmotor ist ein selbsthaltender, elektrischer Verstellmotor vorgesehen, dessen Rastmoment so groß ist, dass die einzelnen Verstellpositionen der Verstellwelle durch das Rastmoment haltbar sind.
Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung und der Verwendung eines elektrischen Verstellmotors mit einem hohen Rastmoment besteht darin, dass die vorliegende Verstellanordndung einen guten Wirkungsgrad besitzt, sodass die Verstellenergie generell niedrig ist. Außerdem wird dabei keine mechanische Sperre benötigt, die das Schaltmoment aufnimmt. Durch die erfindungsgemäße Verwendung des speziellen Elektromotors mit einem naturgemäß hohen Rastmoment wird ein Großteil des Haltemomentes aufgebracht, sodass in den Verstell- bzw. Betriebspositionen kein Haltestrom erforderlich ist. Durch den Entfall einer Feststellbremse bzw. Sperre kann das Gesamtgewicht der Verstellanordnung reduziert werden.
Als Verstellmotor mit dem geforderten hohen Rastmoment eignet sich insbesondere ein EC- Motor oder ein bürstenloser Motor mit einem Rotor mit Permanentmagneten und einem Stator mit Statorwicklungen. Dabei können die Statorwicklungen vorteilhafterweise direkt in die Verstellwelle integriert sein, sodass der Verstellmotor besser gekühlt und dadurch seine thermische Belastbarkeit vergrößert wird.
Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Figur näher erläutert.
Wie dies in der Figur dargestellt ist, weist die vorliegende Verstellanordnung 1 in einem Gehäuse 2 als Getriebeeingangswelle eine Antriebswelle 3 auf, die mit einem Antriebsmotor, z. B. einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges (nicht dargestellt) verbindbar ist. Neben der Antriebswelle 3 ist eine Abtriebswelle 4 als Getriebeausgangswelle vorgesehen. Die Antriebswelle 3 und die Abtriebswelle 4 sind im Gehäuse 2 parallel zueinander angeordnet und durch Lager 5 bzw. 6 verdrehbar gelagert.
Die Antriebswelle 3 und die Abtriebswelle 4 sind antriebsmäßig durch ein Kurbel-CVT- Getriebe miteinander verbunden, das eine auf der Antriebswelle 3 angeordnete Exzentereinrichtung 7, eine auf der Abtriebswelle 4 angeordneten Freilaufeinrichtung 8 und eine die Antriebswelle 3 mit der Abtriebswelle 4 antriebsmäßig verbindenden Verbindungseinrichtung 9 umfasst.
Die Exzentereinrichtung 7 umfasst bei der dargestellten Verstellanordnung 1 eine Mehrzahl von an der Antriebswelle 3 axial nebeneinander angeordneten Exzentereinheiten 10. Die Freilaufeinrichtung 8 umfasst eine Mehrzahl von an der Abtriebswelle 4 axial nebeneinander angeordneten Freilaufeinheiten 11.
Zur Bildung jeder Exzentereinheit 10 besitzt die Antriebswelle 3 einen gegenüber ihrer Rotationsachse 12 exzentrisch versetzten Führungsbereich 13, auf dessen Mantelfläche ein Exzenterbauteil 14 verdrehbar bzw. verschwenkbar gelagert ist. Auf dem Exzenterbauteil 14 ist mindestens ein Verbindungselement 15, das vorzugsweise als Pleuelstange ausgebildet ist, verdrehbar angeordnet. Die Lagerung dieses Verbindungselementes 15 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Lager 16.
Die Antriebswelle 3 umfasst eine sich in Richtung ihrer Rotationsachse 12 erstreckende Ausnehmung 22, in der eine Verstellwelle 17 drehbar angeordnet. Die Verstellwelle 17 besitzt eine Außenverzahnung 18, deren Zähne mit den Zähnen einer Innenverzahnung 19 des Exzenterbauteils 14 in Eingriff stehen. Durch eine Verdrehung der Verstellwelle 17 kann die Exzentrizität der Exzenterbauteile 14 verändert werden.
Zum Verdrehen der Verstellwelle 17 ist vorzugsweise koaxial zur Rotationsachse 12 der Antriebswelle 3 ein elektrischer Verstellmotor 20 vorgesehen, bei dem es sich erfindungsgemäß um einen Spezialmotor mit einem extrem hohen Rastmoment handelt. Der Abtrieb 21 des Verstellmotors 20 ist in der ersichtlichen Weise mit der Verstellwelle 17 verbunden.
An der Stelle der in diesem Zusammenhang üblichen elektrischen Verstellmotoren, die entweder einen dauernden Haltestrom benötigen, um die jeweiligen Verstellpositionen der Verstellwelle 17 halten zu können, oder die zu diesem Zweck mit einer mechanischen Sperre zusammenwirken müssen, wird erstmals ein selbsthaltender Verstellmotor mit einem hohen Rastmoment verwendet., der weder einen permanenten Haltestrom noch eine mechanische Sperre benötigt. Als solche Verstellmotoren mit einem hohen Rastmoment eignen sich insbesondere EC-Motoren oder bürstenlose Motoren, die stark ausgeprägte magnetische Pole besitzen, die eine ausreichend starke Rastierung des Motors zum Halten der jeweiligen Verstellpositionen der Verstellwelle 17 ergeben.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können die Statorwicklungen des Stators des Verstellmotors 20 direkt auf einem Bereich der Verstellwelle 17 angeordnet sein, der aus der Ausnehmung 22 der Antriebswelle 3 herausragt, sodass der gesamte Verstellmotor 20 besser gekühlt wird, wodurch seine thermische Belastbarkeit erhöht wird. Bezugszeichenliste
Verstellanordnung Gehäuse Antriebswelle Antriebswelle Lager Lager Exzentereinrichtung Freilaufeinrichtung Verbindungseinrichtung Exzentereinheit Freilaufeinheit Rotationsachse Führungsbereich Exzenterbauteil Verbindungselement Lager Verstellwelle Außenverzahnung Innenverzahnung Verstellmotor Abtrieb Ausnehmung

Claims

Patentansprüche
1. Verstellanordnung für die elektrische Verstellung eines Kurbel-CVTs, bei der in einem Gehäuse (2) eine Antriebswelle (3) und eine Abtriebswelle (4) jeweils drehbar gelagert sind, wobei die Antriebswelle (3) und die Abtriebswelle (4) parallel zueinander verlaufen, wobei auf der Antriebswelle (3) in der Richtung der Rotationsachse (12) derselben nebeneinander mehrere Exzentereinheiten (10) angeordnet sind, wobei auf der Abtriebswelle (4) in der Richtung der Rotationsachse derselben nebeneinander mehrere Freilaufeinheiten (11) angeordnet sind, wobei die Exzentereinheiten (10) jeweils über ein Verbindungselement (15) mit einer entsprechenden Freilaufeinheit (11 ) verbunden sind und wobei in einer Ausnehmung (22) der Antriebswelle (3) eine durch einen elektrischen Verstellmotor (20) zur Veränderung der Exzentrizität der Exzentereinheiten (10) in Bezug auf die Rotationsachse (12) verdrehbare Verstellwelle (17) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmotor (20) ein elektrischer Verstellmotor ist, dessen Rastmoment so groß ist, dass die einzelnen Verstellpositionen der Verstellwelle (16) durch das Rastmoment haltbar sind.
2. Verstellanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellmotor ein EC-Motor ist.
3. Verstellanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der bürstenlose Verstellmotor einen Rotor mit Permanentmagneten und einen Stator mit Statorwicklungen umfasst.
4. Verstellanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Statorwicklungen direkt in die Verstellwelle integriert sind.
PCT/DE2009/000933 2008-07-21 2009-07-02 Verstellanordnung für eine elektrische verstellung eines kurbel-cvts WO2010009695A1 (de)

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