WO2010043193A1 - Antriebswellenanordnung für ein getriebe eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Antriebswellenanordnung für ein getriebe eines kraftfahrzeuges Download PDF

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WO2010043193A1
WO2010043193A1 PCT/DE2009/001339 DE2009001339W WO2010043193A1 WO 2010043193 A1 WO2010043193 A1 WO 2010043193A1 DE 2009001339 W DE2009001339 W DE 2009001339W WO 2010043193 A1 WO2010043193 A1 WO 2010043193A1
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drive shaft
bearing
exzenterbauteiles
eccentric component
shaft assembly
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PCT/DE2009/001339
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English (en)
French (fr)
Inventor
Oswald Friedmann
Original Assignee
Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Classifications

    • 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 a drive shaft assembly for a transmission of a motor vehicle, in particular for a crank CVT
  • From DE 102 43 535 A1 discloses such a continuously variable transmission of a motor vehicle, which essentially comprises a drive shaft and an output shaft, which are aligned parallel to one another rotatably mounted in a transmission housing.
  • the drive shaft and the output shaft via an eccentric device provided on the drive shaft, a freewheel device arranged on the output shaft and a connecting rod device arranged between the eccentric device and the freewheel device are connected to one another.
  • the eccentric consists of a plurality of eccentric units, which are arranged axially next to one another on the drive shaft.
  • the freewheel device consists of several freewheel units, which are arranged axially adjacent to each other on the output shaft.
  • the connecting rod device comprises a plurality of connecting rod parts, which each connect an eccentric unit and a freewheel unit.
  • the mounted in the gear housing 10 drive shaft 1 according to Figure 1 integrally formed with her, with respect to its axis of rotation 3 eccentrically offset, crescent-shaped cam parts 4, on whose lateral surfaces 2 each an eccentric 5 is rotatably mounted.
  • On the Exzenterbauteil 5 one side of at least one Pleuelteiles 7 with a bearing 18 is rotatably mounted.
  • Each eccentric component 5 has a recess 15 (FIG. 3) for receiving the cam part 4, wherein an internal toothing 6 extends around the recess 15.
  • the internal toothing 6 is matched to the lateral surface 2 of the cam part 4 such that the eccentric component 5 is centered on the cam part 4 via the internal toothing 6.
  • the drive shaft 1, or the cam parts 4 thereof, have a recess 8 which extends in the direction of the axis of rotation 3 of the drive shaft 1 and in which an adjusting shaft 9 is rotatably arranged.
  • the adjusting shaft 9 has an external toothing 13 which engages in the internal toothing 6 of the eccentric components 5.
  • the adjusting shaft 9 is mounted in the recess 8 of the drive shaft 1 via the sections of the outer toothing 13 which form the tip circle of the external toothing 13.
  • the cam parts 4 are so crescent-shaped formed so that their recesses 8 are open over a certain angular range, so that in these open angle regions, the outer teeth 13 of the adjusting 9 protrudes radially relative to the outer surface 2 of the cam parts 4, wherein engagement in the internal teeth 6 of the Exzenterbaumaschines 5 is made possible.
  • the cam parts 4 have with respect to their cylindrical surface 2 a central axis 16 ( Figure 3), which is arranged eccentrically by a certain distance from the axis of rotation 3 of the drive shaft 1.
  • the eccentric 5 have with respect to their cylindrical surfaces 12 a central axis 4, which is offset relative to the said central axis 16 of the cam parts 4 eccentrically by a distance so that the eccentricity of the central axis 14 of the Exzenterbaumaschine 5 relative to the axis of rotation 3 of the drive shaft 1, for example twice is as large as the eccentricity of the central axis 16 of the cam parts 4 with respect to the axis of rotation.
  • the eccentric 5 Due to the rotation of the adjusting shaft 9 in the recess 8 of the drive shaft 1, the eccentric 5 is rotated about the central axis 16 of the corresponding cam member 4. In this case, the central axis 14 of the Exzenterbaumaschines 5 moves about the central axis 16 of the cam member 4, wherein the extent of the eccentricity of the Exzenterbaumaschines 5 with respect to the axis of rotation 3 of the drive shaft 1 is changed.
  • the adjusting shaft 9 is rotated by an adjusting drive in the form of an electric motor 17, wherein between the electric motor 17 and the adjusting shaft 9, a transmission gear 19 is connected.
  • a problem of such a drive shaft arrangement is that the result of the weight of the Exzenterbaumaschines 5 during rotation of the drive shaft 1 is an outwardly acting torque that must be supported by the electric motor 17 with the associated transmission gear 19. For a constant travel of the motor vehicle or for slow adjustments, therefore, the electric motor 17 must be energized. The torque resulting from the Pleuelzugkraft is too small in many operating points to compensate for the torque from the centrifugal force.
  • the object of the present invention is therefore to design a drive shaft arrangement for a transmission, in particular for a crank CVT, so that the torques resulting from the centrifugal force and from the connecting rod tensile force on the eccentric component are compensated for in the main drive regions of the motor vehicle.
  • This object is achieved by a drive shaft assembly for a transmission of a motor vehicle, in particular for a crank CVT, with a drive shaft mounted in a transmission housing, wherein on the drive shaft at least one offset relative to its axis of rotation cam member is rotatably disposed on the lateral surface of an eccentric rotatable is.
  • On the lateral surface of the Exzenterbaumaschineerss one end of a Pleuelteiles is rotatably mounted with a bearing.
  • the eccentricity of the Exzenterbaumaschines is adjustable by an adjustment.
  • the eccentric component has a balancing mass range which at least partially compensates for torques which are due to the centrifugal force produced during the rotation of the eccentric component and / or to the connecting rod tensile force caused on the connecting rod part.
  • the essential advantage of the drive shaft arrangement according to the invention is that the provision of an additional or compensating mass on the eccentric component of a crank CVT ensures that the torques attributable to the centrifugal force and the connecting rod tensile force are compensated in the main driving ranges of a motor vehicle.
  • the eccentric component as a particularly advantageous adjusting mechanism with respect to its central axis eccentrically offset recess in which the cam member is rotatably mounted, wherein the drive shaft has an axially extending recess in which an adjusting shaft rotatably arranged with an external toothing is.
  • an internal toothing is arranged on the inner circumference of the eccentric recess of the eccentric component.
  • the cam member is formed so crescent-shaped that the recess is open in its area over a certain angular range, so engages in this angular range, the outer toothing of the adjusting shaft in the internal toothing of the eccentric component.
  • the internal toothing of the recess of the eccentric component can be matched to the lateral surface of the cam member in such a way that the eccentric component is centered on the cam portion via the head circle of its internal toothing.
  • the outer toothing of the adjusting shaft can be dimensioned such that the adjusting shaft is rotatably supported via the head circle of its outer toothing in the recess of the drive shaft.
  • the balancing mass range in such a way on Exzenterbautei! is arranged so that it is opposite to the center of gravity of the Exzenterbauers with respect to the central axis thereof.
  • the balancing mass range is the center of gravity of the Exzenterbauers with respect to the center axis of the same diametrically opposite.
  • the balancing mass range is at least partially radially outside the inner diameter of the bearing for the connecting rod part, in particular axially seen on one side of the bearing.
  • the balancing mass region may have a radially extending on one side of the bearing mass range, to which an axially extending holding portion may be integrally formed, which is held between the outer surface of the Exzenterbaumaschines and the inner ring of the bearing.
  • the symmetrically arranged balancing mass range axially seen on both sides of the bearing, the balancing mass range having a first radially on one side of the bearing extending first mass range and at the first mass range axially opposite side of the bearing a radially extending second mass range can.
  • an axially extending first holding region and to the second mass region a second axially extending holding region may be integrally formed on the first mass region, the first holding region and the second holding region being held between the lateral surface of the eccentric component and the inner ring of the bearing.
  • the eccentric component may have at least one material recess on the side opposite the balancing mass region with respect to its central axis. Expediently, a material recess is provided axially on each side of the eccentric component.
  • Figure 1 in section a known drive shaft assembly of a crank CVT's;
  • Figure 2 is an illustration for explaining the principle of the invention;
  • FIG. 3 partly in section a side view of a drive shaft arrangement according to the invention.
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through the drive shaft arrangement according to the invention of FIG. 3 along the line IV-IV.
  • an adjusting shaft 9 is arranged in a recess 8 of the cam part 4 and the drive shaft (not shown).
  • the adjusting shaft 9 has an axial external toothing 13 and is rotatably supported in the recess 8 via the head circle of this external toothing 13.
  • the eccentric component 5 has an eccentric recess 15, on whose inner circumference an internal toothing 6 is located.
  • This internal toothing 6 is matched to the lateral surface 2 of the cam part 4 such that the eccentric component 5 is centered on the cam part 4 via the internal toothing 6.
  • the cam areas 4 are designed in a crescent-shaped manner so that their recesses 8 are open over a certain angular range, so that in these open angle regions, the external teeth 13 of the adjusting shaft 9 project radially relative to the outer circumferential surface 2 of the cam parts 4, wherein a Intervention in the internal toothing 6 of the Exzenterbaumaschinemaschines 5 is made possible.
  • the eccentric component! 5 may have in a conventional manner for weight reduction two preferably axially opposite material recesses 20.
  • the balancing mass region 21 is the center of gravity of the Exzenterbaumaschines 5 with respect to the central axis 16 of the same preferably 180 ° opposite. It is also conceivable to place the mass on very slow motors on the same side as the center of gravity in order to increase the centrifugal force.
  • the size of the balancing mass range 21 is according to the invention laid so that in the main driving ranges of the motor vehicle caused by the centrifugal force and the Pleuelzugkraft torques D1, D2 just compensate. As a result, it is advantageously achieved that the holding torque on the adjusting shaft 9 drops to a minimum. In addition, a good emergency driving behavior of the transmission is achieved because automatically with increasing engine speed in the direction of overdrive and with decreasing engine speed or with increasing wheel torque in the direction of translation infinitely adjusted.
  • the balancing mass region 21 is advantageously divided on both sides of the bearing 18 of the connecting rod 7. Accordingly, a first mass region 22 extends radially outward on one side of the bearing 18 and a second mass region 23 on the opposite side of the bearing 18 extends radially outward.
  • an axially extending holding portion 24 is preferably integrally formed on the side facing the adjusting shaft 9, which extends up to half of the axial extent of the bearing 18.
  • an axially extending holding region 25 is integrally formed on the second mass region 23 on the side facing the adjusting shaft 9, which extends up to half of the axial extent of the bearing 18 in the direction of the holding region 24, preferably up to the same.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebswellenanordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für ein Kurbel-CVT, mit einer in einem Getriebegehäuse gelagerten Antriebswelle, wobei an der Antriebswelle wenigstens ein gegenüber ihrer Rotationsachse versetztes Nockenteil (4) drehfest angeordnet ist, auf dessen Mantelfläche ein Exzenterbauteil (5) verdrehbar gelagert ist. Auf der Mantelfläche des Exzenterbauteiles ist das eine Ende eines Pleuelteiles mit einem Lager verdrehbar gelagert. Die Exzentrizität des Exzenterbauteiles ist durch einen Verstellmechanismus verstellbar. Das Exzenterbauteil besitzt einen Ausgleichsmassenbereich, der Drehmomente zumindest teilweise ausgleicht, die auf die bei der Drehung des Exzenterbauteiles entstehende Fliehkraft und/oder auf die an dem Pleuelteil bewirkte Pleuelzugkraft zurückzuführen sind.

Description

Antriebswellenanordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges
Die vorliegende Erfindung betrifft Antriebswellenanordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für ein Kurbel-CVT
Aus der DE 102 43 535 A1 geht ein derartiges stufenlos verstellbares Getriebe eines Kraftfahrzeuges hervor, das im wesentlichen eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle umfasst, die parallel zueinander ausgerichtet in einem Getriebegehäuse verdrehbar gelagert sind. Dabei sind die Antriebswelle und die Abtriebswelle über eine an der Antriebswelle vorgesehene Exzentereinrichtung, eine auf der Abtriebswelle angeordnete Freilaufeinrichtung sowie eine zwischen der Exzentereinrichtung und der Freilaufeinrichtung angeordnete Pleueleinrichtung miteinander verbunden. Die Exzentereinrichtung besteht aus mehreren Exzentereinheiten, die axial nebeneinander auf der Antriebswelle angeordnet sind. Die Freilaufeinrichtung besteht aus mehreren Freilaufeinheiten, die auf der Abtriebswelle axial nebeneinander angeordnet sind. Entsprechend umfasst die Pleueleinrichtung mehrere Pleuelteile, die jeweils eine Exzentereinheit und eine Freilaufeinheit miteinander verbinden.
Dabei weist die in dem Getriebegehäuse 10 gelagerte Antriebswelle 1 gemäß Figur 1 einteilig mit ihr ausgebildete, gegenüber ihrer Rotationsachse 3 exzentrisch versetzte, mondsichelförmige Nockenteile 4 auf, auf deren Mantelflächen 2 jeweils ein Exzenterbauteil 5 verdrehbar gelagert ist. Auf dem Exzenterbauteil 5 ist die eine Seite wenigstens eines Pleuelteiles 7 mit einem Lager 18 verdrehbar gelagert.
Jedes Exzenterbauteil 5 besitzt eine Ausnehmung 15 (Figur 3) zur Aufnahme des Nockenteiles 4, wobei um die Ausnehmung 15 eine Innenverzahnung 6 verläuft. Die Innenverzahnung 6 ist dabei auf die Mantelfläche 2 des Nockenteiles 4 derart abgestimmt, dass das Exzenterbauteil 5 über die Innenverzahnung 6 auf dem Nockenteil 4 zentriert ist.
Die Antriebswelle 1 , beziehungsweise die Nockenteile 4 derselben, weisen eine sich in Richtung der Rotationsachse 3 der Antriebswelle 1 erstreckende Ausnehmung 8 auf, in der eine Verstellwelle 9 verdrehbar angeordnet ist. Die Verstellwelle 9 besitzt eine Außenverzahnung 13, die in die Innenverzahnung 6 der Exzenterbauteile 5 eingreift. Die Verstellwelle 9 ist über die den Kopfkreis der Außenverzahnung 13 bildenden Abschnitte der Außenverzahnung 13 in der Ausnehmung 8 der Antriebswelle 1 gelagert. Die Nockenteile 4 sind derart mondsichel- förmig ausgebildet, dass ihre Ausnehmungen 8 über einen bestimmten Winkelbereich offen sind, sodass in diesen offenen Winkelbereichen die Außenverzahnung 13 der Verstellwelle 9 gegenüber der äußeren Mantelfläche 2 der Nockenteile 4 radial vorsteht, wobei ein Eingriff in die Innenverzahnung 6 des Exzenterbauteiles 5 ermöglicht wird.
Die Nockenteile 4 besitzen in Bezug auf ihre zylindrische Mantelfläche 2 eine Mittelachse 16 (Figur 3), die um einen bestimmten Abstand gegenüber der Rotationsachse 3 der Antriebswelle 1 exzentrisch angeordnet ist. Die Exzenterbauteile 5 besitzen in Bezug auf ihre zylindrische Mantelflächen 12 eine Mittelachsel 4, die gegenüber der genannten Mittelachse 16 der Nockenteile 4 exzentrisch um einen Abstand so versetzt ist, dass die Exzentrizität der Mittelachse 14 der Exzenterbauteile 5 gegenüber der Rotationsachse 3 der Antriebswelle 1 beispielsweise doppelt so groß ist, wie die Exzentrizität der Mittelachse 16 der Nockenteile 4 gegenüber der Rotationsachse 3.
Durch die Verdrehung der Verstellwelle 9 in der Ausnehmung 8 der Antriebswelle 1 wird das Exzenterbauteil 5 um die Mittelachse 16 des entsprechenden Nockenteiles 4 verdreht. Dabei wandert die Mittelachse 14 des Exzenterbauteiles 5 um die Mittelachse 16 des Nockenteiles 4, wobei das Ausmaß der Exzentrizität des Exzenterbauteiles 5 in Bezug auf die Rotationsachse 3 der Antriebswelle 1 verändert wird. Die Verstellwelle 9 wird durch einen Verstellantrieb in der Form eines Elektromotors 17 verdreht, wobei zwischen den Elektromotor 17 und die Verstellwelle 9 ein Übersetzungsgetriebe 19 geschaltet ist.
Ein Problem einer derartigen Antriebswellenanordnung besteht darin, dass sich durch das Gewicht des Exzenterbauteiles 5 bei der Drehung der Antriebswelle 1 ein nach außen wirkendes Drehmoment ergibt, das durch den Elektromotor 17 mit dem zugehörigen Übersetzungsgetriebe 19 abgestützt werden muss. Bei einer Konstantfahrt des Kraftfahrzeuges bzw. bei langsamen Verstellungen muss deshalb der Elektromotor 17 bestromt werden. Das Drehmoment, das sich aus der Pleuelzugkraft ergibt, ist in vielen Betriebspunkten zu klein, um das Drehmoment aus der Fliehkraft auszugleichen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine Antriebswellenanordnung für ein Getriebe, insbesondere für ein Kurbel-CVT so auszugestalten, dass in den Hauptfahrbereichen des Kraftfahrzeuges die aus der Fliehkraft und aus der Pleuelzugkraft an dem Exzenterbauteil entstehenden Drehmomente ausgeglichen werden. Diese Aufgabe wird durch eine Antriebswellenanordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für ein Kurbel-CVT, mit einer in einem Getriebegehäuse gelagerten Antriebswelle gelöst, wobei an der Antriebswelle wenigstens ein gegenüber ihrer Rotationsachse versetztes Nockenteil drehfest angeordnet ist, auf dessen Mantelfläche ein Exzenterbauteil verdrehbar gelagert ist. Auf der Mantelfläche des Exzenterbauteiles ist das eine Ende eines Pleuelteiles mit einem Lager verdrehbar gelagert. Die Exzentrizität des Exzenterbauteiles ist durch einen Verstellmechanismus verstellbar. Das Exzenterbauteil besitzt einen Ausgleichsmassenbereich, der Drehmomente zumindest teilweise ausgleicht, die auf die bei der Drehung des Exzenterbauteiles entstehende Fliehkraft und/oder auf die an dem Pleuelteil bewirkte Pleuelzugkraft zurückzuführen sind.
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Antriebswellenanordnung besteht darin, dass durch die Vorsehung einer Zusatz- bzw. Ausgleichsmasse an dem Exzenterbauteil eines Kur- bel-CVT's erreicht wird, dass in den Hauptfahrbereichen eines Kraftfahrzeuges die auf die Fliehkraft und die Pleuelzugkraft zurückzuführenden Drehmomente ausgeglichen werden.
Diese Drehmomente müssen daher nicht durch den Verstellmotor mit dem dazugehörigen Übersetzungsgetriebe ausgeglichen werden. Bei einer Konstantfahrt des Kraftfahrzeuges bzw. bei langsamen Verstellungen des Exzenterbauteiles muss der Elektromotor daher vorteilhafter Weise nicht bestromt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung west das Exzenterbauteil als besonders vorteilhaften Verstellmechanismus eine in Bezug auf seine Mittelachse exzentrisch versetzte Aussparung auf, in der das Nockenteil verdrehbar gelagert ist, wobei die Antriebswelle eine axial verlaufende Ausnehmung besitzt, in der eine Verstellwelle mit einer Außenverzahnung drehbar angeordnet ist. An dem Innenumfang der exzentrischen Aussparung des Exzenterbauteiles ist eine Innenverzahnung angeordnet. Das Nockenteil ist derart mondsichelförmig ausgebildet, dass die Ausnehmung in seinem Bereich über einen bestimmten Winkelbereich offen ist, sodass in diesem Winkelbereich die Außenverzahnung der Verstellwelle in die Innenverzahnung des Exzenterbauteiles eingreift. Dabei kann die Innenverzahnung der Aussparung des Exzenterbauteiles derart auf die Mantelfläche des Nockenteiles abgestimmt sein, dass das Exzenterbauteil über den Kopfkreis seiner Innenverzahnung auf dem Nockenteil zentriert ist. Ferner kann die Außenverzahnung der Verstellwelle derart bemessen sein, dass die Verstellwelle über den Kopfkreis ihrer Außenverzahnung in der Ausnehmung der Antriebswelle drehbar gelagert ist. - A -
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der der Ausgleichsmassenbereich derart am Exzenterbautei! angeordnet ist, dass er dem Schwerpunkt des Exzenterbauteiles in Bezug auf die Mittelachse desselben gegenüberliegt. Zweckmäßigerweise liegt der Ausgleichsmassenbereich dem Schwerpunkt des Exzenterbauteiles in Bezug auf die Mittelachse desselben diametral gegenüber. Es ist aber auch denkbar, je nach der Art der zu kompensierenden Kraft den Ausgleichsmassenbereich von der Mittelachse des Exzenterbauteiles aus gesehen auf der Seite des Schwerpunktes anzuordnen, um die Fliehkraft zu erhöhen.
Bei einer besonders einfachen und kompakten Ausführungsform der vorliegenden Antriebswellenanordnung befindet sich der Ausgleichsmassenbereich zumindest teilweise radial außerhalb des inneren Durchmessers des Lagers für das Pleuelteil, insbesondere axial gesehen an einer Seite des Lagers. Der Ausgleichsmassenbereich kann dabei einen radial an einer Seite des Lagers verlaufenden Massenbereich aufweisen, an den ein axial verlaufender Haltebereich angeformt sein kann, der zwischen der Mantelfläche des Exzenterbauteiles und dem Innenring des Lagers gehalten wird.
Besonders bevorzugt und konstruktiv einfach befindet sich der symmetrisch angeordnete Ausgleichsmassenbereich axial gesehen an beiden Seiten des Lagers, wobei der Ausgleichsmassenbereich einen ersten radial an einer Seite des Lagers verlaufenden ersten Massenbereich und an der dem ersten Massenbereich axial gegenüberliegenden Seite des Lagers einen radial verlaufenden zweiten Massenbereich aufweisen kann. Dabei können an den ersten Massenbereich ein axial verlaufender erster Haltebereich und an den zweiten Massenbereich ein zweiter axial verlaufender Haltebereich angeformt sein, wobei der erste Haltebereich und der zweite Haltebereich zwischen der Mantelfläche des Exzenterbauteiles und dem Innenring des Lagers gehalten werden.
Zur Gewichtsreduzierung kann das Exzenterbauteil wenigstens eine Materialaussparung an der dem Ausgleichsmassenbereich in Bezug auf seine Mittelachse gegenüberliegenden Seite aufweisen. Zweckmäßigerweise ist axial gesehen an jeder Seite des Exzenterbauteiles eine Materialaussparung vorgesehen.
Im Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 im Schnitt eine bekannte Antriebswellenanordnung eines Kurbel-CVT's; Figur 2 eine Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Erfindung;
Figur 3 zum Teil im Schnitt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Antriebswellen anordnung; und
Figur 4 einen Längsschnitt durch die erdfindungsgemäße Antriebswellenanordnung der Figur 3 entlang der Linie IV-IV.
Gemäß Figur 2 entstehen beim Betrieb eines die beschriebene Antriebswellenanordnung gemäß Figur 1 aufweisenden Getriebes die folgenden Kräfte. Wenn sich das Nockenteil 4 in die Richtung des Pfeils P1 , d. h. also nach links, dreht, wirkt auf das sich um die Mittelachse 16 drehende Exzenterbauteil 5 eine Zugkraft K1 ein, die auf die Fliehkraft zurückzuführen ist. Es entsteht das auf die Fliehkraft zurückzuführende Drehmoment D1 an dem Extzenterbauteil 5. Auf die Pleuelstange 7 wirkt die Zugkraft K2 ein, die auf das Antriebsmoment zurückzuführen ist. Dadurch entsteht am Exzenterbauteil 5 das auf die Zugkraft K2 zurückzuführende Drehmoment D2. Um nun die Drehmomente D1 und/oder D2 zu kompensieren, kann erfindungsgemäß am Exzenterbauteil 5 ein Ausgleichsmassenbereich 22 vorgesehen werden, wie dies nachfolgend im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 näher erläutert wird.
Einzelheiten der Figur 3, die bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 erläutert wurden, sind in der entsprechenden Weise bezeichnet. In der ersichtlichen Weise ist in einer Ausnehmung 8 des Nockenteiles 4 und der Antriebswelle (nicht dargestellt) eine Verstellwelle 9 angeordnet. Die Verstellwelle 9 weist eine axiale Außenverzahnung 13 auf und ist über den Kopfkreis dieser Außenverzahnung 13 in der Ausnehmung 8 drehbar gelagert.
Das Exzenterbauteil 5 weist eine exzentrische Aussparung 15 auf, an deren Innenumfang sich eine Innenverzahnung 6 befindet. Diese Innenverzahnung 6 ist auf die Mantelfläche 2 des Nockenteiles 4 so abgestimmt, dass das Exzenterbauteil 5 über die Innenverzahnung 6 auf dem Nockenteil 4 zentriert ist. Wie dies eingangs bereits erwähnt wurde, sind die Nockenbereiche 4 derart mondsichelförmig ausgebildet, dass ihre Ausnehmungen 8 über einen bestimmten Winkelbereich offen sind, sodass in diesen offenen Winkelbereichen die Außenverzahnung 13 der Verstellwelle 9 gegenüber der äußeren Mantelfläche 2 der Nockenteile 4 radial vorsteht, wobei ein Eingriff in die Innenverzahnung 6 des Exzenterbauteiles 5 ermöglicht wird. Beim Drehen der Verstellwelle 9 wird daher die Exzentrizität des Exzenterbauteiles 5 in Bezug auf die Rotationsachse 3 der Antriebswelle 1 verändert. Der Mittelpunkt des Nockenteiles 4 ist mit 16 und der Mittelpunkt des Exzenterbauteiles 5 mit 14 bezeichnet.
Am Außenumfang 12 des Exzenterbauteiles 5 ist ein Lager 18 für die Pleuelstange 7 angeordnet (Figur 4).
Das Exzenterbautei! 5 kann in an sich bekannter Weise zur Gewichtsreduzierung zwei sich vorzugsweise axial gegenüberliegende Materialaussparungen 20 aufweisen.
Erfindungsgemäß ist in der ersichtlichen Weise an dem kreisscheibenförmigen Exzenterbauteil 5 ein Ausgleichsmassenbereich 21 vorgesehen, der sich im Wesentlichen radial außerhalb des Lagers 18 für die Pleuelstange 7 befindet. Der Ausgleichsmassenbereich 21 liegt dem Schwerpunkt des Exzenterbauteiles 5 in Bezug auf die Mittelachse 16 desselben vorzugsweise um 180°gegenüber. Es ist auch denkbar, bei sehr langsamen Motoren die Masse auf auf dieselbe Seite wie der Schwerpunkt zu legen, um die Fliehkraft zu erhöhen.
Die Größe des Ausgleichsmassenbereiches 21 wird erfindungsgemäß so gelegt, dass sich in den Hauptfahrbereichen des Kraftfahrzeuges die durch die Fliehkraft und die Pleuelzugkraft bewirkten Drehmomente D1 , D2 gerade ausgleichen. Dadurch wird vorteilhafter weise erreicht, dass das Haltemoment an der Verstellwelle 9 auf ein Minimum sinkt. Zudem wird ein gutes Notfahrverhalten des Getriebes erreicht, weil bei steigender Motordrehzahl automatisch in Richtung Overdrive und bei fallender Motordrehzahl oder bei steigendem Radmoment in Richtung Übersetzung unendlich verstellt wird.
In der aus den Figuren 3 und 4, insbesondere der Figur 4, ersichtlichen Weise ist der Ausgleichsmassenbereich 21 vorteilhafterweise auf beide Seiten des Lagers 18 der Pleuelstange 7 aufgeteilt. Es verlaufen demgemäß ein erster Massenbereich 22 an einer Seite des Lagers 18 radial nach außen und ein zweiter Massenbereich 23 an der gegenüberliegenden Seite des Lagers 18 radial nach außen. An den ersten Massenbereich 22 ist vorzugsweise ein axial verlaufender Haltebereich 24 an der der Verstellwelle 9 zugewandten Seite angeformt, der bis zur Hälfte der axialen Erstreckung des Lagers 18 verläuft. Entsprechend ist an den zweiten Massenbereich 23 ein axial verlaufender Haltebereich 25 an der der Verstellwelle 9 zugewandten Seite angeformt, der bis zur Hälfte der axialen Erstreckung des Lagers 18 in Richtung auf den Haltebereich 24, vorzugsweise bis zu demselben, verläuft. Durch eine sol- che Ausgestaltung wird erreicht, dass die beiden Haltebereiche 24, 25 durch den Presssitz des Lagers 18 der Pleuelstange 7 zusammengehalten werden.
Es ist auch denkbar, einen Ausgleichsmassenbereich nur an einer Seite des Lagers 18 anzuordnen.
Bezuqszeichenliste Antriebswelle Mantelfläche Rotationsachse Nockenteil Exzenterbauteil Innenverzahnung Pleuelteil Ausnehmung Verstellwelle Getriebegehäuse Mantelfläche Außenverzahnung Mittelachse Aussparung Mittelachse Elektromotor Lager Übersetzungsgetriebe Materialaussparung Ausgleichsmassenbereich Massenbereich Massenbereich Haltebereich Haltebereich

Claims

Patentansprüche
1. Antriebswellenanordnung für ein Getriebe eines Kraftfahrzeuges, insbesondere für ein Kurbel-CVT, mit einer in einem Getriebegehäuse (10) gelagerten Antriebswelle (1), wobei an der Antriebswelle (1) wenigstens ein gegenüber ihrer Rotationsachse (3) versetztes Nockenteil (4) drehfest angeordnet ist, auf dessen Mantelfläche (2) ein Exzenterbauteil (5) verdrehbar gelagert ist, wobei auf der Mantelfläche (12) des Exzenterbauteiles (5) das eine Ende eines Pleuelteiles (7) mit einem Lager (18) verdrehbar gelagert ist, und wobei die Exzentrizität des Exzenterbauteiles (5) durch einen Verstellmechanismus verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterbauteil (5) einen Ausgleichsmassenbereich (21 ) aufweist, der Drehmomente (D1 , D2) ausgleicht, die auf die bei der Drehung des Exzenterbauteiles (5) entstehende Fliehkraft (K1 ) und/oder auf die an dem Pleuelteil (7) bewirkte Pleuelzugkraft (K2) zurückzuführen sind.
2. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterbauteil (5) als Verstellmechanismus einen in Bezug auf seine Mittelachse (14) exzentrisch versetzte Aussparung (15) aufweist, in der das Nockenteil (4) verdrehbar gelagert ist, dass die Antriebswelle (1 ) eine axial verlaufende Ausnehmung (8) besitzt, in der eine Verstellwelle (9) mit einer Außenverzahnung (13) drehbar angeordnet ist, dass an dem Innenumfang der exzentrischen Aussparung (15) des Exzenterbauteiles (5) eine Innenverzahnung (6) angeordnet ist, dass das Nockenteil (4) derart mondsichelförmig ausgebildet ist, dass die Ausnehmung (8) in seinem Bereich über einen bestimmten Winkelbereich offen ist, sodass in diesem Winkelbereich die Außenverzahnung (13) der Verstellwelle (9) in die Innenverzahnung (6) des Exzenterbauteiles (5) eingreift.
3. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenverzahnung (6) der Aussparung (15) des Exzenterbauteiles (5) derart auf die Mantelfläche (2) des Nockenteiles (4) abgestimmt ist, dass das Exzenterbauteil (5) über den Kopfkreis seiner Innenverzahnung (6) auf dem Nockenteil (4) zentriert ist.
4. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenverzahnung (13) der Verstellwelle (9) derart bemessen ist, dass die Verstellwelle (9) über den Kopfkreis ihrer Außenverzahnung (13) in der Ausnehmung (8) der Antriebswelle (1 ) drehbar gelagert ist.
5. Antriebswellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmassenbereich (21) derart am Exzenterbauteil (5) angeordnet ist, dass er dem Schwerpunkt des Exzenterbauteiles (5) in Bezug auf die Mittelachse (16) desselben gegenüberliegt.
6. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmassenbereich (21 ) dem Schwerpunkt des Exzenterbauteiles (5) in Bezug auf die Mittelachse (14) desselben diametral gegenüberliegt.
7. Antriebswellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmassenbereich (21) sich zumindest teilweise radial außerhalb des inneren Durchmessers des Lagers (18) für das Pleuelteil (7) befindet.
8. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmassenbereich (21) sich axial gesehen an einer Seite des Lagers (18) befindet.
9. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmassenbereich (21) einen radial an einer Seite des Lagers (18) verlaufenden Massenbereich (22) aufweist.
10. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Massenbereich (22) ein axial verlaufender Haltebereich (24) angeformt ist, der zwischen der Mantelfläche (12) des Exzenterbauteiles (5) und dem Lager (18) gehalten wird.
11. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Ausgleichsmassenbereich (21) axial gesehen an beiden Seiten des Lagers (18) befindet.
12. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmassenbereich (21) einen ersten radial an einer Seite des Lagers (18) verlaufenden Massenbereich (22) und an der dem ersten Massenbereich (22) axial gegenüberliegenden Seite des Lagers (18) einen radial verlaufenden zweiten Massenbereich (23) aufweist.
13. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Massenbereich (22) ein axial verlaufender erster Haltebereich (24) und an den zwei- ten Massenbereich (23) ein zweiter axial verlaufender Haltebereich (25) angeformt sind, wobei der erste Haltebereich (24) und der zweite Haltebereich (25) zwischen der Mantelfläche (12) des Exzenterbauteiles (5) und dem Lager (18) gehalten werden.
14. Antriebswellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsmassenbereich derart am Exzenterbauteil (5) angeordnet ist, dass er in Bezug auf die Mittelachse (16) desselben auf der Seite des Schwerpunktes des Exzenterbauteiles (5) liegt.
15. Antriebswellenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Exzenterbautei! (5) zur Gewichtsreduzierung wenigstens eine Materialaussparung (20) an der dem Ausgleichsmassenbereich (21 ) in Bezug auf die Mittelachse (14) gegenüberliegenden Seite aufweist.
16. Antriebswellenanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass axial gesehen an jeder Seite des Exzenterbauteiles (5) eine Materialaussparung (20) vorgesehen ist.
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