WO2017021042A1

WO2017021042A1 - Cvt-getriebe und fahrzeug mit einem cvt-getriebe

Info

Publication number: WO2017021042A1
Application number: PCT/EP2016/063695
Authority: WO
Inventors: Ianislav Krastev; Daniel Schwartz; Ingo Drewe; Mykhaylo Klymenko; Rudolf Eydam
Original assignee: Robert Bosch Gmbh
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2016-06-15
Publication date: 2017-02-09
Also published as: DE102015214842A1; TW201712252A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein CVT-Getriebe und ein Fahrzeug, welches ein derartiges CVT-Getriebe umfasst. CVT-Getriebe (1) weist ein Kegelscheibenpaar (2) mit einer axial ortsfesten Kegelscheibe (20) und einer axial beweglichen Kegelscheibe (21), eine axial verschiebbare Innenhülse (53), welche mit der axial beweglichen Kegelscheibe (21) drehfest und translatorisch gekoppelt verbunden ist, und eine axial verschiebbare Außenhülse (54) auf, welche koaxial zur Innenhülse (53) angeordnet, mit dieser translatorisch gekoppelt und von dieser rotatorisch entkoppelt ist, wobei die Außenhülse (54) eine drehfest ausgebildete Spindelmutter (8) aufweist, welche eingerichtet ist, mit einer rotierbaren, translatorisch ortsfesten Gewindespindel (7) zur Verstellung einer axialen Position der axial beweglichen Kegelscheibe (21) zu einer drehfesten translatorischen Kopplung mit der Außenhülse (54) einzugreifen und zusammenzuwirken.

Description

Beschreibung Titel

CVT-Getriebe und Fahrzeug mit einem CVT-Getriebe Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung betrifft ein CVT-Getriebe sowie ein Fahrzeug, umfassend ein CVT-Getriebe. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung, die aktiv und fliehkraftunabhängig die Getriebeübersetzung eines CVT-Getriebes verstellt.

CVT-Getriebe (CVT : Continuously variable transmission, engl.: Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung) sind aus dem Stand der Technik in

unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Aufgrund des kontinuierlich variablen Getriebes können bei Fahrzeugen jeweils geeignete

Übersetzungsverhältnisse im Vergleich mit Getrieben mit festgelegten Gängen erreicht werden. Ein besonderes Anwendungsgebiet derartiger - insbesondere fliehkraftgeregelter - CVT-Getriebe sind Kleinfahrzeuge, wie beispielsweise Zweiräder, Dreiräder, so genannte Tuk-Tuks, Schneemobile, Quads oder Scooter.

Bei derartigen CVT-Getrieben werden häufig mechanische Fliehkraftregler zur Verstellung einer Position eines Antriebsriemens an einem Kegelscheibenpaar verwendet. Ein derartiger mechanischer Fliehkraftregler befindet sich auf einer Primärseite des CVT-Getriebes. Diese sitzt direkt auf einer Kurbelwelle auf. Eine Sekundärseite steht im Momenten- und Kräftegleichgewicht mit der Primärseite. Primär- und Sekundärseite sind z.B. durch den Antriebsriemen als

Leistungsübertragungsmittel gekoppelt. Last- und drehzahlabhängig verlagern Fliehkraftgewichte des mechanischen Fliehkraftreglers ihre radiale Position und verändert dadurch den axialen Abstand zweier kegelig ausgelegter und gegenüberliegender Riemenscheiben, die auch als Kegelscheiben bezeichnet werden. Der Antriebsriemen wird dadurch gezwungen, auf einem Radius zu laufen, welcher durch den Scheibenabstand bestimmt ist. Abhängig von der Drehzahl verlagern die Fliehkraftgewichte des Fliehkraftreglers also ihre radiale Position, wodurch ein axialer Abstand zwischen den

Kegelscheiben verändert wird, dadurch wird eine Übersetzung des Getriebes verändert.

Ein Nachteil derartiger Anordnungen ist es jedoch, dass kein gesteuerter bzw. geregelter Eingriff in die Getriebeübersetzung des CVT-Getriebes möglich ist. Dadurch werden die CVT-Getriebe mit Fliehkraftregler im Stand der Technik üblicherweise nicht an einem optimalen Punkt betrieben, so dass

Kraftstoffverbrauch und/oder Emissionen des Fahrzeugs verschlechtert sind. Es wäre daher wünschenswert, dieses Potential bei fliehkraftgeregelten CVT- Getrieben zu nutzen und eine Möglichkeit einer Kraftstoff reduzierung und einer Emissionsreduzierung zu erhalten.

Ferner weisen fliehkraftgeregelte CVT-Getriebe auch hinsichtlich einer

Fahrzeugdynamik keine optimale Ausgestaltung auf. Insbesondere bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs aus dem Stand und bei einer Beschleunigung des Fahrzeugs während einer Fahrt, z.B. einer Elastizität ausgehend von einer ersten Geschwindigkeit auf eine zweite Geschwindigkeit, bestehen aufgrund des nicht optimal gewählten Übersetzungsverhältnisses des fliehkraftgeregelten CVT- Getriebes noch erhebliches Verbesserungspotential.

Ferner besteht keine direkte Verbindung zwischen Fahrer, Steuereinheit und Getriebeübersetzung. Es ist also keine aktive Übersetzungswahl durch den Fahrer möglich ist. Die Veränderung des Übersetzungsverhältnisses ist bisher durch den mechanischen Aufbau und die Charakteristik des CVT-Getriebes festgelegt.

Offenbarung der Erfindung

Das erfindungsgemäße CVT-Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass erfindungsgemäß möglich ist, die

Übersetzung eines CVT-Getriebes aktiv und fliehkraftunabhängig zu verstellen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass ein CVT-Getriebe

vorgeschlagen wird, welches ein Kegelscheibenpaar mit einer axial ortsfesten Kegelscheibe und einer axial beweglichen Kegelscheibe, eine axial

verschiebbare Innenhülse, welche mit der axial beweglichen Kegelscheibe drehfest und translatorisch gekoppelt verbunden ist, und eine axial verschiebbare Außenhülse aufweist, welche koaxial zur Innenhülse angeordnet, mit dieser translatorisch gekoppelt und von dieser rotatorisch entkoppelt ist, wobei die

Außenhülse eine drehfest ausgebildete Spindelmutter aufweist, welche eingerichtet ist, mit einer rotierbaren, translatorisch ortsfesten Gewindespindel zur Verstellung einer axialen Position der axial beweglichen Kegelscheibe zu einer drehfesten translatorischen Kopplung mit der Außenhülse einzugreifen und zusammenzuwirken.

Durch diese Maßnahmen wird eine aktive und fliehkraftunabhängige Änderung und Verstellung der Getriebeübersetzung des CVT-Getriebes möglich. Dies wird erreicht, indem die miteinander translatorisch gekoppelten und rotatorisch entkoppelten Innen- und Außenhülsen über die drehfeste translatorische

Spindelmutter, welche mit der Außenhülse drehfest und translatorisch gekoppelt ist, entlang der gemeinsamen Drehachse in ihrer axialen Position durch

Eingreifen einer rotierenden ortsfesten Gewindespindel in die Spindelmutter verstellbar sind, so dass über die Kopplung mit der axial beweglichen

Kegelscheibe auch deren Position auf der Drehachse aktiv und

fliehkraftunabhängig verstellbar ist, um so eine Übersetzungsanpassung des CVT-Getriebes zu bewirken.

Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.

Vorzugsweise ist die Außenhülse im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Drehachse des Kegelscheibenpaars ausgebildet und die Spindelmutter ist auf der Drehachse angeordnet. Die Rotationssymmetrie der Außenhülse und die Anordnung der Spindelmutter auf der Drehachse des Kegelscheibenpaares machen eine besonders kompakte Bauweise des erfindungsgemäßen CVT-

Getriebes möglich.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform weist die Außenhülse einen Gehäusemantel und mindestens eine erste Gehäusestirnseite auf. Die

Spindelmutter ist vorzugsweise an oder in der ersten Gehäusestirnseite ausgebildet. Dies kann durch eine beliebige Befestigung der Spindelmutter erfolgen. Denkbar ist aber insbesondere, die Spindelmutter in materialeinstückiger Form in der Stirnseite der Außenhülse auszubilden. Durch diese Maßnahmen ergeben sich im Hinblick auf Produktion und Montage

Vorteile, weil eine besonders geringe Anzahl von Komponenten miteinander zu kombinieren und aneinander zu befestigen ist.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen CVT- Getriebes weist der Gehäusemantel mindestens eine Durchbrechung auf, wobei die mindestens eine Durchbrechung eingerichtet ist, im montierten Zustand des CVT-Getriebes mindestens ein Element eines Kickstarters, d.h. einer mit dem Fuß betätigbaren Starteinrichtung, und insbesondere ein Doppelzahnrad eines

Kickstartergetriebes aufzunehmen zum verschieblichen rotierbaren Lagern und/oder Haltern an der Gewindespindel. Durch diese Maßnahme lässt sich ein üblicher Kickstartmechanismus auf besonders einfache Art und Weise in das erfindungsgemäße CVT-Getriebe integrieren.

Dazu kann die Gewindespindel bevorzugt an einem Ende einen Lagerzapfen aufweisen, welcher zum verschieblichen und rotierbaren Lagern und/oder Haltern des mindestens einen Elements des Kickstartes eingerichtet ist. Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Gehäusemantel eine Glockenform auf mit einem ersten Bereich größeren Durchmessers und einem zweiten Bereich geringeren Durchmessers, wobei insbesondere der erste Bereich der Innenhülse zugewandt und zur Kopplung mit dieser eingerichtet ist und/oder der zweite Bereich die erste Gehäusestirnseite mit der Spindelmutter aufweist. Auch diese Maßnahmen ermöglichen eine besonders kompakte Bauform, weil durch die

Glockenform des Gehäusemantels der Außenhülse die Möglichkeit besteht, dass der erste Bereich der Außenhülse einen Teil der Innenhülse umfasst oder umgibt, so dass ein besonders geringer Raum durch Ineinanderverschachteln der Innen- und Außenhülse eingenommen wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform ist das CVT-Getriebe mit einer

Stelleinrichtung zur Verstellung der axialen Position der axial beweglichen Kegelscheibe ausgebildet, wobei die Stelleinrichtung über die Gewindespindel und die Spindelmutter mit der Außenhülse verbunden ist, wobei die

Stelleinrichtung ein Stellgetriebe zur Rotation der translatorisch ortsfesten

Gewindespindel aufweist und wobei die Stelleinrichtung einen Stellantrieb aufweist und so eingerichtet ist, dass im Betrieb über das Zusammenwirken von Stellgetriebe, Gewindespindel und Spindelmutter eine Rotation im Stellantrieb in eine Rotation der Gewindespindel und eine translatorische Axialbewegung der Spindelmutter und der axial beweglichen Kegelscheibe wandelbar ist. Das Vorsehen der Stelleinrichtung mit dem Stellantrieb ermöglichen die aktive Beeinflussung der Gewindespindel und des Aufnahmedorns zur Verstellung des

Abstandes der Scheiben des Kegelscheibenpaares in gesteuerter Art und Weise mit hoher Zuverlässigkeit.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen CVT-Getriebes ist eine Drehmomentstütze vorgesehen, welche zur Abstützung und drehfesten

Halterung der Außenhülse ausgebildet und eingerichtet ist. Durch diese

Maßnahmen ergibt sich ein besonders hohes Maß an funktioneller

Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen CVT-Getriebes. Eine besonders einfache Auslegung der Drehmomentstütze mit einem besonders geringen Maß an produktions- und montagetechnischem Aufwand ergibt sich, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform das CVT-Getriebe mit einem Getriebegehäuse ausgebildet ist, welches eine Aufnahme aufweist, wobei die Außenhülse mit ihrer ersten Gehäusestirnseite in der Aufnahme des

Getriebegehäuses aufgenommen ist und wobei die Form der ersten

Gehäusestirnseite und der Aufnahme nicht rotationssymmetrisch und zumindest abschnittsweise zueinander komplementär sind, so dass durch ein Eingreifen der ersten Gehäusestirnseite und der Aufnahme des Getriebegehäuses in deren Umfangsrichtung miteinander die Drehmomentstütze realisiert und eine lagerichtige Montage ermöglicht und unterstützt wird.

Die Zuverlässigkeit des Betriebs des erfindungsgemäßen CVT-Getriebes wird weiter gesteigert, indem gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform das CVT-Getriebe mit einer Steuereinheit ausgebildet ist, welche eingerichtet ist, die Stelleinrichtung zu betätigen, um eine Übersetzungsänderung am

Kegelscheibenpaar zu erreichen.

Die erfindungsgemäß vorgesehenen Maßnahmen können auch bei einem ansonsten herkömmlich aufgebauten CVT-Getriebe ausgebildet werden, welches insbesondere ausgebildet ist mit wenigstens einem Fliehkraftelement , welches beweglich an der axial beweglichen Kegelscheibe angeordnet ist, und einem Abstützelement, welches an der axial beweglichen Kegelscheibe angeordnet ist, und mit einer Antriebs- oder Kurbelwelle verbunden ist, wobei das

Fliehkraftelement zwischen dem Abstützelement und einer Rückwand der axial beweglichen Kegelscheibe angeordnet ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, welches ein CVT-Getriebe gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst, wobei das Fahrzeug insbesondere ein Kleinfahrzeug ist, insbesondere ein Zweirad, ein Dreirad, ein Schneemobil, ein Quad oder dergleichen. Kurzbeschreibung der Figuren

Unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren werden Ausführungsformen der Erfindung im Detail beschrieben. Figur 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen CVT-Getriebes teilweise nach Art eines Blockdiagramms.

Figuren 2 und 3 zeigen in geschnittener und teilweise perspektivischer

Darstellung eine andere Ausführungsform des

erfindungsgemäßen CVT-Getriebes.

Figuren 4 bis 8 zeigen in perspektivischer und teilweise in geschnittener

Seitenansicht Details einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen CVT-Getriebes, und zwar hinsichtlich der

Außenhülse, der Gewindespindel und des Kickstarters.

Figuren 9 bis 1 1 zeigen perspektivische Ansichten von Details einer anderen

Ausführungsform des erfindungsgemäßen CVT-Getriebes mit Fokus auf eine Drehmomentstütze.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 1 1

Ausführungsbeispiele der Erfindung im Detail beschrieben. Dabei werden dieselben, gleiche oder gleichwirkende Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, auch wenn nicht in jedem Einzelfall ihre

Beschreibung wiederholt wird.

Allgemein ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen der Möglichkeit einer, insbesondere elektronisch gesteuerten Vorrichtung, die in das, insbesondere konventionelle, fliehkraftgeregelte System integriert ist oder wird und zur Einstellung einer Zielübersetzung eines CVT-Getriebes dienen soll.

Damit können die optimalen Betriebspunkte eines Antriebstrangs bezüglich Verbrauch und Fahrzeugdynamik erreicht werden.

Außerdem ist es möglich, mit der vorliegenden Erfindung eine optimale

Auslegung des CVT-Getriebes in Bezug auf die Erweiterung der Spreizung in Richtung eines Overdrives, der Optimierung der Spannung des Riemens und weiterer Maßnahmen, die zur Verbesserung des Wirkungsgrades des CVT- Getriebes führen, zu erreichen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit optional auch auf die

Fliehkraftgewichte verzichtet werden. Bei der Beibehaltung einer schon vorhandenen Fliehkraftmechanik werden die Aktuierungsleistung sowie die Kosten für die elektronisch gesteuerte Vorrichtung reduziert.

Die Vorrichtung lässt sich also ohne große konstruktive Änderungen in ein konventionelles fliehkraftgeregeltes System integrieren.

Nun werden weitere allgemeine Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren weiter im Detail beschrieben.

Figur 1 zeigt in schematischer Form und teilweise nach Art eines

Blockdiagramms eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen CVT- Getriebes 1 .

An eine Antriebswelle oder Kurbelwelle 1 1 , welche von einer Brennkraftmaschine 10 angetrieben wird, ist über eine Klemmhülse 41 oder ein anderes

Befestigungsmittel eine Innenhülse 53 angebracht. An der Innenhülse 53 ist eine axial bewegliche Kegelscheibe 21 , die auch als zweite Kegelscheibe bezeichnet wird, drehfest befestigt. Die Innenhülse 53 und die Klemmhülse 41 sind zu einander koaxial angeordnet - insbesondere zu einer gemeinsamen

Symmetrieachse X, die mit einer gemeinsamen Drehachse und der Drehachse X der axial verschieblichen Kegelscheibe 21 zusammenfällt. Die Innenhülse 53 und die Klemmhülse 41 sind insbesondere zumindest teilweise in einander gesteckt, wobei die Innenhülse 53 die Klemmhülse 41 umgibt. Die Innenhülse 53 kann an der Klemmhülse 41 entlanggleiten, um entlang der Drehachse X in ihrer Position axial verstellt zu werden.

Die axial verschiebliche Kegelscheibe 21 und die Innenhülse 53 sind miteinander verbunden, sie können gemeinsam an der Klemmhülse 41 entlang gleiten.

Der axial beweglichen Kegelscheibe 21 gegenüberliegend ist eine axial ortsfeste Kegelscheibe 20 angeordnet, die auch als erste Kegelscheibe 20 bezeichnet wird und mit der axial beweglichen Kegelscheibe 21 rotatorisch gekoppelt, aber translatorisch entkoppelt ist.

Im Betrieb wird durch Rotation der Antriebs- oder Kurbelwelle 1 1 , angetrieben vom Motor 10, die Anordnung aus erster und zweiter Kegelscheibe 20 und 21 des Kegelscheibenpaares 2 ein Umschlingungsmittel 12, zum Beispiel ein Riemen oder dergleichen, welches auf einem bestimmten Radius der

Kegelscheiben 20, 21 läuft, in Bewegung versetzt, um ein auf einer Antriebsseite befindliches Antriebsmittel 13, zum Beispiel ein korrespondierendes zweites Kegelscheibenpaar 13 anzutreiben, welches dann seinerseits zum Beispiel mit einer Antriebswelle verbunden ist, insbesondere zum Antrieb eines Rades oder dergleichen.

An der Klemmhülse 41 ist ein Abstützelement 4 angebracht, um mit der

Rückseite der zweiten Kegelscheibe 21 einen Aufnahmeraum für ein oder mehrere Fliehkraftelemente 3 in Form einer oder mehrerer Kugeln oder Rollen zu bilden. Eine Fliehkraftregelung über derartige Fliehkraftelemente 3 im

Zusammenhang mit dem Abstützelement 4 an der Klemmhülse 41 ist jedoch nicht zwingend erforderlich, sondern stellt eine mögliche Maßnahmen der fliehkraftgeregelten Übersetzungseinstellung eines CVT-Getriebes dar, die bisher häufig verwendet wird. Es sind geeignete Maßnahmen vorgesehen dem Abstützelement 4 und der zweiten Kegelscheibe 21 vorgesehen, die dafür sorgen, dass die zweite

Kegelscheibe 21 mit derselben Drehzahl umläuft.

Die Darstellung der Figur 1 verdeutlicht, dass die erfindungsgemäßen

Maßnahmen mit einer derartigen herkömmlichen Fliehkraftregelung kombiniert werden können, jedoch sind sie auch also solche mit Vorteil einsetzbar.

Ein Fliehkraftelement ist oder definiert dabei ganz allgemein einen oder mehrere Räume mit einer oder mit mehreren Kugel oder Rollen, die bei Rotation - durch die Fliehkraft senkrecht zur Rotationsachse von der Rotationsachse fort getrieben - die zweite Kegelscheibe 21 axial verschieben.

Mit der Innenhülse 53 ist translatorisch gekoppelt und rotatorisch entkoppelt eine Außenhülse 54 ausgebildet, wobei die rotatorische Entkopplung durch ein Radiallagers 55 bewirkt wird. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, dass sich eine Verschiebung der Außenhülse 54 auf eine entsprechende Verschiebung der Innenhülse überträgt, wobei aber Innen- und Außenhülse 53 bzw. 54 relativ zueinander rotieren können.

Die Außenhülse 54 besitzt einen Gehäusemantel 54a, eine erste

Gehäusestirnseite 54b, welche von der Innenhülse 53 abgewandt am Mantel 54a vorgesehen ist, sowie eine zweite Gehäusestirnseite 54c, welche der Innenhülse 53 zugewandt ist und an welcher das Radiallager 55 ausgebildet ist.

Die Innenhülse 53 und die Außenhülse 54 sind in Bezug auf die Rotationsachse X des Kegelscheibenpaares 2 rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei die Außenhülse 54 und insbesondere deren Mantel 54a die Innenhülse 53 konzentrisch oder koaxial zumindest zum Teil umgibt.

An oder in der ersten Gehäusestirnseite 54b ist ein Spindelmutter 8 ausgebildet, welche eine zentrale Bohrung 8a und dort ein Innengewinde 8b aufweist, in welches eine Gewindespindel 7 mit einem ihrem Außengewinde 7b eingreifen kann. Die Außenhülse 54 und die Spindelmutter 8 können zwar als separate Elemente vorgesehen sein, indem die Mutter 8 im Material der Außenhülse 54 eingebettet ist. Jedoch ist auch eine einstückige Ausführung denkbar, indem z.B. in der Stirnseite ersten 54b einfach eine Bohrung 8a mit Innengewinde 8b ausgebildet wird.

Auch können die Spindel 7 und Spindelzapfen 7c oder Lagerzapfen 7c an deren Ende 7a als separate Elemente oder materialeinstückig ausgebildet sein.

Bei der Ausführungsform der Figur 1 sind Spindelmutter 8, Bohrung 8a,

Gewindespindel 7 und deren Ende 7a koaxial zueinander und zur Drehachse X als Symmetrieachse angeordnet.

Die Gewindespindel 7 weist an der Außenumfangsfläche ein Gewinde 7b auf, zumindest außerhalb des den Zapfen 7c tragenden Endes 7a davon.

Das Gewinde 7b der Gewindespindel 7 ist dazu ausgebildet, mit einer

Spindelmutter 8 der Außenhülse 54 zu kämmen, so dass die Spindel 7 als translatorisch ortsfestes, aber rotierendes Element die drehfeste Spindelmutter 8 und mithin Außenhülse 54 zu einer Translation, insbesondere entlang der Drehachse X antreiben werden kann. Die Steuerung kann über erste und zweite Mess- und/oder Steuerleitungen 6-1 und 6-2 mittels einer Steuereinheit 6 bewirkt werden, wobei die zweite

Steuerleitung 6-2 auf die Stelleinrichtung 5 und den Stellantrieb 50 einwirkt. Der Stellantrieb 50 treibt über eine Antriebswelle 51 das Stellgetriebe 52 und die dort eingreifende Gewindespindel 7 zur Rotation an, die dann über das Gewinde 7b der translatorisch ortsfesten, rotierbaren Gewindespindel 7 und die drehfeste

Spindelmutter 8 in die Translation, hier koaxial und entlang der Rotationsachse X umgesetzt wird. Auf diese Weise können die Spindelmutter 8 und die damit translatorisch gekoppelten Außen- und die Innenhülsen 54 bzw. 53 zum Beispiel zwischen Positionen A bzw. A' einerseits und B bzw. B' andererseits entlang der Drehachse X verschoben werden, um so den Abstand D der Kegelscheiben 20 und 21 und folglich die Übersetzung für den Riemen 12 auf dem

Kegelscheibenpaar 2 zu verändern.

Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die aktive und ggf.

fliehkraftunabhängige Verstellbarkeit der Position der zweiten und

axialbeweglichen Kegelscheibe 21 gegenüber der ersten und axial ortsfesten ersten Kegelscheibe 20 über eine Kopplung an die Innenhülse 53 und die Außenhülse 54 sowie an die translatorisch bewegbare und rotationsfeste Spindelmutter 8 und damit die steuerbare Änderung in ihrem Abstand zur ersten und axial ortsfesten Kegelscheibe 20 des Kegelscheibenpaars 2, wobei insbesondere eine Steuerung mittels der Steuereinheit 6 durch einen Benutzer, z.B. einen Fahrer eines Fahrzeugs aktiv möglich ist.

Die konventionelle Ansteuerung eines CVT-Getriebes besteht z.B. aus einem Fliehkraftregler primärseitig und einer Anpressfeder mit Momentrampe sekundärseitig.

Erfindungsgemäß ermöglicht das Anlegen der zusätzlichen Kraft von einem Aktuator, nämlich der mit dem Stellantrieb 5 betriebenen Kombination aus Innenhülse 53, Außenhülse 54, Gewindespindel 7 und Spindelmutter 8 die Änderung der C VT- Übersetzung, und zwar unabhängig von der Motordrehzahl und von Anpresskräften auf der Sekundärseite.

Daraus folgt ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die

Anpresskräfte auf der sekundären Seite reduziert werden können. Das einzig auslegungsrelevante Kriterium für die Feder und die Momentrampe sind dadurch die Realisierung eines schlupflosen Betriebs des CVT-Getriebes und zwar im Sinne eines Makroschlupfs.

Wie oben bereits erwähnt wurde, ist das Vorhandensein einer Fliehkraftregelung mit Fliehkraftelementen 3, die sich an einem Abstützelement oder einer

Abstützplatte 4 abstützen, nicht zwingend erforderlich. Ist diese jedoch vorhanden, so kann eine Innenhülse 53, die auch als Gleitbüchse aufgefasst werden kann, mit drei Fingern fest mit der beweglichen Riemenscheibe 21 , zum Beispiel durch Einpressen, Verstemmen oder dergleichen, verbunden sein oder werden. Die Gleitbüchse 53 mit der befestigten beweglichen Riemenscheibe 21 gleitet auf einer Verspannhülse 41 . Über die Kickstartermutter 66 werden die feste Riemenscheibe 20, die Verspannhülse 41 und die Abstützplatte 4 fest mit der Kurbelwelle 1 1 verbunden.

Die Kickstartermutter 66 kann auch ein Festlager des Spindelsystems aufnehmen. Eine weitere Aufgabe der Kickstartermutter 66 besteht im Einleiten der

Drehbewegung aus dem Kickstartergetriebe 62 der Kickstarteinrichtung 60 in die Kurbelwelle 1 1 zum Bewirken eines anlasserlosen und insbesondere manuellen Motorstarts.

Die ein oder mehreren - insbesondere drei - Finger der Innenhülse oder

Gleitbüchse 53 ragen durch Aussparungen in der festen Riemenscheibe 20 hindurch. Mit einer Haltemutter wird ein Flanschring 68, wie er insbesondere in Figur 5 dargestellt ist, gegen einen Anschlagring gedrückt und so fest mit der Gleitbüchse 53 verbunden.

Ein Elektrogetriebemotor als Stellantrieb 50 setzt ein Spindelsystem in

Drehbewegung. Diese Drehbewegung wird durch ein Spindel- /Spindelmuttersystem im Getriebe 52 in eine translatorische Bewegung übersetzt und in die Außenhülse 54 oder Glocke eingeleitet.

Das andere Spindelende 7a ragt in das Innere 54i der Außenhülse 54 oder Glocke hinein, insbesondere mit dem an diesem Ende ausgebildeten Lager- oder Spindelzapfen 7c.

Über das Lager 55 zur Entkopplung von Dreh- und Linearbewegung,

insbesondere durch ein Radiallager, in der Außenhülse 54 wird die

Verstellbewegung in die Innenhülse 53 oder Gleitbüchse eingeleitet und somit auch auf die bewegliche Riemenscheibe 21 übertragen.

Der Abstand D der beiden Riemenscheiben 20 und 21 verändert sich und ein zwischen den Riemenscheiben 20, 21 laufender Riemen 12 muss somit auf dem jeweiligen Durchmesser laufen, der von den Riemenscheiben 20 und 21 und deren Abstand D vorgegeben wird.

Durch eine Aussparung 57 in der Außenhülse 54 greift der Zahnradantrieb 62 des Kickstarters 60 ein. Das Kickstarterdoppelzahnrad 67 ist direkt auf der Spindel 7 oder deren Lagerzapfen 7c am Ende 7a gelagert. Die Rotation des Kickstarterantriebs 62 überträgt sich durch das Antriebszahnrad 64 auf das Kickstarterdoppelzahnrad 67. Eine Schräg Verzahnung bewirkt eine Verschiebung des Kickstarterdoppelzahnrades 67 bis dessen Kronen- oder Stirnverzahnung in eine Kronenverzahnung einer Kickstartermutter 66 eingreift. Läuft die Brennkraftmaschine 10 selbsttätig, wird das erste Kickstarterzahnrad 67 durch eine Bremsfeder 65 leicht abgebremst. Die Zahnform der

Kronenverzahnung und die Rückwärtsdrehung des Kickstarterantriebs verschieben das Kickstarterdoppelzahnrad 67 zurück in die Ausgangsposition, das heißt außer Eingriff mit der Kickstartermutter 66.

Die spezielle Geometrie der Außenhülse 54 nach Art einer Glocke und die komplementäre oder kooperierende Form des Gehäuses 14 verhindern ein ungewolltes Rotieren durch Reibung in den Lagern. Dadurch wird insbesondere eine Kollision der Glockenaussparung 57, 58 mit den Zähnen des

Kickstarterantriebsrads 64 verhindert. Ferner führt diese Form zu einer lagerichtigen Montage zwischen Glocke und Gehäuse. Figur 2 ist eine schematische und teilweise geschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen CVT-Getriebes 1 .

Zusätzlich zu den in der Figur 1 dargestellten Elementen ist bei der Figur 2 einerseits das Eingreifen der Gewindespindel 7 mit dem Außengewinde 7b in die Bohrung 8a und das Innengewinde 8b der Spindelmutter 8 und die Ausbildung des Endes 7a mit dem Spindelzapfen 7c oder Lagerzapfen 7c deutlicher dargestellt.

Des Weiteren ist aus Figur 2 ersichtlich, dass der Gehäusemantel 54a der Außenhülse 54 eine erste Durchbrechung 57 aufweist, welche auch als erstes

Fenster oder erste Ausnehmung aufgefasst werden kann und in welche ein Teil eines Kickstartermechanismus 60 in die als Hohlkörper ausgebildete Außenhülse 54 eingreift, um mit einem ersten Kickstarterzahnrad 67, welches zum Beispiel als Doppelzahnrad ausgebildet ist, auf ein zweites Kickstarterzahnrad 66 - hier nach Art einer Kickstartermutter - zuzugreifen, um mit diesem zu kämmen.

Das erste Kickstarterzahnrad 67 als Doppelzahnrad ist auf der

Außenumfangsfläche des Spindelzapfens 7c gelagert ist. Durch ein Verschieben entlang der Rotationsachse X in axialer Richtung kann das erste

Kickstarterzahnrad 67 mit der Kickstartermutter als zweitem Kickstarterzahnrad

66 eingreifen, um beim Betätigen der Kickstarteinrichtung 60 einen

Kickstartvorgang zu bewirken. Des Weiteren weist der Gehäusemantel 54a der Außenhülse 54 ein zweites Fenster auf, welches auch als zweite Durchbrechung oder zweite Ausnehmung 58 aufgefasst werden kann, durch welches eine Bremsfeder 65 für der

Kickstarteinrichtung 60 in das Innere 54i der Außenhülse 54 durchgeführt ist.

Aus der Figur 2 ist auch ersichtlich, dass der Gehäusemantel 54a einen ersten Bereich 54-1 mit einem größeren Durchmesser d1 sowie einen zweiten Bereich 54-2 mit einem geringeren Durchmesser d2 aufweist, wobei im ersten Bereich 54-1 das Radiallager 55 und im zweiten Bereich 54-2 die Spindelmutter 8 ausgebildet sind.

Figur 3 zeigt das Ausführungsbeispiel der Figur 2 mit derselben Stellung der ersten und zweiten Kegelscheiben 20 und 21 in Bezug auf ihren axialen Abstand zueinander, wobei in Figur 3 zusätzlich das Umschlingungsmittel 12 zwischen den Kegelscheiben 20 und 21 dargestellt ist.

Die Abfolge der Figuren 4 bis 8 zeigt im Detail die Außenhülse 54 bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und zwar teilweise in

perspektivischer Darstellung, wobei Figur 7 eine seitliche Querschnittsansicht bietet.

Die Außenhülse 54 dieser Ausführungsform besitzt einen Gehäusemantel 54a mit einem ersten Bereich oder Abschnitt 54-1 größeren Durchmessers d1 und einem zweiten Bereich oder Abschnitt 54-2 geringeren Durchmessers d2.

Der zweite Gehäuseabschnitt 54-2 umfasst eine erste Gehäusestirnseite 54b, welche die Öffnung des Gehäusemantels 54a im Wesentlichen verschließt. Über der ersten Gehäusestirnseite 54b ragt in das Innere 54i der Außenhülse 54 gerichtet der Lagerzapfen 7c der Gewindespindel 7 hinein. Die Gewindespindel 7 selbst greift dabei über die Bohrung 8a in der Spindelmutter 8 in deren

Innengewinde 8b ein.

Zur Kopplung mit dem Kickstartermechanismus 60 besitzt der Gehäusemantel 54a ein erstes Fenster 57 als eine erste Durchbrechung. Des Weiteren ist eine zweite Durchbrechung 58 vorgesehen, die der Aufnahme der Bremsfeder 65 dient. In Figur 4 ist die Gewindespindel 7 mit dem Lagerzapfen 7c am Ende 7a noch nicht montiert.

In den Figuren 5 bis 8 ist die Gewindespindel 7 mit dem Lagerzapfen 7c am Ende 7a und dem Gewinde 7b bereits durch die Bohrung 8a der Spindelmutter 8 durchgeführt.

In den Figuren 6 bis 8 sind zusätzlich Elemente der Kickstarteinrichtung 60 zu sehen. Das Kickstartgetriebe 62 besitzt ein erstes Kickstarterzahnrad 67 nach Art eines Doppelzahnrades, welches von außen vom Antriebszahnrad 64 des Kickstartgetriebes 62 der Kickstarteinrichtung 60 gekämmt und somit angetrieben wird. Das Doppelzahnrad 67 seinerseits ist auf dem Lagerzapfen 7c am Ende 7a der Gewindespindel 7 gelagert.

Die Figuren 9 bis 1 1 zeigen perspektivische Ansichten, die das Getriebegehäuse 14 und die Aufnahme 14b im Getriebegehäuse 14 zur Aufnahme Außenhülse 54 wiedergeben.

Die Außenhülse 54 besitzt an ihrer ersten Gehäusestirnseite 54b - insbesondere im Querschnitt - eine Gestalt, die komplementär ausgebildet ist zur Gestalt der Aufnahme 14b des Getriebegehäuses 14. Insbesondere besitzt die erste

Gehäusestirnseite 54b neben der Bohrung 8a für die Spindelmutter 8 an der Außenumfangsfläche eine Ausnehmung 54d, durch welche die

Außenumfangsfläche der ersten Gehäusestirnseite 54b nicht mehr

rotationssymmetrisch ist, also im Querschnitt von einer strikten Kreisform abweicht.

Die Aufnahme 14b im Gehäuse 14 besitzt zur Drehmomentabstützung 9 in ihrer Innenumfangsfläche eine entsprechend Ausstülpung 14c, die auch als Nase oder Schulter aufgefasst werden kann, so dass gemäß Figur 1 1 beim

Ineinanderstecken der Aufnahme 14b mit der ersten Gehäusestirnseite 54b eine verdrehsichere Halterung und lagerichtige Montage der Außenhülse 54 am Getriebegehäuse 14 erfolgt, indem nämlich über die Ausnehmung 54d und die Ausstülpung 14c ein Formschluss erzeugt wird. Über das Durchgangsloch 14d greift im montierten Zustand die Gewindespindel 7 mit dem Antrieb im

Getriebegehäuse 14 ein.

Claims

CVT-Getriebe, umfassend:

- ein Kegelscheibenpaar (2) mit einer axial ortsfesten Kegelscheibe (20) und einer axial beweglichen Kegelscheibe (21 ),

- eine axial verschiebbare Innenhülse (53), welche mit der axial

beweglichen Kegelscheibe (21 ) drehfest und translatorisch gekoppelt verbunden ist, und

- eine axial verschiebbare Außenhülse (54), welche koaxial zur

Innenhülse (53) angeordnet, mit dieser translatorisch gekoppelt und von dieser rotatorisch entkoppelt ist,

- wobei die Außenhülse (54) eine drehfest ausgebildete Spindelmutter (8) aufweist, welche eingerichtet ist, mit einer rotierbaren, translatorisch ortsfesten Gewindespindel (7) zur Verstellung einer axialen Position der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ) zu einer drehfesten

translatorischen Kopplung mit der Außenhülse (54) einzugreifen und zusammenzuwirken.

CVT-Getriebe nach Anspruch 1 ,

- wobei die Außenhülse (54) im Wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer Drehachse (X-X) des Kegelscheibenpaars (2) ausgebildet ist und

- wobei die Spindelmutter (8) auf der Drehachse (X-X) angeordnet ist.

CVT-Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche,

- wobei die Außenhülse (54) einen Gehäusemantel (54a) und mindestens eine erste Gehäusestirnseite (54b) aufweist und

- wobei die Spindelmutter (8) an der ersten Gehäusestirnseite (54b) ausgebildet ist, insbesondere in materialeinstückiger Form.

CVT-Getriebe nach Anspruch 3,

- wobei der Gehäusemantel (54a) mindestens eine Durchbrechung (57, 58) aufweist und

- wobei die mindestens eine Durchbrechung (57, 58) eingerichtet ist, im montierten Zustand des CVT-Getriebes (1 ) mindestens ein Element eines Kickstarters (60) und insbesondere ein Doppelzahnrad (67) eines Kickstartergetriebes (62) aufzunehmen zum verschieblichen und rotierbaren Lagern und/oder Haltern an der Gewindespindel (7).

CVT-Getriebe nach Anspruch 4,

wobei an einem distalen Ende (7a) der Gewindespindel (7) ein Lagerzapfen (7c) ausgebildet ist, welcher zum verschieblichen und rotierbaren Lagern und/oder Haltern des mindestens einen Elements (67) des Kickstarters (60) eingerichtet ist.

CVT-Getriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 5,

- wobei der Gehäusemantel (54a) eine Glockenform aufweist mit einem ersten Bereich (54-1 ) größeren Durchmessers (d1 ) und einem zweiten Bereich (54-2) geringeren Durchmessers (d2),

- wobei insbesondere der erste Bereich (54-1 ) der Innenhülse (53) zugewandt und zur Kopplung mit dieser eingerichtet ist und/oder der zweite Bereich die erste Gehäusestirnseite (54b) mit der Spindelmutter (8) aufweist.

CVT-Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche,

- mit einer Stelleinrichtung (5) zur Verstellung der axialen Position der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ),

- wobei die Stelleinrichtung (5) über die Gewindespindel (7) und die

Spindelmutter (8) mit der Außenhülse (54) verbunden ist,

- wobei die Stelleinrichtung (5) ein Stellgetriebe (52) zur Rotation der Gewindespindel (7) aufweist und

- wobei die Stelleinrichtung (5) einen Stellantrieb (50) aufweist und so eingerichtet ist, dass im Betrieb über das Zusammenwirken von

Stellgetriebe (52), Gewindespindel (7) und Spindelmutter (8) eine Rotation im Stellantrieb (50) in eine Rotation der Gewindespindel (7) und eine translatorische Axialbewegung der Spindelmutter (8) und der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ) wandelbar ist.

CVT-Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche,

mit einer Drehmomentstütze (9), welche zur Abstützung und drehfesten

Halterung der Außenhülse (54) eingerichtet ist. CVT-Getriebe nach Anspruch 8,

- mit einem Getriebegehäuse (14), welches eine Aufnahme (14b) aufweist,

- wobei die Außenhülse (54) mit ihrer Gehäusestirnseite (54b) in der Aufnahme (14b) des Getriebegehäuses (14) aufgenommen ist und

- wobei die Form der ersten Gehäusestirnseite (54b) und der Aufnahme (14b) nicht rotationssymmetrisch und zumindest abschnittsweise zueinander komplementär sind,

- so dass durch das Eingreifen der ersten Gehäusestirnseite (54b) und der Aufnahme (14b) des Getriebegehäuses (14) in deren

Umfangsrichtung miteinander die Drehmomentstütze (9) realisiert wird.

CVT-Getriebe nach einem der Ansprüche 7 bis 9,

mit einer Steuereinheit (6), welche eingerichtet ist, die Stelleinrichtung (5) zu betätigen, um eine Übersetzungsänderung am Kegelscheibenpaar (2) zu erreichen.

1 1 . CVT-Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche,

mit:

- wenigstens einem Fliehkraftelement (3), welches beweglich an der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ) angeordnet ist, und

- einem Abstützelement (4), welches an der axial beweglichen

Kegelscheibe (21 ) angeordnet ist, und mit einer Antriebs- oder

Kurbelwelle (1 1 ) verbunden ist,

- wobei das Fliehkraftelement (3) zwischen dem Abstützelement (4) und einer Rückwand (22) der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ) angeordnet ist. 12. Fahrzeug, umfassend ein CVT-Getriebe (1 ) nach einem der

vorangehenden Ansprüche,

wobei das Fahrzeug (100) insbesondere ein Kleinfahrzeug, insbesondere ein Zweirad oder ein Dreirad oder ein Schneemobil oder ein Quad oder dergleichen ist.