WO2016139106A1 - Cvt gearbox with improved controllability - Google Patents

Cvt gearbox with improved controllability Download PDF

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WO2016139106A1
WO2016139106A1 PCT/EP2016/053906 EP2016053906W WO2016139106A1 WO 2016139106 A1 WO2016139106 A1 WO 2016139106A1 EP 2016053906 W EP2016053906 W EP 2016053906W WO 2016139106 A1 WO2016139106 A1 WO 2016139106A1
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WO
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conical disk
transmission according
axially movable
adjusting rod
crankshaft
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/053906
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German (de)
French (fr)
Inventor
Falko Winter
Rudolf Eydam
Daniel Schwartz
Stefan Woerz
Carolin Breitinger
Mykhaylo Klymenko
Ianislav Krastev
Ingo Drewe
Rasmus Frei
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to EP16706192.8A priority patent/EP3265702A1/en
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Priority to KR1020177024657A priority patent/KR20170121197A/en
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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
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/04—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism
    • F16H63/06—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions
    • F16H63/062—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms a single final output mechanism being moved by a single final actuating mechanism the final output mechanism having an indefinite number of positions electric or electro-mechanical actuating means
    • 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
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/32—Friction members
    • F16H55/52—Pulleys or friction discs of adjustable construction
    • F16H55/56—Pulleys or friction discs of adjustable construction of which the bearing parts are relatively axially adjustable
    • F16H55/563—Pulleys or friction discs of adjustable construction of which the bearing parts are relatively axially adjustable actuated by centrifugal masses
    • 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
    • F16H9/00—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members
    • F16H9/02—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes
    • F16H9/12—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members
    • F16H9/14—Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes engaging a pulley built-up out of relatively axially-adjustable parts in which the belt engages the opposite flanges of the pulley directly without interposed belt-supporting members using only one pulley built-up out of adjustable conical parts

Definitions

  • the present invention relates to a CVT transmission (continuously variable transmission) with a significantly improved controllability and controllability.
  • CVT transmissions are different from the prior art
  • two-wheelers tricycles, so-called tuk-tuks, snowmobiles, quads or
  • centrifugal governors are often used to adjust a position of a belt on a cone pulley pair. Depending on the speed centrifugal weights of the shift
  • Centrifugal governors in the prior art usually not operated at an optimum point, so that fuel consumption and / or emissions of
  • centrifugally-controlled CVT transmissions Vehicle are deteriorated. It would therefore be desirable to exploit this potential in centrifugally-controlled CVT transmissions and to obtain a possibility of fuel reduction and emission reduction. Furthermore, centrifugally controlled CVT transmissions also have no optimal design with regard to vehicle dynamics. In particular, with an acceleration of
  • the CVT transmission according to the invention with the features of claim 1, on the other hand, has the advantage that an emission behavior and a
  • Fuel consumption of a vehicle can be significantly improved. Furthermore, also significantly better performance, especially in the
  • the CVT transmission can be operated in each case in an optimized position.
  • the CVT transmission in this case comprises a pair of conical disks with a stationary conical disk and an axially movable conical disk.
  • the invention is also a
  • Adjustment device for adjusting a position of the axially movable
  • the adjusting device comprises a spindle drive and an adjusting rod which is connected to the axially movable conical disk.
  • the spindle drive allows an axial adjustment of the adjusting rod.
  • a control unit is configured to operate the actuator to change a position of the axially movable cone pulley. As a result, a position of a belt of the cone pulley pair is changed, so that a ratio of the CVT transmission is changed.
  • an intervention by the control unit in a CVT transmission can be made possible in order to operate the CVT transmission at optimum operating points.
  • the adjusting device comprises an actuator which drives the spindle drive to exert tensile forces or compressive forces on the adjusting rod.
  • the adjusting rod is moved axially, so that a position of the axially movable conical disk, which is connected to the adjusting rod, is also changed.
  • the transmission according to the invention further comprises at least one centrifugal force element, which is arranged movably on the axially movable conical disk.
  • the support wall is preferably connected to a crankshaft.
  • the support wall comprises a tapered
  • the tapered contact surface of the support wall is preferably conical. As the speed increases, so do the increase on the or
  • Centrifugal force acting centrifugal force so that centrifugal elements are moved radially outward. Here they run on the rejuvenating
  • an output shaft of the actuator of the adjusting device is arranged parallel to a crankshaft. This allows a particularly compact design can be achieved.
  • the output shaft of the actuator is parallel to
  • a line arrangement of actuator and adjusting rod can be provided. Particularly preferred is on a line next to the adjusting rod and the output shaft of the actuator and the crankshaft, so that a particularly space-saving design is possible.
  • the adjusting rod is partially disposed in the crankshaft to allow a simple and compact structure, in particular in the axial direction.
  • the spindle drive comprises a sleeve nut, which with the
  • Adjusting rod is connected to allow rotation of a spindle of the spindle drive in an axial movement of the spindle sleeve and thereby also an axial movement of the adjusting rod.
  • the adjusting rod is preferably connected via a crossbar with the axially movable conical disk.
  • the control unit is preferably set up to control the setting device based on parameters of a drive motor. As parameters of the
  • Drive motor a speed of the drive motor and / or a torque of the drive motor and / or a temperature and / or air pressure are preferably used.
  • the parameters for controlling the adjusting device can be detected directly on the drive motor or on with the
  • the drive motor connected components.
  • the drive motor is preferably an internal combustion engine.
  • control unit is configured to control the setting device based on a choice of a driving mode of a driver.
  • a driving mode e.g. a sports mode or a fuel economy mode or the like.
  • predetermined transmission settings can be stored which, with appropriate selection of a driving mode, e.g. a sports mode or a fuel economy mode or the like., Are taken by the adjusting device.
  • crankshaft passes through the cone pulley pair.
  • the stationary conical disk is connected directly to the crankshaft, so that in the axial direction of the crankshaft only a minimal
  • control unit and the actuator are arranged in a housing of the CVT transmission. This allows a particularly compact design can be achieved.
  • the present invention relates to a vehicle comprising a
  • the vehicle is preferably a Small vehicle, especially a two-wheeler or a tricycle or a snowmobile or quad or a scooter or the like.
  • the actuator is arranged on a housing of the transmission.
  • an output shaft of the actuator protrudes into the housing interior and an intermediate gear for adjusting the support wall is preferably arranged in the housing interior.
  • Figure 1 is a schematic sectional view of a CVT transmission according to a preferred embodiment of the invention.
  • CVT transmission 1 that is, a continuously variable continuously variable transmission according to a first embodiment will be described in detail with reference to FIG.
  • the CVT transmission 1 comprises a
  • Conical disk pair 2 with a fixed conical disk 20 and an axially movable conical disk 21.
  • the fixed conical disk 20 is fixed on a crankshaft 1 1. More precisely, as can be seen from FIG. 1, the stationary conical disk 20 is arranged at the end of the crankshaft 11.
  • the crankshaft 1 as indicated in Figure 1, connected to a drive motor 10, in particular an internal combustion engine.
  • the CVT transmission 1 is a centrifugal force-controlled transmission and comprises a plurality of centrifugal force elements 3, which on the axially movable
  • Cone pulley 21 are arranged.
  • the centrifugal elements are balls.
  • the centrifugal elements are cylinders with a through hole.
  • the CVT transmission 1 comprises a non-axially movable support wall 4, which is arranged on the axially movable conical disk.
  • Supporting wall 4 rotates together with the crankshaft 1 1st
  • Radial position of the centrifugal elements 3 is an axial position in the axial direction X-
  • an adjusting device 5 is provided according to the invention, which is connected to a control unit 6.
  • the adjusting device 5 comprises an actuator 50, an output shaft 51 of the
  • the spindle drive 7 comprises a spindle 70 and a sleeve nut 71, which is arranged on the spindle 70 in the axial direction X-X movable.
  • the sleeve nut 71 is connected to an adjusting rod 8 via a bearing 81, so that during an axial movement of the sleeve nut 71, the adjusting rod 8 is moved axially in the axial direction X-X.
  • a cross bar 80 is connected to the adjusting rod 8, which is connected to the axially movable conical disk 21.
  • an axial movement of the adjusting rod 8 is transmitted via the cross bar 80 to the axially movable conical disk 21, so that this, as indicated in Figure 1 by the double arrow A, is movable in the axial direction.
  • the sleeve nut 71 is prevented from rotating together with the spindle 70 by means not shown.
  • the adjusting rod 8 is partially in the
  • crankshaft 1 1 arranged. This allows a particularly compact design can be achieved.
  • the crankshaft 1 1 in this case has a slot or a
  • the support disk 4 comprises a tapered contact surface 40, which is in contact with the centrifugal force elements 3.
  • the actuator 50 is preferably an electric motor.
  • the adjusting device 5 comprises a pneumatically operated adjustment drive or a hydraulically operated adjustment drive or an electromagnetic
  • a belt 1 for example a belt, is between the two
  • Cone disks 20, 21 arranged.
  • the belting means 1 2 is connected to an output element 13, preferably also a pair of conical disks.
  • the output element 1 3 can also be, for example, a directly driven wheel or the like.
  • a position of the movable conical disk 21 and thereby an axial distance between the two conical disks 20, 21 are set, which provides a desired ratio of the CVT transmission.
  • Actuator 50 is driven and the output shaft 51 of the actuator 50 drives the spindle 70 directly. It should be noted that the output shaft 51 may also be formed integrally with the spindle 7. By the rotation of the spindle 70 (arrow D in Figure 1), the sleeve nut 71 is moved in the axial direction X-X (double arrow C), depending on the direction of rotation of the spindle 70th Since the
  • Sleeve nut 71 is fixedly connected to the adjusting rod 8, the adjusting rod 8 also moves in the axial direction X-X (double arrow B). About the associated with the adjusting rod 8 crossbar 80, the axially movable conical disk 21 is then moved (double arrow A).
  • Umschlingungsmittels 1 2 between the two conical disks 20, 21 are changed, thus allowing a stepless transmission change.
  • a fine adjustment of a translation which is basically predetermined by the centrifugal force elements 3, can be realized.
  • an optimized gear ratio can be realized as a function of parameters, for example the rotational speed and / or the torque of the drive motor 10.
  • the transmission ratio can be selected in terms of consumption optimization or emission optimization or optimization of acceleration of the vehicle. It is also possible to select any desired combination of output variables to be optimized and, correspondingly, to set an optimum gear ratio of the CVT transmission for this purpose.

Abstract

The invention relates to a CVT gearbox comprising: a pair of cone pulleys (2) having a locationally-fixed cone pulley (20) and an axially-displaceable cone pulley (21); an adjustment device (5) which adjusts a position of said axially-displaceable cone pulley (21) and comprises a spindle drive (7) and an adjustment rod (8) connected to said axially-displaceable cone pulley (21); as well as a control unit (6) which is configured to actuate the adjustment device (5) in order to alter the position of said axially-displaceable cone pulley (21).

Description

Beschreibung  description
Titel title
CVT-Getriebe mit verbesserter Steuerbarkeit Stand der Technik  CVT transmission with improved controllability state of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein CVT-Getriebe (stufenlos verstellbares Getriebe) mit einer deutlich verbesserten Steuerbarkeit und Regelbarkeit. CVT-Getriebe sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen The present invention relates to a CVT transmission (continuously variable transmission) with a significantly improved controllability and controllability. CVT transmissions are different from the prior art
Ausgestaltungen bekannt. Aufgrund des kontinuierlich variablen Getriebes können bei Fahrzeugen jeweils geeignete Übersetzungsverhältnisse im Vergleich mit Getrieben mit festgelegten Gängen erreicht werden. Ein besonderes  Embodiments known. Due to the continuously variable transmission suitable ratios can be achieved in vehicles in each case in comparison with gears with fixed gears. A special
Anwendungsgebiet derartiger CVT-Getriebe sind Kleinfahrzeuge, wie Application of such CVT transmissions are small vehicles, such as
beispielsweise Zweiräder, Dreiräder, sog. Tuk-Tuks, Schneemobile, Quads oderFor example, two-wheelers, tricycles, so-called tuk-tuks, snowmobiles, quads or
Scooter. Bei derartigen CVT-Getrieben werden häufig Fliehkraftregler zur Verstellung einer Position eines Riemens an einem Kegelscheibenpaar verwendet. Abhängig von der Drehzahl verlagern Fliehkraftgewichte des Scooter. In such CVT transmissions, centrifugal governors are often used to adjust a position of a belt on a cone pulley pair. Depending on the speed centrifugal weights of the shift
Fliehkraftreglers dabei ihre radiale Position, wodurch ein axialer Abstand zwischen zwei Kegelscheiben verändert wird und dadurch eine Übersetzung desCentrifugal controller while their radial position, whereby an axial distance between two conical disks is changed and thereby a translation of the
Getriebes verändert wird. 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 Transmission is changed. A disadvantage of such arrangements, however, is that no controlled intervention in the transmission ratio of the CVT transmission is possible. This will be the CVT transmission with
Fliehkraftregler im Stand der Technik üblicherweise nicht an einem optimalen Punkt betrieben, so dass Kraftstoffverbrauch und/oder Emissionen des Centrifugal governors in the prior art usually not operated at an optimum point, so that fuel consumption and / or emissions of
Fahrzeugs verschlechtert sind. Es wäre daher wünschenswert, dieses Potential bei fliehkraftgeregelten CVT-Getrieben zu nutzen und eine Möglichkeit einer Kraftstoffreduzierung und einer Emissionsreduzierung zu erhalten. Ferner weisen fliehkraftgeregelte CVT-Getriebe auch hinsichtlich einer Fahrzeugdynamik keine optimale Ausgestaltung auf. Insbesondere bei einer Beschleunigung des Vehicle are deteriorated. It would therefore be desirable to exploit this potential in centrifugally-controlled CVT transmissions and to obtain a possibility of fuel reduction and emission reduction. Furthermore, centrifugally controlled CVT transmissions also have no optimal design with regard to vehicle dynamics. In particular, with an acceleration of
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. Offenbarung der Erfindung Vehicle from a standstill and with an acceleration of the vehicle during a journey, for example, an elasticity starting from a first Speed to a second speed, there is still considerable room for improvement due to the not optimally selected transmission ratio of the centrifugal CVT transmission. Disclosure of the invention
Das erfindungsgemäße CVT-Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass ein Emissionsverhalten und ein The CVT transmission according to the invention with the features of claim 1, on the other hand, has the advantage that an emission behavior and a
Kraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs signifikant verbessert werden kann. Ferner werden auch deutlich bessere Fahrleistungen, insbesondere bei der Fuel consumption of a vehicle can be significantly improved. Furthermore, also significantly better performance, especially in the
Fahrdynamik hinsichtlich einer Beschleunigung aus dem Stand und hinsichtlich einer Beschleunigung eines fahrenden Fahrzeugs, erreicht. Dies wird  Driving dynamics with respect to an acceleration from a standstill and with respect to an acceleration of a moving vehicle reached. this will
erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das CVT-Getriebe jeweils in einer optimierten Position betrieben werden kann. Erfindungsgemäß umfasst das CVT- Getriebe hierbei ein Kegelscheibenpaar mit einer ortsfesten Kegelscheibe und einer axial beweglichen Kegelscheibe. Erfindungsgemäß ist ferner eine According to the invention achieved in that the CVT transmission can be operated in each case in an optimized position. According to the invention, the CVT transmission in this case comprises a pair of conical disks with a stationary conical disk and an axially movable conical disk. According to the invention is also a
Stelleinrichtung zur Verstellung einer Position der axial beweglichen Adjustment device for adjusting a position of the axially movable
Kegelscheibe vorgesehen. Die Stelleinrichtung umfasst einen Spindeltrieb und eine Verstellstange, welche mit der axial beweglichen Kegelscheibe verbunden ist. Der Spindeltrieb ermöglicht dabei eine Axialverstellung der Verstellstange.Conical disk provided. The adjusting device comprises a spindle drive and an adjusting rod which is connected to the axially movable conical disk. The spindle drive allows an axial adjustment of the adjusting rod.
Hierdurch ist ein sehr kompakter und platzsparender Aufbau möglich. Eine Steuereinheit ist eingerichtet, die Stelleinrichtung zu betätigen, um eine Position der axial bewegbaren Kegelscheibe zu verändern. Hierdurch wird eine Position eines Umschlingungsmittels des Kegelscheibenpaars verändert, so dass eine Übersetzung des CVT-Getriebes verändert wird. Somit kann erfindungsgemäß ein Eingriff durch die Steuereinheit in ein CVT-Getriebe ermöglicht werden, um das CVT-Getriebe in optimalen Betriebspunkten zu betreiben. This makes a very compact and space-saving design possible. A control unit is configured to operate the actuator to change a position of the axially movable cone pulley. As a result, a position of a belt of the cone pulley pair is changed, so that a ratio of the CVT transmission is changed. Thus, according to the invention, an intervention by the control unit in a CVT transmission can be made possible in order to operate the CVT transmission at optimum operating points.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. The dependent claims show preferred developments of the invention.
Vorzugsweise umfasst die Stelleinrichtung einen Stellantrieb, welcher den Spindeltrieb antreibt, um Zugkräfte oder Druckkräfte auf die Verstellstange auszuüben. Dadurch wird die Verstellstange axial bewegt, so dass eine Position der axial beweglichen Kegelscheibe, die mit der Verstellstange verbunden ist, ebenfalls geändert wird. Das erfindungsgemäße Getriebe umfasst ferner wenigstens ein Fliehkraftelement, welches beweglich an der axial beweglichen Kegelscheibe angeordnet ist. Ferner ist eine Abstützwand an der axial beweglichen Preferably, the adjusting device comprises an actuator which drives the spindle drive to exert tensile forces or compressive forces on the adjusting rod. Thereby, the adjusting rod is moved axially, so that a position of the axially movable conical disk, which is connected to the adjusting rod, is also changed. The transmission according to the invention further comprises at least one centrifugal force element, which is arranged movably on the axially movable conical disk. Furthermore, a support wall on the axially movable
Kegelscheibe vorgesehen, wobei das Fliehkraftelement zwischen der Conical disk provided, wherein the centrifugal element between the
Abstützwand und einer Rückwand der axial beweglichen Kegelscheibe angeordnet ist. Somit kann durch die Fliehkräfte eine rotationsabhängige Position der axial beweglichen Kegelscheibe erreicht werden und mittels der Supporting wall and a rear wall of the axially movable cone pulley is arranged. Thus, by the centrifugal forces a rotationally dependent position of the axially movable conical disk can be achieved and by means of
Stelleinrichtung eine Feinpositionierung und somit eine beispielsweise an entsprechend vorhandene Fahrmodi angepasste Übersetzung eingestellt werden. Die Abstützwand ist vorzugsweise mit einer Kurbelwelle verbunden. Setting device a fine positioning and thus adjusted, for example, adapted to existing driving modes gear ratio. The support wall is preferably connected to a crankshaft.
Besonders bevorzugt umfasst die Abstützwand eine sich verjüngende Particularly preferably, the support wall comprises a tapered
Kontaktfläche für einen Kontakt mit dem Fliehkraftelement. Die sich verjüngende Kontaktfläche der Abstützwand ist vorzugsweise konisch ausgebildet. Bei Erhöhung der Drehzahl erhöhen sich die somit die auf das oder die Contact surface for contact with the centrifugal element. The tapered contact surface of the support wall is preferably conical. As the speed increases, so do the increase on the or
Fliehkraftelemente wirkende Fliehkraft, so dass Fliehkraftelemente radial nach außen bewegt werden. Hierbei laufen sie auf der sich verjüngenden Centrifugal force acting centrifugal force, so that centrifugal elements are moved radially outward. Here they run on the rejuvenating
Kontaktfläche der Abstützwand, so dass auch eine Verschiebungskomponente in Axialrichtung zur Bewegung der beweglichen Kegelscheibe in Axialrichtung auftritt. Contact surface of the support wall, so that also a displacement component in the axial direction for movement of the movable conical disk occurs in the axial direction.
Weiter bevorzugt ist eine Abtriebswelle des Stellantriebs der Stelleinrichtung parallel zu einer Kurbelwelle angeordnet. Dadurch kann ein besonders kompakter Aufbau erreicht werden. More preferably, an output shaft of the actuator of the adjusting device is arranged parallel to a crankshaft. This allows a particularly compact design can be achieved.
Weiter bevorzugt ist die Abtriebswelle des Stellantriebs parallel zur More preferably, the output shaft of the actuator is parallel to
Verstellstange und ist insbesondere koaxial zu einer Mittelachse des Verstellstange and is in particular coaxial with a central axis of the
Kegelscheibenpaars. Somit kann eine Linienanordnung von Stellantrieb und Verstellstange vorgesehen werden. Besonders bevorzugt liegt auf einer Linie neben der Verstellstange und der Abtriebswelle des Stellantriebs auch die Kurbelwelle, so dass ein besonders platzsparender Aufbau möglich ist. Conical disk pair. Thus, a line arrangement of actuator and adjusting rod can be provided. Particularly preferred is on a line next to the adjusting rod and the output shaft of the actuator and the crankshaft, so that a particularly space-saving design is possible.
Bevorzugt ist die Verstellstange teilweise in der Kurbelwelle angeordnet, um einen einfachen und kompakten Aufbau, insbesondere in Axialrichtung zu ermöglichen. Weiterhin umfasst der Spindeltrieb eine Hülsenmutter, welche mit der Preferably, the adjusting rod is partially disposed in the crankshaft to allow a simple and compact structure, in particular in the axial direction. Furthermore, the spindle drive comprises a sleeve nut, which with the
Verstellstange verbunden ist, um eine Rotation einer Spindel des Spindeltriebs in eine Axialbewegung der Spindelhülse und dadurch auch eine Axialbewegung der Verstellstange zu ermöglichen. Die Verstellstange ist vorzugsweise über eine Querstange mit der axial beweglichen Kegelscheibe verbunden. Adjusting rod is connected to allow rotation of a spindle of the spindle drive in an axial movement of the spindle sleeve and thereby also an axial movement of the adjusting rod. The adjusting rod is preferably connected via a crossbar with the axially movable conical disk.
Bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, die Stelleinrichtung, basierend auf Kenngrößen eines Antriebsmotors zu steuern. Als Kenngrößen des The control unit is preferably set up to control the setting device based on parameters of a drive motor. As parameters of the
Antriebsmotors werden bevorzugt eine Drehzahl des Antriebsmotors und/oder ein Drehmoment des Antriebsmotors und/oder eine Temperatur und/oder ein Luftdruck verwendet. Die Kenngrößen zur Steuerung der Stelleinrichtung können dabei unmittelbar am Antriebsmotor erfasst werden oder an mit dem Drive motor, a speed of the drive motor and / or a torque of the drive motor and / or a temperature and / or air pressure are preferably used. The parameters for controlling the adjusting device can be detected directly on the drive motor or on with the
Antriebsmotor verbundenen Bauteilen. Der Antriebsmotor ist vorzugsweise eine Brennkraftmaschine. Drive motor connected components. The drive motor is preferably an internal combustion engine.
Weiter bevorzugt ist die Steuereinheit eingerichtet, die Stelleinrichtung basierend auf einer Wahl eines Fahrmodus eines Fahrers zu steuern. Beispielsweise können vorbestimmte Getriebeeinstellungen gespeichert werden, welche bei entsprechender Wahl eines Fahrmodus, z.B. ein Sportmodus oder ein Kraftstoff- Sparmodus oder dgl., von der Stelleinrichtung eingenommen werden. More preferably, the control unit is configured to control the setting device based on a choice of a driving mode of a driver. For example, predetermined transmission settings can be stored which, with appropriate selection of a driving mode, e.g. a sports mode or a fuel economy mode or the like., Are taken by the adjusting device.
Weiter bevorzugt verläuft die Kurbelwelle durch das Kegelscheibenpaar. Dadurch kann ein besonders kompakter Aufbau des CVT-Getriebes und insbesondere auch der Einheit, umfassend das CVT-Getriebe und den Antriebsmotor, erreicht werden. More preferably, the crankshaft passes through the cone pulley pair. Thereby, a particularly compact construction of the CVT transmission and in particular the unit comprising the CVT transmission and the drive motor can be achieved.
Weiter bevorzugt ist die ortsfeste Kegelscheibe dabei direkt mit der Kurbelwelle verbunden, so dass in Axialrichtung der Kurbelwelle nur ein minimaler More preferably, the stationary conical disk is connected directly to the crankshaft, so that in the axial direction of the crankshaft only a minimal
Bauraumbedarf für das CVT-Getriebe notwendig ist. Space requirements for the CVT transmission is necessary.
Weiter bevorzugt sind die Steuereinheit und der Stellantrieb in einem Gehäuse des CVT-Getriebes angeordnet. Dadurch kann ein besonders kompakter Aufbau erreicht werden. More preferably, the control unit and the actuator are arranged in a housing of the CVT transmission. This allows a particularly compact design can be achieved.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, umfassend ein Furthermore, the present invention relates to a vehicle comprising a
erfindungsgemäßes stufenloses Getriebe. Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Kleinfahrzeug, insbesondere ein Zweirad oder ein Dreirad oder ein Schneemobil oder Quad oder ein Scooter oder dgl. Inventive continuously variable transmission. The vehicle is preferably a Small vehicle, especially a two-wheeler or a tricycle or a snowmobile or quad or a scooter or the like.
Weiter bevorzugt ist der Stellantrieb an einem Gehäuse des Getriebes angeordnet. Vorzugsweise ragt dabei eine Abtriebswelle des Stellantriebs in das Gehäuseinnere und ein Zwischengetriebe zur Verstellung der Abstützwand ist vorzugsweise im Gehäuseinneren angeordnet. More preferably, the actuator is arranged on a housing of the transmission. Preferably, an output shaft of the actuator protrudes into the housing interior and an intermediate gear for adjusting the support wall is preferably arranged in the housing interior.
Zeichnung drawing
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist: Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines CVT-Getriebes gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figure 1 is a schematic sectional view of a CVT transmission according to a preferred embodiment of the invention.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung Preferred embodiment of the invention
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Figur 1 ein CVT-Getriebe 1 , d.h., ein kontinuierlich verstellbares, stufenloses Getriebe, gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Detail beschrieben. Hereinafter, a CVT transmission 1, that is, a continuously variable continuously variable transmission according to a first embodiment will be described in detail with reference to FIG.
Wie aus Figur 1 ersichtlich ist, umfasst das CVT-Getriebe 1 ein As can be seen from FIG. 1, the CVT transmission 1 comprises a
Kegelscheibenpaar 2 mit einer ortsfesten Kegelscheibe 20 und einer axial beweglichen Kegelscheibe 21 . Conical disk pair 2 with a fixed conical disk 20 and an axially movable conical disk 21.
Die ortsfeste Kegelscheibe 20 ist auf einer Kurbelwelle 1 1 fixiert. Genauer, wie aus Figur 1 ersichtlich ist, ist die ortsfeste Kegelscheibe 20 am Ende der Kurbelwelle 1 1 angeordnet. Die Kurbelwelle 1 1 ist, wie in Figur 1 angedeutet, mit einem Antriebsmotor 10, insbesondere einer Brennkraftmaschine verbunden. The fixed conical disk 20 is fixed on a crankshaft 1 1. More precisely, as can be seen from FIG. 1, the stationary conical disk 20 is arranged at the end of the crankshaft 11. The crankshaft 1 1, as indicated in Figure 1, connected to a drive motor 10, in particular an internal combustion engine.
Das CVT-Getriebe 1 ist ein fliehkraftgeregeltes Getriebe und umfasst eine Vielzahl von Fliehkraftelementen 3, welche an der axial beweglichen The CVT transmission 1 is a centrifugal force-controlled transmission and comprises a plurality of centrifugal force elements 3, which on the axially movable
Kegelscheibe 21 angeordnet sind. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Fliehkraftelemente Kugeln. Alternativ sind die Fliehkraftelemente Zylinder mit einem Durchgangsloch. Weiterhin umfasst das CVT-Getriebe 1 eine nicht axial bewegliche Abstützwand 4, welche an der axial beweglichen Kegelscheibe angeordnet ist. Die Cone pulley 21 are arranged. In this embodiment, the centrifugal elements are balls. Alternatively, the centrifugal elements are cylinders with a through hole. Furthermore, the CVT transmission 1 comprises a non-axially movable support wall 4, which is arranged on the axially movable conical disk. The
Abstützwand 4 rotiert gemeinsam mit der Kurbelwelle 1 1 . Durch die Supporting wall 4 rotates together with the crankshaft 1 1st By the
Radialposition der Fliehkraftelemente 3 wird eine Axialposition in Axialrichtung X-Radial position of the centrifugal elements 3 is an axial position in the axial direction X-
X der axial beweglichen Kegelscheibe 21 bestimmt. X of the axially movable conical disk 21 is determined.
Zur Verstellung der axial beweglichen Kegelscheibe 21 ist erfindungsgemäß eine Stelleinrichtung 5 vorgesehen, welche mit einer Steuereinheit 6 verbunden ist. Die Stelleinrichtung 5 umfasst einen Stellantrieb 50, eine Abtriebswelle 51 desTo adjust the axially movable conical disk 21, an adjusting device 5 is provided according to the invention, which is connected to a control unit 6. The adjusting device 5 comprises an actuator 50, an output shaft 51 of the
Stellantriebs und einen Spindeltrieb 7. Der Spindeltrieb 7 umfasst eine Spindel 70 sowie eine Hülsenmutter 71 , welche auf der Spindel 70 in Axialrichtung X-X bewegbar angeordnet ist. Die Hülsenmutter 71 ist mit einer Verstellstange 8 über ein Lager 81 verbunden, so dass bei einer Axialbewegung der Hülsenmutter 71 die Verstellstange 8 in Axialrichtung X-X axial bewegt wird. Actuator and a spindle drive 7. The spindle drive 7 comprises a spindle 70 and a sleeve nut 71, which is arranged on the spindle 70 in the axial direction X-X movable. The sleeve nut 71 is connected to an adjusting rod 8 via a bearing 81, so that during an axial movement of the sleeve nut 71, the adjusting rod 8 is moved axially in the axial direction X-X.
Am entgegengesetzten Ende der Verstellstange 8 ist eine Querstange 80 mit der Verstellstange 8 verbunden, welche mit der axial beweglichen Kegelscheibe 21 verbunden ist. Dadurch wird eine Axialbewegung der Verstellstange 8 über die Querstange 80 auf die axial bewegliche Kegelscheibe 21 übertragen, so dass diese, wie in Figur 1 durch den Doppelpfeil A angedeutet, in Axialrichtung bewegbar ist. Die Hülsenmutter 71 wird durch eine nicht gezeigte Einrichtung an einer Drehung gemeinsam mit der Spindel 70 verhindert. Wie weiter aus Figur 1 ersichtlich ist, ist die Verstellstange 8 teilweise in derAt the opposite end of the adjusting rod 8, a cross bar 80 is connected to the adjusting rod 8, which is connected to the axially movable conical disk 21. As a result, an axial movement of the adjusting rod 8 is transmitted via the cross bar 80 to the axially movable conical disk 21, so that this, as indicated in Figure 1 by the double arrow A, is movable in the axial direction. The sleeve nut 71 is prevented from rotating together with the spindle 70 by means not shown. As further seen in Figure 1, the adjusting rod 8 is partially in the
Kurbelwelle 1 1 angeordnet. Dadurch kann ein besonders kompakter Aufbau erreicht werden. Die Kurbelwelle 1 1 weist hierbei einen Schlitz oder eine Crankshaft 1 1 arranged. This allows a particularly compact design can be achieved. The crankshaft 1 1 in this case has a slot or a
Bohrung oder dgl. auf. Die Abstützscheibe 4 umfasst eine sich verjüngende Kontaktfläche 40, welche mit den Fliehkraftelementen 3 in Kontakt steht. Bore or the like. On. The support disk 4 comprises a tapered contact surface 40, which is in contact with the centrifugal force elements 3.
Der Stellantrieb 50 ist vorzugsweise ein elektrischer Motor. Alternativ umfasst die Stelleinrichtung 5 jedoch einen pneumatisch betriebenen Versteilantrieb oder einen hydraulisch betriebenen Versteilantrieb oder einen elektromagnetischenThe actuator 50 is preferably an electric motor. Alternatively, however, the adjusting device 5 comprises a pneumatically operated adjustment drive or a hydraulically operated adjustment drive or an electromagnetic
Versteilantrieb. Ein Umschlingungsmittel 1 2, z.B. ein Riemen, ist zwischen den beiden Adjustment drive. A belt 1 2, for example a belt, is between the two
Kegelscheiben 20, 21 angeordnet. Das Umschlingungsmittel 1 2 ist mit einem Abtriebselement 13, vorzugsweise ebenfalls einem Kegelscheibenpaar, verbunden. Das Abtriebselement 1 3 kann aber beispielsweise auch ein direkt angetriebenes Rad oder dgl. sein. Cone disks 20, 21 arranged. The belting means 1 2 is connected to an output element 13, preferably also a pair of conical disks. However, the output element 1 3 can also be, for example, a directly driven wheel or the like.
Erfindungsgemäß kann somit über die Steuereinheit 6 eine Position der beweglichen Kegelscheibe 21 eingestellt werden und dadurch ein axialer Abstand zwischen den beiden Kegelscheiben 20, 21 eingestellt werden, welcher eine gewünschte Übersetzung des CVT-Getriebes bereitstellt. Hierzu wird derAccording to the invention can thus be adjusted via the control unit 6, a position of the movable conical disk 21 and thereby an axial distance between the two conical disks 20, 21 are set, which provides a desired ratio of the CVT transmission. For this purpose, the
Stellantrieb 50 angetrieben und die Abtriebswelle 51 des Stellantriebs 50 treibt die Spindel 70 unmittelbar an. Es sei angemerkt, dass die Abtriebswelle 51 auch einstückig mit der Spindel 7 ausgebildet sein kann. Durch die Drehung der Spindel 70 (Pfeil D in Figur 1 ) wird die Hülsenmutter 71 in Axialrichtung X-X bewegt (Doppelpfeil C), abhängig von der Drehrichtung der Spindel 70. Da dieActuator 50 is driven and the output shaft 51 of the actuator 50 drives the spindle 70 directly. It should be noted that the output shaft 51 may also be formed integrally with the spindle 7. By the rotation of the spindle 70 (arrow D in Figure 1), the sleeve nut 71 is moved in the axial direction X-X (double arrow C), depending on the direction of rotation of the spindle 70th Since the
Hülsenmutter 71 fest mit der Verstellstange 8 verbunden ist, bewegt sich die Verstellstange 8 ebenfalls in Axialrichtung X-X (Doppelpfeil B). Über die mit der Verstellstange 8 verbundene Querstange 80 wird dann die axial bewegliche Kegelscheibe 21 bewegt (Doppelpfeil A). Sleeve nut 71 is fixedly connected to the adjusting rod 8, the adjusting rod 8 also moves in the axial direction X-X (double arrow B). About the associated with the adjusting rod 8 crossbar 80, the axially movable conical disk 21 is then moved (double arrow A).
Abhängig von der Drehrichtung kann somit eine Verstellung des Depending on the direction of rotation can thus be an adjustment of the
Umschlingungsmittels 1 2 zwischen den beiden Kegelscheiben 20, 21 verändert werden und so eine stufenlose Übersetzungsänderung ermöglicht werden. Somit kann erfindungsgemäß eine Feineinstellung einer Übersetzung, welche grundsätzlich durch die Fliehkraftelemente 3 vorgegeben ist, realisiert werden. Erfindungsgemäß kann in Abhängigkeit von Kenngrößen, beispielsweise die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Antriebsmotors 10 eine optimierte Getriebeübersetzung realisiert werden. Die Getriebeübersetzung kann dabei hinsichtlich einer Verbrauchsoptimierung oder einer Emissionsoptimierung oder einer Optimierung einer Beschleunigung des Fahrzeugs, gewählt werden. Auch kann eine beliebige Kombination von zu optimierenden Ausgangsgrößen gewählt werden und entsprechend eine hierfür optimale Getriebeübersetzung des CVT- Getriebes eingestellt werden. Umschlingungsmittels 1 2 between the two conical disks 20, 21 are changed, thus allowing a stepless transmission change. Thus, according to the invention a fine adjustment of a translation, which is basically predetermined by the centrifugal force elements 3, can be realized. According to the invention, an optimized gear ratio can be realized as a function of parameters, for example the rotational speed and / or the torque of the drive motor 10. The transmission ratio can be selected in terms of consumption optimization or emission optimization or optimization of acceleration of the vehicle. It is also possible to select any desired combination of output variables to be optimized and, correspondingly, to set an optimum gear ratio of the CVT transmission for this purpose.
Versuche mit einem erfindungsgemäßen CVT-Getriebe 1 haben dabei ergeben, dass eine Verbrauchseinsparung von Kraftstoff im Bereich von 1 0% möglich ist, eine verbesserte Beschleunigung in einem Bereich zwischen 0 bis 60 km/h von bis zu 17% möglich ist und eine verbesserte Elastizität einer Beschleunigung in einem Bereich zwischen 20 bis 50 km/h von 19% im Vergleich mit einem normalen fliehkraftgeregelten CVT-Getriebe möglich sind. Zwar erfordert das erfindungsgemäße CVT-Getriebe durch die Stelleinrichtung einen etwas größeren mechanischen und elektrischen Aufbau, dieser kann allerdings durch die dargelegten Verbesserungen und Einsparungen mehr als wett gemacht werden. Experiments with a CVT transmission 1 according to the invention have shown that it is possible to save fuel in the range of 10%, an improved acceleration in a range between 0 to 60 km / h of up to 17% is possible and an improved elasticity of an acceleration in a range between 20 to 50 km / h of 19% compared to a normal centrifugally controlled CVT transmission are possible , Although the CVT transmission according to the invention requires a slightly larger mechanical and electrical structure by the adjusting device, this can be more than made up for by the improvements and savings described.

Claims

CVT-Getriebe, umfassend: CVT transmission, comprising:
ein Kegelscheibenpaar (2) mit einer ortsfesten Kegelscheibe (20) und einer axial beweglichen Kegelscheibe (21 ),  a conical disk pair (2) with a stationary conical disk (20) and an axially movable conical disk (21),
eine Stelleinrichtung (5) zur Verstellung einer Position der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ), wobei die Stelleinrichtung (5) einen an adjusting device (5) for adjusting a position of the axially movable conical disk (21), wherein the adjusting device (5) has a
Spindeltrieb (7) und eine Verstellstange (8) umfasst, welche mit der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ) verbunden ist, und eine Steuereinheit (6), welche eingerichtet ist, die Stelleinrichtung (5) zu betätigen, um die Position der axial beweglichen KegelscheibeSpindle drive (7) and an adjusting rod (8) which is connected to the axially movable conical disk (21), and a control unit (6) which is adapted to actuate the actuating device (5) to the position of the axially movable conical disk
(21 ) zu verändern. (21) to change.
Getriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Transmission according to claim 1, characterized in that the
Stelleinrichtung einen Stellantrieb (50) umfasst, welcher den Spindeltrieb (7) antreibt, um Zugkräfte oder Druckkräfte auf die Verstellstange (8) auszuüben.  Actuating device comprises an actuator (50) which drives the spindle drive (7) to exert tensile forces or compressive forces on the adjusting rod (8).
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: wenigstens ein Fliehkraftelement (3), welches beweglich an der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ) angeordnet ist, Transmission according to one of the preceding claims, further comprising: at least one centrifugal force element (3) which is movably arranged on the axially movable conical disk (21),
eine Abstützwand (4), welche an der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ) angeordnet ist,  a support wall (4) which is arranged on the axially movable conical disk (21),
wobei das Fliehkraftelement (3) zwischen der Abstützwand (4) und einer Rückwand (22) der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ) angeordnet ist.  wherein the centrifugal force element (3) between the support wall (4) and a rear wall (22) of the axially movable conical disk (21) is arranged.
Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützwand (4) eine sich verjüngende Kontaktfläche (40) für einen Kontakt mit dem Fliehkraftelement (3) aufweist. Transmission according to claim 3, characterized in that the support wall (4) has a tapered contact surface (40) for contact with the centrifugal force element (3).
5. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtriebswelle (51 ) des Stellantriebs (50) parallel zu einer Kurbelwelle (1 1 ) ist und insbesondere koaxial zu einer Mittelachse (X-X) des 5. Transmission according to one of claims 2 to 4, characterized in that an output shaft (51) of the actuator (50) parallel to a crankshaft (1 1) and in particular coaxial with a central axis (XX) of the
Kegelscheibenpaars (21 ) ist.  Cone pulley pair (21) is.
6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 6. Transmission according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (51 ) des Stellantriebs (50) parallel zur Verstellstange (80) ist und insbesondere koaxial zu einer Mittelachse (X-X) des Kegelscheibenpaars (2) ist.  characterized in that the output shaft (51) of the actuator (50) is parallel to the adjusting rod (80) and in particular coaxial with a central axis (X-X) of the cone pulley pair (2).
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die 7. Transmission according to claim 6, characterized in that the
Verstellstange (8) teilweise in einer Kurbelwelle (1 1 ) angeordnet ist.  Adjusting rod (8) partially in a crankshaft (1 1) is arranged.
8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 8. Transmission according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb (7) über eine Hülsenmutter (71 ) mit der Verstellstange (8) verbunden ist.  characterized in that the spindle drive (7) via a sleeve nut (71) with the adjusting rod (8) is connected.
9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 9. Transmission according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Verstellstange (8) mittels einer Querstange (80) mit der axial beweglichen Kegelscheibe (21 ) verbunden ist. 10. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch  in that the adjusting rod (8) is connected to the axially movable conical disk (21) by means of a transverse rod (80). 10. Transmission according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (6) eingerichtet ist, die  in that the control unit (6) is set up
Stelleinrichtung (5), basierend auf Kenngrößen eines Antriebsmotors (10), insbesondere einer Drehzahl und/oder eines Drehmoments des  Actuating device (5) based on characteristics of a drive motor (10), in particular a rotational speed and / or a torque of
Antriebsmotors und/oder einer Temperatur und/oder eines Luftdrucks, zu steuern.  Drive motor and / or a temperature and / or air pressure to control.
1 1 . Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 1 1. Transmission according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass die Kurbelwelle durch das Kegelscheibenpaar (2) verläuft und/oder dass die ortsfeste Kegelscheibe (20) direkt mit der Kurbelwelle (1 1 ), insbesondere an einem Ende der Kurbelwelle (1 1 ), verbunden ist.  in that the crankshaft runs through the conical disk pair (2) and / or that the stationary conical disk (20) is connected directly to the crankshaft (11), in particular at one end of the crankshaft (11).
12. Fahrzeug, umfassend ein CVT-Getriebe, nach einem der vorhergehenden Ansprüche. 12. A vehicle comprising a CVT transmission according to one of the preceding claims.
13. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug ein Kleinfahrzeug, insbesondere ein Zweirad oder ein Dreirad oder ein Schneemobil oder ein Quad oder dgl., ist. 13. Vehicle according to claim 12, characterized in that the vehicle is a small vehicle, in particular a two-wheeler or a tricycle or a snowmobile or a quad or the like., Is.
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