DE10032479A1 - Stufenloses Getriebe - Google Patents
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Abstract
Das stufenlose Getriebe bietet die Möglichkeit stufenlos die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle von "0" bis "Wmax = Wmotor" zu ändern. Das Getriebe besteht aus zwei wesentlichen Bestandteilen: Planetenradsatz und Scheibenwandler. Die beiden Teile sind so verbunden, dass ein Teil des Planetenradsatzes vom Scheibenwandler gesteuert wird, ein anderes Teil ist mit der Antriebswelle und das dritte Teil mit der Abtriebswelle verbunden. Dieses Getriebe ermöglicht die Übersetzung eines hohen Drehmoments, weil der Kraftfluß sich aufteilt und parallel in zwei Richtungen fließt. Der erste Kraftfluß direkt auf das treibende Teil des Planetenradsatzes. Der zweite Kraftfluß fließt über den Scheibenwandler auf das gesteuerte Teil des Planetenradsatzes. Es besteht die Möglichkeit, verschiedene Typen von Planetenradsätzen und Wandlern für dieses Getriebe zu verwenden. Das vorgestellte Getriebe kann in vielen Bereichen der Technik eingesetzt werden. Es reicht von einer Bohrmaschine bis zu Fahrzeugen aller Art.
Description
In vielen Bereichen der Technik gibt es die Notwendigkeit nach einem Getriebe, welches
ermöglicht, die Drehzahlen der Abtriebswelle stufenlos zu ändern, während sich die Drehzahlen
der Antriebswelle nicht oder nur geringfügig verändern. Einer dieser Bereiche sind die
Verkehrsmittel mit Verbrennungsmotor. Der größte Teil der heute existierenden stufenlosen
Getriebe funktionieren nach dem Prinzip der Reibung (z. B. Reibradgetriebe, Kettengliederband
getriebe, Keilriemengetriebe) und können nur vergleichsweise geringe Kräfte übersetzen. Andere
(z. B. das hydrodynamische Getriebe) haben einen niedrigen Wirkungsgrad, was gleichzeitig
höheren Treibstoffverbrauch bedeutet.
Die hier vorgestellte Erfindung bietet die Möglichkeit, diese wesentlichen Nachteile zu umgehen
und kann bei hohem Wirkungsgrad große Kräfte übersetzen. Der Bereich der Winkelgeschwindig
keit der angetriebenen Welle kann stufenlos vom völligen Stillstand bis zu maximalen Drehzahlen
geregelt werden. Durch eine bestimmte Übersetzung kann eine Rückwärtsbewegung geschaltet
werden.
Die Abb. 1 zeigt ein solches Getriebe, das aus zwei Hauptbestandteilen besteht:
A) Scheibenwandler,
B) Planetenradsatz,
die sich im Getriebegehäuse (4) befinden.
A) Scheibenwandler,
B) Planetenradsatz,
die sich im Getriebegehäuse (4) befinden.
Der Scheibenwandler besteht seinerseits aus folgenden Bestandteilen:
1 Trommel
2 Zwischenscheiben
3 Kronediskus mit Stiften
4 Freilaufkupplungen auf jeder Zwischenscheibe
5 Trommelwelle
6 Dämpfer
2 Zwischenscheiben
3 Kronediskus mit Stiften
4 Freilaufkupplungen auf jeder Zwischenscheibe
5 Trommelwelle
6 Dämpfer
Die Abb. 3 stellt eine Zwischenscheibe mit einer Nut (1) dar. Die Nut ist mit einem der Stifte des
Kronediskus verbunden. Außerdem sind in dieser Abbildung Rillen (2) für Kugellager und
Gegengewichte (3) dargestellt.
In der Abb. 4 ist der Kronediskus mit Stiften (1) und Federndämpfer (2) abgebildet. Jeder der
Stifte ist mit einer Zwischenscheibe verbunden. Der Scheibenwandler muss mindestens zwei
Zwischenscheiben haben. Es ist zu beachten, dass, je geringer die Anzahl von Zwischenscheiben
ist, desto unregelmäßiger wird die Winkelgeschwindigkeit des Kronediskus. In dem
nachfolgenden Beispiel ist der Scheibenwandler mit sechs Zwischenscheiben ausgestattet.
In der Abb. 5 ist das Grundprinzip des Scheibenwandlers abgebildet. Treibend ist die Trommel
(1) des Scheibenwandlers. Das angetriebene Element ist der Kronediskus (3). In dieser
Abbildung sieht man den Zeitpunkt, zu dem die Trommelwelle (5) mit der Achse des Kronediskus
räumlich übereinstimmen. Dies ist die Null-Position des Scheibenwandlers. Bei einer Drehung der
Trommel verkeilen sich die Freilaufkupplungen (4) mit den Zwischenscheiben (2), die sich
dadurch in Bewegung setzen und dabei auch den Kronediskus (3) mitnehmen. Zu diesem
Zeitpunkt ist die Drehgeschwindigkeit des Kronediskus (W2) gleich mit der Drehgeschwindigkeit
der Trommel (W2 = W1). Der Kronediskus befindet sich mit den Kugellagern im Getriebegehäuse
und kann daher nur eine Drehbewegung machen. Die Trommel (1) des Scheibenwandlers
zusammen mit Zwischenscheiben (2) (in den Abbildungen als Nut dargestellt),
Freilaufkupplungen (4) und die Trommelwelle (5) können außer der Drehbewegung eine
Pendelbewegung mit Hilfe eines Steuermechanismus (6) um die Achse (7) machen.
In der Abb. 6 ist der Scheibenwandler zu dem Zeitpunkt zu sehen, wenn die Trommel (1) mit
den Teilen (2), (4) und (5) sich im Verhältnis zum dem Kronediskus auf Größe "K" versetzen. Die
Versetzung erfolgt durch einen Steuermechanismus (6). Dabei erhöht sich die Winkelgeschwin
digkeit des Kronediskus,
(W2 < W1)
da der Radius "Rb" sich gegenüber Radius "r" vergrössert um die Größe "K". Dadurch ändert sich
die Übersetzung.
"r" - der Abstandradius der auf dem Kronediskus sitzenden Stiften. Dieser Radius bleibt immer
konstant
"R" - Radius der Zwischenscheibe bis zur Kontaktstelle mit dem Stift. Auch Kontaktradius ge nannt. Der Kontaktradius ist variabel.
"R" - Radius der Zwischenscheibe bis zur Kontaktstelle mit dem Stift. Auch Kontaktradius ge nannt. Der Kontaktradius ist variabel.
In dieser Abbildung ist auf der Trommel ein gestrichelter Bereich "a" bis "c" zu sehen. In diesem
Bereich verkeilen sich mit Hilfe der Freilaufkupplungen nacheinander die Zwischenscheiben mit
der Trommel (die Trommel ist treibend). Es verkeilt sich immer die Zwischenscheibe, deren Nut
(Verbindung mit dem Stift des Kronediskus) in den Bereich "a-b-c" kommt. Das passiert, weil der
Kontaktradius dieser Zwischenscheibe in diesem Bereich am größten ist (Rb < Ra oder Rc)
(Ra = Rc). Diese verkeilte Zwischenscheibe überträgt die Bewegung weiter auf den Kronediskus.
Alle anderen Zwischenscheiben drehen sich schneller als die Trommel, und ihre Freilaufkupplungen
entriegeln sich, weil sich in der Drehbewegung der Kontaktradius der Zwischenscheibe "Rc" bis
auf die Größe "R2" (kleinster Kontaktradius) verkleinert und sich anschließend wieder auf die
Größe "Ra" vergrößert. Beim weiteren Drehen der Trommel kommt die Nut von der
nachfolgenden Zwischenscheibe in den Punkt "a" und verkeilt sich. Erst danach entriegelt sich im
Punkt "c" die zuvorkommende Zwischenscheibe. Kraftübertragung auf den Kronediskus passiert
jetzt über die neu verkeilte Zwischenscheibe und ohne Unterbrechung. Die Größe des Bereiches
"a-c" ist direkt abhängig von der Verschiebung "K". In dem Scheibenwandler mit sechs
Zwischenscheiben gibt es während einer Umdrehung sechs Verkeilungen (jede Zwischenscheibe),
also sechs Umschaltungen von einer Zwischenscheibe auf die andere ohne Kraftunterbrechung.
Während einer Umdrehung schwankt aber auch sechs Mal die Winkelgeschwindigkeit des
Kronediskus leicht von "Wa" bis "Wb" (wird größer) und von "Wb" bis "Wc" (wird kleiner).
Diese Schwankungen können bis zu 2% betragen und hängen ab von der Verschiebung "K". Um
diese Schwankungen zu unterdrücken, kann man Dämpfer aller Art, z. B. Federn (2) Abb. 4,
verwenden.
Um die o. g. Schwankungen vollständig auszuschließen, ist es notwendig, zwei Scheibenwandler
mit ihren getriebenen Teilen (Kronediskus) durch einen Ausgleichsmechanismus (7) Abb. 7 zu
verbinden.
In der Abb. 7 sind folgende Bestandteile dargestellt
1 Trommel
2 Zwischenscheibe
3 Kronediskus mit Stiften
4 Freilaufkupplung auf jeder Zwischenscheibe
5 Trommelwelle
6 Kugellager
7 Ausgleichsmechanismus
8 Dämpfer
9 beweglicher Rahmen
10 Steuermechanismus
2 Zwischenscheibe
3 Kronediskus mit Stiften
4 Freilaufkupplung auf jeder Zwischenscheibe
5 Trommelwelle
6 Kugellager
7 Ausgleichsmechanismus
8 Dämpfer
9 beweglicher Rahmen
10 Steuermechanismus
Der Ausgleichsmechanismus (7) ist mit den Kronediskussen im Gehäuse des Getriebes in
Kugellagern (6) eingebaut. Die Kronendiskusse sind so eingebaut, dass bei der Null-Position die
Stifte des einen Kronediskus im Verhältnis zu den Stiften des anderen Kronediskus räumlich um
30° verschoben sind (Voraussetzung 6 Zwischenscheiben). Dies hat zur Folge, dass, wenn die
Winkelgeschwindigkeit des einen Kronediskus minimal ist (Wa) Abb. 6, ist die
Winkelgeschwindigkeit des zweiten Kronediskus maximal (Wb). Für die Gewährleistung dieser
Stellung der beiden Kronediskusse sorgen Federndämpfer (8) Abb. 7.
Der Planetenradsatz besteht aus folgenden Bestandteilen:
1 das Hohlrad - treibend
2 das Sonnenrad - getrieben
3 der Planetenträger - gesteuert vom Scheibenwandler
2 das Sonnenrad - getrieben
3 der Planetenträger - gesteuert vom Scheibenwandler
Im Gegensatz zu den klassischen Planetenradsätzen gibt es in diesem ein wichtiges Merkmal:
keines der drei Bestandteile ist fest eingebaut - alle drei sind beweglich.
keines der drei Bestandteile ist fest eingebaut - alle drei sind beweglich.
Die treibende Welle (11) dreht das Zahnrad (12). Danach wird der Kraftfluss in zwei Teile geteilt
und fließt parallel in zwei Richtungen:
- 1. erster Kraftfluss geht über das Zahnrad (9), Lamellenkupplung (5) auf das Hohlrad (1).
- 2. zweiter Kraftfluss geht über das Zahnrad (13), Lamellenkupplung (14) auf die Welle (19).
Von der Welle (19) geht die Kraft auf die beiden Trommeln des Scheibenwandlers (15), (17),
und dann wird die Kraft über den Ausgleichsmechanismus (20), Zahnräder (21), (23), Lamellen
kupplung (24) auf den Planetenträger (3) (gesteuertes Teil) übertragen.
In dem Planetenradsatz treffen die beiden Kraftflüsse aufeinander. Die beiden Lamellenkupplun
gen (14) und (24) sind geschlossen, die Lamellenkupplungen (5) und (6) sind geöffnet. Durch
den Planetenträger (gesteuertes Teil) wird die ganze Funktion des Planetenradsatzes gesteuert.
Dadurch wird auch die stufenlose Änderung der Winkelgeschwindigkeit des Sonnenrades (2) und
der Abtriebswelle (7) gewährleistet. Der Bereich der möglichen Winkelgeschwindigkeit reicht von
"0" bis "Wmax = Wmotor". Voraussetzung ist die richtige Abstimmung der Übersetzungszahlen
zwischen den einzelnen Komponenten des stufenlosen Getriebes. Die optimale Funktion des
Scheibenwandlers liegt im Bereich
iWd = 1,0 ÷ 0,6.
Dieser Bereich kann erweitert werden, dies führt aber zur Vergrösserung des Scheibenwandlers.
Nachfolgend wird an einem Beispiel die Funktion des stufenloses Getriebes erklärt Abb. 1:
Ausgewählter Übersetzungsbereich des Scheibenwandlers ist gleich
Ausgewählter Übersetzungsbereich des Scheibenwandlers ist gleich
iWd = 1,0 ÷ 0,714.
In diesem Fall ist die Übersetzungszahl des Planetenradsatzes zwischen dem treibenden Hohlrad
(1) und dem gesteuerten Planetenträger (3)
Das entspricht einem Planetenradsatz mit:
Sonnenrad - 40 Zähne
Hohlrad - 100 Zähne
Planetenrad - 30 Zähne
Hohlrad - 100 Zähne
Planetenrad - 30 Zähne
Die Zahnräder (13), (21) und (23) stimmt man so ab, dass sie zusammen eine Gesamtübersetzung
von 4 aufweisen
i = i13,12.i23,21 = 1,4.
Die Übersetzung zwischen den Zahnrädern (9) und (12) beträgt 1,0
i9,12 = 1,0.
Die Gesamtübersetzung im ersten Kraftfluss bis zum Planetenradsatz ist 1,0
i1K.f. = i9,12 = 1,0.
Diese Übersetzung bleibt immer konstant.
Die Gesamtübersetzung im zweiten Kraftfluss bis zum Planetenradsatz ist:
i2K.f = i13.12.i23,21.iWd = 1,4.iWd.
Diese Übersetzung ist variabel, da sich in diesem Kraftfluss der Scheibenwandler befindet.
Die Übersetzung dieses Kraftflusses liegt im Bereich (1,4 -:- 1,0).
Nachfolgend wird die Funktion des Getriebes bei verschiedenen Stellungen des Scheibenwandlers
betrachtet:
1. Die Verschiebung "K" ist gleich null (die Null-Position). Die Übersetzungszahl des Wandlers
ist in diesem Fall gleich 1,0 (iWd = 1,0), die Gesamtübersetzung des zweiten Kraftflusses ist 1,4,
i2K.f = 1,4
was seinerseits der Übersetzung im Planetenradsatz zwischen Hohlrad und Träger gleicht.
Das bedeutet, dass der Scheibenwandler den Träger mit solcher Geschwindigkeit antreibt, die der
Geschwindigkeit entspricht, mit welcher der Träger von dem Hohlrad angetrieben werden würde
beim völligen Stillstand des Sonnenrades. Daraus ergibt sich, dass trotz der Drehungen der
Antriebswelle (11) die Abtriebswelle (7) stehen bleibt. Der Planetenradsatz befindet sich im
"Gleichgewicht". Das Fahrzeug bleibt stehen.
2. Mit Hilfe des Steuermechanismus (16) wird der Wandler aus der Null-Position herausgesetzt
(K < 0). Als Steuermechanismus können ein hydraulischer Zylinder oder auch andere Arten von
Antrieben (z. B. elektromechanischer) verwendet werden und von einem elektronischen
Steuergerät gesteuert.
Der Steuermechanismus verschiebt den Rahmen (18) mit der Welle (19), den Trommeln (15), (17),
getriebenes Zahnrad (13) mit Lamellenkupplung (14) rund um die Achse (22) und das Zahnrad (12).
Die verschobenen Teile sind in der Abb. 1 mit einer Strichlinie gekennzeichnet. In diesem Fall ist
die Übersetzungszahl des Wandlers weniger als 1,0.
iWd < 1,0.
Dabei ändert sich auch die Übersetzung im zweiten Kraftfluss.
i2K.f. < 1,4.
Die Übersetzung im ersten Kraftfluss ist konstant.
i1K.f. = 1,0.
Dadurch ändert sich das "Gleichgewicht" des Planetenradsatzes. Da der Träger sich schneller dreht,
nimmt er dabei das Sonnenrad (2) mit. Das Sonnenrad treibt die Abtriebswelle an. Das Fahrzeug
setzt sich in Bewegung.
3. Die Verschiebung ist maximal (Kmax), dadurch wird die Übersetzungszahl des Wandlers
minimal
i min|Wd = 0,714
Die Gesamtübersetzung im zweiten Kraftfluss beträgt:
i2K.f. = 1,4.0,714 = 1,0.
Es bedeutet, dass die Winkelgeschwindigkeit des Trägers (3) die Winkelgeschwindigkeit der
Antriebswelle (11) bzw. des Hohlrades erreicht. Deswegen drehen sich auch das Sonnenrad (2) und
die Abtriebswelle (7) mit der selben Winkelgeschwindigkeit. Nun herrscht eine Direktübersetzung
vor und alle Teile des Planetenradsatzes bewegen sich synchron. Ein Steuergerät schließt
hydraulisch die Lamellenkupplung (5), welche den Planetenradsatz blockiert. Jetzt dreht sich alles
wie ein Ganzes. Danach öffnen sich die Lamellenkupplungen (14), (24) und schließen den Wandler
aus dem Kraftfluss aus. Das Abschalten des Wandlers ist sinnvoll, weil dadurch Energie, die für den
Antrieb des Wandlers gebraucht wurde, gespart wird. Außerdem verschleißt der Wandler weniger
und der Fahrkomfort verbessert sich, da vom Getriebe weniger Lärm ausgeht.
Das Fahrzeug bewegt sich mit direktem Gang fort.
Um die Fahrt abzubremsen, ändert der Fahrer die Stellung des Gaspedals, was vom Steuergerät
registriert wird. Das Steuergerät schließt die Lamellenkupplungen (14), (24), wodurch der Wandler
wieder eingeschaltet wird und die Lamellenkupplung (5) öffnet. Das Steuermechanismus (16) stellt
die Verschiebung "K" so ein, mit welcher die gewünschte Geschwindigkeit erreicht wird. Oder bei
einer größeren Belastung, z. B. Auffahrt, wird die Verschiebung "K" vom Steuergerät automatisch
verkleinert wodurch sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ebenfalls verkleinert, und die Zugkraft
wird größer.
4. Damit sich das Fahrzeug rückwärts bewegt, müssen in der Null-Position die Lamellenkupplun
gen (5), (14) und (24) geöffnet und die Lamellenkupplung (6) geschlossen werden. In diesem Fall
wird die Kraft über die Zahnräder (8) und (10) auf die Abtriebswelle übertragen, die sich in
entgegengesetzte Richtung dreht.
Die Freilaufkupplung (25) dient zur leichten Abbremsung des Fahrzeuges mit dem Motor z. B. bei
einer Abfahrt. Sie lässt nicht zu, dass sich die Abtriebswelle (7) schneller dreht als das Hohlrad (1),
welches mit der Antriebswelle (11) verbunden ist.
In der Abb. 8 ist ein Getriebe abgebildet, bei welchem anstatt eines einfachen Planetenradsatzes
eine Kombination von zwei Planetenradsätzen verwendet wird.
1 Hohlrad
2 kleines Sonnenrad
3 Träger
6 kleines Planetenrad
8 großes Planetenrad
10 Bremsband
26 großes Sonnenrad
2 kleines Sonnenrad
3 Träger
6 kleines Planetenrad
8 großes Planetenrad
10 Bremsband
26 großes Sonnenrad
Das Arbeitsprinzip eines solchen Planetenradsatzes ist ähnlich mit dem oben beschriebenen Getriebe. Der
einzige Unterschied besteht darin, dass hier eine Kombination von zwei Planetenradsätzen
verwendet wird um einen Rückwärtsgang mit genügend großer Übersetzung zu bekommen.
Bei einer Vorwärtsbewegung ist das Bremsband (10) immer gelöst, und das große Sonnenrad (26)
kann sich frei drehen. Die Planetenräder (6) und (8) sind miteinander fest verbunden. Die stufenlose
Änderung der Winkelgeschwindigkeit erfolgt durch die Änderung der Winkelgeschwindigkeit des
Trägers (3) durch den Scheibenwandler (B).
Der Rückwärtsgang wird aus der Null-Position des Getriebes geschaltet. Dabei werden die
Lamellenkupplungen (5), (14) und (24) geöffnet, und das Bremsband (10) bremst das große
Sonnenrad (26) fest. Da die Durchmesser der Sonnenräder und Planetenträger unterschiedlich sind,
dreht das treibende Hohlrad (1) das getriebene kleine Sonnenrad (2) in entgegengesetzte Richtung.
Das Arbeitsprinzip dieses stufenlosen Getriebes kann auch in Kombination mit anderem Wandler
verwendet werden. Die Abb. 9 zeigt ein stufenloses Getriebe, bei dem der Planetenradsatz von
einem Wandler mit Kettengliederband oder Schubgliederband gesteuert wird. Die Verwendung
eines solchen Wandlers ist bei Motoren mit niedriger, aber auch mit mittlerer Leistung möglich,
weil die Kraft nicht allein über den Wandler übertragen wird, sondern sich auf zwei Kraftströme
verteilt. In der Abbildung ist das Getriebe bei der Null-Position dargestellt, d. h. die
Antriebswelle dreht sich, während die Abtriebswelle still steht. Die Beschleunigung erfolgt
durch das Abbremsen der Winkelgeschwindigkeit des Sonnenrades mit Hilfe des Wandlers. Der
Rückwärtsgang wird durch das Beschleunigen des Sonnenrades mit Hilfe des Wandlers ermöglicht.
Das Abschalten des Wandlers und das Blockieren des Planetenradsatzes ist bei diesem Getriebe
während der Direktübersetzung auch möglich.
Der Grundgedanke des hier vorgestellten Getriebes ist folgender:
Eines der drei Hauptteile des Planetenradsatzes ist mit der Antriebswelle verbunden. Das zweite Teil ist mit der Abtriebswelle verbunden. Und das dritte Teil wird durch den Scheibenwandler angetrie ben und stufenlos gesteuert. Die Grundlage für die Funktion des Scheibenwandlers ist die Eigenschaft der Freilaufkupplung, in bestimmten Momenten die Verbindung zwischen den Antriebs- und den Abtriebsbestandteilen des Wandlers zu verkeilen und zu entriegeln. Da die Freilauf kupplungen schon lange technisch genutzt werden, ist es bekannt, dass sie großen Belastungen standhalten können. Das hier beschriebene Getriebe hat auch Vorteile, weil es kleiner und leichter ist im Vergleich mit herkömmlichem automatischem Getriebe.
Eines der drei Hauptteile des Planetenradsatzes ist mit der Antriebswelle verbunden. Das zweite Teil ist mit der Abtriebswelle verbunden. Und das dritte Teil wird durch den Scheibenwandler angetrie ben und stufenlos gesteuert. Die Grundlage für die Funktion des Scheibenwandlers ist die Eigenschaft der Freilaufkupplung, in bestimmten Momenten die Verbindung zwischen den Antriebs- und den Abtriebsbestandteilen des Wandlers zu verkeilen und zu entriegeln. Da die Freilauf kupplungen schon lange technisch genutzt werden, ist es bekannt, dass sie großen Belastungen standhalten können. Das hier beschriebene Getriebe hat auch Vorteile, weil es kleiner und leichter ist im Vergleich mit herkömmlichem automatischem Getriebe.
Claims (12)
1. Stufenloses Getriebe mit Antriebswelle und Abtriebswelle, Planetenradsatz, Wandler mit einem
Steuermechanismus sowie Lamellenkupplungen, Zahnräder, Ölpumpe und andere sich im
Getriebegehäuse befindende Teile, dadurch gekennzeichnet, dass ein Scheibenwandler (A)
(Abb. 1) und ein Planetenradsatz (B) verwendet werden und miteinander so gekoppelt sind, dass
eines von drei Hauptteilen des Planetenradsatzes vom Scheibenwandler stufenlos gesteuert wird,
das zweite mit der Antriebswelle und das dritte mit der Abtriebswelle gekoppelt sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, um den größtmöglichen Bereich
der Winkelgeschwindigkeitsänderung von der Abtriebswelle "W = 0" bis "W = Wmotor" zu
erreichen, ein Planetenradsatz verwendet wird, welcher mit dem Scheibenwandler so abgestimmt
ist, dass die Übersetzungszahl im Planetenradsatz zwischen dem gesteuerten und dem treibendem
Teil gleich ist mit dem Kehrwert der minimalen Übersetzungszahl des Wandlers
wobei die maximale Übersetzungszahl 1,0 beträgt (i max|Wandl = 1,0).
wobei die maximale Übersetzungszahl 1,0 beträgt (i max|Wandl = 1,0).
3. Getriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftfluß in zwei
parallele Kraftflüsse geteilt wird, wodurch auch die Belastung auf die Teile des Wandlers
abnimmt.
4. Getriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erreichen der
direkten Übersetzung der Wandler abgeschaltet wird, wodurch der Wandler weniger verschleißt
wird und wodurch weniger Lärm vom Getriebe ausgeht und weniger Kraftstoff benötigt wird,
der Kraftfluß fließt dann in eine Richtung.
5. Getriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerung des
Planetenradsatzes ein Scheibenwandler verwendet wird, der aus folgenden Bestandteilen besteht:
Trommel (1) (Abb. 2), Zwischenscheiben (2) (min. 2 Stück), Kronediskus (3) mit Stiften, wobei
jeder der Stifte mit einer Zwischenscheibe verbunden ist, Freilaufkupplungen (4) auf jeder
Zwischenscheibe und die Trommelwelle (5); im Scheibenwandler erfolgt die Änderung der
Winkelgeschwindigkeit duch die Verschiebung "K" des Kronediskus im Verhältnis zu den anderen
Bestandteilen des Scheibenwandlers, oder umgekehrt duch die Verschiebung der anderen Teile im
Verhältnis zum Kronediskus mit Hilfe eines Steuermechanismus (6) (Abb. 6).
6. Getriebe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das treibende Teil im
Scheibenwandler die Trommel (1) (Abb.) 2 ist, das getriebene Teil ist der Kronediskus (3), die
Freilaufkupplungen (4) befinden sich zwischen der Trommel (1) und jeder Zwischenscheibe (2).
7. Getriebe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das treibende Teil im
Scheibenwandler die Trommelwelle ist, das getriebene Teil ist der Kronediskus, die Freilauf
kupplungen befinden sich zwischen der Trommelwelle und jeder Zwischenscheibe.
8. Getriebe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das treibende Teil im
Scheibenwandler der Kronediskus ist, das getriebene Teil ist die Trommel, die Freilauf
kupplungen befinden sich zwischen der Trommel und jeder Zwischenscheibe.
9. Getriebe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das treibende Teil im
Scheibenwandler der Kronediskus ist, das getriebene Teil ist die Trommelwelle, die Freilauf
kupplungen befinden sich zwischen der Trommelwelle und jeder Zwischenscheibe.
10. Getriebe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass, um die Schwankungen
der Winkelgeschwindigkeit des getriebenen Teils auszuschließen, werden zwei Scheibenwandler
verwendet, deren Kronediskusse über einen Ausgleichsmechanismus (7) (Abb. 7) miteinander so
verbunden sind, dass die Stifte des einen Kronediskus räumlich gesehen sich zwischen den Stiften
des anderen Kronediskus befinden, was durch die Dämpfer (8) ermöglicht wird.
11. Getriebe nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass, um den Rückwärtsgang zu
ermöglichen, wird eine Kombination von zwei Planetenradsätzen mit unterschiedlich großen
Sonnenrädern (2), (26) (Abb. 8), paarweise miteinander verbundene Planetenräder (6), (8) mit
unterschiedlichem Durchmesser und dem treibenden Hohlrad (2) verwendet, wobei das große
Sonnenrad von einem Bremsband festgebremst ist.
12. Getriebe nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei niedriger und mittlerer
Motorleistung für die Steuerung des Planetenradsatzes statt eines Scheibenwandlers ein anderer
Typ von Variator (A) (Abb. 9) mit dem Schubgliederband oder mit dem Kettengliederband
verwendet wird, da wegen der Aufteilung des Kraftflusses die Belastung des Variators viel
geringer wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000132479 DE10032479A1 (de) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | Stufenloses Getriebe |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2000132479 DE10032479A1 (de) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | Stufenloses Getriebe |
Publications (1)
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---|---|
DE10032479A1 true DE10032479A1 (de) | 2002-01-17 |
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ID=7647753
Family Applications (1)
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DE2000132479 Withdrawn DE10032479A1 (de) | 2000-07-04 | 2000-07-04 | Stufenloses Getriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10032479A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004013518A1 (de) * | 2002-07-29 | 2004-02-12 | Werner Heck | Kontinuierlich variierbare übersetzung |
WO2005073598A1 (de) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Satellite Gear Systems B.V. | Satellitengetriebe |
WO2007012503A1 (de) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Ums Maschinenbau Gmbh | Stufenloses getriebe sowie betriebsverfahren dafür |
-
2000
- 2000-07-04 DE DE2000132479 patent/DE10032479A1/de not_active Withdrawn
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004013518A1 (de) * | 2002-07-29 | 2004-02-12 | Werner Heck | Kontinuierlich variierbare übersetzung |
WO2005073598A1 (de) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Satellite Gear Systems B.V. | Satellitengetriebe |
WO2007012503A1 (de) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Ums Maschinenbau Gmbh | Stufenloses getriebe sowie betriebsverfahren dafür |
JP2009503390A (ja) * | 2005-07-29 | 2009-01-29 | ウーエムエス マシネンバウ ゲーエムベーハー | 無段変速機およびその駆動方法 |
CN101233343B (zh) * | 2005-07-29 | 2010-06-23 | Ums机械制造有限责任公司 | 无级变速箱及其工作方法 |
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