DE10040039A1 - Wechselgetriebe-Anordnung - Google Patents
Wechselgetriebe-AnordnungInfo
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Abstract
Bei einer Wechselgetriebe-Anordnung ist im Kraftfluß zwischen einer Ein- und einer Ausgangswelle ein stufenloses Toroidgetriebe, ein Planetenräder-Zwischengetriebe und ein Planetenräder-Endgetriebe angeordent. Eine zentrale Zwischenwelle ist mit der Eingangswelle und einer zentralen Antriebsscheibe des Toroidgetriebes sowie mit einem Planetenträger des Zwischengetriebes verbunden. Eine konzentrische Zwischenwelle, die von der zentralen Zwischenwelle durchsetzt wird, ist mit einer zentralen Abtriebsscheibe des Toroidgetriebes und mit einem inneren Zentralrad des Zwischengetriebes verbunden. Die konzentrische Zwischenwelle weist eine Antriebsverbindung mit einem ersten Getriebeglied des Endgetriebes in Form eines inneren Zentralrades auf. Ein äußeres Zentralrad des Zwischengetriebes weist eine Antriebsverbindung mit einem zweiten Getriebeglied des Endgetriebes in Form eines Zentralrades auf. Ein drittes Getriebeglied des Endgetriebes in Form eines Planetenträgers ist gegenüber einem nichtdrehenden Gehäuseteil undrehbar festgelegt. Ein viertes Getriebeglied des Endgetriebes in Form eines Zentralrades weist eine Antriebsverbindung mit der Ausgangswelle auf. Diese Wechselgetriebe-Anordnung zeichnet sich bei grundsätzlich koaxialer Ausrichtung der Getriebekomponenten durch einen hohen Wirkungsgrad aus.
Description
Die Erfindung betrifft eine Wechselgetriebe-Anordnung, bei der
im Kraftfluß zwischen einer Eingangswelle und einer
Ausgangswelle ein stufenloses Toroidgetriebe, ein
Planetenräder-Zwischengetriebe und ein Planetenräder-
Endgetriebe angeordnet sind.
Bei einer bekannten Wechselgetriebe-Anordnung dieser Art
(US 6,059,685) ist eine zentrale Zwischenwelle mit der
Eingangswelle, mit einer zentralen toroidalen Antriebsscheibe
des Toroidgetriebes und mit dem Doppelplaneten lagernden
zweistegigen Planetenträger des Zwischengetriebes verbunden.
Eine von der zentralen Zwischenwelle mit radialem Spiel
durchsetzte konzentrische Zwischenwelle verbindet eine
zentrale toroidale Abtriebsscheibe des Toroidgetriebes mit
einem inneren Zentralrad des Zwischengetriebes, das eine eine
Kupplung enthaltende Antriebsverbindung mit einem ersten
Getriebeglied in Form eines inneren Zentralrades des
Endgetriebes aufweist. Durch die beiden konzentrischen
Zwischenwellen sind zwei zentrale Drehmomentpfade für den
Durchgang durch das Toroidgetriebe geschaffen, wodurch eine
grundsätzlich koaxiale Anordnung von Ein- und Ausgangswelle
wie auch der drei Getriebe ermöglicht ist, wenn das
Toroidgetriebe nur mit je einer toroidalen An- und
Abtriebsscheibe ausgerüstet wäre.
Um auch die sonst bei Toroidgetrieben übliche jeweilige
Parallelschaltung von zwei zentralen toroidalen
Antriebsscheiben und zwei zentralen toroidalen
Abtriebsscheiben mit grundsätzlich koaxialer Anordnung aller
genannten Getriebekomponenten zu realisieren, sind bei der
bekannten Wechselgetriebe-Anordnung die konzentrische
Zwischenwelle auch mit der parallel geschalteten zweiten
Abtriebsscheibe und der die Nebenplaneten lagernde eine Steg
des Planetenträgers des Zwischengetriebes noch mit der
parallel geschalteten zweiten Antriebsscheibe jeweils des
Toroidgetriebes verbunden. Weiterhin sind bei der bekannten
Wechselgetriebe-Anordnung, um das mit der konzentrischen
Zwischenwelle verbundene innere Zentralrad des
Zwischengetriebes mit dem das erste Getriebeglied des
Endgetriebes bildenden inneren Zentralrad in
Antriebsverbindung bringen zu können, der die mit den
Nebenplaneten kämmenden Hauptplaneten lagernde andere Steg des
Planetenträgers durch einen radialen Antriebssteg mit der
zentralen Zwischenwelle verbunden und zwei mit den
Hauptplaneten kämmende innere Zentralräder beiderseits des
radialen Antriebssteges angeordnet, von denen das eine innere
Zentralrad mit der konzentrischen Zwischenwelle verbunden ist
und das andere innere Zentralrad die eine ein- und ausrückbare
Kupplung enthaltende Antriebsverbindung mit dem das erste
Getriebeglied des Endgetriebes bildenden inneren Zentralrad
aufweist.
Die Nebenplaneten des Zwischengetriebes kämmen ihrerseits mit
einem äußeren Zentralrad, welches eine eine ein- und
ausrückbare Kupplung enthaltende Antriebsverbindung mit einem
zweiten Getriebeglied in Form eines Doppelplaneten lagernden
Planetenträgers des Endgetriebes aufweist, der seinerseits
noch mit der Ausgangswelle verbunden ist.
Während beim Endgetriebe der bekannten Wechselgetriebe-
Anordnung jeweils der eine der beiden miteinander kämmenden
Einzelplaneten, welche einen Doppelplaneten bilden, mit dem
als das erste Getriebeglied des Endgetriebes vorgesehenen
inneren Zentralrad kämmt, ist das mit den jeweils anderen
Einzelplaneten kämmende äußere Zentralrad als ein drittes
Getriebeglied des Endgetriebes gegenüber einem nichtdrehenden
Gehäuseteil undrehbar festgelegt.
Bei der bekannten Wechselgetriebe-Anordnung ist im unteren
Fahrbereich der niedrigen Fahrgeschwindigkeiten und im
Rückwärtsgang die das äußere Zentralrad des Zwischengetriebes
mit dem Planetenträger des Endgetriebes verbindende Kupplung
eingerückt, während in dem sich anschließenden oberen
Fahrbereich der höheren Fahrgeschwindigkeiten die das zweite
innere Zentralrad des Zwischengetriebes mit dem inneren
Zentralrad des Endgetriebes verbindende Kupplung eingerückt
ist.
Einem Toroidgetriebe ist es system-immanent, daß zwischen An-
und Abtrieb eine Drehrichtungsumkehr auftritt, weil es sich im
Prinzip um ein Planetenrädergetriebe mit festgebremstem
Planetenträger handelt, bei dem die mit je einer toroidalen
zentralen An- und Abtriebsscheibe in Reibkontakt stehenden
Planeten, hier "Rolle" genannt, zwar um eine zu ihrer
Drehachse senkrechte Schwenkachse schwenkbar gelagert, jedoch
sonst in ihrer Lage zur Zentralachse unverrückbar festgelegt
sind. Da bei der bekannten Wechselgetriebe-Anordnung im oberen
Fahrbereich das Endgetriebe direkt vom Abtrieb des
Toroidgetriebes angetrieben ist, muß das Endgetriebe in diesem
Fahrbereich bei Vorwärtsfahrt eine negative Getriebe-
Übersetzung aufweisen, welche durch die Doppelplaneten
realisiert wird, die jedoch bei höheren Fahrgeschwindigkeiten
hohe Drehzahlen gegenüber ihrem Planetenträger aufweisen. Auch
im unteren Fahrbereich ist der Wirkungsgrad der bekannten
Wechselgetriebe-Anordnung niedrig, weil das Endgetriebe
aufgrund des direkten Antriebes der Ausgangswelle durch das
äußere Zentralrad des Zwischengetriebes nicht benötigt wird,
jedoch auch in diesem Fahrbereich Leistungsverluste wegen
seines festgebremsten äußeren Zentralrades und seines dadurch
ins Schnelle gegenüber der Ausgangswelle angetriebenen inneren
Zentralrades verursacht.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist im
wesentlichen darin zu sehen, eine Wechselgetriebe-Anordnung
mit einen hohem Wirkungsgrad zu schaffen, bei der im Kraftfluß
zwischen einer Ein- und einer Ausgangswelle ein
Toroidgetriebe, ein Planetenräder-Zwischengetriebe und ein
Planetenräder-Endgetriebe bei grundsätzlich koaxialer
Ausrichtung der Getriebekomponenten angeordnet sind.
Die erläuterte Aufgabe ist gemäß der Erfindung mit den
Merkmalen von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.
Bei der Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung weist das
Endgetriebe ein viertes Getriebeglied für den Antrieb der
Ausgangswelle auf, welches über einen zweiten Zahnkranz der
Planeten oder mit Hilfe eines zusätzlichen Planetenräder-
Endgetriebes mit einem gemeinsamen Planetenträger für beide
Endgetriebe in die Wechselgetriebe-Anordnung integriert sein
kann.
Bei der Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung ist die
Anzahl der im Leistungsfluß des oberen Fahrbereiches liegenden
Zähne auf ein Mindestmaß zur Realisierung gleicher
Drehrichtungen von Ein- und Ausgangswelle bei Vorwärtsfahrt
und grundsätzlich koaxialer Bauweise der Anordnung reduziert.
Bei der Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung ist für
das oder die Endgetriebe durch den drehfest fixierten
Planetenträger die Funktion eines Standgetriebes ohne
Kupplungsleistungsflüsse realisiert, wodurch eine Erhöhung des
Wirkungsgrades im oberen verbrauchsrelevanten Fahrbereich und
somit eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauches erzielt ist.
Bei der Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung können
durch die Verwendung eines Planeten mit zwei Zahnkränzen
gleicher oder ungleicher Zähnezahl im Endgetriebe einerseits
die Drehzahlen des Planeten gegenüber dem Planetenträger
niedrig gehalten werden und andererseits identische Planeten
in Zwischengetriebe und Endgetriebe vorgesehen sein, so daß
die Teilevielfalt verringert ist, was sich in gleichen
Lagerbolzen, Anlaufscheiben, Lager und Zentralräder (innere u.
äußere) etc. auswirkt.
Bei der Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung können
die Hauptplaneten im Zwischengetriebe mit Zahnkränzen
unterschiedlicher Zähnezahl ausgebildet sein. Bei einer
vorteilhaften Ausführungsform weist der mit dem zweiten
inneren Zentralrad, das mit dem das erste Getriebeglied des
Endgetriebes bildenden inneren Zentralrad über die eine
Kupplung in Antriebsverbindung bringbar ist, kämmende
Zahnkranz die höhere Zähnezahl auf, so daß am Eingang des
Endgetriebes höhere Drehzahlen als am Abtrieb des
Toroidgetriebes auftreten. Hierdurch ist eine Spreizung für
die Wechselgetriebe-Anordnung von bspw. 4,5 bei einer
Spreizung von 5,5 des Toroidgetriebes im oberen Fahrbereich
erzielbar, d. h. die Verringerung der Spreizung ist bei der
Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung wesentlich
kleiner als bei bekannten Wechselgetriebe-Anordnungen.
Weiterhin wird aufgrund der unterschiedlichen Zähnezahlen eine
Leistungsteilung in der Getriebe-Anordnung ereicht. Ein
konstanter Leistungsanteil geht über den direkten Pfad der
zentralen Zwischenwelle 10 und ein variabler Leistungsanteil
geht über das Toroidgetriebe 7, das mithin weniger belastet
ist und kleiner dimensioniert werden kann. Da der Wirkungsgrad
des direkten Pfades höher als derjenige des Toroidgetriebes
ist, ergibt sich auch hierdurch eine Erhöhung des
Gesamtwirkungsgrades.
Bei der Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung ist in
der Ausführung mit einem zusätzlichen Planetenräder-
Endgetriebe eine Optimierung der einzelnen Übersetzungen in
der Getriebe-Anordnung und somit der Wandlung in den
Fahrbereichen durch die Übersetzung des ersten Fahrbereiches
mittels des zusätzlichen Endgetriebes ermöglicht. Eine
geringfügige Verringerung des Wirkungsgrades infolge der
zusätzlichen Zahneingriffe und deren Einfluß auf den Verbrauch
können aufgrund des geringen Zeitanteiles des unteren
Fahrbereiches im Gesamtfahrbetrieb vernachlässigt werden.
Insbesondere können die Übersetzungen unter Vermittlung des
zusätzlichen Endgetriebes so ausgelegt werden, daß die
dynamische Neutralbedingung - bei welcher die Drehzahl der
Ausgangswelle gleich Null ist - im Bereich einer Übersetzung
des Toroidgetriebes von -1 und damit im Bereich der höchsten
Belastbarkeit liegt. Desweiteren ermöglicht das zusätzliche
Endgetriebe eine Optimierung des Übersetzungsbereiches des
oberen Fahrbereiches hinsichtlich des Verbrauches.
Bei der Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung erscheint
der bauliche Aufwand aufgrund der zusätzlichen Zahnrad-Ebene
erhöht, jedoch führen die erzielten Vorteile auch zu einer
Verringerung der Gesamtlänge der Anordnung. Wird bspw. die
Ausgangswelle durch ein äußeres Zentralrad des Endgetriebes
angetrieben, läßt sich das Parksperrenrad drehfest zu diesem
Zentralrad anordnen und somit ohne zusätzlichen Bedarf an
axialem Bauraum in die Anordnung integrieren. Da bei der
Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung der
Planetenträger des Endgetriebes fest mit dem Gehäuse verbunden
ist, lassen sich die Getriebewellen in vorteilhafter Weise
lagern, was ebenfalls zur Reduzierung der axialen Länge der
Anordnung führt. Ferner ist es bei der Wechselgetriebe-
Anordnung nach der Erfindung möglich, die Ölzuführung zu den
Getriebewellen über den feststehenden Planetenträger zu
leiten, was sich ebenfalls günstig hinsichtlich der
angestrebten Verkürzung der Baulänge der Anordnung auswirkt.
Schließlich können die die Ausgangswelle an ihrem den
Abtriebsflansch aufweisenden Wellenende gegenüber dem Gehäuse
abstützende Wälzlageranordnung und das mit der Ausgangswelle
in Antriebsverbindung stehende äußere Zentralrad in demselben
axialen Bereich der Drehachse der Ausgangswelle angeordnet
sein, so daß eine kompakte Bauweise und eine kurze Baulänge
erreicht sind.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von vier in der Zeichnung
mehr oder weniger schematisch dargestellten Ausführungsformen
näher beschrieben.
In der Zeichnung bedeuten:
Fig. 1 ein Getriebeschema nach Art eines Axialschnittes
einer Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung
in der ersten Ausführungsform,
Fig. 2 ein Getriebeschema nach Art eines Axialschnittes
einer Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung
in der zweiten Ausführungsform,
Fig. 2a das Getriebeschema der Fig. 2 in einer teilweise
detaillierteren Darstellung,
Fig. 3 ein Getriebeschema nach Art eines Axialschnittes
einer Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung
in der dritten Ausführungsform und
Fig. 4 ein Getriebeschema nach Art eines Axialschnittes
einer Wechselgetriebe-Anordnung nach der Erfindung
in der vierten Ausführungsform.
Unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform der Fig. 1
sind im Kraftfluß zwischen einer von einem Antriebsmotor her
in der üblichen Weise antreibbaren Eingangswelle 5 und einer
mit Fahrzeugrädern eines Fahrzeuges in der üblichen Weise
koppelbaren Ausgangswelle 6 ein stufenloses Toroidgetriebe 7,
ein Planetenräder-Zwischengetriebe 8 und ein Planetenräder-
Endgetriebe 9 angeordnet. Die Eingangswelle 5 ist mit der
benachbarten einen toroidalen zentralen Antriebsscheibe 11 des
Toroidgetriebes 7 und über eine koaxiale zentrale
Zwischenwelle 10 mit einem zweistegigen Planetenträger 18 des
Zwischengetriebes 8 bewegungsfest verbunden, der seinerseits
mit der ihm benachbart angeordneten, der ersten
Antriebsscheibe 11 im Kraftfluß parallel geschalteten zweiten
zentralen toroidalen Antriebsscheibe 12 des Toroidgetriebes 7
drehfest verbunden ist. Eine zur gemeinsamen geometrischen
Drehachse 52-52 von Ein- und Ausgangswelle 5 und 6 koaxial
angeordnete und von der zentralen Zwischenwelle 10 mit Spiel
durchsetzte konzentrische Zwischenwelle 14 ist mit den beiden
zueinander benachbart angeordneten zentralen toroidalen
Abtriebsscheiben 16 und 17 des Toroidgetriebes 7 sowie mit
einem inneren Zentralrad 19 des Zwischengetriebes 8
bewegungsfest verbunden. In der bei Toroidgetrieben üblichen
Weise steht eine Antriebsscheibe 11 bzw. 12 mit ihrer
zugehörigen Abtriebsscheibe 16 bzw. 17 über
kreisscheibenförmige Planeten, sogenannte Roller 13 bzw. 15,
in Reibkontakt, die sowohl um je eine eigene Drehachse drehbar
als auch um eine zu ihrer Drehachse senkrechte Schwenkachse
schwenkbar - im übrigen jedoch gegenüber der mit der Drehachse
52-52 zusammenfallenden Zentralachse des Toroidgetriebes 7
lageunveränderlich angeordnet sind.
Das innere Zentralrad 19 des Zwischengetriebes 8 weist eine
Antriebsverbindung 20 mit einem inneren Zentralrad 21 als ein
erstes Getriebeglied des Endgetriebes 9 auf.
Diese Antriebsverbindung 20 enthält an dem einen Steg des
Planetenträgers 18 des Zwischengetriebes 8 gelagerte
Hauptplaneten 46 mit beiderseits eines radialen Antriebssteges
des Planetenträgers 18 angeordneten Zahnkränzen 43, von denen
der eine Zahnkranz 43 mit dem mit der konzentrischen
Zwischenwelle 14 verbundenen inneren Zentralrad 19 und der
andere Zahnkranz 43 mit einem axial auf der anderen Seite des
radialen Antriebssteges angeordneten zweiten inneren
Zentralrad 48 kämmt, das schließlich seinerseits eine - eine
ein- und ausrückbare Kupplung K2 enthaltende -
Antriebsverbindung 50 mit dem das erste Getriebeglied des
Endgetriebes bildenden inneren Zentralrad 21 aufweist.
Der mit dem einen inneren Zentralrad 19 des Zwischengetriebes
8 kämmende Zahnkranz 43 des Hauptplaneten 46 steht zusätzlich
im Kämmeingriff mit einem Nebenplaneten 63, der an dem zweiten
Steg des Planetenträgers 18 gelagert ist und seinerseits mit
einem äußeren Zentralrad 22 kämmt, das eine - eine ein- und
ausrückbare Kupplung K1 enthaltende - Antriebsverbindung 23
mit einem ein zweites Getriebeglied des Endgetriebes 9
bildenden äußeren Zentralrad 24 aufweist.
Das Endgetriebe 9 weist ein drittes Getriebeglied in Form
eines Planetenträgers 25 auf, welcher durch einen radialen
Abstützsteg 36 gegenüber einem nichtdrehenden Gehäuseteil 26
undrehbar festgelegt ist und Planetenräder 34 mit zwei
Zahnkränzen 37 gleicher Zähnezahl lagert, welche beiderseits
des Abstützsteges 36 angeordnet sind, und von denen der eine,
dem Zwischengetriebe 8 benachbart liegende Zahnkranz 37 sowohl
mit dem inneren als auch mit dem äußeren Zahnrad 21 bzw. 24
kämmt.
Das Endgetriebe 9 weist ein viertes Getriebeglied in Form
eines zweiten äußeren Zentralrades 27 auf, welches mit dem
anderen Zahnkranz 37 der Planetenräder 34 kämmt und eine
Antriebsverbindung 28 mit der Ausgangswelle 6 aufweist.
Am Außenumfang des äußeren Zentralrades 27 ist ein
Parksperrenrad 33 konzentrisch und bewegungsfest angeordnet.
Im unteren Fahrbereich sind die Kupplung K1 eingerückt und die
Kupplung K2 ausgerückt, so daß die Leistung verzweigt über die
Zwischenwellen 10,14 dem Zwischengetriebe 8 zugeführt und - in
letzterem wieder zusammengeführt - über die Antriebsverbindung
23 und das hierbei in die Teil-Übersetzung 1 : 1 geschaltete
Endgetriebe 9 an die Ausgangswelle 6 abgegeben wird.
Die zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Wechselgetriebe-Anordnung von Fig. 2 unterscheidet sich von
der ersten Ausführungsform der Fig. 1 lediglich dadurch, daß
die Planetenräder 35 des Endgetriebes 9 Zahnkränze 38 und 39
unterschiedlicher Zähnezahl aufweisen, wobei der die größere
Zähnezahl aufweisende Zahnkranz 39 mit dem die
Antriebsverbindung 28 mit der Ausgangswelle 6 aufweisenden
äußeren Zentralrad 27 kämmt. Auf diese Weise wird die Teil-
Übersetzung des Endgetriebes 9 im unteren Fahrbereich kleiner
und im oberen Fahrbereich größer als 1.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 2a ist ersichtlich, daß bei
beiden Ausführungsformen der Planetenträger 25 des
Endgetriebes 9 sowohl zur Lagerung von Getriebewellen als auch
für die Druckölversorgung der die Kupplungen K1 und K2
betätigenden Kupplungsstellglieder 61 und 62 verwendet ist. Im
einzelnen ist der die Planetenräder 35 zwischen ihren
Zahnkränzen 38 und 39 lagernde radiale Abstützsteg 36 sowohl
mit radialen Ölkanälen 57 versehen als auch an seinem radial
inneren Ende starr mit einer zur Zentralachse 52-52 zentrischen
Nabenhülse 55 verbunden.
Auf der Nabenhülse 55 sind u. a. eine mit dem inneren
Zentralrad 21 drehfest verbundene Zentralradwelle 56 und eine
Radnabe des inneren Zentralrades 48 drehbar gelagert.
In der Nabenhülse 55 sind - an ihrem zum Abstützsteg 36
entgegengesetzten Ende - die benachbarten Wellenenden von
Ausgangswelle 6 und zentraler Zwischenwelle 10 über je ein
Radialnadellager 64a und 64b abgestützt.
Die Nabenhülse 55 weist einen axialen Ölkanal 58 auf, welcher
einerseits mit dem radialen Ölkanal 57 des Abstützsteges 36
und andererseits mit radialen Ölbohrungen 59 und 60
kommuniziert, welche in Nabenhülse 55 und Zentralradwelle 56
ausgebildet sind und ihrerseits sowohl miteinander als auch
mit den Kupplungsstellgliedern 61 und 62 zur
Druckbeaufschlagung und -entlastung der betreffenden
Arbeitskolben 61a und 62a kommunizieren.
Aus der Fig. 2a ist weiterhin ersichtlich, daß die
Ausgangswelle 6 an ihrem zur Zwischenwelle 10
entgegengesetzten Wellenende durch eine als Festlager
ausgebildete Wälzlageranordnung 53 gegenüber einem
nichtdrehenden Gehäuseteil 26a drehbar und axial
unverschiebbar abgestützt ist. Die Wälzlageranordnung 53 und
der diese abstützende Abschnitt des Gehäuseteiles 26a sind in
einem Ringraum 6b angeordnet, welcher von innen nach außen
durch die Ausgangswelle 6, durch einen radialen Bund 6a der
Ausgangswelle 6 und durch einen zylindrischen Abschnitt 28b
eines L-förmigen Antriebssteges 28 eingeschlossen ist. Der
Antriebssteg 28 weist einen hinter dem Planetenrad 35
angeordneten radialen Stegteil 28a auf, der über
Mitnahmeverzahnungen mit dem äußeren Zentralrad 27 drehfest
verbunden und mit dem zylindrischen Stegteil 28b einteilig
ausgebildet ist.
Schließlich ist die Wälzlageranordnung 53 und somit auch der
Ringraum 6b gegenüber der Atmosphäre durch eine
Dichtungsanordnung 54 abgedichtet, welche konzentrisch
zwischen Gehäuseteil 26a und Ausgangswelle 6 bzw. einen
Abtriebsflansch der letzteren eingesetzt ist.
Auch in den übrigen Merkmalen und Funktionen - also bis auf
die unterschiedlichen Zahnkränze 38 und 39 und die dadurch
bedingte Teil-Übersetzung größer als 1 im Endgetriebe 9 -
stimmen erste und zweite Ausführungsform überein. Für
übereinstimmende Merkmale sind gleiche Bezugszahlen und
-angaben verwendet; hinsichtlich einer weitergehenden
Beschreibung der zweiten Ausführungsform kann somit auf die
Figurenbeschreibung der Fig. 1 verwiesen werden.
Die dritte Ausführungsform der Wechselgetriebe-Anordnung nach
der Erfindung gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der ersten
Ausführungsform der Fig. 1 lediglich dadurch, daß die
Zahnkränze 44 und 45 des Hauptplaneten 47 im Zwischengetriebe
8 unterschiedliche Zähnezahlen derart aufweisen, daß der mit
dem zweiten Zentralrad 49 - das die Antriebsverbindung 50 mit
dem inneren Zentralrad 21 des Endgetriebes 9 aufweist -
kämmende Zahnkranz 44 mit der größeren Zähnezahl versehen ist,
so daß sich eine Drehzahlerhöhung für das zweite innere
Zentralrad 49 gegenüber der Abtriebsdrehzahl des
Toroidgetriebes 7, d. h., des inneren Zentralrades 19 ergibt.
In den übrigen Merkmalen und Funktionen stimmen erste und
dritte Ausführungsform überein. Für übereinstimmende Merkmale
sind gleiche Bezugszahlen und -angaben verwendet; hinsichtlich
einer weitergehenden Beschreibung der dritten Ausführungsform
kann somit auf die Figurenbeschreibung der Fig. 1 verwiesen
werden.
Die vierte Ausführungsform der Wechselgetriebe-Anordnung nach
der Erfindung gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von der ersten
Ausführungsform der Fig. 1 dadurch, daß das Endgetriebe 9
über den Planetenträger 25 mit einem zweiten, in diesem Falle
zweistegigen Planetenräder-Endgetriebe 9a verbunden ist,
dessen Planetenträger mit dem Planetenträger 25 ein einziges
Getriebeglied bildet.
Das zweite innere Zentralrad 48 des Zwischengetriebes 8 ist
durch eine Antriebsverbindung 51 in Form einer zentralen
Zwischenwelle mit dem inneren Zentralrad 21 des Endgetriebes 9
ständig drehfest verbunden, welches mit einkränzigen
Planetenrädern 34a kämmt, die ihrerseits mit dem die
Antriebsverbindung 28 mit der Ausgangswelle 6 aufweisenden
äußeren Zentralrad 27 kämmen, wobei die Antriebsverbindung 28
eine ein- und ausrückbare Kupplung K2 enthält.
Das äußere Zentralrad 22 des Zwischengetriebes 8 ist durch die
Antriebsverbindung 32 ständig drehfest mit einem inneren
Zentralrad 31 des zweiten Endgetriebes 9a verbunden.
Ein äußeres Zentralrad 29 des zweiten Endgetriebes 9a ist
durch eine Antriebsverbindung 30, welche eine ein- und
ausrückbare Kupplung K1 enthält, mit der Ausgangswelle 6
verbunden.
Die Doppelplaneten 42 des zweistegigen zweiten Endgetriebes 9a
weisen in der üblichen Weise zwei miteinander kämmende
Einzelplaneten 40 und 41 auf, wobei das äußere Zentralrad 29
mit den Einzelplaneten 40 und das innere Zentralrad 31 mit den
Einzelplaneten 41 kämmt.
Im Unterschied zur Funktion der ersten und dritten
Ausführungsform ist durch das zweite Endgetriebe 9a im unteren
Fahrbereich eine Teil-Übersetzung größer als 1 im Endgetriebe
wirksam.
In den übrigen Merkmalen und Funktionen - also bis auf die
unterschiedlichen Planeten 34 im Endgetriebe 9 und das zweite
Endgetriebe 9a und die durch letzteres bedingte Teil-
Übersetzung größer als 1 im unteren Fahrbereich - stimmen
erste und vierte Ausführungsform überein. Für übereinstimmende
Merkmale sind gleiche Bezugszahlen und -angaben verwendet;
hinsichtlich einer weitergehenden Beschreibung der vierten
Ausführungsform kann somit auf die Figurenbeschreibung der
Fig. 1 verwiesen werden.
Claims (21)
1. Wechselgetriebe-Anordnung, bei der im Kraftfluß zwischen
einer Ein- und einer Ausgangswelle (5 u. 6) ein stufenloses
Toroidgetriebe (7), ein Planetenräder-Zwischengetriebe (8) und
ein Planetenräder-Endgetriebe (9) angeordnet sind, mit
einer zentralen Zwischenwelle (10),
die mit der Eingangswelle (5) und einer zentralen Antriebsscheibe (11 bzw. 12) des Toroidgetriebes (7) sowie mit einem Planetenträger (18) des Zwischengetriebes (8) verbunden ist,
einer konzentrischen Zwischenwelle (14),
die von der zentralen Zwischenwelle (10) durchsetzt wird,
die mit einer zentralen Abtriebsscheibe (16 bzw. 17) des Toroidgetriebes (7) und mit einem inneren Zentralrad (19) des Zwischengetriebes (8) verbunden ist,
die eine Antriebsverbindung (20) mit einem ersten Getriebeglied des Endgetriebes (9) in Form eines inneren Zentralrades (21) aufweist,
einem äußeren Zentralrad (22) des Zwischengetriebes (8)
das eine Antriebsverbindung (23 oder 32) mit einem zweiten Getriebeglied des Endgetriebes (9) in Form eines Zentralrades (24 oder 31) aufweist,
einem dritten Getriebeglied des Endgetriebes (9) in Form eines Planetenträgers (25),
der gegenüber einem nichtdrehenden Gehäuseteil (26) undrehbar festgelegt ist, und
einem vierten Getriebeglied des Endgetriebes (9) in Form eines Zentralrades (27),
das eine Antriebsverbindung (28) mit der Ausgangswelle (6) aufweist.
einer zentralen Zwischenwelle (10),
die mit der Eingangswelle (5) und einer zentralen Antriebsscheibe (11 bzw. 12) des Toroidgetriebes (7) sowie mit einem Planetenträger (18) des Zwischengetriebes (8) verbunden ist,
einer konzentrischen Zwischenwelle (14),
die von der zentralen Zwischenwelle (10) durchsetzt wird,
die mit einer zentralen Abtriebsscheibe (16 bzw. 17) des Toroidgetriebes (7) und mit einem inneren Zentralrad (19) des Zwischengetriebes (8) verbunden ist,
die eine Antriebsverbindung (20) mit einem ersten Getriebeglied des Endgetriebes (9) in Form eines inneren Zentralrades (21) aufweist,
einem äußeren Zentralrad (22) des Zwischengetriebes (8)
das eine Antriebsverbindung (23 oder 32) mit einem zweiten Getriebeglied des Endgetriebes (9) in Form eines Zentralrades (24 oder 31) aufweist,
einem dritten Getriebeglied des Endgetriebes (9) in Form eines Planetenträgers (25),
der gegenüber einem nichtdrehenden Gehäuseteil (26) undrehbar festgelegt ist, und
einem vierten Getriebeglied des Endgetriebes (9) in Form eines Zentralrades (27),
das eine Antriebsverbindung (28) mit der Ausgangswelle (6) aufweist.
2. Anordnung nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß für das mit der Ausgangswelle (6) eine Antriebsverbindung
(28) aufweisende vierte Getriebeglied des Endgetriebes (9) ein
äußeres Zentralrad (27) vorgesehen ist.
3. Anordnung nach Patentanspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das äußere Zentralrad (27) mit einem Parksperrenrad (33)
verbunden ist.
4. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß für das eine Antriebsverbindung (23) mit dem äußeren
Zentralrad (22) des Zwischengetriebes (8) aufweisende
zweite Getriebeglied des Endgetriebes (9) ein äußeres
Zentralrad (24) vorgesehen ist.
5. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Planetenträger (25) des Endgetriebes (9) wenigstens
ein Planetenrad (34 oder 35) lagernden radialen Abstützsteg
(36) und das wenigstens eine Planetenrad (34 oder 35) zwei
axial beiderseits des Abstützsteges (36) angeordnete
Zahnkränze (37 oder 38, 39) aufweisen.
6. Anordnung nach Patentanspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Zahnkränze (37) gleiche Zähnezahl aufweisen.
7. Anordnung nach Patentanspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die beiden Zahnkränze (38, 39) ungleiche Zähnezahl
aufweisen.
8. Anordnung nach Patentanspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß derjenige Zahnkranz (39), mit dem das die
Antriebsverbindung (28) mit der Ausgangswelle (6) aufweisende
Zentralrad (27) kämmt, die größere Zähnezahl aufweist.
9. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsverbindung (20) zwischen dem inneren
Zentralrad (19) des Zwischengetriebes (8) und dem das erste
Getriebeglied des Endgetriebes (9) bildenden inneren
Zentralrad (21) wenigstens ein zwei Zahnkränze (43 oder 44, 45)
aufweisendes Planetenrad (46 oder 47) sowie ein mit dem einen
der beiden Zahnkränze kämmendes zweites inneres Zentralrad (48
oder 49) des Zwischengetriebes (8) enthält, und daß das zweite
innere Zentralrad (48 oder 49) des Zwischengetriebes (8) eine
Antriebsverbindung (50 oder 51) mit dem das erste
Getriebeglied des Endgetriebes (9) bildenden inneren
Zentralrad (21) aufweist.
10. Anordnung nach Patentanspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das wenigstens eine zwei Zahnkränze (43) aufweisende
Planetenrad (46) des Zwischengetriebes (8) und das wenigstens
eine zwei Zahnkränze (37) aufweisende Planetenrad (34) des
Endgetriebes (9) identisch sind.
11. Anordnung nach Patentanspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsverbindung (50) zwischen dem zweiten inneren
Zentralrad (48 oder 49) des Zwischengetriebes (8) und dem das
erste Getriebeglied des Endgetriebes (9) bildenden inneren
Zentralrad (21) eine ein- und ausrückbare Kupplung (K2)
enthält.
12. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Endgetriebe (9) ein fünftes Getriebeglied in Form
eines zweiten äußeren Zentralrades (29) und sein
Planetenträger (25) zusätzlich wenigstens einen aus zwei
miteinander kämmenden Einzelplaneten (40,41) bestehenden
Doppelplaneten (42) aufweist, und daß das das fünfte
Getriebeglied bildende äußere Zentralrad (29) mit dem einen
Einzelplaneten (31) und das die Antriebsverbindung (32) mit
dem äußeren Zentralrad (22) des Zwischengetriebes (8)
aufweisende, das zweite Getriebeglied des Endgetriebes (9)
bildende innere Zentralrad (31) mit dem anderen Einzelplaneten
(41) kämmen.
13. Anordnung nach Patentanspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das das fünfte Getriebeglied bildende äußere Zentralrad
(29) eine Antriebsverbindung (30) mit der Ausgangswelle (6)
aufweist.
14. Anordnung nach Patentanspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsverbindung (30) zwischen dem das fünfte
Getriebeglied bildenden äußeren Zentralrad (29) und der
Ausgangswelle (6) eine ein- und ausrückbare Kupplung (K1)
enthält.
15. Anordnung nach einem der Patentansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsverbindung (28) zwischen dem das vierte
Getriebeglied des Endgetriebes (9) bildenden äußeren
Zentralrad (27) und der Ausgangswelle (6) eine ein- und
ausrückbare Kupplung (K2) enthält.
16. Anordnung nach den Patentansprüchen 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsverbindung (32) zwischen dem äußeren
Zentralrad (22) des Zwischengetriebes (8) und dem das zweite
Getriebeglied des Endgetriebes (9) bildenden inneren
Zentralrad (31) und die Antriebsverbindung (51) zwischen dem
zweiten inneren Zentralrad (49) des Zwischengetriebes (8) und
dem das erste Getriebeglied des Endgetriebes (9) bildenden
inneren Zentralrad (21) jeweils eine permanent drehfeste
Verbindung zwischen ihren angeschlossenen Getriebegliedern
herstellen.
17. Wechselgetriebe-Anordnung, bei der im Kraftfluß zwischen
einer Ein- und einer Ausgangswelle (5 u. 6) ein stufenloses
Toroidgetriebe (7), ein Planetenräder-Zwischengetriebe (8 oder
8a) und ein Planetenräder-Endgetriebe (9 oder 9a) angeordnet
sind, mit
einer zentralen Zwischenwelle (10),
die mit der Eingangswelle (5) und einer zentralen Antriebsscheibe (11 bzw. 12) des Toroidgetriebes (7) sowie mit einem Planetenträger (18) des Zwischengetriebes (8) verbunden ist,
einer konzentrischen Zwischenwelle (14),
die von der zentralen Zwischenwelle (10) durchsetzt wird,
die mit einer zentralen Abtriebsscheibe (16 bzw. 17) des Toroidgetriebes (7) verbunden ist,
einem ersten inneren Zentralrad (19) des Zwischengetriebes (8),
das mit der konzentrischen Zwischenwelle (14) verbunden ist,
einem zweiten inneren Zentralrad (49) des Zwischengetriebes (8),
das eine Antriebsverbindung (50 oder 51) mit einem ersten Getriebeglied (21) des Endgetriebes (9 oder 9a) aufweist,
einem zweiten Getriebeglied (25 oder 25a) des Endgetriebes (9),
das in seinem festgebremsten Zustand gegenläufigen Drehsinn zwischen dem ersten Getriebeglied (21) und einem dritten Getriebeglied (27) des Endgetriebes (9) vermittelt,
einem äußeren Zentralrad (22) des Zwischengetriebes (8),
das eine Antriebsverbindung (23) mit dem dritten Getriebeglied (27) des Endgetriebes (9 oder 9a) aufweist,
einer Antriebsverbindung zwischen der Ausgangswelle (6) und einem der in gegenläufigen Drehsinn setzbaren Getriebeglieder (21 oder 27) des Endgetriebes (9),
einem Planetenrad (47) des Zwischengetriebes (8),
das einen Zahnkranz (44) größerer Zähnezahl aufweist,
der mit dem eine kleinere Zähnezahl sowie eine Antriebsverbindung (50 oder 51) mit dem ersten Getriebeglied (21) des Endgetriebes (9) aufweisenden inneren Zentralrad (49) des Zwischengetriebes (8) kämmt, und
das einen Zahnkranz (45) kleinerer Zähnezahl aufweist,
der mit dem eine größere Zähnezahl aufweisenden und mit der konzentrischen Zwischenwelle (14) verbundenen inneren Zentralrad (19) des Zwischengetriebes (8) kämmt.
einer zentralen Zwischenwelle (10),
die mit der Eingangswelle (5) und einer zentralen Antriebsscheibe (11 bzw. 12) des Toroidgetriebes (7) sowie mit einem Planetenträger (18) des Zwischengetriebes (8) verbunden ist,
einer konzentrischen Zwischenwelle (14),
die von der zentralen Zwischenwelle (10) durchsetzt wird,
die mit einer zentralen Abtriebsscheibe (16 bzw. 17) des Toroidgetriebes (7) verbunden ist,
einem ersten inneren Zentralrad (19) des Zwischengetriebes (8),
das mit der konzentrischen Zwischenwelle (14) verbunden ist,
einem zweiten inneren Zentralrad (49) des Zwischengetriebes (8),
das eine Antriebsverbindung (50 oder 51) mit einem ersten Getriebeglied (21) des Endgetriebes (9 oder 9a) aufweist,
einem zweiten Getriebeglied (25 oder 25a) des Endgetriebes (9),
das in seinem festgebremsten Zustand gegenläufigen Drehsinn zwischen dem ersten Getriebeglied (21) und einem dritten Getriebeglied (27) des Endgetriebes (9) vermittelt,
einem äußeren Zentralrad (22) des Zwischengetriebes (8),
das eine Antriebsverbindung (23) mit dem dritten Getriebeglied (27) des Endgetriebes (9 oder 9a) aufweist,
einer Antriebsverbindung zwischen der Ausgangswelle (6) und einem der in gegenläufigen Drehsinn setzbaren Getriebeglieder (21 oder 27) des Endgetriebes (9),
einem Planetenrad (47) des Zwischengetriebes (8),
das einen Zahnkranz (44) größerer Zähnezahl aufweist,
der mit dem eine kleinere Zähnezahl sowie eine Antriebsverbindung (50 oder 51) mit dem ersten Getriebeglied (21) des Endgetriebes (9) aufweisenden inneren Zentralrad (49) des Zwischengetriebes (8) kämmt, und
das einen Zahnkranz (45) kleinerer Zähnezahl aufweist,
der mit dem eine größere Zähnezahl aufweisenden und mit der konzentrischen Zwischenwelle (14) verbundenen inneren Zentralrad (19) des Zwischengetriebes (8) kämmt.
18. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Planetenträger (25) des Endgetriebes (9) zur Lagerung
von einer oder mehreren der Getriebewellen wie Ausgangswelle
(6), Zentralradwellen (56), zentrale Zwischenwelle (10) und
dgl. vorgesehen ist.
19. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Planetenträger (25) des Endgetriebes (9)
Druckmittelkanäle (57 bis 60) für die Versorgung der
Kupplungsstellglieder (61, 62) zur Betätigung der Kupplungen
(K1; K2) mit Arbeitsdruck und/oder für die Versorgung von
Schmierstellen mit Schmieröl aufweist.
20. Anordnung nach Patentanspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Antriebsverbindung (28) zwischen dem äußeren
Zentralrad (27) und der Ausgangswelle (6) einen L-förmigen
Antriebssteg mit einem mit dem Zentralrad (27) drehfest
verbundenen radialen Stegteil (28a) und einem sich
anschließenden zylindrischen Stegteil (28b) aufweist, daß der
zylindrische Stegteil (28b) mit einem radialen Bund (6a) der
Ausgangswelle (6) bewegungsfest verbunden ist, daß der Bund
(6a) gegenüber dem radialen Stegteil (28a) in der auf das
Toroidgetriebe (7) weisenden Richtung der Drehachse (52-52)
der Ausgangswelle (6) versetzt liegt, und daß in dem durch den
zylindrischen Stegteil (28b) und durch den Bund (6a) und durch
die Ausgangswelle (6) eingeschlossenen Ringraum (6b) eine die
Ausgangswelle (6) gegenüber einem nichtdrehenden Gehäuseteil
(26a) drehbar abstützende Lageranordnung (53) angeordnet ist.
21. Anordnung nach Patentanspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zylindrische Stegteil (28b) und das äußere Zentralrad
(27) in demselben axialen Bereich der Drehachse (52-52) der
Ausgangswelle (6) angeordnet sind.
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