DE10040039A1 - Wechselgetriebe-Anordnung - Google Patents

Wechselgetriebe-Anordnung

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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.
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.
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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