DE102006018806A1 - Power-split transmission for commercial motor vehicle, has a chain variator, where coupling of planetary gear with chain variator is divided in two classes, that is, with input or output planetary gear set - Google Patents

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Abstract

The transmission has a combination of a stepped variable transmission with continuous variable transmission. The continuous variable transmission is implemented as cone pulley belt transmission. The coupling of a planetary gear with a chain variator is divided in two classes, that is, with input or output planetary gear set. In each of these two classes there are alternative arrangements of the multi-range transmission.

Description

Der Anstieg der Kraftstoffkosten und die Notwendigkeit zur weiteren Reduzierung von Emissionen erfordern neue technische Lösungen, die eine Optimierung des gesamten Antriebsstranges erlauben. Dementsprechend weitet sich auch der Einsatz von Kettenvariatoren im Personenwagensegment aus. Zu der in Serie produzierten Audi multitronic® in der Ausführung VL300 und seiner Weiterentwicklung VL380 mit 420 Nm Variatormoment sowie dem Ford/ZF CFT30 werden weitere Applikationen hinzukommen. Die Optimierung des Triebstranges macht aber auch bei Bussen, Transportern oder Nutzkraftwagen (Nkw) Sinn, da sie einen erheblichen Anteil der Emissionen verursachen.The increase in fuel costs and the need to further reduce emissions require new technical solutions that allow optimization of the entire powertrain. Accordingly, the use of chain variators in the passenger car segment is also expanding. Further applications will be added to the series produced Audi multitronic ® in the VL300 version and its further development VL380 with 420 Nm variator torque as well as the Ford / ZF CFT30. The optimization of the powertrain also makes sense on buses, vans or commercial vehicles, since they cause a significant proportion of emissions.

Ein Nkw-Getriebehersteller widmete sich dem Ziel, die Spreizung des Getriebes so groß und variabel zu machen, dass der Motor mehr oder weniger stationär in einem Bereich niedrigsten Verbrauchs und niedrigster Emissionen betrieben werden kann. Eine Motoroptimierung in genau diesem Bereich bietet dann zusätzliches Verbesserungspotential. Der für ein derartiges Getriebe erforderliche Variator wurde auf der Basis der LuK-Serienkomponenten positiv bewertet und eine Entwicklung begonnen.One Commercial vehicle manufacturers focused on the goal of spreading the Gear so big and to make that engine more or less stationary in one Lowest fuel consumption and lowest emissions can be. A motor optimization in exactly this area offers then additional Potential for improvement. The for Such a transmission required variator was based on the LuK series components positively evaluated and a development started.

Vergleicht man die Daten eines Audi A6 mit den Daten verschiedener Nkw miteinander, so erscheint die Aufgabe zunächst als nicht lösbar. Bei einer ganzen Reihe von Zielen ist nicht nur eine Verdoppelung gefordert, sondern sogar ein Sprung in der Größenordnung, wie 1 verdeutlicht.If one compares the data of an Audi A6 with the data of different commercial vehicles with each other, then the task appears initially as not solvable. A whole series of goals not only demand a doubling, but even a jump in the order of magnitude, such as 1 clarified.

1 zeigt Daten und Ziele im Vergleich Pkw- und Nkw-Anwendung eines CVT. 1 shows data and goals compared car and commercial vehicle application of a CVT.

Wie die Variatordaten zeigen, muss zur Erfüllung dieser Anforderungen mehr als nur eine Einzelkomponente optimiert werden. Mit all diesen Aspekten von Getriebestrukturen über Scheibensätze und Pumpensystem bis zur Kette befassen sich die nachfolgenden Kapitel.As The variator data must show to meet these requirements be optimized more than just a single component. With all these Aspects of transmission structures via disk sets and pump system to chain the following chapters concern.

Im Verlauf der Entwicklung zeichnet sich zunehmend klarer ab, dass die Herausforderung zur Realisierung eines Nkw-CVT annehmbar ist.in the Course of development is becoming increasingly clear that the challenge to realize a commercial vehicle CVT is acceptable.

Eine der Schlüsseltechnologien bei dieser CVT-Anwendung ist das auch im LuK-Kolloquium 2002 beschriebene Prinzip der Leistungsverzweigung sowie die Nutzung mehrerer stufenloser Fahrbereiche. Die mit dieser Technik vorgestellten Konzepte für Pkw-Getriebekonstruktionen decken Leistungen bis über 200 kW und entsprechende Momente ab, und leiten somit ins Nkw-Segment über.A the key technologies in this CVT application, this is also described in the LuK Colloquium 2002 Principle of power split and the use of multiple stepless Driving ranges. The concepts for passenger car transmission constructions presented with this technology cover benefits up to over 200 kW and corresponding moments, and thus transfer to the commercial vehicle segment.

Mit diesem technologischen Hintergrund können maßgeschneiderte Getriebestrukturen entwickelt werden, wie dies z.B. auch bei auf Hydrostaten basierenden Getrieben der Fall ist. Der Kettenvariator bietet im Vergleich zum Hydrostat akustische Vorteile, was besonders für die Anwendung im Bus notwendig ist. Im Vergleich zur rein elektrischen Leistungswandlung liegt der Vorteil des Kettenwandlers bei den Kosten, dem Wirkungsgrad und bei der höheren Leistungsdichte.With This technological background allows tailor-made transmission structures be developed as e.g. also on Hydrostaten based Driven the case. The chain variator offers in comparison to Hydrostat acoustic advantages, which is especially necessary for use in the bus is. Compared to purely electrical power conversion lies the advantage of the chain converter in terms of cost and efficiency and at the higher Power density.

Grundsätzlich vorzusehen ist in der Regel eine Hochtreiberstufe, weil Nkw-Motoren ihre Leistung bei niedrigeren Drehzahlen entfalten. Bei manchen der dargestellten Getriebearchitekturen kann diese Funktion direkt im für eine eingangsseitige Verzweigung vorgesehenen Planetensatz erfolgen. Ebenfalls vorzusehen ist ein Schaltgetriebe, das durchaus mit den bei Nkw üblichen Klauenkupplungen arbeiten kann, wenn eine Drehzahlsynchronisierung anderweitig dargestellt wird.In principle, to provide is usually a high-drive stage, because commercial vehicle engines their performance unfold at lower speeds. In some of the illustrated Transmission architectures can use this feature directly in for an input side Branching provided planetary gear set. Also to be provided is a manual transmission, which is quite common with the usual in commercial vehicles Jaw clutches can work when a speed sync is shown elsewhere.

Die Möglichkeiten, einen Planetensatz und einen Kettenvariator über Anpassstufen miteinander zu koppeln, können in nur zwei Klassen eingeteilt werden, nämlich mit eingangsseitigem oder ausgangsseitigem Planetensatz. In jeder dieser zwei Klassen gibt es dann alternative Anordnungen des Mehrbereichs-Schaltgetriebes. Einige Möglichkeiten stellt 2 dar.The possibilities of coupling a planetary gearset and a chain variator via matching stages can be divided into only two classes, namely with input-side or output-side planetary gearset. In each of these two classes, there are then alternative arrangements of the multi-range manual transmission. Some possibilities 2 represents.

2 zeigt drei Getriebestruktur-Alternativen mit Übersetzungs- und Leistungseigenschaften. 2 shows three transmission structure alternatives with transmission and performance characteristics.

Bei der links dargestellten Klasse ist der Planetensatz eingangsseitig angeordnet und das Schaltgetriebe im zum Variator parallelen Leistungspfad. Wenn die zum Schaltgetriebe führende Welle festgebremst werden kann, ist zudem ein unverzweigter Fahrbereich darstellbar. Unter der Skizze der Getriebearchitektur findet sich ein Beispiel, wie bei geeigneten Schaltgetriebeübersetzungen mehrere stufenlose Fahrbereiche darstellbar sind. Das jeweils ganz unten stehende Diagramm zeigt den Leistungsanteil, mit dem der Variator belastet wird.at The class shown on the left is the planetary gear set on the input side arranged and the transmission in parallel to the variator power path. If the leading to the manual transmission Wave can be braked, is also an unbranched driving range represented. Under the sketch of the transmission architecture can be found an example, as with suitable transmission ratios several stepless Driving ranges are displayed. The diagram at the bottom shows the proportion of power used to load the variator.

Je nach Anwendung können die Vorteile der einen oder anderen Architekturklasse überwiegen. Bei dem links dargestellten Getriebe ergeben sich Low-Fahrbereiche mit sehr niedriger Variatorbelastung – günstig für ein nahezu stationär eingesetztes Arbeitsgerät. Beim Wechsel von einem Fahrbereich in den nächsten stellt der Variator zurück.ever after application can the advantages of one or the other architectural class predominate. The transmission shown on the left results in low driving ranges with very low variator load - favorable for an almost stationary used Implement. When changing from one driving range to the next, the variator sets back.

Die mittlere Spalte zeigt ein Getriebe, dessen Schaltgetriebebaugruppe zwei nicht-koaxiale Eingangswellen besitzt. Im Gegensatz zum links dargestellten Getriebe sind die Bereichswechsel ohne Rückverstellung möglich. Dafür muss der Variator im Mittel 50 % der Motorleistung übertragen – mehr als beim links daneben stehenden Getriebe, was aber bei leichten Nkw oder Transportern ausreicht.The middle column shows a gearbox whose gearbox assembly has two non-coaxial input waves. In contrast to the left Gearboxes shown range changes are possible without return adjustment. For that the must The variator transmits on average 50% of the engine power - more than the one on the left Transmission, but this is sufficient for light trucks or vans.

Beim rechts dargestellten Getriebe sind einfach die Rollen zwischen Ein- und Ausgang getauscht. Dies hat im vorliegenden Beispiel hauptsächlich Einfluss auf die Momenten- und Drehzahlbereiche der Komponenten – nicht aber auf die Leistung.At the Gearboxes on the right are simply the roles between and exchanged output. This has mainly influence in the present example on the torque and speed ranges of the components - not but on the performance.

Zur Darstellung eines „Geared-Neutral"-Getriebes ist grundsätzlich der Planetensatz abtriebsseitig zu setzen. Wenn der Planet antriebsseitig angeordnet ist, kann das Gegenteil dargestellt werden: sehr lange Übersetzungen bis hin zur Übersetzung „Geared-Zero", bei der der Motor stillsteht.to Representation of a "Geared-Neutral" gear is basically the To set planetary gearset on the output side. When the planet is driving side arranged, the opposite can be shown: very long translations until the translation "Geared-Zero", in which the engine stationary.

Im Fahrbetrieb liegt der Vorteil aller dargestellten Architekturen in der für Nkw vergleichsweise geringen Anzahl von Gängen und damit Bereichswechseln. Anschaulich wird bei zum Beispiel vier Fahrbereichen nach dem Anfahren nur einmal geschaltet und innerstädtisch faktisch ohne Bereichswechsel weitergefahren. Am Ortsausgang ist ein weiterer Bereichswechsel notwendig und auf der Autobahn dann ein letzter.in the Driving is the advantage of all illustrated architectures in the for Commercial vehicle comparatively small number of gears and thus range changes. Illustratively, for example, four driving ranges after starting only switched once and in the city virtually without change of area drove. At the exit is another change of area necessary and on the highway then a last.

Für eine Variatorentwicklung jenseits von 500 Nm ist die Hauptdimension der Achsabstand.For a variator development beyond 500 Nm, the main dimension is the center distance.

Für die Steigerung der Momentenkapazität ist eine Vergrößerung der Hauptabmessungen notwendig. Bei dem hier gewählten Achsabstand von 220 mm gegenüber den im Pkw realisierbaren 160-190 mm entspannt sich eine ganze Reihe von Aspekten. Teilweise ist die Wirkung sogar deutlich stärker als die 25 %-ige Achsabstandvergrößerung, wie die folgende Auflistung zeigt. Die Veränderungen sind darin durch Pfeile angezeigt, deren Anzahl die Relation zur Achsabstandvergrößerung wiedergibt: Ursache Folgen Kettenlaufradien ↑ Kettenzugkräfte ↓, Anpresskräfte ↓ Anzahl der Kettenglieder ↑ Kräfte pro Wiegedruckstück (WD) bzw. -gelenk (WG) ↓↓ Ketten-Knickwinkel ↓ Bessere Lastverteilung auf beide Laschenbügel der Kette Kraft pro Wiegegelenk ↓↓ Biegung der WG ↓, Laschenbelastung am Kettenrand ↓↓ Wellendurchmesser ↑ Biegesteifigkeit ↑↑, Wirkungsgrad ↑ Krümmung der Oberfläche ↓ Pressung ↓, Verschleiß ↓, Verschleiß pro WG ↓↓ To increase the torque capacity, it is necessary to increase the main dimensions. The chosen axle distance of 220 mm compared to the 160-190 mm that can be realized in a car relaxes a whole series of aspects. In part, the effect is even significantly stronger than the 25% increase in axial distance, as the following list shows. The changes are indicated by arrows whose number reflects the relation to the axial distance increase: reason consequences Chain run radii ↑ Chain pull forces ↓, contact forces ↓ Number of chain links ↑ Forces per rocker (WD) or joint (WG) ↓↓ Chain kink angle ↓ Better load distribution on both latches of the chain Force per swing joint ↓↓ Bending of WG ↓, straining at the edge of the chain ↓↓ Shaft diameter ↑ Bending stiffness ↑↑, efficiency ↑ Curvature of the surface ↓ Pressing ↓, wear ↓, wear per WG ↓↓

Durch die Kombination verstärken sich mehrere Entlastungseffekte noch, so dass die maximal 600 Nm ausgehend von den bereits in Serie beim VL380 realisierten 420 Nm bei sauberer Auslegung aller derartiger Aspekte nicht zu hoch gegriffen sind.By strengthen the combination There are still several relief effects, so the maximum starting at 600 Nm of the 420 Nm already realized in series with the VL380 at cleaner Interpretation of all such aspects are not too high.

Zur Bestätigung obiger Überlegungen wie auch der von Forschungseinrichtungen veröffentlichten Messergebnisse und Simulationen wurden bei LuK an einem neuen Hochleistungsprüfstand Wirkungsgrade gemessen. Da ein kompletter Kennfeldraum bestehend aus mehreren Übersetzungen, Drehzahlen und Momenten (z. T. sogar Anpressungen) abgefahren werden sollte, stellte dies auch erhebliche Anforderungen an das Prüffeld – die installierte Abtriebs-E-Maschine besitzt z.B. eine Nenn-Leistung von 720 kW.to confirmation above considerations as well as the results published by research institutes and simulations were measured at LuK on a new high-performance dynamometer efficiencies. Since a complete map space consists of several translations, Speeds and moments (in some cases even contact pressures) are traversed This also put considerable demands on the test field - the installed Power E machine has e.g. a nominal power of 720 kW.

Im Ergebnis bestätigt sich, dass Kettenvariatoren Wirkungsgrade bis über 97 % erreichen. 3 zeigt als Beispiel das 600 Nm-Wirkungsgradkennfeld bei konstanter Antriebsdrehzahl von 2500 min-1.The result is that chain variators achieve efficiencies of over 97%. 3 shows as an example the 600 Nm efficiency map at constant drive speed of 2500 min -1 .

3 zeigt ein Kettenvariator-Wirkungsgradkennfeld. 3 shows a chain variator efficiency map.

Dargestellt sind hier die Roh-Messwerte (bis auf Glättung zur Rauschunterdrückung) des Testgetriebes inklusive der Verluste der Scheibensatzlager (Pendelrollenlager). Die Steifigkeit des Testgetriebes liegt aufgrund einer Konstruktion mit auswechselbaren Scheibentellern sogar noch unter der Zielsteifigkeit. Der Wirkungsgrad könnte also in Realität noch höher sein.Shown here are the raw measured values (except for smoothing for noise suppression) of the test gear including the losses of the disc set bearing (spherical roller bearing). The rigidity of the test gear is due to a design with interchangeable disc plates even below the target stiffness. The We In other words, the degree of efficiency could be even higher in reality.

Der Achsabstand von 220 mm zeigt damit die erwartete positive Wirkung.Of the Center distance of 220 mm thus shows the expected positive effect.

Die beim Audi VL380 umgesetzte Scheibensatztechnologie ist die Grundlage für den Einsatz bei noch höheren Momenten. Zentrale Bedeutung hat der im Inneren der Druckkammern Bau raum sparend umgesetzte stufenlos vollvariable hydromechanische Momentenfühler (vMF), in 4 dargestellt in der in Serie umgesetzten Konstruktion mit Blechumformteilen.The pulley technology implemented on the Audi VL380 is the basis for use at even higher torques. Of central importance is the infinitely variable variable hydromechanical torque sensor (vMF) implemented in the interior of the pressure chambers in a space - saving manner 4 shown in the series implemented construction with sheet metal forming parts.

4 zeigt einen Antriebs-Scheibensatz mit stufenlosem Momentenfühler vMF für Audi VL380 mit 420 Nm Variatormoment. 4 shows a drive pulley set with infinite torque sensor vMF for Audi VL380 with 420 Nm variator torque.

Der vMF bringt die für den sicheren Dauerbetrieb im Nkw unabdingbaren Eigenschaften mit:

  • • Präzise, dem tatsächlichen Moment proportionale Anpressung bei allen Übersetzungen
  • • Dynamische Sicherheit, um Schäden auch bei Sprüngen des Momentes vorzubeugen
The vMF has the features required for safe, continuous operation in commercial vehicles:
  • • Precise, proportional to the actual moment of contact for all translations
  • • Dynamic safety to prevent damage even in the event of a jump in the moment

Die Funktion des vMF besteht darin, das entlang der im Bild blau dargestellten Komponenten eingebrachte Moment über Kugel-Rampen in eine Axialkraft umzuwandeln. Diese gelb dargestellten Kugeln sind im Inneren des Mechanismus angeordnet. Das Moment gelangt dann über die Gegenrampe der braun eingefärbten Komponente auf die Welle und von dort weiter zur Festscheibe bzw. über die Schiebeverzahnung zu den grün eingefärbten, axial beweglichen Wegscheiben-Komponenten.The Function of the vMF is that along the blue in the picture shown Components introduced moment over To convert ball ramps into an axial force. This yellow shown Balls are arranged inside the mechanism. The moment arrives then over the counter ramp of the brown colored Component on the shaft and from there to the solid disk or over the Sliding toothing to the green inked, axially moveable windscreen components.

Die durch die Kugeln erzeugte Axialkraft wirkt aber nicht direkt auf die Kegelscheibe, sondern verschließt mit dem blauen Bauteil eine hydraulische Ablaufbohrung. Dieser Mechanismus regelt mit hoher Dynamik einen dem Moment proportionalen hydraulischen Druck ein. Der Druck erzeugt dann über große Anpressflächen die eigentliche Anpresskraft für die grünen Wegscheiben-Komponenten. Der gleiche Druck wird dabei auch dem Abtriebsscheibensatz zur Anpressung zugeführt.The However, axial force generated by the balls does not act directly on the cone pulley, but closes with the blue component one hydraulic drainage hole. This mechanism regulates with high Dynamics a proportional to the moment hydraulic pressure. The pressure then generates over size Pressing on the actual contact pressure for the green Wegscheiben components. The same pressure is also the output pulley set fed to the contact pressure.

Die Abhängigkeit von der Übersetzung wird dadurch erreicht, dass der Kugel-Rampenmechanismus auf verschiedenen Radien verschiedene Rampensteilheiten hat. Der zur jeweiligen Übersetzung passende Rampenwinkel wird durch die radiale Positionierung der Kugeln mittels der Führungsflächen erreicht, die sich übersetzungsabhängig axial mit der Wegscheibe verschieben (in 4 ebenfalls grün dargestellt).The dependence on the translation is achieved in that the ball-ramp mechanism has different ramp slopes at different radii. The appropriate ramp for the respective translation angle is achieved by the radial positioning of the balls by means of the guide surfaces, the translation depending axially move with the spacer (in 4 also shown in green).

Zur Veranschaulichung der Übersetzungsabhängigkeit des vMF dient die Detailvergrößerung des blauen Bauteils mit den unterschiedlich steilen Rampen, 5.To illustrate the translation dependence of the vMF, the detail enlargement of the blue component with the different steep ramps, 5 ,

5 zeigt eine VMF-Rampenkontur mit übersetzungsabhängigem Winkel und resultierender Anpresskennlinie. 5 shows a VMF ramp contour with translation-dependent angle and resulting contact pressure curve.

Im Ergebnis ist der auf das Drehmoment bezogene Druck im Underdrive am größten und fällt kontinuierlich zum Overdrive hin ab. Die dreidimensionale Formgebung der Bauteile ist optimal an den unter vielfältigen Bedingungen ermittelten Anpressbedarf angepasst.in the The result is the torque related pressure in the underdrive biggest and falls continuously towards the overdrive. The three-dimensional shape of the components is optimal at the among diverse Conditions determined contact pressure adjusted.

Die durch das direkte hydromechanische Prinzip erzielte dynamische Sicherheit wird anhand der Messung in 6 beispielhaft belegt.The dynamic safety achieved by the direct hydromechanical principle is determined by the measurement in 6 exemplified.

6 zeigt eine dynamische Sicherheit des vMF-Anpress-Systems bei einem Sprung des Antriebsmoments. 6 shows a dynamic safety of the vMF-Anpress-system in a jump of the drive torque.

Bei der dargestellten Messung erregt ein gezielter Sprung des Antriebsmomentes eine abklingende Triebstrangschwingung am Prüfstand. Im realen Fahrzeug entspricht dies beispielsweise einem plötzlichen Gasgeben mit Nachruckeln. Wie man erkennen kann, ist zwischen dem gemessenen Moment und dem durch den Momentenfühler eingeregelten und gemessenen Druck faktisch keine Verzögerung vorhanden. Auch quantitativ ist der eingeregelte Druck zu jedem Zeitpunkt deckungsgleich mit dem Solldruck, der aus dem gemessenen Moment rechnerisch ermittelt wurde.at The measurement shown excites a targeted jump in the drive torque a decaying driveline vibration on the test bench. In the real vehicle this corresponds, for example, to a sudden cogging with Nachruckeln. As you can see, between the measured moment and the through the moment sensor adjusted and measured pressure virtually no delay available. Even quantitatively, the regulated pressure is congruent at all times with the target pressure calculated from the measured torque has been.

Das bereits bei der multitronic® umgesetzte Doppelkolbenprinzip ermöglicht es, auch bei kleiner installierter Pumpenleistung alle gewünschten schnellen Änderungen der Übersetzung hydraulisch zu bedienen. Der resultierende Verbrauchsvorteil ist auch bei Nkw anzustreben. Durch die erforderlichen extrem schnellen Verstellungen bei der hier vorliegenden Mehrbereichs-Getriebestruktur ist das Doppelkolbenprinzip sogar unumgänglich für eine effiziente Hydraulik. Es bildet die Basis der nachfolgenden Hydraulik- und Pumpenentwicklung.The double-piston principle already implemented in the multitronic ® makes it possible to hydraulically operate all the desired rapid changes in the ratio even with a small installed pump capacity. The resulting consumption advantage is also aimed at commercial vehicles. Due to the required extremely fast adjustments in the present multi-range transmission structure, the double piston principle is even un accessible for efficient hydraulics. It forms the basis of the subsequent hydraulic and pump development.

Eine unabhängige Ansteuerung der Verstellstücke ist realisiert.A independent Control of the adjustment pieces is realized.

Trotz Hochskalierung des Gesamtsystems und der Kolbenflächen führen die im Vergleich zu Pkw wesentlich höheren Schubmomente infolge Motorbremseinrichtungen zu einem Anstieg der erforderlichen Spitzendrücke bis 100 bar. Dies bedingt höhere Druckverstärkungen der entsprechenden Ventile für die Verstelldruckkammern. Durch eine unabhängige Ansteuerung beider Ventile ist diese hohe Ventilverstärkung auch unter den Volumenströmen bis 19 l/min stabil und die Hydraulik gewinnt an Ansteuerpräzision.In spite of Upscaling of the entire system and the piston surfaces lead the much higher compared to cars Thrust torque due to engine braking devices to an increase in required peak pressures up to 100 bar. This requires higher pressure reinforcements the corresponding valves for the adjusting pressure chambers. By an independent control of both valves is this high valve gain also below the volume flows up to 19 l / min stable and the hydraulics gain in drive precision.

Anschaulich sind die Aufgaben des Anpress- und Verstellsystems und die durch diese Hydraulik umgesetzte Lösung in 7 dargestellt. Der Variator erfordert zum stationären Betrieb zwei Kräfte an den Scheibensätzen, welche in einem bestimmten, von der Übersetzung abhängigem Verhältnis stehen, der sog. Stützung (oder auch Kp/Ks. Der Stützungswert liegt im Zugbetrieb bei der LuK CVT-Kette bei 1,05 (UD) bis max. 1,6 (OD). Im Schubbetrieb ist es der Stützungs-Kehrwert bei inverser Übersetzung, also etwa 0,95 (OD) bis 0,6 (UD). Entsprechend dem erforderlichen Stützungswert kann man sich den Dreh- und Angelpunkt der grau dargestellten Wippe verschoben denken. Die Aufgabe der rot dargestellten Anpresskolben ist es, die Grundanpresskräfte an beiden Scheibensätzen zu erzeugen, wobei während der Variatorverstellung Hochdrucköl zwischen den Kolben ausgetauscht wird. Die Aufgabe der orange dargestellten, kleineren Verstellkolben ist es, die zur Ausbalancierung notwendigen Restkräfte und die zusätzlichen Verstellkräfte zu erzeugen.The tasks of the pressure and adjustment system and the solution implemented by this hydraulic system are clear in 7 shown. For stationary operation, the variator requires two forces on the pulley sets, which are in a certain ratio dependent on the ratio, the so-called support (or else K p / K s .) The support value is 1 for the LuK CVT chain in traction mode , 05 (UD) up to a maximum of 1.6 (OD) In overrun mode, it is the inverse inverse ratio, ie, from about 0.95 (OD) to 0.6 (UD), depending on the required support value The task of the red plungers shown is to generate the basic contact forces on both pulley sets, with high pressure oil being exchanged between the pistons during the variator adjustment to generate the rest forces necessary for balancing and the additional adjustment forces.

7 zeigt ein Doppelkolbenprinzip und eine unabhängige Verstelldruck-Ansteuerung zur Ausbalancierung der erforderlichen Kräfte im Variator. 7 shows a double piston principle and an independent adjustment pressure control to balance the required forces in the variator.

Diese Hydraulik bietet nicht nur ein hohes Maß an Stabilität und Präzision in der Ansteuerung der Drücke, sondern erlaubt durch die Unabhängigkeit der Druckansteuerung auch noch weitergehende Funktionen, z.B. eine Erhöhung der Anpress-Sicherheit auf schlechter Fahrbahn oder bei geeigneter Auslegung des Momentenfühlers eine geringfügige Reduktion der Anpressung z.B. zur Kompensation von Rest-Fliehöldruckkräften. Im Ergebnis wird damit eine Wirkungsgradoptimierung im Betrieb erreicht.These Hydraulics not only offers a high degree of stability and precision in the control of the pressures, but allowed by independence the pressure control also still further functions, e.g. a increase the Anpress-security on a bad road or suitable Design of the torque sensor a minor one Reduction of contact pressure e.g. for compensation of residual fluid pressure forces. in the As a result, efficiency optimization during operation is achieved.

Bei Verstellung der Übersetzung wird die Kräftebalance geregelt verlassen. Dazu kann wahlweise ein Verstelldruck reduziert werden und/oder der andere Verstelldruck erhöht werden. Dieser Freiheitsgrad ist gerade bei den schnellen Verstellungen eines Mehrbereichsgetriebes von Vorteil.at Adjustment of the translation becomes the balance of power left regulated. This can optionally be reduced by an adjustment pressure be and / or the other adjustment pressure can be increased. This degree of freedom is just in the fast adjustments of a multi-range transmission advantageous.

Hier sind also die Vorteile mehrerer Systeme kombiniert: Der vollvariable Momentenfühler bringt die Robustheit und dynamische Sicherheit mit, und die unabhängige Druckansteuerbar keit der Verstellkammern bringt die Freiheiten der softwaregesteuert freien Anpressung ein. Eine Kombination mit einer Schlupfregelung der Anpressung ist auch bei diesem System möglich, ohne die Vorteile des Momentenfühlers zu verlieren.Here So the advantages of several systems are combined: the fully variable torque sensor brings the robustness and dynamic safety, and the independent Druckansteuerbar speed the Verstellkammern brings the liberties of the software controlled free contact pressure. A combination with a slip control of Contact pressure is also possible with this system, without the advantages of torque sensor to lose.

In Getrieben der Leistungsklasse oberhalb 400 kW macht der Schmieröl- und Kühlleistungsbedarf von Kupplung, Variator, Verzahnungen und Lagern die Verwendung einer Niederdruckpumpe sinnvoll. Nach der Identifikation des auslegungsrelevanten Betriebspunktes (Volllast-Berganfahrt mit Maximalanpressung und Kupplungskühlung) ergibt sich für das ausgearbeitete Leistungsverzweigungskonzept eine Niederdruckpumpe in Gerotorbauweise mit 29 cm3 Fördervolumen.In transmissions in the power class above 400 kW, the lubricating oil and cooling power requirements of the clutch, variator, gears and bearings make the use of a low-pressure pump useful. After identifying the design-relevant operating point (full-load hill-start with maximum contact pressure and clutch cooling), a low-pressure pump in gerotor design with a displacement of 29 cm 3 results for the elaborated power split concept.

Die z.B. für die Anpressung des Variators notwendige kleinvolumigere Hochdruckpumpe ist als symmetrisch geteilte zweiflutige voll kompensierte Flügelzellenpumpe mit einem Fördervolumen von insgesamt 10 cm3 ausgeführt. Eine ähnliche von LuK entwickelte Pumpe ist auch in der Autotronic® von DaimlerChrysler im Serieneinsatz.The smaller-volume high-pressure pump required, for example, for pressing the variator is designed as a symmetrically divided double-flow fully compensated vane pump with a delivery volume of 10 cm 3 in total. A similar pump developed by LuK is also in series production in the Autotronic ® from DaimlerChrysler.

Zusammen mit der Niederdruckpumpe bildet sie als Tandempumpe eine Baueinheit, 8, auf einer Welle, die vom Motor ins Schnelle übersetzt angetrieben wird. Die Zuführung von Niederdrucköl gewährleistet eine kavitationsfreie Versorgung der Hochdruckpumpe und erlaubt ein kompaktes Design des Ansaugtraktes sowie ein effizientes Filterkonzept.Together with the low-pressure pump, it forms a structural unit as a tandem pump. 8th , on a shaft that is driven by the engine translated into speed. The supply of low-pressure oil ensures a cavitation-free supply of the high pressure pump and allows a compact design of the intake system as well as an efficient filter concept.

8 zeigt eine hydraulische Tandempumpe aus Niederdruck-Gerotor-Baugruppe (blau) und zweiflutiger Hochdruck-Flügelzellenpumpe (rot). 8th shows a hydraulic tandem pump from low-pressure gerotor assembly (blue) and double-lobe high-pressure vane pump (red).

Die Pumpeneffizienz ist durch eine intelligente Steuerung der Pumpenfluten gesteigert.The Pump efficiency is due to an intelligent control of pump floods increased.

Im Vergleich zu einem einflutig ausgeführten Hochdruckteil ist der hydraulische Leistungsbedarf durch intelligente Steuerung der zweiten Pumpenflut deutlich reduziert. Hierfür ist in der hydraulischen Steuerung ein elektrisches Schaltventil enthalten, dessen Funktion in 9 erläutert ist.Compared to a single-flow high-pressure section, the hydraulic power requirement is significantly reduced by intelligent control of the second pump flood. For this purpose, an electric switching valve is included in the hydraulic control, whose function in 9 is explained.

9 zeigt eine Steuerung der Hoch- und Niederdruck-Volumenströme für diverse Verbraucher. 9 shows a control of the high and low pressure flow rates for various consumers.

In der links dargestellten Stellung des Fluten-Steuerschiebers ist die zweite Flut der Flügelzellenpumpe auf Umlauf geschaltet. Das Antriebsmoment der Pumpe wird dadurch in den anteilsmäßig dominanten Fahrsituationen drastisch gesenkt. Durch die Rückspeisung geht dieses Öl den Niederdruckabnehmern zur Schmierung und Kühlung nicht verloren.In the position shown on the left of the flood control slide is the second tide of the vane pump switched to circulation. The drive torque of the pump is characterized in the proportionally dominant driving situations drastically lowered. Through the return feed go this oil not lost to the low pressure consumers for lubrication and cooling.

In dem rechts wiederholten Bildausschnitt ist der Fluten-Steuerschieber elektrisch derart angesteuert (ausgeschaltet), dass die zweite Flut über ein Rückschlagventil mit der ersten Pumpenflut vereint wird. Damit steht genug Drucköl auch für die schnellsten Verstellungen des Variators zur Verfügung, z.B. beim Anfahren oder beim Wechseln des Fahrbereiches.In the right repeated image section is the flood control valve electrically so controlled (turned off) that the second flood on a check valve is united with the first pump surge. That's enough pressure oil for the fastest Variator adjustments available, e.g. when starting or when changing the driving range.

Die Pumpenverluste dieses Getriebes – wie auch der multitronic® und der Autotronic® – sind dank der optimierten Auslegung gering. Ein Alternativkonzept mit nur einer Pumpe für alle Abnehmer hätte den dreifachen Leistungsbedarf ohne Kostenvorteil verursacht, weil die Kosten einer Hochdruckpumpe ungünstiger skalieren als die einer Niederdruckpumpe.The pump losses of this transmission - as well as the multitronic ® and the Autotronic ® - are low thanks to the optimized design. An alternative concept with only one pump for all customers would have threefold power requirement without cost advantage, because the cost of a high-pressure pump scale unfavorable than that of a low-pressure pump.

Eine konsequente Anwendung der an der Pkw-Anwendung positiv erprobten Oberflächentechnologien zum Verschleißschutz – z.B. Hartanodisierung oder chemische Nickelbeschichtung der Kolben – sichert die störungsfreie Hydraulikfunktion auch bei der hohen Lebensdauererwartung eines Nkw.A Consistent application of the positive effects on the car application surface technologies for wear protection - e.g. hard anodizing or chemical nickel coating of the piston - ensures trouble-free Hydraulic function even with the long service life expectancy Commercial vehicles.

Die zunehmende Erfahrung und Prozessoptimierung mit der festigkeitsoptimierten Light-Laschengeometrie haben die Momentenkapazität der 37 mm breiten LK3708-Kette soweit gesteigert, dass nach ersten Versuchen mit 220 mm Achsabstand für 600 Nm Variatormoment keine Kettenverbreiterung notwendig erscheint. Alle in diesem Artikel dargestellten Ergebnisse sind mit dieser 37 mm breiten Kette eingefahren worden. Der beim LuK-Kolloquium 2002 dargestellte Zusammenhang zwischen Achsabstand, Festigkeitssteigerung und Momentenkapazität wird bei großen Achsabständen sogar übertroffen.The increasing experience and process optimization with the strength-optimized Light-tab Geometry have the moment capacity the 37 mm wide LK3708 chain increased so much that after first attempts with 220 mm center distance for 600 Nm variator torque no chain widening necessary. All results presented in this article are with this 37 mm wide chain retracted. The at the LuK-Colloquium 2002 relationship between center distance, increase in strength and torque capacity will be at big wheelbases even exceeded.

10 zeigt eine Momentenkapazität des Kettenvariators mit verschiedenen Kettentypen. 10 shows a torque capacity of the chain variator with different chain types.

Das Kettenspektrum in 10 ist im unteren Momentenbereich durch schmälere Ketten und Ketten mit reduzierter Teilung abgerundet. Damit bei den hier dargestellten 600 Nm nicht Schluss sein muss, wird ebenfalls an einer Kette mit vergrößerter Teilung, d.h. LK10-Lasche mit stärkeren Laschenbügeln gearbeitet. Dank stärkerer Wiegedruckstücke werden zudem die vom Kettenrand her eingebrachten Kräfte gleichmäßiger auf die nebeneinander liegenden Laschen verteilt.The chain spectrum in 10 is rounded in the lower torque range by narrower chains and chains with reduced pitch. In order for the 600 Nm shown here not to be the end, is also on a chain with increased pitch, ie LK10 tab worked with stronger latches. Thanks to stronger rocker pressure pieces, the forces introduced from the edge of the chain are more evenly distributed over the adjacent flaps.

Die festigkeitsseitige Eignung für die vorgesehene Anwendung wurde anhand von Schädigungsrechnungen mit dem Nkw-Kollektiv nachgewiesen. Die Krafthübe einer Lasche sind im Vergleich zwischen Pkw- und -Nkw-Kollektiv (inklusive der durch Leistungsverzeigung erzielten Reduktion) im 11 dargestellt. Das aufgrund der Laufleistung umfangreichere Gros der Krafthübe liegt beim Nkw auf ähnlichem Kraftniveau wie beim Pkw. Die trotz des verdoppelten Maximalmomentes nur gering gestiegenen Maximal-Krafthübe beider Kollektive treten vergleichbar selten auf.The strength-side suitability for the intended application was demonstrated on the basis of damage calculations with the commercial vehicle collective. The power strokes of a tab are in the comparison between passenger car and truck collective (including the reduction achieved by Leistungsverzeigung) in 11 shown. The greater mileage of the power strokes due to the mileage is at a similar force level in the commercial vehicle as in the passenger car. Despite the doubled maximum torque, only a small increase in the maximum power strokes of both groups occurs comparably seldom.

11 zeigt ein Kollektiv der Laschen-Krafthübe bei Pkw und Nkw. 11 shows a collective of the Laschen power strokes for cars and commercial vehicles.

In Anbetracht der enormen Laufleistungserwartung von über einer Million km muss dem Thema Verschleiß besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden. Die hohen Wirkungsgradwerte lassen aber bereits geringe Verschleißwerte erwarten: Verschleiß braucht nämlich in der Regel Energieverlust. Für CVT als Reibgetriebe zählt dabei nicht nur der Materialverschleiß – quantifizierbar in Gewicht pro Reibenergie –, sondern schon der Qualitätsverschleiß der Reiboberflächen – quantifizierbar z.B. als Reibwertänderung oder Rauhigkeitsänderung.In Considering the enormous mileage expectations of over one Million km must pay special attention to the topic of wear be dedicated. However, the high efficiency values already allow low wear values expect: wear needs namely usually energy loss. For CVT counts as a friction gear not only the material wear - quantifiable in weight per rubbing energy -, but even the quality wear of the friction surfaces - quantifiable e.g. as a coefficient of friction change or roughness change.

Basierend auf den erarbeiteten Materialien und Test-Erfahrungen befinden sich beide Aspekte in intensiver und erfolgreicher Erprobung auf mehreren Hochleistungs-Dauerprüfständen. Einige Zwischenergebnisse zur Langzeitstabilität des metallischen Tribosystems zeigt 12. Hier ist über der Laufzeit von mehreren tausend Stunden die Veränderung des Stützungswertes dargestellt. Der Stützungswert ist ein guter Indikator für Veränderungen der Reibwerte.Based on the developed materials and test experience, both aspects are in intensive and successful testing on several high performance endurance testers. Some intermediate results on the long-term stability of the metallic tribosystem shows 12 , Here, over the term of several thousand hours, the change in the support value is shown. The support value is a good indi capacitor for changes in friction coefficients.

12 zeigt oben eine Änderung der Stützung bei Dauerläufen unterschiedlicher Variatoren und Zyklen und unten einen Breitenverschleiß der Wiegedruckstücke bei diesen Dauerläufen. 12 shows above a change in the support at endurance runs of different variators and cycles and below a width wear of the cradles at these endurance runs.

In der oberen Hälfte von 12 sind schwarz die Ergebnisse einer Referenz-Pkw-Anwendung mit Achsabstand 171 mm dargestellt. Die erkennbare geringe Änderung des Stützungswertes (zeigt an, dass sich der Reibwert μ nur minimal verändert hat. Das Lebensdauerziel von 3000 h eines Pkw kann durch Raffung innerhalb von ca. 150 h abgeprüft werden. Das Pkw-System ist sehr stabil und bietet erkennbar hohe Reserven.In the upper half of 12 are shown in black the results of a reference car application with center distance 171 mm. The noticeable slight change in the support value (indicates that the coefficient of friction μ has changed only minimally) The lifespan target of 3000 h of a car can be checked by gathering within about 150 h The car system is very stable and offers noticeably high reserves.

In blau dargestellt sind die Ergebnisse des gleichen Aufbaus mit Achsabstand 171 mm, der allerdings den skalierten Belastungen der Nkw-Anwendung ausgesetzt wird. Diese Skalierung bedeutet, dass die Momente derart reduziert wurden, dass die sich ergebenden pinspezifischen Kräfte einem 220 mm System entsprechen. Dieser versuchsmethodisch bedingte Zwischenschritt belegt bereits das Lebensdauerpotential einer Achsabstandvergrößerung. Das Nkw-Lebensdauerziel von über 15.000 h konnte durch Raffung innerhalb von 1000 h erreicht werden. Der Test wurde sogar zur Absicherung noch bis 2500 h Laufzeit verlängert. Die unterschiedlichen Symbolformen zeigen dabei unterschiedliche Testprozeduren an. Bei der durch Quadrate symbolisierten Prozedur wird die Übersetzung in mehreren Stufen verändert, so dass am Wiegedruckstück eine hohe Belastungskonzentration vorliegt, auf der Scheibe aber nicht. Die durch Rauten symbolisierte Testprozedur erfolgt bei fester Übersetzung, so dass die Kontaktbelastungen sich sowohl am Wiegedruckstück, als auch auf der Scheibe konzentrieren (die beiden Reibpartner können sich dabei aber auch gut aneinander anpassen). Die Ergebnisse des bei fester Übersetzung getesteten Variators bestätigen nochmals, dass Mischzyklen die härteste und damit effizienteste Versuchsmethodik darstellen.In shown in blue are the results of the same construction with center distance 171 mm, however, the scaled loads of the commercial vehicle application is suspended. This scaling means that the moments are like that were reduced, that the resulting pin-specific forces a 220 mm system. This experimentally-related intermediate step already proves the service life potential of a wheelbase enlargement. The truck life target of over 15,000 h could be achieved by gathering within 1000 h. The test was even extended to cover up to 2500 h running time. The different symbol shapes show different test procedures at. The procedure symbolized by squares becomes the translation changed in several stages, so that on the rocker pressure piece there is a high concentration of stress, but on the disk Not. The test procedure symbolized by diamonds takes place with fixed translation, so that the contact stresses on both the rocker, as also focus on the disc (the two friction partners can but also adapt well to each other). The results of the fixed translation confirmed variator Again, that mixing cycles are the hardest and thus represent the most efficient experimental methodology.

In grün dargestellt sind die bei Drucklegung noch unvollständigen Ergebnisse eines echten 220 mm Variators, der den unskalierten Belastungen der Nkw-Anwendung bis 600 Nm ausgesetzt wird. Die anfänglich schnelle Stützungsänderung wie auch der anfangs hohe Breitenverschleiß (untere Hälfte der 12) resultieren daraus, dass im Versuchsprogramm zuerst die Höchstlastpunkte abgetestet wurden. Das danach stabile Verhalten ist dabei auch das Ergebnis einer später noch beschriebenen Teilungsfolgen-Optimierung der Kette.The results of a genuine 220 mm variator, which are still incomplete at the time of printing, are exposed in green, which is exposed to the unscaled loads of commercial vehicle applications up to 600 Nm. The initially rapid change in support as well as the initially high width wear (lower half of 12 ) result from the fact that in the test program the maximum load points were tested first. The then stable behavior is also the result of a later described sequencing sequence optimization of the chain.

Das hier im Kettenvariator umgesetzte Tribosystem aus Kette, Scheibensatzoberfläche und geeignetem Öl zeigt insgesamt ein stabiles Verhalten der Reibwerte und bestätigt die Erreichbarkeit der ehrgeizigen Lebensdauerziele.The here in Kettenvariator converted tribosystem of chain, disc set surface and suitable oil shows overall a stable behavior of the coefficients of friction and confirms the Accessibility of ambitious life-time goals.

Der zweite Haltbarkeitsaspekt ist der kettenseitige Verschleiß der Stirnflächen, der zu einer Abnahme der Kettenbreite führt. In den oben dargestellten Langzeitversuchen wurde dieser Stirnflächenverschleiß bei regelmäßigen Befundungen ermittelt. Diese Ergebnisse zeigt die untere Hälfte von 12 mit durchgängiger Farb- und Symbolwahl.The second durability aspect is the chain-side wear of the faces, which leads to a decrease in the chain width. In the long-term experiments described above, this end-face wear was determined with regular findings. These results show the lower half of 12 with consistent color and symbol choice.

Der insgesamt geringe Stirnflächenverschleiß ist eine Eigenschaft der optimierten Wärmebehandlung.Of the Total low wear on the face is one Feature of optimized heat treatment.

Durch die Konstruktion der Wiegedruckstück-Stirnflächen wird dafür gesorgt, dass die für den Verschleiß relevanten Beanspruchungen wie z.B. die Hertzsche Pressung das zulässige Maß nicht überschreiten. 13 zeigt eine Analyse der Kontaktorte und -Eigenschaften auf diesen Stirnflächen, berechnet mit dem dreidimensionalen Kettenberechnungsprogramm „CHAIN", das hierbei auch alle elastischen Verformungen von den Wellen bis zu den Wiegedruckstücken berücksichtigt.The design of the rocker pressure end faces ensures that the stresses relevant to wear, such as the Hertzian pressure, do not exceed the permissible level. 13 shows an analysis of the contact locations and properties on these faces, calculated using the three-dimensional chain calculation program "CHAIN", which also takes into account all elastic deformations from the waves to the cradles.

13 zeigt einen CHAIN-Screenshot mit Visualisierung der Kontakteigenschaften am Antriebsscheibensatz im Underdrive. 13 shows a CHAIN screenshot with visualization of the contact properties on the drive disk set in the Underdrive.

Die Farbflächen sind die Kontaktellipsen, deren Pressung über die Farbe visualisiert wird. Diese Berechnung mit dem LuK-Berechnungsprogramm CHAIN berücksichtigt alle elastischen und dynamischen Effekte von Scheibensätzen und Kette, ebenso wie die Gelenkkinematik der Wiegedruckstücke. Damit werden Belastungsdetails nachvollziehbar und können in der Kettenkonstruktion berücksichtigt werden.The color surfaces are the contact ellipses whose pressure is visualized by the color becomes. This calculation is taken into account with the LuK calculation program CHAIN all elastic and dynamic effects of disc sets and Chain, as well as the joint kinematics of the rocker. In order to load details are traceable and can be used in the chain construction considered become.

Im Hinblick auf weitere Laufzeiterhöhung kann auch die Optimierung der Teilungsfolge einen Beitrag leisten, 14. Bei Beachtung der akustischen Priorität bieten sich hierzu Teilungsfolgen aus langen und kurzen Laschen an, bei denen die direkte Abfolge zweier langen Laschen gezielt ausgeschlossen wird. Der Grund hierfür ist, dass die höchsten Stirnflächenbelastungen experimentell und rechnerisch an genau diesen Orten auftreten. Derartig optimierte Ketten zeigen nicht nur geringere Verschleißraten, sondern können auch mehr Gesamtverschleiß ertragen, weil die Breitenabnahme der Kette gleichförmiger erfolgt.With regard to further increase in runtime, the optimization of the division sequence can also contribute 14 , If the acoustic priority is taken into account, division sequences consisting of long and short tabs are available in which the direct sequence of two long tabs is specifically excluded. The reason for this is that the highest end loadings experimentally and computationally in exactly these places occur. Such optimized chains not only show lower wear rates, but can also endure more total wear because the width reduction of the chain is more uniform.

14 zeigt eine Korrelation des lokalen Breitenverschleißes mit der Abfolge langer und kurzer Laschen. Bei der optimierten Kette wird die direkte Abfolge zweier langer Laschen vermieden. 14 shows a correlation of the local width wear with the sequence of long and short tabs. The optimized chain avoids the direct sequence of two long tabs.

Nach dem erfolgreichen Serieneinsatz des Audi VL380 mit 420 Nm Variatormoment, realisiert mit den LuK CVT-Komponenten Scheibensätze mit neuartigem vollvariablen Momentenfühler, optimierter Kette LK3308 und hydraulischer Steuerung mit Flügelzellenpumpe, wird nach Wegen gesucht, diese Technologie auch für Nkw-Anwendungen mit Leistungsverzweigung und Variatormomenten bis 600 Nm einzusetzen. Die Herausforderungen hinsichtlich Strukturentwicklung, Variatordesign, Pumpen- und Hydraulikentwicklung sowie Kettenkonstruktion er forderten sorgfältige Vorüberlegungen und den Mut zur Tat, der durch die positiven Versuchsergebnisse belohnt wird.To the successful series production of the Audi VL380 with 420 Nm variator torque, realized with the LuK CVT components disc sets with a new full variable Torque sensor, optimized chain LK3308 and hydraulic control with vane pump, is looking for ways, this technology also for commercial vehicle applications to be used with power split and variator torques up to 600 Nm. The challenges regarding structure development, variator design, Pump and hydraulic development as well as chain construction he demanded careful considerations and the courage to act, by the positive test results is rewarded.

Aus dem Zusammenspiel der Vielzahl von Detailarbeiten ergibt sich nun für die leistungsverzweigte Anwendung im Nkw wie auch für momentengesteigerte Pkw-Anwendungen eine aussichtsreiche Situation.Out the interplay of the variety of detailed work now arises for the Power-split application in commercial vehicles as well as for torque-enhanced car applications a promising situation.

Erste Prototypen einer speziellen Getriebestruktur werden gemeinsam mit einem im Nkw-Segment etablierten Kunden aufgebaut.First Prototypes of a special transmission structure will be developed together with a customer established in the commercial vehicle segment.

Claims (4)

Leistungsverzweigtes Getriebe, insbesondere für Nutzfahrzeuge, gekennzeichnet durch die Kombination zumindest eines Stufenteilgetriebes mit zumindest einem stufenlosen Teilgetriebe.Power split transmission, in particular for commercial vehicles, characterized by the combination of at least one step subtransmission with at least one stepless partial transmission. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das stufenlose Teilgetriebe (CVT) als Kegelscheibenumschlingungsgetriebe ausgeführt ist.Transmission according to claim 1, characterized that the continuously variable transmission (CVT) as a conical-pulley transmission accomplished is. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Hochtreiberstufe.Transmission according to one of claims 1 or 2, characterized through a high-driver stage. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Planetengetriebes.Transmission according to one of the preceding claims, characterized through the use of a planetary gear.
DE200610018806 2006-04-22 2006-04-22 Power-split transmission for commercial motor vehicle, has a chain variator, where coupling of planetary gear with chain variator is divided in two classes, that is, with input or output planetary gear set Withdrawn DE102006018806A1 (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103867678A (en) * 2014-03-20 2014-06-18 程乃士 Cone plate type stepless speed changer
DE102014224543A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-02 Zf Friedrichshafen Ag Stepless wind power gearbox with direct gear
US10024404B2 (en) 2014-03-20 2018-07-17 Changzhou Dongfeng Continuously Variable Transmission Co., Ltd. Continuously variable transmission with cone discs
DE102012111798B4 (en) * 2012-06-12 2020-03-26 Hyundai Motor Company Automated manual transmission of a vehicle

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012111798B4 (en) * 2012-06-12 2020-03-26 Hyundai Motor Company Automated manual transmission of a vehicle
CN103867678A (en) * 2014-03-20 2014-06-18 程乃士 Cone plate type stepless speed changer
CN103867678B (en) * 2014-03-20 2016-05-18 程乃士 A kind of cone disk type buncher
US10024404B2 (en) 2014-03-20 2018-07-17 Changzhou Dongfeng Continuously Variable Transmission Co., Ltd. Continuously variable transmission with cone discs
DE102014224543A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-02 Zf Friedrichshafen Ag Stepless wind power gearbox with direct gear

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Englisch et al. CVT without limits–

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