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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung für
Kraftfahrzeuge, mit einem stufenlosen Hauptgetriebe und ein diesem
zugeordnetes Wendegetriebe für eine Fahrtrichtungsumkehr gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
stufenlosen Getrieben ist ein gesondertes Umkehr- oder Wendegetriebe
erforderlich, um die Fahrtrichtung umzukehren, d. h. eine Rückwärtsfahrtrichtung
zu ermöglichen. Im Allgemeinen werden derartige gesonderte
Wendegetriebe antriebstechnisch und räumlich hinter dem
Hauptgetriebe angeordnet, so dass sich für die gesamte
Getriebeanordnung eine verhältnismäßig
große Gesamtbaulänge ergibt. Außerdem
ist das Bauvolumen eines dem Hauptgetriebe nachgeordneten Wendegetriebes
verhältnismäßig groß, da das
Drehmomentniveau hinter dem üblicherweise ins Langsame
untersetzenden Hauptgetriebe meistens (d. h. außer bei
einer direkten Gangstufe oder einer Overdrive-Gangstufe) größer
als vor dem Hauptgetriebe ist. Die
DE 600 11 384 T2 zeigt eine derartige Getriebeanordnung
mit einem stufenlosen Variatorgetriebe und einem diesem funktional
und räumlich nachgeordneten Wendegetriebe.
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Vor
diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine
Getriebeanordnung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art
zu schaffen, bei der das Wendegetriebe ein möglichst geringes
Bauvolumen aufweist und weitgehend bauraumneutral angeordnet ist.
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Die
Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des
Hauptanspruches, während vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar
sind.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer Anordnung
des Wendegetriebes antriebstechnisch vor dem Hauptgetriebe dieses
in einem niedrigeren Drehmomentniveau arbeitet und dementsprechend
leichter und damit kleiner ausgeführt werden kann.
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Demnach
geht die Erfindung aus von einer Getriebeanordnung für
Kraftfahrzeuge, mit einem stufenlosen Hauptgetriebe und ein diesem
zugeordnetes Wendegetriebe für eine Fahrtrichtungsumkehr. Zur
Lösung der gestellten Aufgabe ist bei dieser Getriebeanordnung
vorgesehen, dass das Wendegetriebe antriebstechnisch vor dem Hauptgetriebe
angeordnet ist.
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Das
Hauptgetriebe bietet üblicherweise (bis auf eine direkte
oder Overdrive-Fahrstufe) eine Untersetzung ins Langsame, so dass
das Drehmomentniveau hinter dem Hauptgetriebe im Allgemeinen größer
als das vor dem Hauptgetriebe ist. Aus diesem Grund kann, wie bereits
weiter vorne erwähnt wurde, ein vor dem Hauptgetriebe angeordnetes Wendegetriebe
für ein geringeres Drehmomentniveau ausgelegt sein als
ein hinter dem Hauptgetriebe angeordnetes Wendegetriebe. Diese Maßnahme
bewirkt demnach bereits eine Bauraumverringerung für die
Getriebeanordnung.
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Für
den Fall, dass dem Hauptgetriebe ein hydraulischer Drehmomentwandler
vorgeschaltet ist, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung vorgesehen, dass das Wendegetriebe antriebstechnisch
zwischen dem Drehmomentwandler und dem Hauptgetriebe angeordnet
und räumlich in eine den Wandler aufnehmende Wandlerglocke
integriert ist. Es hat sich gezeigt, dass bei den üblichen
Wandlerbauarten der in der Wandlerglocke zur Verfügung stehende
Bauraum noch den Einbau zusätzlicher Maschinenelemente
zulässt, so dass bei einer Nutzung dieses bisher nicht
genutzten Bauraumes durch das Wendegetriebe weiterer Bauraum für
die gesamte Getriebeanordnung eingespart werden kann.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Wendegetriebe als zum
Drehmomentwandler koaxiales Planetengetriebe ausgebildet, dessen
Sonnenrad mit der Eingangswelle des Wendegetriebes verbunden ist,
dessen Hohlrad mit der Ausgangswelle des Wendegetriebes verbunden
ist, und dessen Planetenträger wahlweise mit dem Hohlrad
oder mit einer drehfesten Struktur der Getriebeanordnung kuppelbar
ist.
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Wie
allgemein bekannt und deshalb nicht im Einzelnen dargelegt werden
muss, ist bei einem Planetengetriebe bei angetriebenem Sonnenrad
und festgehaltenem Planetenträger über das drehende Hohlrad
eine Drehrichtungsumkehr realisierbar, wobei das jeweilige Übersetzungsverhältnis
von der Auslegung des Planetengetriebes abhängt. Das Planetengetriebe
arbeitet demnach bei festgehaltenem Planetenträger als
Wendegetriebe. Wenn der Planetenträger von der drehfesten
Struktur der Getriebeanordnung entkoppelt und mit dem Hohlrad gekoppelt wird,
dann läuft das Planetengetriebe ”im Block” um, d.
h. es findet keine Drehrichtungsumkehr und auch keine Untersetzung
statt.
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Im
Allgemeinen hat ein hydraulischer Drehmomentwandler auch eine Funktion
als Schwingungsdämpfer. Wenn jedoch der hydraulische Drehmomentwandler
mit einer Überbrückungskupplung überbrückt
werden kann, ist dem Drehmomentwandler üblicherweise ein
Torsionsdämpfer nachgeordnet. In diesem Fall ist gemäß der
Erfindung vorgesehen, dass das Wendegetriebe antriebstechnisch zwischen dem
Torsionsdämpfer und dem Hauptgetriebe angeordnet ist.
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Eine
besonders günstige konstruktive Lösung ergibt
sich dann, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung
der Erfindung das Planetengetriebe radial innerhalb des Bauraumes
der Wandlerräder des hydraulischen Drehmomentwandlers angeordnet ist,
wie an einem Ausführungsbeispiel noch genauer dargelegt
wird.
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Die
Erfindung lässt sich anhand eines Ausführungsbeispiels
weiter erläutern. Dazu ist der Beschreibung eine Zeichnung
beigefügt. In dieser zeigt
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1 schematisch
eine Getriebeanordnung mit einem hydraulischen Drehmomentwandler,
einem Torsionsdämpfer und einem Wendegetriebe, und
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2 einen
Teil-Längsschnitt durch eine Getriebeanordnung mit einem
Aufbau gemäß der 1.
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Die
in 1 sehr schematisch dargestellte Getriebeanordnung 2 umfasst
in an sich bekannter Weise einen funktional, also antriebstechnisch
hinter einem Antriebsmotor 4 angeordneten hydraulischen Drehmomentwandler 6,
einen diesem antriebstechnisch nachgeordneten Torsionsdämpfer 8 sowie
ein diesem nachgeordnetes Hauptgetriebe 10. Das Pumpenrad 12 des
Drehmomentwandlers 6 ist mit dem Antriebsmotor 4 drehgekoppelt,
während das Turbinenrad 14 des Drehmomentwandlers 6 mit
dem Torsionsdämpfer 8 antriebsverbunden ist. Ein
zwischen dem Pumpenrad 12 und dem Turbinenrad 14 angeordnetes
Leitrad 16 ist mit einer drehfesten Struktur 18 der
Getriebeanordnung 2 verbunden, auf der auch das Pumpenrad 12 mittels
eines Drehlagers 20 drehgelagert und die Betätigungseinrichtung (schraffierter
Pfeil) für ein Wendegetriebe integriert ist, welches nachfolgend
beschrieben wird.
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Zwischen
dem Torsionsdämpfer 8 und dem Hauptgetriebe 10 ist
ein als Planetengetriebe ausgebildetes Wendegetriebe 22 angeordnet.
Das Sonnenrad 24 des Planetengetriebes ist über
eine Eingangswelle 26 des Wendegetriebes mit dem Torsionsdämpfer 8 verbunden
und wird über diese Eingangswelle 26 angetrieben.
Das Hohlrad 28 ist mit der Ausgangswelle 30 des
Wendegetriebes 22 verbunden, welche zugleich die Eingangswelle
für das Hauptgetriebe 10 darstellt.
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Der
mehrere Planetenräder 32 tragende Planetenträger 34 kann über
eine Schaltkupplung 35 (siehe 2) wahlweise
mit der drehfesten Struktur 18 der Getriebeanordnung oder
mit dem Hohlrad 28 gekuppelt werden. Wenn der Planetenträger 34 mit der
drehfesten Struktur 18 gekuppelt ist, dann werden die Planetenräder 32 durch
das Sonnenrad 24 angetrieben und treiben ihrerseits das
Hohlrad 28 und damit die mit diesem verbundene Ausgangswelle 30 in
einer zur Drehrichtung der Eingangswelle 26 entgegengesetzten
Drehrichtung an. Wenn der Planetenträger 34 dagegen
mit dem Hohlrad 28 gekuppelt ist, dann läuft das
gesamte Planetengetriebe im Block um, d. h. die Ausgangsdrehrichtung
(und Ausgangsdrehzahl) der Ausgangswelle 30 ist gleich
der Eingangsdrehrichtung der Eingangswelle 26, so dass keine
Drehrichtungsumkehr stattfindet.
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Mit
dem Pumpenrad 12 des Drehmomentwandlers 6 ist über
eine Getriebeabzweigung 38 mit einer Stirnradstufe eine Ölpumpe 40 für
das Hauptgetriebe 10 antriebsverbunden.
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Die 2 zeigt
eine konstruktive Ausgestaltung der Getriebeanordnung der 1 im
Bereich des Drehmomentwandlers 6. Man erkennt das mit einem
hier nicht dargestellten Antriebsmotor 4 verbundene Pumpenrad 12,
das mit dem Torsionsdämpfer 8 verbundene Turbinenrad 14 und
das mit der drehfesten Struktur 18 verbundene Leitrad 16.
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Der
Torsionsdämpfer 8 sitzt drehfest auf der Eingangswelle 26,
die ihrerseits mit dem Sonnenrad 24 des als Planetengetriebe
ausgebildeten Wendegetriebes 22 verbunden ist. Das Hohlrad 28 des Wendegetriebes 22 ist
drehfest mit der Ausgangwelle 30 verbunden.
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Der
Planetenträger 34, welcher die Planetenräder 32 trägt,
kann über eine schematisch dargestellte Schaltkupplungseinrichtung 35 wahlweise
mit der drehfesten Struktur 18 oder mit dem Hohlrad 28 gekuppelt
werden, wobei im ersteren Fall die Drehrichtung der Eingangswelle 26 in
eine entgegengesetzte Drehrichtung der Ausgangswelle 30 umgesetzt
wird, im letzteren Fall jedoch keine Drehrichtungsumkehr erfolgt,
d. h. die Eingangswelle 26 und die Ausgangswelle 30 starr
miteinander gekoppelt sind, wie weiter vorne bereits beschrieben
wurde.
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Wenn über
das Wendegetriebe 22 der Rückwärtsgang
geschaltet ist, dann steht für den Rückwärtsgang
allgemein der gesamte veränderliche Untersetzungsbereich
des Getriebes 10 zur Verfügung. Für den
Fall, dass mit dem Schalten des Rückwärtsganges
gleichzeitig das stufenlose Getriebe 10 überbrückt
bzw. umgangen wird, ist das Planetengetriebe so ausgelegt, dass
es die für den Rückwärtsgang gewünschte
Untersetzung hat.
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Wie 2 weiter
erkennen lässt, ist das Wendegetriebe 22 innerhalb
der den Drehmomentwandler 6 aufnehmenden Wandlerglocke 36 und
im Wesentlichen radial innerhalb des Bauraumes der Wandlerräder,
d. h. des Pumpenrades 12 und des Turbinenrades 14,
Bauraum sparend angeordnet.
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- 2
- Getriebeanordnung
- 4
- Antriebsmotor
- 6
- hydraulischer
Wandler
- 8
- Torsionsdämpfer
- 10
- Hauptgetriebe
- 12
- Pumpenrad
- 14
- Turbinenrad
- 16
- Leitrad
- 18
- Drehfeste
Struktur
- 20
- Drehlager
- 22
- Wendegetriebe
- 24
- Sonnenrad
- 26
- Getriebe-Eingangswelle
- 28
- Hohlrad
- 30
- Getriebe-Ausgangswelle
- 32
- Planetenräder
- 34
- Planetenträger
- 35
- Schaltkupplung
- 36
- Wandlerglocke
- 38
- Getriebeabzweigung
- 40
- Ölpumpe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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