DE102010011823A1 - Gear unit with a continuously variable transmission - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine leistungsverzweigte Getriebeeinheit, insbesondere für Motorfahrzeuge, mit einer Eingangswelle, einer Ausgangswelle, mindestens einem ersten und einem zweiten Leistungszweig, einem in einem Leistungszweig angeordneten stufenlosen Getriebe, weiteren Getrieben, mindestens einem ersten und einem zweiten Koppelungselement, wobei die Koppelungselemente wechselweise schaltbar sind und mindestens einem Summier- oder Differenzialgetriebe. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Leistungszweige so zusammengeführt sind, dass die Getriebeeinheit bei einer vorbestimmten Einstellung der Übersetzung des stufenlosen Getriebes einen neutralen Betriebspunkt aufweist und dass die vorbestimmte Übersetzung des stufenlosen Getriebes eine Übersetzung ist, welche in einem Bereich zwischen 20% und 80% des gesamten Verstellbereichs des stufenlosen Getriebes liegt.The invention relates to a power-split transmission unit, in particular for motor vehicles, having an input shaft, an output shaft, at least a first and a second power branch, arranged in a power branch continuously variable transmission, further transmissions, at least a first and a second coupling element, wherein the coupling elements alternately switchable are and at least one summing or differential gear. The invention is characterized in that the two power branches are brought together so that the gear unit has a neutral operating point at a predetermined setting of the ratio of the continuously variable transmission and that the predetermined ratio of the continuously variable transmission is a gear ratio which is in a range between 20%. and 80% of the entire adjustment of the continuously variable transmission is.

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Description

Die Erfindung betrifft eine leistungsverzweigte Getriebeeinheit, insbesondere für Motorfahrzeuge, welche einen Variator, also ein stufenlos verstellbares Getriebe enthält und weitere Getriebe und Koppelungselemente aufweist. Solche Getriebe weisen eine große Spreizung auf.The The invention relates to a power-split transmission unit, in particular for motor vehicles, which a variator, so a stepless includes adjustable transmission and other gears and Having coupling elements. Such transmissions have a large Spread on.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 31 294 A1 ist beispielsweise eine Getriebeeinheit mit Mehrbereichsstruktur bekannt. Die dort beschriebene Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und Regeln eines Getriebes, wobei durch eine Übersetzungsansteuerung und eine Ansteuerung eines gezielten übertragbaren Drehmoments zumindest einer in der Getriebestruktur enthaltenen Kupplung ein Schleifen der Kupplung angesteuert wird, so dass ein Ankriechen des Fahrzeugs erfolgt.From the German patent application DE 196 31 294 A1 For example, a transmission unit with a multi-region structure is known. The invention described there relates to a method for controlling and regulating a transmission, wherein a grinding of the clutch is controlled by a translation control and a control of a targeted transferable torque of at least one clutch contained in the transmission structure, so that an Ankriechen of the vehicle takes place.

Wenn die Getriebeeinheit mit dem Variator während einer längeren Betriebszeit in konstanten Betriebspunkten eingesetzt wird, können die bekannten Getriebestrukturen bezüglich der Belastung und der Lebensdauer des Variators und der eingesetzten Kupplungen ungünstig sein.If the gear unit with the variator during a longer Operating time is used in constant operating points, can the known transmission structures with respect to the load and the life of the variator and the couplings used be unfavorable.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine leistungsverzweigte Getriebeeinheit mit Mehrbereichsstruktur bereitzustellen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist. Insbesondere soll die Getriebeeineinheit in Situationen, in denen das Getriebe für längere Zeit in einem einzigen Betriebspunkt oder in einem engen Betriebsbereich (wie zum Beispiel eine gleiche gesamt Übersetzung) eingesetzt wird, mir einer langen Lebensdauer der verwendeten Bauelemente betrieben werden können. Gleichzeitig soll die Getriebeeinheit die Flexibilität eines Getriebes mit großer Spreizung bieten und einen Bereichswechsel möglichst ohne Drehmomentunterbrechung ermöglichen. Die Bereichschaltung erfolgt somit auch ohne Zugkraftunterbrechung. Außerdem soll auch der Aufwand bezüglich der Anzahl der einzelnen Getriebeelemente so weit wie möglich reduziert sein.The The object of the invention is a power-split transmission unit multi-region structure providing the said disadvantages does not have. In particular, the transmission unit is intended in situations in which the gearbox for a long time in one single operating point or in a narrow operating range (such as for example an equal total translation) is, I operated a long life of the components used can be. At the same time, the transmission unit is the Flexibility of a transmission with a large spread offer and a range change possible without torque interruption enable. The area switching is thus also without Interruption of traction. In addition, the effort in terms of the number of individual transmission elements as far as possible be reduced.

Diese Aufgabe wird mit einer leistungsverzweigten Getriebeeinheit mit einer Eingangswelle, einer Ausgangswelle, mindestens einem ersten und einem zweiten Leistungszweig, einem in einem Leistungszweig angeordneten stufenlosen Getriebe, weiteren Getrieben, mindestens einem ersten und einem zweiten Koppelungselement, wobei die Koppelungselemente wech selweise schaltbar sind und mindestens einem Summier- oder Differenzialgetriebe gelöst, wobei die beiden Leistungszweige in dem Summiergetriebe so zusammengeführt sind, dass die Getriebeeinheit bei einer vorbestimmten Einstellung der Übersetzung des stufenlosen Getriebes einen neutralen Betriebspunkt aufweist und die vorbestimmte Übersetzung des stufenlosen Getriebes eine Übersetzung ist, welche in einem Bereich zwischen 20% und 80% des gesamten Verstellbereichs des stufenlosen Getriebes liegt. Wenn also das stufenlose Getriebe eine Gesamtübersetzung zwischen beispielsweise 0,3 und 3 aufweist, liegt demnach die vorbestimmte Übersetzung im Bereich zwischen 0,54 und 2,16, denn der Gesamtverstellbereich von 2,7 entspricht 100%. Eine Getriebeeinheit mit einem neutralen Betriebspunk ist so ausgelegt, dass in diesem Betriebspunkt kein Drehmoment von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle übertragbar ist, die Gesamtübersetzung des Getriebes ist also 0. Solche Getriebe werden auch als Geared-Neutral-Getriebe bezeichnet.These Task is with a power-split transmission unit with an input shaft, an output shaft, at least a first one and a second power branch, one in a power branch arranged continuously variable transmission, further transmissions, at least a first and a second coupling element, wherein the coupling elements Wech selweise switchable and at least one summing or differential gear solved, the two power branches in the summation are brought together so that the transmission unit at a predetermined setting of the translation of the stepless Gear has a neutral operating point and the predetermined ratio of the continuously variable transmission is a translation which in a range between 20% and 80% of the total adjustment range the continuously variable transmission is located. So if the continuously variable transmission a total translation between, for example, 0.3 and 3, therefore, the predetermined translation is in the range between 0.54 and 2.16, because the Gesamtverstellbereich from 2.7 corresponds to 100%. A gear unit with a neutral Operating point is designed so that in this operating point no Torque transferable from the input shaft to the output shaft is, the total ratio of the transmission is so 0. Such Gearboxes are also referred to as geared neutral gearboxes.

Bei einer bevorzugten Getriebeeinheit liegt die vorbestimmte Übersetzung des stufenlosen Getriebes in einem Bereich von etwa 0,6 bis 1,8at a preferred transmission unit is the predetermined translation the continuously variable transmission in a range of about 0.6 to 1.8

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Getriebeeinheit bei einer Übersetzung des Variators im Bereich zwischen ungefähr 0,6 bis 1,8 eine Gesamtübersetzung zwischen ungefähr 1 und 3 auf.at An embodiment of the invention, the transmission unit with a translation of the variator in the range between about 0.6 to 1.8 a total ratio between about 1 and 3 on.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Getriebeeinheit zeichnet sich dadurch aus, dass die bei einer Übersetzungsänderung des stufenlosen Getriebes von dem neutralen Betriebspunkt ausgehend in eine Richtung die Drehrichtungen von Eingangswelle und Ausgangswelle gleich sind und bei einer Übersetzungsänderung des stufenlosen Getriebes in die andere Richtung die Drehrichtungen von Eingangswelle und Ausgangswelle entgegengesetzt sind. Auf diese Weise wird die Getriebeeinheit mit einem neutralen Betriebspunkt, welches also ein sogenanntes Geared-Neutral-Getriebe darstellt, dahingehend weiterentwickelt, dass ein mit der erfindungsgemäßen Getriebeeinheit ausgerüstetes Motorfahrzeug nicht nur ohne Anfahrkupplung anfahren kann. Vielmehr ist es möglich, um den Geared-Neutral-Punkt, bei dem sich das stufenlose Getriebe bevorzugt in einer mittleren Übersetzung befindet, Eine Fahrrichtungsänderung von vorwärts nach rückwärts und umgekehrt zu fahren. Die Fahrrichtungsänderung erfolgt allein in Abhängigkeit der Richtung der Übersetzungsverstellung des stufenlosen Getriebes. So kann zum Beispiel ausgehend von der Übersetzungseinstellung im Geared-Neutral-Punkt eine Verstellung des stufenlosen Getriebes in Richtung Underdrive (ins Langsame) das Fahrzeug vorwärts antreiben und eine Verstellung in Richtung Overdrive (ins Schnelle) wird es nach rückwärts sein. Somit ist die Getriebeeinheit besonders für fahrbare Arbeitsmaschinen wie Ackerschlepper oder Baumaschinen geeignet, da solche Arbeitsmaschinen häufig ihre Fahrrichtung ändern.A Another preferred embodiment of the transmission unit characterized by the fact that in a translation change of the continuously variable transmission starting from the neutral operating point in one direction the directions of rotation of input shaft and output shaft are the same and in a translation change of the continuously variable transmission in the other direction, the directions of rotation of input shaft and output shaft are opposite. To this Way, the transmission unit is provided with a neutral operating point, which is a so-called geared-neutral transmission, further developed such that one with the inventive Transmission unit equipped motor vehicle not only without Starting can start approach. Rather, it is possible around the geared neutral point, where the continuously variable transmission preferably located in a medium translation, one Driving direction change from forward to backward and vice versa. The direction change takes place alone depending on the direction of the translation adjustment of the continuously variable transmission. So, for example, starting from the translation setting in geared neutral point an adjustment of the continuously variable transmission in the direction of Underdrive (slow) the vehicle forward drive and an adjustment in the direction of overdrive (fast) it will be backwards. Thus, the transmission unit especially for mobile machines such as farm tractors or construction machinery, since such work machines are common change their direction of travel.

Bei einem weiteren besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Getriebeeinheit wird als stufenloses Getriebe ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit zwischen den Kegelscheiben angeordneter Laschenkette verwendet. Bei einem solchen an sich bekannten Kettenvariator erfolgt die Übertragung des Drehmoments zwischen den Oberflächen der Kegelscheiben und der Laschenkette mittels sogenannter Wiegedruckstücke. Die Wiegedruckstücke bilden mit den einzelnen Laschen der Laschenkette die Wiegegelenke der Kette und werden an ihren Stirnflächen gegen die Kegelscheiben zur Drehmomentenübertragung angepresst. Der bevorzugte Betriebsbereich des stufenlosen Getriebes wirkt sich bei Verwendung eines Kettenvariators im Übersetzungsbereich zwischen 0,6 und 1,8 besonders positiv aus, da gerade in diesem Betriebsbereich mit hoher Laufzeit und Drehmomentbelastung die Kontaktbelastung, d. h. die maximale Hertzsche Pressung sowie die auftretende Kontaktkraft, zwischen den Kegelscheibenoberflächen und den Stirnflächen der Wiegedruckstücke reduziert ist. Auf diese Weise werden Kettenschädigungen sicher vermieden.In another particularly preferred Embodiment of the transmission unit is used as a continuously variable transmission a conical-pulley transmission with arranged between the conical discs plate chain. In such a chain variator known per se, the transmission of the torque between the surfaces of the conical disks and the plate-link chain takes place by means of so-called rocker pressure pieces. The rocker pressure pieces form the rocker joints of the chain with the individual lugs of the link chain and are pressed against the conical disks for torque transmission at their end faces. The preferred operating range of the continuously variable transmission has a particularly positive effect when using a chain variator in the transmission range between 0.6 and 1.8, since just in this operating range with high transit time and torque load, the contact load, ie the maximum Hertzian pressure and the contact force occurring between the conical disk surfaces and the end faces of the rocker pressure pieces is reduced. In this way chain damage can be safely avoided.

Die Getriebeeinheit kann mit einem Planetengetriebe mit Sonnenrad, Hohlrad und auf einem Träger angeordneten Planetenrädern als Summier- oder Differenzialgetriebe ausgestattet sein. Dabei wird es bevorzugt, dass mittels eines Koppelungselements das Hohlrad und der Träger miteinander koppelbar bzw. voneinander trennbar sind.The Gear unit can be equipped with a planetary gear with sun gear, ring gear and planetary gears arranged on a carrier be equipped as summing or differential gear. It will it is preferred that by means of a coupling element, the ring gear and the carrier coupled together or separable from each other are.

Als Koppelungselemente sind in einer Ausgestaltung der Getriebeeinheit nasse oder trockene Reibungskupplungen, Schaltkupplungen wie Klauenkupplungen, Drehmomentwandler oder andere an sich bekannte schaltbare Koppelungselemente verwendbar.When Coupling elements are in one embodiment of the transmission unit wet or dry friction clutches, clutches such as dog clutches, Torque converter or other known switchable coupling elements usable.

Als weitere Getriebeelemente können Zahnradstufen, Ketten- oder Riementriebe oder zusätzliche Planetengetriebe in der Getriebeeinheit angeordnet sein.When further gear elements may be gear stages, chain or belt drives or additional planetary gear in be arranged the transmission unit.

Obwohl die erfindungsgemäße Getriebeeinheit aufgrund ihres Neutralpunktes prinzipiell ohne Anfahrkupplung auskommt, kann es in bestimmten Fällen sinnvoll sein, eine solche Anfahrkupplung vorzusehen. Alternativ kann auch eine einfache Trennkupplung verwendet werden. Die Anfahr- und/oder Trennkupplung kann vor oder hinter der Getriebeeinheit angeordnet sein.Even though the transmission unit according to the invention due their neutral point in principle manages without startup can it may be useful in certain cases, such a starting clutch provided. Alternatively, a simple disconnect clutch may also be used become. The starting and / or separating clutch can be in front or behind be arranged the transmission unit.

Die Getriebeeinheit kann auch mehrere Fahrbereiche aufweisen. Sobald beispielsweise eine Endübersetzung des stufenlosen Getriebes erreicht ist, ist bei einem Ausführungsbeispiel mittels eines Koppelungselements der Bereich wechselbar und durch eine Übersetzungsverstellung des Variators in die entgegengesetzte Richtung die Gesamtübersetzung der Getriebeeinheit weiter in Richtung schnell verstellbar. Somit ist es nicht erforderlich, den gesamten Variator von einer Endübersetzung zur anderen zu verstellen, um weiter zu fahren. Es sind auch mehrere solcher Bereichskombinationen möglich, sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung.The Transmission unit may also have several driving ranges. As soon as For example, a final translation of the continuously variable transmission is reached is in one embodiment by means of a coupling element of the area changeable and by a translation adjustment of the variator in the opposite direction the overall ratio the transmission unit further in the direction of quickly adjustable. Consequently it is not necessary to use the entire variator from a final translation to adjust to the other to continue driving. There are also several such range combinations, both in forward as well as in reverse direction.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigen in vereinfachter, teils schematischer Darstellung:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, with reference to the drawing an embodiment is described in detail. Same, similar and / or functionally identical parts are given the same reference numerals Mistake. In a simplified, partly schematic representation:

1 eine schematische Darstellung einer Struktur einer Getriebeeinheit und 1 a schematic representation of a structure of a transmission unit and

2 ein Diagramm mit dem Verhältnis Übersetzung der Getriebeeinheit zu Übersetzung des stufenlosen Getriebes. 2 a diagram with the ratio ratio of the gear unit to translation of the continuously variable transmission.

1 zeigt ein Beispiel einer Getriebeeinheit 1, welche eine mit einem Antrieb verbundene Eingangswelle 2 und einer mit einem Abtrieb verbundenen Ausgangswelle 3 versehen ist. Zwischen der Ausgangswelle 3 und dem Abtrieb ist ein weiteres Getriebe, nämlich ein Achsgetriebe 4 mit einer auf den Raddurchmesser abgestimmten Übersetzung iAchse angeordnet. 1 shows an example of a transmission unit 1 , which is an input shaft connected to a drive 2 and an output shaft connected to an output 3 is provided. Between the output shaft 3 and the output is another gear, namely a final drive 4 arranged with a matched to the wheel diameter translation iAxis.

Die Getriebeeinheit 1 ist in zwei Leistungszweige 101 und 102 aufgeteilt, wobei vor der Verzweigung ein weiteres Getriebe in Form einer Zahnradstufe 5 mit einer Übersetzung von i1 = –0,66 vorgeschaltet ist. Der Leistungszweig 101 weist eine schaltbare Reibungskupplung K1 sowie eine im Drehmomentenfluss dahinter angeordnete Zahnradstufe 6 mit einer Übersetzung von i2 = –3 auf. Im Leistungszweig 102 befinden sich ein stufenlos verstellbares Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einer zwischen Kegelscheibenhälften angeordneten Laschenkette, nämlich ein Kettenvariator 7, welcher eine Übersetzung iVar zwischen 2,3 und 0,4 darstellen kann. Dahinter ist ein weiteres Getriebe, nämlich eine weitere Zahnradstufe 8 mit einer Übersetzung von i3 = –1,3 vorgesehen.The gear unit 1 is in two power branches 101 and 102 split, wherein before the branch another gear in the form of a gear stage 5 preceded by a translation of i1 = -0.66. The power branch 101 has a switchable friction clutch K1 and arranged in the torque flow behind it gear stage 6 with a ratio of i2 = -3. In the power branch 102 There are a continuously variable conical-pulley transmission with a link chain arranged between conical pulley halves, namely a chain variator 7 , which can represent a translation iVar between 2.3 and 0.4. Behind it is another gear, namely another gear stage 8th provided with a ratio of i3 = -1.3.

Die beiden Leistungspfade 101 und 102 sind mittels eines Planetengetriebes 9 mit einem Hohlrad H, einem mit Planetenrädern versehenen Träger T und einem Sonnenrad S zusammengeschaltet. Dazu ist der Leistungszweig 101 mit dem Träger T und der Leistungszweig 102 mit dem Sonnenrad S des Planetengetriebes 9 verbunden. Das Planetengetriebe 9 ist weiterhin mit einer schaltbaren Reibungskupplung K2 versehen, mit der der Träger T und das Hohlrad H miteinander koppel- oder voneinander lösbar sind. Wenn der Träger T mit dem Hohlrad H mittels der Kupplung K2 verbunden sind, ist das Planetengetriebe 9 „auf Block” geschaltet, das heißt der Träger T, das Sonnenrad S und das Hohlrad H drehen mit gleicher Geschwindigkeit. Die Übersetzung beträgt dann i = 1. Das in diesem Ausführungsbeispiel verwendete Planetengetriebe 9 weist dann eine Standübersetzung, also eine Übersetzung bei stehendem Träger T, von iP = –1,5 auf.The two performance paths 101 and 102 are by means of a planetary gear 9 with a ring gear H, a carrier provided with planetary gears T and a sun gear S interconnected. This is the power branch 101 with the carrier T and the power branch 102 with the sun gear S of the planetary gear 9 connected. The planetary gear 9 is further provided with a switchable friction clutch K2, with the carrier T and the ring gear H are coupled together or detachable from each other. When the carrier T is connected to the ring gear H by means of the clutch K2, the planetary gear is be 9 "Switched to block", that is, the carrier T, the sun gear S and the ring gear H rotate at the same speed. The translation is then i = 1. The planetary gear used in this embodiment 9 then has a state translation, ie a translation when the support T, of iP = -1.5.

Die Getriebeeinheit 1 arbeitet wie folgt: Zum Anfahren, also im Stand des Motorfahrzeugs, ist die Kupplung K1 geschlossen und die Kupplung K2 geöffnet. Der Drehmomentenfluss erfolgt also nur über den Leistungszweig 101 und den Leistungszweig 102. Die Übersetzung des Kettenvariators 7 ist in einem mittleren Übersetzungsbereich eingestellt, und zwar so, dass sich eine Gesamtübersetzung von 0 ergibt, die Getriebeeinheit 1 sich also in ihrem neutralen Punkt befindet. Wenn jetzt der Kettenvariator 7 in Richtung Overdrive verstellt wird, fährt das Motorfahrzeug rückwärts, wobei die Gesamtübersetzung und damit die Fahrgeschwindigkeit stufenlos verändert werden kann. Falls der Kettenvariator 7 aus dem neutralen Punkt in Richtung Underdrive verstellt wird, ändert sich die Drehrichtung der Ausgangswelle 3 und das Motorfahrzeug bewegt sich vorwärts, wobei ebenfalls eine stufenlose Geschwindigkeitsänderung erfolgen kann, bis der Kettenvariator 7 seine Endstellung erreicht hat. In diese Position des Kettenvariators 7 kann jetzt eine Bereichsumschaltung erfolgen, indem die Kupplungen K1 und K2 wechselseitig und gegensinnig geschaltet werden, nämlich die Kupplung K1 wird geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen. Diese Kupplungsbetätigung kann schleifend erfolgen, um eventuell auftretende Drehmomentstöße zu mildern. Sobald die Kupplung K1 geöffnet und die Kupplung K2 geschlossen ist, erfolgt der Drehmomentenfluss nur noch über den Leistungszweig 102, wobei der Kettenvariator ausgehend von seine Underdrive-Übersetzung stufenlos verstellt werden kann, bis die maximale Gesamtübersetzung erreicht ist.The gear unit 1 works as follows: To start, so in the state of the motor vehicle, the clutch K1 is closed and the clutch K2 open. The torque flow thus takes place only via the power branch 101 and the power branch 102 , The translation of the chain variator 7 is set in a medium gear range so as to give a total ratio of 0, the gear unit 1 So it is in its neutral point. If now the chain variator 7 is moved in the direction of overdrive, the motor vehicle moves backwards, whereby the overall ratio and thus the driving speed can be changed continuously. If the chain variator 7 is shifted from the neutral point in the direction of Underdrive, the direction of rotation of the output shaft changes 3 and the motor vehicle is moving forward, which can also be a stepless speed change, until the chain variator 7 has reached its end position. In this position of the chain variator 7 Now a range can be switched by the clutches K1 and K2 are switched to each other and in opposite directions, namely the clutch K1 is opened and the clutch K2 closed. This clutch operation can be carried out grinding to mitigate any occurring torque shocks. As soon as the clutch K1 is opened and the clutch K2 is closed, the torque flow takes place only via the power branch 102 , whereby the chain variator can be infinitely adjusted based on its underdrive ratio until the maximum overall ratio is reached.

Die Getriebeeinheit 1 arbeitet also zum Anfahren in Rückwärts- oder Vorwärtsfahrt als stufenlos verstellbares, leistungsverzweigtes Getriebe. Nach Erreichen der größten Übersetzung ins Schnelle (des Kettenvariators 7 und damit der Getriebeeinheit 1) erfolgt eine Bereichumschaltung, so dass die Getriebeeinheit 1 auch ein Mehrbereichsgetriebe darstellt.The gear unit 1 So works to start in reverse or forward drive as a continuously variable, power-split transmission. After reaching the highest speed ratio (the chain variator 7 and thus the gear unit 1 ), an area change occurs, so that the transmission unit 1 also represents a multi-range transmission.

In der Darstellung des Diagramms der 2 ist die Gesamtübersetzung einer Getriebeeinheit 1 über der Übersetzung des in dieser Getriebeeinheit enthaltenen stufenlosen Getriebes, des Kettenvariators 7, aufgetragen. Die dieses Diagramm betreffende Getriebeeinheit 1 ist beispielsweise für einen Ackerschlepper vorgesehen. Ein solcher Ackerschlepper oder ein ähnliches Fahrzeug, insbesondere eine fahrbare Arbeitsmaschine, wird in der weitaus meisten Nutzungszeit in einem Betriebsbereich gefahren, welcher einer Gesamtübersetzung der Getriebeeinheit von etwa 1 bis 3 und einer Fahrgeschwindigkeit zwischen etwa 3 km/und 20 km/h entspricht. Gleichzeitig besteht in diesem Betriebsbereich eine große Arbeitsleistung und Drehmomentbelastung, beispielsweise durch Pflügen oder Planieren. Der genannte Betriebsbereich ist mittels der Fläche zwischen den beiden waagerechten Linien, welche die Ordinate bei 1 und 3 schneiden, gezeigt.In the representation of the diagram of the 2 is the overall ratio of a gear unit 1 about the ratio of the continuously variable transmission contained in this gear unit, the chain variator 7 , applied. The gear unit concerning this diagram 1 is intended for example for a farm tractor. Such an agricultural tractor or a similar vehicle, in particular a mobile work machine is driven in the vast majority of use in an operating range, which corresponds to a total ratio of the transmission unit of about 1 to 3 and a driving speed between about 3 km / and 20 km / h. At the same time there is a great deal of work and torque load in this operating range, for example by plowing or leveling. Said operating range is shown by the area between the two horizontal lines intersecting the ordinates at 1 and 3.

Das stufenlose Getriebe, der Kettenvariator 7, ist ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit einer zwischen den Kegelscheibenhälften angeordneten Laschenkette mit Wiegedruckstücken. Der Kettenvariator 7 hat bei dieser hohen Laufzeit (Zeitanteile) und erheblichen Drehmomentbelastungen seinen günstigsten Betriebsbereich in einem Übersetzungsbereich zwischen etwa 0,8 und 1,6. In diesem Fall sind nämlich die Kontaktbelastung, d. h. die maximale Hertzsche Pressung sowie die auftretenden Kontaktkräfte zwischen den Kegelscheibenoberflächen und den Stirnflächen der Wiegedruckstücke, besonders günstig bei ausreichender Übersetzungsleistung und Variabilität der Übersetzung. Auf diese Weise werden Kettenschädigungen sicher vermieden. Der günstige Übersetzungsbereich des Kettenvariators ist mit der Fläche zwischen den Zahlen 0,8 und 1,6 auf der Abszisse dargestellt. Die Getriebeeinheit ist mittels der Übersetzungsverhältnisse der weiteren Getriebestufen und des Planetengetriebes so abgestimmt, dass die gewünschte Gesamtübersetzung mit dem für den Verschleiß günstigen Übersetzungsbereich des Kettenvariators zusammenfällt. Dieser bevorzugte Arbeitsbereich ist durch die Überschneidung der beiden vorgenannten Flächen in 2 dargestellt. Dieser beispielhafte Zusammenhang zwischen Gesamtübersetzung und Variatorübersetzung mit 0,8 bis 1,6 gilt nur für symmetrische Variatoren, also Variatoren mit gleich großen an- und abtriebsseitigen Kegelscheiben. Falls ein asymmetrischer Variator verwendet wird, könnte der günstigste Verstellbereich des Variators auch beispielsweise zwischen 1 und 0,6, also asymmetrisch neben der Übersetzung von 1 liegen.The continuously variable transmission, the chain variator 7 , is a conical-pulley transmission with a link chain arranged between the conical pulley halves with rocker pressure pieces. The chain variator 7 has at this high maturity (time shares) and considerable torque loads its best operating range in a range of between about 0.8 and 1.6. In this case, namely, the contact load, ie the maximum Hertzian pressure and the contact forces between the conical disk surfaces and the end faces of the rocker pressure pieces, particularly favorable with sufficient translation power and variability of the translation. In this way chain damage can be safely avoided. The favorable translation range of the chain variator is represented by the area between the numbers 0.8 and 1.6 on the abscissa. The gear unit is tuned by means of the gear ratios of the other gear stages and the planetary gear so that the desired overall ratio coincides with the low cost of wear gear range of the chain variator. This preferred working area is due to the overlap of the two aforementioned areas in 2 shown. This exemplary relationship between total ratio and Variatorübersetzung with 0.8 to 1.6 applies only to symmetrical variators, ie variators with equal input and output side pulleys. If an asymmetrical variator is used, the most favorable adjustment range of the variator could also be, for example, between 1 and 0.6, ie asymmetrical next to the ratio of 1.

Die erfindungsgemäße Getriebeeinheit erlaubt es ohne Anfahrelement und ohne Zugkraftunterbrechung mehrere Bereiche zu durchfahren sowie zwischen Vorwärts- und Rückwärtsfahrt zu wechseln. Es wird somit eine große Spreizung realisiert, die es erlaubt, in allen Situationen immer den optimalen Betriebspunkt, also die ideale Gesamtübersetzung zu treffen. Dazu sorgt eine optimale Wahl der Struktur zur Reduktion der Variatorbelastung bei den meist gefahrenen Betriebspunkten und erhöht somit die Lebensdauer des Getriebes.The Gear unit according to the invention allows it without Starting element and without traction interruption to several areas drive through and between forward and reverse switch. It is thus realized a large spread, which always allows the optimum operating point in all situations, So to make the ideal overall translation. Ensures an optimal choice of structure to reduce variator loading at the most driven operating points and thus increases the life of the gearbox.

11
Getriebeeinheitgear unit
22
Eingangswelleinput shaft
33
Ausgangswelleoutput shaft
44
Achsgetriebetransaxles
55
Zahnradstufegear stage
66
Zahnradstufegear stage
77
KettenvariatorVariators chain
88th
Zahnradstufegear stage
99
Planetengetriebeplanetary gear
101101
Leistungszweigpower branch
102102
Leistungszweigpower branch
K1K1
Reibungskupplungfriction clutch
K2K2
Reibungskupplungfriction clutch

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19631294 A1 [0002] - DE 19631294 A1 [0002]

Claims (10)

Leistungsverzweigte Getriebeeinheit (1), insbesondere für Motorfahrzeuge, mit einer Eingangswelle (2), einer Ausgangswelle (3), mindestens einem ersten und einem zweiten Leistungszweig (101, 102), einem in einem Leistungszweig (102) angeordneten stufenlosen Getriebe (7), weiteren Getrieben (4, 5, 6, 8), mindestens einem ersten und einem zweiten Koppelungselement (K1, K2), wobei die Koppelungselemente (K1, K2) wechselweise schaltbar sind und mindestens einem Summier- oder Differenzialgetriebe (9), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Leistungszweige (101, 102) so zusammengeführt sind, dass die Getriebeeinheit (1) bei einer vorbestimmten Einstellung der Übersetzung des stufenlosen Getriebes (7) einen neutralen Betriebspunkt aufweist und dass die vorbestimmte Übersetzung des stufenlosen Getriebes (7) eine Übersetzung ist, welche in einem Bereich zwischen 20% und 80% des gesamten Verstellbereichs des stufenlosen Getriebes (7) liegt.Power split transmission unit ( 1 ), in particular for motor vehicles, having an input shaft ( 2 ), an output shaft ( 3 ), at least a first and a second power branch ( 101 . 102 ), one in a power branch ( 102 ) arranged continuously variable transmission ( 7 ), other transmissions ( 4 . 5 . 6 . 8th ), at least a first and a second coupling element (K1, K2), wherein the coupling elements (K1, K2) are alternately switchable and at least one summing or differential gear ( 9 ), characterized in that the two power branches ( 101 . 102 ) are merged so that the transmission unit ( 1 ) at a predetermined setting of the ratio of the continuously variable transmission ( 7 ) has a neutral operating point and that the predetermined ratio of the continuously variable transmission ( 7 ) is a ratio which is in a range between 20% and 80% of the entire adjustment range of the continuously variable transmission ( 7 ) lies. Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Übersetzung des stufenlosen Getriebes (7) in einem Bereich von etwa 0,6 bis 1,8 liegt.Gear unit ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the predetermined ratio of the continuously variable transmission ( 7 ) is in a range of about 0.6 to 1.8. Getriebeeinheit (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Übersetzung des Variators (7) im Bereich ungefähr zwischen 0,6 bis 1,8 die Getriebeeinheit (1) eine Gesamtübersetzung ungefähr zwischen 1 und 3 aufweist.Gear unit ( 1 ) according to one of claims 1 or 2, characterized in that in a translation of the variator ( 7 ) in the range approximately between 0.6 to 1.8 the gear unit ( 1 ) has a total ratio of between about 1 and 3. Getriebeeinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die bei einer Übersetzungsänderung des stufenlosen Getriebes (7) von dem neutralen Betriebspunkt ausgehend in eine Richtung die Drehrichtungen von Eingangswelle (2) und Ausgangswelle (3) gleich sind und bei einer Übersetzungsänderung des stufenlosen Getriebes (7) in die andere Richtung die Drehrichtungen von Eingangswelle (2) und Ausgangswelle (3) entgegengesetzt sind.Gear unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in a ratio change of the continuously variable transmission ( 7 ) starting from the neutral operating point in one direction, the directions of rotation of input shaft ( 2 ) and output shaft ( 3 ) are equal and at a ratio change of the continuously variable transmission ( 7 ) in the other direction, the directions of rotation of input shaft ( 2 ) and output shaft ( 3 ) are opposite. Getriebeeinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das stufenlose Getriebe (7) ein Kegelscheibenumschlingungsgetriebe mit zwischen den Kegelscheiben angeordneter Laschenkette ist.Gear unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the continuously variable transmission ( 7 ) is a conical-pulley transmission with arranged between the conical discs plate chain. Getriebeeinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Summier- oder Differenzialgetriebe ein Planetengetriebe (9) mit Sonnenrad (S), Hohlrad (H) und auf einem Träger (T) angeordneten Planetenrädern ist.Gear unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the summing or differential gear a planetary gear ( 9 ) with sun gear (S), ring gear (H) and on a support (T) arranged planetary gears is. Getriebeeinheit (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Koppelungselements (K2) das Hohlrad (H) und der Träger (T) miteinander koppelbar bzw. voneinander trennbar sind.Gear unit ( 1 ) according to claim 6, characterized in that by means of a coupling element (K2), the ring gear (H) and the carrier (T) are coupled together or separable from each other. Getriebeeinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Getriebeeinheit eine Anfahr- und/oder Trennkupplung vor- und/oder nachgeschaltet ist.Gear unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission unit is a start-up and / or separating clutch upstream and / or downstream. Getriebeeinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeinheit (1) einen oder mehrere mittels Koppelelementen (K1, K2) schaltbare Fahrbereiche aufweist.Gear unit ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the gear unit ( 1 ) has one or more by means of coupling elements (K1, K2) switchable driving ranges. Motorfahrzeug, insbesondere Arbeitsmaschine, mit einer Getriebeeinheit (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.Motor vehicle, in particular working machine, with a gear unit ( 1 ) according to any one of the preceding claims.
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