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Die Erfindung betrifft ein Reibgetriebe mit stufenloser Übersetzungsverstellung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Stand der Technik:
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Bereits in den Arbeiten von Leonardo da Vinci wurde das Prinzip des stufenlosen Getriebes beschrieben. Das erste bekannte Seriengetriebe wurde 1958 in DAF Fahrzeugen eingesetzt. Diese Bauart eines Reibgetriebes wird auch als Riemengetriebe bezeichnet. Eine moderne Variante stellt das Multitronic-Getriebe von Audi dar. Viele auch als Variomatik bezeichnete Getriebe werden in Motorrollern eingesetzt. Eine übliche Bezeichnung von stufenlosen Getrieben ist auch CVT Getriebe (Continuously Variable Transmission) und in einer Sonderform auch IVT (Infinite Variabel Transmission), bei der es zu einer unendlichen Übersetzung bis zum Stillstand des Abtriebs bei beliebiger Eingangsdrehzahl kommen kann.
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Neben den Riemengetrieben, die der Gruppe der Zugmittelgetriebe zugeordnet sind, sowie den Schubgliedergetrieben (Multitronic), gibt es die Gruppe der Wälzkörpergetriebe. Auch diese können in verschiedene Untergruppen eingeteilt werden, z. B. in die Gruppe der Toroidgetriebe, Planetengetriebe bzw. diverse Umlaufgetriebe. Die Firma Toyota hat Getriebe nach dem Toroidprinzip entwickelt, die Firma Fallbrook hat eine Variante des Planetengetriebes mit Wälzkörpern für den Einsatz als Fahrradnabenschaltung entwickelt.
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Alle Wälzkörpergetriebe haben Prinzip bedingte Systemreibung und Verluste, die aufgrund verschiedener Ursachen entstehen. Die wichtigsten Größen zur Bestimmung des Wirkungsgrades für die Übertragung von Kräften, Momenten und mechanischer Leistung sind Schlupf, Bohrreibung und Lagerreibung. Darüber hinaus hat jede Lösung ihre spezifischen Anforderungen an Bauraum, Komplexität, Gewicht und Herstellkosten für eine Serienfertigung, sowie ihre Vor- und Nachteile in den vorgenannten Bereichen.
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Aufgabe der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufgebautes Reibetriebe der eingangs genannten Art mit verbessertem Wirkungsgrad zu schaffen.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird ein stufenlos verstellbares Reibgetriebe mit einfachem Aufbau bzw. verbessertem Wirkungsgrad geschaffen. Die Verbesserung des Wirkungsgrades wird im Wesentlichen durch die Möglichkeit einer Minimierung der Bohrreibung erzielt. Vorteilhafte Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Patentansprüchen enthalten.
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Bei einer ersten Ausführungsform sind zwei als Planeten-Reib-Stell-Getriebe ausgeführte Wälzkörpergetriebestufen in einem Umlaufgetriebe derart miteinander gekoppelt, dass sich die zur reibschlüssigen Kraftübertragung notwendigen Normalkräfte aneinander abstützen ohne dabei Lagerreaktionskräfte zu verursachen.
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Zweckmäßig sind dabei die Reibkraft übertragenden Bauteile, insbesondere Reibkegel und Reibringe, planetarisch angeordnet und mittels einer Verstelleinrichtung sind die Reibringe zur Veränderung der Übersetzung verstellbar.
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Insbesondere ist mittels einer Relativverschiebung von Gehäuse zu ein Sonnenrad bildenden Elementen die Übersetzung veränderbar.
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Vorteilhaft können sich die zur reibschlüssigen Kraftübertragung notwendigen Normalkräfte aneinander abstützen ohne dabei Lagerreaktionskräfte zu verursachen.
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Auch können beide Reibkegelstufen über das Sonnenrad bildende Elemente, Reibringe und Gehäuse derart miteinander gekoppelt sein, dass die zur reibschlüssigen Kraftübertragung notwendigen Normalkräfte (Anpresskräfte) Prinzip bedingt keine Reaktionskräfte verursachen, welche über Lager aufgenommen werden müssen.
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Insbesondere ist es vorteilhaft, dass die Planetenräder (Reibkegel) axial und radial verschiebbar angeordnet sind und ihre Position, und damit das Übersetzungsverhältnis beider Planetenstufen (1 und 2), lediglich durch Verschieben von dem Sonnenrad bildenden Elementen (Koppel) relativ zum Gehäuse vorgegeben ist.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die Planetenräder über fliegende (nicht gelagerte) Reibringe, die insbesondere als Anpresseinrichtung ausgeführt sein können, derart gekoppelt sind, dass ein ringförmiges Kräftegleichgewicht entsteht, welches eine theoretisch kraftfreie Relativverschiebung des Sonnenrades/Gehäuses und damit die Verstellung des Übersetzungsverhältnisses ermöglicht.
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Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausführung ist ein Kegelringgetriebe als Planetengetriebe derart ausgeführt, das relevante Bohrreibung lediglich zwischen den Innenseiten der Reibringe und Kegel entsteht. Die zur reibschlüssigen Kraftübertragung notwendigen Normalkräfte bewirken dabei ein in Laufrichtung tangentiales „anschmiegen” der Wälzkörper. Das bedeutet, dass die durch Normalkräfte verursachte Anpressfläche zwischen Reibringen und Kegel länglich in Drehrichtung gestreckt wird. Dadurch werden die das übertragbare Drehmoment begrenzende Flächenpressung sowie die Bohrreibung wesentlich verringert.
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Insbesondere können mindestens zwei Kegel planetarisch mit mindestens einem konzentrisch liegendem Stützring als Sonnenrad und einem, insbesondere als Hohlrad ausgeführten, verschiebbaren Ring derart angeordnet sein, dass die an dem Verstellwälzpunkt auftretende Bohrreibung durch ein Abwälzen der Kegel an der Innenseite des umlaufenden Ringes, und damit durch die zur Reibschlüssigen Kraftübertragung notwendigen Normalkräfte verursacht, eine in Laufrichtung tangential längliche Anpressfläche minimiert wird, ohne das an anderer Stelle relevante Bohrreibung auftritt.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die zur reibschlüssigen Kraftübertragung an dem Verstellwälzpunkt notwendigen Normalkräfte von den Stützringen aufgenommen werden, dessen Abwälzlinien sich in einem gemeinsamen Schnittpunkt (Wälzpunkt der Stützflächen) mit der Hauptrotationsachse, und den Kegelrotationsachsen treffen.
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Hierbei kann ein verschiebbarer Ring pro Kegel vorgesehen sein, welche in einem zusätzlichen, insbesondere als Hohlrad ausgeführten Ring (konische Fläche in 2.4) abwälzen.
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Bei einer weiteren Ausführung ist ein Kegelringgetriebe als schaltbares Umlauf-Reib-Stell-Getriebe derart mit einem schaltbaren Umlaufgetriebe gekoppelt dass eine stetig veränderliche Gesamtübersetzung entsteht. Die reibschlüssig über die Wälzkörper „abgewälzte Leistung” ist dabei kleiner als die übertragene Gesamtleistung. Dadurch wird der Gesamtwirkungsgrad verbessert. An den Umschaltpunkten ändert sich weder die Gesamtübersetzung, noch die Stellung der Wälzkörper relativ zueinander.
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Insbesondere ist mittels einer abgestimmten Übersetzung und Spreizung der beiden Einzelgetriebe aufeinander, sowie der Anordnung von Kupplungen und Freiläufen eine stetig veränderliche Gesamtübersetzung in mehreren Schaltstufen vorgesehen.
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Dabei ist es vorteilhaft, dass an den jeweiligen Schaltpunkten der Kupplungen, kein Übersetzungssprung in der Gesamtübersetzung vorhanden ist.
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Insbesondere sollten die Reibringe bei dem Schaltvorgang der Kupplungen in die nächste Stufe in Ihrer Position nicht verändert werden, und nach dem Schaltvorgang wieder in umgekehrter axialer Richtung bewegt werden für eine stetige Veränderung der Gesamtübersetzung in die angestrebte Richtung.
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Zweckmäßig kann das Getriebe mit Schaltstufen auch derart ausgestattet sein, dass beim Umschalten der Kupplungen die Gesamtübersetzung nicht stetig verändert wird Die Erfindung kann aufgrund ihrer Eigenschaften sehr vorteilhaft bei Fahrzeugen, insbesondere Zweirad-Fahrzeugen, aber auch bei Werkzeugmaschinen etc. eingesetzt werden, d. h. bei allen Anwendungen, bei denen leistungsfähige, kompakte und preiswert herstellbare Getriebe benötigt werden.
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Detaillierte Beschreibung vorteilhafter Ausführungen bzw. Ausgestaltungen Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Merkmale sind in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden beschrieben.
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Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform, bei der keine wesentlichen Lagerreaktionskräfte auftreten, und die durch einfache Liniearverschiebung unter Last verstellt werden kann.
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1a eine Seitenansicht in Richtung „A” von 1;
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2 eine zweite Ausführungsform, die ein erhöhtes übertragbares Drehmoment bei minimalem Bauraum und optimiertem Wirkungsgrad ermöglicht.
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3 eine dritte, Zweistufige Ausführungsform mit einem wesentlich erweitertem Verstellbereich bei stetiger Übersetzungsänderung.
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Bei der in 1 dargestellten Ausführung ist die Antriebswelle mit 1.1 bezeichnet. Weiterhin werden für die Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels folgende Vereinbarungen getroffen:
Die Teile Verstellschieber 1.9 mit Reibringen 1.5, 1.6, 1.10, 1.11 und Kugeln 1.7 und 1.8) werden nachfolgend mit Sonnenrad bezeichnet. Die Teile zur ersten Planetenstufe, (Antriebs-)Welle 1.1, Planetenträger 1.2, Planetenachsen 1.3 und Reibkegelstufe 1.4 werden nachfolgend mit Planetenstufe 1 bezeichnet. Demnach sind die Teile, (Abtriebs-)Welle 1.15, Planetenträger 1.14, Planetenachsen 1.13 und Reibkegel 1.12 nachfolgend mit Planetenstufe 2 bezeichnet und gehören zu dieser.
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Die Antriebswelle 1.1 treibt über den Planetenträger 1.2 und die Planetenachsen 1.3 die Reibkegel 1.4 der ersten Reibstufe an. Diese Reibkegel 1.4 wälzen auf dem ein Gehäuse bildenden Hohlrad 1.16 den Reibringen 1.5, 1.6 und 1.17 ab. Das Gehäuse bzw. Hohlrad 1.16 bildet hierzu radiale Vorsprünge 1.16.1 bzw. 1.16.2, welche mit einer gekrümmten Fläche an der Oberfläche der Reibkegel anliegen. Die Planetenachsen 1.3 sind hierbei radial beweglich in entsprechenden Ausnehmungen 1.2.1 des Planetenträgers 1.2 geführt. Entsprechende Führungsausnehmungen im Planetenträger sind auf der anderen (Abtriebs-)Seite vorgesehen. (in der Zeichnung 1a ist eine Seitenansicht hiervon dargestellt) Das Gehäuse bzw. Hohlrad 1.16 ist im vorliegenden Fall mit einer Drehmomentstütze am Einbauort befestigt. Der Abtrieb erfolgt über die Reibringe 1.10 und 1.11 auf die zweite Reibkegelstufe 1.12 die über den zweiten Planetenträger 1.14 die Leistung auf die Welle 1.15 übertragen. Dieser Getriebeverbund bildet ein Gleichgewicht der zur reibschlüssigen Kraftübertragung notwendigen Normalkräfte ohne dabei Lagerreaktionskräfte zu verursachen. Durch das Verschieben des Verstellschiebers 1.9 in eine Richtung (rechts oder links) ändern sich die Abrolldurchmesser der Reibkegel 1.4 und 1.12 auf den jeweiligen Reibpartnern, wodurch die Übersetzung verändert werden kann.
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Die Verstellung des Getriebes ist nachfolgend an einer Beispielrichtung rechts erläutert:
Über eine geeignete Verstelleinrichtung wird der Verstellschieber 1.9 nach rechts geschoben. Dadurch bewegen sich die Reibkegel der ersten Stufe 1.4 radial nach außen und axial nach rechts. Der Reibring 1.17 weicht nach rechts aus und drückt die Reibkegel der zweiten Stufe 1.12 radial nach innen. Gleichzeitig weichen die beiden Reibringe 1.6 und 1.10 nach links aus. Die mit Kugeln 1.7 und 1.8 versehenen Anpresseinrichtungen dienen zur drehmomentabhängigen Anpressung der Reibpartner um eine Kraftübertragung durch Reibung zu ermöglichen. Die Funktion der Anpresseinrichtung stellt sich wie folgt dar: Die gesamte Leistung wird über die Kugeln 1.7 und 1.8 übertragen. Die Kugelsitze in den Reibringen 1.5, 1.6 und 1.10 und in dem Verstellschieber 1.9 sind als Kegel ausgeführt. Dadurch entsteht eine drehmomentabhängige Axialkraft, mit der die Reibringe 1.5, 1.6, 1.10, 1.11 gegen die beiden Reibkegelstufen 1.4, 1.12 gedrückt werden. Die beiden Reibkegelstufen 1.4, 1.12 stützen sich dabei am Hohlrad 1.16 und am Reibring 1.17 ab.
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Wie oben beschrieben, kann das Getriebe auch in folgenden anderen Betriebsarten betrieben werden:
Das 2-stufige Planeten-Umlauf-Reib-Stellgetriebe mit lastabhängiger Anpresseinrichtung nach 1 kann als Zweiwellengetriebe (Welle 1.1 oder Welle 1.15 oder Hohlrad 1.16 festgebremst) – oder Dreiwellengetriebe (Welle 1.1 und Welle 1.15 und Hohlrad 1.16 werden an- oder abgetrieben) eingesetzt werden. Welle 1.1, und 1.15 sowie Hohlrad 1.16 können jeweils als Antrieb oder Abtrieb geschaltet oder festgebremst werden.
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Der Kraftfluss im Getriebe ist nachfolgend beispielhaft erläutert, mit dem Antrieb über die Welle 1.1 und das gebremsten Hohlrad 1.16:
Welle 1.1 → Planetenträger 1.2 → Planetenachse 1.3 → Reibkegel 1.4 → Reibring 1.5; Reibring 1.6 →; Kugel 1.7, 1.8 → Verstellschieber 1.9; Reibring 1.10; Reibring 1.11 → Reibkegel 1.12 → Planetenachse 1.13 → Planetenträger 1.14 → Welle 1.15.
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Eine andere Bauform ist das in 2 dargestellte planetarisch angeordnete Kegelringreibgetriebe mit variabler Übersetzung. Hier werden folgende Definitionen für das Beispiel gewählt:
Der Antrieb erfolgt über Welle 2.1, der Abtrieb über Welle 2.9 bei festgebremsten Planetenradträger 2.10. Der Planetenträger weist radial verlaufende Ausnehmungen 2.10.1 auf, in denen die Wellen der kegel 2.6 geführt sind. Das Drehmoment wird über die Welle 2.1 zur Anpresseinrichtung 2.2 und 2.3 weiter am Hohlrad 2.4 auf die Reibringe 2.5 übertragen. Von den Reibringen geht es über die Kegel 2.6 auf die kraftübertragenden Elemente Kegelrad 2.7 und Tellerrad 2.8. Das Tellerrad 2.8 ist mit der Abtriebswelle 2.9 fest gekoppelt um das Ausgangsdrehmoment zu übertragen.
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Das Getriebe kann, wie auch schon bzgl. 1 beschrieben, in folgenden verschiedenen Betriebsarten betrieben werden. Das Planeten-Umlauf-Reib-Stellgetriebe mit lastabhängiger Anpresseinrichtung kann als Zweiwellengetriebe (Welle 2.1 oder Welle 2.9 oder Planetenträger 2.10 festgebremst – oder Dreiwellengetriebe (Welle 2.1 und Welle 2.9 und Planetenträger 2.10 werden an- oder abgetrieben] eingesetzt werden. Welle 2.1, Welle 2.9 und Planetenträger 2.10 können jeweils als Antrieb oder Abtrieb geschaltet oder festgebremst werden. Die lastabhängige Anpresseinrichtung ist bezüglich ihrer Funktion ähnlich der in 1. Beide Wellen 2.1 und 2.9 sind in einem das Getriebe umschließenden Gehäuse radial und axial gelagert. Das von Welle 2.1 geführte Drehmoment stützt sich über die Kugeln 2.3 am Hohlrad 2.4 ab. Die Kugelsitze im Anpressring 2.2 und im Hohlrad 2.4 sind als Kegel ausgeführt. Dadurch entsteht eine drehmomentabhängige Axialkraft, die über eine leicht konische Lauffläche im Hohlrad 2.4 die Reibringe 2.5 gegen die Reibkegelstufe 2.6) drückt. Ein besonderes Merkmal dieser Ausführung ist, das relevante Bohrreibung lediglich zwischen den Innenseiten der Reibringe 2.5 und Kegel 2.6 entsteht. Die Reibkegelstufe 2.6 stützt sich über kegelförmige Laufflächen an Stützwelle 2.13 und Stützring 2.8 ab. Die tangentialen Verlängerungen der Laufflächen der Reibkegel 2.6, der Stützwelle 2.13 und des Stützringes 2.8 schneiden sich mit deren Drehachsen im Wälzpunkt der Stützflächen 2.14 was ein Bohrreibungsfreies abwälzen bewirkt. Die Verstellung der Übersetzungen erfolgt über eine geeignete Versteileinrichtung. Hier werden die Reibringe 2.5 axial verschoben. Dadurch ändert sich der Wälzradius der Reibringe an der Reibkegelstufe 2.) und damit das Übersetzungsverhältnis des Getriebes.
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Der Kraftfluss im Getriebe nach 2 ist nachfolgend beispielhaft erläutert mit dem Antrieb über die Welle 2.1 und dem gebremsten Planetenträger 2.10:
Welle 2.1 → Anpressring 2.2 → Kugeln 2.3 → 2.4 → Reibringe 2.5 → Reibkegelstufe 2.6 → Kegelrad 2.7 → Tellerrad 2.8 → Welle 2.9.
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Bei der in
3 dargestellten Ausführung ist eine schaltbare Planetenkegelreibring-Getriebeeinheit mit einem schaltbaren Planetengetriebe derart gekoppelt, dass innerhalb der Gesamtspreizung des Getriebes mit Gangwechseln eine stufenlose Übersetzung möglich ist. Das Getriebe besteht im Wesentlichen aus einem planetarischen Kegelreibringumlaufgetriebe R1, R2 und Rs, welches z. B. weitgehend dem in
2 dargestellten entsprechen kann, einem verzahntem Planetenradgetriebe Z1, Z2 und Zs sowie drei Kupplungen K1, K2 und K3. Prinzipiell werden die Kupplungen derart geschaltet, dass an den Schaltpunkten keine Übersetzungssprünge wie z. B. bei einem regulären KFZ Schaltgetriebe vorhanden sind. Dafür müssen die einzelnen Übersetzungen des Kegelreibringgetriebes und des Planetenzahnradgetriebes derart aufeinander abgestimmt werden, dass an den Schaltpunkten der Schaltstufen (1–6, Tabelle 1) die Gesamtübersetzung i12 immer gleich ist. Wird ein Reibstellgetriebe als Umlaufgetriebe ausgeführt (Steg als An oder Abtrieb), so ändern sich die kennzeichneten Eigenschaften im Vergleich zum Standgetriebe (Steg feststehend). Bei Betrieb als Minus Getriebe (und Plus Getriebe mit 0,5 < i12 > 2) ist die Wälzleistung immer kleiner als die Antriebsleistung und die Spreizung kleiner als beim Standgetriebe. Dadurch lässt sich mit einem Reibstellgetriebe bei Betrieb als Minus Getriebe (und Plus Getriebe mit 0,5 < i12 > 2) mehr Leistung bei geringerem Gewicht und besserem Wirkungsgrad jedoch mit kleinerer Spreizung übertragen. Wird der Antrieb des Reibstellgetriebes bei i12 = –1 mit der Kupplung K1 von R1 auf R2 oder umgekehrt geschaltet, ändert sich am Schaltpunkt die Umlaufübersetzung nicht. Wird das Reibstellgetriebe von i12 < –1 bis i12 = –1 gestellt, dann mit Kupplung K1 umgeschaltet und wieder an Anfangsposition zurückgestellt ist die resultierende Spreizung wieder genauso groß wie beim Betrieb als Standgetriebe. Mit der Kombination des Reibstellgetriebes mit einem dreigang Umlaufwechselgetriebe wird die Spreizung des Reibgetriebes mit drei potenziert ohne an den Schaltpunkten das Übersetzungsverhältnis zu ändern. Um das zu veranschaulichen hilft Tabelle 1:
| Gesamtübersetzungsverhältnis i12 gesamt bei den verschiedenen Schaltstellungen am Beispiel i12R = –1,833 bis –1 und i12Z = –1.2 und Spreizung 6,159 |
| Schalt-Stufe | i12 gesamt | Schalt-Stufe Reibgetriebe | Schalt-Stufe Zahnradgetriebe | Stellung K1 | Stellung K2 | Stellung K3 | F1 im Eingriff | F2 im Eingriff |
| 1 | 5.19 bis 3.66 | i1SR = 2.833 bis 2 | i2SZ = 1.833 | 1 | 2 | S | ja | nein |
| 2 | 3.66 bis 2.833 | i2SR = 2 bis 1.546 | i2SZ = 1.833 | 2 | 2 | S | nein | ja |
| 3 | 2.833 bis 2 | i1SR = 2.833 bis 2 | i22Z = 1 | 1 | 2 | 2 | ja | nein |
| 4 | 2 bis 1.546 | i2SR = 2 bis 1.546 | i22Z = 1 | 2 | 2 | 2 | nein | ja |
| 5 | 1.546 bis 1.09 | i1SR = 2.833 bis 2 | iS2Z = 0,5455 | 1 | S | 2 | ja | nein |
| 6 | 1.09 bis 0.843 | i2SR = 2 bis 1.546 | iS2Z = 0,5455 | 2 | S | 2 | nein | ja |
Tabelle 1 Schaltstufen und Übersetzungen
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Ein Schaltvorgang des beschriebenen Getriebes beim Schalten in Richtung kleinerer Gesamtübersetzung i12-gesamt als Beispiel:
Der Antrieb An eines als Umlaufgetriebe ausgeführten Reibstellgetriebes wird zwischen den Schaltstufen 1/2, 3/4 und 5/6 mit der Kupplung K1 von der Reibgetriebewelle R1 auf die Reibgetriebewelle R2 geschaltet. Da sich das Reibgetriebe an diesen Schaltpunkten bei einer Standübersetzung i12R = –1 befindet, bewirkt dieser Schaltvorgang keine Übersetzungsänderung. Jedoch ändert sich die Stellrichtung. In den Schaltstufen 1, 3 und 5 bewirkt ein Stellen des Reibstellgetriebes von i12R = –1.833 nach i12R = –1 eine Verkleinerung von i12gesamt. In den Schaltstufen 2, 4 und 6 bewirkt ein Stellen des Reibstellgetriebes von i12R = –1 nach i12R = –1.833 (also andersherum) auch eine Verkleinerung von i12gesamt.
Zwischen den Schaltstufen 2/3, und 4/5 wird der Antrieb An mit der Kupplung K1 von der Reibgetriebewelle R2 auf die Reibgetriebewelle R1 geschaltet. Die dabei entstehende Spreizung beträgt 1.833. Gleichzeitig wird Zwischen den Schaltstufen 2/3, und 4/5 ein 3 Gang Schaltgetriebe vom 1. in den 2. Gang oder vom 2. In den 3. Gang geschaltet. Das Schaltgetriebe hat dabei eine Spreizung von jeweils 1/1.833 = 0.5455. Die Gesamtübersetzung i12ges ändert sich dabei nicht.
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Nachfolgend sind die einzelnen Schaltstufen im Detail beschrieben:
Funktionsbeschreibung kombiniertes Umlaufstellgetriebe-Umlaufwechselgetriebe nach 3 am Beispiel nach Tabelle 1 beim Schalten von i12gesamt = 5.19 bis 0.843:
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Schalt-Stufe 1; i12gesamt = 5.19 bis 3.66:
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Das Reibstellgetriebe wird von i12R = –1.833 nach i12R = –1 gestellt. Das Antriebsdrehmoment der Antriebswelle An wird mit Kupplung K1 auf Reibgetriebewelle R1 geschaltet. Die Reibgetriebewelle R2 steht still und stützt sich gegen den Freilauf F1 ab. Der Reibgetriebesteg RS treibt über die Kupplung K2 die Zahnradgetriebewelle Z2 an. Die Kupplung K3 schaltet den Zahnradgetriebesteg ZS auf die Abtriebswelle Ab. Die Zahnradgetriebewelle Z1 ist immer feststehend.
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Schalt-Stufe 2; i12gesamt = 3.66 bis 2.833:
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Die Kupplung K1 schaltet die Antriebswelle An auf die Reibgetriebewelle R2 während sich das Reibstellgetriebe bei i12R = –1 befindet. An dieser Position ist i1SR = i2SR. Die Reibgetriebewelle R1 steht still und stützt sich gegen den Freilauf F2 ab. Danach wird das Reibstellgetriebe wieder bis i12R = –1.833 gestellt. Die Kupplungen K2 und K3 werden nicht geschaltet.
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Schalt-Stufe 3; i12gesamt = 2.833 bis 2:
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Die Kupplung K1 schaltet die Antriebswelle An auf die Reibgetriebewelle R1 während sich das Reibstellgetriebe bei i12R = –1.833 befindet. Gleichzeitig schaltet die Kupplung K3 die Zahnradgetriebewelle Z2 auf die Abtriebswelle Ab – das Zahnradgetriebe wird überbrückt. Die Überbrückung kann auch über den Zahnradgetriebesteg ZS erfolgen. An dieser Position ist noch immer i12gesamt = 2.833. Die Reibgetriebewelle R2 steht still und stützt sich gegen den Freilauf F1 ab. Danach wird das Reibstellgetriebe wieder bis i12R = –1 gestellt. Die Kupplung K2 wird nicht geschaltet.
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Schalt-Stufe 4; i12gesamt = 2 bis 1.546:
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Die Kupplung K1 schaltet die Antriebswelle An auf die Reibgetriebewelle R2 während sich das Reibstellgetriebe bei i12R = –1 befindet. Die Reibgetriebewelle R1 steht still und stützt sich gegen den Freilauf F2 ab. Danach wird das Reibstellgetriebe wieder bis i12R = –1.833 gestellt. Die Kupplungen K2 und K3 werden nicht geschaltet.
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Schalt-Stufe 5; i12gesamt = 1.546 bis 1.09:
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Die Kupplung K1 schaltet die Antriebswelle An auf die Reibgetriebewelle R1 während sich das Reibstellgetriebe bei i12R = –1.833 befindet. Gleichzeitig schaltet die Kupplung K2 den Reibgetriebesteg RS auf den Zahnradgetriebesteg ZS. Die Kupplung K3 wird nicht geschaltet.
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Schalt-Stufe 6; i12gesamt = 1.09 bis 0.843:
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Die Kupplung K1 schaltet die Antriebswelle An auf die Reibgetriebewelle R2 während sich das Reibstellgetriebe bei i12R = –1 befindet. Die Reibgetriebewelle R1 steht still und stützt sich gegen den Freilauf F2 ab. Danach wird das Reibstellgetriebe wieder bis i12R = 1.833 gestellt. Die Kupplungen K2 und K3 werden nicht geschaltet.
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Bezugszeichenliste
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- 1.1
- Welle 1
- 1.2
- Planetenträger 1
- 1.3
- Planetenachse
- 1.4
- Reibkegel Stufe 1
- 1.5
- Reibring a
- 1.6
- Reibring b
- 1.7
- Kugel
- 1.8
- Kugel
- 1.9
- Verstellschieber
- 1.10
- Reibring c
- 1.11
- Reibring d
- 1.12
- Reibkegel Stufe 2
- 1.13
- Planetenachse
- 1.14
- Planetenträger 2
- 1.15
- Welle 2
- 1.16
- Hohlrad
- 1.17
- Reibringe
- 2.1
- Welle 1
- 2.2
- Anpressring
- 2.3
- Kugel
- 2.4
- Hohlrad
- 2.5
- Reibring
- 2.6
- Reibkegel Stufe
- 2.7
- Kegelrad
- 2.8
- Tellerrad
- 2.9
- Welle 2
- 2.10
- Planetenträger
- 2.11
- Axialkugellager
- 2.12
- Stützring
- 2.13
- Stützwelle
- 2.14
- Wälzpunkt der Stützflächen
- An
- Antriebswelle
- Ab
- Abtriebswelle
- K1
- Kupplung 1
- K2
- Kupplung 2
- K3
- Kupplung 3
- F1
- Freilauf 1
- F2
- Freilauf 2
- R1
- Reibgetriebewelle 1 = Sonnenrad Reibgetriebe
- R2
- Reibgetriebewelle 2 = Hohlrad Reibgetriebe
- RS
- Reibgetriebesteg = Planetenträger Reibgetriebe
- Z1
- Zahnradgetriebewelle 1 = Sonnenrad Zahnradgetriebe
- Z2
- Zahnradgetriebewelle 2 = Hohlrad Zahnradgetriebe
- ZS
- Zahnradgetriebesteg = Planetenträger Zahnradgetriebe
- 3.1
- Reibring
- 3.2
- Reibkegel
- n
- Drehzahl
- S
- Steg (Planetenträger)
- R
- Reibgetriebe
- Z
- Zahnradgetriebe
- K
- Kupplung
- F
- Freilauf
- I
- Übersetzungsverhältnis n AB/n AN
- i12
- Übersetzungsverhältnis n2/n1 (Standgetriebe → Steg feststehend)
- i1S
- Übersetzungsverhältnis nS/n1 (Umlaufgetriebe → Steg als Abtrieb)
- –i12
- Minusgetriebe
- +i12
- Plusgetriebe
- i1/i2
- Spreizung
