DE102013208044B4

DE102013208044B4 - Transmission with toroidal traction drive

Info

Publication number: DE102013208044B4
Application number: DE102013208044.1A
Authority: DE
Inventors: Clinton E. Carey; Daryl A. Wilton; James M. Hart
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2033-05-03
Also published as: DE102013208044A1

Abstract

Getriebe (14) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Getriebe (14) umfasst:
ein Getriebegehäuse (60);
ein Eingangselement (20);
ein Ausgangselement (22);
ein Toroidgetriebe (26), das ein Paar Antriebsscheiben (28, 30), eine Abtriebsscheibe (32) und eine Mehrzahl von Wälzkörpern (38, 39) umfasst, die zwischen den Antriebsscheiben (28, 30) und der Abtriebsscheibe (32) angeordnet sind, wobei das Paar Antriebsscheiben (28, 30) mit dem Eingangselement (20) gekoppelt ist;
einen ersten Übertragungszahnradsatz (42), der ein erstes Zahnrad (42A), das die Abtriebsscheibe (32) des Toroidgetriebes ist, und ein zweites Zahnrad (42B) aufweist;
einen Planetenradsatz (40), der ein Sonnenradelement (40A), ein Planetenradträgerelement (40B) und ein Hohlradelement (40C) aufweist;
eine Reibbremse (52), die ausgelegt ist, um das Planetenradträgerelement (40B) des Planetenradsatzes (40) selektiv mit dem Getriebegehäuse (60) zu koppeln;
eine Reibkupplung (50), die selektiv einrückbar ist, um das zweite Zahnrad (42B) des ersten Übertragungszahnradsatzes (42) und das Hohlradelement (40C) des Planetenradsatzes (40) mit dem Sonnenradelement (40A) des Planetenradsatzes (40) zu verbinden;
einen zweiten Übertragungszahnradsatz (44), der ein erstes Zahnrad (44A) und ein zweites Zahnrad (44B) in Kämmung mit dem ersten Zahnrad (44A) aufweist; und
einen dritten Übertragungszahnradsatz (46), der ein erstes Zahnrad (46A) und ein zweites Zahnrad (46B) aufweist, das mit dem Ausgangselement (22) und einer Achsantriebsanordnung gekoppelt ist und diese antreibt;
ein erstes Verbindungselement (76) zum ständigen Verbinden des zweiten Zahnrades (42B) des ersten Zahnradsatzes (42) mit dem Hohlradelement (40C) des Planetenradsatzes (40);
ein zweites Verbindungselement (70) zum ständigen Verbinden des ersten Zahnrades (44A) des zweiten Zahnradsatzes (44) mit dem Sonnenradelement (40A) des Planetenradsatzes (40);
ein drittes Verbindungselement (78) zum ständigen Verbinden des zweiten Zahnrades (44B) des zweiten Zahnradsatzes (44) mit dem ersten Zahnrad (46A) des dritten Zahnradsatzes (46);
wobei aufeinanderfolgend der zweite Übertragungszahnradsatz (44) benachbart zu dem ersten Übertragungszahnradsatz (42) angeordnet ist, der Planetenradsatz (40) benachbart zu dem zweiten Übertragungszahnradsatz (44) angeordnet ist und die Reibkupplung (50) benachbart zu dem Planetenradsatz (40) angeordnet ist
wobei in einem Rückwärtsmodus die Reibbremse (52) eingerückt ist, und in einem Vorwärtsmodus die Reibkupplung (50) eingerückt ist.

Transmission (14) for a motor vehicle, said transmission (14) comprising:
a transmission housing (60);
an input element (20);
an output element (22);
a toroidal transmission (26) comprising a pair of drive pulleys (28, 30), a driven pulley (32) and a plurality of rolling elements (38, 39) disposed between the drive pulleys (28, 30) and the driven pulley (32) wherein the pair of drive pulleys (28, 30) are coupled to the input member (20);
a first transfer gear set (42) having a first gear (42A) which is the output disk (32) of the toroidal transmission and a second gear (42B);
a planetary gear set (40) having a sun gear member (40A), a planet carrier member (40B) and a ring gear member (40C);
a friction brake (52) configured to selectively couple the planet carrier member (40B) of the planetary gear set (40) to the transmission housing (60);
a friction clutch (50) selectively engageable to interconnect the second gear (42B) of the first transfer gear set (42) and the ring gear member (40C) of the planetary gear set (40) with the sun gear member (40A) of the planetary gear set (40);
a second transfer gear set (44) having a first gear (44A) and a second gear (44B) in mesh with the first gear (44A); and
a third transfer gear set (46) having a first gear (46A) and a second gear (46B) coupled to and driving the output member (22) and an axle drive assembly;
a first connecting member (76) for continuously connecting the second gear (42B) of the first gear set (42) to the ring gear member (40C) of the planetary gear set (40);
a second connecting member (70) for continuously connecting the first gear (44A) of the second gear set (44) to the sun gear member (40A) of the planetary gear set (40);
a third link (78) for continuously connecting the second gear (44B) of the second gear set (44) to the first gear (46A) of the third gear set (46);
sequentially arranging the second transfer gear set (44) adjacent the first transfer gear set (42), the planetary gear set (40) being located adjacent to the second transfer gear set (44), and the friction clutch (50) disposed adjacent to the planetary gear set (40)
wherein in a reverse mode, the friction brake (52) is engaged, and in a forward mode, the friction clutch (50) is engaged.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft stufenlose Getriebe. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung stufenlose Getriebe mit einem Vorwärts- und Rückwärtsmodus.The present invention relates to continuously variable transmissions. More particularly, the present invention relates to continuously variable transmissions with a forward and reverse mode.

Ein stufenloses Getriebe („CVT“) umfasst in der Regel eine Zahnradanordnung, die ein stufenloses Teilgetriebe funktional zwischen eine Drehleistungsquelle, wie etwa eine Brennkraftmaschine oder einen Elektromotor, und eine Achsantriebseinheit einkoppelt. Das stufenlose Teilgetriebe umfasst eine Drehantriebsscheibe und eine Drehabtriebsscheibe, die in der Lage sind, das Verhältnis von einer Eingangsdrehzahl zu einer Ausgangsdrehzahl (das „Übersetzungsverhältnis des stufenlosen Teilgetriebes“) stufenlos oder kontinuierlich zu verändern. Das Gesamtdrehzahlverhältnis, das durch das CVT geliefert wird, ist eine Funktion des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Teilgetriebes und der zugehörigen Zahnradanordnung. Die Abtriebsscheibe umfasst integral gebildete Zahnradzähne, die mit einem entsprechenden Zahnrad in Kämmung sind und dieses antreiben. Das Zahnrad wiederum ist funktional mit einer Ausgangswelle oder Gegenwelle gekoppelt, die funktional mit der Achsantriebseinheit gekoppelt ist.A continuously variable transmission ("CVT") typically includes a gear assembly that operatively couples a continuously variable transmission between a rotational power source, such as an internal combustion engine or an electric motor, and an axle drive unit. The continuously variable transmission includes a rotary drive pulley and a rotating pulley capable of continuously or continuously varying the ratio of an input speed to an output speed (the "speed ratio of the continuously variable transmission"). The overall speed ratio provided by the CVT is a function of the gear ratio of the continuously variable transmission and associated gear assembly. The driven pulley includes integrally formed gear teeth which mesh with and drive a corresponding gear. The gear, in turn, is operatively coupled to an output shaft or countershaft, which is operatively coupled to the final drive unit.

Aus der JP H11- 310 047 A ist ein stufenloses Getriebe für ein Kraftfahrzeug, bekannt. Das Getriebe umfasst ein Getriebegehäuse, ein Eingangselement, ein Ausgangselement und ein stufenloses Umschlingungsgetriebe. Es ist ein erster Übertragungszahnradsatz vorgesehen, der ein erstes Zahnrad, das mit der Abtriebsscheibe des Umschlingungsgetriebes gekoppelt ist, und ein zweites Zahnrad aufweist. Es ist auch ein Planetenradsatz vorgesehen, der ein Sonnenradelement, ein Doppelplanetenradträgerelement und ein Hohlradelement aufweist. Eine Reibbremse bremst das Hohlradelement des Planetenradsatzes. Es gibt einen zweiten Übertragungszahnradsatz, der ein erstes Zahnrad und ein zweites Zahnrad in Kämmung mit dem ersten Zahnrad aufweist. Eine Reibkupplung ist selektiv einrückbar ist, um das zweite Zahnrad des ersten Übertragungszahnradsatzes und das Doppelplanetenradträgerelement des Planetenradsatzes mit dem Sonnenradelement des Planetenradsatzes zu verbinden. Ein erstes Verbindungselement verbindet das zweite Zahnrad des ersten Zahnradsatzes ständig mit dem Hohlradelement des Planetenradsatzes. Ein zweites Verbindungselement verbindet das erste Zahnrad des zweiten Zahnradsatzes mit dem Sonnenradelement des Planetenradsatzes. Die Reibkupplung ist zwischen dem ersten Übertragungszahnradsatz und dem Planetenradsatz angeordnet.From the JP H11-310 047 A is a continuously variable transmission for a motor vehicle, known. The transmission comprises a transmission housing, an input element, an output element and a continuously variable transmission. There is provided a first transfer gear set having a first gear coupled to the output disk of the belt drive and a second gear. There is also provided a planetary gear set having a sun gear member, a double planet carrier member and a ring gear member. A friction brake brakes the ring gear of the planetary gear set. There is a second transfer gear set having a first gear and a second gear in mesh with the first gear. A friction clutch is selectively engageable to interconnect the second gear of the first transfer gear set and the double planet carrier member of the planetary gear set with the sun gear member of the planetary gear set. A first connecting element connects the second gear of the first gear set constantly with the ring gear member of the planetary gear set. A second connecting element connects the first gear of the second gear set with the sun gear of the planetary gear set. The friction clutch is disposed between the first transmission gear set and the planetary gear set.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein alternatives stufenlose Getriebe zur Verfügung zu stellen, das eine reduzierte axiale Länge aufweist.It is the object of the invention to provide an alternative continuously variable transmission which has a reduced axial length.

Diese Aufgabe wird durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved by a transmission with the features of claim 1.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielhaft anhand der Zeichnungen beschrieben, wobei:

1 ein Hebeldiagramm, das ein Single-Mode-Getriebe mit Toroid-Traktionsantrieb gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
2 ein schematisches Diagramm eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist.

The invention will be described below by way of example with reference to the drawings, wherein:

1 a lever diagram illustrating a toroidal traction drive single mode transmission in accordance with the principles of the present invention; and
2 FIG. 3 is a schematic diagram of a powertrain for a motor vehicle in accordance with the principles of the present invention. FIG.

Nun unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform eines Mehrganggetriebes 10 in einem Hebeldiagrammformat veranschaulicht. Ein Hebeldiagramm ist eine schematische Darstellung der Komponenten einer mechanischen Einrichtung, wie eines Automatikgetriebes. Jeder einzelne Hebel stellt ein Paar koplanare kämmende Zahnradsätze oder einen Planetenradsatz dar, wobei die grundlegenden mechanischen Komponenten des Zahnradsatzes jeweils durch einen Knoten dargestellt sind. In dem Fall eines koplanaren Zahnradsatzes, der ein Paar kämmende Zahnräder aufweist, enthält ein einziger Hebel drei Knoten: einen für das erste Zahnrad, einen, der am Getriebegehäuse angebracht ist, und einen für das zweite Zahnrad. In dem Fall eines Planetenradsatzes enthält ein einzelner Hebel drei Knoten: einen für das Sonnenrad, einen für den Planetenradträger und einen für das Hohlrad. Die relative Länge zwischen den Knoten jedes Hebels kann dazu verwendet werden, jeweils die Zahnrad/Zahnrad- oder Hohlrad/Sonnenrad-Verhältnisse jedes entsprechenden Zahnradsatzes darzustellen. Diese Hebelverhältnisse werden wiederum dazu verwendet, die Übersetzungsverhältnisse des Getriebes zu variieren, um geeignete Verhältnisse und eine geeignete Verhältnisprogression zu erreichen. Mechanische Kopplungseinrichtungen oder Verbindungen zwischen den Knoten der verschiedenen Zahnradsätze sind durch dünne, horizontale Linien veranschaulicht, und Drehmomentübertragungseinrichtungen, wie Kupplungen und Bremsen, sind als ineinander greifende Finger dargestellt. Wenn die Einrichtung eine Bremse ist, ist ein Satz der Finger festgelegt.Now referring to 1 is an embodiment of a multi-speed transmission 10 illustrated in a lever diagram format. A lever diagram is a schematic representation of the components of a mechanical device, such as an automatic transmission. Each individual lever represents a pair of coplanar meshing gear sets or a planetary gear set, wherein the basic mechanical components of the gear set are each represented by a node. In the case of a coplanar gear set having a pair of intermeshing gears, a single lever includes three nodes: one for the first gear, one attached to the gear housing, and one for the second gear. In the case of a planetary gear set, a single lever includes three nodes: one for the sun gear, one for the planet carrier and one for the ring gear. The relative length between the nodes of each lever may be used to represent each of the gear / gear or ring gear / sun gear ratios of each respective gear set. These levers are in turn used to vary the gear ratios of the transmission to achieve appropriate ratios and suitable ratio progression. Mechanical couplings or connections between the nodes of the various gear sets are illustrated by thin horizontal lines, and torque transfer devices such as clutches and brakes are shown as interdigitated fingers. If the device is a brake, a set of fingers is fixed.

Der Antriebsstrang 10 umfasst allgemein eine Kraftmaschine 12, die mit einem Getriebe 14 verbunden ist. Die Kraftmaschine 12 kann eine herkömmliche Brennkraftmaschine oder ein Elektromotor oder irgendein anderer Typ von Antriebsaggregat sein, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Die Kraftmaschine 12 führt dem Getriebe 14 durch zum Beispiel eine Flexplate oder eine andere Verbindungsvorrichtung oder eine Startvorrichtung (nicht gezeigt), wie etwa eine hydrodynamische Vorrichtung oder eine Anfahrkupplung, ein Antriebsdrehmoment zu.The powertrain 10 generally includes an engine 12 that with a gear 14 connected is. The engine 12 may be a conventional internal combustion engine or an electric motor or any other type of power plant, without departing from the scope of the present disclosure. The engine 12 leads the gearbox 14 by, for example, a flexplate or other connecting device or starter (not shown), such as a hydrodynamic device or a starting clutch, drive torque.

Das Getriebe 14 ist ein stufenloses Getriebe (CVT) das ein stufenloses Teilgetriebe vom Toroid-Typ, d.h. ein Toroidgetriebe aufweist. Allgemein gesprochen umfasst das Getriebe 14 eine Getriebeeingangswelle oder ein Getriebeeingangselement 20 und eine Getriebeausgangswelle oder ein Getriebeausgangselement 22. Zwischen die Getriebeeingangswelle 20 und die Getriebeausgangswelle 22 ist ein Getriebekasten 24 geschaltet, der ausgelegt ist, um Vorwärts- und Rückwärtsdrehzahl- oder -übersetzungsverhältnisse zwischen der Getriebeeingangswelle 20 und der Getriebeausgangswelle 22 und einem Toroidgetriebe 26 vorzusehen. Die Getriebeeingangswelle 20 ist funktional mit der Kraftmaschine 12 verbunden und nimmt Eingangsdrehmoment oder -leistung von der Kraftmaschine 12 auf. Die Getriebeausgangswelle 22 ist vorzugsweise mit einer Achsantriebseinheit (nicht gezeigt) verbunden, die z.B. eine Gelenkwelle, eine Differenzialanordnung und Antriebsachsen, die mit Rädern verbunden sind, usw. umfasst. Die Getriebeeingangswelle 20 ist mit einer Antriebsscheibe 30 des Toroidgetriebes 26 gekoppelt und liefert Antriebsdrehmoment an diese. Das Drehmoment wird von der Antriebsscheibe 30 auf eine Abtriebsscheibe 32 des Toroidgetriebes 26 übertragen.The gear 14 is a continuously variable transmission (CVT) having a toroidal type continuously variable transmission, that is, a toroidal transmission. Generally speaking, the transmission includes 14 a transmission input shaft or a transmission input element 20 and a transmission output shaft or a transmission output member 22 , Between the transmission input shaft 20 and the transmission output shaft 22 is a gear box 24 which is designed to provide forward and reverse speed or gear ratios between the transmission input shaft 20 and the transmission output shaft 22 and a toroidal gearbox 26 provided. The transmission input shaft 20 is functional with the engine 12 Connected and takes input torque or power from the engine 12 on. The transmission output shaft 22 is preferably connected to an axle drive unit (not shown), which includes, for example, a propeller shaft, a differential assembly and drive axles connected to wheels, etc. The transmission input shaft 20 is with a drive pulley 30 of the toroidal transmission 26 coupled and provides drive torque to this. The torque is from the drive pulley 30 on a driven pulley 32 of the toroidal transmission 26 transfer.

Der Getriebekasten 24 umfasst einen Planetenradsatz 40, einen ersten koplanaren Zahnradsatz 42, einen zweiten koplanaren Zahnradsatz 44, einen dritten koplanaren Zahnradsatz 46 und eine Kupplung 50 und eine Bremse 52. Der Planetenradsatz 40 umfasst einen ersten Knoten 40A, einen zweiten Knoten 40B und einen dritten Knoten 40C. Der erste koplanare Zahnradsatz 42 umfasst einen ersten Knoten 42A, einen zweiten Knoten 42B und einen dritten Knoten 42C. Der zweite koplanare Zahnradsatz 44 umfasst einen ersten Knoten 44A, einen zweiten Knoten 44B und einen dritten Knoten 44C. Der dritte koplanare Zahnradsatz 46 umfasst einen ersten Knoten 46A, einen zweiten Knoten 46B und einen dritten Knoten 46C.The gearbox 24 includes a planetary gear set 40 , a first coplanar gear set 42 , a second coplanar gear set 44 , a third coplanar gear set 46 and a clutch 50 and a brake 52 , The planetary gear set 40 includes a first node 40A , a second node 40B and a third node 40C , The first coplanar gear set 42 includes a first node 42A , a second node 42B and a third node 42C , The second coplanar gear set 44 includes a first node 44A , a second node 44B and a third node 44C , The third coplanar gear set 46 includes a first node 46A , a second node 46B and a third node 46C ,

Der erste Knoten 40A des Planetenradsatzes 40 ist mit dem ersten Knoten 44A des zweiten koplanaren Zahnradsatzes 44 gekoppelt. Der zweite Knoten 40B des Planetenradsatzes 40 ist durch die Bremse 52 selektiv mit einem Getriebegehäuse 60 gekoppelt. Der dritte Knoten 40C des Planetenradsatzes 40 ist mit einem zweiten Knoten 42B des ersten koplanaren Zahnradsatzes 42 gekoppelt. Der erste Knoten 42A des ersten koplanaren Zahnradsatzes 42 steht mit der Antriebsscheibe 30 des Toroidgetriebes 26 in Verbindung. Der zweite Knoten 44B des zweiten koplanaren Zahnradsatzes 44 ist mit dem ersten Knoten 46A des dritten koplanaren Zahnradsatzes 46 gekoppelt. Der zweite Knoten 46B des dritten koplanaren Zahnradsatzes 46 ist mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 gekoppelt. Kupplung 50 verbindet den ersten Knoten 40A des Planetenradsatzes 40 und den ersten Knoten 44A des zweiten koplanaren Zahnradsatzes 44 selektiv mit dem dritten Knoten 40C des Planetenradsatzes 40 und dem zweiten Knoten 42B des ersten koplanaren Zahnradsatzes 42.The first node 40A of the planetary gear set 40 is with the first node 44A of the second coplanar gear set 44 coupled. The second node 40B of the planetary gear set 40 is through the brake 52 selectively with a gearbox 60 coupled. The third node 40C of the planetary gear set 40 is with a second node 42B of the first coplanar gear set 42 coupled. The first node 42A of the first coplanar gear set 42 stands with the drive pulley 30 of the toroidal transmission 26 in connection. The second node 44B of the second coplanar gear set 44 is with the first node 46A of the third coplanar gear set 46 coupled. The second node 46B of the third coplanar gear set 46 is with the output shaft or the output element 22 coupled. clutch 50 connects the first node 40A of the planetary gear set 40 and the first node 44A of the second coplanar gear set 44 selectively with the third node 40C of the planetary gear set 40 and the second node 42B of the first coplanar gear set 42 ,

Nun unter Bezugnahme auf 2 stellt ein Prinzipdiagramm ein schematisches Layout des Mehrganggetriebes 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In 2 wird die Nummerierung aus dem Hebeldiagramm von 1 übernommen. Die Kupplung, Bremse und Kopplungseinrichtungen sind entsprechend dargestellt, wohingegen die Knoten der Planeten- und koplanaren Zahnradsätze nun als Komponenten wie etwa erstes und zweites Zahnrad, Sonnenrad, Hohlrad, Planetenräder und Planetenradträger erscheinen.Now referring to 2 a principle diagram shows a schematic layout of the multi-speed transmission 10 in accordance with the present invention 2 the numbering is taken from the lever diagram of 1 accepted. The coupling, brake and coupling devices are illustrated accordingly, whereas the nodes of the planetary and coplanar gear sets now appear as components such as first and second gears, sun gear, ring gear, planetary gears and planetary gear carriers.

Die erste Antriebsscheibe 28 des Toroidgetriebes 26 umfasst eine torusförmige Außenfläche oder einen ersten Antriebslaufring 28A, und die zweite Antriebsscheibe 30 umfasst eine torusförmige Außenfläche oder einen zweiten Antriebslaufring 30A. Zwischen dem ersten und zweiten Antriebslaufring 28A, 30A ist eine Abtriebsscheibe 32 angeordnet. Die Abtriebsscheibe 32 umfasst eine torusförmige Außenfläche oder einen ersten Abtriebslaufring 32A und eine torusförmige Außenfläche oder einen zweiten Abtriebslaufring 32B. Der erste Abtriebslaufring 32A ist gegenüber dem ersten Antriebslaufring 28A angeordnet, und der zweite Abtriebslaufring 32B ist gegenüber dem zweiten Antriebslaufring 30A angeordnet. Der erste Antriebslaufring 28A und der erste Abtriebslaufring 32A arbeiten zusammen, um einen ersten torusförmigen Hohlraum 34 zu definieren, und der zweite Antriebslaufring 30A und der zweite Abtriebslaufring 32B arbeiten zusammen, um einen zweiten torusförmigen Hohlraum 36 zu definieren. Jegliche der Scheiben 28, 30 und 32 teilen sich eine gemeinsame Drehachse, die durch eine Toroidgetriebewelle 37 definiert ist. Die Toroidgetriebewelle 37 ist funktional mit der Getriebeeingangswelle 20 verbunden und nimmt daher Antriebsdrehmoment von der Kraftmaschine 12 auf. Die Antriebsscheiben 28 und 30 sind rotatorisch mit der Toroidgetriebewelle 37 gekoppelt und übertragen Antriebsdrehmoment auf die Abtriebsscheibe 32 über mehrere Wälzkörper 38 und 39.The first drive pulley 28 of the toroidal transmission 26 includes a toroidal outer surface or a first drive race 28A , and the second drive pulley 30 includes a toroidal outer surface or a second drive race 30A , Between the first and second drive race 28A . 30A is a driven pulley 32 arranged. The driven pulley 32 includes a toroidal outer surface or a first output race 32A and a toroidal outer surface or a second output race 32B , The first output race 32A is opposite the first drive race 28A arranged, and the second output race 32B is opposite the second drive race 30A arranged. The first drive race 28A and the first output race 32A work together to create a first toroidal cavity 34 to define, and the second drive race 30A and the second output race 32B work together to create a second toroidal cavity 36 define. Any of the discs 28 . 30 and 32 share a common axis of rotation, passing through a Toroidgetriebewelle 37 is defined. The toroidal gear shaft 37 is functional with the transmission input shaft 20 connected and therefore takes drive torque from the engine 12 on. The drive pulleys 28 and 30 are rotatory with the toroidal gear shaft 37 coupled and transmit drive torque to the driven pulley 32 over several rolling elements 38 and 39 ,

Zum Beispiel umfasst der erste Hohlraum 34 die mehreren Wälzkörper 38, und der zweite Hohlraum 36 umfasst die mehreren Wälzkörper 39. In der Regel umfassen die jeweiligen der ersten und zweiten Hohlräume 34 und 36 zwei oder drei Wälzkörper 38 und 39, obwohl festzustellen ist, dass jede beliebige Zahl von Wälzkörpern angewandt werden kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Jeder der Wälzkörper 38, 39 ist zur Drehung um eine Wälzkörperachse montiert und wälzt auf den torusförmigen Laufringen 28A, 32A, 32B und 30A seiner zugehörigen Antriebs- und Abtriebsscheiben 28, 30 und 32 ab, um Drehmoment von den Antriebsscheiben 28 und 30 auf die Abtriebsscheibe 32 zu übertragen. Änderungen im Drehmomentverhältnis des Toroidgetriebes werden durch Präzession der Wälzkörper 38, 39 erreicht, so dass die Achse der Wälzkörper sich drehen kann, um die Neigung der Wälzkörperachse zu der Achse des Toroidgetriebes zu verändern. Präzession der Wälzkörper 38, 39 führt zu Änderungen der Radien der Wege, denen die Wälzkörper 38, 39 auf den Laufringen 28A, 32A, 32B und 30A folgen, und führt somit zu einer Änderung des Antriebsverhältnisses zwischen den Antriebsscheiben 28 und 30 und der Abtriebsscheibe 32. Die Abtriebsscheibe 32 ist mit dem ersten Zahnrad 42A des ersten koplanaren Zahnradsatzes 42 gekoppelt.For example, the first cavity comprises 34 the several rolling elements 38 , and the second cavity 36 includes the plurality of rolling elements 39 , As a rule, the respective ones of the first and second cavities comprise 34 and 36 two or three rolling elements 38 and 39 although it is clear that each any number of rolling elements can be applied without departing from the scope of the present invention. Each of the rolling elements 38 . 39 is mounted for rotation about a rolling element axis and rolls on the toroidal races 28A . 32A . 32B and 30A its associated drive and driven pulleys 28 . 30 and 32 down to torque from the drive pulleys 28 and 30 on the driven pulley 32 transferred to. Changes in the torque ratio of the toroidal transmission are due to precession of the rolling elements 38 . 39 is reached so that the axis of the rolling elements can rotate to change the inclination of the Wälzkörperachse to the axis of the Toroidgetriebes. Precession of the rolling elements 38 . 39 leads to changes in the radii of the paths that the rolling elements 38 . 39 on the races 28A . 32A . 32B and 30A follow, and thus leads to a change in the drive ratio between the drive pulleys 28 and 30 and the driven pulley 32 , The driven pulley 32 is with the first gear 42A of the first coplanar gear set 42 coupled.

Der Getriebekasten 24 umfasst einen Planetenradsatz 40. Der Planetenradsatz 40 weist ein Sonnenradelement 40A, ein Planetenradträgerelement 40B und ein Hohlradelement 40C auf. Das Sonnenradelement 40A ist zur gemeinsamen Rotation mit einer ersten Welle oder einem ersten Verbindungselement 70 und einer zweiten Welle oder einem zweiten Verbindungselement 72 verbunden. Das Planetenradträgerelement 40B ist mit einer dritten Welle oder einem dritten Verbindungselement 74 gekoppelt und lagert einen Satz Planetenräder 40D drehbar, der ausgelegt ist, um mit sowohl dem Sonnenradelement 40A als auch dem Hohlradelement 40C zu kämmen. Das Hohlradelement 40C ist mit einer vierten Welle oder einem vierten Verbindungselement 76 verbunden.The gearbox 24 includes a planetary gear set 40 , The planetary gear set 40 has a sun gear element 40A , a Planetenradträgerelement 40B and a ring gear member 40C on. The sun gear element 40A is for common rotation with a first shaft or a first connecting element 70 and a second shaft or a second connecting element 72 connected. The planet carrier element 40B is with a third shaft or a third connecting element 74 coupled and stored a set planetary gears 40D rotatable, which is adapted to engage with both the sun gear member 40A as well as the ring gear member 40C to comb. The ring gear element 40C is with a fourth shaft or a fourth connecting element 76 connected.

Der erste koplanare Zahnradsatz 42 umfasst ein erstes Zahnrad 42A und ein zweites Zahnrad 42B. Das erste Zahnrad 42A ist in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad 42B. Das erste Zahnrad 42A ist die Abtriebsscheibe 32 des Toroidgetriebes 26. Das zweite Zahnrad 42B ist mit der vierten Welle oder dem vierten Verbindungselement 76 verbunden.The first coplanar gear set 42 includes a first gear 42A and a second gear 42B , The first gear 42A is in mesh with the second gear 42B , The first gear 42A is the driven pulley 32 of the toroidal transmission 26 , The second gear 42B is with the fourth shaft or the fourth connecting element 76 connected.

Der zweite koplanare Zahnradsatz 44 umfasst ein erstes Zahnrad 44A und ein zweites Zahnrad 44B. Das erste Zahnrad 44A ist in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad 44B. In der vorliegenden Ausführungsform ist das erste Zahnrad 44A mit der ersten Welle oder dem ersten Verbindungselement 70 verbunden. Das zweite Zahnrad 44B ist mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 78 verbunden.The second coplanar gear set 44 includes a first gear 44A and a second gear 44B , The first gear 44A is in mesh with the second gear 44B , In the present embodiment, the first gear is 44A with the first shaft or the first connecting element 70 connected. The second gear 44B is with the fifth shaft or the fifth connecting element 78 connected.

Der dritte koplanare Zahnradsatz 46 umfasst ein erstes Zahnrad 46A und ein zweites Zahnrad 46B. Das erste Zahnrad 46A ist in Kämmung mit dem zweiten Zahnrad 46B. Das erste Zahnrad 46A ist mit der fünften Welle oder dem fünften Verbindungselement 78 verbunden. Das zweite Zahnrad 46B ist mit der Ausgangswelle oder dem Ausgangselement 22 verbunden.The third coplanar gear set 46 includes a first gear 46A and a second gear 46B , The first gear 46A is in mesh with the second gear 46B , The first gear 46A is with the fifth shaft or the fifth connecting element 78 connected. The second gear 46B is with the output shaft or the output element 22 connected.

Die Kupplung 50 koppelt das Sonnenradelement 40A und das erste Zahnrad 44A des zweiten koplanaren Zahnradsatzes 44 selektiv mit dem Hohlradelement 40C und dem zweiten Zahnrad 42B des ersten koplanaren Zahnradsatzes 42. Die Bremse 52 koppelt die dritte Welle oder das dritte Verbindungselement 74 selektiv mit dem Getriebegehäuse 60. Die Kupplung 50 wird aktiviert, um einen Vorwärtsmodus in Eingriff zu bringen, und die Bremse 52 wird aktiviert, um einen Rückwärtsmodus des Getriebes 14 in Eingriff zu bringen.The coupling 50 couples the sun gear element 40A and the first gear 44A of the second coplanar gear set 44 selectively with the ring gear member 40C and the second gear 42B of the first coplanar gear set 42 , The brake 52 couples the third shaft or the third connecting element 74 selectively with the gearbox 60 , The coupling 50 is activated to engage a forward mode and the brake 52 is activated to a reverse mode of the transmission 14 to engage.

In dem Rückwärtsmodus ist die Bremse 52 eingerückt, um das Planetenradträgerelement 40B feststehend zu halten. Eingangsdrehmoment wird von dem Toroidgetriebe 26 durch den ersten koplanaren Zahnradsatz 42 auf das Hohlradelement 40C über die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 76 übertragen. Ausgangsdrehmoment wird von dem Hohlradelement 40C über Planetenräder 40D auf das Sonnenradelement 40A, das mit dem zweiten koplanaren Zahnradsatz 44 verbunden ist, über die erste Verbindungswelle oder das erste Verbindungselement 70 und dann auf den dritten koplanaren Zahnradsatz 46 über die fünfte Verbindungswelle oder das fünfte Verbindungselement 78 übertragen. Bremse 52 ist gemäß der vorliegenden Erfindung als Band- oder Plattenkupplung ausgelegt.In the reverse mode, the brake is on 52 indented to the Planetenradträgerelement 40B to keep it stationary. Input torque is from the toroidal transmission 26 through the first coplanar gear set 42 on the ring gear 40C via the fourth shaft or the fourth connecting element 76 transfer. Output torque is from the ring gear member 40C about planet wheels 40D on the sun gear element 40A that with the second coplanar gear set 44 is connected, via the first connecting shaft or the first connecting element 70 and then on the third coplanar gear set 46 via the fifth connecting shaft or the fifth connecting element 78 transfer. brake 52 is designed according to the present invention as a tape or disk clutch.

Wenn das Getriebe 14 in dem Vorwärtsmodus betrieben wird, wird die Kupplung 50 eingerückt, um das zweite Zahnrad 42B des ersten koplanaren Zahnradsatzes 42 und das Hohlradelement 40C mit dem Sonnenradelement 40A und dem ersten Zahnrad 44A des zweiten koplanaren Zahnradsatzes 44 zu verbinden. Eingangsdrehmoment wird von dem Toroidgetriebe 26 durch den ersten koplanaren Zahnradsatz 42 auf das Hohlradelement 40C über die vierte Welle oder das vierte Verbindungselement 76 übertragen. Ausgangsdrehmoment wird von dem ersten Zahnrad 44A des zweiten koplanaren Zahnradsatzes 44 auf den dritten koplanaren Zahnradsatz 46 über die erste Verbindungswelle oder das erste Verbindungselement 70 und dann auf den dritten koplanaren Zahnradsatz 46 über die fünfte Verbindungswelle oder das fünfte Verbindungselement 78 übertragen.If the transmission 14 is operated in the forward mode, the clutch is 50 Engaged to the second gear 42B of the first coplanar gear set 42 and the ring gear member 40C with the sun gear element 40A and the first gear 44A of the second coplanar gear set 44 connect to. Input torque is from the toroidal transmission 26 through the first coplanar gear set 42 on the ring gear 40C via the fourth shaft or the fourth connecting element 76 transfer. Output torque is from the first gear 44A of the second coplanar gear set 44 on the third coplanar gear set 46 via the first connecting shaft or the first connecting element 70 and then on the third coplanar gear set 46 via the fifth connecting shaft or the fifth connecting element 78 transfer.

Ein besonders vorteilhaftes Merkmal des Getriebekastens 24 ist, dass der Getriebekasten 24 eine reduzierte axiale Länge entlang einer Achse „A“, die mit der vierten Verbindungswelle oder dem vierten Verbindungselement 76 zusammenfällt, aufweist. Daher ist leicht zu sehen, dass die Verwendung des Getriebekastens 24 die Packfähigkeit des Getriebes gegenüber der Verwendung von herkömmlichen Getriebekästen stark erweitert. Darüber hinaus ermöglicht der vorgesehene einzige einfache Planetenradsatz 40, dass der Getriebekasten 24 ein reduzierte Masse und reduzierte Herstellungskosten verglichen mit herkömmlichen CVT-Getrieben hat.A particularly advantageous feature of the gearbox 24 is that the gear box 24 a reduced axial length along an axis " A ", With the fourth connecting shaft or the fourth connecting element 76 coincides. Therefore, it is easy to see that the use of the gearbox 24 greatly expanded the packability of the transmission over the use of conventional gearboxes. In addition, the envisaged only allows simple planetary gear set 40 that the gearbox 24 has a reduced mass and reduced manufacturing costs compared to conventional CVT transmissions.