DE102013210321A1

DE102013210321A1 - Achsgetriebesystem mit variabler Übersetzung

Info

Publication number: DE102013210321A1
Application number: DE102013210321.2A
Authority: DE
Inventors: Franz Kurth
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-12-04

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Achsgetriebesystem zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang, mit einer CVT-Getriebestufe die ein Eingangsrad, ein Ausgangsrad und ein das Eingangsrad und das Ausgangsrad mit einem einstellbar veränderbaren Übersetzungsverhältnis koppelndes Zugmittel aufweist, einem Achsdifferential mit einer ersten Getriebestufe die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad umfasst, und einer zweiten Getriebestufe die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad umfasst, wobei das Ausgangsrad der CVT-Getriebestufe gleichachsig zum ersten Sonnenrad der ersten Getriebestufe angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung richtet sich auf ein Achsgetriebesystem zur Aufteilung der seitens einer Antriebseinrichtung bereitgestellten und über einen Leistungseingang zugeführten Antriebsleistung auf einen ersten und einen zweiten Leistungsausgang, wobei innerhalb des Achsgetriebesystems eine Übersetzung erfolgt, so dass der Leistungsabgriff an den beiden Leistungsausgängen auf einem gegenüber der Antriebsdrehzahl am Leistungseingang reduzierten Ausgangsdrehzahlniveau erfolgt.
Aus DE 195 15 790 A1 ist ein Achsgetriebesystem der vorgenannten Art bekannt. Dieses umfasst eine sog. CVT-Getriebestufe, eine Stirnradstufe und ein Achsdifferential. Die CVT-Getriebestufe ist über ein Überbrückungsgetriebe mit einem vorgeschalteten Wandler gekoppelt, wobei über dieses Überbrückungsgetriebe eine direkte, d.h. nicht übersetzte Koppelung des Wandlers mit dem Eingang des CVT-Getriebes sowie eine übersetzte Koppelung mit dem Eingangsrad des CVT-Getriebes ermöglicht wird. Die CVT-Getriebestufe selbst ist derart aufgebaut, dass diese neben einem Eingangsrad auch ein Ausgangsrad umfasst. Das Eingangsrad und das Ausgangsrad sind über ein Zugmittel miteinander gekoppelt. Das Eingangsrad und das Ausgangsrad sind in an sich bekannter Weise als mehrteilige Riemenscheiben ausgebildet die durch entsprechende axiale Positionierung ihrer Schulterscheiben eine gegensätzliche Veränderung der Arbeitsradien und damit des effektiven Übersetzungsverhältnisses ermöglichen. Das am Ausgang des CVT-Getriebes, d.h. am Ausgangsrad anliegende Drehmoment wird über ein zweistufiges Stirnradgetriebe auf den Umlaufträger eines Kegelraddifferentiales geführt. Über dieses Kegelraddifferential erfolgt eine symmetrische Verzweigung des Leistungsflusses auf eine linke, bzw. eine rechte Radantriebswelle.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Achsgetriebesystem für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, das sich durch einen kostengünstig realisierbaren, und kompakten Aufbau auszeichnet und dessen Gesamtübersetzung vorteilhaft auf die momentanen Betriebsbedingungen eines entsprechenden Kraftfahrzeuges abstimmbar ist.
Erfindungsgemäße Lösung
Die vorangehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Achsgetriebesystem zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang, mit:

– einer CVT-Getriebestufe die ein Eingangsrad, ein Ausgangsrad und ein das Eingangsrad und das Ausgangsrad mit einem einstellbar veränderbaren Übersetzungsverhältnis koppelndes Zugmittel aufweist,
– einem Achsdifferential mit einer ersten Getriebestufe die ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetensatz, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad umfasst, und
– einer zweiten Getriebestufe die ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetensatz, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad umfasst, wobei
– das Ausgangsrad der CVT-Getriebestufe gleichachsig zum ersten Sonnenrad der ersten Getriebestufe angeordnet ist.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein Achsgetriebesystem für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen leichten Personenkraftwagen zu schaffen, bei welchem die kinematische Zusammenführung eines Achsdifferentiales mit eigener Übersetzungswirkung und eines Getriebes mit stufenlos veränderbarem Übersetzungsverhältnis unter geringem Bauraumbedarf erfolgt und zudem unmittelbar über das Differentialgetriebe eine Drehzahlreduktion bzw. eine Momentenerhöhung realisiert werden kann. Auf die im eingangs genannten Stand der Technik vorgesehene Stirnradstufe kann damit verzichtet werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das an das Ausgangsrad des CVT-Getriebes angebundene Differentialgetriebe derart aufgebaut, dass über die erste Planetengetriebestufe eine Leistungsverzweigung auf den ersten Leistungsausgang und auf die zweite Planetenstufe bewerkstelligt wird.
Der Aufbau des Getriebesystems, insbesondere der ersten Planetengetriebestufe kann so getroffen sein, dass Ausgangsrad des CVT-Getriebes das Sonnerad der ersten Planetengetriebestufe treibt. Bei einem entsprechenden Aufbau der ersten Planetengetriebestufe kann diese mit der zweiten Planetengetriebestufe durch Koppelung des ersten Hohlrades der ersten Stufe mit dem zweiten Sonnenrad der zweiten Stufe gekoppelt werden. Alternativ hierzu kann jedoch die Koppelung der ersten Planetengetriebestufe mit der zweiten Planetengetriebestufe auch durch Koppelung des ersten Planetenträgers mit dem zweiten Hohlrad bewerkstelligt werden, oder auch durch Koppelung der beiden Hohlräder bewerkstelligt werden.
Die Anbindung des ersten Leistungsausganges an die erste Planetengetriebestufe und die Anbindung des zweiten Leistungsausganges an die zweite Planetengetriebestufe wird vorzugsweise bewerkstelligt, indem der erste Leistungsausgang drehfest an den ersten Planetenträger (d.i. Planetenträger der ersten Planetenstufe) angebunden ist und der zweite Leistungsausgang drehfest an das zweite Hohlrad (d.i. Hohlrad der zweiten Planetenstufe) angebunden ist.
Wie nachfolgend noch vertieft ausgeführt werden wird, ist es in vorteilhafter Weise möglich, wenigstens einen der Planetensätze der ersten oder der zweiten Planetengetriebestufe als Stufenplanetensatz auszubilden. Hierdurch wird es insbesondere möglich, die Relativdrehzahlen der Planeten erheblich zu reduzieren.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Getriebesystem dabei derart gestaltet, dass der erste Leistungsausgang eine erste Abtriebswelle umfasst, die koaxial durch das erste Sonnenrad und durch das Ausgangsrad des CVT-Getriebes hindurchgeführt ist. Das erste Sonnenrad und das CVT-Ausgangsrad können hierbei über eine Lageranordnung, insbesondere eine Wälzlageranordnung auf der ersten Abtriebswelle gelagert sein.
Der zweite Leistungsausgang umfasst vorzugsweise eine zweite Abtriebswelle die drehfest an das zweite Hohlrad der zweiten Planetengetriebestufe angebunden ist. Über diese zweite Abtriebswelle kann ein Lagerzapfen bereitgestellt werden, über welchen das zweite Hohlrad radial gelagert werden kann. Das zweite Hohlrad kann zudem auch im Getriebegehäuse, oder an dem stationär festgelegten zweiten Planetenträger gelagert werden.
Die erste Planetenstufe fungiert als echtes Umlaufrädergetriebe das eine Leistungsverzweigung auf den ersten Planetenträger und das erste Hohlrad bewerkstelligt. Die zweite Planetenstufe fungiert aufgrund der Festlegung des Planetenträgers an sich als Stirnrad-Wendegetriebe mit einer Übersetzungswirkung „ins Langsame“.
Die erste Planetengetriebestufe und die zweite Planetengetriebestufe können derart gestaltet werden, dass diese identische Standübersetzungen aufweisen. Hierbei wird es in vorteilhafter Weise möglich, die beiden Sonnenräder, die Planetenräder der beiden Planetenradsätze und ggf. auch die beiden Hohlräder als zumindest hinsichtlich der entsprechenden Zahngeometrien und Teilkreisdurchmesser baugleiche Komponenten zu fertigen. Es ist jedoch auch möglich, die erste Planetengetriebestufe und die zweite Planetengetriebestufe derart zu gestalten, dass diese unterschiedliche Standübersetzungen aufweisen.
Durch die Ausbildung des ersten Planetensatzes und vorzugsweise auch des zweiten Planetensatzes als sog. Stufenplanetensatz ergibt sich eine Reduktion der Eigenrotationsfrequenz der Planetenräder. Die jeweiligen Planetenräder bilden dabei einen ersten Stirnradabschnitt und einen zweiten, hinsichtlich seines Teilkreisdurchmessers größeren Stirnradabschnitt. Der jeweils hinsichtlich seines Teilkreisdurchmessers kleinere Stirnradkranz des jeweiligen Stufenplaneten steht dann mit dem jenem Planetensatz zugeordneten Sonnenrad und der hinsichtlich seines Durchmessers größere Stirnradkranz mit dem jenem Planetensatz zugeordneten Hohlrad in Eingriff.
Die beiden Stufenplanetensätze sowie die beiden Hohlräder sind auch hier wiederum vorzugsweise so ausgelegt, dass diese im entsprechenden Radialschnitt hinsichtlich ihrer Verzahnungsgeometrie gleichartig ausgebildet sind.
Kurzbeschreibung der Figuren
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigt:
1 eine Schemadarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getriebesystems bei welchem das Ausgangsrad eines CVT-Getriebes gleichachsig zur Hauptachse eines als wälzendes, ins Langsame übersetzendes Achsdifferentiales angeordnet ist;
2 eine Schemadarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getriebesystems, zur Veranschaulichung des Aufbaus einer ersten Vatriante des als wälzendes Differential ausgeführten Achsdifferentiales;
3 eine Schemadarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getriebesystems, wobei im Bereich des wälzenden Differentiales die Koppelung der beiden Planetengetriebestufen durch Koppelung des ersten Hohlrades mit dem zweiten Sonnenrad bewerkstelligt wird;
4 eine Schemadarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getriebesystems, wobei im Bereich des wälzenden Differentiales die Koppelung der beiden Planetengetriebestufen durch Koppelung des ersten Hohlrades mit dem zweiten Sonnenrad bewerkstelligt, und wobei die Planeten der Planetensätze als sog. Stufenplaneten ausgeführt sind;
5 eine Schemadarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getriebesystems, wobei im Bereich des wälzenden Differentiales die Koppelung der beiden Planetengetriebestufen durch Koppelung des ersten Planetenträgers mit dem zweiten Hohlrad bewerkstelligt wird;
6 eine Schemadarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getriebesystems, wobei im Bereich des wälzenden Differentiales wiederum die Koppelung der beiden Planetengetriebestufen durch Koppelung des ersten Planetenträgers mit dem zweiten Hohlrad bewerkstelligt und zudem die Planeten der Planetensätze als sog. Stufenplaneten ausgeführt sind;
7 eine Schemadarstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getriebesystems, wobei im Bereich des wälzenden Differentiales wobei die Koppelung der beiden Planetengetriebestufen durch Koppelung des ersten Sonnenrades mit dem zweiten Sonnenrad bewerkstelligt wird und das erste Hohlrad der ersten Planetenstufe über das Vorschaltgetriebe angetrieben wird;
8 eine Schemadarstellung eines siebten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getriebesystems, wobei im Bereich des wälzenden Differentiales wobei die Koppelung der beiden Planetengetriebestufen durch Koppelung des ersten Sonnenrades mit dem zweiten Sonnenrad bewerkstelligt wird und das erste Hohlrad der ersten Planetenstufe über das Vorschaltgetriebe angetrieben wird und zudem die Planeten der ersten Planetenstufe als sog. Stufenplaneten ausgeführt sind.
Ausführliche Beschreibung der Figuren
Die Darstellung nach 1 zeigt eine unter Einschluss eines erfindungsgemäßen Achsgetriebesystems gebildete Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug. Diese Antriebseinheit umfasst eine Brennkraftmaschine BK, einen Wandler W, eine Umkehrstufe U, ein sog. CVT-Getriebe CVT und ein Achsdifferential DG zur Verzweigung der über das CVT-Getriebe CVT geführten Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang O1, OS1, O2, OS2.
Die CVT-Getriebestufe CVT ist derart aufgebaut, dass diese ein Eingangsrad 10, ein Ausgangsrad 11 und ein das Eingangsrad 10 und das Ausgangsrad 11 mit einem einstellbar veränderbaren Übersetzungsverhältnis koppelndes Zugmittel 12 aufweist. Das Eingangsrad 10 und das Ausgangsrad 11 sind in an sich bekannter Weise derart mehrteilig aufgebaut dass durch axiales Auseinanderrücken, oder Aneinanderrücken der Scheibenflansche 10, 10b, 11a, 11b die Angriffsradien des Zugmittels 12 an den Rädern 10, 11 gegensätzlich verändert werden können. Hierdurch wird es möglich das Übersetzungsverhältnis stufenlos zu verändern.
Das Achsdifferential PG ist als sog. wälzendes Differential aufgebaut, bei welchem auch bei Geradeausfahrt innerhalb des Leistungsverzweigungsweges die entsprechenden Zahnradpaare aneinander abwälzen. Das Achsdifferential PG realisiert dabei neben der Leistungsverzweigung auch eine Übersetzung ins Langsame, bzw. bewirkt eine Drehmomentenerhöhung. Spezielle bevorzugte Bauformen dieses Achsdifferentiales werden in Verbindung mit den 2 bis 8 vertieft beschrieben.
Grundsätzlich ist das hier vorgesehene Achsdifferential PG so aufgebaut, dass dieses einer erste Getriebestufe S1 und eine zweite Getriebestufe S2 aufweist. Die erste Getriebestufe S1 dient der Leistungsverzweigung und ist als Überlagerungsgetriebe ausgeführt. Dieses Überlagerungsgetriebe umfasst ein Sonnenrad 1 (vgl. 2 bis 8). Das Ausgangsrad 11 der CVT-Getriebestufe CVT ist gleichachsig zum ersten Sonnenrad 1 der ersten Getriebestufe S1 angeordnet. Die erste Radantriebswelle OS1 ist koaxial durch das Ausgangsrad 11 der CVT-Getriebestufe CVT hindurchgeführt. Das erste Sonnenrad der ersten Getriebestufe S1 definiert eine Hauptachse X des Differentialgetriebes. Das Abtriebsrad 11 dieses CVT-Getriebes CVT ist koaxial zu jener Hauptachse angeordnet. Die Ausgangswelle O1 ist durch das Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes CVT koaxial hindurchgeführt.
In 2 ist der innere Aufbau des als wälzendes Differential ausgeführtem Achsdifferentials PG veranschaulicht. Das Achsdifferential PG umfasst eine erste Getriebestufe S1 die ein erstes Sonnenrad 1, einen ersten Planetensatz P, einen ersten Planetenträger C1 und ein erstes Hohlrad 2 aufweist. Weiterhin umfasst das Achsdifferential PG eine zweite Getriebestufe S2 die ein zweites Sonnenrad 1', einen zweiten Planetensatz P', einen zweiten Planetenträger C2 und ein zweites Hohlrad 2' aufweist. Der Antrieb der ersten Getriebestufe erfolgt über das Ausgangsrad 11 der CVT-Getriebestufe das gleichachsig zum ersten Sonnenrad 1 der ersten Getriebestufe S1 angeordnet ist.
Das Ausgangsrad 11 bildet wie in Verbindung mit 1 bereits angesprochen Teil eines CVT-Getriebes, d.h. eines Zugmittelgetriebes mit stufenlos veränderbarem Übersetzungsverhältnis. Die Einstellung des Übersetzungsverhältnisses erfolgt indem die Axialpositionen der Scheibenflansche 11a, 11b entsprechend festgelegt werden und damit der Angriffsradius r des Zugmittels 12 eingestellt wird.
Die erste Getriebestufe S1 dient der Leistungsverzweigung auf die erste Ausgangswelle O1 und die zweite Getriebestufe S2. Die zweite Getriebestufe S2 dient der Angleichung des Drehmoments der Ausgangswelle O2 an das Drehmoment der ersten Ausgangswelle O1. Die Koppelung der beiden Getriebestufen S1, S2 erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel über die beiden Hohlräder 2, 2'. Der Leistungstransfer zu der ersten Ausgangswelle erfolgt über den ersten Planetenträger C1. der Antrieb der ersten Planetenstufe S1 erfolgt über das erste Sonnenrad 1 derselben. Dieses Sonnenrad 1 ist über einen Hohlwellenzapfen 4 direkt mit dem Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes CVT gekoppelt.
Der Leistungstransfer zu der zweiten Ausgangswelle erfolgt über das zweite Sonnenrad 1' der zweiten Getriebestufe S2. Diese Getriebestufe S2 kann so ausgeführt sein, dass diese in der Art einer Planetengetriebestufe mit festgelegtem Planetenträger C2 ausgebildet ist. An sich ist die zweite Getriebestufe S2 eine Stirnradstufe die hier einen Stufenplaneten P´ aufweist. Dieser Stufenplanet bildet einen Zahnkranz mit großem Teilkreisdurchmesser und einen drehfest mit letzterem gekoppelten Zahnkranz mit kleinerem Durchmesser. Der größere Zahnkranz greift von innen her in das zweite Hohlrad ein. Der hinsichtlich seines Teilkreisdurchmessers kleinere Zahnkranz greift in das zweite Sonnenrad 1' ein.
Das Sonnenrad 1 und das erste Hohlrad 2 der ersten Getriebestufe S1 definieren eine Getriebehauptachse X. Das Abtriebsrad 11 des CVT-Getriebses CVT ist zu dieser Hauptachse X koaxial angeordnet. Die Ausgangswelle OS1 ist durch das Abtriebsrad 11 hindurch geführt.
Die Darstellung nach 3 zeigt in Form einer Schemadarstellung ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Getriebesystems das hier als Achsgetriebe für ein Kraftfahrzeug ausgeführt ist. Dieses erfindungsgemäße Getriebesystem dient der Verzweigung der an einem Ausgangsrad des CVT-Getriebes anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang O1, O2. Das Getriebesystem umfasst eine erste Planetengetriebestufe S1 die aus einem ersten Sonnenrad 1, einem ersten Planetensatz P, einem ersten Planetenträger C1 und einem ersten Hohlrad 2 besteht. Das Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes ist koaxial zur Hauptachse der ersten Planetengetriebestufe S1 angeordnet. Die Ausgangswelle O1 ist durch das Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes CVT hindurchgeführt.
Das Getriebesystem umfasst weiterhin eine zweite Planetenstufe S2 die ein zweites Sonnenrad 1', einen zweiten Planetensatz P´, einen zweiten Planetenträger C2 und ein zweites Hohlrad 2' aufweist. Das erste Sonnenrad 1 fungiert als Leistungseingang der ersten Planetenstufe S1. Das erste Hohlrad 2 ist mit dem zweiten Sonnenrad 1' drehfest gekoppelt. Der zweite Planetenträger C2 ist stationär festgelegt und der erste Planetenträger C1 treibt den ersten Leistungsausgang O1. Das zweite Hohlrad 2' treibt den zweiten Leistungsausgang O2 direkt. Über die erste Planetengetriebestufe S1 wird insoweit eine Leistungsverzweigung auf den ersten Leistungsausgang OS1 und auf die zweite Planetenstufe S2 bewerkstelligt.
Der erste Leistungsausgang O1 umfasst eine erste Abtriebswelle OS1, die koaxial durch das Abtriebsrad 11 und erste Sonnenrad 1 hindurchgeführt ist. Der zweite Leistungsausgang O2 umfasst eine zweite Abtriebswelle OS2 die drehfest an das zweite Hohlrad 2' angebunden ist. Die erste Planetengetriebestufe S1 und die zweite Planetengetriebestufe S2 sind hier derart gestaltet, dass diese identische Standübersetzungen aufweisen. Dies ermöglicht es, das Vorschaltgetriebe PG, sowie beide Planetengetriebestufen S1, S2 unter Rückgriffnahme auf weitgehend baugleiche Komponenten zu fertigen.
Alternativ zu der hier gezeigten Ausführungsform der beiden Planetengetriebestufen S1, S2 mit gleichen Standübersetzungsverhältnissen ist es auch möglich, diese beiden Planetengetriebestufen S1, S2 derart unterschiedlich auszubilden, dass diese unterschiedliche Standübersetzungen liefern.
Das hier gezeigte Getriebesystem ist als Achsgetriebe für ein Kraftfahrzeug ausgelegt. Die beiden Abtriebswellen OS1, OS2 führen zu einem linken, bzw. einem rechten Antriebsrad einer Fahrzeugachse. Das Getriebesystem kann insbesondere auch als Verteilergetriebe bei einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, zur Aufteilung der Antriebsleistung auf eine vordere und eine hintere Fahrzeugachse.
Der Antrieb des ersten Sonnenrades S1 erfolgt über einen Hohlwellenzapfen 4. Dieser Hohlwellenzapfen 4 wird über das Ausgangsrad 11 angetrieben. Das erste Sonnerad 1 greift in die Planeten P1 des ersten Planetensatzes P ein. Diese ersten Planeten P1 sind auf dem ersten Planetenträger C1 gelagert. Der erste Planetenträger C1 ist starr, d.h. drehfest mit der ersten Ausgangswelle OS1 gekoppelt. Die ersten Planeten P1 wälzen in dem ersten Hohlrad 2 ab. Das erste Hohlrad 2 ist in dem hier nicht näher gezeigten Getriebegehäuse drehbar gelagert und starr, d.h. drehfest mit dem zweiten Sonnenrad S1' gekoppelt. Das erste Hohlrad 2 und das zweite Sonnerad S1' können durch Abschnitte eines glockenartigen Integralteils gefertigt werden. Es ist aber auch möglich, am ersten Hohlrad 2 eine Anschlussstruktur auszubilden die als solche eine drehfeste Anbindung des zweiten Sonnerades S1' ermöglicht. Diese Anschlussstruktur kann so gestaltet sein, dass diese auch zur Anschlussgeometrie der zweiten Abtriebswelle OS2 kompatibel ist. In diesem Falle können dann die beiden Hohlräder 2, 2' baugleich ausgeführt sein, oder zumindest aus weitgehend gleichartigen Ausgangskomponenten gefertigt werden.
Das zweite Sonnenrad 1' greift in die zweiten Planeten P1' der zweiten Getriebestufe S2 ein. Diese zweiten Planeten P1' sind an einem Planetenträger C2 gelagert. Dieser Planetenträger C2 ist im Getriebegehäuse drehfest gesichert. Die zweiten Planeten P1' greifen von innen her in das zweite Hohlrad 2' ein. Dieses zweite Hohlrad 2' ist im Getriebegehäuse drehbar gelagert und drehfest mit der zweiten Abtriebswelle OS2 gekoppelt.
Die erste Getriebestufe S1 fungiert als Verzweigungsgetriebe und stellt ein echtes Überlagerungsgetriebesystem dar. Die zweite Getriebestufe S2 fungiert als Wendegetriebe und ist in diesem Falle an sich eine Stirnradstufe mit einer der Anzahl der Planeten P1' entsprechenden Zahl an parallelen Kraftübertragungswegen zwischen dem zweiten Sonnerad 1' und dem zweiten Hohlrad 2'. Kinematisch betrachtet fungiert die zweite Getriebestufe S2 als einfaches Stirnradgetriebe das die hinsichtlich der Ausgangsdrehmomente ungleiche Verzweigungswirkung der ersten Getriebestufe S1 kompensiert.
Bei dem dargestellten Getriebesystem ist die Auslegung so getroffen, dass die beiden Teilgetriebestufen S1, S2 identische Abwälzverhältnisse aufweisen, d.h. die Hohlräder gleiche Teilkreisdurchmesser aufweisen, die Sonnenräder gleiche Teilkreisdurchmesser aufweisen und auch die Planetenräder gleiche Teilkreisdurchmesser aufweisen. Wenn z.B. alle Standübersetzungen auf den Wert –1,62 gesetzt sind, können die beiden Getriebestufen mit hohem Gleichteilegrad realisiert werden.
In 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines als Achsgetriebe ausgelegten, erfindungsgemäßen Getriebesystems dargestellt. 4 zeigt hierbei wiederum eine Prinzipskizze der Erfindung. Das Antriebsdrehmoment wird über das Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes CVT direkt auf das Eingangsrad 5 und damit zum Sonnenrad 1 der ersten Getriebestufe S1 übertragen.
Die als Überlagerungsgetriebe ausgeführte erste Getriebestufe S1 des wälzenden Differentials dient auch hier der Leistungsteilung. Die Zuleitung der Antriebsleistung zu der zweiten Getriebestufe S1 erfolgt hier in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 durch Antrieb des Sonnenrades 1 der ersten Planetengetriebestufe S1. Die am ersten Sonnenrad 1 anliegende Antriebsleistung wird (zumindest bei Geradeausfahrt) zu gleichen Teilen auf den Planetenträger C1 und das erste Hohlrad 2 aufgeteilt. Da das erste Hohlrad 2 und der Planetenträger C1 des Überlagerungsgetriebes S1 zwar gleiche Leistungen jedoch unterschiedliche Drehmomente führen bedarf es eines durch die zweite Getriebestufe S2 realisierten weiteren Wendegetriebes, um letztlich gleiche Drehmomente an den Abtriebswellen OS1, OS2 zu erzeugen. Die Standübersetzungen der beiden Planetengetriebestufen S1, S2 sind daher voneinander abhängig.
Im Gegensatz zum Aufbau nach 3 weisen die Planetengetriebestufen S1, S2 nunmehr gestuft ausgeführte Planetenräder P, P' auf. Jedes Planetenrad P, P' umfasst jeweils einen hinsichtlich seines Durchmessers kleineren Stirnradkranz P1, P1' und einen hinsichtlich seines Teilkreisdurchmessers größeren Stirnradkranz P2, P2', wobei der hinsichtlich seines Teilkreisdurchmessers kleinere Stirnradkranz P1, P1' des jeweiligen Stufenplaneten mit dem jenem Planetensatz S1, S2 zugeordneten Sonnenrad 1, 1' und der hinsichtlich seines Durchmessers größere Stirnradkranz P2, P2' mit dem jenem Planetensatz S1, S2 zugeordneten Hohlrad 2, 2' in Eingriff steht.
Die beiden Getriebestufen S1, S2 sind hier so gestaltet, dass diese im entsprechenden Radialschnitt hinsichtlich ihrer Verzahnungsgeometrie gleichartig ausgebildete Stufenplaneten P, P´ aufweisen. Auch die beiden Hohlräder 2, 2' sind im Radialschnitt hinsichtlich ihrer Verzahnungsgeometrie baugleich ausgebildet.
Die Stufung der Planeten P, P' ist zwar im Hinblick auf die Gesamtübersetzurig nicht nötig, jedoch wird die Teilübersetzung zwischen Planet und Sonne bzw. zwischen Planet und Hohlrad derart geändert dass kleinere Planetenrelativdrehzahlen auftreten. Hierdurch werden gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach 1 die Planetenrelativdrehzahlen mit den exemplarisch gewählten Zähnezahlen von 13.600 U/min auf ca. 6.300 U/min im Überlagerungsgetriebe S1 gesenkt und von 5200 U/min auf 2400 U/min im Wendegetriebe S2. Somit wird ein erweiterter Betriebsbereich bzgl. der Höchstgeschwindigkeit erreicht.
Die Darstellung nach 5 zeigt in Form einer Schemadarstellung ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Achsgetriebes für ein Kraftfahrzeug. 5 zeigt hierbei wiederum eine Prinzipskizze der Erfindung. Das Antriebsdrehmoment wird analog zum Aufbau nach 4 über das Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes über einen Hohlwellenzapfen 4 auf das auf das Sonnenrad 1 der ersten Planetenstufe S1 übertragen. Für den Aufbau des CVT-Getriebes CVT gelten die Ausführungen zu den 1 und 2 sinngemäß. Abweichend von den Ausführungsbeispielen nach den 1 bis 4 mäß. Abweichend von den Ausführungsbeispielen nach den 1 bis 4 ergibt sich bei dem hier gezeigten System eine Drehrichtungsumkehr. Diesem Umstand ist durch entsprechende Drehrichtungsfestlegung auf der Seite des Leistungseingangs, d.h. durch geeignete Festlegung der Drehrichtung des Motors, oder durch Einbindung einer Zwischenstufe Rechnung zu tragen.
Das erfindungsgemäße Getriebesystem dient der Verzweigung der am Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes CVT anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang O1, O2. Das Getriebesystem umfasst neben dem bereits genannten CVT-Getriebe CVT wiederum eine erste Planetengetriebestufe S1 die ein erstes Sonnenrad 1, einen ersten Planetensatz P, ersten einen ersten Planetenträger C1 und ein erstes Hohlrad 2 aufweist.
Das Getriebesystem umfasst weiterhin eine zweite Planetenstufe S2 die ein zweites Sonnenrad 1', einen zweiten Planetensatz P', einen zweiten Planetenträger C2 und ein zweites Hohlrad 2' umfasst. Das erste Sonnenrad 1 fungiert als Leistungseingang der ersten Planetengetriebestufe S1. Diese Variante zeichnet sich neben der direkten Anbindung des Ausgangsrades 11 des CVT-Getriebes CVT dadurch aus, dass der erste Planetenträger C1 mit dem zweiten Hohlrad 2' drehfest gekoppelt ist und der zweite Planetenträger C2 stationär festgelegt ist. Zudem treibt das erste Hohlrad 2 den ersten Leistungsausgang O1 und das zweite Sonnenrad 1' treibt direkt den zweiten Leistungsausgang O2.
Der erste Leistungsausgang O1 umfasst eine erste Abtriebswelle OS1, die koaxial durch das erste Sonnenrad 1 hindurchgeführt ist. Der zweite Leistungsausgang O2 umfasst eine zweite Abtriebswelle OS2 die drehfest an das zweite Sonnenrad 1' angebunden ist. Die erste Planetengetriebestufe S1 und die zweite Planetengetriebestufe S2 sind hier derart gestaltet, dass diese identische Standübersetzungen aufweisen. Dies ermöglicht es hier beide Planetengetriebestufen S1, S2 unter Rückgriffnahme auf baugleiche Komponenten zu fertigen.
Alternativ zu der hier gezeigten Ausführungsform der beiden Planetengetriebestufen S1, S2 mit gleichen Standübersetzungsverhältnissen ist es jedoch auch möglich, diese beiden Planetengetriebestufen S1, S2 derart unterschiedlich auszubilden, dass diese unterschiedliche Standübersetzungen liefern.
Der Antrieb des ersten Sonnenrades S1 erfolgt über einen Hohlwellenzapfen 4. Dieser Hohlwellenzapfen 4 wird über das Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes angetrieben. Das den Leistungseingang des CVT-Getriebes darstellende Eingangsrad 12 ist hier als mehrteilige Riemenscheibe mit veränderbarem Laufflanschabstand ausgebildet. Das Eingangsrad wird wie bereits bezüglich 1 ausgeführt über einen Wandler, oder auch über einen elektromechanischen Antrieb angetrieben.
Das erste Sonnerad 1 der ersten Planetengetriebestufe S1 greift in die Planeten P1 des ersten Planetensatzes P ein. Diese ersten Planeten P1 sind auf dem ersten Planetenträger C1 gelagert. Der erste Planetenträger C1 ist starr, d.h. drehfest mit dem zweiten Hohlrad 2' gekoppelt. Die ersten Planeten P1 wälzen in dem ersten Hohlrad 2 ab. Das erste Hohlrad 2 ist mit der Ausgangswelle OS1 starr, d.h. drehfest gekoppelt.
Das zweite Sonnenrad 1' greift in die zweiten Planeten P1' der zweiten Getriebestufe S2 ein. Diese zweiten Planeten P1' sind an einem Planetenträger C2 gelagert. Dieser Planetenträger C2 ist im Getriebegehäuse drehfest gesichert. Die zweiten Planeten P1' greifen von innen her in das zweite Hohlrad 2' ein. Dieses zweite Hohlrad 2' ist im Getriebegehäuse drehbar gelagert und wie bereits angesprochen, drehfest mit dem ersten Planetenträger C1 gekoppelt.
Die erste Getriebestufe S1 fungiert als Verzweigungsgetriebe und stellt ein echtes Getriebesystem dar. Die zweite Getriebestufe S2 fungiert als Wendegetriebe und ist in diesem Falle an sich eine Stirnradstufe mit einer der Anzahl der Planeten P1' entsprechenden Zahl an parallelen Kraftübertragungswegen zwischen dem zweiten Hohlrad 2' und dem zweiten Sonnerad 1'. Kinematisch betrachtet fungiert die zweite Getriebestufe S2 als einfaches Stirnradgetriebe das die hinsichtlich der Ausgangsdrehmomente ungleiche Verzweigungswirkung der ersten Getriebestufe S1 kompensiert.
Wird die Standübersetzung in beiden Planetengetrieben zu –1.62 gewählt, so ergibt sich eine Gesamtübersetzung von –3,24. Die beiden Getriebestufen S1, S2 können somit identisch ausgeführt werden, wodurch eine sehr einfache Konstruktion realisiert wird.
Werden die Standübersetzungen unterschiedlich gewählt, so sind höhere und auch niedrigere Gesamtübersetzungen möglich. Folglich können nicht alle Teile der beiden Getriebe gleich ausgeführt werden.
Bei der gezeigten Variante ergeben sich relativ hohe Planetendrehzahlen. Bei relativ kleinen Standübersetzungen werden vorzugsweise kleine Planetenräder eingesetzt. Bei einer Achsdrehzahl von 1.000 U/min ergibt sich dann beispielsweise eine Planetenrelativdrehzahl von ca. 5.200 U/min im Überlagerungsgetriebe sowie von 3.200 U/min im Wendegetriebe, weshalb vorzugsweise ein Einsatz bei Kraftfahrzeugen mit moderater Höchstgeschwindigkeit erfolgt.
Das erfindungsgemäße Getriebesystem nach 5 eignet sich insbesondere als Achsantrieb für Pkw's mit negativer Final-Drive-Übersetzung, sowie für den Einsatz bei Kraftfahrzeugen in Verbindung mit elektrischen Antriebssystemen.
In 6 ist eine fünfte bevorzugte Ausführungsform eines als Achsgetriebe ausgelegten erfindungsgemäßen Getriebesystems dargestellt das hier in gleicher Weise wie die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ein hinsichtlich seines Übersetzungsverhältnisses stufenlos variables CVT-Getriebe CVT umfasst. 6 zeigt hierbei wiederum eine Prinzipskizze der Erfindung. Das Antriebsdrehmoment wird analog zum Aufbau nach den 4 und 5 über das Zugmittel 12 auf das Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes übertragen. Diese Riemenscheibe 11 ist koaxial zur Hauptachse X des Differentialgetriebes PG angeordnet. Auch hier ergibt sich abweichend von den Ausführungsbeispielen nach den 1 bis 4 eine Drehrichtungsumkehr. Diesem Umstand ist wiederum durch entsprechende Drehrichtungsfestlegung auf der Seite des Leistungseingangs, d.h. durch geeignete Festlegung der Drehrichtung des Motors, oder durch Einbindung einer Zwischenstufe Rechnung zu tragen.
Das erfindungsgemäße Getriebesystem dient im Kern der hinsichtlich der Gesamtübersetzung stufenlos veränderbaren, drehmomentsymmetrischen Verzweigung der an einem Leistungseingang MD anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang O1, O2. Die als Überlagerungsgetriebe ausgeführte erste Getriebestufe S1 des wälzenden Differentials dient der Leistungsteilung. Die Antriebsleistung des ersten Sonnenrades 1 wird auf den Planetenträger C1 und das erste Hohlrad 2 aufgeteilt. Da das erste Hohlrad 2 und der Planetenträger C1 des Überlagerungsgetriebes S1 unterschiedliche Drehmomente führen bedarf es eines durch die zweite Getriebestufe S2 realisierten weiteren Wendegetriebes, um letztlich gleiche Drehmomente an den Abtriebswellen OS1, OS2 zu erzeugen. Die Standübersetzungen der beiden Planetengetriebestufen S1, S2 sind daher voneinander abhängig.
Im Gegensatz zum Aufbau nach 5 weisen die Planetengetriebestufen S1, S2 nunmehr gestuft ausgeführte Planetenräder P, P' auf. Jedes Planetenrad P, P' umfasst jeweils einen hinsichtlich seines Durchmessers kleineren Stirnradkranz P1, P1' und einen hinsichtlich seines Teilkreisdurchmessers größeren Stirnradkranz P2, P2', wobei der hinsichtlich seines Teilkreisdurchmessers kleinere Stirnradkranz P1, P1' des jeweiligen Stufenplaneten mit dem jenem Planetensatz S1, S2 zugeordneten Sonnenrad 1, 1' und der hinsichtlich seines Durchmessers größere Stirnradkranz P2, P2' mit dem jenem Planetensatz S1, S2 zugeordneten Hohlrad 2, 2' in Eingriff steht.
Die beiden Getriebestufen S1, S2 sind hier so gestaltet, dass diese im entsprechenden Radialschnitt hinsichtlich ihrer Verzahnungsgeometrie gleichartig ausgebildete Stufenplaneten P, P' aufweisen. Auch die beiden Hohlräder 2, 2' sind im Radialschnitt hinsichtlich ihrer Verzahnungsgeometrie baugleich ausgebildet.
Die Stufung der Planeten P, P' ist zwar im Hinblick auf die Gesamtübersetzung nicht nötig, jedoch wird die Teilübersetzung zwischen Planet und Sonne bzw. zwischen Planet und Hohlrad derart geändert dass kleinere Planetenrelativdrehzahlen auftreten. Hierdurch werden gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach 1 die Planetenrelativdrehzahlen mit den exemplarisch gewählten Zähnezahlen von 5.200 U/min auf ca. 2.400 U/min im Überlagerungsgetriebe S1 gesenkt und von 3.200 U/min auf 1.500 U/min im Wendegetriebe S2. Somit wird ein erweiterter Betriebsbereich bzgl. der Höchstgeschwindigkeit erreicht.
Die Erfindung betrifft im Kern ein Differential in der Bauform als miteinander gekoppelte. wälzende Planetengetriebe (sog. wälzendes Differential). Die Einheit stellt eine Kombination aus Differential, CVT-Getriebe und Final-Drive-Übersetzungsstufe dar.
Die Darstellung nach 7 zeigt in Form einer Schemadarstellung ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Getriebesystems das hier wiederum als Achsgetriebe für ein Kraftfahrzeug ausgeführt ist. Dieses erfindungsgemäße Getriebesystem dient der Verzweigung der über das CVT-Getriebe CVT geführten Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang O1, O2. Das Getriebesystem umfasst neben dem CVT-Getriebe eine erste Planetengetriebestufe S1 die ein erstes Sonnenrad 1, einen ersten Planetensatz P, ersten einen ersten Planetenträger C1 und ein erstes Hohlrad 2 umfasst.
Das Getriebesystem umfasst weiterhin eine zweite Planetenstufe S2 die ein zweites Sonnenrad 1', einen zweiten Planetensatz P´, einen zweiten Planetenträger C2 und ein zweites Hohlrad 2' umfasst. Das erste Hohlrad 2 fungiert als Leistungseingang. Das erfindungsgemäße Getriebesystem zeichnet sich neben der speziellen Anbindung des CVT-Getriebes CVT direkt an die erste Getriebestufe S1 auch dadurch aus, dass das erste Sonnenrad 1 mit dem zweiten Sonnenrad 1' drehfest gekoppelt ist und der zweite Planetenträger C2 stationär festgelegt ist. Zudem treibt der erste Planetenträger C1 den ersten Leistungsausgang O1 und das zweite Hohlrad 2' treibt direkt den zweiten Leistungsausgang O2.
Das Ausgangsrad 20 des CVT Getriebes ist gleichachsig zum ersten Sonnenrad 1 angeordnet und treibt hier jedoch direkt das Hohlrad 2 der ersten Getriebestufe S1 an. Die Laufscheibe 11b des Abtriebsrades 11 des CVT-Getriebes CVT kann ggf. integral mit dem Hohlrad 2 ausgebildet werden, so dass eine tiefe axiale Schachtelung erreicht wird.
Der erste Leistungsausgang O1 umfasst eine erste Abtriebswelle OS1, die gleichachsig zur zweiten Abtriebswelle OS2 angeordnet ist. Letztere ist wie bereits ausgeführt drehfest an das zweite Hohlrad 2' angebunden, ggf. mit diesem zu einer in sich starren Struktur vereinigt. Die erste Planetengetriebestufe S1 und die zweite Planetengetriebestufe S2 sind weitgehend unter Rückgriffnahme auf baugleiche Ausgangs-Komponenten gefertigt.
Alternativ zu der hier gezeigten Ausführungsform der beiden Planetengetriebestufen S1, S2 mit unterschiedlichen Standübersetzungsverhältnissen ist es auch möglich, diese beiden Planetengetriebestufen S1, S2 derart auszubilden, dass diese zumindest annähernd gleiche Standübersetzungen liefern. Insgesamt sind die Standübersetzungen vorzugsweise so abgestimmt, dass sich an den Ausgangswellen OS1, OS2 gleiche Drehmomente ergeben.
Das hier gezeigte Getriebesystem ist als Achsgetriebe für ein Kraftfahrzeug ausgelegt. Die beiden Abtriebswellen OS1, OS2 führen zu einem linken, bzw. einem rechten Antriebsrad einer Fahrzeugachse. Das Getriebesystem kann insbesondere auch als Verteilergetriebe bei einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, zur Aufteilung der Antriebsleistung auf eine vordere und eine hintere Fahrzeugachse.
Der Antrieb des ersten Hohlrades 2 erfolgt über das Ausgangsrad 11 des CVT-Getriebes. Die Planeten P1 des ersten Planetensatzes P greifen in das erste Sonnerad 1 ein. Diese ersten Planeten P1 sind auf dem ersten Planetenträger C1 gelagert. Der erste Planetenträger C1 ist drehbar gelagert und dabei starr, d.h. drehfest mit der ersten Ausgangswelle OS1 gekoppelt. Die ersten Planeten P1 wälzen in dem ersten Hohlrad 2 ab. Das erste Hohlrad 2 stellt den Leistungseingang der ersten Getriebestufe S1 dar und wird über das CVT-Getriebe angetrieben.
Das zweite Sonnenrad 1' greift in die zweiten Planeten P1' der zweiten Getriebestufe S2 ein. Diese zweiten Planeten P1' sind an einem Planetenträger C2 gelagert. Dieser Planetenträger C2 ist im Getriebegehäuse drehfest gesichert. Die zweiten Planeten P1' greifen von innen her in das zweite Hohlrad 2' ein. Dieses zweite Hohlrad 2' ist im Getriebegehäuse drehbar gelagert und drehfest mit der zweiten Abtriebswelle OS2 gekoppelt.
Die erste Getriebestufe S1 fungiert als Verzweigungsgetriebe und stellt ein echtes Getriebesystem dar. Die zweite Getriebestufe S2 fungiert als Wendegetriebe und ist in diesem Falle an sich eine Stirnradstufe mit einer der Anzahl der Planeten P1' entsprechenden Zahl an parallelen Kraftübertragungswegen zwischen dem zweiten Sonnerad 1' und dem zweiten Hohlrad 2'. Kinematisch betrachtet fungiert die zweite Getriebestufe S2 als einfaches Stirnradgetriebe das die hinsichtlich der Ausgangsdrehmomente ungleiche Verzweigungswirkung der ersten Getriebestufe S1 kompensiert.
Wie aus der in die Darstellung beispielhaft eingebundenen Tabelle ersichtlich, können die beiden Getriebestufen hinsichtlich ihrer Standübersetzungen so ausgelegt sein, dass diese unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse aufweisen. Das Übersetzungsverhältnis der ersten Getriebestufe S1 ist dabei einerseits negativ und zudem betragsmäßig kleiner als das Übersetzungsverhältnis der zweiten Getriebestufe S2. Insgesamt ist die Auslegung jedoch so getroffen, dass sich auf die Ausgangswellen OS1, OS2 eine symmetrische Momentenaufteilung ergibt. Insgesamt wird das Getriebe vorzugsweise so ausgelegt, dass sich nur eine relativ geringe Achsübersetzung insbesondere im Bereich von 1,6 bis 3 ergibt. Insbesondere Ausführungsformen mit höheren Achsübersetzungen eignen sich in besonderem Maße als Achsgetriebe für elektromechanische Antriebe.
Wird die Standübersetzung des Überlagerungsgetriebes S1 zu –2,00 (–3,00) und die des Wendegetriebes S2 zu –3,00 (–4,00) gewählt, so ergibt sich eine Gesamtübersetzung von +3,00 (+2,66). Das Überlagerungsgetriebe S1 kann zumindest teilweise innerhalb der Schaltkupplung SK angeordnet werden, was zu einer kurzen axialen Baulänge führt.
In 8 ist eine siebte bevorzugte Ausführungsform eines als Achsgetriebe ausgelegten erfindungsgemäßen Getriebesystems dargestellt. 8 zeigt hierbei wiederum eine Prinzipskizze der Erfindung. Auch dieses erfindungsgemäße Getriebesystem dient der Verzweigung der über das CVT-Getriebe CVT geführten Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang O1, O2. Das Getriebesystem umfasst neben der CVT-Getriebestufe CVT eine erste Planetengetriebestufe S1 die ein erstes Sonnenrad 1, einen ersten Planetensatz P, ersten einen ersten Planetenträger C1 und ein erstes Hohlrad 2.
Das Getriebesystem umfasst weiterhin eine zweite Planetenstufe S2 die ein zweites Sonnenrad 1', einen zweiten Planetensatz P', einen zweiten Planetenträger C2 und ein zweites Hohlrad 2' umfasst. Das erste Hohlrad 2 fungiert als Leistungseingang der ersten Getriebestufe S1. Das erfindungsgemäße Getriebesystem zeichnet sich neben der speziellen Anbindung der CVT-Getriebestufe dadurch aus, dass das erste Sonnenrad 1 mit dem zweiten Sonnenrad 1' drehfest gekoppelt ist und der zweite Planetenträger C2 stationär festgelegt ist. Zudem treibt der erste Planetenträger C1 den ersten Leistungsausgang O1 und das zweite Hohlrad 2' treibt direkt den zweiten Leistungsausgang O2.
Das CVT-Getriebe CVT ist derart ausgeführt, dass dessen Ausgangsrad 11 den Leistungseingang der ersten Getriebestufe S1 direkt treibt.
Im Gegensatz zum Aufbau nach 7 weist die Planetengetriebestufe S1 nunmehr gestuft ausgeführte Planetenräder P auf. Jedes Planetenrad P umfasst jeweils einen hinsichtlich seines Durchmessers kleineren Stirnradkranz P1 und einen hinsichtlich seines Teilkreisdurchmessers größeren Stirnradkranz P2, wobei der hinsichtlich seines Teilkreisdurchmessers kleinere Stirnradkranz P1 des jeweiligen Stufenplaneten P mit dem, dem Planetensatz S1 zugeordneten Sonnenrad 1 in Eingriff steht, und der hinsichtlich seines Durchmessers größere Stirnradkranz P2, mit dem ihm zugeordneten Hohlrad 2 in Eingriff steht. Die Stufung der Planeten P, ist zwar im Hinblick auf die Gesamtübersetzung nicht nötig, jedoch wird die Teilübersetzung zwischen Planet und Sonne bzw. zwischen Planet und Hohlrad derart geändert dass kleinere Planetenrelativdrehzahlen auftreten. Hierdurch werden gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach 5 die Planetenrelativdrehzahlen gesenkt. Somit wird ein erweiterter Betriebsbereich bzgl. der Höchstgeschwindigkeit erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19515790 A1 [0002]

Claims

Achsgetriebesystem zur Verzweigung der an einem Leistungseingang anliegenden Antriebsleistung auf einen ersten und auf einen zweiten Leistungsausgang (O1, O2), mit: – einer CVT-Getriebestufe (CVT) die ein Eingangsrad (10), ein Ausgangsrad (11) und ein das Eingangsrad (10) und das Ausgangsrad (12) mit einem einstellbar veränderbaren Übersetzungsverhältnis koppelndes Zugmittel (12) aufweist, – einem Achsdifferential (PG) mit einer ersten Getriebestufe (S1) die ein erstes Sonnenrad (1), einen ersten Planetensatz (P), einen ersten Planetenträger (C1) und ein erstes Hohlrad (2) umfasst, und – einer zweiten Getriebestufe (S2) die ein zweites Sonnenrad (1'), einen zweiten Planetensatz (P'), einen zweiten Planetenträger (C2) und ein zweites Hohlrad (2') umfasst, wobei – das Ausgangsrad (11) der CVT-Getriebestufe (CVT) gleichachsig zur Umlaufachse des ersten Sonnenrades (1) der ersten Getriebestufe (S1) angeordnet ist.
Getriebesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, über die erste Planetengetriebestufe (S1) eine Leistungsverzweigung auf den ersten Leistungsausgang (O1) und auf die zweite Planetenstufe (S2) bewerkstelligt wird.
Getriebesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsrad (11) des CVT-Getriebes (CVT) den Leistungseingang der ersten Planetengetriebestufe (S1) direkt treibt.
Getriebesystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelung der ersten Planetengetriebestufe (S1) mit der zweiten Planetengetriebestufe (S2) durch Koppelung des ersten Hohlrades (2) mit dem zweiten Hohlrad (2') bewerkstelligt wird.
Getriebesystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelung der ersten Planetengetriebestufe (S1) mit der zweiten Planetengetriebestufe (S2) durch Koppelung des ersten Hohlrades (2) mit dem zweiten Sonnenrad (1') bewerkstelligt wird.
Getriebesystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelung der ersten Planetengetriebestufe (S1) mit der zweiten Planetengetriebestufe (S2) durch Koppelung des ersten Planetenträgers (C1) mit dem zweiten Hohlrad (2') bewerkstelligt wird.
Getriebesystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsrad (11) des CVT-Getriebes (CVT) das erste Sonnenrad (1) der ersten Planetengetriebestufe (S1) direkt treibt.
Getriebesystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsrad (11) des CVT-Getriebes (CVT) das Hohlrad (2) der ersten Planetengetriebestufe (S1) direkt treibt.
Getriebesystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leistungsausgang (O1) drehfest an den ersten Planetenträger (C1) angebunden ist und dass der zweite Leistungsausgang (O2) drehfest an das zweite Hohlrad (2') angebunden ist.
Getriebesystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsrad (10) des CVT-Getriebes (CVT) gleichachsig zur Kurbelwellenachse (XK) einer Brennkraftmaschine (BK) angeordnet ist.