DE10218356A1

DE10218356A1 - Wechselgetriebeanordnung für Fahrzeuge mit einem stufenlosen Toroidgetriebe, einem Planetenräder-Umkehrgetriebe und einem Planetenräder-Summengetriebe

Info

Publication number: DE10218356A1
Application number: DE2002118356
Authority: DE
Inventors: Steffen Henzler
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2003-11-06

Abstract

Bei einer Wechselgetriebeanordnung für Fahrzeuge mit einem stufenlosen Toroidgetriebe, einem gegenläufigen Drehsinn festlegenden Planetenräder-Umkehrgetriebe und einem Planetenräder-Summengetriebe sind ein zu einer Eingangswelle drehfest angeordnetes toroidales Zentralrad mit einem Getriebeglied des Summengetriebes sowie ein abtriebsseitiges toroidales Zentralrad mit einem Getriebeglied des Umkehrgetriebes getrieblich verbunden. Das gegenläufige andere Getriebeglied des Umkehrgetriebes wie auch eine Ausgangswelle weisen jeweils mit einem der anderen Getriebeglieder des Summengetriebes eine Antriebsverbindung auf. Das Summengetriebe ist als Koppelgetriebe ausgebildet, bei welchem je ein ausgangsseitiges Getriebeglied zur Bildung eines Übersetzungsbereiches mit höheren und eines Übersetzungsbereiches mit niedrigeren Gesamtübersetzungen wahlweise durch jeweils ein zugehöriges Schaltmittel mit der Ausgangswelle in Antriebsverbindung bringbar ist. Die Teilübersetzungen von Toroidgetriebe, Umkehrgetriebe und Summengetriebe sind so aufeinander abgestimmt, daß bei einer Umschaltung im eingerückten Zustand des dem momentanen Übersetzungsbereich zugehörigen Schaltmittels das Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Eingangswelle und der Drehzahl des dem angrenzenden neuen Übersetzungsbereich zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes gleich dem signifikanten Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle und der Drehzahl des dem neuen Übersetzungsbereich ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselgetriebeanordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einer bekannten Wechselgetriebeanordnung der gattungsgemäßen Art (US 6,213,907 B1) sind im Kraftfluß zwischen einer Eingangswelle und einer koaxialen Ausgangswelle unter koaxialer Ausrichtung ihrer Zentralachsen zur Eingangswelle ein nach dem Zwei-Kammer-Prinzip ausgebildetes stufenloses Toroidgetriebe, ein räumlich zwischen den Getriebekammern des Toroidgetriebes untergebrachtes Planetenräder-Umkehrgetriebe sowie ein Planetenräder- Summengetriebe vorgesehen, wobei das letztere an dem der Ausgangswelle zugekehrten Getriebeende des Toroidgetriebes angeordnet ist. Das gleichen Drehsinn zwischen den abtriebsseitigen Zentralrädern des Toridgetriebes einerseits und der Eingangswelle andererseits herstellende Umkehrgetriebe weist einen mit den abtriebsseitigen Zentralrädern drehfest verbundenen Planetenträger auf, an welchem aus miteinander kämmenden Einzelplaneten bestehende Doppelplaneten gelagert sind. Ein mit den radial innen angeordneten Einzelplaneten der Doppelplaneten kämmendes inneres Zentralrad ist durch eine als Hohlwelle ausgebildete und von der Eingangswelle durchsetzte konzentrische Zwischenwelle - wie auch die Eingangswelle selbst - mit dem jeweils zugehörigen eingangsseitigen Getriebeglied des Summengetriebes verbunden, dessen ausgangsseitiges Getriebeglied mit der Ausgangswelle in Antriebsverbindung bringbar ist. Ein mit den radial außen angeordneten Einzelplaneten der Doppelplaneten des Umkehrgetriebes kämmendes äußeres Zentralrad ist an einem trommelförmigen axialen Gehäuseeinsatz undrehbar festgelegt, welcher konzentrisch zur Eingangswelle angeordnet und mit seinem einen Stirnende an einer radialen Abschlußwand eines die einzelnen Getriebekomponenten der Wechselgetriebeanordnung aufnehmenden Getriebegehäuses bewegungsfest eingespannt ist. Bei dieser bekannten Wechselgetriebeanordnung sind die Teilübersetzungen von Umkehr- und Summengetriebe so aufeinander abgestimmt, daß durch eine bestimmte Teilübersetzung des Toroidgetriebes die bekannte geared-neutral-condition realisiert ist, bei welcher die Drehzahl der Ausgangswelle Null ist, wenn letztere antriebsmäßig mit der mit positiven Drehzahlen größer Null drehenden Eingangswelle verbundenen ist. Durch die Ausbildung des Summengetriebes als ein einfaches dreigliedriges Planetengetriebe ist jedoch insgesamt nur ein einziger Übersetzungsbereich für die Getriebegesamtübersetzung gegeben.

Aus der EP 1 026 424 A2 ist eine gattungsfremde Wechselgetriebeanordnung bekannt, bei welcher im Kraftfluß zwischen einer Eingangswelle und einer koaxialen Ausgangswelle unter koaxialer Ausrichtung ihrer Zentralachsen zur Eingangswelle ein nach dem Zwei-Kammer-Prinzip ausgebildetes stufenloses Toroidgetriebe, ein als Koppelgetriebe ausgebildetes Planetenräder-Summengetriebe und ein Planetenräder-Umkehrgetriebe angeordnet sind. Im Toroidgetriebe sind die beiden axial zwischen den beiden antriebsseitigen toroidalen Zentralrädern angeordneten abtriebsseitigen toroidalen Zentralräder durch eine als Hohlwelle ausgebildete und von der Eingangswelle durchsetzte Zwischenwelle mit dem einen eingangsseitigen Getriebeglied des Summengetriebes in Form eines inneren Zentralrades drehfest verbunden. Das Summengetriebe weist einen Planetenträger auf, an welchem Doppel-Planeten gelagert sind, die jeweils aus miteinander kämmenden längeren Haupt-Planetenrädern und kürzeren Neben- Planetenrädern bestehen. Die Haupt-Planetenräder sind jeweils als Stufenplanet ausgebildet, mit dessem die größere Zähnezahl aufweisenden Zahnkranz sowohl das eingangsseitige innere Zentralrad als auch das Neben-Planetenrad kämmen. Der Planetenträger des Summengetriebes, welcher ein zweites eingangsseitiges Getriebeglied bildet, ist sowohl mit der mit dem einen antriebsseitigen toroidalen Zentralrad unmittelbar gekuppelten Eingangswelle wie auch mit dem zweiten antriebsseitigen toroidalen Zentralrad jeweils unmittelbar und drehfest verbunden. Das Summengetriebe weist zwei ausgangsseitige Getriebeglieder auf, und zwar ein mit den Neben-Planetenrädern kämmendes äußeres Zentralrad - welches durch eine zugehörige Schaltkupplung über den Planetenträger des Umkehrgetriebes mit der Ausgangswelle kuppelbar ist - und ein jeweils mit dem die kleinere Zähnezahl aufweisenden Zahnkranz der Haupt-Planetenräder kämmendes inneres Zentralrad, das durch eine zugehörige Schaltkupplung mit einem inneren Zentralrad des Umkehrgetriebes kuppelbar ist. An dem Planetenträger des Umkehrgetriebes sind aus miteinander kämmenden Einzel-Planeten bestehende Doppel-Planeten gelagert, von denen die radial inneren Einzel-Planeten mit dem inneren Zentralrad und die radial äußeren Einzel-Planeten mit einem durch eine zugehörige Schaltbremse undrehbar festlegbaren äußeren Zentralrad kämmen. Die Ausgangswelle ist - wie ausgeführt - mit dem Planetenträger des Umkehrgetriebes drehfest verbunden. Bei dieser bekannten Wechselgetriebeanordnung sind aufgrund der beiden wahlweise in Wirkung bringbaren ausgangsseitigen Getriebeglieder des Summengetriebes zwei Übersetzungsbereiche für Vorwärtsfahrt und aufgrund der Ausbildung des Summengetriebes als Überlagerungsgetriebe in dem Übersetzungsbereich mit höheren Gesamtübersetzungen die bekannte geared-neutral-condition realisiert, die wegen der hierbei stillstehenden Ausgangswelle eine Umlaufleistung zwischen Summengetriebe und Toroidgetriebe voraussetzt.

Die bekannten Wechselgetriebeanordnungen mit nur einem Übersetzungsbereich weisen bei grundsätzlich koaxialer Anordnung ihrer Getriebekomponenten insbesondere bei einer Realisierung der geared-neutral-condition bereichsweit einen vergleichsweise niedrigen Gesamtwirkungsgrad auf. Dies ist insbesondere auf die Umlaufleistung zurückzuführen, welche dazu führt, daß die über das Toroidgetriebe fließende Leistung größer als die Getriebeeingangsleistung wird.

Die bekannten Wechselgetriebeanordnungen mit zwei Übersetzungsbereichen weisen bei grundsätzlich koaxialer Anordnung ihrer Getriebekomponenten einen im zweiten Übersetzungsbereich vergleichsweise niedrigen Wirkungsgrad auf, der insbesondere durch den zur Drehrichtungsumkehr erforderlichen Einsatz eines dem Summengetriebe im Kraftfluß nachgeordneten Umkehrgetriebes in Doppel-Planetenräder- Ausführung bedingt ist.

Die bekannten Wechselgetriebeanordnungen mit zwei Übersetzungsbereichen und einer baulich zu Ein- und Ausgangswelle parallel angeordneten Vorgelegewelle, durch welche das Toroidgetriebe wirkungsmäßig mit der Ausgangswelle in Antriebsverbindung bringbar ist, und bei denen der zweite Übersetzungsbereich mit Leistungsteilung oder Umlaufleistung ausgelegt ist, weisen insbesondere im zweiten Übersetzungsbereich den angestrebten hohen Wirkungsgrad auf. Wegen der Vorgelegewelle ergibt sich jedoch in Bezug auf die Drehachse der Ein- oder Ausgangswelle in den axialen und radialen Richtungen ein größerer Bauraum, so daß eine solche Wechselgetriebeanordnung in einem normalen Fahrzeug nicht unterzubringen ist sowie hinsichtlich Gewicht und Kosten erhebliche Nachteile gegenüber herkömmlichen, serienmäßig eingesetzten Automatikgetrieben aufweist.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist im wesentlichen in der Schaffung einer Wechselgetriebeanordnung zu sehen, die eine große Getriebespreizung und einen bereichsweit hohen Getriebewirkungsgrad aufweist und sich hinsichtlich Bauraum und Gewicht an heutigen Stufen-Automatikgetrieben orientiert.

Ausgehend von einer gattungsgemäßen Wechselgetriebeanordnung ist die erläuterte Aufgabe gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 in vorteilhafter Weise gelöst.

Bei der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung wird der eine von zwei aneinander anschließenden Übersetzungsbereichen unter Leistungsverzweigung und der andere unter Leistungsteilung gebildet, wobei eine Schaltung zum Wechsel von dem einen auf den anderen dieser beiden Übersetzungsbereiche immer bei synchronen Drehzahlen am Schaltmittel (Kupplung oder Bremse) des neuen Übersetzungsbereiches durchgeführt werden kann. Dies gilt sowohl für eine erste Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung, bei der das signifikante Drehzahlverhältnis des dem neuen Übersetzungsbereich zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes des Summengetriebes nach einem der Patentansprüche 2 bis 13 gleich 1 festgelegt ist, das ausgangsseitige Getriebeglied mit der Ausgangswelle bei dieser Variante also drehfest kuppelbar ist, als auch für eine zweite Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung, bei der das signifikante Drehzahlverhältnis des dem neuen Übersetzungsbereich zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes des Summengetriebes nach einem der Patentansprüche 14 bis 21 ungleich 1, bei höheren Gesamtübersetzungen naturgemäß kleiner 1, festgelegt ist - das ausgangsseitige Getriebeglied mit der Ausgangswelle bei dieser Variante also durch eine Nachschalt-Getriebekomponente in Antriebsverbindung bringbar ist. In beiden Fällen tritt bei der Umschaltung kein Übersetzungssprung auf, das Toroidgetriebe verharrt in dem vorbestimmten Grenzwert seiner Teilübersetzung.

Der eine der beiden auf diese Weise benachbarten Übersetzungsbereiche ist - wie ausgeführt - unter Leistungsteilung gebildet, d. h., mit gleichgerichtetem Leistungsfluß in den beiden Leistungspfaden, von denen der direkte Leistungspfad von der Eingangswelle über den Planetenträger des Summengetriebes, also unter Umgehung des Toroidgetriebes, "direkt" zu dem in diesem Übersetzungsbereich wirksamen Ausgangsglied des Summengetriebes führt, während der variable andere Leistungspfad von der Eingangswelle über das Toroidgetriebe und das letzterem zugehörige Eingangsglied des Summengetriebes zum wirksamen Ausgangsglied führt. Der angrenzend benachbarte andere Übersetzungsbereich ist unter Auftreten von Umlaufleistung durch Leistungsverzweigung gebildet, wobei ein effektiver Anteil der über die Eingangswelle zum Summengetriebe geführten Getriebeeingangsleistung über das in diesem Übersetzungsbereich wirksame Ausgangsglied zur Ausgangswelle fließt, während über das dem abtriebsseitigen Zentralrad des Toroidgetriebes zugeordnete Eingangsglied des Summengetriebes in Reaktion ein ineffektiver Restanteil der Getriebeeingangsleistung über das Toroidgetriebe zurück zur Eingangswelle fließt, wobei sich der Richtungssinn dieser Umlaufleistung auch abhängig von der momentanen Teilübersetzung des Toroidgetriebes ändern kann. Die Wechselgetriebeanordnungen nach der Erfindung können mithin für den Anfahrzustand entweder mit der geared-neutral-condition ausgelegt oder mit einem gesonderten herkömmlichen Anfahraggregat wie Wandler, Schlupfkupplung und dgl. kombiniert sein.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der ersten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung ist gemäß Patentanspruch 3 ein zusätzlicher dritter Übersetzungsbereich für Vorwärts- und/oder Rückwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen unter Vermittlung eines zusätzlichen inneren Zentralrades ermöglicht.

Es stehen mithin grundsätzlich zwei Übersetzungsbereiche für Vorwärtsfahrt zur Verfügung, welche bei der ersten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung bei der maximalen overdrive-Teilübersetzung des Toroidgetriebes gemäß Patentanspruch 4 und bei zweiten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung bei der minimalen underdrive-Teilübersetzung des Toroidgetriebes gemäß Patentanspruch 16 aneinander anschließen.

Bei einer im Zusammenhang sowohl mit der ersten als auch mit der zweiten Variante vorteilhaften Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Patentanspruch 5 weist das Summengetriebe miteinander kämmende Haupt- und Nebenplaneten auf, wobei in weiterer Ausgestaltung dieser Ausführungsform zur Anpassung an die erste Variante nach den Patentansprüchen 6 und 7 die den angrenzend benachbarten Übersetzungsbereichen zugehörigen beiden Ausgangsglieder als äußere Zentralräder ausgebildet sind, von denen eines mit den Haupt-Planeten und das andere mit den Neben-Planeten kämmt.

Die Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung mit einem dritten Übersetzungsbereich kann durch eine ein Planetenräder-Umkehrgetriebe im Kraftfluß in Reihe enthaltende mittelbare Antriebsverbindung zwischen dem mit den Haupt-Planeten kämmenden inneren Zentralrad und der Ausgangswelle realisiert sein, wenn der dritte Übersetzungsbereich nicht allein für Rückwärtsfahrt nutzbar sein soll und deswegen eine bessere Anpassung möglichst unter Vermeidung eines Übersetzungssprunges in Bezug auf einen angrenzend benachbarten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt angestrebt wird. In besonders vorteilhafter Weise kann der Übergang zwischen diesen beiden letztgenannten Übersetzungsbereichen nach dem Prinzip der zweiten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Patentanspruch 16 ausgelegt sein.

Bei vorteilhaften Weiterbildungen derjenigen Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung, bei welcher das Summengetriebe miteinander kämmende Haupt- und Nebenplanetenräder aufweist, sind gemäß einem der Patentansprüche 8 bis 10 die Haupt-Planetenräder als Stufenplaneten ausgebildet sowie das eingangseitige Zentralrad des variablen Leistungspfades und die ausgangsseitigen Zentralräder zur Bildung der Übersetzungsbereiche in Bezug auf ihren Kämmeingriff den beiden Zahnkränzen unterschiedlicher Zähnezahl der Stufenplaneten in vorteilhafter Weise zugeordnet.

Die Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung mit einem dritten Übersetzungsbereich kann bei einer vorteilhafteen Ausgestaltung gemäß Patentanspruch 11 oder 12 durch eine unmittelbare Antriebsverbindung zwischen dem mit den Haupt-Planeten kämmenden inneren Zentralrad und der Ausgangswelle realisiert sein, wenn dieser Übersetzungsbereich dem Rückwärtsfahrbetrieb vorbehalten bleiben soll und es mithin auf einen stufenlosen Übergang zum benachbarten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt nicht unbedingt ankommt.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der ersten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung ist eine Auslegung mit zwei aneinander anschließenden Übersetzungsbereichen für Vorwärtsfahrt und einem vom Toroidgetriebe abhängigen Übersetzungsbereich ausschließlich für Rückwärtsfahrt Gegenstand von Patentanspruch 13. Bei dieser Ausführungsform ist in Vereinfachung des getrieblichen Aufwandes auf ein gesondertes drittes Ausgangsglied im Summengetriebe für den dritten Übersetzungsbereich verzichtet und statt dessen eines der einem Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt zugehörigen Ausgangsglieder zusätzlich verwendet.

Bei einer insbesondere im Zusammenhang mit der ersten Variante vorteilhaften Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung ist eine Auslegung mit zwei aneinander anschließenden Übersetzungsbereichen für Vorwärtsfahrt und einer vom Toroidgetriebe unabhängigen Gesamtübersetzung für Rückwärtsfahrt Gegenstand von Patentanspruch 22. Da es sich in diesem Falle quasi um eine konstante Rückwärtsgang-Übersetzung handelt, bietet sich hier die Kombination mit einem herkömmlichen Anfahraggregat an, das in den Übersetzungsbereichen für Vorwärtsfahrt auch überbrückt sein kann.

Bei der zweiten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß einem der Patentansprüche 14 bis 16 grenzen, wie oben ausgeführt, ein Übersetzungsbereich für höhere Gesamtübersetzungen und ein Übersetzungsbereich für niedrigere Gesamtübersetzungen bei der minimalen underdrive- Teilübersetzung des Toroidgetriebes aneinander an, daher kann ein mehr oder weniger breiter Bereichsanteil mit höheren Gesamtübersetzungen im negativen Übersetzungsbereich liegen, also für Rückwärtsfahrt nutzbar sein. Im geared-neutral-Punkt der Teilübersetzung des Toroidgetriebes kann dann sowohl vorwärts wie rückwärts ohne Verwendung eines herkömmlichen Anfahraggregates angefahren werden.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der zweiten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung ist die Festlegung des signifikanten Drehzahlverhältnisses des Übersetzungsbereiches mit höheren Gesamtübersetzungen unter Vermittlung eines dem Summengetriebe gemäß Patentanspruch 17 im Kraftfluß nachgeordneten Planetenräder-Umkehrgetriebes realisiert.

Zwei die wahlweise Einschaltung des gemäß Patentanspruch 17 dem Summengetriebe nachgeordneten Umkehrgetriebes in den Kraftfluß betreffende vorteilhafte Varianten dieser Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der zweiten Erfindung sind Gegenstand der Patentansprüche 18 und 19.

Bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der zweiten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß den Patentansprüchen 20 und 21 sind die Haupt-Planetenräder als Stufenplaneten ausgebildet; das ausgangsseitige Getriebeglied zur Bildung des Übersetzungsbereiches mit höheren Gesamtübersetzungen kämmt in Form eines inneren Zentralrades jeweils mit dem größeren Zahnkranz der Stufenplaneten, während das ausgangsseitige Getriebeglied zur Bildung des Übersetzungsbereiches mit niedrigeren Gesamtübersetzungen in Form eines äußeren Zentralrades mit den Neben-Planeten kämmt. Die Neben-Planeten ihrerseits kämmen jeweils mit dem kleineren Zahnkranz der Stufenplaneten.

Eine Veringerung des baulichen Aufwandes und eine Verbesserung des Wirkungsgrades hinsichtlich des Umkehrgetriebes, welches im Kraftfluß zwischen dem Toroidgetriebe und dem Summengetriebe angeordnet ist und gleichen Drehsinn für die beiden eingangsseitigen Getriebeglieder des Summengetriebes herstellt, sind für beide Varianten der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gleichermaßen durch die Maßnahmen nach einem oder beiden der Patentansprüche 23 und 24 erreicht.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von mehreren in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben. In der Zeichnung bedeuten
Fig. 1 eine erste Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 1a ein Diagramm zur Darstellung der drei Übersetzungsbereiche, welche bei der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 1 realisiert sind, bei dem über dem Reziprokwert der Gesamtübersetzung i_G der Reziprokwert der Teilübersetzung i_V des Toroidgetriebes aufgetragen ist,
Fig. 1b einen tabellarischen Schaltplan für das in den drei Übersetzungsbereichen der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 1 jeweils wirksam eingeschaltete Schaltmittel,
Fig. 2 die erste Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 2a ein Diagramm zur Darstellung der beiden Übersetzungsbereiche, welche bei der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 2 realisiert sind, bei dem über dem Reziprokwert der Gesamtübersetzung i_G der Reziprokwert der Teilübersetzung i_V des Toroidgetriebes aufgetragen ist,
Fig. 2b einen tabellarischen Schaltplan für das in den beiden Übersetzungsbereichen der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 2 jeweils wirksam eingeschaltete Schaltmittel,
Fig. 3 die erste Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung in einer dritten Ausführungsform, bei welcher der Übergang zu einem angrenzenden dritten Übersetzungsbereich nach der zweiten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung ausgelegt ist,
Fig. 3a ein Diagramm zur Darstellung der drei Übersetzungsbereiche, welche bei der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 3 realisiert sind, bei dem über dem Reziprokwert der Gesamtübersetzung i_G der Reziprokwert der Teilübersetzung i_V des Toroidgetriebes aufgetragen ist,
Fig. 3b einen tabellarischen Schaltplan für das in den drei Übersetzungsbereichen der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 3 jeweils wirksam eingeschaltete Schaltmittel,
Fig. 4 die erste Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung in einer vierten Ausführungsform, bei welcher der Übergang zu einem angrenzenden dritten Übersetzungsbereich nach der zweiten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung ausgelegt ist,
Fig. 4a ein Diagramm zur Darstellung der drei Übersetzungsbereiche, welche bei der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 4 realisiert sind, bei dem über dem Reziprokwert der Gesamtübersetzung i_G der Reziprokwert der Teilübersetzung i_V des Toroidgetriebes aufgetragen ist,
Fig. 4b einen tabellarischen Schaltplan für das in den drei Übersetzungsbereichen der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 4 jeweils wirksam eingeschaltete Schaltmittel,
Fig. 5 die erste Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung in einer fünften Ausführungsform,
Fig. 5a ein Diagramm zur Darstellung der drei Übersetzungsbereiche, welche bei der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 5 realisiert sind, bei dem über dem Reziprokwert der Gesamtübersetzung i_G der Reziprokwert der Teilübersetzung i_V des Toroidgetriebes aufgetragen ist,
Fig. 5b einen tabellarischen Schaltplan für das in den drei Übersetzungsbereichen der Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 5 jeweils wirksam eingeschaltete Schaltmittel,
Fig. 6 eine zweite Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung,
Fig. 6a ein Diagramm zur Darstellung der beiden Übersetzungsbereiche, welche bei der zweiten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach Erfindung gemäß Fig. 6 realisiert sind, bei dem über dem Reziprokwert der Gesamtübersetzung i_G der Reziprokwert der Teilübersetzung i_V des Toroidgetriebes aufgetragen ist, und
Fig. 6b einen tabellarischen Schaltplan für das in den beiden Übersetzungsbereichen der zweiten Variante der Wechselgetriebeanordnung nach der Erfindung gemäß Fig. 6 jeweils wirksam eingeschaltete Schaltmittel.
Den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 1 bis 6 sind folgende Ausgestaltungen gemeinsam:
Im Kraftfluß zwischen einer Eingangswelle 7 und einer koaxialen Ausgangswelle 8 sind unter koaxialer Ausrichtung ihrer Zentralachsen zur Eingangswelle 7 ein nach dem Zwei-Kammer- Prinzip ausgebildetes Toroidgetriebe 9, ein axial zwischen den Getriebekammern 26 und 27 des letzteren angeordnetes Planetenräder-Umkehrgetriebe 9 und ein Planetenräder- Summengetriebe 11-1 in Fig. 1 bis 11-6 in Fig. 6 angeordnet. Die Eingangswelle 7 ist sowohl mit dem antriebsseitigen toroidalen Zentralrad 9an der benachbarten Getriebekammer 26 als auch mit einem Planetenträger 12 des Summengetriebes 11-1 bis 11-6 drehfest verbunden. An dem mit dem antriebsseitigen toroidalen Zentralrad 9an der benachbarten Getriebekammer 27 drehfest verbundenen Planetenträger 12 sind miteinander kämmende Haupt- und Neben-Planetenräder 18 und 19 gelagert. Das jeweilige antriebsseitige Zentralrad 9an einer Getriebekammer 26 oder 27 steht über planetenradartige, jedoch nicht umlaufende Zwischenräder 13 mit einem zugehörigen abtriebsseitigen toroidalen Zentralrad 9ab in Reibkontakt, welches mit einem inneren Zentralrad 10a des Umkehrgetriebes 10 drehfest verbunden ist. Die Zwischenräder 13 sind an einer Abstützeinrichtung 28 schwenkbar gelagert, die in den jeweiligen Zwischenraum zwischen den Zentralrädern 9an und 9ab der Getriebekammern 26 und 27 hineinragt und gegenüber einem Getriebegehäuse 31 undrehbar festgelegt ist. An der Abstützeinrichtung 28 ist das eine Wellenende einer als Hohlwelle ausgebildeten und von der Eingangswelle 7 oder einer zu letzterer drehfesten, koaxialen Zwischenwelle durchsetzten Statorwelle 25 undrehbar festgelegt, welche mit einem Planetenträger 10R des Umkehrgetriebes 10 drehfest verbunden ist. An dem Planetenträger 10R sind einfache Planetenräder 29 gelagert, welche sowohl mit dem inneren Zentralrad 10a als auch mit einem äußeren Zentralrad 10b kämmen, welches über eine zur Eingangswelle 7 konzentrische hohle Zwischenwelle 30 mit einem inneren Zentralrad 14 des Summengetriebes 11-1 bis 11-6 drehfest verbunden ist, welches mit den Haupt-Planeten 18 kämmt. Mit den Neben-Planeten 19 kämmt ein äußeres Zentralrad 15, welches durch eine Schaltkupplung K1 (Fig. 1, 2 u. 5) bzw. K2 (Fig. 3, 4 u. 6) mit der Ausgangswelle 8 kuppelbar ist.
Dem äußeren Zentralrad 15 ist mithin bei jeweils eingerückter Schaltkupplung ein signifikantes Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle 8 und der Drehzahl des äußeren Zentralrades 15 gleich 1 zugeordnet.
Bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 1 bis 5 kämmt mit den Haupt-Planeten 18 des jeweiligen Summengetriebes 11-1 bis 11-5 ein äußeres Zentralrad 16, welches durch eine Schaltkupplung K2 (Fig. 1, 2 u. 5) bzw. K3 (Fig. 3 u. 4) mit der Ausgangswelle 8 kuppelbar ist.
Dem äußeren Zentralrad 16 ist mithin bei jeweils eingerückter Schaltkupplung ein signifikantes Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle 8 und der Drehzahl des äußeren Zentralrades 16 gleich 1 zugeordnet.
Bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 1, 3, 4 u. 6 kämmt mit den Haupt-Planeten 18 des jeweiligen Summengetriebes 11-1 bzw. 11-3 bzw. 11-4 bzw. 11-6 ein inneres Zentralrad 17, welches unter Vermittlung einer Schaltkupplung KR in Fig. 1 bzw. einer Schaltbremse B1 in Fig. 3 u. 6 bzw. einer Schaltkupplung K1 in Fig. 4 mit der Ausgangswelle 8 in Antriebsverbindung bringbar ist.
Das innere Zentralrad 17 ist mit der Ausgangswelle 8 bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 1 durch die Schaltkupplung KR direkt kuppelbar. Hier ist dem inneren Zentralrad 17 mithin bei jeweils eingerückter Schaltkupplung ein signifikantes Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle 8 und der Drehzahl des inneren Zentralrades 17 gleich 1 zugeordnet.
Das innere Zentralrad 17 ist dagegen bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 3, 4 u. 6 unter Einsatz eines im Kraftfluß ihm nachgeordneten Planetenräder- Umkehrgetriebes 20 mit der Ausgangswelle 8 in Antriebsverbindung bringbar. Dem inneren Zentralrad 17 ist daher in diesem Falle bei jeweils eingerückter Schaltkupplung ein signifikantes Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle 8 und der Drehzahl des inneren Zentralrades 17 kleiner 1 zugeordnet.
Das Umkehrgetriebe 20 weist einen Doppel-Planeten 20DP lagernden Planetenträger 20b auf, welcher mit der Ausgangswelle 8 drehfest verbunden ist. Der Planetenträger 20b ist bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 3 und 4 mit den Schaltkupplungen K2 und K3, dagegen bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 6 nur mit der Schaltkupplung K2 verbunden. Die Doppel-Planeten 20DP bestehen aus miteinanser kämmenden Einzel-Planeten, von denen der innere mit einem inneren Zentralrad 20a und der äußere mit einem äußeren Zentralrad 20R kämmt. Das äußere Zentralrad 20R ist jeweils gegenüber dem Getriebegehäuse 31 bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 3 und 6 durch die Schaltbremse B1 festbremsbar, dagegen bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 4 unmittelbar undrehbar festgelegt. Das äußere Zentralrad 20R legt durch seinen festgebremsten Zustand den gegenläufigen Drehsinn des inneren Zentralrades 20a gegenüber dem Planetenträger 20b fest. Das innere Zentralrad 20a ist durch eine Zwischenwelle 21 mit dem inneren Zentralrad 17 des Summengetriebes 11-3 bzw. 11-4 bzw. 11-6 bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 3 und 6 ständig, dagegen bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 4 über die Schaltkupplung K1 wahlweise drehfest verbunden.
Bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 2 und 5 ist ein Planetenräder-Umkehrgetriebe 22 vorgesehen, das einen Doppel- Planeten 22DP lagernden Planetenträger 22b aufweist, welcher mit der Ausgangswelle 8 und den zugehörigen Kupplungshälften der Schaltkupplungen K1 und K2 jeweils drehfest verbunden ist. Die Doppel-Planeten 22DP bestehen aus miteinander kämmenden Einzel-Planeten, von denen der innere mit dem inneren Zentralrad 22a und der äußere mit einem äußeren Zentralrad 22R kämmt. Das äußere Zentralrad 22R legt durch seinen mittels einer Schaltbremse BR herstellbaren festgebremsten Zustand gegenüber dem Getriebegehäuse 31 den gegenläufigen Drehsinn des inneren Zentralrades 22a gegenüber dem Planetenträger 22b fest.
Das innere Zentralrad 22a des Umkehrgetriebes 22 ist bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 2 mit der Eingangswelle 7 oder einer zur Eingangswelle 7 drehfesten und koaxialen Zwischenwelle - dagegen bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 5 mit dem äußeren Zentralrad 15 des Summengetriebes 11-5 jeweils drehfest verbunden.
Bei allen Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 1 bis 6 sind die Haupt-Planeten 18 als Stufenplaneten mit einem Zahnkranz 23 größerer Zähnezahl und einem Zahnkranz 24 kleinerer Zähnezahl ausgebildet, wobei das eingangsseitige innere Zentralrad 14 des betreffenden Summengetriebes 11-1 bis 11-6 mit dem kleineren Zahnkranz 24 kämmt.
Während bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 1 bis 5 das ausgangsseitige äußere Zentralrad 16 mit dem kleinen Zahnkranz 24 und die Neben-Planeten 19 mit dem größeren Zahnkranz 23 kämmen, steht bei der Wechselgetriebeanordnung von Fig. 6 der Neben-Planet 19 mit dem kleineren Zahnkranz 24 im Kämmeingriff.
Das dritte ausgangsseitige Getriebeglied des jeweiligen Summengetriebes 11-3 bzw. 11-4 bzw. 11-6 in Form des inneren Zentralrades 17 kämmt bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 3, 4 und 6 mit dem größeren Zahnkranz 23.
Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Zuordnung der Neben- Planeten 19 könnten diese auch bei allen Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 1 bis 5 jeweils mit dem kleineren Zahnkranz 24 und bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 6 mit dem größeren Zahnkranz 23 der Haupt-Planeten 18 im Kämmeingriff stehen, wobei dann die äußeren Zentralräder 16 der Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 1 bis 5 in ihrem Kämmeingriff jeweils dem größeren Zahnkranz 23 zugeordnet wären. Diese alternativen Zuordnungen führen zu einer Änderung der Standgetriebeübersetzung im Summengetriebe und können je nach Ausführungsform der Wechselgetriebeanordnung eine Verringerung des über das Toroidgetriebe fließenden Leistungsanteiles bewirken.
Bei den Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 1, 2 und 5 ist der Eingangswelle 7 ein Anfahraggregat 32 in Form eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit Überbrückungskupplung im Kraftfluß vorgeschaltet.
Bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 1 sind das mit den Neben-Planeten 19 kämmende äußere Zentralrad 15 unter Vermittlung der Schaltkupplung K1 zur Bildung des ersten Übersetzungsbereiches ÜB1 für Vorwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen i_G, das mit den Haupt-Planeten 18 kämmende äußere Zentralrad 16 unter Vermittlung der Schaltkupplung K2 zur Bildung des Übersetzungsbereiches UB2 für Vorwärtsfahrt mit niedrigeren Gesamtübersetzungen i_G und das mit den Haupt- Planeten 18 kämmende innere Zentralrad 17 unter Vermittlung der Schaltkupplung KR zur Bildung des Übersetzungsbereiches ÜBR für Rückwärtsfahrt verwendet.
Der Übersetzungsbereich ÜB1 ist mit Leistungsteilung ausgelegt, d. h., der über den direkten Pfad von der Eingangswelle 7 über den Planetenträger 12 zum ausgangsseitigen äußeren Zentralrad 15 fließende Leistungsanteil und der über den variablen Pfad von der Eingangswelle 7 über das Toroidgetriebe 9 zum äußeren Zentralrad 15 fließende Leistungsanteil sind gleichgerichtet. Der Übersetzungsbereich ÜB2, welcher gemäß der ersten Variante bei der maximalen overdrive-Teilübersetzung i_V an den Übersetzungsbereich ÜB1 angrenzt, ist mit Leistungsverzweigung ausgelegt, d. h., es tritt eine Umlaufleistung auf, indem die Eingangsleistung von der Eingangswelle 7 zum Summengetriebe 11-1 geführt und dort verzweigt wird, wobei ein Leistungsanteil zum äußeren Zentralrad 16 fließt und der verbleibende andere Leistungsanteil in Reaktion durch das innere Zentralrad 14 über das Toroidgetriebe 9 zur Eingangswelle 7 zurückgeführt wird. Der über das Toroidgetriebe 9 fließende Leistungsanteil ist gering.
Der Übersetzungsbereich ÜBR für Rückwärtsfahrt ist ebenfalls mit Leistungsverzweigung ausgelegt, d. h., es tritt eine Umlaufleistung auf, wobei die Eingangsleistung von der Eingangswelle 7 zum Summengetriebe 11-1 geführt und dort verzweigt wird, indem ein Leistungsanteil zum ausgangsseitigen inneren Zentralrad 17 fließt und der verbleibende andere Leistungsanteil in Reaktion durch das innere Zentralrad 14 über das Toroidgetriebe 9 zur Eingangswelle 7 zurückgeführt wird. Bei Rückwärtsfahrt ist somit die Leistungsflußrichtung mit der im Übersetzungsbereich ÜB2 identisch. Bei einer definierten Teilübersetzung des Toroidgetriebes 9 (geared-neutral- condition) stehen das innere Zentrarad 17 und somit auch die Ausgangswelle 8 still. Für Rückwärtsfahrt ist das Anfahraggregat 32 daher nicht zwingend erforderlich.
Die Wechselgetriebeanordnung der Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 lediglich durch die Bildung der Übersetzung für die Rückwärtsfahrt. Für diesen Zweck ist bei der Ausführungsform der Fig. 2 das Planetenräder- Umkehrgetriebe 22 vorgesehen, dessen Planetenträger 22b durch die Schaltkupplung K1 mit dem äußeren Zentralrad 15 des Summengetriebes 11-2 zur Bildung des Übersetzungsbereiches ÜB1 für Vorwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen 15 sowie durch die Schaltkupplung K2 mit dem äußeren Zentralrad 16 zur Bildung des Übersetzungsbereiches ÜB2 für Vorwärtsfahrt mit niedrigeren Gesamtübersetzungen i_G sowie drehfest mit der Ausgangswelle 8 verbunden ist. Das äußere Zentralrad 22R legt durch seinen mittels einer Schaltbremse BR herstellbaren festgebremsten Zustand den gegenläufigen Drehsinn zwischen dem Planetenträger 22b und dem mit der Eingangswelle 7 drehfest verbundenen inneren Zentralrad 22a fest. Die auf diese Weise gebildete Rückwärtsgang-Übersetzung ist vom Toroidgetriebe 9 unabhängig und daher nicht Gegenstand des Diagrammes der Fig. 2a, aus dem jedoch ersichtlich ist, daß die Übersetzungsbereiche ÜB1 und ÜB2 gemäß der ersten Variante bei der maximalen overdrive-Teilübersetzung i_V des Toroidgetriebes 9 aneinander anschließen.
Im Übrigen sind die beiden Wechselgetriebeanordnungen der Fig. 1 und 2 identisch; für übereinstimmende Merkmale oder Funktionen sind gleiche Bezugszahlen bzw. -angaben verwendet, so daß auf die diesbezügliche Figurenbeschreibung zur Fig. 1 verwiesen werden kann.
Bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 3 werden das äußere Zentralrad 15 unter Vermittlung der Schaltkupplung K2 zur Bildung des Übersetzungsbereiches ÜB2 für Vorwärtsfahrt mit mittleren Gesamtübersetzungen i_G und das äußere Zentralrad 16 unter Vermittlung der Schaltkupplung K3 zur Bildung des Übersetzungsbereiches ÜB3 für Vorwärtsfahrt mit niedrigeren Gesamtübersetzungen i_G verwendet, wobei der Übergang zwischen diesen beiden Übersetzungsbereichen entsprechend Fig. 3a gemäß der ersten Variante bei der maximalen overdrive-Teilübersetzung i_V ausgelegt ist.
Das dritte ausgangsseitige Getriebeglied des Summengetriebes 11-3 in Form des inneren Zentralrades 17 in Verbindung mit dem Umkehrgetriebe 20 ist unter Vermittlung der Schaltbremse B1 zur Bildung eines Übersetzungsbereiches ÜB1 für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen i_G verwendet, der an den Übersetzungsbereich ÜB2 entsprechend Fig. 3a bei der minimalen underdrive-Teilübersetzung i_V des Toroidgetriebes 9 gemäß der zweiten Variante angrenzt.
Ein konventionelles Anfahraggregat wird aufgrund der gearedneutral-condition im Übersetzungsbereich ÜB1 nicht benötigt. Der Übersetzungsbereich ÜB1 ist mit Umlaufleistung, d. h., mit Leistungsverzweigung ausgelegt. Die Eingangsleistung wird von der Eingangswelle 7 zum Summengetriebe 11-3 geführt und dort verzweigt. Ein Leistungsanteil fließt über das innere Zentralrad 17 und das Umkehrgetriebe 20 zur Ausgangswelle 8, während der andere Leistungsanteil in Reaktion von dem inneren Zentralrad 14 über das Toroidgetriebe 9 zurück zur Eingangswelle 7 fließt. Bei Rückwärtsfahrt ist diese Umlaufleistung umgekehrt gerichtet.
Der Übersetzungsbereich ÜB2 ist mit Leistungsteilung ausgelegt, d. h., der über den direkten Pfad von der Eingangswelle 7 über den Planetenträger 12 zum äußeren Zentralrad 15 fließende Leistungsanteil und der über den variablen Pfad von der Eingangswelle 7 über das Toroidgetriebe 9 zum äußeren Zentralrad 15 fließende Leistungsanteil sind gleichgerichtet. Der Übersetzungsbereich ÜB3 ist wie der Übersetzungsbereich ÜB1 mit Leistungsverzweigung ausgelegt, wobei der über das Toroidgetriebe 9 fließende Leistungsanteil jedoch gering ist.
Die Wechselgetriebeanordnung der Fig. 4 stimmt bis auf die Art des Schaltmittels, in diesem Falle eine Schaltkupplung K1, zur Bildung des Übersetzungsbereiches ÜB1 mit der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 3, bei der zu diesem Zweck die Schaltbremse B1 verwendet ist, in Getriebeaufbau und Funktion überein, so daß auf die diesbezügliche Figurenbeschreibung zur Fig. 3 verwiesen werden kann.
Die Wechselgetriebeanordung der Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 1 lediglich durch die Bildung des Übersetzungsbereiches ÜBR für Rückwärtsfahrt und durch die hierfür gewählten getrieblichen Mittel. Letztere sehen die Verwendung des Umkehrgetriebes 22 und zusätzlich auch des äußeren Zentralrades 15 vor, wobei dieser Ausgang des Summengetriebes 11-5 dann durch die Schaltbremse BR in den Kraftfluß zur Ausgangswelle 8 eingeschaltet wird. Ein Anfahraggregat 32 ist erforderlich, weil weder dieser Übersetzungsbereich ÜBR noch der benachbarte, nach der ersten Variante bei der maximalen overdrive-Teilübersetzung i_V an den Übersetzungsbereich ÜB2 angrenzende Übersetzungsbereich ÜB1 mit der geared-neutral-condition ausgelegt sind.
Im Übrigen stimmen beide Wechselgetriebeanordnungen überein, so daß auf die diesbezügliche Figurenbeschreibung zur Fig. 1 verwiesen werden kann.
Bei der Wechselgetriebeanordnung der Fig. 6 werden das dritte ausgangsseitige Getriebeglied des Summengetriebes 11-6 in Form des inneren Zentralrades 17 und das im Kraftfluß nachgeordnete Umkehrgetriebe 20 unter Vermittlung der Schaltbremse B1 zur Bildung des Übersetzungsbereiches ÜB1 und das äußere Zentralrad 15 unter Vermittlung der Schaltkupplung K2 zur Bildung des Übersetzungsbereiches ÜB2 verwendet, wobei der Übergang zwischen diesen entsprechend Fig. 6a gemäß der zweiten Variante bei der minimalen underdrive-Teilübersetzung i_V ausgelegt ist. Der Übersetzungsbereich ÜB1 ist mit Leistungsverzweigung ausgelegt, so daß eine Umlaufleistung auftritt und die geared-neutral-condition realisierbar ist, wodurch die Ausgangswelle 8 positive oder negative Drehzahlen aufweisen bzw. stillstehen kann. Der Übersetzungsbereich ÜB2 ist mit Leistungsteilung ausgelegt, d. h., der Leistungsfluß über den direkten Pfad und der Leistungsfluß über den variablen Pfad sind gleichgerichtet.
Als Alternative zur Schaltbremse BR können das äußere Zentralrad 20R permanent undrehbar festgelegt und die inneren Zentralräder 17 und 20a durch eine Schaltkupplung KR verbunden sein.

Claims

1. Wechselgetriebeanordnung für Fahrzeuge, mit einer Ein- und einer Ausgangswelle (7 u. 8), einem in seiner Teilübersetzung zwischen einem maximalen Grenzwert (Höchstwert) und einem minimalen Grenzwert (Niedrigstwert) stufenlos verstellbaren Toroidgetriebe (9), einem Planetenräder-Umkehrgetriebe (10) und einem Planetenräder-Summengetriebe (11-1 bis 11-6), bei der im Umkehrgetriebe (10) ein Reaktionsgetriebeglied (10R) durch seinen festgebremsten Zustand zwangsläufig gegenläufigen Drehsinn für die beiden anderen Getriebeglieder (10a, 10b) relativ zueinander festlegt und ein antriebsseitiges, zur Eingangswelle (7) drehfest angeordnetes toroidales Zentralrad (9an) des Toroidgetriebes (9) mit einem Getriebeglied (Planetenträger 12) des Summengetriebes (11-1 bis 11-6) sowie ein mit dem antriebsseitigen toroidalen Zentralrad (9an) über wenigstens ein planetenradartiges, jedoch nicht umlaufendes Zwischenrad (13) in Reibkontakt stehendes abtriebsseitiges toroidales Zentralrad (9ab) des Toroidgetriebes (9) mit einem (10a) der beiden unter gegenläufigen Drehsinn setzbaren Getriebeglieder (10a, 10b) des Umkehrgetriebes (10) jeweils in Antriebsverbindung stehen, und bei der das andere (10b) der beiden unter gegenläufigen Drehsinn setzbaren Getriebeglieder (10a, 10b) des Umkehrgetriebes (10) einerseits und die Ausgangswelle (8) andererseits jeweils mit einem (14 bzw. 16) der anderen Getriebeglieder (14 bis 17) des Summengetriebes (11-1 bis 11-6) in Antriebsverbindung stehen oder bringbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Summengetriebe (11-1 bis 11-6) als Koppelgetriebe mit wenigstens vier Getriebegliedern (12 u. 14 bis 17) ausgebildet ist, daß ein ausgangsseitiges Getriebeglied (15 in Fig. 1 oder Fig. 2 oder Fig. 5 bzw. 17 in Fig. 3 oder Fig. 4 oder Fig. 6) des Summengetriebes (11-1 bis 11-6) zur Bildung eines Übersetzungsbereiches (ÜB1) für Vorwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen (i_G) und ein ausgangsseitiges Getriebeglied (16 in Fig. 1 oder Fig. 2 oder Fig. 5 bzw. 15 in Fig. 3 oder Fig. 4 oder Fig. 6) des Summengetriebes (11-1 bis 11-6) zur Bildung eines sich anschließenden Übersetzungsbereiches (ÜB2) für Vorwärtsfahrt mit niedrigeren Gesamtübersetzungen (i_G) wahlweise durch jeweils ein zugehöriges Schaltmittel (für ÜB1: K1 in Fig. 1 oder Fig. 2 oder Fig. 4 oder Fig. 5 bzw. B1 in Fig. 3 oder Fig. 6; für ÜB2: K2) mit der Ausgangswelle (8) in Antriebsverbindung bringbar sind, daß für jeden Übersetzungsbereich (ÜB1 u. ÜB2) ein signifikantes konstantes Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Ausgangswelle (8) und der Drehzahl des zur Bildung des jeweiligen Übersetzungsbereiches (ÜB1 bzw. ÜB2) verwendeten ausgangsseitigen Getriebegliedes des Summengetriebes (11-1 bis 11-6) festgelegt ist, daß die Teilübersetzungen von Toroidgetriebe (9), Umkehrgetriebe (10) und Summengetriebe (11- 1 bis 11-6) so aufeinander und auf die signifikanten Drehzahlverhältnisse abgestimmt sind, daß bei einer Umschaltung von einem momentan wirksamen Übersetzungsbereich (z. B. ÜB2) auf einen sich anschließenden neuen Übersetzungsbereich (ÜB1) im eingerückten Zustand des dem momentanen Übersetzungsbereich (ÜB2) zugehörigen Schaltmittels (K2) das Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Eingangswelle (7) und der Drehzahl des dem neuen Übersetzungsbereich (ÜB1) zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes (15 in Fig. 1 oder Fig. 2 oder Fig. 5; 17 in Fig. 3 oder Fig. 4 oder Fig. 6) gleich dem signifikanten Drehzahlverhältnis des dem neuen Übersetzungsbereich (ÜB1) zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes (15 in Fig. 1 oder Fig. 2 oder Fig. 5; 17 in Fig. 3 oder Fig. 4 oder Fig. 6) ist.

2. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aneinander anschließende Übersetzungsbereiche (ÜB1 u. ÜB2 in Fig. 1a oder Fig. 2a oder Fig. 5a bzw. ÜB2 u. ÜB3 in Fig. 3a oder Fig. 4a) vorgesehen sind, bei denen das jeweilige signifikante Drehzahlverhältnis des zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes (Zentralrad 15 bzw. 16) gleich 1 festgelegt ist.

3. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei beiderseits eines mittleren dritten Übersetzungsbereiches (ÜB2 in Fig. 3a oder Fig. 4a) mit mittleren Gesamtübersetzungen (i_G) anschließende Übersetzungsbereiche (ÜB1 u. ÜB3) vorgesehen sind, daß das signifikante Drehzahlverhältnis des dem Übersetzungsbereich (ÜB1) mit relativ höheren Gesamtübersetzungen (10) zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes (Zentralrad 17) kleiner 1 und das jeweilige signifikante Drehzahlverhältnis der beiden anderen ausgangsseitigen Getriebeglieder (Zentralräder 15 u. 16) jeweils gleich 1 festgelegt ist.

4. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der minimale Grenzwert (Niedrigstwert) der Teilübersetzung (i_V) des Toroidgetriebes (9) für die Umschaltung festgelegt ist, wenn das jeweilige signifikante Drehzahlverhältnis der den an der Umschaltung beteiligten Übersetzungsbereichen (ÜB1 u. ÜB2 in Fig. 1a oder Fig. 2a oder Fig. 5a bzw. ÜB2 u. ÜB3 in Fig. 3a oder Fig. 4a) zugehörigen ausgangsseitigen Getriebeglieder (Zentralräder 15 u. 16) jeweils gleich 1 festgelegt ist.

5. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 1, insbesondere nach einem der Patentansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Summengetriebe (11-1 bis 11-6) miteinander kämmende Haupt- und Nebenplaneten (18 u. 19) sowie mindestens drei Zentralräder (14, 15 u. 16 in Fig. 1 bis Fig. 5 oder 14, 15 u. 17 in Fig. 6) aufweist, und daß von den Zentralrädern ein inneres Zentralrad (14) sowohl mit den Hauptplaneten (18) kämmt als auch mit dem anderen (10b) der beiden unter gegenläufigen Drehsinn setzbaren Getriebeglieder (10a, 10b) des Umkehrgetriebes (10) drehfest verbunden ist.

6. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Bildung des Übersetzungsbereiches (ÜB1 in Fig. 1a, 2a u. 5a; ÜB2 in Fig. 3a, 4a) für Vorwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen (in) beteiligte ausgangsseitige Getriebeglied des Summengetriebes (11-1 bis 11-5) als ein äußeres Zentralrad (15) ausgebildet ist, welches mit den Nebenplaneten (19) kämmt.

7. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Bildung des Übersetzungsbereiches (ÜB2 in Fig. 1a, 2a u. 5a; ÜB3 in Fig. 3a, 4a) für Vorwärtsfahrt mit niedrigeren Gesamtübersetzungen beteiligte ausgangsseitige Getriebeglied des Summengetriebes (11-1 bis 11-5) als ein äußeres Zentralrad (16) ausgebildet ist, welches mit den Hauptplaneten (18) kämmt.

8. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 5, insbesondere nach Patentanspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptplaneten (18) als Stufenplaneten mit zwei Zahnkränzen (23 u. 24) unterschiedlicher Zähnezahl ausgebildet sind und das mit dem anderen (10b) der beiden unter gegenläufigen Drehsinn setzbaren Getriebeglieder (10a, 10b) des Umkehrgetriebes (10) drehfest verbundene innere Zentralrad (14) jeweils mit dem kleineren Zahnkranz (24) kämmt.

9. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenplaneten (19) jeweils mit dem größeren Zahnkranz (23) kämmen.

10. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Bildung des Übersetzungsbereiches (ÜB2 in Fig. 1a, 2a u. 5a; ÜB3 in Fig. 3a, 4a) für Vorwärtsfahrt mit niedrigeren Gesamtübersetzungen (i_G) beteiligtes äußeres Zentralrad (16) jeweils mit dem kleineren Zahnkranz (24) kämmt.

11. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Bildung eines lediglich teilweise nutzbaren Übersetzungsbereiches (ÜBR in Fig. 1) für Vorwärts- und/oder Rückwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen (i_G), welcher sich theoretisch bei dem minimalen Grenzwert der Teilübersetzung (i_V) des Toroidgetriebes (9) an den Übersetzungsbereich (ÜB2) für Vorwärtsfahrt mit niedrigeren Gesamtübersetzungen (i_G) anschließt, beteiligtes ausgangsseitiges Getriebeglied (inneres Zentralrad 17) mit der Ausgangswelle (8) durch eine zugehörige Schaltkupplung (KR) unmittelbar in Antriebsverbindung bringbar ist.

12. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Bildung eines lediglich teilweise nutzbaren Übersetzungsbereiches (ÜBR in Fig. 1) beteiligte ausgangsseitige Getriebeglied sowohl in Form eines inneren Zentralrades (17) ausgebildet ist als auch jeweils mit dem größeren Zahnkranz (23) der Hauptplaneten (18) kämmt.

13. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines Übersetzungsbereiches (ÜBR in Fig. 5) mit höheren Gesamtübersetzungen (i_G) ausschließlich für Rückwärtsfahrt ein Planetenräder-Umkehrgetriebe (22 in Fig. 5) in den Kraftfluß zwischen Summengetriebe (11-5) und Ausgangswelle (8) einschaltbar ist, bei welchem ein Reaktionsgetriebeglied (22R) durch seinen festgebremsten Zustand den gegenläufigen Drehsinn der beiden anderen Getriebeglieder (22a, 22b) relativ zueinander festlegt, und daß das an der Bildung des Übersetzungsbereiches (ÜB1 in Fig. 5a) für Vorwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen (i_G) beteiligte ausgangsseitige Getriebeglied (äußeres Zentralrad 15) des Summengetriebes (11-5) mit einem (22a) der beiden unter gegenläufigen Drehsinn setzbaren Getriebeglieder (22a, 22b) des Umkehrgetriebes (22) in Antriebsverbindung steht oder bringbar ist.

14. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 1, 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei aneinander anschließende Übersetzungsbereiche (ÜB1 u. ÜB2 in Fig. 3a oder Fig. 4a oder Fig. 6a) vorgesehen sind, bei denen das signifikante Drehzahlverhältnis des dem einen Übersetzungsbereich (ÜB1) zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes (Zentralrad 17) ungleich 1 und das signifikante Drehzahlverhältnis des dem anderen Übersetzungsbereich (ÜB2) zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes (Zentralrad 15) gleich 1 festgelegt ist.

15. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das signifikante Drehzahlverhältnis ungleich 1 des dem Übersetzungsbereich (ÜB1) mit höheren Gesamtübersetzungen (i_G) zugehörigen ausgangsseitigen Getriebegliedes (Zentralrad 17) kleiner 1 festgelegt ist.

16. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Grenzwert (Höchstwert) der Teilübersetzung (i_V) des Toroidgetriebes (9) für die Umschaltung festgelegt ist, wenn das signifikante Drehzahlverhältnis eines (Zentralrad 17) der beiden den Übersetzungsbereichen (ÜB1 u. ÜB2 in Fig. 3a oder Fig. 4a oder Fig. 6a) zugehörigen ausgangsseitigen Getriebeglieder (Zentralräder 15 u. 17) kleiner 1 festgelegt ist.

17. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Bildung des Übersetzungsbereiches (ÜB1) für Vorwärts- und/oder Rückwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen beteiligte ausgangsseitige Getriebeglied (inneres Zentralrad 17 in Fig. 3 oder Fig. 4 oder Fig. 6) des Summengetriebes (11-3 oder 11-4 oder 11-6) mit der Ausgangswelle (8) unter Vermittlung eines im Kraftfluß ihm nachgeordneten Planetenräder-Umkehrgetriebes (20) derart in Antriebsverbindung (21) bringbar ist, daß der absolute Drehsinn der Ausgangswelle (8) gegenüber dem absoluten Drehsinn des beteiligten ausgangsseitigen Getriebegliedes (inneres Zentralrad 17) im drehmomentübertragenden Zustand (eingerückte Schaltbremse B1 oder Schaltkupplung K1) der Antriebsverbindung (21) umgekehrt ist.

18. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenräder-Umkehrgetriebe (20) in die Antriebsverbindung (21) zwischen dem ausgangsseitigen Getriebeglied (inneres Zentralrad 17) und der Ausgangswelle (8) durch eine ein- und ausrückbare Schaltbremse (B1) einschaltbar ist, durch welche das durch seinen festgebremsten Zustand den gegenläufigen Drehsinn festlegende Reaktionsgetriebeglied (20R) des Umkehrgetriebes (20) undrehbar festlegbar ist.

19. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Planetenräder-Umkehrgetriebe (20) in die Antriebsverbindung (21) zwischen dem ausgangsseitigen Getriebeglied (inneres Zentralrad 17) und der Ausgangswelle (8) durch eine ein- und ausrückbare Schaltkupplung (K1) einschaltbar ist, durch welche das ausgangsseitige Getriebeglied (inneres Zentralrad 17) mit einem (20a) der beiden in zueinander gegenläufigen Drehsinn bringbaren Getriebeglieder (20a, 20b) des Umkehrgetriebes (20) kuppelbar ist.

20. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Bildung des Übersetzungsbereiches (ÜB1) für Vorwärtsfahrt mit höheren Gesamtübersetzungen beteiligte ausgangsseitige Getriebeglied als ein jeweils mit dem größeren Zahnkranz (23) der Hauptplaneten (18) kämmendes inneres Zentralrad (17) und das an der Bildung des sich anschließenden Übersetzungsbereiches (ÜB2) für Vorwärtsfahrt mit niedrigeren Gesamtübersetzungen (i_G) beteiligte ausgangsseitige Getriebeglied als ein mit den Nebenplaneten (19) kämmendes äußeres Zentralrad (15) ausgebildet sind.

21. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenplaneten (19) jeweils mit dem kleineren Zahnkranz (24) des Hauptplaneten (18) kämmen.

22. Wechselgetriebeanordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 10 und 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer von dem Toroidgetriebe (9) unabhängigen höheren Gesamtübersetzung ausschließlich für Rückwärtsfahrt (ÜBR* in Fig. 2a) ein Planetenräder-Umkehrgetriebe (22 in Fig. 2) in den Kraftfluß zwischen Summengetriebe (11-2) und Ausgangswelle (8) einschaltbar ist, bei welchem ein Reaktionsgetriebeglied (22R) durch seinen festgebremsten Zustand den gegenläufigen Drehsinn der beiden anderen Getriebeglieder (22a, 22b) relativ zueinander festlegt sowie Ein- und Ausgangswelle (7 u. 8) jeweils mit einem der unter gegenläufigen Drehsinn setzbaren Getriebeglieder (22a, 22b) in Antriebsverbindung stehen oder bringbar sind.

23. Wechselgetriebeanordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, insbesondere nach einem der Patentansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß das im Kraftfluß zwischen dem abtriebsseitigen Zentralrad (9b) des Toroidgetriebes (9) und dem zugehörigen eingangsseitigen Getriebeglied (inneres Zentralrad 14) des Summengetriebes (11-1 bis 11-6) angeordnete Umkehrgetriebe (10) eine als Hohlwelle ausgebildete nichtdrehende Statorwelle (25) aufweist, welche sowohl koaxial zur Eingangswelle (7) angeordnet ist als auch das Reaktionsgetriebeglied (10R) des Umkehrgetriebes (10) mit einer axial zwischen den beiden Zentralrädern (9a, 9ab) einer Getriebekammer (26) des Toroidgetriebes (9) angeordneten, undrehbar festgelegten Abstützeinrichtung (28) verbindet.

24. Wechselgetriebeanordnung nach Patentanspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsgetriebeglied des Umkehrgetriebes (10) als Planetenträger (10R) ausgebildet ist, an welchem mit je einem inneren und äußeren Zentralrad (10a u. 10b) kämmende Planetenräder (29) gelagert sind.