DE19530623B4

DE19530623B4 - Stufenloses Umschlingungsgetriebe mit Anfahrbremsen

Info

Publication number: DE19530623B4
Application number: DE19530623A
Authority: DE
Inventors: Romanus Dipl.-Ing. Scholz
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 2005-08-18
Anticipated expiration: 2015-08-22
Also published as: DE19530623A1

Abstract

Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem mit einer Kurbelwelle (1) der Brennkraftmaschine verbundenen Drehmomentenwandler (2), einer mit dem Drehmomentenwandler (2) in Verbindung stehenden Primärwelle (4), auf der ein Primärkegelscheibensatz (5) eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes angeordnet ist, einem Sekundärkegelscheibensatz (11), der auf einer Sekundärwelle (10) angeordnet ist, wobei beide Kegelscheibensätze (5, 11) durch ein Kraftübertragungsmittel (9) antriebstechnisch miteinander verbunden sind, sowie mit einem Planetengetriebe (14) zur Einstellung der Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt, dadurch gekennzeichnet, dass die als Hohlwelle ausgebildete Sekundärwelle (10) mit einem Planetenträger (15) des Planetengetriebes (14) verbunden ist, dass der Planetenträger (15) einen Satz gestufter Planetenräder (16, 17) und einen weiteren Satz Planetenräder (27) trägt, wobei die Planetenräder (27) mit einer der beiden Stufenplanetensatzverzahnungen (16, 17) in Verbindung stehen und andererseits mit einem Hohlrad (20) kämmen, welches über eine Bremse BR gegen das Getriebegehäuse (22) festlegbar ist, dass eine der Planetenradverzahnungen (16) mit einem Sonnenrad (18) kämmt, welches auf...

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1/bzw. 2.
Stufenlose Umschlingungsgetriebe, bekannt, werden für den Front-Quer-Einbau in Kraftfahrzeuge im allgemeinen als Getriebe mit vier Hauptdrehzentren ausgebildet, von denen die Primärwelle mit dem ersten Scheibensatz und die Sekundärwelle mit dem zweiten Scheibensatz die ersten beiden Hauptdrehzentren bilden, während eine Zwischenwelle und eine Abtriebswelle, die mit dem Achsausgleichsgetriebe verbunden ist, die weiteren beiden Drehzentren bilden. Dabei kann die Achsübersetzung in zwei Stufen ausgeführt und die Vorrichtung für die Rückwärtsgangumschaltung günstig integriert werden. Nachteilig sind ein großer Bauaufwand und ein ungünstiger Wirkungsgrad durch die große Anzahl hochbelasteter Wellenlager.

Stufenlose Umschlingungsgetriebe mit zwei Hauptdrehzentren, wie sie beispielsweise aus der DE-OS 43 26 863 bekannt geworden sind, haben jedoch durch den konstruktionsbedingten großen Achsabstand und durch die Lage Antriebsflansche Nachteile beim Einbau in kleinere Kraftfahrzeuge.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Antriebsanordnung mit einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe vorzuschlagen, das einfacher als ein Vierwellen-Umschlingungsgetriebe aufgebaut ist in seinen Hauptabmessungen etwa denen eines typischen Fünf-Gang-Schaltgetriebes entspricht, so dass dieses Umschlingungsgetriebe auch in kleinere Kraftfahrzeuge mit Front-Quer-Anordnung einbaubar ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich bei einem gattungsgemäßen Umschlingungsgetriebe aus den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind dem Unteranspruch entnehmbar.

Die Lösung der gestellten Aufgabe wird insbesondere durch eine Antriebsanordnung mit einem stufenlosen Umschlingungsgetriebe erreicht, das drei Hauptdrehzentren aufweist, jedoch aus einem Umschlingungs-, einem Planeten-, einem Ketten- und einem Achsausgleichsgetriebe besteht. Im Gegensatz zum Stand der Technik werden keine Kupplungen verwendet, dagegen gibt es für die Vorwärts- und Rückwärtsfahrtschaltung jeweils eine Bremse, die durch fehlende Ausrücklager oder Ölzuführungen in drehende Teile eine weitere deutliche bauliche Vereinfachung beispielsweise gegenüber dem durch die DE-OS 42 22 115 bekannt gewordenen Getriebe darstellt. Die Antriebsanordnung ist sowohl für Umschlingungsgetriebe mit in Öl laufenden Ketten oder Schubgliederbändern als auch für solche mit trocken betreibbaren Antriebsriemen anwendbar.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung beigelegt, in der in 1 eine schematische Darstellung der Antriebsanordnung abgebildet ist, während in 2 eine schematische Seitenansicht auf die drei Hauptdrehzentren des Getriebe sichtbar ist.
Im Einzelnen ist in 1 mit der Bezugsziffer 1 eine Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine angedeutet, die in an sich bekannter Weise mit dem Pumpenrad eines hydrodynamischen Wandlers 2 verbunden ist. Dieser Wandler ist über eine Wandlerüberbrückungskupplung 3 mechanisch überbrückbar, so dass eine direkte Verbindung zwischen der Kurbelwelle 1 der Brennkraftmaschine und einer Primärwelle 4 eines Getriebes herstellbar ist.
Auf der Primärwelle 4 ist ein Primärkegelscheibensatz 5 eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes angeordnet, der aus einer auf der Primärwelle 4 befestigten ersten Kegelscheibe 6 und einer zweiten Kegelscheibe 7 besteht, die über eine hydraulische Verstelleinrichtung 8 koaxial zur Welle 4 zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes verschiebbar angeordnet ist.
Zwischen den beiden Kegelscheiben 6, 7 ist ein Kraftübertragungsmittel 9 angeordnet, dass als Riemen, Schubgliederband oder Kette ausgebildet sein kann. Dieses Übertragungsmittel 9 treibt einen Sekundärkegelscheibensatz 11 an, der aus einer auf einer Sekundärwelle 10 befestigten ersten Kegelscheibe 12 und einer auf dieser Welle 10 über eine hydraulische Verstelleinrichtung koaxial zur dieser Welle 10 verschiebbaren zweiten Kegelscheibe 13 besteht.
Die Sekundärwelle 10 ist abtriebsseitig mit einem Planetenträger 15 eines Planetengetriebes 14 verbunden, das zur Vorwärts-/Rückwärtsgangumschaltung der Antriebseinrichtung dient. Der Planetenträger 15 trägt einen Satz gestufter Planetenräder 16, 17 und einen weiteren Satz Planetenräder 27, wobei letztere einerseits mit den Stufenplanet-Verzahnungen 16 und andererseits mit einem zusätzlichen Hohlrad 20 in Verbindung stehen. Die Planetenradverzahnungen 16 kämmen mit einem ersten Sonnenrad 18, das auf einer durch die als Hohlwelle ausgebildete Sekundärwelle 10 geführten Welle 21 befestigt ist. Diese Welle 21 kann zur Realisierung einer Vorwärtsfahrt mit Hilfe einer Bremse BV gegen das Getriebegehäuse 22 festgesetzt werden. Diese Bremse BV bildet dabei die Momentenstütze für die Vorwärtsfahrt. Die Planetenradverzahnungen 17 kämmen mit einem zweiten Sonnenrad 19, das mit der auf der Welle 21 gelagerten Hohlwelle 27 verbunden ist. Diese Hohlwelle 20 trägt ein Kettenritzel 23, das eine Kette 24 antreibt, die ihrerseits mit einem mit einem Differentialgehäuse 26 verbundenen weiteren Kettenzahnrad 25 in Verbindung steht. In einem anderen hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können das Sonnenrad 19 und das Kettenritzel 23 eine auf der Welle 21 gelagerte Baueinheit bilden. Das Hohlrad 20 läuft entweder frei, oder wird über eine zweite Bremse BR gegen das Getriebegehäuse 22 abgestützt. Es bildet dann die Momentenstütze für den Rückwärtsgang.
Aus dem Aufbau der vorgestellten Antriebsanordnung wird deutlich, dass durch Anziehen der ersten Bremse BV ein Vorwärtsgang und durch Anziehen der zweiten Bremse BV ein Rückwärtsgang einstellbar ist.
In einem konkreten Ausführungsbeispiel hat bzw. haben das erste Sonnenrad 18 vierundzwanzig und das zweite Sonnenrad 19 vierunddreißig Zähne, die Stufenplaneten 16, 17 siebenundzwanzig und siebzehn und das Hohlrad 20 vierundachtzig sowie die Einzelplaneten 27 einundzwanzig Zähne. Bei einem derartigen Planetengetriebe erhält man eine Übersetzung von 1,8 zwischen dem antreibenden Planetenträger und dem abtreibenden großen Sonnenrad 19 bei festgehaltenem kleinen Sonnenrad 18 und minus 1,8 bei festgehaltenem Hohlrad 20.
Die Übersetzung zwischen der Sekundärwelle 10 und der Achswelle liegt je, nach Motor, Fahrzeug und Getriebespreizung bei etwa 5,0 und ist damit für eine einfache Zahnradstufe vergleichsweise hoch. Durch die Vorübersetzung des Umlaufgetriebes kann das Kettengetriebe mit einer Übersetzung von etwa 2,8 besonders günstig gestaltet werden. Grundsätzlich ist es auch möglich, das Kettengetriebe durch ein Zahnradpaar mit Zwischenzahnrad zu ersetzen.
In einer anderen Ausführungsform kann die hier dargestellte Antriebsanordnung auch ohne hydrodynamischen Wandler 2 realisiert werden. Dabei wird in bekannter Weise das Schwungrad der Brennkraftmaschine mit einem an sich bekannten Drehschwingungsdämpfer verbunden, der seinerseits mit der Primärwelle des Umschlingungsgetriebes in Verbindung steht. Wenngleich diese Anordnung kostengünstiger ist, so ist in aller Regel die in 1 dargestellte Antriebsanordnung zu bevorzugen, bietet sie doch den guten Anfahrkomfort eines Drehmomentwandlers und entlastet zudem die Bremsen für die Vorwärts- und Rückwärtsfahrt. Diese werden dann nicht als Anfahrglied benötigt, sondern nur noch wahlweise bei Stillstand geöffnet bzw. geschlossen.
Die Bremsen BV, BR können unabhängig davon, ob die Antriebsanordnung mit oder ohne Drehmomentwandler ausgebildet ist, als Lamellen-, Band- oder Sattelbremsen ausgeführt sein.
Die vorgestellte Antriebsanordnung ermöglicht auch einen Fahrbetrieb, bei dem zur Treibstoffeinsparung und zur Verminderung der Schadstoffemissionen beispielsweise bei Bergabfahrten die Brennkraftmaschine automatisch abgeschaltet und das Fahrzeug ohne motorischen Antrieb gefahren wird. Dazu wird zur Einleitung einer derartigen Schubbetriebsphase die Vorwärtsbremse BV geöffnet und beim Beenden einer derartigen Schubbetriebsphase wieder geschlossen.
In 2 ist in schematischer Darstellungsweise eine Seitenansicht auf die drei Hauptdrehzentren der Antriebsanordnung dargestellt, wobei die Drehachse des Primärkegelscheibensatzes 5 und die des Sekundärkegelscheibensatzes 11 die ersten beiden Drehzentren bilden, während durch das Drehzentrum des Achsausgleichgetriebes 26 das dritte Hauptdrehzentrum gegeben ist. Durch die gewählte Anordnung kann ersichtlich eine extrem kompakte Bauweise dargestellt werden, die auch den Einbau von derartigen Antriebsanordnungen in vergleichsweise kleine Kraftfahrzeuge in Front-Quereinbauweise ermöglicht.

Claims

Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine, einem mit einer Kurbelwelle (1) der Brennkraftmaschine verbundenen Drehmomentenwandler (2), einer mit dem Drehmomentenwandler (2) in Verbindung stehenden Primärwelle (4), auf der ein Primärkegelscheibensatz (5) eines stufenlosen Umschlingungsgetriebes angeordnet ist, einem Sekundärkegelscheibensatz (11), der auf einer Sekundärwelle (10) angeordnet ist, wobei beide Kegelscheibensätze (5, 11) durch ein Kraftübertragungsmittel (9) antriebstechnisch miteinander verbunden sind, sowie mit einem Planetengetriebe (14) zur Einstellung der Vorwärts- oder Rückwärtsfahrt, dadurch gekennzeichnet, dass die als Hohlwelle ausgebildete Sekundärwelle (10) mit einem Planetenträger (15) des Planetengetriebes (14) verbunden ist, dass der Planetenträger (15) einen Satz gestufter Planetenräder (16, 17) und einen weiteren Satz Planetenräder (27) trägt, wobei die Planetenräder (27) mit einer der beiden Stufenplanetensatzverzahnungen (16, 17) in Verbindung stehen und andererseits mit einem Hohlrad (20) kämmen, welches über eine Bremse BR gegen das Getriebegehäuse (22) festlegbar ist, dass eine der Planetenradverzahnungen (16) mit einem Sonnenrad (18) kämmt, welches auf einer Welle (21) drehfest angeordnet ist, die ihrerseits durch die hohle Sekundärwelle (10) geführt und über eine zweite Bremse BV gegen das Getriebegehäuse (22) festlegbar ist, und dass die andere Verzahnung (17) der Planetenräder (16, 17) mit einem Sonnenrad (19) kämmt, das koaxial zur Welle (21) angeordnet ist und mit einem Ritzel (23) eines Kettentriebes drehfest verbunden ist, wobei die Kette (24) dieses Triebes mit einem Zahnrad (25) in Verbindung steht, ist, welches mit dem Gehäuse (26) eines Differentialgetriebes verbunden ist.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des Drehmomentenwandlers (2) zwischen der Brennkraftmaschine und dem Primärkegelscheibensatz (5) ein Schwungrad und ein Drehschwingungsdämpfer angeordnet sind.
Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Zähnezahlen für die Glieder des Planetengetriebes (14): Sonnenrad (18) mit vierundzwanzig Zähnen, Sonnenrad (19) mit vierunddreißig Zähnen, Stufenplaneten (16, 17) mit siebzehn und siebenundzwanzig Zähnen, Hohlrad mit vierundachtzig Zähnen sowie Einzelplaneten (27) mit einundzwanzig Zähnen.