DE19856501A1 - Gearbox with variator has switchable reversing mechanism after the variator that has no drag moment and is in the form of a countershaft arrangement - Google Patents
Gearbox with variator has switchable reversing mechanism after the variator that has no drag moment and is in the form of a countershaft arrangementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem Variator und einem dem Variator nachgeordneten, schaltbaren Wendesatz, wobei der Wendesatz eine Variatorwelle mit einer Ausgangswelle des Getriebes verbindet, und zwar in einer ersten Schaltstellung mit einem ersten Übersetzungsverhältnis und in einer zweiten Schaltstellung mit einem zweiten Übersetzungsverhältnis.The invention relates to a transmission with a variator and a switchable turn set downstream of the variator, whereby the turning set a variator shaft with an output shaft of the Gear unit connects, in a first switching position with a first gear ratio and in a second Switch position with a second gear ratio.
Getriebe der vorstehend genannten Art sind bekannt. Sie werden üblicherweise als "CVT"-Getriebe bezeichnet. Um bei derartigen Getrieben sowohl ein Vorwärts- wie auch ein Rückwärtsfahren zu ermöglichen, muß dem Variator ein Wendesatz, d. h. ein Wendege triebe, vor- oder nachgeschaltet werden. Bei herkömmlichen Ge trieben dieser Art ist der Wendesatz als Planetensatz ausgebil det. Bei Verwendung eines einfachen Planetensatzes kann jedoch bauartbedingt das Übersetzungsverhältnis im Vorwärtsgang und das nach dem Umschalten des Wendesatzes vorhandene Überset zungsverhältnis im Rückwärtsgang nicht gleich groß sein. Diese unterschiedlichen Übersetzungsverhältnisse im Wendesatz bei Vorwärtsfahrt einerseits und Rückwärtsfahrt andererseits führen zu erheblichen konstruktiven Problemen im Getriebe.Gearboxes of the type mentioned above are known. you will be commonly referred to as "CVT" transmissions. To at such Driven both forward and reverse driving must allow the variator a turn rate, d. H. a turnaround drives, upstream or downstream. With conventional Ge This type of turn is designed as a planetary gear set det. When using a simple planetary gear set, however depending on the design, the gear ratio in forward gear and the existing translation after switching the turning set ratio in reverse gear must not be the same size. This different gear ratios in the turn rate Lead forward travel on the one hand and reverse travel on the other hand to significant design problems in the transmission.
Es sind auch schon spezielle Ausführungsformen derartiger Ge triebe bekannt geworden, die anstelle eines einfachen Planeten satzes einen sogenannten Doppelplanetensatz verwenden. In die sem Falle ist es möglich, die Übersetzung im Vorwärtsgang gleich groß wie die Übersetzung im Rückwärtsgang auszulegen.There are also special embodiments of such Ge drives become known instead of a simple planet use a so-called double planetary set. In the In this case, it is possible to translate in forward gear the same size as the reverse gear ratio.
Ein gemeinsamer Nachteil von Planetensätzen und auch von Dop pelplanetensätzen ist jedoch, daß die Drehmomentübertragung un günstig ist. So ist es bei derartigen Anordnungen bauartbedingt unvermeidbar, daß z. B. bei Vorwärtsfahrt die Schleppleistung der Kupplung für die Rückwärtsfahrt mit übertragen werden muß.A common disadvantage of planetary gear sets and also of dop pelplanetenzätze is that the torque transmission un is cheap. So it is design-related in such arrangements unavoidable that z. B. when driving forward, the towing power the clutch for reverse travel must be transferred.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Ge triebe der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die vorstehend genannten Nachteile vermieden werden.The invention is based on the object, a Ge to further develop shoots of the type mentioned at the beginning, that the disadvantages mentioned above are avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wen desatz schleppmomentfrei ausgebildet ist. This object is achieved in that the Wen is designed free of drag torque.
Die Erfindung löst sich somit grundsätzlich von hergebrachten Denkweisen beim Entwurf derartiger Getriebe, indem vom Konzept eines Planetengetriebes oder eines Doppelplanetengetriebes als Wendesatz abgegangen wird. Vielmehr schlägt die Erfindung vor, einen schleppmomentfreien Getriebesatz zu verwenden, vorzugs weise einen Satz in Vorgelegebauart.The invention is thus fundamentally detached from traditional ones Mindsets when designing such gears by using the concept a planetary gear or a double planetary gear as Turn rate is walked off. Rather, the invention proposes to use a drag torque free gear set, preferred wise a gearbox type set.
Die Verwendung derartiger Wendesatzkonzepte hat den Vorteil, daß ein Schleppmoment nicht übertragen werden muß. Ferner hat man hinsichtlich der Wahl der Übersetzungsverhältnisse im Vor wärtsgang und im Rückwärtsgang einen höheren Freiheitsgrad, so daß auch weitere Vorteile erzielbar sind, wie noch geschildert werden wird.The use of such turning set concepts has the advantage that a drag torque does not have to be transmitted. It also has one with regard to the choice of gear ratios in advance upward gear and in reverse gear a higher degree of freedom, see above that other advantages can be achieved, as described above will be.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ge triebes umfaßt der Wendesatz eine erste Welle mit einem ersten und mit einem zweiten darauf angeordneten Losrad, die mittels einer Schiebemuffe alternativ drehfest mit der ersten Welle verbindbar sind, wobei ferner ein mit der Variatorwelle dreh fest verbundenes Ritzel mit dem ersten Losrad kämmt und mit dem zweiten Losrad drehmomentübertragend über eine drehrichtungs umkehrende Zwischenstufe verbindbar ist.In a preferred embodiment of the Ge according to the invention The drive set comprises a first shaft with a first drive and with a second idler gear arranged thereon, which by means of a sliding sleeve alternatively rotatably with the first shaft are connectable, further rotating with the variator shaft fixed pinion meshes with the first idler gear and with the second idler gear transmitting torque in one direction reversing intermediate stage is connectable.
Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß der gewünschte Wendesatz in Vorgelegebauart auf besonders einfache Weise dargestellt werden kann.These measures have the advantage that the desired turn rate represented in a gearbox design in a particularly simple manner can be.
In bevorzugter Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels umfaßt die Schiebemuffe Synchronkupplungen zum drehfesten Verbinden der Losräder mit der ersten Welle. In a preferred development of this embodiment includes the sliding sleeve synchronous couplings for non-rotatable connection the idler gears with the first shaft.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein besonders sanftes, ins besondere synchronisiertes Einschalten des Rückwärtsganges mög lich ist.This measure has the advantage that a particularly gentle, ins special synchronized switching on of the reverse gear possible is.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Zwischenstufe eine zweite Welle, die ein erstes und ein zweites Zahnrad drehfest miteinander verbindet, wobei das Ritzel mit dem ersten Zahnrad kämmt und das zweite Zahnrad mit dem zweiten Losrad kämmt.In a further embodiment of the invention, the Intermediate stage a second shaft, the first and a second Gear rotatably connects with each other, the pinion with the first gear meshes and the second gear with the second Idler gear combs.
Auch durch diese Maßnahmen ergibt sich ein Wendesatz in Vor gelegebauart von besonders einfachem Aufbau.These measures also result in a turn rate in advance lay-up construction of particularly simple construction.
Vorzugsweise liegen in diesem Fall die Variatorwelle, die erste Welle und die zweite Welle zueinander parallel und jeweils paarweise in einer gemeinsamen Ebene.In this case, the variator shaft is preferably the first Wave and the second wave parallel to each other and each in pairs on a common level.
Wie bereits erwähnt wurde, zeichnen sich Ausführungsbeispiele der Erfindung dadurch aus, daß das erste Übersetzungsverhältnis im wesentlichen gleich dem zweiten Übersetzungsverhältnis ist.As already mentioned, exemplary embodiments are distinguished the invention characterized in that the first gear ratio is substantially equal to the second gear ratio.
Unter "gleich" muß dabei nicht unbedingt der Wert 1,0 verstan den werden. Vielmehr wird das angestrebte Ziel im wesentlichen auch dann erreicht, wenn der Quotient der Übersetzungsverhält nisse ungefähr gleich 1 ist, beispielsweise zwischen 0,85 und 1,15 liegt.The value "1.0" does not necessarily mean "equal" that will. Rather, the intended goal becomes essentially also achieved when the quotient of the gear ratio nisse is approximately equal to 1, for example between 0.85 and 1.15 lies.
Diese Einstellung des Übersetzungsverhältnisses kann in beson ders bevorzugter Weise im Bereich der Zwischenstufe vorgenommen werden, die dann ebenfalls ein Übersetzungsverhältnis von 1 oder ungefähr von 1, vorzugsweise zwischen 0,85 und 1,15 hat. This setting of the gear ratio can in particular preferably carried out in the intermediate stage which then also have a gear ratio of 1 or about 1, preferably between 0.85 and 1.15.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Getriebes sind einerseits die Zähnezahlen der Losräder und andererseits die Zähnezahlen der Zahnräder jeweils unter einander gleich, wobei das erste Losrad, das erste Zahnrad und das Ritzel denselben ersten Modul und das zweite Losrad sowie das zweite Zahnrad denselben zweiten Modul aufweisen, der vom ersten Modul verschieden ist.In a particularly preferred embodiment of the invention according to the gearbox are the number of teeth of the idler gears and on the other hand, the number of teeth of the gears below equal to each other, with the first idler gear, the first gear and the pinion the same first module and the second idler gear as well the second gear have the same second module that from first module is different.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß eine besonders kompakte Bauform möglich wird, weil nämlich die beiden Zahnräder der Zwischenstufe trotz gleicher Zähnezahl infolge ihres unter schiedlichen Moduls einen unterschiedlichen Durchmesser haben, so daß in der bereits beschriebenen Weise eines der beiden Zahnräder mit dem zweiten Losrad und das andere Zahnrad nur mit dem Ritzel kämmen kann und nicht zugleich mit dem ersten Losrad in Eingriff kommt, obwohl nur zwei Radsatzebenen vorhanden sind.This measure has the advantage that it is particularly compact Design is possible because the two gears Intermediate stage despite having the same number of teeth due to their under different modules have different diameters, so that in the manner already described one of the two Gears with the second idler gear and the other gear with only can comb the pinion and not simultaneously with the first idler gear comes into play, although there are only two wheelset levels are.
Schließlich ist besonders bevorzugt, wenn dem Wendesatz eine Kupplung nachgeschaltet ist, deren Ausgang die Ausgangswelle des Getriebes bildet.Finally, it is particularly preferred if the turning set is one Coupling is connected, the output of which is the output shaft forms the transmission.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der bei gefügten Zeichnung.Further advantages result from the description and the at added drawing.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the following standing features to be explained not only in each specified combination, but also in other combinations or can be used alone, without the scope of to leave the present invention.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail in the following description explained. Show it:
Fig. 1 eine äußerst schematisierte Radsatzdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Getrie bes; Figure 1 is an extremely schematic wheel set representation of an embodiment of a transmission according to the invention.
Fig. 2 eine ebenfalls äußerst schematisierte Seitenansicht des Getriebes gemäß Fig. 1. Fig. 2 is a likewise very diagrammatic side view of the transmission of FIG. 1.
In den Figuren bezeichnet 10 insgesamt das Getriebe, das ein gangsseitig über einen Variator, d. h. ein stufenlos verstell bares Getriebe, verfügt. Variatoren der hier interessierenden Art werden in der Fachwelt auch als "CVT" (continuously varia ble transmission) bezeichnet. Variatoren dieser Art sind allge mein bekannt und brauchen daher im Rahmen der vorliegenden An meldung nicht näher erläutert zu werden.In the figures, 10 designates the transmission as a whole, which has a variator on the gear side, ie a continuously variable transmission. Variators of the type of interest here are also referred to in the specialist world as "CVT" (continuously variable ble transmission). Variators of this type are generally known and therefore do not need to be explained in more detail within the scope of the present application.
Der Ausgang des Variators 12 wird durch eine Variatorwelle 14 gebildet, über die Leistung abgegeben wird, wie mit einem Pfeil 16 angedeutet. Auf der Variatorwelle 14 sitzt drehfest ein Rit zel 18. Das Ritzel 18 arbeitet mit einem Wendesatz zusammen, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet ist. Der Wen desatz 20 hat die Aufgabe, die Drehrichtung am Ausgang des Ge triebes 10 umschalten zu können, damit ein mit dem Getriebe 10 ausgestattetes Fahrzeug sowohl vorwärts wie auch rückwärts fah ren kann. The output of the variator 12 is formed by a variator shaft 14 , via which power is output, as indicated by an arrow 16 . On the variator shaft 14 sits a Rit zel 18th The pinion 18 works together with a turning set, which is designated overall by the reference numeral 20 . The Wen desatz 20 has the task of the direction of rotation at the output of Ge to be able to switch 10 drive, so that a transmission equipped with the vehicle 10 can both forward as well as backward ren fah.
Der Ausgang des Getriebes 10 wird durch eine übliche Reibungs kupplung 22 gebildet, die auf einer Ausgangswelle 24 des Ge triebes 10 sitzt. Dort kann die Leistung abgenommen werden, wie mit einem Pfeil 26 angedeutet.The output of the transmission 10 is formed by a conventional friction clutch 22 which sits on an output shaft 24 of the gear 10 Ge. The power can be taken off there, as indicated by an arrow 26 .
Der Wendesatz 20 weist ein erstes Losrad 30 auf, das auf einer Zwischenwelle 32 sitzt. Die Zwischenwelle 32 erstreckt sich gleichachsig zur Ausgangswelle 24 und bildet zugleich den Ein gang der Kupplung 22. Auf der Zwischenwelle 32 sitzt eine Schiebemuffe 34, mit der das erste Losrad 30 sowie ein zweites Losrad 36 wahlweise drehfest mit der Zwischenwelle 32 verbind bar ist. Die Schiebemuffe 34 ist vorzugsweise mit Synchron kupplungen versehen, um die drehmomentübertragende Verbindung zur Zwischenwelle 32 synchronisiert herstellen zu können.The turning set 20 has a first idler gear 30 , which is seated on an intermediate shaft 32 . The intermediate shaft 32 extends coaxially with the output shaft 24 and simultaneously forms the input of the clutch 22nd On the intermediate shaft 32 there is a sliding sleeve 34 , with which the first idler gear 30 and a second idler gear 36 can be connected in a rotationally fixed manner to the intermediate shaft 32 . The sliding sleeve 34 is preferably provided with synchronous couplings in order to be able to produce the torque-transmitting connection to the intermediate shaft 32 in a synchronized manner.
Die Zwischenwelle 32 ist mit einem Kupplungsgehäuse 38 der Kupplung 22 verbunden, während eine Kupplungsscheibe 40 mit der Ausgangswelle 24 verbunden ist.The intermediate shaft 32 is connected to a clutch housing 38 of the clutch 22 , while a clutch disc 40 is connected to the output shaft 24 .
Der Wendesatz 20 verfügt ferner über eine Zwischenstufe 50. Die Zwischenstufe 50 besteht aus einem dritten Losrad 52 und einem vierten Losrad 54, die miteinander drehstarr verbunden sind, da sie auf einer gemeinsamen Hohlwelle 56 sitzen. Die Hohlwelle 56 ist ihrerseits drehbar auf einem raumfesten Bolzen 58 angeord net.The turning set 20 also has an intermediate stage 50 . The intermediate stage 50 consists of a third idler gear 52 and a fourth idler gear 54 , which are connected to one another in a rotationally rigid manner, since they sit on a common hollow shaft 56 . The hollow shaft 56 is in turn rotatably net angeord on a fixed bolt 58 .
Wie man aus den Figuren erkennen kann, kämmt das Ritzel 18 so wohl mit dem dritten Losrad 52 wie auch mit dem ersten Losrad 30. Diese drei Zahnräder 18, 52 und 30 müssen daher denselben Modul m18 = m30 = m52 aufweisen. As can be seen from the figures, the pinion 18 meshes with the third idler gear 52 as well as with the first idler gear 30 . These three gears 18 , 52 and 30 must therefore have the same module m 18 = m 30 = m 52 .
Das vierte Losrad 54 kämmt hingegen mit dem zweiten Losrad 36, so daß auch diese beiden Zahnräder 54, 36 denselben Modul m54 = m36 haben müssen.The fourth idler gear 54, however, meshes with the second idler gear 36, so that these two gears 54, 36 the same module m 54 m = 36 must have.
Die Module m18 = m30 = m52 einerseits und m36 = m54 andererseits sind jedoch unterschiedlich groß.The modules m 18 = m 30 = m 52 on the one hand and m 36 = m 54 on the other hand are of different sizes.
Ferner ist die Anordnung so gewählt, daß die Zähnezahlen nsz des dritten Losrades 52 und n54 des vierten Losrades 54 unter einander gleich sind, ebenso wie die Zähnezahlen n30 des ersten Losrades 30 sowie n36 des zweiten Losrades 36.Furthermore, the arrangement is selected such that the number of teeth nsz of the third idler gear 52 and n 54 of the fourth idler gear 54 are identical to one another, as are the number of teeth n 30 of the first idler gear 30 and n 36 of the second idler gear 36 .
Im Ergebnis bedeutet dies, daß infolge der unterschiedlichen Moduln das dritte Losrad 52 einen kleineren Durchmesser als das vierte Losrad 54 haben kann, obwohl beide Losräder 52, 54 die selbe Zähnezahl n52, n54 aufweisen.As a result, this means that, due to the different modules, the third idler gear 52 can have a smaller diameter than the fourth idler gear 54 , although both idler gears 52 , 54 have the same number of teeth n 52 , n 54 .
Insbesondere aus der Darstellung gemäß Fig. 2 wird erkennbar, daß auf diese Weise das dritte Losrad 52 nur mit dem Ritzel 18, nicht jedoch mit dem ersten Losrad 30 kämmt, obwohl sich diese drei Zahnräder 18, 30, 52 in derselben Ebene befinden. Das zum dritten Losrad 52 koaxial angeordnete vierte Losrad 54 kann hingegen mit dem zweiten Losrad 36 kämmen, obwohl dieses die selbe Zähnezahl n36 wie das zu ihm koaxiale erste Losrad 30 hat.It can be seen in particular from the illustration according to FIG. 2 that in this way the third idler gear 52 meshes only with the pinion 18 , but not with the first idler gear 30 , although these three gear wheels 18 , 30 , 52 are in the same plane. The fourth idler gear 54 coaxial with the third idler gear 52 , on the other hand, can mesh with the second idler gear 36 , although this has the same number of teeth n 36 as the first idler gear 30 coaxial with it.
Beim Wendesatz 20 liegen damit die drei Wellen 14, 24 und 56 sämtlich parallel zueinander, jedoch nur paarweise in einer ge meinsamen Ebene. When turning set 20 , the three shafts 14 , 24 and 56 are all parallel to each other, but only in pairs in a common plane.
Im Vorwärtsgang wird bei dem Getriebe 10 die Leistung vom Va riator 12 über das Ritzel 18 direkt auf das erste Losrad 30 übertragen und von dort bei in Fig. 1 nach links verschobener Schiebemuffe 34 über die Zwischenwelle 32 auf die Kupplung 22. Im Rückwärtsgang hingegen gelangt die Leistung vom Variator 12 über das Ritzel 18 zunächst auf das dritte Losrad 52, von dort über die Hohlwelle 56 auf das vierte Losrad 54 und von da auf das zweite Losrad 36, das bei in Fig. 1 nach rechts verschobe ner Schiebemuffe 34 die Leistung dann über die Zwischenwelle 32 auf die Kupplung 22 weiterleitet.In the forward gear, the transmission 10 transmits the power from the variator 12 via the pinion 18 directly to the first idler gear 30 and from there with the sliding sleeve 34 shifted to the left in FIG. 1 via the intermediate shaft 32 to the clutch 22 . In reverse gear, however, the power from the variator 12 via the pinion 18 first to the third idler gear 52 , from there via the hollow shaft 56 to the fourth idler gear 54 and from there to the second idler gear 36 , which is shifted to the right in FIG. 1 The sliding sleeve 34 then passes the power on to the clutch 22 via the intermediate shaft 32 .
Da hinsichtlich der Zähnezahlen gilt: n52 = n54 und n30 = n36, ist das Übersetzungsverhältnis üV im Vorwärtsgang (V) genauso groß wie das Übersetzungsverhältnis üR im Rückwärtsgang (R).With regard to the number of teeth: n 52 = n 54 and n 30 = n 36 , the gear ratio ü V in the forward gear (V) is the same as the gear ratio ü R in the reverse gear (R).
Dabei versteht sich, daß diese Identität nicht unbedingt exakt eingehalten werden muß. So wäre es z. B. auch möglich, mit ge ringfügig unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen zu arbei ten, beispielsweise üV 3,7 und üR = 4,2, was einem Quotienten üV/üR von etwa 0,85 entspricht.It goes without saying that this identity does not necessarily have to be adhered to exactly. So it would be z. B. also possible to work with slightly different transmission ratios, for example ü V 3.7 and ü R = 4.2, which corresponds to a quotient ü V / ü R of about 0.85.
Wesentlich beim Getriebe 10 bzw. dem darin eingesetzten Wende satz 20 ist, daß in der jeweils einen Schaltstellung keinerlei Schleppmomente aus dem Drehmomentpfad für die jeweils andere Schaltrichtung mit übertragen werden müssen.It is essential for the transmission 10 or the turning set 20 used therein that no drag torques from the torque path for the other switching direction have to be transmitted in the one switching position.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |