DE2928191C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebeaggregat mit den im Gat­ tungsbegriff des Patentanspruches 1 beschriebenen Merkmalen.

Durch die DE-PS 10 88 775 ist ein Getriebeaggregat mit diesen Merkmalen bekanntgeworden. Es hat die Aufgabe, eine stufenlose Änderung des Übersetzungsverhältnisses in einem Bereich zu ermöglichen, der dem Mehrfachen des Verstellbe­ reiches eines einfachen Wechselgetriebes mit stufenlos veränderbarem Übersetzungs­ verhältnis entspricht. Letzteres ist als übliches stufenlos verstellbares Keilriemengetriebe ausgebildet, dessen beide Riemenscheiben mit im axialen Abstand zueinander gegensinnig veränderbaren Kegelscheiben­ hälften versehen sind. Dabei wirken die Abtriebsteile des Wechselgetriebes sowie des Festgetriebes auf ein als Sum­ miergetriebe arbeitendes Planetenrädergetriebe ein. Mit Hil­ fe einer Doppelkupplung lassen sich unterschiedliche Be­ triebsarten wählen, in denen der Planetenräderträger des Pla­ netenrädergetriebes entweder mit dem Festgetriebe verbunden ist oder gegenüber dem Gehäuse des Planetenrädergetriebes festgestellt ist. Ferner ist durch ein weiteres Schaltorgan wahlweise eine Verriegelung zwischen dem äußeren und dem inneren Zentralrad des Planetenrädergetriebes möglich, so daß sich insgesamt die folgenden grundsätzlichen Betriebs­ arten erreichen lassen:

• - Vorwärtsgang mit relativ hoher Geschwindigkeit,
• - Rückwärtsgang mit etwas geringerer Geschwindigkeit,
• - Kriechgang mit niederer Geschwindigkeit.

In den beiden erstgenannten Betriebsarten verläuft das ge­ samte Drehmoment über das Wechselgetriebe mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis, während bei der dritten Betriebsart gleichzeitig Wechselgetriebe und Festgetriebe wirksam sind, wobei die Drehzahl der Abtriebswelle von der Differenz der Drehzahlen der beiden Getriebe abhängt. Außerdem ist im Text ohne Beispielserläuterung angegeben, daß auch das Festgetriebe direkt starr mit der Abtriebswelle verbindbar ist.

Getriebeaggregate mit einem Wechselgetriebe mit automatisch veränderbarem Übersetzungsverhältnis finden im Automobilbau Verwendung. Wenn die beim Anfahren von dem Motor auf die Rä­ der übertragene Leistung gänzlich über das Wechselgetriebe mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis geleitet wird, muß dieses so dimensioniert sein, daß es die beim Anfahren auf­ tretenden hohen Drehmomente zu übertragen im Stande ist; da­ bei handelt es sich um Betriebsbedingungen, die im Grunde nur während eines sehr geringen Teiles der Gesamtbetriebs­ zeit des Getriebeaggregates auftreten.

Bei dem oben beschriebenen bekannten Umlaufrädergetriebe verläuft bei der als Kriechgang bezeichneten Betriebsart ein Teil der übertragenen Leistung über das Festgetriebe, so daß das Wechselgetriebe entsprechend entlastet wird. Für den Automobilbau ist diese Getriebeart jedoch wegen ihres komplizierten und teueren Aufbaues ungeeignet. Da außerdem ein Umschalten von der als Kriechgang bezeichneten Betriebs­ art auf "Normalfahrt" erforderlich ist, läßt sich mit die­ ser Getriebeart ein vollautomatisches Fahrzeuggetriebe nicht realisieren.

Bekannte für den Automobilbau geeignete Getriebeaggregate, bei denen die Antriebsleistung ausschließlich über das Wech­ selgetriebe mit automatisch veränderbarem Übersetzungsver­ hältnis übertragen wird, sind hingegen aus den obengenann­ ten Gründen - bezogen auf den Normalbetrieb des Fahrzeuges, d. h. auf die Betriebsbedingungen, in denen das Fahrzeug keiner starken Beschleunigung unterliegt - überdimensioniert, was zu entsprechend hohen Herstellkosten führt.

Diese Betrachtungen gelten nicht nur für Kraftfahrzeuge, wie Per­ sonenkraftwagen und Lastkraftwagen, sondern auch für andere erdge­ bundene Fahrzeuge, wie landwirtschaftliche Traktoren und Erdbewe­ gungsmaschinen. Das gleiche gilt für Wasserfahrzeuge mit Schrau­ benantrieb, die einen Motor mit konstanter Geschwindigkeit und eine Vorrichtung zur Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Schiffs­ schraube besitzen.

Ein Getriebeaggregat der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art ist Gegenstand der prioritätsälteren EP 00 04 487. Bei einem mit diesen Merkmalen ausgestatteten Getriebeaggre­ gat werden die beim Anfahrvorgang auftretenden hohen Drehmomente vom Motor zu den Rädern bzw. in entsprechende andersartige An­ triebsorgane (z. B. einer Schiffsschraube) über das Festgetriebe und die Freilaufkupplung übertragen. Die Drehzahl, bei der die au­ tomatisch betätigbare Reibungskupplung wirksam wird, kann derart festgelegt sein, daß das Fahrzeug bis zur Beendigung der Anfahr­ phase ausreichend beschleunigt werden kann. Durch das Wirksamwer­ den der automatischen steuerbaren Reibungskupplung gewinnt das Wechselgetriebe gewissermaßen die Oberhand gegenüber dem Festge­ triebe.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der gattungsgemäßen Art in der Weise weiterzubilden, daß sie sich für Getriebeaggrega­ te eignet, bei denen das Wechselgetriebe mit stufenlos veränderba­ rem Übersetzungsverhältnis ein Reibungsgetriebe ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Getriebeaggregat mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Eine solche Anordnung eignet sich in besonderem Maß für die er­ wähnten Getriebeaggregate, deren Wechselgetriebe mit stufenlos ver­ änderbarem Übersetzungsverhältnis ein Reibungsgetriebe, beispiels­ weise ein Getriebe mit Riemenscheiben, insbesondere mit Metallrie­ men ist, deren Kegelscheibenhälften im axialen Abstand zueinander veränderbar sind. Bei Wechselgetrieben dieser Art ist nämlich der Variationsbereich des Übersetzungsverhältnisses, die sogenannte "Öffnung" im allgemeinen nicht sehr groß. Sie übersteigt den Wert 4 nur in seltenen Fällen. Bei Kraftfahrzeugen hat die Beschränkung der "Öffnung" des Wechselgetriebes zur Folge, daß eine relativ gro­ ße Übersetzung ins Schnelle oder ein sogenanntes "Overdrive", das im Interesse einer Kraftstoffersparnis des Fahrzeugs wünschenswert wäre, praktisch nicht zu realisieren ist. Da die maximale Überset­ zung ins Langsame bzw. der "kleinste Gang" des Wechselgetriebes so ausgelegt sein muß, daß die größten Steigungen überwunden werden können und ein zügiges Anfahren möglich ist, gelangt man am ande­ ren Bereichsende des Übersetzungsverhältnisses bzw. bei dem "größ­ ten Gang" kaum zu einem globalen Übersetzungsverhältnis, das im wesentlichen dem direkten Gang eines herkömmlichen manuellen Schaltgetriebes entspricht.

Bei den erwähnten Riemengetrieben oder ähnlichen Getrieben ist üb­ licherweise eine Fliehkraftkupplung oder eine hydrokinetische Kupplung vorgesehen, die ein weiches Anfahren und Parkmanöver er­ lauben, jedoch kein zügiges Beschleunigen beim Anfahren ermögli­ chen.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erwähnte Drehmomentübertragungseinrichtung ein hydrokinetischer Drehmo­ mentwandler. Durch ihn wird der Änderungsbereich der Über­ setzungsverhältnisse gegenüber demjenigen des Wechselge­ triebes allein vergrößert. Infolgedessen ist eine bessere Beschleunigung beim Anfahren möglich. Während dieser Phase wird das Drehmoment ausgangsseitig des Drehmomentwandlers über das Festgetriebe übertragen.

Falls das Getriebeaggregat mit einem hydrokinetischen Drehmo­ mentwandler versehen ist, besitzt das Festgetriebe ein Übersetzungsverhältnis ins Langsame, das im wesentlichen dem Produkt aus dem maximalen Übersetzungsverhältnis ins Langsame des Wechselgetriebes und dem minimalen Schlupfwert des Drehmomentwandlers ent­ spricht.

Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, daß der Dreh­ momentwandler auch beim Normalbetrieb einen gewissen Schlupf besitzt, durch den die Winkelgeschwindigkeit an seiner Aus­ gangsseite etwa dem 0,9fachen Wert derjenigen der Eingangs­ seite entspricht. Die Geschwindigkeit, bei der die automa­ tisch betätigbare Reibungskupplung einrückt, ist in diesem Falle so bestimmt, daß sie dem Gleichlauf zwischen den Ge­ schwindigkeiten entspricht, die der Abtriebswelle von dem Festgetriebe und dem Wechselgetriebe mitgeteilt werden. Das Wechselgetriebe gewinnt in diesem Fall die "Oberhand" über das Festgetriebe ohne irgendwelche Ruckerscheinungen.

Bei Riemengetrieben der erwähnten Art, die mit einer Fliehkraftkupplung ausgestattet sind, findet ein voll­ ständiges Einkuppeln bei einer vergleichsweise großen Win­ kelgeschwindigkeit statt, die in der Größenordnung von 2200 bis 2500 Umdrehungen pro Minute liegt, so daß es un­ möglich ist, das "längste" Übersetzungsverhältnis bei nied­ rigen Fahrzeuggeschwindigkeiten beizubehalten, die Reibungs­ kupplung einen starken Schlupf erleidet, was wiederum zu zu­ sätzlichem Verbrauch führt. Ein ähnlicher Nachteil ergibt sich auch dann, wenn statt der Fliehkraftkupplung eine hydrokinetische Kupplung verwendet wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, als Drehmomentübertragungseinrichtung eine Fliehkraftkupplung oder eine hydrokinetische Kupplung zu verwenden, wobei der oben be­ schriebene Nachteil durch ein Aggregat beseitigt wird, bei dem das Festgetriebe ein größeres Übersetzungsverhältnis ins Langsame besitzt als es dem maximalen Übersetzungsverhältnis ins Langsame des Wechselgetriebes entspricht, und die automatisch betätigba­ re Reibungskupplung eine mit Schlupf beim Einrücken arbeitende Kupplung ist.

Das Festgetriebe kann in diesem Fall ein Übersetzungsverhältnis ins Langsame haben, das etwa um den Faktor 1,5 größer ist als das größte Überset­ zungsverhältnis ins Langsame des Wechselgetriebes. Auch in diesem Fal­ le erhält man eine beträchtliche Vergrößerung der "Öffnung" des Getriebeaggregats, da ein festes Übersetzungsverhält­ nis ins Langsame bzw. ein kleinster Gang existiert, der unter dem Varia­ tionsbereich des veränderbaren Übersetzungsverhältnisses des Wechselgetriebes liegt, woraus auch eine Vergrößerung des Anfahrmomentes resultiert.

In dem zuletzt beschriebenen Fall ist es notwendig, daß die automatisch betätigbare Reibungskupplung mit Einrückschlupf ausgebildet ist, die einen weichen Übergang von dem Getriebe mit festem Übersetzungsverhältnis zu dem Wechsel­ getriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis erlaubt, da zwischen beiden ein "Sprung" im Übersetzungsverhältnis liegt.

Das Vorhandensein eines kleinen Ganges mit festem Überset­ zungsverhältnis ermöglicht es, den Variationsbereich des Übersetzungsverhältnisses, d. h. die "Öffnung" des Wechsel­ getriebes in Richtung auf größere Übersetzungsverhältnisse zu schieben, so daß das Wechselgetriebe in weit höherem Maße als üblich in der Lage ist, einen Overdrive-Effekt zu erzielen.

Sobald das Wechselgetriebe mit variablem Übersetzungsver­ hältnis eingeschaltet ist, kann das größte Übersetzungs­ verhältnis beibehalten werden, ohne daß die Drehmomentübertragungs­ einrichtung einen Schlupf erfährt, da sie durch die direkte Verbindung zwischen Motor und Wechselgetriebe aus­ geschaltet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen erläutert.

Fig. 1, 2 und 3 zeigen drei unterschiedliche Ausführungs­ formen von Getriebeaggregaten für Kraftfahrzeuge.

Die in den Zeichnungen dargestellten Getriebeaggregate sind für Kraftfahrzeuge mit Frontantrieb und querliegendem Motor bestimmt. In den Zeichnungen sind nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile dargestellt, so daß bei­ spielsweise Wälzlager, Dichtungen und dergleichen in der Darstellung fehlen.

Das in Fig. 1 dargestellte Getriebeaggregat besitzt ein in einzelne Abteilungen unterteiltes Gehäuse 10, das bei­ spielsweise aus einer Leichtmetallegierung besteht.

Das Gehäuse 10 umfaßt einen glockenförmigen Teil 12 mit einem Flansch 14, der zur Befestigung des Getriebeaggre­ gats an der Basis eines (nicht dargestellten) Verbren­ nungsmotors dient. Die Welle 16 des Motors bildet die An­ triebswelle des Getriebeaggregats und ist in herkömmlicher Weise mit einem Schwungrad 18 ausgestattet. An dem Schwung­ rad 18 ist koaxial das umlaufende Gehäuse 20 eines hydrokinetischen Dreh­ momentwandlers befestigt, der in seiner Gesamtheit mit 22 bezeichnet ist. Das umlaufende Gehäuse 20 bildet den Antriebs­ teil des Drehmomentwandlers.

Der Drehmomentwandler 22 beinhaltet eine mit dem Gehäuse 20 fest verbundenes Pumpenrad 24, einen Stator 26 sowie eine Turbine 28.

Eine erste Eingangswelle 30, die sich von der der Antriebswelle 16 ge­ genüberliegenden Seite zentral durch das umlaufende Gehäuse 20 und den glockenförmigen Gehäuseteil 12 erstreckt, ist über das Schwungrad 18 und das umlaufende Gehäuse 20 drehfest mit der Antriebs­ welle 16 verbunden.

Zentral durch das Gehäuse 20 und den glockenförmigen Ge­ häuseteil 12 erstreckt sich außerdem eine eine zweite Eingangswelle bildende Hohlwelle 32, die drehfest mit der Turbine 28 verbunden ist.

Auf der ersten Eingangswelle 30 ist eine Scheibe 34 aufgekeilt, die das Antriebsteil einer automatisch betätigbaren Reibungskupplung bildet, die in ihrer Gesamtheit mit 36 bezeichnet ist.

Das Abtriebsteil 38 der Reibungskupplung 36 ist mit einer axial festen Kegelscheibenhälte einer in ihrer Gesamtheit mit 40 be­ zeichneten Riemenscheibe mit zueinander im axialen Abstand veränderbaren Kegelscheibenhälften verbunden, die koaxial frei drehbar auf der zentralen Welle 30 angeordnet ist. Die Antriebsriemenscheibe 40 ist Bestandteil eines automatischen stufenlosen Wechselgetriebes von der bekannten Bauart der Umschlingungsgetriebe, dessen metallischer Rie­ men mit 42 bezeichnet ist. Dieser Riemen 42 verbindet die Antriebsriemenscheibe 40 mit einer Abtriebsrie­ menscheibe die ebenfalls zueinander im axialen Abstand veränderbare Kegelscheibenhälften besitzt, in ihrer Gesamtheit mit 44 bezeichnet ist und drehfest mit einer parallel zur ersten Eingangswelle 30 angeord­ neten Abtriebswelle 46 verbunden ist.

Die Hohlwelle 32 ist drehfest mit dem Antriebsteil 48 A einer weiteren Reibungstrennkupplung verbunden, die in ihrer Gesamt­ heit mit 48 bezeichnet ist und die seitlich der Antriebsriemen­ scheibe 40 auf der ersten Eingangswelle 30 angeordnet ist. Die Reibungstrenn­ kupplung 48 ist eine Mehrscheibenkupplung.

Das Abtriebsteil 50 der Reibungstrennkupplung 48 ist drehfest mit einem kleinen Kettenrad 52 verbunden, das Bestandteil eines als Festgetriebe 52, 54, 56 dienenden Kettengetriebes ist, dessen Kette mit 54 bezeichnet ist. Diese Kette 54 verbindet das kleinere Rad 52 mit einem größeren Kettenrad 56, das seitlich der Abtriebsriemenschei­ be 44 unter Zwischenfügung einer Freilaufkupplung 58 drehbar auf der Abtriebswelle 46 angeordnet ist.

In dem vorangehend beschriebenen Komplex bilden die Rei­ bungskupplung 36 und das Wechselgetriebe 40, 42 und 44 me­ chanisch eine Reihenschaltung. Parallel zu dieser Reihen­ schaltung ist eine zweite Reihenschaltung angeordnet, die die Reibungstrennkupplung 48, das Festgetriebe 52, 54, 56 und die Frei­ laufkupplung 58 beinhaltet. Dieser ganze Komplex ist von einem mit 60 bezeichneten Raumteil des Gehäuses 10 umschlos­ sen.

Die Abtriebswelle 46 tritt seitlich des glockenförmigen Ge­ häuseteiles 12 aus dem Raumteil 60 heraus und erstreckt sich in einen weiteren Raumteil 62 des Gehäuses 10, der seitlich oder unterhalb des glockenförmigen Hauptteils 12 liegt.

In dem Raumteil 62 ist auf der Abtriebswelle 46 ein Ritzel 64 auf­ gekeilt, das einerseits mit einem Zahnrad 66 für den Vor­ wärtsgang und andererseits mit einem der Ritzel eines Dop­ pelzahnrades 67 kämmt, dessen anderes Ritzel mit einem Zahnrad 68 für den Rückwärtsgang im Eingriff steht.

Die beiden Zahnräder 66 und 68 für den Vorwärts- bzw. den Rückwärtsgang sind drehbar auf einer Vorgelegewelle 70 mon­ tiert, auf deren Keilverzahnung eine Muffe 72 drehfest zu ihr angeordnet ist, die zwischen den beiden Rädern 66 und 68 axial verschiebbar ist. Diese Muffe 72 dient zur Wahl der Fahrtrichtung und ist Bestand­ teil einer Doppelklauenkupplung, mittels derer das Zahnrad 66 oder das Zahnrad 68 selektiv drehfest mit der Vorgelegewelle 70 kuppelbar sind bzw. eine Leerlaufstellung realisierbar ist.

Auf der Vorgelegewelle 70 ist ferner ein Zahnritzel 74 aufgekeilt, das mit einem Stirnrad 78 im Eingriff steht, das mit dem Gehäuse eines in seiner Gesamtheit mit 80 be­ zeichneten Achsausgleichgetriebes fest verbunden ist. Auch das Achsausgleichgetriebe 80 befindet sich in dem Raumteil 62 des Gehäuses 10.

Mit 82 und 84 sind zwei Ausgangswellen bezeichnet, die mit den betreffenden Planetenrädern des Achsausgleichgetriebes 80 ver­ bunden sind und an die die Halbachsen ankuppelbar sind, die die Bewegung zu den Vorderrädern des Kraftfahrzeuges über­ tragen. Die beiden Ausgangswellen 82 und 84 verlaufen parallel zu den Wellen 30 und 46.

Im folgenden sei die Wirkungsweise des in Fig. 1 dargestell­ ten Getriebeaggregats beschrieben, wobei weitere Einzelhei­ ten erläutert werden.

Wenn das Kraftfahrzeug steht und der Motor im Leerlauf läuft, rotieren die Antriebswelle 16 und die erste Eingangswel­ le 30 mit niedriger Drehzahl.

Der Reibungskupplung 36 sind Steuermittel zugeordnet, die auf die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle 46 und da­ mit auf die Geschwindigkeit des Fahrzeuges ansprechen. Die­ se Mittel können beispielsweise einen (nicht dargestellten) Tachogenerator umfassen, der der Abtriebswelle 46 zugeord­ net ist.

Die genannten Steuermittel sind so dimensioniert, daß die Reibungskupplung 36 gelöst ist, wenn das Fahrzeug steht und der Motor im Leerlauf läuft, so daß die Antriebsrie­ menscheibe 40 des Wechselgetriebes in Ruhe ist.

Die Reibungstrennkupplung 48, hat die Funktion, ein Mitnehmen des Festge­ triebes 52, 54, 56 und damit der Abtriebswelle 46 zu ver­ hindern, wenn das Fahrzeug steht und der Motor im Leer­ lauf läuft. Es ist nämlich unter diesen Bedingungen unver­ meidbar, daß das Pumpenrad 24 des Drehmomentwandlers 22 die Turbine 28 in einer langsamen Rotationsbewegung mitnimmt. Wenn diese Rotationsbewegung auf die Abtriebswelle 46 übertragen würde, wäre das Einlegen des Vorwärtsganges oder des Rückwärtsganges mit Hilfe der Muffe 72 schwie­ rig und geräuschvoll. Außerdem würde das Fahrzeug bei die­ sem Einkuppeln einen kleinen Sprung nach vorwärts oder rückwärts machen.

Die Reibungstrennkupplung 48 steht deshalb beispielsweise unter dem Steuereinfluß des mit der Muffe 72 verbundenen manuellen Schalthebels, so daß sie gelöst ist, wenn sich der Schalthebel in der neutralen Stellung befindet. Es ist auch möglich, die Kupplung 48 unter den Steuereinfluß des Gas­ pedals des Fahrzeuges zu stellen, so daß sie dann gelöst ist, wenn das Gaspedal ganz angehoben ist.

Sobald die Muffe 72 über den ihr zugeordneten Schalthe­ bel derart verschoben wird, daß der Vorwärts- oder der Rückwärtsgang eingelegt wird, oder wenn nach dieser Schaltbewegung das Gaspedal betätigt wird, greift die Reibungs­ trennkupplung 48 allmählich, während die Rei­ bungskupplung 36 noch gelöst ist. Auf diese Weise wird die Bewegung der Antriebswelle 16 vom Pumpenrad 24 zu der Turbine 28 und von dieser über das Kettengetriebe 52, 54, 56 schließlich zu der Antriebswelle 46 übertragen, wobei das Übersetzungsverhältnis von der Geschwindigkeitsdif­ ferenz zwischen den Wellen 16 und 46 abhängt, während das parallelliegende Wechselgetriebe 40, 42, 44 unwirksam ist.

Unter diesen Bedingungen kann das Fahrzeug anfahren, wobei das anfängliche erhöhte Übersetzungsverhältnis ins Langsame des Getrie­ beaggregats durch den Drehmomentwandler 22 gegeben ist. Dieses Übersetzungsverhältnis nimmt allmählich ab, bis schließlich die Winkelgeschwindigkeit der Turbine 28 ab­ züglich des Schlupfes den gleichen Wert erreicht, wie die Winkelgeschwindigkeit des Pumpenrades 24. Das Übersetzungsver­ hältnis des Kettengetriebes 52, 54, 56 ist so gewählt, daß es diesen Schlupf berücksichtigt. Im einzelnen ist dieses Übersetzungsverhältnis so bemessen, daß es dem maximalen Übersetzungsverhältnis ins Langsame des Wechselgetriebes 40, 42, 44, multipliziert mit dem Schlupfbeiwert des Drehmomentwand­ lers 22 entspricht, der normalerweise in der Größenordnung von 0,9 liegt.

Die Steuermittel der Reibungskupplung 36, die auf die Win­ kelgeschwindigkeit der Abtriebswelle 46 ansprechen, sind so tariert, daß sie die Reibungskupplung 36 bei einer Drehzahl der Abtriebswelle 46 eingreifen lassen, (die dieser über das Ket­ tengetriebe 52, 54, 56 mitgeteilt wird) die dem kleinsten Schlupf (Schlupfbeiwert 0,9) des Drehmomentwandlers 22 ent­ spricht. Das Einrücken der Reibungskupplung 36 bewirkt, daß die Abtriebswelle 46 über das Wechselgetriebe 40, 42, 44 mit im wesentlichen derselben Drehzahl angetrieben wird, die dieser Abtriebswelle 46 über das parallel wirken­ de Kettengetriebe 52, 54, 56 mitgeteilt wird, d. h. es be­ steht Synchronismus.

Wenn die Motordrehzahl bzw. die Winkelgeschwindigkeit der Wellen 16 und 30 weiter steigen, übernimmt das Wechselge­ triebe 40, 42, 44 den Antrieb, während das Kettengetriebe 52, 54, 56 dank der Freilaufkupplung 58 unwirksam wird, und keine Leistung mehr überträgt.

Von diesem Punkte an übt das Wechselgetriebe 40, 42, 44 seine normale Funktion aus, wobei sich sein Übersetzungs­ verhältnis unter dem Steuereinfluß der ihm zugeordneten (nicht dargestellten) normalen Steuerorgane automatisch ändert.

Jedesmal, wenn das Fahrzeug derart verzögert wird, daß die Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle 46 unter den vorbestimmten Wert absinkt, wird die Reibungskupplung 36 gelöst, und das Getriebeaggregat kehrt wieder in den oben für das Anfahren beschriebenen Betriebszustand zurück, in dem die Leistung über den Drehmomentwandler 22 und das Festgetrie­ be 52, 54, 56 übertragen wird.

Das in Fig. 2 dargestellte Getriebeaggregat gleicht dem Getriebeaggregat gemäß Fig. 1, ist jedoch billiger herzu­ stellen. Diejenigen Bauteile der Darstellung gemäß Fig. 2, die im wesentlichen mit denen des in Fig. 1 dargestellten Getriebeaggregats identisch sind, sind mit den gleichen Be­ zugszeichen versehen wie diese, während analoge Bauteile, die im wesentlichen die gleiche Funktion ausüben mit Be­ zugszeichen versehen sind, in der Benennung um die Zahl 100 erhöht sind. Die Funktion derjenigen Bauteile, die in glei­ cher Weise numeriert sind wie die in Fig. 1, wird nicht weiter beschrieben.

Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 durch die Tatsache, daß an dem Schwungrad 18 die als Antriebsteil dienende Antriebsscheibe 120 einer Flieh­ kraft-Reibungskupplung befestigt ist, die in ihrer Gesamt­ heit mit 122 bezeichnet ist. Die Abtriebsscheibe 128 der Fliehkraft-Reibungskupplung 122 ist drehfest mit der Hohlwelle 32 verbunden.

Das Festgetriebe 152, 154, 156 unterscheidet sich von dem entsprechenden Getriebe gemäß Fig. 1 nur dadurch, daß sein Übersetzungsverhältnis ins Langsame größer ist als das stärkste Über­ setzungsverhältnis ins Langsame des Wechselgetriebes 40, 42, 44. Dadurch wird erreicht, daß beim Anfahren ein erhöhtes Übersetzungs­ verhältnis ins Langsame zur Verfügung steht, das ein festes Übersetzungs­ verhältnis ist und das von dem Drehmomentwandler 22 nach Fig. 1 gelieferte variable Übersetzungsverhältnis ersetzt. Das feste Über­ setzungsverhältnis ins Langsame des Kettengetriebes 152, 154, 156 ist vorzugsweise um den Faktor 1,5 größer als das größte Über­ setzungsverhältnis ins Langsame des Wechselgetriebes 40, 42, 44.

Das Getriebeaggregat gemäß Fig. 2 unterscheidet sich im übrigen von dem Getriebeaggregat gemäß Fig. 1 nur noch durch eine weitere Einzelheit, nämlich durch die Tatsache, daß die gesteuerte Reibungskupplung 136, die zur Verbin­ dung der zentralen ersten Eingangswelle 30 mit der Antriebsriemenscheibe 40 dient, keine sprunghaft arbeitende Kupplung sondern eine mit Einrückschlupf arbeitende Kupplung ist. Damit wird ver­ mieden, daß beim Übergang der Kraftübertragung von dem Festgetriebe 152, 154, 156 auf das Wechselgetriebe 40, 42, 44 und umgekehrt ein Ruck auftritt, der durch ein sprung­ haftes Ändern des Übersetzungsverhältnisses verursacht wür­ de.

Man erkennt, daß die in Fig. 2 dargestellte Ausführungs­ form preiswerter herzustellen ist als das Getriebeaggregat gemäß Fig. 1, da die Fliehkraft-Reibungskupplung billiger ist als ein hydrokinetischer Drehmomentwandler. Die Fliehkraft-Reibungskupp­ lung kann auch durch eine hydrokinetische Kupplung oder eine andere mit Anfahrschlupf arbeitende Kupplung ersetzt werden.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 durch eine abweichende Ausbildung des Wendegetriebes un­ terscheidet. In Fig. 3 sind diejenigen Bauteile, die mit denen gemäß Fig. 1 identisch sind oder analog arbeiten, mit denselben Bezugszeichen versehen wie dort, so daß sich ihre neuerliche Beschreibung erübrigt. Diejenigen Bauteile, die sich konzeptionell oder funktionell von de­ nen gemäß Fig. 1 unterscheiden, sind mit Bezugszeichen versehen, deren Nummer um die Zahl 200 erhöht ist.

In Fig. 3 ist der Abtriebsteil oder innere Teil der Frei­ laufkupplung 258 auf einer Hohlwelle 286 auf­ gekeilt, mit der die Antriebsscheibe 288 einer Reibungs­ kupplung fest verbunden ist. Das Abtriebsteil 289 dieser Reibungskupplung ist mit der festen Kegelscheibenhälfte der Abtriebsriemenscheibe 44 des Wechselgetriebes und über die­ ses mit der Abtriebswelle 246 verbunden. Mit der Hohlwelle 286 ist außerdem das Hohlrad 290 eines Planeten­ räderwendegetriebes verbunden, dessen Sonnenrad 292 auf der Abtriebs­ welle 246 aufgekeilt ist. Zwischen dem Sonnenrad 292 und dem Hohlrad 290 sind die Planetenräder eines Planetenräderträ­ gers 294 angeordnet, der mit einer Reibungsbremsscheibe 296 fest verbunden ist, deren Statorteil 298 mit dem Gehäuse 10 verbunden ist.

Auf der Abtriebswelle 246 ist ein Zahnrad 264 aufgekeilt, das über ein von einer Vorgelegewelle 270 getragenes Um­ lenkzahnrad 274 mit dem Stirnrad 78 des Achsausgleichsgetriebes 80 ver­ bunden ist. Man erkennt, daß bei dem in Fig. 3 dargestell­ ten Ausführungsbeispiel zwischen der Hohlwelle 32 und dem Antriebs-Kettenrad 52 des Festgetriebes keine Reibungstrenn­ kupplung vorgesehen ist.

Die Art und Weise, in der sich die Übersetzungsverhältnis­ se ändern, ist bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungs­ form dieselbe wie bei dem Getriebeaggregat gemäß Fig. 1.

Um das Fahrzeug im Vorwärtsgang anzufahren, wird die Rei­ bungskupplung 288, 289 mit Hilfe eines zugeordneten manuell betätigbaren Schalthebels eingerückt. Diese Kupplung er­ füllt in diesem Fall die gleiche Funktion wie die Kupplung 48 in Fig. 1. Die Muffe 286 tritt auf diese Weise allmäh­ lich in eine drehfeste Verbindung mit der Abtriebswelle 246, so daß sich das Getriebeaggregat in der gleichen Wei­ se verhält wie das anhand von Fig. 1 erläuterte Getriebe­ aggregat und ein Übergang der Leitungsübertragung von dem Festgetriebe 52, 54, 56 zu dem Wechselgetriebe 40, 42, 44 bei Ende des Anfahrvorganges stattfindet.

Zum Rückwärtsfahren wird mit Hilfe desselben manuellen Schalthebels die Bremse 296, 298 betätigt, während die Kupplung 288, 289 gelöst bleibt. Damit erfüllt die Bremse 296, 298 die gleiche Funktion wie die Kupplung 48 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1.

Durch Betätigung der Bremse 296, 298 wird der Planetenräder­ träger 294 festgehalten, so daß die Drehbewegung, die von dem Kettenrad 56 herrührt, in im Vergleich zu der vorange­ hend beschriebenen Betriebsart umgekehrten Richtungssinn über die Freilaufkupplung 258, die Muffe 286, das Hohl­ rad 290, die Planetenräder des Planetenräderträgers 294 und das Sonnenrad 292 zu der Abtriebswelle 246 übertragen wird.

Man erkennt, daß bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel die Kraftübertragung im Rückwärtsgang nur über das Festgetriebe 52, 54, 56 und damit nur mit dem Übersetzungsbereich stattfinden kann, der durch den Dreh­ momentwandler 22 gegeben ist.

Bei einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform kann der hydrokinetische Drehmomentwandler 22 durch eine mit Einrückschlupf arbei­ tende Kupplung, beispielsweise eine Fliehkraft-Reibungskupplung oder eine hydrokinetische Kupplung ersetzt sein. In diesem Fall ist das Festgetriebe in gleicher Weise ausgebildet wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, und die An­ triebsriemenscheibe des Wechselgetriebes ist mit einer mit Einrückschlupf arbeitenden Kupplung ähnlich der Kupplung 13 von Fig. 2 verbunden.

Es sind selbstverständlich auch weitere Änderungen im Rah­ men der vorstehend dargelegten Prinzipien möglich: So kann beispielsweise an Stelle eines Wechselgetriebes von der beschriebenen und dargestellten Riemengetriebebauart auch ein anderes stufenloses mit Reibung arbeitendes Getriebe ver­ wendet werden. Außerdem kann das Festgetriebe, das bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen als Kettengetriebe aus­ gebildet ist, beispielsweise auch eine Folge von miteinander kämmenden Zahnrädern sein.

Claims (12)

1. Getriebeaggregat für Motorfahrzeuge
mit einem die Antriebswelle und die Abtriebswelle miteinander verbindenden Wechselgetriebe (40, 42, 44) mit automatisch stufenlos veränderbarem Übersetzungsverhält­ nis,
mit einem parallel zu dem Wechselgetriebe angeordne­ ten Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) mit festem Übersetzungsverhältnis,
mit Verbindungsmitteln für die Einbeziehung des Festgetriebes oder des Wechselgetriebes jeweils für sich in die Drehmomentübertragung zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle,
mit einer mit dem Wechselgetriebe (40, 4, 44) mechanisch in Reihe geschalteten automatisch betätigbaren Reibungskupplung (36; 136),
mit einer Steuervorrichtung zur Betätigung dieser Reibungskupplung, die von der Drehzahl der Abtriebswelle (46, 246) derart steuerbar ist, daß sie unterhalb einer vorbestimmten Drehzahl gelöst und oberhalb dieser Drehzahl eingerückt ist, sowie
mit einer mit dem Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) mechanisch in Reihe geschalteten Freilauf­ kupplung (58, 258), mittels derer die über das Festgetrie­ be (52, 54, 56; 152, 154, 156) verlaufende Wirkverbindung zwischen Antriebswelle (16) und Abtriebswelle (46, 246) lösbar ist, wenn das Wechselgetriebe der Abtriebswelle nach dem Einrücken der automatisch betätigbaren Reibungs­ kupplung eine Drehzahl mitteilt, die größer ist als die dem wirksamen Übersetzungsverhältnis des Festgetriebes entsprechende Drehzahl, wobei der Eingang (zweite Eingangswelle 32) der aus dem Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) und der Freilaufkupplung (58; 258) bestehenden Reihenschaltung über eine schlupffähige bezw. einen Anfahrschlupf zulas­ sende Drehmomentübertragungseinrichtung (22; 122) mit der Antriebswelle (16) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehmomentübertragungseinrichtung ein hydro­ kinetischer Wandler oder eine hydrokinetische Kupplung ist, und
daß das Festgetriebe (52, 54, 56) ein Überset­ zungsverhältnis ins Langsame besitzt, das dem Produkt aus dem maximalen Übersetzungsverhältnis ins Langsame des Wechselgetriebes (40, 42, 44) und dem minimalen Schlupfwert des Wandlers (22) bzw. der Kupplung entspricht.

2. Getriebeaggregat nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis ins Lang­ same des Festgetriebes (152, 154, 156) größer ist als das maximale Übersetzungsverhältnis ins Langsame des Wechselgetriebes (40, 42, 44) und daß die automatisch betätigbare Reibungskupplung (136) eine mit Schlupf beim Einrücken arbeitende Kupplung ist.

3. Getriebeaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Übersetzungsverhältnis ins Langsame des Festgetriebes (152, 154, 156) den 1,5fachen Wert des maximalen Übersetzungsverhältnisses ins Langsame des Wechselgetriebes (40, 42, 44) besitzt.

4. Getriebeaggregat nach einem oder mehreren der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die automatisch betätigbare Reibungskupplung (36; 136) im Drehmomentfluß vor dem Wechselgetriebe, d. h. an der der Antriebswelle (16) zugekehrten Seite des Wechsel­ getriebes (40, 42, 44) angeordnet ist.

5. Getriebeaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß die Freilaufkupplung (58; 258) im Drehmomentfluß nach dem Festgetriebe (52, 54, 56; 252, 254, 256) angeordnet ist.

6. Getriebeaggregat nach einem der mehreren der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebs­ welle (46) ein mit einer Klauenkupplung versehenes Wendegetriebe (66, 68, 72) zur Umkehr der Bewegungs­ richtung der Antriebsorgane zugeordnet ist und daß die Reihenschaltung von Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) und Freilaufkupplung (58) ferner eine Reibungstrennkupplung (48) beinhaltet.

7. Getriebeaggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Reibungstrennkupplung (48) im Drehmoment­ fluß vor der Reihenschaltung von Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) und Freilaufkupplung (58) angeordnet ist.

8. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtriebswelle (246) ein Planetenräderwendegetriebe (290, 292, 294) zur Um­ kehr der Bewegungsrichtung der Antriebsorgane zugeord­ net ist, daß das Planetenräderwendegetriebe (290, 292, 294) ein unmittelbar mit der Abtriebswelle (246) verbun­ denes Sonnenrad (292), ein mit dem Ausgang der Reihen­ schaltung von Festgetriebe (52, 54, 56) und Freilauf­ kupplung (258) verbundenes Hohlrad (290), einen fest­ bremsbaren Planetenräderträger (294), eine Reibungskupp­ lung (288, 289) zur Herstellung einer drehfesten Verbin­ dung zwischen dem Hohlrad (290) und der Abtriebswelle (246) für den Vorwärtsantrieb des Fahrzeuges sowie eine Bremse (296, 298) zum Festhalten des Planetenräder­ trägers (294) für den Rückwärtsantrieb umfaßt.

9. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß das Wechselgetriebe ein Rie­ mengetriebe ist und einen Riemen (42), eine Antriebsrie­ menscheibe (40) mit im Abstand zueinander veränderbaren Kegelscheibenhälften und eine Abtriebsriemenscheibe (44) mit im Abstand zueinander veränderbaren Kegelscheiben­ hälften umfaßt, daß die Abtriebsriemenscheibe (44) auf der Abtriebswelle (46; 246) aufgekeilt ist, daß die An­ triebsriemenscheibe (40) freilaufend auf einer zentra­ len den Eingang der das Wechselgetriebe (40, 42, 44) enthaltenden Reihenschaltung bildenden ersten Eingangs­ welle (30) montiert ist, die drehfest mit der Antriebs­ welle (16) verbunden ist, daß die automatisch betätig­ bare Reibungskupplung (36; 136) einen drehfest mit der zentralen ersten Eingangswelle (30) verbundenen Antriebs­ teil (34) und einen drehfest mit der Antriebsriemen­ scheibe (40) verbundenen Abtriebsteil (38) umfaßt, daß die Drehmomentübertragungseinrichtung (22; 122) einen drehfest mit der zentralen ersten Eingangswelle (30) ver­ bundenen Antriebsteil (20; 120) sowie einen drehfest mit einer die zentrale erste Eingangswelle (30) als Hohlwelle koaxial umgebenden, den Eingang der das Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) enthaltenden Reihenschaltung bildenden zweiten Eingangswelle (32) verbundenen Abtriebs­ teil (28; 128) umfaßt und daß das Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) ein seitlich der Antriebsriemenscheibe (40) angeordnetes Antriebszahnrad (52, 152) umfaßt, das die zentrale erste Eingangswelle (30) koaxial umgibt und, gegebenenfalls über die Reibungstrennkupplung (48), mit der zweiten Eingangswelle (32) verbunden ist, sowie ein Abtriebszahnrad (56; 156), das seitlich der Abtriebsrie­ menscheibe (44) angeordnet und koaxial zu der Abtriebswel­ le (46; 146) unter Zwischenschaltung der Freilaufkupplung (58; 158) drehbar auf dieser Abtriebswelle (46; 146) ange­ ordnet ist.

10. Getriebeaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zum Festgetriebe (52, 54, 56; 152, 154, 156) gehörenden Zahnräder (52, 56; 152, 156) Kettenräder sind, die über eine Kette (54; 154) miteinander verbunden sind.

11. Getriebeaggregat nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein gemeinsames Gehäuse (10) vorge­ sehen ist, das alle Teile des Getriebeaggregats ein­ schließlich des Wendegetriebes (68, 72, 74; 290, 292, 294) umschließt.

12. Getriebeaggregat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich­ net, daß das Gehäuse (10) ferner ein vom Getriebeaggre­ gat angetriebenes Achsausgleichgetriebe (80) umschließt, dessen Hauptachse parallel zu den Achsen der genannten Wellen verläuft.