DE3511148C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit stufenlos einstellba­ rem Übersetzungsverhältnis der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Getriebe (EP-OS 00 96 012) sind die beiden wahlweise in den Kraftfluß schaltbaren Kupplungen koaxial zueinander angeordnet. Dies führt zu einer relativ großen axialen Baulänge des bekannten Getrie­ bes, die zu platzbeanspruchend für einen Einbau bei begrenz­ tem Platzangebot ist.

Außerdem ist ein Wechselgetriebe für selbstfahrende Arbeits­ maschinen, vorzugsweise Mähdrescher bekannt (DE-AS 11 27 133), bei welchem alle Geschwindigkeitsstufen mit einem einzigen Hebel geschaltet werden. Bei diesem bekannten Wechselgetriebe ist für den niedrigsten Vorwärtsgang ein stufenlos regelbares Keilriemengetriebe mit anschließender Zahnradübersetzung vorgesehen, welches mittels Klauenkupp­ lungen ein- und ausschaltbar ist und parallel zu dem als Zahnradgetriebe ausgebildeten, die übrigen Vorwärtsgänge und den Rückwärtsgang enthaltenden Hauptgetriebe angeordnet ist. Dieses bekannte Wechselgetriebe umfaßt zwei Vorgelegewellen und eine Vorgelegenebenwelle, auf denen u. a. die beiden Klauenkupplungen und axial verschieb­ liche Zahnräder für den zweiten, dritten und vierten Gang sowie den Rückwärtsgang angeordnet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe mit stufenlos ein­ stellbarem Übersetzungsverhältnis der im Oberbegriff des An­ spruchs 1 angegebenen Gattung vorzuschlagen, deren Konstruk­ tion eine insbesondere axial platzsparende Bauweise aufweist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen in Verbindung mit den Gattungs­ merkmalen des Anspruchs 1.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung bei­ spielsweise beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Getriebe gemäß einer Aus­ führungsform, wobei der Querschnitt zum besseren Verständnis dargestellt ist, und

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II von Fig. 1.

Nach Fig. 1 umfaßt ein Getriebe 1 eine Kraftkupplung 3, die mit der Abtriebswelle 2 eines Motors verbunden ist. Die Kupplung 3 kann durch eine Fluidkupplung oder einen hydrau­ lischen Drehmomentenwandler ersetzt werden. Das Getriebe 1 weist ein stufenlos verstellbares Riemengetriebe 10 auf, welches eine Antriebsriemenscheibe 12 und eine Abtriebsriemenscheibe 14 umfaßt, welche miteinander über einen endlosen Riemen 15 verbunden sind. Die Antriebsriemenscheibe 12 umfaßt eine feste Scheibe 12 a, welche einstückig mit einer Primärwelle 11 ausgebildet ist, und eine verschiebbare Scheibe 12 b, die auf der Primärwelle 11 axial verschieblich gegenüber der festen Scheibe 12 a angeordnet ist. Die Primärwelle 11 ist koaxial zur Kupplung 3 vorgesehen. Die Scheiben 12 a und 12 b weisen kegelstumpfförmige Seitenflächen auf, welche einander gegenüberliegen, um eine Umfangsnut von im wesentlichen V-förmigem Querschnitt zu bilden.

Die Abtriebsriemenscheibe 14 umfaßt eine Scheibe 14 a, die mit einer Sekundärwelle 13 einstückig ausgebildet ist, und eine verschiebbare Scheibe 14 b, die auf der Sekundärwelle 13 axial verschieblich gegenüber der festen Scheibe 14 a angeordnet ist. Die Sekundärwelle 13 ist parallel zur Primärwelle 11 angeord­ net. Die Scheiben 14 a und 14 b sind mit kegelstumpfförmigen Seitenflächen ausgebildet, welche einander gegenüberliegen, um eine Umfangsnut mit im wesentlichen V-förmigem Quer­ schnitt zu bilden. Der endlose Riemen 15 greift in die Umfangsnuten in der An- und Abtriebs­ riemenscheibe 12 bzw. 14 ein, um ein Antriebs­ drehmoment von der Riemenscheibe 12 zu der Riemenscheibe 14 zu übertragen. Das Drehzahlverhältnis des Riemengetriebes 10 wird durch den wirksamen Durchmesser der Riemenscheibe 12 und 14, d. h. durch die axialen Stellungen der verschiebbaren Scheiben 12 b und 14 b bestimmt.

Um die axiale Stellung der verschiebbaren Scheibe 12 b in der Antriebsriemenscheibe 12 zu bestimmen, ist eine hydraulische Druckkammer 12 c hinter der Scheibe 12 b angeordnet, so daß die Scheibe 12 b unter dem Hydraulikdruck in der Kammer 12 c gegen die feste Scheibe 12 a gedrückt wird. Die axiale Stellung der verschiebbaren Scheibe 12 b wird demnach bestimmt durch den Druck in der Kammer 12 c. Der Druck in der Kammer 12 c und damit die axiale Stellung der Scheibe 12 b und das Übersetzungsverhältnis des Riemengetriebes 10 wird in Abhängigkeit von dem Betriebszustand des Fahr­ zeugs gebildet.

Die Antriebsriemenscheibe 14 ist ebenfalls mit einer hydraulischen Druckkammer 14 c hinter der verschieb­ baren Scheibe 14 b ausgebildet. In der Kammer 14 c ist eine Feder 14 d angeordnet, welche die verschiebbare Scheibe 14 b gegen die feste Scheibe 14 a drückt. Ein Hydraulik­ druck wird an die Kammer 14 c angelegt, damit die verschieb­ bare Scheibe 14 b gegen die feste Scheibe 14 a gezwungen wird. Demnach bestimmen die Feder 14 d und der Druck in der Kammer 14 c die Spannung in dem Riemen 15.

Das Getriebe 1 weist eine Antriebswelle 16 auf, welche mit einem Ende mit der Kupplungsscheibe 3 a in der Kraftkupplung 3 verbunden ist und welches koaxial zu der Primärwelle 11 des Riemen­ getriebes 10 angeordnet ist. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, ist das andere Ende der Antriebswelle 16 in Anlage mit einem Ende der Primärwelle 11. Zwischen der Antriebswelle 16 und der Primärwelle 11 ist eine erste Kupplung 20 vorgesehen, welche einen her­ kömmlichen Synchronisierungsmechanismus aufweist mit einer Kupplungsnabe 21, die an dem Ende der Antriebs­ welle 16 ausgebildet ist, mit einer Büchse 22, die auf die Kupplungsnabe 21 aufgekeilt ist, mit einem Keil 23, der zwischen der Nabe 21 und der Büchse 22 vorgesehen ist, mit einer aufgekeilten Zahnscheibe 24, die an dem Ende der Primärwelle 11 befestigt ist und in innere Keilzähne, die an der Büchse 22 ausgebildet sind, eingreifen kann, und mit einem Synchronisierungsring 25, der an einem konischen Nabenwulst an­ greift, der an der Zahnscheibe 24 ausgebildet ist. Der Syn­ chronisiermechanismus kann von herkömmlich bekannter Art sein, welcher bei Getriebeverstelleinrichtungen in her­ kömmlichen Kraftfahrzeuggetrieben verwendet wird. An der Büchse 22 greift eine Schaltgabel (nicht gezeigt) an, so daß sie axial verschoben werden kann zwischen einer nicht-angreifenden Stellung, wie in Fig. 1 gezeigt, und einer angreifenden Stellung, in welcher sie an der aufgekeilten Zahnscheibe 24 angreift, um die Nabe 21 mit der Zahnscheibe 24 zu verbinden. Wenn die Büchse 22 von der in Fig. 1 gezeigten nicht-eingreifenden Stellung gegen die Zahnscheibe 24 verschoben wird, bewirkt der Keil 23, daß der Synchronisierring 25 gegen den konischen Nabenwulst an der Zahnscheibe 24 gezwungen wird, um da­ durch die Drehung der Zahnscheibe 24 mit der der Nabe 21 zu synchronisieren, so daß die Büchse 22 gleichmäßig und stoßfrei mit der Zahnscheibe 24 in Eingriff gelangt.

Die Sekundärwelle 13 des Riemengetriebes 10 ist über ein Zwischengetriebe 30 mit einem Differentialgetriebe 4 verbunden. Das Zwischenge­ triebe 30 weist ein erstes Zahnrad 32 auf, welches an der Sekundärwelle 13 befestigt ist. Das erste Zahnrad 32 kämmt mit einem Zwischenzahnrad 33, das an einer Zwischen­ welle 31 angeordnet ist, welche parallel zu der Sekundärwelle 13 angeordnet ist. Die Zwischenwelle 31 ist mit einem weiteren Zahnrad 34 versehen, welches mit einem Abtriebs­ zahnrad 5 kämmt, welches ein Antriebszahnrad für das Differentialgetriebe bildet. Das Differentialgetriebe 4 umfaßt zwei Abtriebswellen 4 a und 4 b zum Antrieb der Fahrzeug­ räder.

Zwischen der Antriebswelle 16 und dem Differentialge­ triebe 4 ist außerdem ein Umkehrgetriebe 40 vorgesehen. Das Umkehr­ getriebe 40 umfaßt ein Antriebszahnrad 41, welches auf der Antriebswelle 16 angeordnet ist, und ein erstes Leerlaufzahnrad 43, welches an einer Leerlaufwelle 42 parallel zu der Antriebswelle 16 angeordnet ist. Das erste Leerlaufzahnrad 43 ist einerseits im Eingriff mit dem Antriebszahnrad 41 und andererseits mit einem zweiten Leerlaufzahnrad 45, das auf einer Vorgelegewelle 44 angeordnet ist, welche ebenfalls parallel zu der An­ triebswelle 16 verläuft. An der Vorgelegewelle 44 ist ein Übertragungszahnrad 46 angeordnet, welches in Eingriff mit dem Abtriebszahnrad 5 steht. Das zweite Leerlaufzahnrad 45 ist drehbar auf der Vorgelegewelle 44 gelagert und zwischen der Vorgelegewelle 44 und dem zweiten Leerlaufzahnrad 45 ist eine zweite Kupplung 50 angeordnet, welche ähnlich aufgebaut ist wie die erste Kupplung 20. Genauer gesagt, ist die zweite Kupplung 50 im wesentlichen in derselben Ebene wie die erste Kupplung 20 angeordnet und umfaßt einen Synchronisierungs­ mechanismus mit einer Kupplungsnabe 51, die an der Vorgelege­ welle 44 befestigt ist, mit einer Büchse 52, die an der Kupplungsnabe 51 aufgekeilt ist, mit einem Keil 53, der zwischen der Kupplungsnabe 51 und der Büchse 52 vorgesehen ist, mit einer aufgekeilten Zahnscheibe 54, die an dem zweiten Leerlaufzahnrad 45 ausgebildet ist, und mit einem Syn­ chronisierungsring 55, der mit einem konischen Nabenwulst an der Zahnscheibe 54 angreift. Die Büchse 52 ist mit einer Schaltgabel ausgebildet, so daß sie in Axialrichtung zwischen einer Nichteingriffs­ stellung verschiebbar ist, in welcher die Büchse 52 an der Kupplungsnabe 51 und der Zahnscheibe 54 angreift, um das zweite Leerlaufzahnrad 45 mit der Vorgelegewelle 44 zu verbinden. Die Kupplungs­ anordnung ist derart ausgebildet, daß die Kupplungen 20 und 50 abwechselnd in die Eingriffsstellung betätigt werden können.

Wenn im Betrieb die Büchse 22 der ersten Kupplung 20 in ihre Eingriffsstellung verschoben wird, ist die Antriebswelle 16 mit der Primärwelle 11 des Riemengetriebes 10 verbunden, so daß das Antriebsdrehmoment von der Motorabtriebswelle 2 an die Antriebsriemenscheibe 12 übertragen wird. Dadurch wird die Kraft von der Antriebsriemenscheibe 12 über den Riemen 15 an die Abtriebsrie­ menscheibe 14 übertragen. Das Abtriebszahn­ rad 5 wird somit durch das Zwischengetriebe 30 in Vorwärtsrichtung angetrieben. Das Übersetzungs­ verhältnis des Riemengetriebes 10 wird in geeigneter Weise gemäß dem Betriebszustand des Fahrzeugs gebildet, wie vorstehend beschrieben.

Wenn die Büchse 22 der ersten Kupplung 20 in die Nichteingriffsstellung verschoben ist und die Büchse 52 der zweiten Kupplung 50 in die Eingriffs­ stellung, wird die Antriebswelle 16 über das Antriebszahnrad 41, das erste Leerlaufzahnrad 43 und das zweite Leerlaufzahnrad 45 mit der Vorgelegewelle 44 verbunden. Hierdurch wird das Motorabtriebsdrehmoment durch das Übertragungszahnrad 46 auf das Abtriebszahnrad 5 übertragen, um das Abtriebszahnrad 5 in umge­ kehrter Richtung zu drehen. Hierbei wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebs­ welle 16 und dem Abtriebszahnrad 5 auf einem festen Wert gehalten. Durch die Drehung des Abtriebszahnrades 5 wird das Riemengetriebe 10 in Rückwärtsrichtung angetrieben. Da jedoch keine Belastung an dem Riemengetriebe 10 angreift, ist der Riemen 15 keiner hohen Zugbelastung beim Rückwärtsantrieb ausge­ setzt. Damit wird die Lebensdauer des Riemens 15 stark erhöht.

Claims (4)

1. Getriebe mit stufenlos einstellbarem Übersetzungsverhält­ nis, bestehend aus einer Antriebswelle (16), einem Abtriebszahnrad (5), einem Riemengetriebe (10), einem Umkehrgetriebe (40), das zur Drehrichtungsumkehr des Abtriebszahnrades (5) dieses unter Umgehung des Riemen­ getriebes (10) mit der Antriebswelle (16) verbindet und einem das Riemengetriebe (10) mit dem Abtriebszahnrad (5) trieblich verbindenden Zwischengetriebe (30), wobei das Riemengetriebe mit einer An- (12) und Abtriebsriemen­ scheibe (14) mit jeweils veränderlichem wirksamen Durch­ messer versehen ist, wobei die Antriebsriemenscheibe (12) einstückig mit einer Primärwelle (11) und die Abtriebs­ riemenscheibe (14) einstückig mit einer Sekundärwelle (13) ausgebildet ist, wobei die Primärwelle (11) durch eine erste, auf der Antriebswelle (16) angeordnete Kupplung (20) mit der Antriebswelle (16) kuppelbar ist und das Umkehrgetriebe (40) mittels einer wahlweise zur ersten Kupplung (20) betätigten zweiten Kupplung (50) in den Kraftfluß schaltbar ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Umkehrgetriebe (40) aus einem auf der Antriebswelle (16) drehfest angeordneten Antriebs­ zahnrad (41), einer zur Antriebswelle (16) parallel angeordneten Leerlaufwelle (42), auf der ein erstes mit dem Antriebszahnrad (41) kämmendes Leerlaufzahnrad (43) angeordnet ist, und einer zur Antriebswelle (16) parallel angeordneten Vorgelegewelle (44) besteht, auf der ein zweites mit dem ersten Leerlaufzahnrad (43) kämmendes Leerlaufzahnrad (45) angeordnet ist und mit der ein in das Abtriebszahnrad (5) eingreifendes Übertragungszahn­ rad (46) drehfest verbunden ist, daß die zweite Kupplung (50) auf der Vorgelegewelle (44) angeordnet ist, um das zweite Leerlaufzahnrad (45) lösbar mit der Vorgelegewelle (44) zu verbinden, und daß beide Kupplungen (20, 50) im wesentlichen in derselben zur Antriebswelle (16) senkrechten Ebene angeordnet sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1 in einem Antriebssystem für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Riemengetriebe (10) eine Hydraulikeinrichtung zur Einstellung des wirksamen Durchmessers der An- und Abtriebsriemenscheibe aufweist, und daß das Abtriebs­ zahnrad (5) einen Differentialgetriebemechanismus (4) antreibt.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und die zweite Kupplung (20, 50) jeweils einen Synchronisiermechanismus aufweisen.

4. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Zwischengetriebe (30) zur Übertragung einer Drehung der Sekundärwelle (13) auf das Abtriebszahnrad (5) ein erstes auf der Sekundärwelle (13) befestigtes Zahnrad (32) und eine parallel zur Sekundärwelle (13) angeordnete Zwischenwelle (31) mit einem Zwischenzahnrad (33) aufweist, welches mit dem Zahnrad (32) auf der Sekundärwelle (13) kämmt, dadurch gekennzeich­ net, daß ein weiteres Zahnrad (34) vorgesehen ist, das mit dem Abtriebszahnrad (5) kämmt.