DE3621089A1 - Kraftuebertragungseinrichtung fuer ein kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug und insbesondere eine solche Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche die Leistung von einer Antriebsquelle auf ein Differentialgetriebe überträgt und mit einem variablen Keilriemengetriebe versehen ist.

Herkömmlicherweise wurde bisher eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, die mit einem variablen Keilriemengetriebe versehen ist, das eine treibende Scheibe, eine getriebene Scheibe und einen endlosen Keilriemen aufweist, der über die treibende und getriebene Scheibe hinwegläuft, wobei zum stufenlosen Ändern des Getriebe-Übersetzungsverhältnisses jede Scheibe ihren wirksamen Scheibendurchmesser ändert.

Das auf die oben erwähnte Weise aufgebaute variable Riemengetriebe ist in seinem Kraftübertragungs-Wirkungsgrad gegenüber einem herkömmlichen Zahnrad- Übertragungssystem unterlegen.

Um das obige Problem zu lösen, wurde bespielsweise, wie in der JP-OS Sho 58-28 046 offenbart, eine Kraftübertragungseinrichtung vorgeschlagen, die zwischen einer Eingangswelle, die mit einer Antriebsquelle verbunden ist, und einer Ausgangswelle mit dem stufenlos variablen Keilriemengetriebe und einem Zahnrad-Schaltgetriebe versehen ist, das parallel hierzu angeordnet ist, so daß die Leistung durch das stufenlos variable Riemengetriebe bei einer Drehzahländerung im niedrigen Bereich und durch das Zahnradgetriebe bei einer Drehzahländerung im hohen Bereich übertragen wird, wobei der Kraftübertragungs-Wirkungsgrad bei der Drehzahländerung im hohen Bereich für die meiste Laufzeit verbessert wird, um die Lebensdauer des Riemens zu verlängern.

Das herkömmliche Zahnradgetriebe weist ein Direktantriebszahnrad auf, das in Bezug auf die Eingangswelle fest vorgesehen ist, ein Zwischenzahnrad, das mit dem Direktantriebszahnrad verbunden ist, und ein angetriebenes Zahnrad, das auf die Ausgangswelle aufgeschoben ist und mit dem Zwischenzahnrad in Eingriff bringbar ist. Wenn die Leistung von der Antriebsquelle auf ein Differentialgetriebe durch das Zahnradgetriebe (nachfolgend als Direktantrieb bezeichnet) übertragen wird, dann wird die Leistung von der Eingangswelle auf das Differentialgetriebe durch das Direktantrieb-Antriebszahnrad das Zwischenzahnrad, das angetriebene Zahnrad, ein Haupt-Antriebszahnrad, das an der Ausgangswelle vorgesehen ist, und ein Vorgelege-Antriebszahnrad übertragen.

Dementsprechend wird die Kraftübertragung durch den Direktantrieb in vier Stufen durchgeführt, so daß ein Leistungsverlust während der Kraftübertragung von der Eingangswelle zum Differentialgetriebe zunimmt und die Anzahl von Wellen und Zahnrädern zunimmt, wobei dahingehend ein Problem erzeugt wird, daß die Kraftübertragungseinrichtung im Aufbau kompliziert und in der Abmessung groß ist.

Inzwischen wurde die herkömmliche Kraftübertragungseinrichtung an der Ausgangswelle mit einem Vorwärts- Zahnrad und einem Rückwärts-Zahnrad versehen, welche wahlweise mit der Ausgangswelle durch einen Schaltmechanismus zusammengekuppelt werden, wobei das Vorwärts- Zahnrad in ein nur für vorwärts eingerichtetes Vorgelegezahnrad an einer Vorgelegewelle eingreift, die parallel zur Ausgangswelle vorgesehen ist, und das Rückwärts- Zahnrad in ein nur für rückwärts vorgesehenes Vorgelegezahnrad an der Vorgelegewelle über ein Zwischenzahnrad auf einer Zwischenwelle eingreift, die parallel zur Ausgangswelle vorgesehen ist.

Somit sind an der Vorgelegewelle das nur für vorwärts eingerichtete Vorgelegezahnrad und das nur für rückwärts eingerichtete Vorgelegezahnrad vorgesehen, die jeweils einen größeren Durchmesser aufweisen, wobei diese Zahnräder einen großen Raum für die Anordnung einnehmen und die gesamte Einrichtung ebenfalls eine große Baugröße aufweist.

Außerdem ist die Zähnezahl des Zwischenzahnrades unerheblich für das Untersetzungsverhältnis, so daß das Untersetzungsverhältnis während der Rückwärtsfahrt lediglich von der Zähnezahl des Rückwärts-Zahnrades und des nur für rückwärts vorgesehenen Vorgelegezahnrads abhängt, wobei dahingehend ein Problem erzeugt wird, daß der Freiheitsgrad in der Konstruktion zum Einstellen des Untersetzungsverhältnisses in diesem Maße eingeschränkt ist.

Das variable Riemengetriebe wird auch eine Änderung im Drehzahl-Änderungsverhältnis bei der obersten Drehzahl infolge einer Änderung der Länge des Riemens oder der axialen Länge der Riemen-Berührungsfläche an jeder Riemenscheibe, Abnutzung in der Seitenfläche des Riemens im Laufe der Zeit oder eine Längung des Riemens erzeugen, wenn dieser einer Arbeitsbelastung ausgesetzt ist.

Somit gibt es manche Fälle, in denen ein Drehzahländerungsverhältnis während des Direktantriebs niedriger ist als das Drehzahländerungsverhältnis bei der obersten Drehzahl während des Riemenantriebs, in anderen Worten, die Antriebsgeschwindigkeit ist während des Direktantriebes höher als die oberste Geschwindigkeit während des Riemenantriebs. Als Ergebnis wird dahingehend ein Problem erzeugt, daß, wenn vom Direktantrieb auf den Riementrieb umgeschaltet wird, ein Stoß auftritt.

Es ist ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzusehen, welches die Anzahl von Getriebe-Eingriffsstufen während des Direktantriebs verringert, um hierdurch einen Leistungsverlust zu verringern, und auch die Anzahl von Wellen und Zahnrädern verringert, jedoch hierbei im Aufbau einfach ist und eine kleine Abmessung aufweist. Ein anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzusehen, bei welcher der Raum für die Zahnradanordnung verkleinerbar ist und welches frei vom Untersetzungsverhältnis während der Rückwärtsfahrt einstellbar ist, und zwar ungeachtet vom Rückwärts-Zahnrad und Vorlegezahnrad, wobei der Freiheitsgrad für die Konstruktion verbessert wird. Ein noch anderes Ziel der Erfindung ist es, eine Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorzusehen, welche das glatte, gegenseitige Umschalten zwischen Direktantrieb und Riementrieb ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug ist mit einer Eingangswelle zur Aufnahme der Leistung von einer Antriebsquelle versehen, einer Ausgangswelle, die parallel zur Eingangswelle angeordnet ist und ein Ausgangszahnrad aufweist, und einem variablen Riemengetriebe, welches zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordnet ist, wobei die Kraft von der Ausgangswelle auf ein Differentialgetriebe übertragen wird, und es ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Direktantriebszahnrad an der Eingangswelle vorsieht, einen Schaltmechanismus, um die Leistung von der Eingangswelle wahlweise auf einen variablen Riementrieb oder das Zahnrad für den Direktantrieb zu übertragen und ein Vorgelegewelle, welche parallel zur Ausgangswelle angeordnet ist und ein Antriebszahnrad aufweist, um die Leistung auf das Differentialgetriebe zu übertragen, sowie ein Vorgelegezahnrad, welches an der Vorgelegewelle vorgesehen ist, so daß das Vorgelegezahnrad mit dem Direktantriebszahnrad und dem Ausgangszahnrad in Eingriff steht.

Dementsprechend kann die Kraftübertragungseinrichtung der vorliegenden Erfindung, die es dem Direktantriebszahnrad ermöglicht, unmittelbar mit dem Vorgelegezahnrad in Eingriff zu treten, welches mit dem Ausgangszahnrad in Eingriff bringbar ist, die Leistung von der Eingangswelle während des Direktantriebs auf das Differentialgetriebe über das Direktantriebszahnrad, das Vorgelegezahnrad und das Antriebszahnrad übertragen.

In anderen Worten, das Direktantriebszahnrad überträgt die Leistung auf das Differentialgetriebe in zwei Stufen, so daß der Leistungsverlust in hohem Umfang verringerbar ist, verglichen mit dem herkömmlichen Beispiel, und außerdem tritt das Vorgelegezahnrad auch in Eingriff mit dem Ausgangszahnrad und wird sowohl für den Riementrieb als auch den Direktantrieb verwendet, so daß die Anzahl von Wellen und Zahnrädern auf ein Mindestmaß verringert ist, verglichen mit dem herkömmlichen Beispiel, wobei es der Kraftübertragungseinrichtung ermöglicht wird, im Aufbau einfach und in der Abmessung klein zu sein.

Die Kraftübertragungseinrichtung der vorliegenden Erfindung ist ferner mit einem Vorwärtszahnrad, einem Rückwärtszahnrad, einem Vorwärts- und Rückwärts-Schaltmechanismus, um diese Zahnräder wahlweise mit der Ausgangswelle zu verbinden, und einer Zwischenwelle versehen, die ein erstes Zwischenzahnrad und ein zweites Zwischenzahnrad aufweist, wobei das Vorwärtszahnrad und das zweite Zwischenzahnrad mit dem Vorgelegezahnrad an der Vorgelegewelle gemeinsam mit dem Direktantriebszahnrad in Eingriff stehen.

Somit besteht kein Erfordernis, an der Zwischenwelle ein nur für vorwärts vorgesehenes Vorgelegezahnrad und ein nur für rückwärts vorgesehenes Vorgelegezahnrad vorzusehen, wie es herkömmlich ist, so daß der Raum zur Anordnung der Zahnräder in diesem Maße verringert ist, wobei eine Miniaturisierung der Einrichtung ermöglicht ist, und das erste und zweite Zwischenzahnrad können in gewünschter Weise das Untersetzungsverhältnis festsetzen, wenn das Kraftfahrzeug rückwärts fährt, wobei der Freiheitsgrad für die Konstruktion in diesem Maße verbessert wird.

Bei dem obigen Aufbau der vorliegenden Erfindung wird ein Drehzahl-Änderungsverhältnis, wenn das Direktantriebszahnrad gewählt ist, so festgesetzt, daß die Drehzahl des Direktantriebs niedriger ist als die oberste Drehzahl durch den variablen Riementrieb, und zwar ist bevorzugt das Drehzahländerungsverhältnis bei oberster Drehzahl durch den variablen Riementrieb auf das 0,8- bis 1,0-fache des Drehzahländerungsverhältnisses während des Direktantriebs festgesetzt.

Somit werden selbst dann, wenn eine Änderung im Drehzahländerungsverhältnis bei der obersten Drehzahl während des Riemenantriebs durch den variablen Riementrieb auftritt, der Riemenantrieb und der Direktantrieb glatt aufeinander umgeschaltet, ohne daß ein Stoß auftritt.

Die obigen und anderen Ziele, Merkmale und Vorzüge der Erfindung werden aus der Lektüre der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung und der Zeichnungen noch deutlicher ersichtlich.

In der Zeichnung ist:

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht, die die Zahnradanordnung im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 die abgewickelte Ansicht eines Schnitts, die den Gesamtaufbau des teilweise modifizierten Ausführungsbeispiels der Fig. 1 zeigt, und

Fig. 4 ein Diagramm, das die Zuordnung des Drehzahländerungsverhältnisses zwischen dem Direktantrieb und dem Riementrieb zeigt.

Fig. 1 ist die schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels der Erfindung zu deren besserem Verständnis, und dessen konkreter Aufbau ist in Fig. 3 gezeigt, in welcher die in Fig. 1 gezeigte Strömungsmittelkupplung weggelassen ist.

In Fig. 1 ist der Deckel 2 einer Strömungsmittelkupplung mit dem Ende einer Kubelwelle 1 verbunden, die an der Antriebsquelle vorgesehen ist, welche hauptsächlich einen Verbrennungsmotor aufweist, wobei der Deckel 2 der Strömungsmittelkupplung in seinem Inneren eine Pumpe 3, eine Turbine 4 und eine Fliebkraft-Sperrkupplungseinrichtung 5 aufweist, und zwar in drehbarer Zuordnung.

Es wird somit die Leistung von der Kurbelwelle 1 durch die Strömungsmittelkupplung 2 oder die Sperrkupplungseinrichtung 5 an eine Eingangswelle 6 übertragen, die mit der Turbine 4 gekoppelt ist.

Die Eingangswelle 6 ist, wie in Fig. 3 gezeigt, an einem Zwischenabschnitt so aufgetrennt, daß eine Sekundär-Eingangswelle 6 b mit einer Primär-Eingangswelle 6 a über ein Schwungrad 11 und einen Torsionsdämpfer 12 zusammengekuppelt ist.

Eine Ölpumpe 14, die von der Sekundär-Eingangswelle 6 b angetrieben wird, ist hieran angeordnet, die Kupplungstrommel 16 einer Naß-Direktantriebs-Kupplungseinrichtung 15 steht in Längsnutverbindung mit der Eingangswelle 6 b, und eine Kupplungsnabe 17 an der Kupplungseinrichtung 15 ist an ein Direktantriebszahnrad 18 angekoppelt, welches drehbar an der Eingangswelle 6 b getragen ist.

Die Kupplungseinrichtung 15 bildet einen Schaltmechanismus 8, um wahlweise die Leistung von der Eingangswelle 6 b auf einen variablen Riementrieb oder das Direktantriebszahnrad 18 zu übertragen. Die Kupplungseinrichtung kann auch eine Klauenkupplung verwenden.

Am linken Ende der Sekundär-Eingangswelle 6 b ist ein außenverzahntes Zahnrad 19, das am Außenumfang eine Anzahl von Zähnen aufweist, einstückig mit der Eingangswelle 6 b ausgebildet, wobei das außenverzahnte Zahnrad 19 mit einem innenverzahnten Zahnrad 20 in Eingriff steht, welches an einer Primärwelle 31 am variablen Riemenantrieb 30 so befestigt ist, daß die Leistung von der Sekundär-Eingangswelle 6 b zur Übertragung auf die Primärwelle 31 verzögert bzw. untersetzt wird.

Der variable Riementrieb 30, der im einzelnen in Fig. 3 gezeigt ist, weist eine treibende Scheibe 32 auf, die an der Primärwelle 31 antriebsseitig vorgesehen ist, eine angetriebene Scheibe 42, die an einer Ausgangswelle 41 vorgesehen ist, und einen endlosen Keilriemen 54 aus Gummi oder Harz, der durch Reibung über die beiden Scheiben 32 und 42 hinweg angetrieben wird. Die treibende Scheibe 32 weist eine ortsfeste konische Scheibe 33 auf, die an der treibenden Welle 31 befestigt ist, sowie eine axial bewegliche konische Scheibe 34, wobei eine Drehmoment-Nockeneinrichtung 35 zum Erzeugen einer Schubkraft und eine Druckfeder 36 an der Rückseite der beweglichen konischen Scheibe 34 angeordnet sind, um auf die bewegliche konische Scheibe 34 jene Schubkraft aufzubringen, die zur Drehmomentübertragung erforderlich ist. Die Drehmoment-Nockeneinrichtung 35 weist eine Nocken- bzw. Kurvenrolle 40 auf, die zwischen den gegenüberliegenden Flächen der axial beweglichen Scheibe 34 und eines Drehmoment-Kurvenflansches 37 drehbar ist, der am linken Ende der Antriebswelle 31 befestigt ist, um hierdurch die Schubkraft proportional zum Eingangsdrehmoment zu erzeugen. Die Drehmoment- Nockeneinrichtung 35 bildet einen Zwischenraum zusammen mit einem Zylinder 34 a, der auswärts von der axial beweglichen konischen Scheibe 34 vorspringt und einstückig mit dieser ausgebildet ist, sowie einem Zylinder 37 a, der einwärts vom Drehmoment-Kurvenflansch 37 vorspringt und einstückig hiermit ausgebildet ist, so daß die Nockenrolle 40 und ein Schmiermittel, etwa Fett, zum Verringern der Abnutzung der Nockenrolle 40 oder der Kurvenflächen 38 und 39 im Zwischenraum enthalten sind.

Die angetriebene Scheibe 42 weist ebenfalls eine ortsfeste konische Scheibe 43 auf, die am linken Ende der Ausgangswelle 41 befestigt ist, sowie eine bewegliche konische Scheibe 44, die durch Längskugellager 45 nur axial beweglich ist, wobei die bewegliche Scheibe 44 an ihrer Rückseite fest einen Zylinder 46 trägt. Ein Kolben 47, der an der Ausgangswelle 41 befestigt ist, ist an der Innenseite des Zylinders 46 angeordnet und unterteilt eine Öldruckkammer 48 zum Steuern eines Drehzahländerungsverhältnisses von einer Hilfskammer 49 zum Ausgleichen einer fliehkraftbedingten Öldruckkomponente, die in der Öldruckkammer 48 erzeugt wird. Ein Arbeitsöl wird von der Öldruckkammer 48 her zugeführt oder in diese hinein abgelassen, und zwar durch einen Arbeitsölkanal 50, der an der Achse der Ausgangswelle 41 vorgesehen ist, und das Öl wird von der Hilfskammer 49 her zugeführt oder in diese abgelassen, und zwar durch einen Schmierölkanal 51, der außerhalb des Arbeitsölkanals 50 ausgebildet ist. Das Arbeitsöl, das durch die Längskugellager 45 hindurchgesickert ist, wird zum Schmierölkanal 51 durch eine Ölablaufleitung 52 zurückgeleitet, die an der Ausgangswelle 41 ausgebildet ist. Da in diesem Fall die Hilfskammer 49 durch eine Membran gegenüber der Außenseite abgedeckt ist, besteht keine Befürchtung der Ölleckage nach außen hin.

Somit wird das Arbeitsöl in die Öldruckkammer 48 am Zylinder 46 eingeleitet oder von dieser abgelassen, um hierdurch die bewegliche konische Scheibe 44 zu betätigen. Somit werden die Scheibendurchmesser der angetriebenen Scheibe 44 und auch der antreibenden Scheibe 32 verändert, um die stufenlose Drehzahländerung durchzuführen.

Eine rohrförmige Welle 55 ist auf den rechten Endabschnitt der Ausgangswelle 41 aufgeschoben und trägt eine Nabe 64 einer Klauenkupplung, die einen Vorwärts- und Rückwärts-Schaltmechanismus 63 bildet, wobei die rohrförmige Welle 55 und die Ausgangswelle 41 dazu eingerichtet sind, durch eine hintere Kupplungseinrichtung 60 intermittierend in gegenseitigen Kontakt zu gelangen.

Die hintere Kupplungseinrichtung 60 greift ein, wenn der Schaltmechanismus 8 den variablen Riementrieb 30 wählt, und löst den Eingriff, wenn dieser das Direktantriebszahnrad 18 wählt. Es ist die hintere Kupplungseinrichtung 60, wie in Fig. 3 gezeigt, auch mit einer Kupplungstrommel 61 und einer Kupplungsnabe 62 versehen, wobei die Kupplungstrommel 61 in Längsnutverbindung mit der Ausgangswelle 41 steht und die Kupplungsnabe 62 der rohrförmigen Welle 55 gekoppelt ist.

Eine Schalthülse 67 ist axial beweglich auf der Nabe 64 an der Klauenkupplung getragen, welche den Vorwärts- und Rückwärts-Schaltmechanismus 63 bildet, ein Vorwärtszahnrad 65 und ein Rückwärtszahnrad 66, die als Ausgangszahnräder dienen, sind an den beiden axialen Seiten der Kupplungsnabe 64 angeordnet, das Vorwärtszahnrad 65 ist drehbar auf der Ausgangswelle 41 getragen, und das Rückwärtszahnrad 66 ist drehbar auf der rohrförmigen Welle 55 getragen, wobei die Schalthülse 67 betätigt wird, um die Kupplungsnabe 64 mit dem Vorwärtszahnrad 65 oder dem Rückwärtszahnrad 66 zusammenzukuppeln.

Die Kupplungsnabe 62 an der rückwärtigen Kupplung 60 und jene 64 an der Klauenkupplung sind, wie in Fig. 3 gezeigt, von der rohrförmigen Welle 55 getrennt ausgebildet und hieran befestigt. Die Kupplungnaben 62 und 64 können aber auch einstückig und fest mit der rohrförmigen Welle 55 verbunden sein.

Es kann aber auch die Kupplungstrommel statt der Kupplungsnabe 62 an der rohrförmigen Welle 55 befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet sein.

Es kann auch die rohrförmige Welle 55, wie in Fig. 1 gezeigt, axial verlängert sein und auch das Vorwärtszahnrad 65 tragen.

Nun ist eine Zwischenwelle 68, die sich parallel zur Ausgangswelle 41 erstreckt, an der radial einen Seite der Ausgangswelle 41 angeordnet und trägt fest an beiden axialen Endabschnitten ein erstes Zwischenzahnrad 69, das mit dem Rückwärtszahnrad 66 in Eingriff bringbar ist, und ein zweites Zwischenzahnrad 70.

Inzwischen ist, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen der Ausgangswelle 41 und der Sekundär-Eingangswelle 6 b eine Vorgelegewelle 71 angeordnet, die sich parallel zu den beiden Wellen 41 und 6 b erstreckt, und ein Vorgelegezahnrad 72 und ein Antriebszahnrad 73, das mit einem Zahnring 81 an einem Differentialgetriebe 80 in Eingriff bringbar ist, sind an der Vorgelegewelle 71 befestigt, wobei das Vorgelegezahnrad 72 in Fig. 1 gestrichelt gezeigt ist. Es greifen auch das Vorgelegezahnrad 72, das Direktantriebszahnrad 18, das Vorwärtszahnrad 65 und das zweite Zwischenzahnrad 70 gleichzeitig miteinander ein, wie in Fig. 2 gezeigt.

Da das Vorgelegezahnrad 72 sowohl mit dem Direktantriebszahnrad 18 als auch mit dem Vorwärtszahnrad 65 in Eingriff steht, kann die Leistung der Eingangswelle 6 während des Direktantriebs auf das Differentialgetriebe 80 durch das Direktantriebszahnrad 18 und das Vorgelegezahnrad 72 übertragen werden, wobei der zweistufige Zahnradeingriff für den Direktantrieb ausreicht, so daß Leistungsverluste in weitem Umfang eingespart werden. Da außerdem das Vorgelegezahnrad 72 sowohl für den Riemenantrieb als auch für den Direktantrieb nutzbar ist, ist die Anzahl von Zahnrädern und Wellen verringerbar, wobei die erfindungsgemäße Kraftübertragungseinrichtung im Aufbau einfach und in der Größe klein ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel greift das zweite Zwischenzahnrad 70, das für die Rückwärtsfahrt und an der Zwischenwelle 68 vorgesehen ist, auch in das Vorgelegezahnrad 72 ein, wobei das nur für rückwärts bestimmte Vorgelegezahnrad, wie es im herkömmlichen Beispiel beschrieben ist, weggelassen werden kann. Somit ist der Raum für die Getriebeanordnung verringerbar und die Kraftübertragungseinrichtung kann miniaturisiert werden. Es ermöglichen das erste und zweite Zwischenzahnrad 69 und 70, die an der Zwischenwelle 68 vorgesehen sind, die zweistufige Geschwindigkeitsuntersetzung, wobei der Freiheitsgrad in der Konstruktion verbessert wird, weil ein gewünschtes Untersetzungsverhältnis während der Rückwärtsfahrt ungeachtet des Rückwärtszahnrades 69 und des Vorgelegezahnrades 72 erhalten wird.

Als nächstes wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Kraftübertragungseinrichtung beschrieben.

Zunächst wird der Riementrieb beim niederstufigen Drehzahlwechsel für den Vorwärtsantrieb verwendet. In diesem Fall trennt der Schaltmechanismus 8 das Direktantriebszahnrad 18 von der Eingangswelle 6 b und die rückwärtige Kupplungseinrichtung 60 tritt in Eingriff, um die Leistung von der Ausgangswelle 41 auf die rohrförmige Welle 55 zu übertragen.

Dementsprechend wird die Leistung der Eingangswelle 6 auf das Differentialgetriebe 80 durch das variable Riemengetriebe 30, die Ausgangswelle 41, das Vorwärtszahnrad (Ausgangszahnrad) 65, das Vorgelegezahnrad 72 und das Antriebszahnrad 73 übertragen, wobei das Kraftfahrzeug mit stufenloser Drehzahländerung vorwärts angetrieben wird, weil die Eingangswelle 6 und das Differentialgetriebe 80 in derselben Richtung drehen.

Wenn das Kraftfahrzeug rückwärts gefahren wird, dann trennt der Schaltmechanismus 8 das Direktantriebszahnrad 18 von der Eingangswelle 6 b, die rückwärtige Kupplung 60 rückt ein und der Vorwärts- und Rückwärts- Schaltmechanismus 63 kuppelt die rohrförmige Welle 55 mit dem Rückwärtszahnrad 66 zusammen, so daß die Leistung von der Eingangswelle 6 auf das Differentialgetriebe 80 durch das variable Riemengetriebe 30, die Ausgangswelle 41, das Rückwärtszahnrad 66, das erste und zweite Rückwärts-Zwischenzahnrad 69 und 70, das Vorgelegezahnrad 72 und das Antriebszahnrad 73 übertragen wird, wobei es dem Kraftfahrzeug ermöglicht wird, in Rückwärtsrichtung gefahren zu werden, weil die Eingangswelle 6 und das Differentialgetriebe 80 zueinander entgegengesetzt drehen.

Dagegen wird bei dem hochstufigen Drehzahlwechsel während des Arbeitsantriebs der Direktantrieb verwendet. In diesem Fall kuppelt der Schaltmechanismus 8 die Eingangswelle 6 b mit dem Direktantriebszahnrad 18 zusammen und die rückwärtige Kupplung 60 rückt aus, wobei die Leistung von der Eingangswelle 6 auf das Differentialgetriebe 80 durch das Direktantriebszahnrad 18, das Vorgelegezahnrad 72 und das Antriebszahnrad 73 übertragen wird. Somit drehen sich die Eingangswelle 6 und das Differentialgetriebe 80 in derselben Richtung und der Direktantrieb wird nicht durch das variable Riemengetriebe, sondern nur duch die Zahnräder durchgeführt, wobei der Übertragungswirkungsgrad in weitem Umfang verbessert wird. Da außerdem nur das Direktantriebszahnrad 18 auf der Eingangswelle 6, das Vorgelegezahnrad 72 auf der Vorgelegewelle 71 und das Antriebszahnrad 73 zwischen der Eingangswelle 6 und dem Differentialgetriebe 80 zwischengeschaltet sind, greifen die Zahnräder miteinander nur zweistufig ein, wobei der Leistungsverlust auf ein Mindestmaß reduziert wird. Da ferner das Vorgelegezahnrad 72 sowohl für den Riementrieb als auch für den Direktantrieb verwendet wird, reicht es aus, die geringste Anzahl von Zahnrädern zu verwenden, wobei man die Ausführung der Kraftübertragungseinrichtung einfach im Aufbau und klein in der Abmessung ermöglicht.

In dem obengenannten Aufbau ist es bevorzugt, daß das Drehzahl-Änderungsverhältnis zwischen dem Direktantriebszahnrad 18 und dem Vorgelegezahnrad 72 so eingestellt ist, daß die Drehzahl des Direktantriebs durch das Direktantriebszahnrad 18 niedriger ist als die oberste Drehzahl während des Riementriebes durch das variable Riemengetriebe 30.

Tatsächlich ist die Drehzahländerung an der obersten Drehzahl, wenn man den Riementrieb verwendet, um das 0,8- bis 1,0-fache des Drehzahländerungsverhältnisses in Direktantrieb ausgebildet.

In anderen Worten, wenn die Anzahl von Zähnen des Direktantriebszahnrades 18 durch Z₁ dargestellt wird, jene des Vorgelegezahnrades 72 durch Z₂, ein Untersetzungsverhältnis des außenliegenden Zahnrades 19 zum innenliegenden Zahnrad 20 für die Hauptwelle 31 an dem variablen Riemengetriebe 30 zur Eingangswelle 6 b durch i₁ dargestellt ist, das Drehzahländerungsverhältnis bei höchster Drehzahl des variablen Riemengetriebes 30 durch i₂ dargestellt ist und ein Untersetzungsverhältnis der Ausgangswelle 41 zur Vorgelegewelle 71 durch i₃ dargestellt ist, dann wird der nachfolgende Ausdruck erhalten: wobei K = 0,8 bis 1,0.

Bei dem obigen Ausdruck stellen Z₂/Z₁ in der linken Seite das Drehzahländerungsverhältnis während des Direktantriebes und die rechte Seite das Drehzahländerungsverhältnis bei höchster Drehzahl während des Riementriebs dar.

Als nächstes wird der obengenannte Aufbau in Übereinstimmung mit dem Drehzahländerungsdiagramm in Fig. 4 erläutert, in welchem eine Linie A die niedrigste Drehzahl zeigt, die Linie B die höchste Drehzahl zeigt und C die Drehzahländerung während des Direktantriebs zeigt, wobei die Linie C ein wenig niedriger als die Linie B angeordnet ist. Wenn beispielsweise das Kraftfahrzeug mit einem gewissen Drosselventil-Öffnungsgrad beschleunigt wird, dann wird die Beschleunigung, wie sie durch die Linie D gezeigt ist, längs der Linie A für die kleinste Drehzahl bzw. Geschwindigkeit durchgeführt, und wenn die Eingangszahl von Drehungen (oder die Anzahl von Motorumdrehungen) einen bestimmten Wert erreicht, dann wird die Drehzahl- bzw. Übersetzungsänderung durchgeführt, während die obengenannte Drehzahl beibehalten wird; der Riementrieb wird dann auf den Direktantrieb umgeschaltet, wenn das Drehzahländerungsverhältnis durch den Riementrieb mit jenem des Direktantriebs übereinstimmt, und nachfolgend wird die Beschleunigung längs der Linie C für den Direktantrieb weitergeführt. Da die Linie C ein wenig niedriger als die Linie B angeordnet ist, wird selbst dann, wenn eine Änderung im Drehzahländerungsverhältnis i₂ bei der höchsten Drehzahl durch das variable Riemengetriebe 30 erzeugt wird, der Riementrieb glatt bzw. sanft auf den Direktantrieb umgeschaltet oder umgekehrt.

Zusätzlich liegt der Grund, warum K durch 0,8 bis 1,0 festgelegt wurde, darin, daß ein Metallriemen bei der obersten Geschwindigkeit weniger Abweichungen in dem Drehzahländerungsverhältnis aufweist, so daß experimentell K mit 0,9 oder größer zulässig ist, doch ein Gummi- oder Harzriemen weist eine größere Veränderung hierbei auf, so daß infolge der experimentellen Ergebnisse K nur 0,8 oder mehr sein darf. Selbst wenn K 0,8 oder weniger ist, tritt kein Stoß auf, wenn der Direktantrieb und der Riementrieb aufeinander umgeschaltet werden, aber die Drehzahl ist während des Direktantriebs niedrig und der Treibstoffaufwand nimmt während der hohen Geschwindigkeit zu, bei welcher ein hochfrequenter Lauf stattfindet, was für einen Fahrer nicht von Vorzug ist.

Während ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt und beschrieben wurde, ist die Erfindung doch nicht auf dessen speziellen Aufbau beschränkt, der lediglich in der Beschreibung als Beispiel und nicht als Einschränkung vorgelegt ist.

Claims (7)

1. Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welche die Leistung von einer Antriebsquelle auf ein Differentialgetriebe überträgt, mit den folgenden Merkmalen:
- eine Eingangswelle zur Aufnahme der Leistung von der Antriebsquelle,
- eine Ausgangswelle, die parallel zur Eingangswelle angeordnet und mit einem Ausgangszahnrad versehen ist, und
- ein variables Riemengetriebe, das zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle angeordnet ist und in den Riemenscheibendurchmessern variabel ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
- ein Direktantriebszahnrad (18), das auf der Eingangswelle (6) vorgesehen ist, um die Leistung von der Eingangswelle (6) auf das Differentialgetriebe (80) nicht durch das variable Riemengetriebe (30) zu übertragen,
- ein Schaltmechanismus (8), um die Leistung von der Eingangswelle (6) wahlweise entweder auf das variable Riemengetriebe (30) oder das Direktantriebszahnrad (18) zu übertragen und dieses zu treiben,
- eine Vorgelegewelle (71), die parallel zur Ausgangswelle (41) angeordnet ist und ein Antriebszahnrad (73) aufweist, um hierdurch die Leistung auf das Differentialgetriebe (80) zu übertragen, und
- ein Vorgelegerad (72), das auf der Vorgelegewelle (71) vorgesehen ist und mit dem Direktantriebszahnrad (18) und dem Ausgangszahnrad (65) in Eingriff bringbar ist.

2. Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (41) mit einer Kupplungseinrichtung (60) versehen ist, die eingerückt ist, wenn das variable Riemengetriebe (30) gewählt ist, und ausgerückt, wenn das Direktantriebszahnrad (18) gewählt ist.

3. Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (41) mit einem Vorwärtszahnrad (65), einem Rückwärtszahnrad (66) und einem Vorwärts- und Rückwärts-Schaltmechanismus (63) versehen ist, um das Vorwärts- und Rückwärts-Zahnrad (65, 66) wahlweise mit der Ausgangswelle (41) zu verbinden, und daß eine Zwischenwelle (68) vorgesehen ist, die ein erstes Zwischenzahnrad (69) aufweist, das mit dem Rückwärtszahnrad (66) in Eingriff bringbar ist, und ein zweites Zwischenzahnrad (70), so daß das Vorwärtszahnrad (65) und das zweite Zwischenzahnrad (70) in das Vorgelegezahnrad (72) an der Vorgelegewelle (71) eingreifen.

4. Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswelle (41) mit einer rohrförmigen Welle (55) versehen ist, zwischen der Ausgangswelle (41) und der rohrförmigen Welle (55) eine Kupplungseinrichtung (60) vorgesehen ist, die einrückt, wenn das variable Riemengetriebe (30) gewählt ist, und ausrückt, wenn das Direktantriebszahnrad (18) gewählt ist, und die rohrförmige Welle (55) das Rückwärtszahrad (66) und den Vorwärts- und Rückwärts-Schaltmechanismus (8) trägt, welcher wahlweise das Vorwärts- und Rückwärts-Zahnrad (65, 66) mit der Ausgangswelle (41) verbindet.

5. Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (60) mit einer Nabe (62) und einer Trommel (61) versehen ist, daß der Vorwärts- und Rückwärts- Schaltmechanismus (8) mit einer Klauenkupplung (63) versehen ist, die eine Nabe (64) aufweist, daß die Nabe (64) der Klauenkupplung (63) und eine von Nabe (62) und Trommel (61) der Kupplungseinrichtung (60) einstückig mit der rohrförmigen Welle (55) ausgebildet sind, und daß von Nabe (62) und Trommel (61) der Kupplungseinrichtung (60) die andere einstückig mit der Ausgangswelle (41) ausgebildet ist.

6. Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehzahländerungsverhältnis, wenn das Direktübertragungszahnrad (18) gewählt ist, so festgesetzt ist, daß die Drehzahl des Direktantriebs durch das Direktantriebszahnrad (18) niedriger ist als die höchste Drehzahl während des Riemenantriebs durch das variable Riemengetriebe (30).

7. Kraftübertragungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehzahländerungsverhältnis bei der höchsten Drehzahl während des Riemenantriebes durch das variable Riemengetriebe (30) auf das 0,8- bis 1,0-fache des Drehzahlübersetzungsverhältnisses während des Direktantriebs durch das Direktantriebszahnrad (18) eingestellt ist.