DE4107739A1 - Getriebeaggregat fuer kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren zugorgangetriebe - Google Patents
Getriebeaggregat fuer kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren zugorgangetriebeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebeaggregat für Kraft
fahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren Zugorgange
triebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher
definierten Art.
Im Vergleich zu Serien-Stufenautomatikgetrieben sollen
stufenlose Getriebe mehr Wirtschaftlichkeit, einen
niedrigeren Kraftstoffverbrauch, ein besseres Be
schleunigungsverhalten und mehr Fahrkomfort bei mög
lichst gleicher Baugröße und gleichen, niedrigen Her
stellungskosten ergeben. Der Einbau eines stufenlos
verstellbaren Getriebes, insbesondere eines Umschlin
gungsgetriebes, ist jedoch bei den vorhandenen Einbau
verhältnissen für hinterradangetriebene Kraftfahrzeuge
problematisch. Insbesondere benötigen derartige Ge
triebe mit der erforderlichen Spreizung (Übersetzungs
bereich) mehr Bauraum im Vergleich zu Stufenautomatik
getrieben. Im allgemeinen wird mit Getriebespreizungen
für das Umschlingungsgetriebe von ca. fünf, mit vorge
schaltetem hydraulischem Wandler und mit zwei Zahnrad
stufen mit einer entsprechend hohen Zahl von Lagern
gearbeitet. Nachteilig dabei ist jedoch ein relativ
hoher Aufwand an erforderlichen Bauteilen und damit
verbundene höhere Kosten. Außerdem ist das Gewicht
eines derartigen Getriebes relativ hoch. Weiterhin
stellt sich bei Zahnradstufen das Problem der Gangum
schaltung mit gleichzeitiger Rückstellung des Um
schlingungsgetriebes.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu
grunde, ein Getriebeaggregat derart zu verbessern, daß
es eine hohe Gesamtgetriebespreizung schafft mit rela
tiv geringem Aufwand an Bauteilen, insbesondere bei
kleinem Bauraum und mit einfachen Mitteln.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn
zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale
gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist nunmehr
sowohl ein Betrieb über das Umschlingungsgetriebe in
bekannter Weise als auch ein leistungsverzweigter Be
trieb über das Planetenradgetriebe möglich. Dadurch
kann eine kleinere Getriebespreizung für das Umschlin
gungsgetriebe verwendet werden, wodurch Bauraum einge
spart wird. Bei einem leistungsverzweigten Betrieb
hingegen kann über das Zwischengetriebe eine deutlich
höhere Gesamtgetriebespreizung erreicht werden. Die
Umschaltung kann dabei im Bedarfsfalle automatisch er
folgen, wobei das Umschlingungsgetriebe nicht ver
stellt werden braucht. Die passende Anschlußüber
setzung kann dabei gegeben sein. Damit kann auch ein
Gangwechsel mit Zurückstellen des Umschlingungsgetrie
bes auf die Ausgangsstellung entfallen.
Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung ist es mög
lich, daß z. B. die volle Leistung des Antriebsmotores
über die Primärwelle und die entsprechend geschaltete
Schaltkupplung dem Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-Plane
tenradgetriebe zugeführt wird. Über das Zwischenge
triebe geht dann ein Teil der Leistung wieder zurück
zur Sekundärseite des Umschlingungsgetriebes, wodurch
dem Abtrieb des Platentenradgetriebes in Form eines
Summierungsgetriebes eine andere Drehzahl aufgezwungen
wird. Auf diese Weise liegt eine Leistungsverzweigung
zum einen im Umschlingungsgetriebe und zum anderen in
dem Planetenradgetriebe vor. Praktisch bedeutet dies,
daß im leistungsverzweigten Betrieb durch Überlagern
der Drehzahl vom Umschlingungsgetriebe auf das Plane
tenradgetriebe dem Abtrieb eine Drehzahl überlagert
wird. Auf diese Weise erhält man eine Übersetzung "ins
Schnelle".
Die Übersetzung im Planetenradgetriebe kann dabei so
gewählt werden, daß im leistungsverzweigten Betrieb
keine Blindleistung größer als die Eingangsleistung
entsteht.
Für einen Betrieb nur über das Umschlingungsgetriebe
wird die Schaltkupplung geöffnet. Gleichzeitig wird
das Planetenradgetriebe durch eine entsprechende Kupp
lungsschaltung blockiert, so daß es als Block umläuft.
In einem derartigen Falle wird die Leistung des An
triebsmotores ausschließlich über das Umschlingungs
getriebe und das Zwischengetriebe übertragen, wobei
dies z. B. in einem Übersetzungsbereich von 1,0 bis 2,6
erfolgen kann.
Im leistungsverzweigten Betrieb, d. h. unter Einschluß
des Umschlingungsgetriebes, läßt sich auf diese Weise
nunmehr ein Übersetzungsbereich von z. B. 4 abdecken.
In Verbindung mit einem hydrokinetischen Drehmoment
wandler als Anfahrelement läßt sich sogar eine Gesamt
übersetzung von ca. 6,5 und mehr erreichen.
Im Unterschied zu der Verwendung des an sich bekannten
Planetenradgetriebes für eine Vorwärts-Rückwärts-
Umschaltung dient dieses Getriebe nunmehr auch für
eine Leistungsverzweigung bzw. -überlagerung.
Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist
ein Einbau des Umschlingungsgetriebes in stehender
oder schräger Bauweise möglich. Dies ist darauf zu
rückzuführen, daß z. B. kleinere Scheiben für das
Umschlingungsgetriebe verwendet werden können. Der
Einbau in vorhandene Bauräume ist damit leichter, und
es muß z. B. das Umschlingungsgetriebe nicht voll im
Ölsumpf umlaufen.
Ein weiterer bedeutender Vorteil der Erfindung besteht
darin, daß das Umschlingungsgetriebe im Stillstand und
zwar ohne zusätzlichen Steuerungsaufwand verstellt
werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, daß nach
dem Umschlingungsgetriebe noch Kupplungen angeordnet
sind, wie die Schaltkupplung auf der Primärwelle und
eine Kupplung in dem Planetenradgetriebe, durch die
eine Trennung gegenüber der Radseite erfolgt, so daß
das Umschlingungsgetriebe bei Stillstand des Fahrzeugs
problemlos verstellt werden kann.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen
sein, daß die Primärwelle über die Schaltkupplung mit
dem Ringrad des Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-Planeten
radgetriebes verbunden ist. Dabei kann das Vorwärts-
Rückwärts-Umschalt-Planetenradgetriebe auch mit einer
weiteren Schaltkupplung versehen sein, durch die der
Planetenträger des Planetenradgetriebes fest mit dem
Ringrad des Planetenradgetriebes verbindbar ist.
Für diese Ausgestaltung läßt sich auf einfache Weise
die Zu- und Abschaltung des Planetenradgetriebes für
einen leistungsverzweigten Betrieb oder einen reinen
Betrieb über das Umschlingungsgetriebe erreichen.
Selbstverständlich kann jedoch im Bedarfsfalle auch
durch andere Maßnahmen, z. B. eine andere Kupplungs
ausgestaltung, eine Zu- und Abschaltung und eine
Verbindung mit der Primärwelle des Umschlingungs
getriebes vorgenommen werden.
In vorteilhafter Weise wird man das Zwischengetriebe
in einfacher Weise als Stirnradgetriebe ausbilden.
Die Verwendung eines derartigen Getriebes ergibt zum
einen einen koaxialen Abtrieb und zum anderen nur ei
nen geringen Bauaufwand bei kleinem Bauraum und mit
einem guten Wirkungsgrad und einem niedrigen Laufge
räusch. Im allgemeinen wird man dabei mit einer einzi
gen Stirnradstufe auskommen.
In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Erfindung
kann dabei vorgesehen sein, daß das Zwischengetriebe
ein auf der Sekundärwelle des Zugorgangetriebes ange
ordnetes Stirnrad, ein damit kämmendes Zwischenrad und
ein auf einer Hohlwelle angeordnetes Stirnrad auf
weist, wobei auf der Hohlwelle auch das Sonnenrad
angeordnet ist.
Durch das Zwischenrad wird erreicht, daß die Ausgangs
drehrichtung des Getriebes identisch ist mit der Ein
gangsdrehrichtung.
Um das Rückwärtsfahren zu ermöglichen, kann in einer
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, daß das
Ringrad des Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-Planetenrad
getriebes mit einer Blockiereinrichtung versehen ist.
Wird die Blockiereinrichtung, z. B. ein Bremskolben,
entsprechend betätigt, so daß das Ringrad festgehalten
wird, ist ein Rückwärtsfahren möglich.
In vorteilhafter Weise wird man die Übersetzung des
Planetenradgetriebes und der Konstantstufe durch das
Zwischengetriebe entsprechend so wählen, daß im Syn
chronisierpunkt vom Umschlingungsbetrieb auf eine
Leistungsverzweigung umgeschaltet werden kann, und daß
verwendbare Rückfahrgeschwindigkeiten möglich sind.
Wird der Umschaltpunkt der Bereiche im Synchronpunkt
gewählt, so können die Kupplungsdimensionierungen
entsprechend kleingehalten werden.
Wenn die Anordnung der Kupplungen so getroffen ist,
daß bei einer Umschaltung vom Umschlingungsbetrieb auf
einen leistungsverzweigten Betrieb eine Kupplung "zu"-
und die andere "auf"-gemacht wird, stellt dies einen
einfachen Steuerungsaufwand dar.
Die Gesamtspreizung des Getriebes kann sogar nochmals
erweitert werden, wenn beim Umschalten vom reinen Um
schlingungsbetrieb auf den leistungsverzweigten Be
trieb ein kleiner mechanischer Getriebesprung vorhan
den ist.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
anhand der Zeichnung prinzipmäßig dargestellt.
Es zeigt
Fig. 1 die erfindungsgemäße Getriebedarstellung in
schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine Ansicht des Getriebes von vorne auf das
Umschlingungsgetriebe und das Vorwärts-
Rückwärts-Umschalt-Planetenradgetriebe.
Grundsätzlich ist das Getriebeaggregat von bekannter
Bauart (siehe z. B. DE-PS 34 24 856), weshalb nachfol
gend nur auf die für die Erfindung wesentlichen Teile
näher eingegangen wird.
Die Kurbelwelle eines nicht dargestellten Verbren
nungsmotores stellt die Antriebswelle 1 dar, die zu
einem Anfahrelement 2 des Getriebeaggregates führt.
Das Anfahrelement 2 weist einen hydrokinetischen
Drehmomentwandler 3 auf, der in bekannter Weise ein
Turbinenteil T, ein Pumpenteil P und ein Statorteil S
besitzt. Zusätzlich ist eine Überbrückungskupplung 4
vorgesehen. Durch die Überbrückungskupplung 4 wird im
Normalbetrieb die Eingangswelle des hydrokinetischen
Drehmomentwandlers zur Vermeidung von Schlupfverlusten
überbrückt. Eine über den Drehmomentwandler 3 oder die
Überbrückungskupplung 4 verbundene Primärwelle 5 bil
det die Eingangsseite eines Umschlingungsgetriebes 6,
das das Zugorgangetriebe darstellt.
Das Umschlingungsgetriebe 6 weist in üblicher Weise
jeweils zwei zusammenarbeitende Scheiben 7 und 8 auf,
von denen jeweils eine Scheibe axial zur Änderung des
Übersetzungsverhältnisses verstellbar ist. Im vorlie
genden Falle ist es jeweils die Scheibe 7, die z. B.
hydraulisch in axialer Richtung verschiebbar ist.
Die Sekundärseite des Umschlingungsgetriebes ist mit
einer Sekundärwelle 8 versehen, die mit einem Zahnrad
10 versehen ist. Das Zahnrad 10 ist Teil eines Zwi
schengetriebes 11 mit einem Zwischenrad 12 und einem
weiteren Stirnrad 13. Das Stirnrad 13 befindet sich
zusammen mit dem Sonnenrad 14 eines Vorwärts-Rück
wärts-Umschalt-Planetenradgetriebes 15 auf einer
Hohlwelle 16. Der Planetenträger 17 mit seinen Plane
tenrädern ist mit einer Abtriebswelle 18 verbunden.
Das Hohlrad bzw. Ringrad 19 des Planetenradgetriebes
15 ist über eine Schaltkupplung 20 mit der Primärwelle
5 des Umschlingungsgetriebes verbindbar.
Das Ringrad 19 ist mit einer Kupplung 21 als Blockier
einrichtung versehen, durch die das Ringrad 18 bloc
kierbar ist. Zusätzlich weist das Planetenradgetriebe
15 eine weitere Schaltkupplung 22 auf, durch die der
Planetenträger 17 und damit die Abtriebswelle 18 mit
dem Ringrad 19 zu einer festen Einheit verbindbar
sind.
Das Getriebeaggregat funktioniert nun auf folgende
Weise:
In einer ersten Stufe, wenn die Schaltkupplung 20 geöffnet ist, wird die Antriebsleistung des nicht dar gestellten Antriebsmotores über die Antriebswelle 1 und die über den Drehmomentwandler 3 oder die Über brückungskupplung 4 verbindbare Primärwelle 5 und über das Umschlingungsgetriebe 6 auf dessen Sekundärwelle 9 weitergeleitet. Wenn die Kupplung 20 - wie in diesem Fahrbetrieb vorwärts der Fall - geöffnet ist, dann ist die Schaltkupplung 22 des Planetenradgetriebes 15 ge schlossen. Der Abtrieb erfolgt somit über das Zwi schengetriebe 11 mit den Zahnrädern 10, 12 und 13. Aufgrund der geschlossenen Kupplung 22 ist das Plane tenradgetriebe 15 blockiert und der Abtrieb erfolgt direkt über das Zahnrad 13 auf die Abtriebswelle 18.
In einer ersten Stufe, wenn die Schaltkupplung 20 geöffnet ist, wird die Antriebsleistung des nicht dar gestellten Antriebsmotores über die Antriebswelle 1 und die über den Drehmomentwandler 3 oder die Über brückungskupplung 4 verbindbare Primärwelle 5 und über das Umschlingungsgetriebe 6 auf dessen Sekundärwelle 9 weitergeleitet. Wenn die Kupplung 20 - wie in diesem Fahrbetrieb vorwärts der Fall - geöffnet ist, dann ist die Schaltkupplung 22 des Planetenradgetriebes 15 ge schlossen. Der Abtrieb erfolgt somit über das Zwi schengetriebe 11 mit den Zahnrädern 10, 12 und 13. Aufgrund der geschlossenen Kupplung 22 ist das Plane tenradgetriebe 15 blockiert und der Abtrieb erfolgt direkt über das Zahnrad 13 auf die Abtriebswelle 18.
Das Zwischenrad 12 dient dabei dazu, die Drehrichtung
wieder derart umzukehren, daß die Ausgangsdrehrichtung
mit der Eingangsdrehrichtung in das Getriebeaggregat
identisch ist.
Soll in einem leistungsverzweigten Betrieb gefahren
werden, so wird die Schaltkupplung 20 geschlossen und
die Schaltkupplung 22 des Planetenradgetriebes 15 ge
öffnet. In diesem Fall erfolgt die Weiterleitung der
Antriebsleistung direkt über die Primärwelle 5 auf das
Ringrad 19 und über den Planetenträger 17 auf die Ab
triebswelle 18, wobei gleichzeitig eine Rückführung
über die Planetenräder des Planetenträgers 17, das
Sonnenrad 14 und das Zwischengetriebe 11 auf die Se
kundärwelle 8 des Umschlingungsgetriebes 6 erfolgt.
Auf diese Weise erfolgt eine Drehzahlbeeinflussung und
damit eine Übersetzung "ins Schnelle".
Für den Rückwärtsfahrbetrieb wird durch eine entspre
chende Betätigung der Kupplung 21 das Ringrad 19 des
Planetenradgetriebes 15 blockiert, und über einen rei
nen Betrieb über das Umschlingungsgetriebe 6 und des
sen Sekundärwelle 9 kann dann stufenlos verstellbar
über den Übersetzungsbereich des Umschlingungsgetrie
bes rückwärts gefahren werden. Die Drehrichtungsumkehr
erfolgt dabei im Planetenradgetriebe.
Bezugszeichenliste
1 Antriebswelle
2 Anfahrelement
3 Drehmomentwandler
4 Überbrückungskupplung
5 Primärwelle
6 Umschlingungsgetriebe
7 Scheibe
8 Scheibe
9 Sekundärwelle
10 Zahnrad
11 Zwischengetriebe
12 Zwischenrad
13 Stirnrad
14 Sonnenrad
15 Planetengetriebe
16 Hohlwelle
17 Planetenträger
18 Abtriebswelle
19 Ringrad
20 Schaltkupplung
21 Kupplung
22 Schaltkupplung
T Turbinenteil
P Pumpenteil
S Statorteil
2 Anfahrelement
3 Drehmomentwandler
4 Überbrückungskupplung
5 Primärwelle
6 Umschlingungsgetriebe
7 Scheibe
8 Scheibe
9 Sekundärwelle
10 Zahnrad
11 Zwischengetriebe
12 Zwischenrad
13 Stirnrad
14 Sonnenrad
15 Planetengetriebe
16 Hohlwelle
17 Planetenträger
18 Abtriebswelle
19 Ringrad
20 Schaltkupplung
21 Kupplung
22 Schaltkupplung
T Turbinenteil
P Pumpenteil
S Statorteil
Claims (10)
1. Getriebeaggregat für Kraftfahrzeuge mit einem stu
fenlos regelbaren Zugorgangetriebe, insbesondere
einem Umschlingungsgetriebe, und einem diesem zu
geordneten Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-Planeten
radgetriebe, wobei die Antriebswelle des Antriebs
motores über ein Anfahrelement mit der Primärwelle
des Zugorgangetriebes verbunden ist und wobei der
Sekundärwelle des Zugorgangetriebes das Vorwärts-
Rückwärts-Umschalt-Planetenradgetriebe nachge
ordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
für einen wahlweisen leistungsverzweigten Betrieb
oder einen Betrieb nur über das Zugorgangetriebe
(6) die Sekundärwelle (9) über ein Zwischengetrie
be (11) mit dem Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-
Planetenradgetriebe (15) und die Primärwelle (5)
über eine Schaltkupplung (20) mit dem Vorwärts-
Rückwärts-Umschalt-Planetenradgetriebe (15) ver
bunden ist.
2. Getriebeaggregat nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Primärwelle (5) über die Schaltkupplung (20)
mit dem Ringrad (19) des Vorwärts-Rückwärts-
Umschalt-Planetenradgetriebes (15) verbunden ist.
3. Getriebeaggregat nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-Planetenradgetrie
be (15) mit einer weiteren Schaltkupplung (22)
versehen ist, durch die der Planetenträger (17)
des Planetenradgetriebes (15) fest mit dem Ringrad
(19) des Planetenradgetriebes verbindbar ist.
4. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Zwischengetriebe (11) mit dem Sonnenrad (14)
des Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-Planetenradgetrie
bes (15) verbunden ist.
5. Getriebeaggregat nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Zwischengetriebe (11) als Stirnradgetriebe
(10, 12, 13) ausgebildet ist.
6. Getriebeaggregat nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Zwischengetriebe (11) ein auf der Sekundär
welle (8) des Zugorgangetriebes (6) angeordnetes
Stirnrad (10), ein damit kämmendes Zwischenrad
(12) und ein auf einer Hohlwelle (16) angeordnetes
Stirnrad (13) aufweist, wobei auf der Hohlwelle
(16) auch das Sonnenrad (14) angeordnet ist.
7. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ringrad (18) des Vorwärts-Rückwärts-Umschalt-
Planetenradgetriebes (15) mit einer Blockierein
richtung (21) für den Rückwärtsfahrbetrieb ver
sehen ist.
8. Getriebeaggregat nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Blockiereinrichtung als Kupplung (21) ausge
bildet ist.
9. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Übersetzungen des Vorwärts-Rückwärts-Um
schalt-Planetenradgetriebes und des Zwischenge
triebes so gewählt sind, daß eine Umschaltung im
Synchronisierpunkt möglich ist.
10. Getriebeaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Erweiterung der Gesamtübersetzung in den Um
schaltpunkten Getriebesprünge vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914107739 DE4107739A1 (de) | 1990-03-15 | 1991-03-11 | Getriebeaggregat fuer kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren zugorgangetriebe |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4008301 | 1990-03-15 | ||
DE19914107739 DE4107739A1 (de) | 1990-03-15 | 1991-03-11 | Getriebeaggregat fuer kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren zugorgangetriebe |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4107739A1 true DE4107739A1 (de) | 1991-09-19 |
Family
ID=25891165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914107739 Ceased DE4107739A1 (de) | 1990-03-15 | 1991-03-11 | Getriebeaggregat fuer kraftfahrzeuge mit einem stufenlos regelbaren zugorgangetriebe |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4107739A1 (de) |
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- 1991-03-11 DE DE19914107739 patent/DE4107739A1/de not_active Ceased
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