DE4140865A1 - Stufenlos einstellbares getriebe - Google Patents
Stufenlos einstellbares getriebeInfo
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- F16H2015/383—Gearings providing a continuous range of gear ratios in which a member A of uniform effective diameter mounted on a shaft may co-operate with different parts of a member B in which the member B has a curved friction surface formed as a surface of a body of revolution generated by a curve which is neither a circular arc centered on its axis of revolution nor a straight line with concave friction surface, e.g. a hollow toroid surface with two members B having hollow toroid surfaces opposite to each other, the member or members A being adjustably mounted between the surfaces with two or more sets of toroid gearings arranged in parallel
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Description
Die Erfindung betrifft allgemein stufenlos einstellbare
Getriebe und im einzelnen stufenlos einstellbare Reibrollen-
Getriebe.
Aus der Japanischen ersten Veröffentlichung Nr. 2-1 63 553 ist
ein herkömmliches stufenlos verstellbares Getriebe bekannt. Das
aus dieser Druckschrift bekannte Getriebe ist versehen mit:
einem Drehmomentwandler, einer schließbaren Kupplung, einem
Vorwärtslauf-/Rückwärtslauf-Schaltmechanismus, einer
Drehzahländerungs-Einrichtung in Form eines Ringscheiben-
Mechanismus, einer Vorgelegewelle und einer Abtriebswelle.
Diese Teile sind mit Ausnahme der Vorgelegewelle auf einer
gemeinsamen Achse angeordnet und die Vorgelegewelle ist
parallel zu dieser gemeinsamen Achse angeordnet. Ein Drehmoment
von der Antriebsmaschine wird über den Drehmomentwandler (oder
die schließbare Kupplung), den Vorwärtslauf-/Rückwärtslauf-
Schaltmechanismus, der Drehzahländerungs-Einrichtung in Form
des Ringscheiben-Mechanismus, und die Vorgelegewelle zu der
Abtriebswelle übertragen. Zwischen der Drehzahländerungs-
Einrichtung und der Vorgelegewelle sind zwei permanent
miteinander im Eingriff befindliche Zahnräder angeordnet und
zwischen der Vorgelegewelle und der Abtriebswelle sind drei
permanent miteinander im Eingriff befindliche Zahnräder
angeordnet, wovon eines leer läuft. Das Leerlauf-Zahnrad ist
dazu vorgesehen, die Drehrichtung der Abtriebswelle mit der
Motordrehrichtung in Einklang zu bringen.
Die SAE-Druckschrift 7 51 180 zeigt in Fig. 7 eine weiteres
derartiges herkömmliches stufenlos einstellbares Getriebe. Das
Getriebe weist eine hydraulische Kupplung, eine Eingangswelle
mit der koaxial darauf angeordneten Kupplung, eine
Drehzahländerungs-Einrichtung in Form eines Ringscheiben-
Mechanismus, ein Planeten-Reduziergetriebe und eine
Abtriebswelle auf. Diese Teile sind mit Ausnahme der
Eingangswelle und der Kupplung auf einer gemeinsamen Achse
angeordnet, wobei die Eingangswelle und die Kupplung parallel
zu der vorgenannten gemeinsamen Achse angeordnet sind. Das hat
zur Folge, daß die Abtriebswelle gegenüber der Eingangswelle
parallel versetzt angeordnet ist. Zwischen der Eingangswelle
und der Drehzahländerungs-Einrichtung sind zwei permanent
miteinander im Eingriff befindliche Zahnräder angeordnet.
Infolgedessen ist das der Drehzahländerungs-Einrichtung
zugeführte Drehmoment reduziert.
Aufgrund ihrer Konstruktion haben die beiden oben angeführten
Getriebe die folgenden Nachteile:
Bei dem herkömmlichen Getriebe gemäß der Japanischen ersten Veröffentlichung Nr. 2-1 63 553 wird das Motordrehmoment im wesentlichen unmittelbar in die Ringscheiben-Drehzahländerungs- Einrichtung mittels des Drehmomentwandlers oder der schließbaren Kupplung eingeleitet. Das bedeutet, daß die Drehzahländerungs-Einrichtung für eine hohe Drehmomentenbelastung ausgebildet sein muß, wodurch sich die Baugröße des gesamten Getriebes vergrößert. Darüber hinaus bringt auch die Verwendung von drei Zahnrädern zwischen der Vorgelegewelle und der Abtriebswelle eine Vergrößerung des Baumaßes mit sich.
Bei dem herkömmlichen Getriebe gemäß der Japanischen ersten Veröffentlichung Nr. 2-1 63 553 wird das Motordrehmoment im wesentlichen unmittelbar in die Ringscheiben-Drehzahländerungs- Einrichtung mittels des Drehmomentwandlers oder der schließbaren Kupplung eingeleitet. Das bedeutet, daß die Drehzahländerungs-Einrichtung für eine hohe Drehmomentenbelastung ausgebildet sein muß, wodurch sich die Baugröße des gesamten Getriebes vergrößert. Darüber hinaus bringt auch die Verwendung von drei Zahnrädern zwischen der Vorgelegewelle und der Abtriebswelle eine Vergrößerung des Baumaßes mit sich.
Bei dem Getriebe gemäß der SAE-Druckschrift ist ein sogenanntes
Drehmoment-Reduziergetriebe antriebsseitig im Verhältnis zu der
Drehzahländerungs-Einrichtung zum Reduzieren des dieser
Drehzahländerungs-Einrichtung zugeführten Drehmoments
vorgesehen. Dadurch kann einer der aufgeführten Nachteile der
herkömmlichen Getriebe beseitigt werden. Jedoch sind bei dem
letzgenannten Getriebe die Eingangswelle und die Abtriebswelle
parallel zueinander versetzt angeordnet. Das hat zur Folge, daß
sich das Baumaß des Getriebes unvermeidbar um ein dem Versatz
der Eingangs- gegen die Abtriebswelle entsprechenden Ausmaß
vergrößert.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein stufenlos
einstellbares Reibrollengetriebe zu schaffen, welches frei von
den oben angeführten Nachteilen ist. Eine weitere Aufgabe der
Erfindung ist es, ein stufenlos einstellbares
Reibrollengetriebe zu schaffen, welches ein kompaktes Baumaß
aufweist. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein
stufenlos einstellbares Reibrollengetriebe zu schaffen, bei
welchem die Übertragung des Drehmoments von der Vorgelegewelle
auf die Abtriebswelle durch zwei miteinander kämmende Zahnräder
erfolgt.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein stufenlos
einstellbares Getriebe gelöst, welches versehen ist mit:
einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung, auf welche ein Antriebsdrehmoment von einem Motor übertragen wird, wobei die Drehmoment-Übertragungseinrichtung koaxial zu einer gedachten ersten Achse angeordnet ist;
einem Planetengetriebe-Mechanismus, auf welchen von der Drehmoment- Übertragungseinrichtung ein Drehmoment übertragbar ist, wobei der Planetengetriebe-Mechanismus koaxial zu der gedachten ersten Achse angeordnet ist;
einer stufenlos verstellbaren Drehzahländerungs-Einrichtung, auf welche ein Drehmoment von dem Planetengetriebe-Mechanismus übertragbar ist, wobei die Drehzahländerungs-Einrichtung koaxial zu der ersten Achse angeordnet ist;
einer koaxial zu der ersten gedachten Achse angeordneten Abtriebswelle;
einer koaxial zu einer gedachten zweiten Achse angeordneten Vorgelegewelle, wobei die zweite gedachte Achse zu der ersten gedachten Achse parallel verläuft;
einer ersten Getriebeeinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie ein Drehmoment von der Drehzahländerungs- Einrichtung auf die Vorgelegewelle überträgt; und
einer zweiten Getriebeeinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie ein Drehmoment von der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle überträgt, wobei der Planetengetriebe-Mechanismus derart ausgebildet ist, daß das darauf übertragene Drehmoment reduziert wird und dieses reduzierte Drehmoment in die Drehzahländerungs-Einrichtung eingeleitet wird.
einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung, auf welche ein Antriebsdrehmoment von einem Motor übertragen wird, wobei die Drehmoment-Übertragungseinrichtung koaxial zu einer gedachten ersten Achse angeordnet ist;
einem Planetengetriebe-Mechanismus, auf welchen von der Drehmoment- Übertragungseinrichtung ein Drehmoment übertragbar ist, wobei der Planetengetriebe-Mechanismus koaxial zu der gedachten ersten Achse angeordnet ist;
einer stufenlos verstellbaren Drehzahländerungs-Einrichtung, auf welche ein Drehmoment von dem Planetengetriebe-Mechanismus übertragbar ist, wobei die Drehzahländerungs-Einrichtung koaxial zu der ersten Achse angeordnet ist;
einer koaxial zu der ersten gedachten Achse angeordneten Abtriebswelle;
einer koaxial zu einer gedachten zweiten Achse angeordneten Vorgelegewelle, wobei die zweite gedachte Achse zu der ersten gedachten Achse parallel verläuft;
einer ersten Getriebeeinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie ein Drehmoment von der Drehzahländerungs- Einrichtung auf die Vorgelegewelle überträgt; und
einer zweiten Getriebeeinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie ein Drehmoment von der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle überträgt, wobei der Planetengetriebe-Mechanismus derart ausgebildet ist, daß das darauf übertragene Drehmoment reduziert wird und dieses reduzierte Drehmoment in die Drehzahländerungs-Einrichtung eingeleitet wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines stufenlos
verstellbaren Getriebes gemäß einer ersten Ausführungsform; und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines stufenlos
verstellbaren Getriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Nachfolgend wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher
das stufenlos verstellbare Getriebe gemäß der ersten
Ausführungsform dargestellt ist.
Ein von der Kurbelwelle 10 eines Motors stammendes Drehmoment
wird in einen Drehmomentwandler 12 oder eine schließbare
Kupplung 112 eingeleitet.
Der Drehmomentwandler 12 ist in bekannter Weise mit einem
Pumpenrad 12a und einem Turbinenrad 12b sowie einem
feststehenden Leitrad 12c versehen.
Entsprechend der Druckdifferenz zwischen einer hydraulischen
Schließkammer 113 und einer hydraulischen Lösekammer 114 kann
die Kupplung 112 wahlweise das Pumpenrad 12a mit dem
Turbinenrad 12b verbinden oder das Pumpenrad 12a von dem
Turbinenrad 12b lösen.
Eine Turbinenradwelle 14 ist mit dem Turbinenrad 12b einstückig
verbunden und mit einem Hohlrad 27 eines Planetengetriebes 17
verbunden. Das Planetengetriebe 17 weist ein Sonnenrad 19 sowie
auf einem Planetenradträger 25 getragene Planetenräder 21 und
das Hohlrad 27 auf. Jedes der Planetenräder 21 kämmt sowohl mit
dem Hohlrad 27, als auch mit dem Sonnenrad 19. Das Sonnenrad 19
weist eine koaxial damit verbundene Welle 23 auf. Der
Planetenradträger 25 ist mit einem Gehäuse 11 fest verbunden.
Mit der Welle 23 sind koaxial eine Vorwärtslaufkupplung 40 und
eine Rückwärtslaufkupplung 50 verbunden. Die
Vorwärtslaufkupplung 40 ist dazu geeignet, die Welle 23 mit
einer Koaxialwelle 73 zu verbinden, während die
Rückwärtslaufkupplung 50 dazu geeignet ist, die Welle 23 mit
einem Rückwärtslaufzahnrad 71 zu verbinden.
Innerhalb des Gehäuses 11, von der Vorwärtslaufkupplung 40 aus
in Richtung Getriebeausgang gesehen, sind koaxial dazu ein
erster Drehzahländerungs-Mechanismus 22 und ein zweiter
Drehzahländerungs-Mechanismus 24 angeordnet.
Der erste Drehzahländerungs-Mechanismus 22 ist mit einer
Eingangsscheibe 26 und einer Ausgangsscheibe 28 sowie einem
Paar von Reibrollen 30 und 31 versehen, welche mit der
Eingangs- und Ausgangsscheibe 26 bzw. 28 zusammenwirken und
zwischen diesen angeordnet sind. Die Eingangs- und
Ausgangsscheibe 26 bzw. 28 haben eine ringförmige, konkave
Oberfläche, welche mit dem jeweiligen konvexen Randbereich der
Reibrollen 30 und 31 in Kontakt stehen. Durch Ändern der
Winkelposition der Reibrollen 30 oder 31 im Verhältnis zu der
Eingangs- und Ausgangsscheibe 26 bzw. 28 kann das
Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangsscheibe 26 und der
Ausgangsscheibe 28 stufenlos verändert werden.
Ähnlich wie bei dem ersten Drehzahländerungs-Mechanismus 22,
weist der zweite Drehzahländerung-Mechanismus 24 eine
Eingangsscheibe 32 und eine Ausgangsscheibe 34 sowie ein Paar
von Reibrollen 36 und 37 auf, welche mit der Eingangs- und
Ausgangsscheibe 32 bzw. 34 zusammenwirken und zwischen diesen
angeordnet sind.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Eingangs- und
Ausgangsscheibe 32 bzw. 34 des zweiten Drehzahländerungs-
Mechanismus 24 denen des oben beschriebenen ersten
Drehzahländerungs-Mechanismus 22 gegenüberliegend angeordnet.
Das heißt, die Ausgangsscheibe 28 des ersten Drehzahländerungs-
Mechanismus 22 und die Ausgangsscheibe 34 des zweiten Drehzahl-
Änderungsmechanismus 24 sind einander benachbart angeordnet.
Die Eingangsscheibe 26 des ersten Drehzahländerungs-Mechanismus
22 ist über eine Drehmomente übertragende Keilwellen-
Kugelumlaufbüchsen-Verbindung 61 auf der Welle 38 angeordnet,
welche ihrerseits koaxial mit der Koaxialwelle 73 verbunden
ist. Ein Mitnehmerflansch 42 ist auf der Rückseite der
Eingangsscheibe 26 angeordnet. Zwischen der der Eingangsscheibe
26 zugewandten Oberfläche des Mitnehmerflanschs 42 und der
Eingangsscheibe 26 sind mit diesen zusammenwirkende
Mitnehmerrollen 46 angeordnet. Die Mitnehmerrollen 46 sind
derart geformt und angeordnet, daß bei einer Relativdrehung der
Eingangsscheibe 26 zu dem Mitnehmerflansch 42 die
Eingangsscheibe gegen die Ausgangsscheibe 28 vorgespannt wird.
Das heißt, der Mitnehmerflansch 42, die Eingangsscheibe 26 und
die Mitnehmerrollen 46 bilden einen Vorspannungs-Mitnehmerteil
63 aus.
Die Eingangsscheibe 32 des zweiten Drehzahländerungs-
Mechanismus 24 ist mittels einer weiteren Keilwellen-
Kugelumlaufbüchsen-Verbindung 65 auf der Welle 38 angeordnet.
Die Eingangsscheibe 32 wird ständig gegen die Ausgangsscheibe
34 mittels der Tellerfeder 51 vorgespannt.
Die Ausgangsscheibe 28 des ersten Drehzahländerungs-Mechanismus
22 und die Ausgangsscheibe 34 des zweiten Drehzahländerungs-
Mechanismus 24 sind um die Welle 38 drehbar angeordnet.
Ein Vorwärtslaufzahnrad 55 ist zwischen den beiden
Ausgangsscheiben 28 und 34 angeordnet und rotiert zusammen mit
diesen.
Das Vorwärtslaufzahnrad 55 kämmt mit einem vorwärtsgetriebenen
Zahnrad 60, welches fest mit einer Vorgelegewelle 59 verbunden
ist.
Die Vorgelegewelle 59 ist parallel zu der Welle 38 angeordnet.
Die Vorgelegewelle 59 ist an ihrem vorderen Ende mit einem
rückwärtsgetriebenen Zahnrad 75 verbunden und an ihrem hinteren
Ende mit einem Ausgangszahnrad 67 verbunden. Das
rückwärtsgetriebene Zahnrad 75 kämmt mit dem oben beschriebenen
Rückwärtslaufzahnrad 71; und das Ausgangszahnrad 67 kämmt mit
einem mit einer Abtriebswelle 62 verbundenen Abtriebszahnrad
72.
Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, sind die
Turbinenradwelle 14, die Welle 23, die Koaxialwelle 73, die
Welle 38 und die Abtriebswelle 62 auf einer gemeinsamen Achse
angeordnet.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des ersten
Ausführungsbeispiels beschrieben. Zunächst wird der
Betriebszustand des Vorwärtslaufs erläutert, wobei die
Vorwärtslaufkupplung 40 geschlossen ist und die
Rückwärtslaufkupplung 50 gelöst ist.
Unter diesen Betriebsbedingungen wird das von der Kurbelwelle
10 gelieferte Drehmoment durch den Drehmomentwandler 12 (oder
durch die schließbare Kupplung 112) und die Turbinenradwelle 14
in das Planetengetriebe 17 eingeleitet. Aufgrund dessen wird die
Welle 23 von dem Planetengetriebe in die entgegengesetzte
Richtung mit höherer Drehzahl als die Turbinenradwelle 14
angetrieben. Die Rotation der Welle 23 wird mittels der
Vorwärtslaufkupplung 40, der Koaxialwelle 73 und der Welle 38
zu dem ersten und zweiten Drehzahländerungs-Mechanismus 22 bzw.
24 übertragen. Durch diese Mechanismen 22 und 24 wird eine
Drehzahländerung hervorgerufen und diese geänderte Drehzahl an
das Vorwärtslaufzahnrad 55 übertragen. Die Rotation des
Vorwärtslaufzahnrads 55 wird mittels des vorwärtsgetriebenen
Zahnrads 60 auf die Vorgelegewelle 59 übertragen und dann über
das Ausgangszahnrad 67 und das Abtriebszahnrad 72 auf die
Abtriebswelle 62 übertragen und treibt das Kraftfahrzeug mit
der gewünschten Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung an.
Bevor das Drehmoment der Antriebsmaschine in den ersten und
zweiten Drehzahländerungs-Mechanismus 22 und 24 eingeleitet
wird, wird es von dem Planetengetriebe 17 reduziert. Das heißt,
das Planetengetriebe 17 dient als Drehmoment-
Reduziereinrichtung. Aus diesem Grund kann die Drehmoment-
Belastbarkeit des ersten und zweiten Drehzahländerungs-
Mechanismus 22 und 24 anders als bei herkömmlichen, eingangs
erwähnten Getrieben relativ gering sein. Darüber hinaus erspart
das Vorsehen des Planetengetriebes 17 ein leerlaufendes
Zahnrad, welches andernfalls zwischen dem Ausgangszahnrad 61
und dem Abtriebszahnrad 72 vorgesehen sein müßte.
Beim Betriebszustand des Rückwärtslaufs ist die
Vorwärtslaufkupplung 40 gelöst und die Rückwärtslaufkupplung 50
befindet sich im Eingriff.
Bei diesem Rückwärtslauf-Betriebszustand wird das Antriebs-
Drehmoment von der Kurbelwelle 10 über den Drehmomentwandler
12, die Turbinenradwelle 14, das Planetengetriebe 17, die Welle
23, die Rückwärtslaufkupplung 50, das Rückwärtslaufzahnrad 71,
das rückwärtsgetriebene Zahnrad 75, die Vorgelegewelle 59, das
Ausgangszahnrad 67 und das Abtriebszahnrad 72 zu der
Abtriebswelle 62 übermittelt. Die Rotation der Abtriebswelle 62
treibt das Kraftfahrzeug in Rückwärtsrichtung an.
In Fig. 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung
gezeigt. Ein Drehmoment von der Kurbelwelle 10 wird in den
Drehmomentwandler 12 oder die schließbare Kupplung 112
eingeleitet.
Der Drehmomentwandler 12 ist mit einem Pumpenrad 12a und einem
Turbinenrad 12b sowie einem feststehenden Leitrad 12c versehen.
Entsprechend der Druckdifferenz zwischen der hydraulischen
Schließkammer 113 und der hydraulischen Lösekammer 114 kann die
Kupplung 112 wahlweise das Pumpenrad 12a mit dem Turbinenrad
12b verbinden oder das Pumpenrad 12a von dem Turbinenrad 12b
lösen.
Eine Turbinenradwelle 14 ist mit dem Turbinenrad 12b einstückig
verbunden und mit einem drehzahlerhöhenden Vorwärts-/Rück
wärtslauf-Schaltmechanismus 15 verbunden.
Dieser Mechanismus 15 weist ein Planetengetriebe 17, eine
Vorwärtslaufkupplung 40, eine Rückwärtslaufkupplung 50, eine
Vorwärtslaufbremse 91 und eine Rückwärtslaufbremse 93 auf.
Das Planetengetriebe 17 weist das Sonnenrad 19 sowie die auf
dem Planetenradträger 25 getragene Planetenräder 21 und das
Hohlrad 27 auf. Jedes der Planetenräder 21 kämmt sowohl mit dem
Hohlrad 27, als auch mit dem Sonnenrad 19. Das Sonnenrad 19 ist
mit der Koaxialwelle 73 verbunden.
Die Vorwärtslaufkupplung 40 kann die Turbinenradwelle 14 mit
dem Hohlrad 27 verbinden, während die Rückwärtslaufkupplung 50
die Turbinenradwelle 14 mit dem Planetenradträger 25 verbinden
kann. Der Planetenradträger 25 kann mit dem Gehäuse 11 mittels
der Vorwärtslaufbremse 91 verbunden werden, während das Hohlrad
27 mit dem Gehäuse 11 mittels der Rückwärtslaufbremse 93
verbunden werden kann.
Innerhalb des Gehäuses 11, von der Vorwärtslaufkupplung 40 aus
in Richtung Getriebeausgang gesehen, sind koaxial dazu der
erste Drehzahländerungs-Mechanismus 22 und der zweite
Drehzahländerungs-Mechanismus 24 angeordnet.
Der erste Drehzahländerung-Mechanismus 22 ist mit der
Eingangsscheibe 26 und der Ausgangsscheibe 28 sowie mit dem
Paar von Reibrollen 30 und 31 versehen, welche mit der
Eingangs- und Ausgangsscheibe 26 bzw. 28 zusammenwirken und
zwischen diesen angeordnet sind. Die Eingangs- und
Ausgangsscheibe 26 bzw. 28 haben eine ringförmige, konkave
Oberfläche, welche mit dem jeweiligen konvexen Randbereich der
Reibrollen 30 und 31 in Kontakt stehen. Durch Ändern der
Winkelposition der Reibrollen 30 oder 31 im Verhältnis zu der
Eingangs- und Ausgangsscheibe 26 bzw. 28 kann das
Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangsscheibe 26 und der
Ausgangsscheibe 28 stufenlos verändert werden.
Ähnlich wie bei dem ersten Drehzahländerung-Mechanismus 22,
weist der zweite Drehzahländerung-Mechanismus 24 die
Eingangsscheibe 32 und die Ausgangsscheibe 34 sowie ein Paar
von Reibrollen 36 und 37 auf, welche mit der Eingangs- und
Ausgangsscheibe 32 bzw. 34 zusammenwirken und zwischen diesen
angeordnet sind.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind die Eingangs- und
Ausgangsscheibe 32 bzw. 34 des zweiten Drehzahländerungs-
Mechanismus 24 denen des oben beschriebenen ersten
Drehzahländerungs-Mechanismus 22 gegenüberliegend angeordnet.
Das heißt, daß die Ausgangsscheibe 28 des ersten
Drehzahländerungs-Mechanismus 22 und die Ausgangsscheibe 34 des
zweiten Drehzahl-Änderungsmechanismus 24 einander benachbart
angeordnet sind.
Die Eingangsscheibe 26 des ersten Drehzahländerungs-Mechanismus
22 ist über eine Drehmomente übertragende Keilwellen-Kugel
umlaufbüchsen-Verbindung 61 auf der Welle 38 angeordnet,
welche ihrerseits koaxial mit der Koaxialwelle 73 verbunden
ist. Ein Mitnehmerflansch 42 ist auf der Rückseite der
Eingangsscheibe 26 angeordnet. Zwischen der der Eingangsscheibe
26 zugewandten Oberfläche des Mitnehmerflanschs 42 und der
Eingangsscheibe 26 sind die mit diesen zusammenwirkenden
Mitnehmerrollen 46 angeordnet. Die Mitnehmerrollen 46 sind
derart geformt und angeordnet, daß bei einer Relativdrehung der
Eingangsscheibe 26 zu dem Mitnehmerflansch 42 die
Eingangsscheibe gegen die Ausgangsscheibe 28 vorgespannt wird.
Das heißt, der Mitnehmerflansch 42, die Eingangsscheibe 26 und
die Mitnehmerrollen 46 bilden einen Vorspannungs-Mitnehmerteil
63 aus.
Die Eingangsscheibe 32 des zweiten Drehzahländerungs-
Mechanismus 24 ist mittels einer weiteren Keilwellen-
Kugelumlaufbüchsen-Verbindung 65 auf der Welle 38 angeordnet.
Die Eingangsscheibe 32 wird ständig gegen die Ausgangsscheibe
34 mittels der Tellerfeder 51 vorgespannt.
Die Ausgangsscheibe 28 des ersten Drehzahländerungs-Mechanismus
22 und die Ausgangsscheibe 34 des zweiten Drehzahländerungs-
Mechanismus 24 sind um die Welle 38 drehbar angeordnet.
Ein Vorwärts-/Rückwärtslauf-Zahnrad 55 ist zwischen den beiden
Ausgangsscheiben 28 und 34 angeordnet und rotiert zusammen mit
diesen.
Das Vorwärts-/Rückwärtslauf-Zahnrad 55 kämmt mit einem
vorwärts/rückwärts getriebenen Zahnrad 60, welches fest mit
einem vorderen Ende der Vorgelegewelle 59 verbunden ist.
Die Vorgelegewelle 59 ist parallel zu der Welle 38 angeordnet.
Die Vorgelegewelle 59 ist an ihrem hinteren Ende mit dem
Ausgangszahnrad 67 verbunden. Das Ausgangszahnrad 67 kämmt mit
dem mit der Abtriebswelle 62 verbundenen Abtriebszahnrad 72.
Wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, sind die
Turbinenradwelle 14, die Koaxialwelle 73, die Welle 38 und die
Abtriebswelle 62 auf einer gemeinsamen Achse angeordnet.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des zweiten
Ausführungsbeispiels beschrieben. Zunächst wird der
Betriebszustand des Vorwärtslaufs erläutert, wobei die
Vorwärtslaufkupplung 40 und die Vorwärtslaufbremse 91 sich im
Eingriff befinden und die Rückwärtslaufkupplung 50 sowie die
Rückwärtslaufbremse 93 gelöst sind.
Unter diesen Vorwärtslauf -Betriebsbedingungen wird das von der
Kurbelwelle 10 gelieferte Drehmoment durch den
Drehmomentwandler 12 (oder durch die schließbare Kupplung 112) ,
die Turbinenradwelle 14 und die Vorwärtslaufkupplung 40 in das
Planetengetriebe 17 eingeleitet. Aufgrund dessen wird die
Koaxialwelle 73 von dem Planetengetriebe 17 in die
entgegengesetzte Richtung mit höherer Drehzahl als die
Turbinenradwelle 14 angetrieben. Die Rotation der Koaxialwelle
73 wird mittels der Welle 38 zu dem ersten und zweiten
Drehzahländerungs-Mechanismus 22 bzw. 24 übertragen. Durch
diese Mechanismen 22 und 24 wird die Rotation einer
Drehzahländerung unterworfen und diese geänderte Drehzahl an
das Vorwärts-/Rückwärtslaufzahnrad 55 übertragen. Die Rotation
des Vorwärts-/Rückwärtslaufzahnrads 55 wird mittels des
vorwärts/rückwärts getriebenen Zahnrads 60 auf die
Vorgelegewelle 59 übertragen und dann über das Ausgangszahnrad
67 und das Abtriebszahnrad 72 auf die Abtriebswelle 62
übertragen. Die Rotation der Abtriebswelle 62 treibt das
Kraftfahrzeug mit der gewünschten Geschwindigkeit in
Vorwärtsrichtung an.
Bevor das Drehmoment der Antriebsmaschine in den ersten und
zweiten Drehzahländerungs-Mechanismus 22 und 24 eingeleitet
wird, wird es von dem Planetengetriebe 17 reduziert. Das heißt,
das Planetengetriebe 17 dient als Drehmoment-
Reduziereinrichtung. Aus diesem Grund kann die Drehmoment-
Belastbarkeit des ersten und zweiten Drehzahländerungs-
Mechanismus 22 und 24 anders als bei herkömmlichen, eingangs
erwähnten Getrieben relativ gering sein. Darüber hinaus erspart
das Vorsehen des Planetengetriebes 17 ein leerlaufendes
Zahnrad, welches andernfalls zwischen dem Ausgangszahnrad 67
und dem Abtriebszahnrad 72 vorgesehen sein müßte.
Beim Betriebszustand des Rückwärtslaufs sind die
Vorwärtslaufkupplung 40 und die Vorwärtslaufbremse 91 gelöst
und die Rückwärtslaufkupplung 50 sowie die Rückwärtslaufbremse
93 befinden sich im Eingriff.
Bei diesem Rückwärtslauf-Betriebszustand wird das Antriebs-
Drehmoment von der Kurbelwelle 10 über den Drehmomentwandler
12, die Turbinenradwelle 14, die Rückwärtslaufkupplung 50, den
Planetenradträger 25, die Planetenräder 21, das Sonnenrad 19,
die Koaxialwelle 73, die Welle 38, den ersten und zweiten
Drehzahländerungs-Mechanismus und das Vorwärts-/Rück
wärtslaufzahnrad 55 sowie das vorwärts/rückwärts
getriebene Zahnrad 60, die Vorgelegewelle 59, das
Ausgangszahnrad 67 und das Abtriebszahnrad 72 auf die
Abtriebswelle 62 übertragen. Aufgrund des Antriebsmotor-Dreh
moments treibt der Planetengetriebe-Mechanismus 17 die
Koaxialwelle 73 in der gleichen Drehrichtung wie die
Turbinenradwelle 14, jedoch mit höherer Drehzahl an. Die
Rotation der Abtriebswelle 62 treibt das Kraftfahrzeug in
Rückwärtsrichtung an.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung deutlich wird, ist das
Planetengetriebe 17 unter anderem dazu vorgesehen, die
Drehmoment-Belastung des ersten und zweiten Drehzahländerungs-
Mechanismus 22 und 24 zu verringern. Aus diesem Grund können
die Drehzahländerungs-Mechanismen 22 und 24 schwächer und
kleiner dimensioniert werden. Darüber hinaus erspart das
Vorsehen des Planetengetriebes 17 in der oben beschriebenen
Weise ein leerlaufendes Zahnrad, welches andernfalls zwischen
dem Ausgangszahnrad 67 und dem Abtriebszahnrad 72 vorgesehen
sein müßte. Demzufolge kann für das Getriebe eine kleine
Baugröße verwirklicht werden.
Claims (17)
1. Stufenlos einstellbares Getriebe mit:
einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung, auf welche ein Antriebsdrehmoment von einem Motor übertragen wird, wobei die Drehmoment-Übertragungseinrichtung koaxial zu einer gedachten ersten Achse angeordnet ist;
einem Planetengetriebe-Mechanismus, auf welchen von der Drehmoment-Übertragungseinrichtung ein Drehmoment übertragbar ist, wobei der Planetengetriebe-Mechanismus koaxial zu der gedachten ersten Achse angeordnet ist;
einer stufenlos verstellbaren Drehzahländerungs-Einrichtung, auf welche ein Drehmoment von dem Planetengetriebe-Mechanismus übertragbar ist, wobei die Drehzahländerungs-Einrichtung koaxial zu der ersten Achse angeordnet ist;
einer koaxial zu der ersten gedachten Achse angeordneten Abtriebswelle;
einer koaxial zu einer gedachten zweiten Achse angeordneten Vorgelegewelle, wobei die zweite gedachte Achse zu der ersten gedachten Achse parallel verläuft;
einer ersten Getriebeeinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie ein Drehmoment von der Drehzahländerungs- Einrichtung auf die Vorgelegewelle überträgt; und
einer zweiten Getriebeeinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie ein Drehmoment von der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle überträgt,
wobei der Planetengetriebe-Mechanismus derart ausgebildet ist, daß das darauf übertragene Drehmoment reduziert wird und dieses reduzierte Drehmoment in die Drehzahländerungs-Einrichtung eingeleitet wird.
einer Drehmoment-Übertragungseinrichtung, auf welche ein Antriebsdrehmoment von einem Motor übertragen wird, wobei die Drehmoment-Übertragungseinrichtung koaxial zu einer gedachten ersten Achse angeordnet ist;
einem Planetengetriebe-Mechanismus, auf welchen von der Drehmoment-Übertragungseinrichtung ein Drehmoment übertragbar ist, wobei der Planetengetriebe-Mechanismus koaxial zu der gedachten ersten Achse angeordnet ist;
einer stufenlos verstellbaren Drehzahländerungs-Einrichtung, auf welche ein Drehmoment von dem Planetengetriebe-Mechanismus übertragbar ist, wobei die Drehzahländerungs-Einrichtung koaxial zu der ersten Achse angeordnet ist;
einer koaxial zu der ersten gedachten Achse angeordneten Abtriebswelle;
einer koaxial zu einer gedachten zweiten Achse angeordneten Vorgelegewelle, wobei die zweite gedachte Achse zu der ersten gedachten Achse parallel verläuft;
einer ersten Getriebeeinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie ein Drehmoment von der Drehzahländerungs- Einrichtung auf die Vorgelegewelle überträgt; und
einer zweiten Getriebeeinrichtung, welche derart ausgebildet ist, daß sie ein Drehmoment von der Vorgelegewelle auf die Abtriebswelle überträgt,
wobei der Planetengetriebe-Mechanismus derart ausgebildet ist, daß das darauf übertragene Drehmoment reduziert wird und dieses reduzierte Drehmoment in die Drehzahländerungs-Einrichtung eingeleitet wird.
2. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 1, wobei der
Planetengetriebe-Mechanismus versehen ist mit:
einem Hohlrad, welches fest mit einer Abtriebseinrichtung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung verbindbar ist;
einem Sonnenrad, welches fest mit einer Eingangseinrichtung der Drehzahländerungs-Einrichtung verbindbar ist;
Planetenrädern, welche zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad angeordnet sind und mit diesen zusammenwirken; und
einem die Planetenräder tragenden Planetenradträger.
einem Hohlrad, welches fest mit einer Abtriebseinrichtung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung verbindbar ist;
einem Sonnenrad, welches fest mit einer Eingangseinrichtung der Drehzahländerungs-Einrichtung verbindbar ist;
Planetenrädern, welche zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad angeordnet sind und mit diesen zusammenwirken; und
einem die Planetenräder tragenden Planetenradträger.
3. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 2, wobei die
stufenlose Drehzahländerungs-Einrichtung versehen ist mit:
einem ersten Drehzahländerungs-Mechanismus, welcher koaxial auf der ersten gedachten Achse angeordnet ist; und
einem zweiten Drehzahländerungs-Mechanismus, welcher koaxial auf der ersten gedachten Achse angeordnet ist,
wobei sowohl der erste, als auch der zweite Drehzahl- Änderungsmechanismus ein Ringscheiben-Mechanismus ist.
einem ersten Drehzahländerungs-Mechanismus, welcher koaxial auf der ersten gedachten Achse angeordnet ist; und
einem zweiten Drehzahländerungs-Mechanismus, welcher koaxial auf der ersten gedachten Achse angeordnet ist,
wobei sowohl der erste, als auch der zweite Drehzahl- Änderungsmechanismus ein Ringscheiben-Mechanismus ist.
4. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 3, wobei
darüber hinaus ein Vorwärts-/Rückwärtslauf-Schaltmechanismus
vorgesehen ist, welcher dazu ausgebildet ist, die Drehrichtung
der diesem Schaltmechanismus von der Drehmoment-
Übertragungseinrichtung zugeführten Rotation zu wechseln,
wodurch ein Wechsel der Drehrichtung der Vorgelegewelle
hervorgerufen wird.
5. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 4, wobei der
Vorwärts-/Rückwärtslauf-Schaltmechanismus versehen ist mit:
einer Vorwärtslaufkupplung, welche in ihrem geschlossenen Zustand das Sonnenrad mit der Eingangseinrichtung der Drehzahländerungs-Einrichtung verbindet; und
einer Rückwärtslaufkupplung, welche in ihrem geschlossenen Zustand das Sonnenrad mit der Vorgelegewelle verbindet.
einer Vorwärtslaufkupplung, welche in ihrem geschlossenen Zustand das Sonnenrad mit der Eingangseinrichtung der Drehzahländerungs-Einrichtung verbindet; und
einer Rückwärtslaufkupplung, welche in ihrem geschlossenen Zustand das Sonnenrad mit der Vorgelegewelle verbindet.
6. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei
zusätzlich zwei miteinander kämmende Zahnräder vorgesehen sind,
mittels welcher das Sonnenrad mit der Vorgelegewelle verbunden
ist, wenn die Rückwärtslaufkupplung sich im Eingriff befindet.
7. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 6, wobei
jeder der beiden Drehzahländerungs-Mechanismen versehen ist
mit:
einer Eingangsscheibe mit einer ringförmigen Oberfläche;
einer Ausgangsscheibe mit einer ringförmigen Oberfläche; und
einem Paar von Reibrollen, welche zwischen den jeweiligen ringförmigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben angeordnet sind und mit diesen zusammenwirken.
einer Eingangsscheibe mit einer ringförmigen Oberfläche;
einer Ausgangsscheibe mit einer ringförmigen Oberfläche; und
einem Paar von Reibrollen, welche zwischen den jeweiligen ringförmigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben angeordnet sind und mit diesen zusammenwirken.
8. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 7, wobei die
jeweiligen Ausgangsscheiben des ersten und des zweiten
Drehzahländerungs-Mechanismus miteinander verbunden sind und
einander benachbart angeordnet sind, wobei die Rückseiten der
beiden Ausgangsscheiben einander zugewandt sind.
9. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 8, wobei die
erste Getriebeeinrichtung ein Antriebszahnrad aufweist, welches
koaxial mit den miteinander verbundenen Ausgangsscheiben des
ersten und zweiten Drehzahländerungs-Mechanismus verbunden ist,
und die erste Getriebeeinrichtung ein koaxial mit der
Vorgelegewelle verbundenes angetriebenes Zahnrad aufweist,
welches mit dem vorgenannten Antriebszahnrad kämmt.
10. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 9, wobei die
zweite Getriebeeinrichtung ein Ausgangszahnrad aufweist,
welches koaxial mit der Vorgelegewelle verbunden ist, und ein
Abtriebszahnrad aufweist, welches koaxial mit der Abtriebswelle
verbunden ist und mit dem Ausgangszahnrad kämmt.
11. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 10, wobei
die Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einem
Drehmomentwandler und einer schließbaren Kupplung versehen ist.
12. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 4, wobei der
Vorwärtslauf-/Rückwärtslauf-Schaltmechanismus versehen ist mit:
einer Vorwärtslaufkupplung, welche im geschlossenen Zustand die Abtriebseinrichtung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit dem Hohlrad verbindet;
einer Rückwärtslaufkupplung, welche im geschlossenen Zustand die Abtriebseinrichtung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit dem Planetenradträger verbindet;
einer Vorwärtslaufbremse, welche im geschlossenen Zustand den Planetenradträger mit einem ortsfesten Teil verbindet;
einer Rückwärtslaufbremse, welche im geschlossenen Zustand das Hohlrad mit dem ortsfesten Teil verbindet.
einer Vorwärtslaufkupplung, welche im geschlossenen Zustand die Abtriebseinrichtung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit dem Hohlrad verbindet;
einer Rückwärtslaufkupplung, welche im geschlossenen Zustand die Abtriebseinrichtung der Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit dem Planetenradträger verbindet;
einer Vorwärtslaufbremse, welche im geschlossenen Zustand den Planetenradträger mit einem ortsfesten Teil verbindet;
einer Rückwärtslaufbremse, welche im geschlossenen Zustand das Hohlrad mit dem ortsfesten Teil verbindet.
13. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 12, wobei
jeder der beiden Drehzahländerungs-Mechanismen versehen ist
mit:
einer Eingangsscheibe mit einer ringförmigen Oberfläche;
einer Ausgangsscheibe mit einer ringförmigen Oberfläche; und
einem Paar von Reibrollen, welche zwischen den jeweiligen ringförmigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben angeordnet sind und mit diesen zusammenwirken.
einer Eingangsscheibe mit einer ringförmigen Oberfläche;
einer Ausgangsscheibe mit einer ringförmigen Oberfläche; und
einem Paar von Reibrollen, welche zwischen den jeweiligen ringförmigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben angeordnet sind und mit diesen zusammenwirken.
14. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 13, wobei
die jeweiligen Ausgangsscheiben des ersten und des zweiten
Drehzahländerungs-Mechanismus miteinander verbunden sind und
einander benachbart angeordnet sind, wobei die Rückseiten der
beiden Ausgangsscheiben einander zugewandt sind.
15. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 14, wobei
die erste Getriebeeinrichtung ein Antriebszahnrad aufweist,
welches koaxial mit den miteinander verbundenen
Ausgangsscheiben des ersten und zweiten Drehzahländerungs-Mecha
nismus verbunden ist, und die erste Getriebeeinrichtung
ein koaxial mit der Vorgelegewelle verbundenes angetriebenes
Zahnrad aufweist, welches mit dem vorgenannten Antriebszahnrad
kämmt.
16. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 15, wobei
die zweite Getriebeeinrichtung ein Ausgangszahnrad aufweist,
welches koaxial mit der Vorgelegewelle verbunden ist, und ein
Abtriebszahnrad aufweist, welches koaxial mit der Abtriebswelle
verbunden ist und mit dem Ausgangszahnrad kämmt.
17. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 16, wobei
die Drehmoment-Übertragungseinrichtung mit einem
Drehmomentwandler und einer schließbaren Kupplung versehen ist.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2418418A JP2768012B2 (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 無段変速機 |
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