DE4140865C2 - Getriebe mit stufenloser Drehzahländerung - Google Patents
Getriebe mit stufenloser DrehzahländerungInfo
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- F16H15/32—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
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- F16H15/38—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
- 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 ein Getriebe mit stufenloser Drehzahl
änderung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein Ge
triebe dieser Gattung ist aus JP-A-2-16 35 53 bekannt.
Das aus dieser Druckschrift bekannte Getriebe ist versehen
mit: einem Drehmomentwandler, einer schließbaren Kupplung, ei
nem Vorwärtslauf-/Rückwärtslauf-Schaltmechanismus, einer Dreh
zahländerungs-Einrichtung in Form eines Toroidgetriebes,
einer Vorgelegewelle und einer Abtriebswelle.
Diese Teile sind mit Ausnahme der Vorgelegewelle auf einer ge
meinsamen 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 Toroidgetriebes, und die Vorgelegewelle zu der
Abtriebswelle übertragen. Zwischen der Drehzahländerungs-
Einrichtung und der Vorgelegewelle sind zwei permanent mitein
ander im Eingriff befindliche Zahnräder angeordnet und zwi
schen der Vorgelegewelle und der Abtriebswelle sind drei per
manent miteinander im Eingriff befindliche Zahnräder angeord
net, wovon eines leer läuft. Das Leerlauf-Zahnrad ist dazu
vorgesehen, die Drehrichtung der Abtriebswelle mit der Motor
drehrichtung in Einklang zu bringen.
Die SAE-Druckschrift 751180 zeigt in Fig. 7 eine weiteres derar
tiges herkömmliches stufenlos einstellbares Getriebe. Das Getrie
be weist eine hydraulische Kupplung, eine Eingangswelle mit der
koaxial darauf angeordneten Kupplung, eine Drehzahländerungs-
Einrichtung in Form eines Toroidgetriebes, 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 paral
lel 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 redu
ziert.
Aufgrund ihrer Konstruktion haben die beiden oben angeführten Ge
triebe die folgenden Nachteile:
Bei dem herkömmlichen Getriebe gemäß JP-A-2-16 35 53 wird das Mo tordrehmoment im wesentlichen unmittelbar in die 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 Ge triebes 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 JP-A-2-16 35 53 wird das Mo tordrehmoment im wesentlichen unmittelbar in die 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 Ge triebes 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 Drehzah
länderungs-Einrichtung zugeführten Drehmoments vorgesehen. Da
durch kann einer der aufgeführten Nachteile der herkömmlichen Ge
triebe beseitigt werden. Jedoch sind bei dem letztgenannten Ge
triebe die Eingangswelle und die Abtriebswelle parallel zueinan
der 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 Getriebe mit stufen
loser Drehzahländerung zu schaffen, das frei von den vorstehend
angeführten Nachteilen ist und ein kompaktes Baumaß aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Getriebe gemäß Pa
tentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
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 verstell
baren Getriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Nachfolgend wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher
das stufenlos verstellbare Getriebe gemäß der ersten Ausführungs
form 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 fest
stehenden 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 lö
sen.
Eine erste Abtriebeswelle, im Folgenden Turbinenradwelle 14, ist
mit dem Turbinenrad 12b einstückig verbunden und mit einem Hohl
rad 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 Pla
netenräder 21 kämmt sowohl mit dem Hohlrad 27, als auch mit dem
Sonnenrad 19. Das Sonnenrad 19 weist eine koaxial damit verbunde
ne 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 zweiten Abtriebswel
le, im Folgenden Koaxialwelle 73, zu verbinden, während die Rück
wärtslaufkupplung 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 Drehzahlände
rungs-Mechanismus 24 angeordnet. Der erste Drehzahländerungs-
Mechanismus 22 ist mit einer Eingangsscheibe 26 und einer Aus
gangsscheibe 28 sowie einem Paar von Reibrollen 30 und 31 verse
hen, welche mit der Eingangs- und Ausgangsscheibe 26 bzw. 28 zu
sammenwirken 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 Winkel
position der Reibrollen 30 oder 31 im Verhältnis zu der Eingangs-
und Ausgangsscheibe 26 bzw. 28 kann das Drehzahlverhältnis zwi
schen der Eingangsscheibe 26 und der Ausgangsscheibe 28 stufenlos
verändert werden.
Ähnlich wie bei dem ersten Drehzahländerungs-Mechanismus 22,
weist der zweite Drehzahländerungs-Mechanismus 24 eine Eingangs
scheibe 32 und eine Ausgangsscheibe 34 sowie ein Paar von Reib
rollen 36 und 37 auf, welche mit der Eingangs- und Ausgangsschei
be 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 Drehzahlände
rungs-Mechanismus 22 gegenüberliegend angeordnet. Das heißt, die
Ausgangsscheibe 28 des ersten Drehzahländerungs-Mechanismus 22
und die Ausgangsscheibe 34 des zweiten Drehzahl-Änderungsmecha
nismus 24 sind einander benachbart angeordnet.
Die Eingangsscheibe 26 des ersten Drehzahländerungs-Mechanismus
22 ist über eine Drehmomente übertragende Keilwellen-Kugelumlauf
büchsen-Verbindung 61 auf der Welle 38 angeordnet, welche ihrer
seits koaxial mit der Koaxialwelle 73 verbunden ist. Ein Mitneh
merflansch 42 ist auf der Rückseite der Eingangsscheibe 26 ange
ordnet. Zwischen der der Eingangsscheibe 26 zugewandten Oberflä
che des Mitnehmerflansches 42 und der Eingangsscheibe 26 sind mit
diesen zusammenwirkende Mitnehmerrollen 46 angeordnet. Die Mit
nehmerrollen 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-Mitnehmer
teil 10 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 Teller
feder 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 Antriebszahnrad, im Folgenden Vorwärtslaufzahnrad 55, ist
zwischen den beiden Ausgangsscheiben 28 und 34 angeordnet und ro
tiert zusammen mit diesen.
Das Vorwärtslaufzahnrad 55 kämmt mit einem vorwärtsgetriebenen
Zahnrad 60, welches fest mit einer Nebenwelle, im Folgenden Vor
gelegewelle 59, verbunden ist.
Die Vorgelegewelle 59 ist parallel zu der Welle 38 angeordnet.
Die Vorgelegewelle 59 ist an ihrem vorderen Ende mit einem rück
wärtsgetriebenen 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 dritten
Abtriebswelle 62 verbundenen Abtriebszahnrad 72.
Wie aus der Zeichnung zu erkennen, sind die erste Abtriebswelle,
also die Turbinenradwelle 14, die zweite Abtriebswelle, also die
Koaxialwelle 73, die dritte Abtriebswelle 62 und die Wellen 23,
38 auf einer gemeinsamen Achse angeordnet.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des ersten Ausführungsbei
spiels beschrieben. Zunächst wird der Betriebszustand des Vor
wärtslaufs erläutert, wobei die Vorwärtslaufkupplung 40 geschlos
sen 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 Ro
tation der Welle 23 wird mittels der Vorwärtslaufkupplung 40, der
Koaxialwelle 73 und der Welle 38 zu dem ersten und zweiten Dreh
zahländerungs-Mechanismus 22 bzw. 24 übertragen. Durch diese Me
chanismen 22 und 24 wird eine Drehzahländerung hervorgerufen und
diese geänderte Drehzahl an das Vorwärtslaufzahnrad 55 übertra
gen. Die Rotation des Vorwärtslaufzahnrads 55 wird mittels des
vorwärtsgetriebenen Zahnrads 60 auf die Vorgelegewelle 59 über
tragen und dann über das Ausgangszahnrad 67 und das Abtriebszahn
rad 72 auf die Abtriebswelle 62 übertragen und treibt das Kraft
fahrzeug mit der gewünschten Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung
an.
Bevor das Drehmoment der Antriebsmaschine in den ersten und zwei
ten 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 Ausgangs
zahnrad 67 und dem Abtriebszahnrad 72 vorgesehen sein müßte.
Beim Betriebszustand des Rückwärtslaufes ist die Vorwärtslauf
kupplung 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 Aus
gangszahnrad 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 einge
leitet.
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-/Rückwärts
lauf-Schaltmechanismus 15 verbunden.
Dieser Mechanismus 15 weist ein Planetengetriebe 17, eine Vor
wärtslaufkupplung 40, eine Rückwärtslaufkupplung 50, eine Vor
wärtslaufbremse 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 Vor
wärtslaufbremse 91 verbunden werden, während das Hohlrad 27 mit
dem Gehäuse 11 mittels der Rückwärts lauf bremse 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 Drehzahlände
rungs-Mechanismus 24 angeordnet.
Der erste Drehzahländerungs-Mechanismus 22 ist mit der Eingangs
scheibe 26 und der Ausgangsscheibe 28 sowie mit dem Paar von
Reibrollen 30 und 31 versehen, welche mit der Eingangs- und Aus
gangsscheibe 26 bzw. 28 zusammenwirken und zwischen diesen ange
ordnet 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 Ver
hältnis zu der Eingangs- und Ausgangsscheibe 26 bzw. 28 kann das
Drehzahlverhältnis zwischen der Eingangsscheibe 26 und der Aus
gangsscheibe 28 stufenlos verändert werden.
Ähnlich wie bei dem ersten Drehzahländerungs-Mechanismus 22,
weist der zweite Drehzahländerungs-Mechanismus 24 die Eingangs
scheibe 32 und die Ausgangsscheibe 34 sowie ein Paar von Reib
rollen 36 und 37 auf, welche mit der Eingangs- und Ausgangs
scheibe 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-Mecha
nismus 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-Änderungs
mechanismus 24 einander benachbart angeordnet sind.
Die Eingangsscheibe 26 des ersten Drehzahländerungs-Mechanismus
ist über eine Drehmomente übertragende Keilwellen-Kugelumlauf
büchsen-Verbindung 61 auf der Welle 38 angeordnet, welche ihrer
seits koaxial mit der Koaxialwelle 73 verbunden ist. Ein Mitneh
merflansch 42 ist auf der Rückseite der Eingangsscheibe 26 ange
ordnet. Zwischen der der Eingangsscheibe 26 zugewandten Oberflä
che des Mitnehmerflansches 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 Mitnehmer
flansch 42 die Eingangsscheibe gegen die Ausgangsscheibe 28 vor
gespannt wird. Das heißt, der Mitnehmerflansch 42, die Eingangs
Scheibe 26 und die Mitnehmerrollen 46 bilden einen Vorspannungs-
Mitnehmerteil 63 aus.
Die Eingangs Scheibe 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 vor
wärts/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 Aus
gangszahnrad 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 Ausführungsbei
spiels beschrieben. Zunächst wird der Betriebszustand des Vor
wärtslaufs erläutert, wobei die Vorwärtslaufkupplung 40 und die
Vorwärtslaufbremse 91 sich im Eingriff befinden und die Rück
wärtslaufkupplung 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 Turbinenradwel
le 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 Dreh
zahländerung unterworfen und diese geänderte Drehzahl an das Vor
wärts-/Rückwärtslaufzahnrad 55 übertragen. Die Rotation des Vor
wärts-/Rückwärtslaufzahnrads 55 wird mittels des vorwärts/ rück
wärts getriebenen Zahnrads 60 auf die Vorgelegewelle 59 übertra
gen und dann über das Ausgangszahnrad 67 und das Abtriebszahnrad
72 auf die Abtriebswelle 62 übertragen. Die Rotation der Ab
triebswelle 62 treibt das Kraftfahrzeug mit der gewünschten Ge
schwindigkeit 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 er
spart 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 Vorwärtslauf
kupplung 40 und die Vorwärtslaufbremse 91 gelöst und die Rück
wärtslaufkupplung 50 sowie die Rückwärtslaufbremse 93 befinden
sich im Eingriff.
Bei diesem Rückwärtslauf-Betriebs zustand wird das Antriebs-
Drehmoment von der Kurbelwelle 10 über den Drehmomentwandler 12,
die Turbinenradwelle 14, die Rückwärtslaufkupplung 50, den Plane
tenradträger 25, die Planetenräder 21, das Sonnenrad 19, die Ko
axialwelle 73, die Welle 38, den ersten und zweiten Drehzahlände
rungs-Mechanismus und das Vorwärts-/Rückwärtslaufzahnrad 55 sowie
das vorwärts/rückwärts getriebene Zahnrad 60, die Vorgelegewelle
59, das Ausgangszahnrad 67 und das Abtriebszahnrad 72 auf die Ab
triebswelle 62 übertragen. Aufgrund des Antriebsmotor-Drehmoments
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 Drehmo
ment-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 di
mensioniert werden. Darüber hinaus erspart das Vorsehen des Pla
netengetriebes 17 in der oben beschriebenen Weise ein leerlaufen
des 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 (8)
1. Getriebe mit stufenloser Drehzahländerung, umfassend:
eine Drehmomentübertragungseinrichtung (12, 112), auf die ein Motordrehmoment übertragbar ist, und eine dazu koaxial angeordnete erste Abtriebswelle (14), einen Planetengetriebe-Mechanismus mit einem zu der ersten Abtriebswelle (14) ko axial angeordneten Planetengetriebe (17), das mit der ersten Abtriebswelle (14) ge koppelt ist und eine zweite Abtriebswelle (73) aufweist, und mit einer Vor wärts/Rückwärts-Schaltvorrichtung (40,50) zur Schaltung des Planetengetriebes (17) zwischen Vorwärtsdrehrichtung und einer Rückwärtsdrehrichtung der zweiten Ab triebswelle (73);
eine stufenlos verstellbare Drehzahländerungsvorrichtung (22, 24), die koaxial zu der ersten Abtriebswelle (14) angeordnet und mit der zweiten Abtriebswelle (73) gekop pelt ist,
eine Nebenwelle (59), die parallel zu der ersten Abtriebswelle (14) angeordnet ist;
eine erste Getriebeeinrichtung (55, 60) zur Übertragung eines Drehmomentes von der Drehzahländerungsvorrichtung (22, 24) auf die Nebenwelle (59);
und eine zweite Getriebeeinrichtung (67, 72) zur Übertragung eines Drehmomentes von der Nebenwelle (59) auf eine dritte Abtriebswelle (62), die koaxial zu der ersten Abtriebswelle (14) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Abtriebswelle (14) mit einem Hohlrad (27) oder Planetenträger (25) des Pla netengetriebes (17) koppelbar ist und die zweite Abtriebswelle (73) mit dem Sonnen rad (19) des Planetengetriebes (17) gekoppelt ist und in einer ersten Stellung der Schaltvorrichtung (40, 50) die erste Abtriebswelle (14) mit dem Hohlrad (27) gekoppelt ist und in einer zweiten Stellung der Schaltvorrichtung (40, 50) die erste Abtriebswelle (14) mit dem Planetenträger (25) gekoppelt ist.
eine Drehmomentübertragungseinrichtung (12, 112), auf die ein Motordrehmoment übertragbar ist, und eine dazu koaxial angeordnete erste Abtriebswelle (14), einen Planetengetriebe-Mechanismus mit einem zu der ersten Abtriebswelle (14) ko axial angeordneten Planetengetriebe (17), das mit der ersten Abtriebswelle (14) ge koppelt ist und eine zweite Abtriebswelle (73) aufweist, und mit einer Vor wärts/Rückwärts-Schaltvorrichtung (40,50) zur Schaltung des Planetengetriebes (17) zwischen Vorwärtsdrehrichtung und einer Rückwärtsdrehrichtung der zweiten Ab triebswelle (73);
eine stufenlos verstellbare Drehzahländerungsvorrichtung (22, 24), die koaxial zu der ersten Abtriebswelle (14) angeordnet und mit der zweiten Abtriebswelle (73) gekop pelt ist,
eine Nebenwelle (59), die parallel zu der ersten Abtriebswelle (14) angeordnet ist;
eine erste Getriebeeinrichtung (55, 60) zur Übertragung eines Drehmomentes von der Drehzahländerungsvorrichtung (22, 24) auf die Nebenwelle (59);
und eine zweite Getriebeeinrichtung (67, 72) zur Übertragung eines Drehmomentes von der Nebenwelle (59) auf eine dritte Abtriebswelle (62), die koaxial zu der ersten Abtriebswelle (14) angeordnet ist;
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Abtriebswelle (14) mit einem Hohlrad (27) oder Planetenträger (25) des Pla netengetriebes (17) koppelbar ist und die zweite Abtriebswelle (73) mit dem Sonnen rad (19) des Planetengetriebes (17) gekoppelt ist und in einer ersten Stellung der Schaltvorrichtung (40, 50) die erste Abtriebswelle (14) mit dem Hohlrad (27) gekoppelt ist und in einer zweiten Stellung der Schaltvorrichtung (40, 50) die erste Abtriebswelle (14) mit dem Planetenträger (25) gekoppelt ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vor
wärts/Rückwärts-Schaltvorrichtung aufweist:
eine Vorwärtsschaltkupplung (40), durch die im eingeschalteten Zustand die erste Abtriebswelle (14) mit dem Hohlrad (27) des Planetengetriebes (17) koppelbar ist, eine Rückwärtsschaltkupplung (50), durch die im eingeschalteten Zustand die erste Abtriebswelle (14) mit dem Planetenträger (25) des Planetengetriebes (17) koppelbar ist,
eine Vorwärtsbremsvorrichtung (91), durch die im eingeschalteten Zustand der Plane tenträger (25) mit einem feststehenden Teil koppelbar ist, und
eine Rückwärtsbremsvorrichtung (93), durch die im eingeschalteten Zustand das Hohlrad (27) mit dem feststehenden Teil koppelbar ist.
eine Vorwärtsschaltkupplung (40), durch die im eingeschalteten Zustand die erste Abtriebswelle (14) mit dem Hohlrad (27) des Planetengetriebes (17) koppelbar ist, eine Rückwärtsschaltkupplung (50), durch die im eingeschalteten Zustand die erste Abtriebswelle (14) mit dem Planetenträger (25) des Planetengetriebes (17) koppelbar ist,
eine Vorwärtsbremsvorrichtung (91), durch die im eingeschalteten Zustand der Plane tenträger (25) mit einem feststehenden Teil koppelbar ist, und
eine Rückwärtsbremsvorrichtung (93), durch die im eingeschalteten Zustand das Hohlrad (27) mit dem feststehenden Teil koppelbar ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die stufenlos verstellbare
Drehzahländerungsvorrichtung versehen ist mit:
einem ersten Drehzahländerungsmechanismus (22), welcher koaxial zur ersten Ab triebswelle (14) angeordnet ist; und
einem zweiten Drehzahländerungsmechanismus (24), welcher koaxial zur ersten Ab triebswelle (14) angeordnet ist,
wobei sowohl der erste als auch der zweite Drehzahländerungsmechanismus (22, 24) ein Toroidgetriebe ist.
einem ersten Drehzahländerungsmechanismus (22), welcher koaxial zur ersten Ab triebswelle (14) angeordnet ist; und
einem zweiten Drehzahländerungsmechanismus (24), welcher koaxial zur ersten Ab triebswelle (14) angeordnet ist,
wobei sowohl der erste als auch der zweite Drehzahländerungsmechanismus (22, 24) ein Toroidgetriebe ist.
4. Getriebe nach Anspruch 3, wobei jeder der beiden Drehzahländerungsme
chanismen (22, 24) versehen ist mit:
einer Eingangsscheibe (26, 32) mit einer ringförmigen Oberfläche;
einer Ausgangsscheibe (28, 34) mit einer ringförmigen Oberfläche; und einem Paar von Reibrollen (30, 31), welche zwischen den jeweiligen ringförmigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben (26, 32, 28, 34) angeordnet sind und mit diesen zusammenwirken.
einer Eingangsscheibe (26, 32) mit einer ringförmigen Oberfläche;
einer Ausgangsscheibe (28, 34) mit einer ringförmigen Oberfläche; und einem Paar von Reibrollen (30, 31), welche zwischen den jeweiligen ringförmigen Oberflächen der Eingangs- und Ausgangsscheiben (26, 32, 28, 34) angeordnet sind und mit diesen zusammenwirken.
5. Getriebe nach Anspruch 4, wobei die jeweiligen Ausgangsscheiben (28, 34)
des ersten und des zweiten Drehzahländerungsmechanismus (22, 24) miteinander
verbunden sind und einander benachbart angeordnet sind, wobei die Rückseiten der
beiden Ausgangsscheiben (28, 34) einander zugewandt sind.
6. Getriebe nach Anspruch 5, wobei die erste Getriebeeinrichtung ein Antriebs
zahnrad (55) aufweist, welches koaxial mit den miteinander verbundenen Ausgangs
scheiben (28, 34) des ersten und zweiten Drehzahländerungsmechanismus (22, 24)
verbunden ist, und die erste Getriebeeinrichtung ein koaxial mit der Nebenwelle (59)
verbundenes angetriebenes Zahnrad (60) aufweist, welches mit dem vorgenannten
Antriebszahnrad (55) kämmt.
7. Getriebe nach Anspruch 6, wobei die zweite Getriebeeinrichtung ein Aus
gangszahnrad (67), welches koaxial mit der Nebenwelle (59) verbunden ist, und ein
Abtriebszahnrad (72) aufweist, welches koaxial mit der dritten Abtriebswelle verbun
den ist und mit dem Ausgangszahnrad (67) kämmt.
8. Getriebe nach Anspruch 7, wobei die Drehmomentübertragungseinrichtung
mit einem Drehmomentwandler (12) und einer schließbaren Kupplung (112) versehen
ist.
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