DE69619398T2

DE69619398T2 - Stufenlos regelbares getriebe mit viscokupplungen

Info

Publication number: DE69619398T2
Application number: DE69619398T
Authority: DE
Inventors: Thomas A. Johnston
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-08
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2002-10-10
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: WO1996035892A1; JPH11507119A; DE69619398D1; EP0870130B1; EP0870130A4; US5766108A; EP0870130A1

Description

Stand der Technik

Dem Anmelder der vorliegenden Erfindung wurden am 9. Juli 1991 das U. S. Patent US-A-5.030.180 mit dem Titel "VARIABLE TRANSMISSION APPARATUS" sowie am 5. April 1994 das weitere U. S. Patent US-5.299.985 mit dem Titel "CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION APPARATUS" erteilt.

Bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet ein stufenlos regelbares Getriebe unter Verwendung regelbarer Viskosekupplungen, nachstehend als stufenlos regelbares Getriebe bezeichnet, kraftgetriebene Planetengetriebe-Baugruppen in Kombination mit einer Viskosekupplungseinrichtung, die mit einer gemeinsamen Hohlradeinrichtung verwendet wird.
Wie dies in der Abbildung aus Fig. 1 dargestellt ist, umfasst das stufenlos regelbare Getriebe folgendes: 1) eine Leistungsaufnahmeeinrichtung; 2; 1 eine mit der Leistungsaufnahmeeinrichtung verbundene gemeinsame Hohlradeinrichtung; 3) eine zentrale Planeten- und Umkehr- Kupplungseinrichtung, die mit der Leistungsaufnahmeeinrichtung und der gemeinsamen Hohlradeinrichtung verbunden ist; und 4) eine Leistungsabgabeeinrichtung, die funktionsfähig mit der gemeinsamen Hohlradeinrichtung und der zentralen Planetengetriebe- und Cmkehr-Kupplungseinrichtung verbunden ist.
Die Leistungsaufnahmeeinrichtung weist eine Antriebswelle auf, die von einer Energiequelle angetrieben wird, wie etwa von einer Brennkraftmaschine, und wobei ihr inneres Ende mit einer Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe verbunden ist. Die Antriebswelle ist drehbar an einem Antriebswellen-Lagerelement angebracht.
Die Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe weist ein Antriebs- Sonnenradelement auf, das mit der Antriebswelle verbunden ist und von dieser angetrieben wird, und wobei Antriebs- Planetengetriebe-Elemente funktionsfähig mit dem Antriebs- Sonnenradelement und der gemeinsamen Hohlradeinrichtung eingreifen können.
Das Antriebs-Sonnenradelement weist einen Sonnenrad- Trägerkörper mit äußeren Sonnenrad-Zahnelementen auf, die mit den Antriebs-Planetengetriebe-Elementen beim Einsatz von kraftbetriebenen Planetengetriebe-Anordnungen auf herkömmliche Art und Weise eingreifen können.
Jedes der Antriebs-Planetengetriebe-Elemente weist ein zentrales Lagerelement auf, das mit einem Planetengetriebe- Trägerkörper verbunden ist, der an einer äußeren Peripherie Planetengetriebe-Zahnelemente aufweist, die mit den Hohlrad- Zahnelementen an der gemeinsamen Hohlradeinrichtung eingreifen können.
Die gemeinsame Hohlradeinrichtung weist folgendes auf: 1) ein gemeinsames Hohlradelement, das funktionsfähig mit allen drei Antriebs-Sammelgetrieben gemäß nachstehender Beschreibung eingreifen kann; 2) eine regelbare Anlass-Viskosekupplung, die mit dem gemeinsamen Hohlradelement eingreifen kann; und 3) eine regelbare Verhältnis-Kupplung, die mit den gemeinsamen Hohlradelementen eingreifen kann.
Das gemeinsame Hohlradelement ist mit drei beabstandeten Anordnungen von inneren Hohlrad-Zahnelementen vorgesehen, die mit entsprechenden beabstandeten der drei Antriebs- Planetengetriebe-Anordnungen eingreifen können.
Die regelbare Anlass-Viskosekupplung ist vorgesehen mit 1) äußeren festen Kupplungsplatten, die an einem Getriebegehäuse angebracht sind; 2) inneren drehbaren Kupplungsplatten, die mit dem gemeinsamen Hohlradelement verbunden sind; und 3) einem Kupplungs-Betätigungs-Kolbenelement, das mit viskosem Fluid derart funktionsfähig ist, dass es die inneren festen Kupplungsplatten und die inneren drehbaren Kupplungsplatten verriegelt, um die Rotation des gemeinsamen Hohlradelements selektiv zu anzuhalten.
Die regelbare Verhältnis-Viskosekupplung ist vorgesehen mit 1) einer zentralen Planetengetriebe-Baugruppe, die funktionsfähig mit einem Abschnitt der Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe der Leistungsaufnahmeeinrichtung verbunden ist; und 2) einer regelbaren Umkehr-Viskosekupplung, die über ein Antriebs- Trägerelement mit der zentralen Planetengetriebe-Baugruppe verbunden ist.
Die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe umfasst 1) eine zentrale hohle Sonnenrad-Baugruppe; und 2) eine zentrale Planetengetriebe-Baugruppe, die funktionsfähig mit der zentralen hohlen Sonnenrad-Baugruppe verbunden ist. Die zentrale hohle Sonnenrad-Baugruppe weist einen Sonnenrad- Trägerkörper auf, der mit einem zentralen Sonnenradelement verbunden ist.
Das zentrale Sonnenradelement weist daran äußere zentrale Sonnenrad-Zahnelemente auf, die auf für den Einsatz von Antriebs-Planetengetriebe-Anordnungen bekannte Art und Weise mit der zentralen Planetengetriebe-Baugruppe eingreifen können.
Die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe weist zentrale Planetengetriebe-Elemente auf, die äußere zentrale Planetengetriebe-Zahnelemente aufweisen, die mit dem zentralen Sonnenradelement und dem gemeinsamen Hohlradelement eingreifen können.
Die regelbare Umkehr-Viskosekupplung umfasst 1) bewegliche Umkehr-Kupplungsplatten, die mit dem Antriebs-Trägerelement verbunden sind; 2) feste Umkehr-Kupplungsplatten, die mit einem angrenzenden Abschnitt des Getriebegehäuses verbunden sind; und 3) ein Umkehrkupplungs-Betätigungs-Kolbenelement, das durch bekannte viskose Fluidkopplung funktionsfähig ist, so dass die Rotation der beweglichen Umkehr-Kupplungsplatten zugelassen oder angehalten wird.
Die Leistungsabgabeeinrichtung umfasst 1) ein zentrales Trägerelement, das in Lagerelementen in den entsprechenden zentralen Planetengetriebeelementen lagert; 2) eine Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe, die mit einem Abschnitt des gemeinsamen Hohlradelements eingreifen kann und mit dem zentralen Trägerelement verbunden ist; und 3) eine Abtriebswelle, die in einem Lagerelement angebracht und mit der Steuerungs-Planetengetriebe--Baugruppe verbunden ist.
Die Steuerungs-Planetengetriebe--Baugruppe weist eine Steuerungs-Sonnenrad-Baugruppe auf, die funktionsfähig mit einer Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe verbunden ist.
Die Steuerungs-Sonnenrad-Baugruppe weist ein Steuerungs- Sonnenradelement auf, das über ein Sonnenrad-Wellenelement mit dem zentralen Trägerelement und dem Abtriebswellenelement verbunden ist. Das Steuerungs-Sonnenradelement weist ein Steuerungs-Sonnenrad-Körperelement auf, das mit äußeren peripheren Steuerungs-Sonnenrad--Zahnelementen verbunden ist, die während dem Betrieb einer Antriebs-Planetengetriebe- Baugruppe auf bekannte Art und Weise mit der Steuerungs- Planetengetriebe-Baugruppe eingreifen können.
Die Steuerungs-Planetengetriebe--Baugruppe weist drei (3) gleichmäßig beabstandete Steuerungs-Planetengetriebe-Elemente auf, die jeweils ein zentrales Lagerelement aufweisen. Jedes Steuerungs-Planetengetriebe-Element weist ein Trägerkörperelement mit peripheren Steuerungs-Zahnradelementen auf, die während dem herkömmlichen Betrieb einer Antriebs- Planetengetriebe-Baugruppe mit den Steuerungs-Sonnenrad- Zahnelementen eingreifen können.
Die Abbildung aus Fig. 2 veranschaulicht ein zweites Ausführungsbeispiel eines stufenlos regelbaren Hochleistungsgetriebes, in dem die Steuerungs- Planetengetriebe-Baugruppe des ersten Ausführungsbeispiels durch eine Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe ersetzt wird.
Die Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe umfasst 1) ein Abtriebs-Sonnenradelement; 2) eine Mehrzahl von Abtriebs- Planetengetriebe-Elemerten, die funktionsfähig mit dem Abtriebs-Sonnenradelement verbunden sind; und 3) ein Abtriebs- Trägerelement. Ein Ende des Abtriebs-Trägerelements ist in den Lagerelementen der entsprechenden Abtriebs-Planetengetriebe- Elemente angebracht und entgegengesetzte Enden sind mit den inneren beweglichen Kupplungsplatten der regelbaren Verhältnis-Viskosekupplung verbunden.
Die Leistungsabgabeeinrichtung umfasst die Abtriebswelle, die über eine transversale Trägerwelle oder ein mit dem Abtriebs- Trägerelement verbundenes Plattenelement und nicht direkt mit dem Steuerungs-Sonnenrad-Körperelement verbunden ist, wie dies in dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 dargestellt ist.

Aufgaben der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stufenlos regelbares Getriebe vorzusehen, das eine kontinuierliche Kraftübertragungs-Leistungsabgabe unter Verwendung einer Mehrzahl von regelbaren Viskosekupplungen in Kombination mit einer Mehrzahl von Antriebs-Planetengetriebe- Anordnungen erreicht, so dass eine stufenlos regelbare Leistungsabgabe erreicht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, eine stufenlos regelbare Getriebeeinrichtung unter Verwendung einer gemeinsamen Hohlradeinrichtung vorzusehen, die über regelbare Viskosekupplungs-Kopplungseinrichtungen mit entsprechenden Einheiten von Antriebs-Planetengetriebe- Anordnungen verbunden ist, so dass eine stufenlos regelbare Leistungsabgabe erreicht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein stufenlos regelbares Getriebe vorzusehen, das folgendes verwendet: 1) eine mit einer Leistungsaufnahmeeinrichtung verbundene Umkehr-Viskosekupplung; 2) eine regelbare Anlass- Viskosekupplung, die mit einem gemeinsamen Hohlradelement eingreifen kann; und 3) eine regelbare Verhältnis- Viskosekupplungseinrichtung, die mit einer Leistungsabgabeeinrichrung eingreifen kann, so dass eine Kraftstoff sparende, effiziente und effektive, stufenlos regelbare Leistungsabgabe erreicht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein stufenlos regelbares Getriebe vorzusehen, das folgendes verwendet: eine regelbare Anlass-Viskosekupplung oder - Kopplungseinrichtung, die zur Steuerung der Rotation einer gemeinsamen Hohlradeinrichtung in einem Niederbereichbetrieb eingesetzt wird; eine regelbare Verhältnis-Viskosekupplung oder -Kopplungseinrichtung, die zur Steuerung des Betriebs einer Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe eingesetzt wird, um eine stufenlos regelbare Leistungsabgabe zu erreichen; und eine regelbare Umkehr-Viskosekupplung oder - Kopplungseinrichtung, die zur Steuerung des Betriebs einer zentralen Planetengetriebe-Baugruppe eingesetzt wird, um eine umgekehrte Rotation zu erreichen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein zweites Ausführungsbeispiel eines stufenlos regelbaren Getriebes für den Einsatz in einem Schwerlastwagen vorzusehen, mit drei (3) Planetengetriebe-Anordnungen, die alle zusammenwirken, so dass eine höhere Drehmomentmultiplikation zu einer Abtriebswelle erreicht wird.
Der vorliegen Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein stufenlos regelbares Getriebe in robuster Konstruktion vorzusehen, das im Vergleich zu Antriebsgetriebevorrichtungen so wenige bewegliche Teile wie möglich aufweist; unter Verwendung einer Mehrzahl von regelbaren Viskosekupplungen oder Kopplungseinrichtungen, einer gemeinsamen Hohlradeinrichtung, einer Mehrzahl von beabstandeten Antriebs- Planetengetriebe-Anordnungen, die mit der gemeinsamen Hohlradeinrichtung eingreifen können, um eine Kraftstoff sparende, effiziente und stufenlos regelbare Leistungsabgabe vorzusehen, wobei das Getriebe im wesentlichen wartungsfrei ist.
Verschiedene andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen deutlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Getriebegehäuses und einer Betriebsbaugruppe, die ein stufenlos regelbares Getriebe verwendet, bei dem erfindungsgemäße regelbare Viskosekupplungen zum Einsatz kommen; und
Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht des Getriebegehäuses und der Betriebsbaugruppe, die ein stufenlos regelbares Getriebe verwendet, bei dem erfindungsgemäße regelbare Viskosekupplungen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommen.
Nachstehend werden bevorzugte besondere Ausführungsbeispiele des stufenlos regelbaren Getriebes unter Verwendung erfindungsgemäßer regelbarer Viskosekupplungen beschrieben und erörtert, wobei dies in Bezug auf die Zeichnungen erfolgt, wobei in den Zeichnungen die gleichen Bezugsziffern zur Bezeichnung der gleichen oder ähnlicher Teile und/oder Strukturen verwendet werden. Hiermit wird festgestellt, dass die Beschreibung und Erörterung den Umfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise einschränkt.

Beschreibung der Erfindung

In Bezug auf die Zeichnungen und im Besonderen auf die Abbildung aus Fig. 1 ist ein stufenlos regelbares Getriebe, das erfindungsgemäße regelbare Viskosekupplungen verwendet, das allgemein unter der Bezugsziffer 12 dargestellt ist, derart funktionsfähig, dass es eine Antriebsenergieversorgung aufnimmt, wie etwa eine Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs, und diese in eine stufenlos regelbare Leistungsabgabe vorsieht.
Das stufenlos regelbare Getriebe, das die regelbaren Viskosekupplungen 12 verwendet, wird nachstehend als "stufenlos regelbares Getriebe 12" bezeichnet und weist eine äußere Einfassung oder ein stationäres Getriebegehäuse 14 auf.
Das stufenlos regelbare Getriebe 12 umfasst 1) eine Leistungsaufnahmeeinrichtung 16; 2) eine elongierte gemeinsame Hohlradeinrichtung 18, die funktionsfähig mit der Leistungsaufnahmeeinrichtung 16 verbunden ist; 3) eine zentrale Planeten- und Umkehr-Kupplungseinrichtung 20, die funktionsfähig mit der gemeinsamen Hohlradeinrichtung 18 und der Leistungsaufnahmeeinrichtung 16 verbunden ist; und 4) eine Leistungsabgabeeinrichtung 22, die funktionsfähig mit der zentralen Planeten- und Umkehr-Iupplungseinrichtung 20 und der gemeinsamen Hohlradeinrichtung 18 verbunden ist.
Die Leistungsaufnahmeeinrichtung 16 weist eine Antriebswelle 24 auf, die mit einer Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 26 verbinden ist. Die Antriebswelle 24 ist drehbar in einem Antriebswellen-Lagerelement 28 angebracht.
Die Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 26 umfasst ein Antriebs-Sonnenradelement 30, das mit Antriebs- Planetengetriebe-Elementen 32 eingreifen kann, so dass sie in bekannter herkömmlicher Art und Weise als Antriebs- Planetengetriebe-Anordnung einsatzfähig ist. Antriebs- Planetengetriebe-Anordnungen sind mit einem oder einer Mehrzahl von Antriebs-Planetengetriebe-Elementen 32 funktionsfähig, wobei die Verwendung von drei Elementen in der Regel bevorzugt wird.
Das Antriebs-Sonnenradelement 30 weist einen Sonnenrad- Trägerkörper 34 auf, der mit der Antriebswelle 24 verbunden ist und daran äußere periphere Sonnenrad-Zahnelemente 36 aufweist, die mit entsprechenden Antriebs-Planetengetriebe- Elementen 32 eingreifen können.
Jedes Antriebs-Planetengetriebe-Element 32 umfasst 1) ein zentrales Lagerelement 38; 2) einen Planetengetriebe- Trägerkörper 40; und 3) äußere periphere Planetengetriebe- Zahnelemente 42. Die Planetengetriebe-Zahnelemente 42 können mit den Sonnenrad-Zahnelementen 36 eingreifen und ferner mit einem Abschnitt der gemeinsamen Hohlradeinrichtung 18, so dass ein nachstehend beschriebener Betrieb möglich ist.
Die gemeinsame Hohlradeinrichtun g 18 umfasst 1) ein gemeinsames Hohlradelement 44; 2) eine regelbare Anlass- Viskosekupplung oder Kopplungseinrichtung 46, wobei ein Abschnitt dieser mit dem stationären Getriebegehäuse 14 verbunden ist, während ein anderer Abschnitt mit einem äußeren Abschnitt des gemeinsamen Hohlradelements 44 verbunden ist; und 3) eine regelbare Verhältnis-Viskosekupplung oder Kopplungseinrichtung 48, wobei ein Abschnitt dieser mit dem gemeinsamen Hohlradelement 44 verbunden ist, während ein anderer Abschnitt mit der Leistungsabgabeeinrichtung 22 verbunden ist, um eine regelbare Leistungsabgabe auf eine nachstehend im Text näher beschriebene Art und Weise vorzusehen.
Das gemeinsame Hohlradelement 44 ist mit drei beabstandeten Anordnungen von Hohlrad-Zahnelementen 50 vorgesehen, die zum Eingriff mit entsprechenden Antriebs-Planetengetriebe- Anordnungen dienen, wie dies nachstehend im Text näher beschrieben wird. Bei den Anordnungen der Hohlrad-Zahnelemente 50 kann es sich um einen ununterbrochenen, integralen Ring handeln, der an die regelbare Verhältnis-Viskosekupplung 48 anstößt.
Die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46 umfasst 1) äußere feststehende Kupplungsplatten 52, die mit einem benachbarten Abschnitt des stationären Getriebegehäuses 14 verbunden sind; 2) innere drehbare Kupplungsplatten 54, die mit einer äußeren Oberfläche des gemeinsamen Hohlradelements 44 verbunden und mit diesem drehbar sind; und 3) ein Kupplungsbetätigungs- Kolbenelement 56, das derart funktionsfähig ist, dass es durch den Einsatz eines viskosen Fluids die äußeren feststehenden Kupplungsplatten 52 und die inneren drehbaren Kupplungsplatten 54 ein- und ausrückt. Der Einsatz und der Betrieb einer Viskosekupplung oder -kopplung ist gemäß dem Stand der Technik allgemein bekannt für die Kraftübertragung während einem Getriebeeinsatz.
Die regelbare Verhältnis-Viskosekupplung oder Kopplung 48 umfasst 1) äußere bewegliche Kupplungsplatten 58, die an einer inneren Oberfläche angebracht und mit dem gemeinsamen Hohlradelement 44 drehbar sind; 2) innere bewegliche Kupplungsplatten 60, die an einem Abschnitt einer Leistungsabgabeeinrichtung 22 angebracht und mit dieser in einem ausgerückten Zustand drehbär sind; und 3) ein Verhältniskupplungs-Betätigungs-Kolbenelement 61, das derart funktionsfähig ist, dass es die Rotation der äußeren beweglichen Kupplungsplatten 58 sowie der inneren beweglichen Kupplungsplatten 60 aus einem ausgerückten in einen teilweise eingerückten, einen eingerückten oder verriegelten Zustand regelt.
Der Betrieb der regelbaren Verhältnis-Viskosekupplung 48 ist im Fach allgemein bekannt, wobei ein viskoses Fluid verwendet wird, um eine regelbare Drehzahl zwischen den äußeren beweglichen Kupplungsplatten 58 und den inneren beweglichen Kupplungsplatten 60 zu erreichen.
Die zentrale Planeten- und Umkehr-Kupplungseinrichtung 20 weist eine zentrale Planetengetriebe-Baugruppe 62 auf, die mit einer regelbaren Umkehr-Viskosekupplung oder -kopplung 64 verbunden ist.
Die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe 62 umfasst eine zentrale hohle Sonnenrad-Baugruppe 66, die funktionsfähig mit einer zentralen Planetengetriebe-Baugruppe 68 eingreifen kann. Die zentrale hohle Sonnenrad-Baugruppe 66 weist ein zentrales Sonnenradelement 72 auf, das einen Sonnenrad-Trägerkörper 70 aufweist, der mit äußeren zentralen Sonnenrad-Zahnelementen 74 versehen ist, die mit der zentralen Planetengetriebe-Baugruppe 68 eingreifen können.
Die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe 68 weist eine Mehrzahl von zentralen Planetengetriebe-Elementen 75 auf, die jeweils folgendes aufweisen 1) ein zentrales Lagerelement 76; 2) einen zentralen Planeten-Trägerkörper 78; und 3) äußere periphere zentrale Planetengetriebe-Zahnelemente 80.
Jede Anordnung der entsprechenden zentralen Planetengetriebe- Zahnelemente 80 kann mit den Sonnenrad-Zahnelementen 74 an dem zentralen Sonnenradelement 72 und den Hohlrad-Zahnelementen 50 an dem gemeinsamen Hohlradelement 44 auf bekannte Art und Weise eingreifen.
Die regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 umfasst 1) ein Kupplungsantriebs- oder Antriebs-Trägerelement 82, das mit dem Sonnenrad-Trägerkörper 70 des zentralen Sonnenradelements 72 verbunden ist; 2) bewegliche Umkehr-Kupplungsplatten 84, die mit dem Antriebs-Trägerelement 82 verbunden sind; 3) feststehende Umkehr-Kupplungsplatten 86, die an einem benachbarten Abschnitt des stationären Getriebegehäuses 14 angebracht sind; und 4) ein Umkehrkupplungs-Betätigungs- Kolbenelement 88, das derart funktionsfähig ist, dass es eine Viskosekupplung selektiv zwischen den beweglichen Umkehr- Kupplungsplatten 84 und den feststehenden Umkehr- Kupplungsplatten 86 auf gemäß dem Stand der Technik bekannte Art und Weise unter Verwendung von Viskosefluidkupplungen regelt.
Die Leistungsabgabeeinrichtung 22 umfasst 1) ein Planetengetriebe-Trägerelement oder ein zentrales Trägerelement 90 mit einem äußeren Teilstück, das in entsprechenden der zentralen Lagerelemente 76 der zentralen Planetengetriebeelemente 75 der zentralen Planetengetriebe- Baugruppe 62 getragen wird; 2) eine Steuerungs- Planetengetriebe-Baugruppe 92, die funktionsfähig mit dem zentralen Trägerelement 90 und benachbarten Hohlrad- Zahnelementen 50 an dem gemeinsamen Hohlradelement 44 verbunden ist; und 3) eine Abtriebswellenelement 94, das mit der Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe 92 verbunden ist.
Die Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe 92 umfasst 1) eine Steuerungs-Sonnenrad-Baugruppe 96, die mit dem zentralen Trägerelement 90 und dem Abtriebswellenelement 94 verbunden ist und 2) eine Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe 98.
Die Steuerungs-Sonnenrad-Baugruppe 96 umfasst 1) ein Steuerungs-Sonnenrad-Wellenelement 102, das mit dem zentralen Trägerelement 90 zur gemeinsamen Rotation mit diesem verbunden ist; und 2) ein Steuerungs-Sonnenradelement, das mit dem Steuerungs-Sonnenrad-Wellenelement 102 und dem Abtriebswellenelement 94 verbunden ist.
Das Steuerungs-Sonnenradelement 104 ist mit einem Steuerungs- Sonnenrad-Trägerkörper 106 versehen und weist äußere periphere Steuerungs-Sonnenrad-Zahnelemente 108 auf, die sich im Eingriff mit Teilstücken der Steuerungs-Planetengetriebe- Baugruppe 98 befinden.
Die Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe 98 weist Steuerungs- Planetengetriebe-Elemente 12 auf, die jeweils an einem entsprechenden Lagerelement 114 angebracht sind, die drehbar mit dem Steüerungs-Trägerelement 63 verbunden sind.
Jedes Steuerungs-Planetangetriebe-Element 112 ist mit einem Trägerkörperelement 118 versehen, das mit äußeren peripheren Steuerungs-Zahnelementen 120 verbunden ist.
Die Steuerungs-Zahnelemente 120 können mit den Steuerungs- Sonnenrad-Zahnelementen 108 des Steuerungs-Sonnenradelements 104 eingreifen sowie ferner mit den Hohlrad-Zahnelementen 50 an dem gemeinsamen Hohlradelement 44.
Das Steuerungs-Trägerelement 63 weist ein Teilstück auf, das in entsprechenden der Lagerelemente 114 getragen wird, und wobei ein äußeres Ende mit den inneren beweglichen Kupplungsplatten 60 der regelbaren Verhältnis-Viskosekupplung 48 verbunden ist.
Das Abtriebswellenelement 94 ist in einem Abtriebswellen- Lagerelement 122 angebracht, so dass es darin drehbar ist.
Wie dies in der Abbildung aus Fig. 2 dargestellt ist, umfasst ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung für Schwerlastwagen ein stufenlos regelbares Getriebe, das regelbare Viskosekupplungen 121 verwendet, wobei dieses Ausführungsbeispiel mit dem ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen identisch ist, mit der Ausnahme, dass es andere Leitungsabgabeeinrichtungen 124 aufweist und dass die Steuerungs-Planetengetrzebe-Baugruppe 92 in eine Abtriebs- Planetengetriebe-Baugruppe 125 geändert worden ist.
Im Besonderen verwendet das stufenlos regelbare Getriebe 121 die vorstehend beschriebene 1) Leistungsaufnahmeeinrichtung 16; 2) die gemeinsame Hohlradeinrichtung 18; und 3) die zentrale Planeten- und Umkehr-Kupplungseinrichtung 20. Alle darin vorgesehenen Elemente sind bereits vorstehend im Zuge der Beschreibung des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 beschrieben worden.
Die Leistungsabgabeeinrichtung 124 umfasst 1) eine Abtriebs- Planetengetriebe-Baugruppe 125; 2) ein Abtriebs-Trägerelement 127, das mit der Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 125 verbunden ist; und 3) ein transversales Trägerelement 128, das mit dem Abtriebs-Trägerelement 127 und mit der Abtriebswelle 94 verbunden ist.
Die Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 125 weist ein Sonnenradelement 104 auf, das mit der Abtriebswelle 94 und Planetengetriebeelementen gemäß der vorstehend in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschriebenen Art und Weise verbunden ist.
Das Sonnenradelement 104 weist einen Sonnenrad-Trägerkörper 106 mit Sonnenrad-Zahnelementen 108 auf, die mit den Planetengetriebe-Zahnelementen 120 der Planetengetriebeelemente 112 eingreifen können.
Die Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 125 arbeitet mit einer Drehmoment-Multiplikationsfunktion an Stelle einer Steuerungsfunktion, die durch die Steuerungs-Planetengetriebe- Baugruppe 92 in dem ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 erreicht wird.

Einsatz und Betrieb der vorliegenden Erfindung

Beim Einsatz und Betrieb des stufenlos regelbaren Getriebes 12 gemäß der vorliegenden Erfindung aus Fig. 1 werden drei in Reihe vorgesehene Kraftantriebs-Planetengetriebe-Baugruppen mit drei Viskosefluid-Kupplungseinrichtungen verwendet, um die neuartige regelbare Leistungsabgabe gemäß der vorliegenden Erfindung zu erreichen.
Im Besonderen Verwendet das stufenlos regelbare Getriebe 12 die drei Kraftantriebs--Planetengetriebe-Baugruppen, welche sind 1) die Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 26; 2) die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe 62; und 3) die Steuerungs- Planetengetriebe-Baugruppe 92, die alle in Reihe mit dem gemeinsamen Hohlradelement 44 verwendet werden.
Die drei Kraftantriebs-Planetengetriebe-Baugruppen 25, 63, 92 werden direkt oder indirekt mit drei regelbaren Viskosekupplungen verwendet, 1) der regelbaren Anlass- Viskosekupplung 46; 2) der regelbaren Verhältnis- Viskosekupplung 48; und 3) der regelbaren Umkehr- Viskosekupplung 64.
Das stufenlos regelbare Getriebe 12 sieht vier Betriebsmodi vor: 1) Leerlauf; 2) Rückwärts mit festem Verhältnis; 3) Niederbereich; und 4) einen stufenlos regelbaren Fahrbereich.
Es folgt eine Beschreibung des Betriebs in den verschiedenen vorstehend genannten vier Betriebsmodi.

Leerlaufbetrieb - Fig. 1

Im Leerlaufbetrieb ist die Antriebswelle 24 mit dem Antriebs- Sonnenradelement 30 verbunden und dreht dieses, welches die Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 durch den Eingriff mit den Sonnenrad-Zahnelementen 36 und dem Planetengetriebe- Zahnelementen 42 dreht.
Das Antriebs-Trägerelement 82 wird durch eine Last auf das Abtriebswellenelement 99 stationär gehalten.
Das Antriebs-Sonnenradelement 30 steuert die Antriebs- Planetengetriebe-Elemente 32 in eine umgekehrte Richtung. Die Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 steuern das gemeinsame Hohlradelement 44 in eine Umkehrrichtung, wenn die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46, die regelbare Verhältnis- Viskosekupplung 48 und die regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 ausgerückt sind. Das gemeinsame Hohlradelement 44 dreht sich frei und es wird keine Kraft von der Antriebswelle 24 auf die Abtriebswelle 94 übertragen.

Rückwärtsbetrieb - Fig. 1

Im Rückwärtsbetrieb steuert die Antriebswelle 24 das Antriebs- Sonnenradelement 30 und die verbundenen Antriebs- Planetengetriebe-Elemente 32. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Regelfluiddruck auf die regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 ausgeübt, wodurch diese schnell in einen vollständig eingerückten Zustand geschlossen wird.
Das Antriebs-Trägerelement 82 wird durch die eingerückte regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 vor einer Rotation zurückgehalten. Das Antriebs-Sonnenradelement 30 treibt danach die Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 rückwärts an.
Die Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 treiben das gemeinsame Hohlradelement 44 rückwärts an. Verzahnt ablaufend treibt das gemeinsame Hchlradelement 44 die zentralen Planetengetriebe-Elemente 75 um das zentrale Sonnenradelement 72 an, das mit dem Antriebs-Trägerelement 82 verbunden ist und durch die regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 vor einer Bewegung zurückgehalten wird.
Die sich drehenden zentralen Planetengetriebe-Elemente 75 steuern dann das zentrale Trägerelement 90 und die angebrachte Abtriebswelle 94 in eine entgegengesetzte Richtung zu der Rotationsrichtung der Antriebswelle 24 mit einem festen Drehmomentanstieg abhängig von der Größe der verwendeten Zahnräder.

Niederbereichsbetrieb - Fig. 1

Im Niederbereichsbetrieb, der einem Anlassbetrieb in die Vorwärtsrichtung entspricht, dreht die Antriebswelle 24 das Antriebs-Sonnenradelement 30 und die Antriebs- Planetengetriebe-Elemente 32. Der geregelte Viskosefluiddruck wird auf die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46 durch das Kupplungs-Betätigungs-Kolbenelement 56 ausgeübt, um die Kupplung regelbar und schnell in dem eingerückten Zustand zu schließen.
Das gemeinsame Hohlradelement 44 wird durch die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46 stationär gehalten. Die sich drehenden Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 reagieren auf das gegen eine Bewegung zurückgehaltene gemeinsame Hohlradelement 44 und drehen das Antriebs-Trägerelement 82 mit einer Drehmomentvervielfachung nach vorne.
Das zentrale Planetengetriebe-Element 75 wird durch das Antriebs-Trägerlement 82 angetrieben, so dass die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe 62 die Wirkung der Antriebs- Planetengetriebe-Baugruppe 26 für einen weiteren Anstieg des Drehmoments wiederholt. Die Abtriebswelle 94 wird durch das zentrale Trägerelement 90 vorwärts angetrieben und die Steuerungs-Planetengetriebe-Elemente 112 drehen sich frei um das gemeinsame Hohlradelement 44.

Fahrbereichsbetrieb - Fig. 1

Im Fahrbereichbetrieb, der auch als Vorwärtsbereichsbetrieb mit regelbarem Verhältnis bekannt ist, wird, wenn ein Fahrzeug, das ein stufenlos regelbares Getriebe 12 verwendet, einen maximalen Niedriegeschwindigkeitsbereich erreicht, die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46 geöffnet, indem der Regelfluiddruck auf das Kupplungs-Betätigungs-Kolbenelement 56 gelöst wird. Gleichzeitig wird die regelbare Verhältnis- Viskosekupplung 48 aktiviert, indem ein regelbarer Fluiddruck auf das Verhältniskupplungs-Betätigungs-Kolbenelement 61 ausgeübt wird.
Die regelbare Verhältnis-Viskosekupplung 48 regelt die Drehzahldifferenz zwischen dem gemeinsamen Hohlradelement 44 und dem Steuerungs-Trägerelement 63, wodurch die Drehzahldifferenz zwischen der Antriebswelle 24 und der Abtriebswelle 94 geändert wird.
Der Bereich der Drehmomentvervielfachung reicht vom Maximum, abhängig von den relativen Größen der Zahnräder, das durch die Antriebswelle 24, die zentrale Elanetengetriebe-Baugruppe 62 und die Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 26 erzeugt wird, die in Reihe angeordnet sind, bis zum Minimum von eins zu eins.
Es folgt eine Beschreibung der Betriebsmodi des zweiten Ausführungsbeispiels des stufenlos regelbaren Getriebes 121 gemäß der Abbildung aus Fig. 2.

Leerlaufbetrieb - Fig. 2

Im Leerlaufbetrieb ist die Antriebswelle 24 mit dem Antriebs- Sonnenradelement 30 verbunden und dreht dieses, welches wiederum die Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 durch den Eingriff zwischen den Sonnenrad-Zahnelemente 36 und den Planetengetriebe-Zahnelementen 42 in eine Umkehrrichtung dreht.
Das Antriebs-Trägerelement 82 dreht sich, um das zentrale Sonnenradelement 72 anzutreiben, das das zentrale Trägerelement 90 dreht. Dadurch wird das Abtriebs- Sonnenradelement 104 angetrieben, das wiederum die Abtriebs- Planetengetriebe-Elemente 112 antreibt.
Die Abtriebswelle 94 und das transversale Wellenelement 128 werden durch eine Last an der Abtriebswelle 94 stationär gehalten.
Die Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 treiben das gemeinsame Hohlradelement 44 in eine entgegengesetzte Richtung an, wenn die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46, die regelbare Verhältnis-Viskosekupplung 48 und die regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 ausgerückt sind. Das gemeinsame Hohlradelement 44 dreht sich frei und es wird keine Kraft von der Antriebswelle 24 auf die Abtriebswelle 94 übertragen. Die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe 62 und die Abtriebs- Planetengetriebe-Baugruppe 125 drehen sich frei und treiben die Abtriebswelle 94 nicht an.

Rückwärtsbetrieb - Fig. 2

Im Rückwärtsbetrieb treibt die Antriebswelle 24 das Antriebs- Sonnenradelement 30 und die verbundenen Antriebs- Planetengetriebe-Elemenre 32 an. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Regelfluiddruck auf die regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 ausgeübt, wobei die gegenständliche Kupplung schnell in einen eingerückten Zustand geschlossen wird.
Das Antriebs-Trägerelement 82 wird durch die geschlossene regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 gegen eine Rotation zurückgehalten. Das Antriebs-Sonnenradelement 20 treibt dann die Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 rückwärts an.
Die sich drehenden Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 treiben das gemeinsame Hohlradelement 44 rückwärts an. Gleichzeitig treibt das gemeinsame Hohlradelement 44 die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe 68 oder speziell die zentralen Planetengetriebe-Elemente 75 um das zentrale Sonnenradelement 72 an, das durch das Antriebs-Trägerelement 82 und die eingerückte regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 stationär gehalten wird.
Die zentralen Planetengetriebe-Elemente 75 treiben dann das zentrale Trägerelement 90 sowie die angebrachte Abtriebs- Planetengetriebe-Baugruppe 125, einschließlich des Abtriebs- Trägerelements 127, des transversalen Abtriebs-Trägerelements 128 und die Abtriebswelle 94 in eine Umkehrrichtung mit einer festen Drehmomenterhöhung an, abhängig von der Grüße der verwendeten Zahnräder.

Niederbereichsbetrieb - Fig. 2

Bei der Beschreibung des Niederbereichsbetriebs, der zu einem Anlassbetrieb in die Vorwärtsrichtung identisch ist, dreht die Antriebswelle 24 das Antriebs-Sonnenradelement 30 und die verbundenen Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32. Ein geregelter Fluiddruck wird auf die regelbare Anlass- Viskosekupplung 46 durch das Kupplungs-Betätigungs- Kolbenelement 56 ausgeübt, um die Kupplung aus dem ausgerückten in einen vollständig eingerückten Zustand zu schließen.
Das gemeinsame Hohlradelement 44 wird durch die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46 stationär gehalten. Das Antriebs- Sonnenradelement 30 treibt die Antriebs-Planetengetriebe- Elemente 32 an, die auf das gemeinsame Hohlradelement 44 reagieren, das gegen eine Bewegung zurückgehalten wird. Die Antriebs-Planetengetriebe-Elemente 32 treiben das Antriebs- Trägerelement 82 mit einer Drehmomentvervielfachung vorwärts an.
Die zentrale hohle Sonnenrad-Baugruppe 66 wird durch das Antriebs-Trägerelement 82 angetrieben, so dass die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe 62 die Wirkung der Antriebs- Planetengetriebe-Baugruppe 26 für eine weitere Erhöhung des Drehmoments wiederholt.
Das Abtriebs-Sonnenradelement 104 wird durch das Abtriebs- Trägerelement 127 angetrieben, das die Abtriebs- Planetengetriebe-Elemente 112 antreibt, um die Wirkung der Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 26 für eine dritte Drehmomenterhöhung zu wiederholen. Die Drehbewegung des Abtriebs-Trägerelements 127 und des verbundenen transversalen Abtriebs-Trägerelements 128 dienen dazu, die Abtriebswelle 94 vorwärts anzutreiben.

Fahrbereichsbetrieb - Fig. 2

Im Fahrbereichsbetrieb, der auch als Vorwärtsbereichsbetrieb mit regelbarem Verhältnis bekannt ist, wird, wenn ein Fahrzeug, das ein stufenlos regelbares Getriebe 12 verwendet, einen maximalen Niedriggeschwindigkeitsbereich erreicht, die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46 geöffnet, in dem der Regelfluiddruck auf das Kupplungs-Betätigungs-Kolbenelement 56 gelöst wird. Die regelbare Verhältnis-Viskosekupplung 48 wird aktiviert, in dem ein regelbarer Fluiddruck auf das Verhältniskupplungs-Betätigungs-Kolbenelement 61 ausgeübt wird.
Die regelbare Verhältnis-Viskosekupplung 48 regelt die Drehzahldifferenz zwischen dem gemeinsamen Hohlradelement 44 und dem Abtriebs-Trägerelement 127, wodurch die Drehzahldifferenz zwischen der Antriebswelle 24 und der Abtriebswelle 94 verändert wird.
Der Bereich der Drehmomentvervielfachung reicht vom Maximum, das erzeugt wird durch 1) die Antriebswelle 24; 2) Antriebs- Planetengetriebe-Baugruppe 26; 3) die zentrale Planetengetriebe-Baugruppe 62 und 4) die Abtriebs- Planetengetriebe-Baugruppe 125, die in Reihe angeordnet sind, bis zum Minimum von ein zu eins.
Nachstehend sind der Status und/oder die Rotation der wichtigsten Elemente des stufenlos regelbaren Getriebes 12 in den Betriebsmodi aufgeführt:
Vorwärtsrotation +
Rückwärtsrotation -
Keine Rotation Z
Eingerückt E
Ausgerückt D
Variabel V Diagramm zu Fig. 1 Diagramm zu Fig. 2
In Bezug auf das Ablaufdiagramm des Antriebs aus Fig. 1 sind der Status und/oder die Rotation der wichtigsten Elemente des stufenlos regelbaren Getriebes 12 dargestellt, wobei die verschiedenen Symbole dazu verwendet werden, einen Betrieb des stufenlos regelbaren Getriebes 12 vollständig zu beschreiben.
Im Leerlaufbetrieb in dem Ausfühungsbeispiel des Diagramms aus Fig. 1 drehen sich die Antriebswelle 24, das Antriebs- Sonnenradelement 30, das Antriebs-Trägerelement 82 und das zentrale Sonnenradelement 72 vorwärts. Das zentrale Trägerelement 90 und die Abtriebswelle 94 befinden sich in einem Zustand ohne Rotation, und zwar aufgrund einer Last an der Abtriebswelle 94.
Das Steuerungs-Trägerelement 63 und das gemeinsame Hohlradelement 44 befinden sich in dem Zustand der Rückwärtsrotation. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die regelbaren Viskosekupplungen 46, 48, 64 in einem ausgerückten Zustand, was eine Rotation von Null der Abtriebswelle 94 bewirkt.
Im Niederbereichsbetrieb aus dem. Diagramm zu Fig. 1 ist ersichtlich, dass sich die Antriebswelle 24, das Antriebs- Sonnenradelement 30, das Antriebs-Trägerelement 82, das zentrale Sonnenradelement 72, das zentrale Trägerelement 90, die Abtriebswelle 94 und das Steuerungs-Trägerelement 63 alle vorwärts drehen. Zu diesem Zeitpunkt weist das gemeinsame Hohlradelement 44 keine Rotation auf.
Die regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 ist ebenso ausgerückt wie die regelbare Verhältnis-Viskosekupplung 48. Die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46 ist eingerückt, was eine Rotation der Abtriebswelle 94 in dem Niederbereichsbetrieb bewirkt.
In dem Fahrbereichsbetrieb au dem Diagramm in Bezug auf Fig. 1 ist ersichtlich, dass sich die Antriebswelle 24, das Antriebs-Sonnenradelement 30, das Antriebs-Trägerelement 82, das zentrale Sonnenradelement 72, das zentrale Trägerelement 90, die Abtriebswelle 94, das Steuerungs-Trägerelement 63 und das gemeinsame Hohlradelement 44 alle vorwärts drehen.
In diesem Zustand sind die regelbare Umkehr-Viskosekupplung 64 und die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46 ausgerückt. Zu diesem Zeitpunkt rückt die regelbare Verhältnis- Viskosekupplung 48 unterschiedlich ein, um die Drehzahlleistung an das Abtriebswellenelement 94 zu regeln.
In Bezug auf den Rückwärtsbetrieb aus dem Diagramm zu Fig. 1 ist ersichtlich, dass sich die Antriebswelle 24 und das Antriebs-Sonnenradelement 30 sowie das Steuerungs- Trägerelement 63 in einem Zustand der Vorwärtsrotation befinden. Das Antriebs-rägerelement 82 und das zentrale Sonnenradelement 72 werden auf einer Rotation von Null gehalten.
Das zentrale Trägerelement 90 und die Abtriebswelle 94 in Verbindung mit dem gemeinsamen Hohlradelement 44 befinden sich in einem Zustand der Rückwärtsrotation.
Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die regelbare Umkehr- Viskosekupplung 64 in dem eingerückten Zustand, während sich die regelbare Anlass-Viskosekupplung 46 und die regelbare Verhältnis-Viskosekupplung 48 gleichzeitig in dem ausgerückten Zustand befinden.
In Bezug auf das Diagramm zu Abb. 2, das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ist ausgeführt, dass die Rotation und der Zustand der wichtigsten Elemente während diesem Betriebsmodus im wesentlichen mit den vergleichbaren Elementen aus dem ersten Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 identisch sind.
Der Hauptunterschied liegt in der Verbindung der Abtriebswelle 94 mit der dritten Kraftantriebs-Planetengetriebe-Baugruppe bzw. der Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 125. In dem ersten Ausführungsbeispiel fungiert die Steuerungs- Planetengetriebe-Baugruppe 92 als Einrichtung zur Drehzahlregelung, und in dem zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) arbeitet die Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe 125 als eine dritte Stufe der Drehmomentvervielfachung.
In dem Diagramm zu Fig. 2 ist das zentrale Trägerelement 90 mit dem Abtriebs-Sonnenradelement 104 verbunden und dreht dieses, wobei das zentrale Trägerelement 90 nicht direkt mit der Abtriebswelle 94 verbunden ist. Eine weitere Änderung ist die Tatsache, dass die Abtriebswelle 94 mit dem Abtriebs- Trägerelement 127 verbunden ist und dieses dreht.
Hiermit wird festgestellt, dass das stufenlos regelbare Getriebe 12 oder 121 drei Kraftantriebs-Planetengetriebe- Baugruppen verwendet, die in Reihe verbunden sind, in Kombination mit drei Viskosefluid-Kupplungseinrichtungen, die jeweils entsprechenden Baugruppen der Kraftantriebs- Planetengetriebe-Baugruppen in Kombination mit dem gemeinsamen Hohlradelement 44 zugeordnet sind, um die stufenlos regelbare Leistungsabgabe von der Antriebswelle 24 auf die Abtriebswelle 94 zu erreichen.
Dieses Zusammenwirken erreicht eine ruckfreie und regelbare Kraftübertragung auf das Abtriebswellenelement 94 und kann im Betrieb die Zustände aus einem Leerlaufbetrieb; einem Niederbereichsbetrieb; einem Fahrbereichsbetrieb, der einen Zustand der regelbaren Drehmomentvervielfachung erreicht, und in einen Rückwärtsbetrieb ändern.
Das erfindungsgemäße stufenlos regelbare Getriebe sieht eine stufenlos regelbare Leistungsabgabe vor, wobei das Getriebe im Vergleich zu dem Stand der Technik entsprechenden Konstruktionen verhältnismäßig kostengünstig hergestellt werden kann, einen zuverlässigen Einsatz aufweist, derart betrieben werden kann, dass es ein regelbares Ausmaß der Drehmomentvervielfachung vorsieht, verschiedene Betriebsmodi vorsieht, darunter Leerlauf, Niederbereich, Fahrbereich oder Rückwärts von einem Minimum von eins zu eins bis zu einer maximalen Drehmomentvervielfachung, und wobei das Getriebe im wesentlichen wartungsfrei ist.
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Bezug auf besondere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, wobei hiermit festgestellt wird, dass die Beschreibung ausschließlich der Veranschaulichung dient und den durch die anhängigen Ansprüche definierten Umfang der Erfindung nicht einschränkt.

Claims

1. Stufenlos regelbares Getriebe, das in Verbindung mit einem Energieversorgungssystem zur Übertragung von Kraft von einer Antriebswelle (24) auf eine Abtriebswelle (94) verwendet werden kann, wobei das Getriebe folgendes umfasst:

a) eine Leistungsaufnahmeeinrichtung (16), mit einer Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26), die mit einer Antriebswelle (24) verbunden ist, um durch diese gedreht zu werden;

b) wobei die genannte Antriebs-Planetengetriebe- Baugruppe mit einer gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) eingreifen kann und sich mit dieser ungleichförmig drehen kann;

c) eine zentrale Planeten- und Umkehr- Kupplungseinrichtung (20) mit 1) einer zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62), die mit der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) eingreifen kann, und ein Antriebs-Trägerelement aufweist, das funktionsfähig mit der genannten Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26) verbunden ist; und 2) einer regelbaren Umkehr-Viskosekupplung (64), die mit dem genannten Antriebs-Trägerelement verbunden ist;

d) eine Leistungsabgabeeinrichtung (22) mit einer Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe (92), die mit einer Abtriebswelle (94) verbunden ist und über ein zentrales Trägerelement (90) mit einem Abschnitt der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe;

e) wobei die genannte Steuerungs-Planetengetriebe- Baugruppe (92) regelbar mit der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) eingreifen kann;

f) wobei im Leerlaufbetrieb 1) die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) ausrückt und die genannte Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26) durch die genannte Antriebswelle (24) angetrieben wird und im Freilauf um die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) läuft; und 2) die genannte Abtriebswelle (94) durch eine an ihr vorgesehene Last gegen einer Rotation zurückgehalten wird; und

g) wobei die genannte zentrale Planetengetriebe- Baugruppe (62) und die genannte Steuerungs-Planetengetriebe- Baugruppe (92) im Freilauf um die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung laufen.

2. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 1, wobei:

a) im Rückwärts- bzw. Umkehrbetrieb die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) einrückt, um das genannte Antriebs-Trägerelement gegen eine Rotation zurückzuhalten, um zu bewirken, dass die genannte Antriebs- Planetengetriebe-Baugruppe (26) die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) drehbar antreibt, die wiederum die genannte zentrale Planetengetriebe-Baugruppe (62) antreibt sowie das genannte zentrale Trägerelement (90), das die genannte Abtriebswelle (94) in eine zu der genannten Antriebswelle (24) entgegengesetzte Richtung dreht.

3. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 1, wobei:

a) die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) eine damit verbundene regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) aufweist;

b) die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46)

einrückt, um die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) gegen eine Rotation zurückzuhalten;

c) während dem Niederbereich- oder Anlaufbetrieb die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) ausrückt, und wobei die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) einrückt;

d) die Rotation der genannten Antriebswelle (24) und die genannte Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26) das genannte Antriebs-Trägerelement drehen, das wiederum die genannte zentrale Planetengetriebe-Baugruppe (62) dreht; und

e) eine Rotation der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62) und des genannten zentralen Trägerelements (90) vorgesehen ist, das mit der genannten Abtriebswelle (94) verbunden ist und diese dreht.

4. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 1, wobei:

a) die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) eine regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) aufweist, wobei Teilstücke dieser mit der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (IS) verbunden sind sowie mit einem Steuerungs-Trägerelement. (90), das mit der genannten Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe (92) verbunden ist;

b) die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) einrückt, um die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) regelbar mit dem genannten Steuerungs-Trägerelement (63) zu verbinden;

c) während einem Fahrbereichbetrieb die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) und die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) ausrücken, und wobei die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) regelbar einrückt;

d) die genannte Abtriebswelle (94) über die Leistungsaufnahmeeinrichtung drehbar angetrieben wird, die genannte zentrale Planetengetriebe-Baugruppe (62) und die genannte Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe; und

e) die genannte Abtriebswelle (94) mit einem maximalen Verhältnis angetrieben wird, wenn die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) in ein 1 : 1 Kraftantriebsverhältnis ausrückt, wenn die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) vollständig einrückt, und wobei die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) für eine Rotation mit dem genannten Steuerungs-Trägerelement (63) verriegelt wird.

5. Stufenlos regelbares Getriebe, das in Verbindung mit einem Energieversorgungssystem zur Übertragung von Kraft von einer Antriebswelle (24) auf eine Abtriebswelle (94) verwendet werden kann, wobei das Getriebe folgendes umfasst:

a) eine Leistungsaufnahmeeinrichtung mit einer Antriebswelle (24), die mit einer Antriebs-Planetengetriebe- Baugruppe (26) verbunden ist;

b) eine gemeinsame Hohlradeinrichtung (18), die funktionsfähig mit der genannten Antriebs-Planetengetriebe- Baugruppe (26) verbunden ist;

c) eine zentrale Planeten- und Umkehr- Kupplungseinrichtung (20), mit Einer zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62), die funktionsfähig mit der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) verbunden ist, einem Antriebs-Trägerelement (82), das mit der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62) und der genannten Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26) verbunden ist, und mit einer regelbaren Umkehr-Viskosekupplung (64), die mit dem genannten Antriebs-Trägerelement verbunden ist;

d) eine Leistungsabgabeeinrichtung (124) mit einer Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (125), die funktionsfähig mit der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) verbunden ist, einem zentralen Trägerelement (90), das funktionsfähig mit der genannten zentralen Planetengetriebe- Baugruppe verbunden ist, und mit einer Abtriebswelle (94), die mit der genannten Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (125) verbunden ist; und

e) wobei die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) eine regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) und eine regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) aufweist, die mit der genannten Abtriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (125) eingreifen können, und die selektiv und regelbar mit der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) eingreifen können.

6. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) sich im Leerlaufbetrieb die genannte Antriebswelle (24) dreht und die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) antreibt; und

b) das genannte Steuerungs-Trägerelement (63) und die genannte Abtriebswelle durch eine Last an der genannten Abtriebswelle (94) und die genannte regelbare Umkehr- Viskosekupplung (64) gegen eine Rotation zurückgehalten werden, wobei sich die genannte regelbare Anlass- Viskosekupplung (46) und die genannte regelbare Verhältnis- Viskosekupplung (48) alle in einem ausgerückten Zustand befinden, wobei sich die genannte Antriebs-Planetengetriebe- Baugruppe (26), die genannte zentrale Planetengetriebe- Baugruppe (62) und die genannte Abtriebs-Planetengetriebe- Baugruppe (125) in Freilaufzuständen befinden.

7. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) im Rückwärts- bzw. Umkehrbetrieb einrückt, um das genannte Antriebs-Trägerelement (82) und ein Teilstück der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe stationär zu halten; und

1) wobei die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) und die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) ausrücken; und

2) wobei sich die genannte Antriebs-Planetengetriebe- Baugruppe (26) und die genannte Antriebswelle (24) drehen, um die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) anzutreiben;

3) wobei ein Teilstück der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62) drehbar durch die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) angetrieben wird, welche das genannte zentrale Trägerelement antreibt; und

4) wobei das genannte zentrale Trägerelement mit der genannten Abtriebswelle (94) verbunden ist, die sich in eine zu der Drehrichtung der genannten Antriebswelle (24) entgegengesetzten Richtung dreht.

8. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) in einem Niederbereich-Anlassbetrieb einrückt, um die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) stationär zu halten; und

1) wobei die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) und die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) ausrücken;

2) wobei sich die genannte Antriebswelle (24) dreht und die genannte Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26) und das genannte Antriebs-Trägerelement antreibt; und

3) wobei das genannte Antriebs-Trägerelement (82) die genannte zentrale Planetengetriebe-Baugruppe (62) und das genannte zentrale Trägerelement (90) dreht, das die genannte Abtriebswelle (94) dreht.

9. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte regelbare Verhältnis-Baugruppe (48) in einem Fahrbereichbetrieb eingreift, um regelbar ein Teilstück des genannten Steuerungs-Trägerelements (63) gegen eine Rotation zu verriegeln; und

1) wobei die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) und die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) ausrücken;

2) wobei die genannte Antriebswelle (24) die genannte Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26) dreht und mit regelbarer Geschwindigkeit antreibt, wenn die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) nicht vollständig einrückt; und

3) wobei eine maximale Ausgangsdrehzahl erreicht wird, wenn die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) vollständig einrückt, und wobei ein Teilstück der genannten regelbaren Steuerungs-Viskosekupplung gegen eine Rotation im Verhältnis zu der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) zurückgehalten wird.

10. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte Antriebswelle (24) im Leerlaufbetrieb die genannte Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26) dreht und die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) antreibt; und

1) wobei das genannte Steuerungs-Trägerelement (63) und die genannte Abtriebswelle (94) durch eine Last an der genannten Abtriebswelle (94) gegen eine Rotation zurückgehalten werden, und wobei die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64), die genannte regelbare Anlass- Viskosekupplung (46) und die genannte regelbare Verhältnis- Viskosekupplung (48) sich alle in einem ausgerückten Zustand befinden; und

b) die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) in einem Rückwärts- bzw. Umkehrbetrieb einrückt, um das genannte Antriebs-Trägerelement (B2) und ein Teilstück der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62) stationär zu halten; und 1) wobei die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) und die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) ausrücken;

3) wobei ein zweites Teilstück der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62) drehbar durch die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) angetrieben wird; und

4) wobei das genannte zweite Teilstück durch das genannte zentrale Trägerelement (90) mit der genannten Abtriebswelle (94) verbunden ist, die in eine entgegengesetzte Richtung zu der Drehrichtung der genannten Antriebswelle (24) gedreht wird.

11. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte Antriebswelle (24) im Leerlaufbetrieb die genannte Antriebs-Panetengetriebe-Baugruppe (26) dreht und die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) antreibt; und

1) wobei das genannte zentrale Trägerelement (90) und die genannte Abtriebswelle (94) durch eine Last an der genannten Abtriebswelle (94) gegen eine Rotation zurückgehalten werden, und wobei die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64), die genannte regelbare Anlass- Viskosekupplung (46) und die genannte regelbare Verhältnis- Viskosekupplung (48) sich alle in einem ausgerückten Zustand befinden; und

b) die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) in einem Rückwärts- bzw. tirnkehrbetrieb einrückt, um das genannte Antriebs-Trägerelement (82) und ein Teilstück der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62) stationär zu halten; und

1) wobei die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) und die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) ausrücken;

4) wobei das genannte zweite Teilstück durch das genannte zentrale Trägerelement (90) mit der genannten Abtriebswelle (94) Verbunden ist, die in eine entgegengesetzte Richtung zu der Drehrichtung der genannten Antriebswelle (24) gedreht wird; und

c) die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) in einem Niederbereich-Anlassbetrieb einrückt, um die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) stationär zu halten; und

2) wobei sich die genannte Antriebswelle (24) dreht und die genannte Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26) und das genannte Antriebs-Trägerelement (82) antreibt; und

3) wobei das genannte zentrale Trägerelement (90) ein Teilstück der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62) und das genannte zentrale Trägerelement (90) dreht, das die genannte Abtriebswelle (94) dreht.

12. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

b) die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) in einem Rückwärts- bzw. Umkehrbetrieb einrückt, um das genannte Antriebs-Trägerelement 182) und ein Teilstück der genannten zentralen Planetengetriebe-Baugruppe (62) stationär zu halten; und

3) wobei das genannte zentrale Trägerelement (90) ein Teilstück der genannten zentrale Planetengetriebe-Baugruppe (62) und das genannte zentrale Trägerelement (90) dreht, das die genannte Abtriebswelle (94) dreht; und

d) die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) in einem Fahrbereichbetrieb einrückt, um ein Teilstück des genannten Steuerungs-Trägerelements (63) regelbar gegen eine Rotation zu verriegeln; und

13. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) bewegliche Umkehr-Kupplungsplatten (84) aufweist, die an dem genannten Antriebs-Trägerelement (82) angebracht sind, feste Umkehr-Kupplungsplatten (86), die an einem stationären Getriebegehäuse (14) angebracht sind, und ein Umkehrkupplungs- Betätigungs-Kolbenelement (88), das regelbar betrieben werden kann, um die Rotation der genannten beweglichen Umkehr- Kupplungsplatten (84) und der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) in einem Umkehr- bzw. Rückwärtsbetrieb anzuhalten.

14. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) innere drehbare Kupplungsplatten (54) aufweist, die an der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) angebracht sind, äußere feste Kupplungsplatten (52), die mit einem stationären Getriebegehäuse (14) verbunden sind, und ein Anlasskupplungs- Betätigungs-Kolbenelement (56), das so betrieben werden kann, dass es die Rotation der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) während einem Niederbereich- oder Anlassbetrieb anhält.

15. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) äußere bewegliche Kupplungsplatten (58) aufweist, die mit der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) verbunden sind, innere bewegliche Kupplungsplatten (60), die mit dem genannten Steuerungs-Trägerelement verbunden sind, und ein Verhältniskupplungs-Betätigungs-Kolbenelement (61), das regelbar betrieben werden kann, um die relative Rotation zwischen den genannten inneren beweglichen Kupplungsplatten (60) und den genannten äußeren beweglichen Kupplungsplatten (58) zu regeln, um die Drehzahl von der genannten Antriebswelle (24) auf die genannte Abtriebswelle (94) zu regeln.

16. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte Antriebs-Planetengetriebe-Baugruppe (26) ein Antriebs-Sonnenradelement (30) aufweist, das mit der genannten Antriebswelle (24) verbunden ist, um sich mit dieser zu drehen, und mit Antriebs-Planetengetriebe-Elementen (32), die drehbar mit dem genannten Antriebs-Sonnenradelement (30) und der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) verbunden sind;

b) die genannten Antriebs-Planetengetriebe-Elemente (32) drehbar mit dem genannten Antriebs-Trägerelement verbunden sind;

c) die genannten Antriebs-Planetengetriebe-Elemente (32) die genannt gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) antreiben, wenn die genannte regelbare Umkehr-Viskosekupplung (64) einrückt und das genannte Antriebs-Trägerelement gegen eine Rotation zurückhält; und

d) die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) sich dreht, um die genannte zentrale Planetengetriebe-Baugruppe (62) und die genannte Abtriebswelle (94) in eine Drehrichtung anzutreiben, die zu der Drehrichtung der genannten Antriebswelle (24) entgegengesetzt ist.

17. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte zentrale Planetengetriebe-Baugruppe (62) ein zentrales Sonnenradelement (66) aufweist, das mit dem genannten Antriebs-Trägerelement verbunden ist, um sich mit diesem zu drehen, und wobei zentrale Planetengetriebe-Elemente (75) mit dem genannten zentralen Sonnenradelement (66) und der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) verbunden sind;

b) die genannten zentralen Planetengetriebe-Elemente (75) drehbar mit dem genannten zentralen Trägerelement (90) verbunden sind; und

c) sich das genannte zentrale Trägerelement (90) mit dem genannten zentralen Sonnenradelement (66) und den genannten zentralen Planetengetriebe-Elementen (75) einschließlich der genannten Abtriebswelle (94) dreht, wenn die genannte regelbare Anlass-Viskosekupplung (46) einrückt, und wobei die genannte gemeinsame Hohlradeinrichtung (18) gegen eine Bewegung zurückgehalten wird.

18. Stufenlos regelbares Getriebe nach Anspruch 5, wobei:

a) die genannte Steuerungs-Planetengetriebe-Baugruppe (125) ein Steuerungs-Sonnenradelement (96) aufweist, das mit den genannten Steuerungs-Planetengetriebe-Elementen (112) und der genannten Abtriebswelle (94) verbunden ist; und wobei ein mit den genannten Steuerungs-Planetengetriebe-Elementen (112) verbundenes Steuerungs-Trägerelement (63) und die genannten Steuerungs-Planetengetriebe-Elemente (112) drehbar mit dem genannten Steuerungs-Sonnenradelement (96) und der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) verbunden sind;

b) die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) mit dem genannten Steuerungs-Trägerelement (63) verbunden ist;

c) die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) regelbar einrückt, um die relative Drehbewegung zwischen dem genannten Steuerungs-Trägerelement (63) und der genannten gemeinsamen Hohlradeinrichtung (18) zu regeln; und

d) die genannte regelbare Verhältnis-Viskosekupplung (48) vollständig einrückt, um eine maximale Rotation der genannten Abtriebswelle (94) durch die Rotation der genannten Antriebswelle (24) zu erreichen.