WO2010057456A1 - Fahrzeuggetriebe mit stufenlos veränderbarer übersetzung - Google Patents

Fahrzeuggetriebe mit stufenlos veränderbarer übersetzung Download PDF

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WO2010057456A1
WO2010057456A1 PCT/DE2009/001486 DE2009001486W WO2010057456A1 WO 2010057456 A1 WO2010057456 A1 WO 2010057456A1 DE 2009001486 W DE2009001486 W DE 2009001486W WO 2010057456 A1 WO2010057456 A1 WO 2010057456A1
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clutch
vehicle transmission
input shaft
gear
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PCT/DE2009/001486
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Andreas Triller
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Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg
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Publication date
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    • F16H2037/025—CVT's in which the ratio coverage is used more than once to produce the overall transmission ratio coverage, e.g. by shift to end of range, then change ratio in sub-transmission and shift CVT through range once again

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle transmission with continuously variable transmission, with a arranged on a first shaft first conical disk pair and arranged on a second shaft second conical disk pair and arranged between the conical disk pairs belting and an input shaft and a rotatably mounted thereon, the input shaft optional can be brought into engagement with the first shaft or the second shaft and the output gear is rotatably engageable with the respective other shaft and between the input shaft and first and second shaft is provided in each case a multi-plate clutch for rotary power transmission and the output gear each by means of a dog clutch with the other Shaft can be brought into rotary engagement.
  • the transmission is a so-called i 2 -red transmission, where "i” indicates the ratio of a variator of a belt pulley and the "2" indicates that the transmission range of the variator is passed twice.
  • the transmission described above has already proven itself, it has the disadvantage of a relatively complex structure, since it has a total of five clutches, of which one clutch is assigned to the reverse drive range, however, four clutches are necessary for driving through the spread of the conical-pulley transmission twice , These clutches must be controlled accordingly, which leads to complicated switching operations.
  • the four clutches are multi-plate clutches, each of which must be controlled by its own actuator.
  • a transmission with a drive and output unit in which an output gear is rotatably mounted on a drive shaft, via which a can be introduced into the transmission gear.
  • the driven gear is flanked on both sides by a coupling unit having a multi-plate clutch and a dog clutch, which can be selectively engaged with the driven gear, so that a torque transmission from the respective clutch unit can take place on the driven gear.
  • the multi-plate clutches and jaw clutches are each driven by a separate actuator. It is in the nature of things that such a control is component-consuming and therefore expensive.
  • the present invention is based on the object to simplify the generic vehicle transmission in terms of its structure and thus also the control of the individual rotational force transmitting components of the transmission.
  • the invention provides a vehicle transmission with continuously variable transmission, with a arranged on a first shaft first conical disk pair and a second time arranged second conical disk pair and arranged between the conical disk pairs belt and an input shaft with a rotatably mounted thereon driven gear, wherein the input shaft optionally with the first shaft or the second shaft can be brought into rotary engagement and the output gear with the respective other shaft is rotatably engageable and between the input shaft and first and second shaft is provided in each case a multi-plate clutch for rotary power transmission and the output gear each by means of a dog clutch with the other shaft in Dreheeingriff can be brought, wherein the first multi-plate clutch and the first dog clutch by means of a first hydraulically operated device and the second multi-plate clutch and the second dog clutch by means of a second hydraulically operated device can be actuated.
  • the vehicle transmission according to the invention therefore has a much simpler operation of the multi-plate clutches and jaw clutches, since in each case a multi-plate clutch and a dog clutch are combined to form a coupling unit which can be actuated by a hydraulically operated device.
  • a hydraulically operated device For actuating the four clutches provided for passing through the forward driving range twice, therefore, only two hydraulically operated devices are required in the vehicle transmission according to the invention.
  • the two hydraulically operated devices can be acted upon by pressurized fluid by means of two fluid lines extending coaxially along the input shaft.
  • the pressurized fluid can be applied by means of two rotary inlets arranged in fluid communication with the input shaft. It can therefore be fed or discharged through the two rotary inlets pressurized fluid to the two devices or the pressure fluid present in the two devices and the fluid lines via the two rotary inlets are pressurized or brought about by the pressurization pressure in the two hydraulically operated devices and the Fluid lines are reduced via the rotary inlets.
  • the two rotary inlets therefore only have to be connected fluidically via a fluid line or the like to a device which ensures the pressure buildup and the pressure reduction in the hydraulically operated devices.
  • a pressure chamber which can act on a member for closing the multi-plate clutch against a spring means axially displaceable relative to the input shaft.
  • the pressure build-up in the pressure chamber can provide an axial displacement of the component and the component close the multi-plate clutch for torque transmission. If the pressure in the pressure chamber is reduced, the spring device ensures an axial displacement of the component relative to the input shaft and thus an interruption of the torque transmission via the previously closed multi-plate clutch.
  • the previously described component for closing the multi-plate clutch may be provided with an engagement portion and the engagement portion are brought to the output gear in a releasable rotationally positive form-fitting engagement and biased the engagement portion by means of a spring device in the direction of the driven wheel - A - to be.
  • this means that the component is in a form-locking engagement with the output gear in a state of the pressure chamber that is not supplied with or with little pressure and can rotate together with the output gear.
  • the spring device is supported against a gear which is rotatably arranged between the multi-plate clutch and the spring device on the input shaft.
  • This gear can be in a rotationally fixed engagement with the multi-plate clutch, for example via an undercut axial toothing or quite simply via a welded joint, so that when the multi-plate clutch is closed, a torque transmission takes place on the gear and from this a torque transmission to one on the first or second shaft rotatably arranged gear can take place.
  • the axial displacement of the component in the direction of action for closing the multi-plate clutch for opening the engagement position between the component and the driven wheel leads. Since the respective other multi-plate clutch is in the open state, the jaw clutch of this other multi-plate clutch is in positive engagement with the output gear, so that a corresponding torque transmission can take place from the arranged between the other multi-plate clutch and the dog clutch gear on the output gear.
  • the gear is arranged in the axial direction of the input shaft between the component and the multi-plate clutch.
  • the gearwheel has recesses in the axial longitudinal direction which are penetrated by jaws extending away from the component in the axial direction, which claws are designed to act on lamellae of the multi-disc clutch.
  • the component is thus axially displaceable over the pressure chamber relative to the gear and the multi-plate clutch on the input shaft and the jaws can act on the slats of the multi-plate clutch to close the multi-plate clutch. If the pressure in the pressure chamber is reduced, then the spring device ensures an axial displacement of the component and thus its ner claws away from the slats of the multi-plate clutch and thus to an opening of the multi-plate clutch.
  • the invention also provides a clutch arranged for transmitting rotational power from the second shaft to a turning step arranged in rotary engagement with the driven wheel. If this clutch is closed, a torque transmission takes place from the second shaft to the turning stage, which is in rotary engagement with the driven wheel. This driving position corresponds to the reverse position of the vehicle transmission according to the invention.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the structure of an embodiment of the vehicle transmission according to the invention and a matrix of the positions of provided in the vehicle transmission clutches;
  • FIG. 2-4 representations of various driving ranges of the vehicle transmission according to the present invention.
  • Fig. 5 is a perspective schematic representation of an embodiment of the vehicle transmission according to the invention.
  • Fig. 6 is an exploded perspective view of a coupling unit
  • FIG. 7 shows a partially sectioned representation of a drive and output unit of the vehicle transmission according to the invention in a neutral position
  • FIG. 9 is a view similar to that of Figure 8 with the drive and Abtriebsein unit in the driving range "HIGH”.
  • 10 is a view similar to that of FIG. 7 and FIG. 8 with the drive and output unit in the reverse drive range.
  • FIG. 1 of the drawing shows a schematic representation of an embodiment of the vehicle transmission 1 according to the invention.
  • the vehicle transmission 18 has a first conical disk pair 9 arranged on a first shaft 15 and a second conical disk pair 8 arranged on a second shaft 16. Between the two conical disk pairs 8, 9, a belt 17 is arranged in the form of, for example, a link chain.
  • a drive torque originating from a drive motor not shown in detail can be introduced into the vehicle transmission 18.
  • a gear 4 is rotatably arranged, via which a torque in a rotationally fixed to the first shaft 15 arranged gear 3 can be initiated.
  • a gear 1 is rotatably arranged, via which a torque from the input shaft 11 to a second shaft 16 rotatably mounted gear 2 can be initiated.
  • a driven gear 7 is rotatably mounted on the input shaft 11 and serves the torque output from the vehicle transmission 18 to a gear set shown in Fig. 5 of the drawing 10,13, 14, 14 ', which may be part of a non-illustrated drive train of a vehicle.
  • a gear 5 is rotatably arranged, which can be coupled via a reverse clutch KR in the torque transmission.
  • the gear 5 is engaged with a turning stage 6 and can transmit a torque from the second shaft 16 to the driven gear 7.
  • the vehicle transmission 18 according to the invention is in the reverse position.
  • the input shaft 11 is supplemented by the gears 1, 4, 7 and the clutches K1, K2, K3 and K4 to a drive and output unit 19.
  • the vehicle transmission 18 can assume four switching positions or driving positions.
  • the first driving position designated “R”
  • the reverse clutch KR and the clutch K1 are closed.
  • the neutral position “N” all clutches are open, in the driving position “LOW” the clutches K4 and K2 are closed and in the driving position "HIGH” the clutches K1 and K3 are closed.
  • FIGS. 2, 3 and 4 of the drawing show the respective driving positions of the vehicle transmission 18 according to the invention.
  • Fig. 2 shows the driving position "LOW", in which the power flow from the input shaft 11 via the closed clutch K4, the gear 1 takes place to the gear 2, from the second shaft 16 via the second cone pulley 8 to the belt 17, from there to first conical disk pair 9 and the gear 3 takes place and from gear 3 to the gear 4 and the closed clutch K2 to the output gear.
  • Fig. 4 of the drawing shows the reverse position "Rev" of the vehicle transmission 18 of the invention.
  • the registered in the input shaft 11 torque is transmitted to the gear 4 via the closed clutch K1, from there to the gear 2 and the first shaft 16.
  • the rotational force is transmitted to the belt 17 and from there to the second cone pulley pair 8 and the second shaft 16.
  • Fig. 5 of the drawing shows a perspective view of an executed vehicle transmission 18 according to the present invention.
  • a multi-plate clutch K1 is rotatably fixed via a in Fig. 6 of the drawing apparent key 40.
  • FIG. 6 of the drawing shows the respective structure of the multi-plate clutches K1 and K4.
  • An axially slidable on the input shaft 11 claw ring part 31 has jaws 42, the recesses 41 of the gear 1 can prevail and 35 via a clutch outer ring 35 steel discs and blades 37 act so that between the steel discs 36 and the blades 37, a rotational force transmission takes place.
  • the fins 37 have an internal toothing, which are in engagement with an external toothing of an inner coupling ring 39, which is fixed in a rotationally fixed manner via the key 40 on the input shaft 11.
  • the structure of the clutch K1 corresponds to the structure of the clutch K4 explained with reference to FIG. 6 with the difference that instead of the gear 1, which is rotatably mounted on the input shaft 11 via a bearing 34, the gear 4 shown in FIG. 5 is provided is.
  • Fig. 7 of the drawing shows the structure of the drive and output unit 19.
  • the multi-plate clutch K1 rotatably disposed, which can be closed via the jaw ring member 31.
  • the gear 4 is welded to the clutch outer ring 35, so that the rotational movement of the clutch outer ring 35 transmits to the gear 4 when the multi-plate clutch K1 is closed.
  • a plate spring 32 biases the jaw ring part 31 in the direction of the output gear 7, and the claw ring part 31 has a toothing 43, which is in engagement with an internal gear formed on the output gear 7 and thus forms a first dog clutch K2 together with the internal toothing.
  • the output gear 7 has a second internal toothing, which forms a second dog clutch K3 with a toothing 43 of the second jaw ring part 31.
  • the clutch outer ring 35 of the second multi-disc clutch K4 can be acted upon to close this multi-disc clutch.
  • the second plate spring 32 biases the claw ring part 31 in the direction of the drive wheel 7, so that the toothing 43 of the claw ring part 31 is in engagement with the toothing of the driven wheel 7.
  • the input shaft 11 has two coaxial with each other arranged fluid lines 56, 57, which are separated by a provided with a seal pipe 55 from each other. Via the fluid line 56, pressure fluid can be fed into a pressure chamber 58. Similarly, pressure fluid can be fed into a pressure space 59 via the fluid line 57.
  • FIG. 7 shows the position of the drive and output unit 19 in the neutral position of the vehicle transmission 18 according to the invention.
  • two rotary inlets can be arranged, via which pressure fluid can be introduced into the fluid lines 56, 57.
  • Fig. 8 shows the position of the drive and output unit 19 in the driving range "LOW".
  • pressure is built up in the fluid line 57.
  • This pressure build-up in the pressure chamber 59 ensures an axial displacement of the claw ring part 31 and thus for closing the multi-plate clutch K4.
  • the rotational movement of the multi-plate clutch K4 is transmitted to the gear 1.
  • the rotational force is transmitted to the gear 4 and from there via the closed dog clutch K2 on the output gear. 7
  • Fig. 9 of the drawing shows the position of the drive and output unit 19 in the driving range "HIGH".
  • the pressurization of the pressure chamber 59 is reduced via the fluid line 57 and the right in the plane of plate spring 32 displaces the associated claw part 31 in the left direction, so that on the one hand the multi-plate clutch K4 is opened and on the other hand, the dog clutch K3 is closed.
  • the output gear 7 is in a rotational force transmitting engagement with the gear 1, so that adjusts the illustrated together with Fig. 3 power transmission path in the vehicle transmission 18 according to the invention.
  • Fig. 10 of the drawing finally shows the position of the drive and output unit 19 in the driving range reverse drive of the vehicle transmission 18.
  • the dog clutches K2 and K3 are opened by simultaneous pressurization of the pressure chambers 58, 59 and closed the multi-plate clutch K1 for torque transmission.
  • the reversing clutch KR is closed for torque transmission to the turning stage 6.
  • the vehicle transmission according to the invention is now characterized by the fact that a twofold traversing the spread of the conical pulley belt transmission with only two hydraulically operated devices is possible, having two pressure chambers, which are fed via two rotary inlets on the input shaft of the vehicle transmission with pressurized fluid.

Abstract

Es wird ein Fahrzeuggetriebe (18) mit stufenlos veränderbarer Übersetzung vorgeschlagen, mit einem an einer ersten Welle (15) angeordneten ersten Kegelscheibenpaar (9) und einem an einer zweiten Welle (16) angeordneten zweiten Kegelscheibenpaar (8) und einem zwischen den Kegelscheibenpaaren angeordneten Umschlingungsmittel (17) sowie einer Eingangswelle (11) mit einem darauf drehbar gelagerten Abtriebsrad (7), wobei die Eingangswelle wahlweise mit der ersten Welle oder der zweiten Welle in Dreheingriff bringbar ist und das Abtriebsrad mit der jeweils anderen Welle in Dreheingriff bringbar ist und zwischen der Eingangswelle und ersten und zweiten Welle jeweils eine Lamellenkupplung (Kl, K4) zur Drehkraftübertragung vorgesehen ist und das Abtriebsrad jeweils mittels einer Klauenkupplung (K2,K3) mit der anderen Welle in Dreheingriff bringbar ist und die erste Lamellenkupplung und die erste Klauenkupplung mittels einer ersten hydraulisch betätigten Einrichtung und die zweite Lamellenkupplung und die zweite Klauenkupplung mittels einer zweiten hydraulisch betätigten Einrichtung betätigbar sind.

Description

Fahrzeuqqetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeuggetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung, mit einem an einer ersten Welle angeordneten ersten Kegelscheibenpaar und einem an einer zweiten Welle angeordneten zweiten Kegelscheibenpaar und einem zwischen den Kegelscheibenpaaren angeordneten Umschlingungsmittel sowie einer Eingangswelle und einem darauf drehbar gelagerten Abtriebsrad, wobei die Eingangswelle wahlweise mit der ersten Welle oder der zweiten Welle in Eingriff bringbar ist und das Abtriebsrad mit der jeweils anderen Welle in Dreheingriff bringbar ist und zwischen der Eingangswelle und ersten und zweiten Welle jeweils eine Lamellenkupplung zur Drehkraftübertragung vorgesehen ist und das Abtriebsrad jeweils mittels einer Klauenkupplung mit der anderen Welle in Dreheingriff bringbar ist.
Anhand der auf die Anmelderin zurückgehenden Patentanmeldung US 60/999,964 ist ein Fahrzeuggetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung bekannt geworden.
Bei dem Getriebe handelt es sich um ein so genanntes i2-red-Getriebe, wobei „i" auf die Übersetzung eines Variators eines Kegelscheibenumschlingungsgetriebes hinweist und die „2" darauf hinweist, dass der Übersetzungsbereich des Variators zweifach durchfahren wird.
Auf diese Weise kann ein Getriebe mit einer großen Spreizung erreicht werden, das ein hohes Antriebsmoment übertragen kann.
Obwohl sich das vorstehend beschriebene Getriebe bereits bewährt hat, weist es den Nachteil eines relativ komplexen Aufbaus auf, da es insgesamt fünf Kupplungen aufweist, von denen eine Kupplung dem Rückwärtsfahrbereich zugeordnet ist, aileine vier Kupplungen aber für das zweimalige Durchfahren der Spreizung des Kegelscheibenumschlingungsgetriebes notwendig sind. Diese Kupplungen müssen entsprechend angesteuert werden, was zu komplizierten Schaltvorgängen führt. Bei den vier Kupplungen handelt es sich um Lamellenkupplungen, die jeweils von einer eigenen Aktorik angesteuert werden müssen.
Es ist auch bereits ein Getriebe mit einer Antriebs- und Abtriebseinheit bekannt geworden, bei der ein Abtriebszahnrad drehbar auf einer Antriebswelle angeordnet ist, über die ein Ein- gangsmoment in das Getriebe eingeleitet werden kann. Das Abtriebszahnrad wird beidseits von einer Kupplungseinheit flankiert, die eine Lamellenkupplung und eine Klauenkupplung aufweist, die wahlweise mit dem Abtriebszahnrad in Eingriff gebracht werden können, so dass eine Momentenübertragung von der jeweiligen Kupplungseinheit auf das Abtriebszahnrad stattfinden kann. Auch bei dieser bekannten Antriebs- und Abtriebseinheit werden die Lamellenkupplungen und Klauenkupplungen jeweils von einer eigenständigen Aktorik angesteuert. Es liegt in der Natur der Dinge, dass eine solche Ansteuerung bauteilaufwändig und damit teuer ist.
Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung nunmehr die Aufgabe zu Grunde, das gattungsgemäße Fahrzeuggetriebe hinsichtlich seines Aufbaus zu vereinfachen und damit auch die Ansteuerung der einzelnen Drehkraft übertragenden Bauteile des Getriebes.
Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
Die Erfindung schafft ein Fahrzeuggetriebe mit stufenlos veränderbarer Übersetzung, mit einem an einer ersten Welle angeordneten ersten Kegelscheibenpaar und einem an einer zweiten Weile angeordneten zweiten Kegelscheibenpaar und einem zwischen den Kegelscheibenpaaren angeordneten Umschlingungsmittel sowie einer Eingangswelle mit einem darauf drehbar gelagerten Abtriebsrad, wobei die Eingangswelle wahlweise mit der ersten Welle oder der zweiten Welle in Dreheingriff bringbar ist und das Abtriebsrad mit der jeweils anderen Welle in Dreheingriff bringbar ist und zwischen der Eingangswelle und ersten und zweiten Welle jeweils eine Lamellenkupplung zur Drehkraftübertragung vorgesehen ist und das Abtriebsrad jeweils mittels einer Klauenkupplung mit der anderen Welle in Dreheingriff bringbar ist, wobei die erste Lamellenkupplung und die erste Klauenkupplung mittels einer ersten hydraulisch betätigten Einrichtung und die zweite Lamellenkupplung und die zweite Klauenkupplung mittels einer zweiten hydraulisch betätigten Einrichtung betätigbar sind.
Das erfindungsgemäße Fahrzeuggetriebe weist daher eine wesentlich einfachere Betätigung der Lamellenkupplungen und Klauenkupplungen auf, da jeweils eine Lamellenkupplung und eine Klauenkupplung zu einer Kupplungseinheit zusammengefasst sind, die von einer hydraulisch betätigten Einrichtung betätigt werden kann. Zur Betätigung der zum zweimaligen Durchfahren des Vorwärtsfahrbereichs vorgesehenen vier Kupplungen sind daher bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebe nur zwei hydraulisch betätigte Einrichtungen erforderlich. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die beiden hydraulisch betätigten Einrichtungen mittels zweier sich koaxial entlang der Eingangswelle erstreckender Fluidleitungen mit Druckfluid beaufschlagbar sind. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass die Eingangswelle zwei Fluidleitungen aufweist, durch die hindurch beispielsweise mittels einer Pumpeneinrichtung Druckfluid geleitet werden kann beziehungsweise das darin enthaltene Druckfluid mit Druck beaufschlagt werden kann und durch diese Druckbeaufschlagung eine Betätigungseinrichtung verlagert werden kann, die die Lamellenkupplung und die Klauenkupplung zur Momentenübertragung schließt beziehungsweise öffnet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Druckfluid mittels zweier mit der Eingangswelle in Fluidkommunikation angeordneter Dreheinführungen applizierbar ist. Es kann also durch die beiden Dreheinführungen Druckfluid zu den beiden Einrichtungen zugeführt beziehungsweise abgeführt werden beziehungsweise das in den beiden Einrichtungen und den Fluidleitungen vorhandene Druckfluid über die beiden Dreheinführungen mit Druck beaufschlagt werden beziehungsweise der durch die Druckbeaufschlagung herbeigeführte Druck in den beiden hydraulisch betätigten Einrichtungen und den Fluidleitungen über die Dreheinführungen verringert werden.
Die beiden Dreheinführungen müssen also nur über eine Fluidleitung oder dergleichen mit einer Einrichtung fluidisch verbunden werden, die für den Druckaufbau und den Druckabbau in den hydraulisch betätigten Einrichtungen sorgt.
Jede der Einrichtungen weist nach einer Weiterbildung der Erfindung einen Druckraum auf, der ein Bauteil zum Schließen der Lamellenkupplung gegen eine Federeinrichtung relativ zur Eingangswelle axial verlagernd beaufschlagen kann. Der Druckaufbau in dem Druckraum kann für eine axiale Verlagerung des Bauteils sorgen und das Bauteil die Lamellenkupplung zur Momentenübertragung schließen. Wird der Druck in dem Druckraum verringert, so sorgt die Federeinrichtung für eine axiale Verlagerung des Bauteils relativ zur Eingangswelle und damit für eine Unterbrechung der Momentenübertragung über die vorher geschlossene Lamellenkupplung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das vorher beschriebene Bauteil zum Schließen der Lamellenkupplung mit einem Eingriffsabschnitt versehen sein und der Eingriffsabschnitt mit dem Abtriebsrad in einen lösbaren drehfesten Formschlusseingriff gebracht werden und der Eingriffsabschnitt mittels einer Federeinrichtung in Richtung zum Abtriebsrad vorgespannt - A - sein. Es bedeutet dies mit anderen Worten, dass sich das Bauteil in einem nicht oder mit wenig Druck versorgten Zustand des Druckraums mit dem Abtriebsrad in einem Formschlusseingriff befindet und sich zusammen mit dem Abtriebsrad drehen kann.
Wird der Druckraum mit Druck beaufschlagt, so führt dies zum Öffnen des Formschlusseingriffs zwischen dem Abtriebsrad und dem Bauteil und über die axiale Verlagerung des Bauteils relativ zur Eingangswelle zu einem Schließen der entsprechenden Lamellenkupplung.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass sich die Federeinrichtung gegen ein Zahnrad abstützt, welches zwischen der Lamellenkupplung und der Federeinrichtung an der Eingangswelle drehbar angeordnet ist. Dieses Zahnrad kann sich mit der Lamellenkupplung in einem drehfesten Eingriff befinden, beispielsweise über eine hinterschnitteηe Axialverzahnung oder auch ganz einfach über eine Schweißverbindung, so dass bei geschlossener Lamellenkupplung eine Momentenübertragung auf das Zahnrad stattfindet und von diesem eine Momentenübertragung zu einem auf der ersten oder zweiten Welle drehfest angeordneten Zahnrad stattfinden kann.
Es ist also nach der Erfindung vorgesehen, dass die axiale Verlagerung des Bauteils in Wirkrichtung zum Schließen der Lamellenkupplung zum Öffnen der Eingriffstellung zwischen dem Bauteil und dem Abtriebsrad führt. Da sich die jeweils andere Lamellenkupplung im offenen Zustand befindet, befindet sich die Klauenkupplung dieser anderen Lamellenkupplung in Formschlusseingriff mit dem Abtriebszahnrad, so dass eine entsprechende Momentenübertragung von dem zwischen dieser anderen Lamellenkupplung und der Klauenkupplung angeordneten Zahnrad auf das Abtriebsrad stattfinden kann.
Wie es vorstehend bereits erwähnt wurde, befindet sich das Zahnrad in axialer Richtung der Eingangswelle zwischen dem Bauteil und der Lamellenkupplung angeordnet. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Zahnrad in Axiallängsrichtung Ausnehmungen aufweist, die von sich vom Bauteil in axialer Richtung weg erstreckenden Klauen durchsetzt sind, welche zum Beaufschlagen von Lamellen der Lamellenkupplung ausgebildet sind.
Das Bauteil ist also über den Druckraum relativ zum Zahnrad und zur Lamellenkupplung axial an der Eingangswelle verlagerbar und die Klauen können die Lamellen der Lamellenkupplung zum Schließen der Lamellenkupplung beaufschlagen. Wird der Druck in dem Druckraum verringert, so sorgt die Federeinrichtung für eine axiale Verlagerung des Bauteils und damit sei- ner Klauen von den Lamellen der Lamellenkupplung weg und damit zu einem Öffnen der Lamellenkupplung.
Schließlich sieht die Erfindung auch noch eine zur Drehkraftübertragung von der zweiten Welle auf eine mit dem Abtriebsrad in Dreheingriff angeordnete Wendestufe angeordnete Kupplung vor. Wird diese Kupplung geschlossen, so findet eine Momentenübertragung von der zweiten Welle auf die Wendestufe statt, die sich mit dem Abtriebsrad in Dreheingriff befindet. Diese Fahrstellung entspricht der Rückwärtsfahrstellung des erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebes.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebes und eine Matrix der Stellungen von im Fahrzeuggetriebe vorgesehener Kupplungen;
Fig. 2-4 Darstellungen verschiedener Fahrbereiche des Fahrzeuggetriebes nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine perspektivische schematische Darstellung einer ausgeführten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebes;
Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Kupplungseinheit;
Fig. 7 eine teilweise geschnittene Darstellung einer Antriebs- und Abtriebseinheit des erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebes in einer Neutralstellung;
Fig. 8 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 7 mit der Antriebs- und Abtriebsein heit im Fahrbereich "LOW";
Fig. 9 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 8 mit der Antriebs- und Abtriebsein heit im Fahrbereich "HIGH"; und Fig. 10 eine Darstellung ähnlich derjenigen nach Fig. 7 und Fig. 8 mit der Antriebs- und Abtriebseinheit im Fahrbereich Rückwärtsfahrt.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebes 1.
Das Fahrzeuggetriebe 18 weist ein an einer ersten Welle 15 angeordnetes erstes Kegelscheibenpaar 9 und ein an einer zweiten Welle 16 angeordnetes zweites Kegelscheibenpaar 8 auf. Zwischen den beiden Kegelscheibenpaaren 8, 9 ist ein Umschlingungsmittel 17 in der Form beispielsweise einer Laschenkette angeordnet.
Über eine Eingangswelle 11 kann ein von einem nicht näher dargestellten Antriebsmotor stammendes Antriebsmoment in das Fahrzeuggetriebe 18 eingeleitet werden. An der Eingangswelle 11 befindet sich ein Zahnrad 4 drehbar angeordnet, über das ein Moment in ein an der ersten Welle 15 drehfest angeordnetes Zahnrad 3 eingeleitet werden kann.
Darüber hinaus befindet sich an der Eingangswelle 11 ein Zahnrad 1 drehbar angeordnet, über das ein Moment von der Eingangswelle 11 auf ein an der zweiten Welle 16 drehfest angeordnetes Zahnrad 2 eingeleitet werden kann. Ein Abtriebsrad 7 ist an der Eingangswelle 11 drehbar angeordnet und dient der Momentenabgabe vom Fahrzeuggetriebe 18 auf einen in Fig. 5 der Zeichnung dargestellten Zahnradsatz 10,13 ,14 ,14', der Teil eines nicht näher dargestellten Triebstrang eines Fahrzeugs sein kann.
An der zweiten Welle 16 ist ein Zahnrad 5 drehbar angeordnet, welches über eine Rückwärts- fahrkupplung KR in die Momentenübertragung eingekoppelt werden kann. Das Zahnrad 5 steht mit einer Wendestufe 6 in Eingriff und kann ein Moment von der zweiten Welle 16 auf das Abtriebszahnrad 7 übertragen. Bei dieser Momentenübertragung befindet sich das erfindungsgemäße Fahrzeuggetriebe 18 in der Rückwärtsfahrstellung.
Die Eingangswelle 11 wird von den Zahnrädern 1 , 4, 7 und den Kupplungen K1 , K2, K3 und K4 zu einer Antriebs- und Abtriebseinheit 19 ergänzt.
Wie die auch in Fig. 1 dargestellte Matrix zeigt, kann das erfindungsgemäße Fahrzeuggetriebe 18 vier Schaltstellungen beziehungsweise Fahrstellungen annehmen. In der ersten, mit "R" bezeichneten Fahrstellung sind die Rückwärtsfahrkupplung KR und die Kupplung K1 ge- schlossen. In der Neutralstellung "N" sind alle Kupplungen geöffnet, in der Fahrstellung "LOW" sind die Kupplungen K4 und K2 geschlossen und in der Fahrstellung "HIGH" sind die Kupplungen K1 und K3 geschlossen.
In Fig. 2, Fig. 3 und Fig. 4 der Zeichnung sind die jeweiligen Fahrstellungen des erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebes 18 dargestellt.
Fig. 2 zeigt dabei die Fahrstellung "LOW", in der der Kraftfluss von der Eingangswelle 11 über die geschlossene Kupplung K4, dem Zahnrad 1 zum Zahnrad 2 stattfindet, von der zweiten Welle 16 über das zweite Kegelscheibenpaar 8 zum Umschlingungsmittel 17, von dort zum ersten Kegelscheibenpaar 9 und zum Zahnrad 3 stattfindet und von Zahnrad 3 zum Zahnrad 4 und über die geschlossene Kupplung K2 zum Abtriebsrad 7.
Im Synchronpunkt kann eine Umschaltung auf die in Fig. 3 dargestellte Fahrstellung "HIGH" stattfinden. Dort findet eine Momentenübertragung über die geschlossene Kupplung K1 zum Zahnrad 4 statt, von dort über das Zahnrad 3 zur ersten Welle 15 und zum ersten Kegelscheibenpaar 9.
Über das Umschlingungsmittel 17 wird eine Drehkraft auf das zweite Kegelscheibenpaar 8 übertragen und von dort auf die zweite Welle 16. Von der Welle 16 wird die Drehkraft über das Zahnrad 2 zum Zahnrad 1 auf der Eingangswelle 11 übertragen und von dort über die geschlossene Kupplung K3 zum Abtriebsrad 7.
Fig. 4 der Zeichnung zeigt die Rückwärtsfahrstellung "Rev" des erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebes 18.
Das in die Eingangswelle 11 eingetragene Moment wird über die geschlossene Kupplung K1 zum Zahnrad 4 übertragen, von dort auf das Zahnrad 2 und die erste Welle 16. Über das erste Kegelscheibenpaar 9 wird die Drehkraft auf das Umschlingungsmittel 17 übertragen und von dort auf das zweite Kegelscheibenpaar 8 und die zweite Welle 16.
Über die mit der zweiten Welle 16 in Kraftflusseingriff bringbare Rückwärtsfahrkupplung KR wird die Drehkraft auf eine Wendestufe 6 übertragen, die sich in Dreheingriff befindet mit dem Abtriebszahnrad 7. Fig. 5 der Zeichnung zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein ausgeführtes Fahrzeuggetriebe 18 nach der vorliegenden Erfindung.
An der Eingangswelle 11 ist eine Lamellenkupplung K1 über eine in Fig. 6 der Zeichnung ersichtliche Passfeder 40 drehfest festgelegt.
Eine weitere Lamellenkupplung K4 ist ebenfalls an der Eingangswelle 11 drehfest festgelegt. Fig. 6 der Zeichnung zeigt den jeweiligen Aufbau der Lamellenkupplungen K1 und K4. Ein auf der Eingangswelle 11 axial verschiebliches Klauenkranzteil 31 weist Klauen 42 auf, die Ausnehmungen 41 des Zahnrads 1 durchsetzen können und über einen Kupplungsaußenkranz 35 Stahlscheiben 36 und Lamellen 37 so beaufschlagen können, dass zwischen den Stahlscheiben 36 und den Lamellen 37 eine Drehkraftübertragung stattfindet.
Die Lamellen 37 weisen eine Innenverzahnung auf, die mit einer Außenverzahnung eines inneren Kupplungskranzes 39 im Eingriff stehen, der über die Passfeder 40 an der Eingangswelle 11 drehfest festgelegt ist.
Eine axiale Verschiebung des Klauenkranzteils 31 führt zu einer Druckbeaufschlagung des Kupplungsaußenkranzes 35 und damit zum Schließen der Lamellenkupplung K4.
Der Aufbau der Kupplung K1 entspricht dem anhand von Fig. 6 erläuterten Aufbau der Kupplung K4 mit dem Unterschied, dass anstelle des Zahnrads 1 , welches über ein Lager 34 an der Eingangswelle 11 drehbar angeordnet ist, das anhand von Fig. 5 ersichtliche Zahnrad 4 vorgesehen ist.
Fig. 7 der Zeichnung zeigt den Aufbau der Antriebs- und Abtriebseinheit 19. An der Eingangswelle 11 befindet sich über die Passfeder 40 die Lamellenkupplung K1 drehfest angeordnet, die über das Klauenkranzteil 31 geschlossen werden kann. Das Zahnrad 4 ist mit dem Kupplungsaußenkranz 35 verschweißt, so dass sich die Drehbewegung des Kupplungsaußenkranzes 35 bei geschlossener Lamellenkupplung K1 auf das Zahnrad 4 überträgt.
Eine Tellerfeder 32 spannt das Klauenkranzteil 31 in Richtung zum Abtriebsrad 7 vor, und das Klauenkranzteil 31 weist eine Verzahnung 43 auf, die sich mit einer am Abtriebsrad 7 ausgebildeten Innenverzahnung in Eingriff befindet und somit zusammen mit der Innenverzahnung eine erste Klauenkupplung K2 ausbildet. Das Abtriebsrad 7 weist eine zweite Innenverzahnung auf, die mit einer Verzahnung 43 des zweiten Klauenkranzteils 31 eine zweite Klauenkupplung K3 ausbildet. Über das zweite Klau- enkranzteil 31 kann der Kupplungsaußenkranz 35 der zweiten Lamellenkupplung K4 zum Schließen dieser Lamellenkupplung beaufschlagt werden. Die zweite Tellerfeder 32 spannt das Klauenkranzteil 31 in Richtung zum Antriebsrad 7 vor, so dass sich die Verzahnung 43 des Klauenkranzteils 31 mit der Verzahnung des Abtriebsrads 7 in Eingriff befindet.
Die Eingangswelle 11 weist zwei koaxial zueinander angeordnete Fluidleitungen 56, 57 auf, die über ein mit einer Dichtung versehenes Rohr 55 voneinander getrennt sind. Über die FIu- idleitung 56 kann Druckfluid in einen Druckraum 58 gespeist werden. In ähnlicher Weise kann über die Fluidleitung 57 Druckfluid in einen Druckraum 59 gespeist werden. Fig. 7 zeigt die Stellung der Antriebs- und Abtriebseinheit 19 in der Neutralstellung des erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebes 18.
An dem der Kupplung K1 abseitigen Ende der Eingangswelle 11 können zwei nicht näher dargestellte Dreheinführungen angeordnet werden, über die Druckfluid in die Fluidleitungen 56, 57 eingebracht werden kann.
Fig. 8 zeigt die Stellung der Antriebs- und Abtriebseinheit 19 im Fahrbereich "LOW". Für das Anfahren des Fahrzeugs wird Druck in der Fluidleitung 57 aufgebaut. Dieser Druckaufbau in dem Druckraum 59 sorgt für eine axiale Verlagerung des Klauenkranzteils 31 und damit für ein Schließen der Lamellenkupplung K4. Die Drehbewegung der Lamellenkupplung K4 wird auf das Zahnrad 1 übertragen. Über den unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Zeichnung erläuterten Momentenübertragungsweg wird die Drehkraft auf das Zahnrad 4 übertragen und von dort über die geschlossene Klauenkupplung K2 auf das Abtriebsrad 7.
Durch die axiale Verlagerung des Klauenkranzteils 31 durch den Druck im Druckraum 59 ist die Eingriffsstellung der Klauenkupplung K3 aufgehoben und das Abtriebsrad 7 befindet sich nur mit dem Zahnrad 4 und der Kupplung K2 in einer Drehkraft übertragenden Eingriffsstellung.
Fig. 9 der Zeichnung zeigt die Stellung der Antriebs- und Abtriebseinheit 19 im Fahrbereich "HIGH". Durch eine Druckbeaufschlagung des Druckraums 58 über die Fluidleitung 56 wird das in der Zeichnungsebene linke Klauenkranzteil 31 in Richtung zur Lamellenkupplung K1 hin axial relativ an der Eingangswelle 11 verlagert. Dadurch wird die Lamellenkupplung K1 geschlossen und die Klauenkupplung K2 geöffnet.
Gleichzeitig wird im Synchronpunkt die Druckbeaufschlagung des Druckraums 59. über die Fluidleitung 57 abgebaut und die in der Zeichnungsebene rechte Tellerfeder 32 verlagert das zugeordnete Klauenkranzteil 31 in Richtung nach links, so dass einerseits die Lamellenkupplung K4 geöffnet wird und andererseits die Klauenkupplung K3 geschlossen wird. Damit befindet sich das Abtriebsrad 7 in einem Drehkraft übertragenden Eingriff mit dem Zahnrad 1 , so dass sich der zusammen mit Fig. 3 erläuterte Kraftübertragungweg im erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebe 18 einstellt.
Fig. 10 der Zeichnung schließlich zeigt die Stellung der Antriebs- und Abtriebseinheit 19 im Fahrbereich Rückwärtsfahrt des erfindungsgemäßen Fahrzeuggetriebes 18. Die Klauenkupplungen K2 und K3 werden durch gleichzeitige Druckbeaufschlagung der Druckräume 58, 59 geöffnet und die Lamellenkupplung K1 zur Momentenübertragung geschlossen. Gleichzeitig wird die Rückwärtsfahrkupplung KR zur Momentenübertragung auf die Wendestufe 6 geschlossen.
Das erfindungsgemäße Fahrzeuggetriebe zeichnet sich nun dadurch aus, dass ein zweifaches Durchfahren der Spreizung des enthaltenen Kegelscheibenumschlingungsgetriebes mit nur zwei hydraulisch betätigten Einrichtungen möglich ist, die zwei Druckräume aufweisen, die über zwei Dreheinführungen an der Eingangswelle des Fahrzeuggetriebes mit Druckfluid gespeist werden.
Damit ist die Zahl der Bauteile zum Öffnen und Schließen der vier für die Vorwärtsfahrt vorgesehenen Kupplungen deutlich verringert worden und der Aufbau des Fahrzeuggetriebes vereinfacht worden und auch der vom Fahrzeuggetriebe benötigte Bauraum verringert worden.
Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen. Bezugszeichenliste
Zahnrad
Zahnrad
Zahnrad
Zahnrad
Zahnrad
Wendestufe
Abtriebsrad zweites, Kegelscheibenpaar erstes Kegelscheibenpaar
Zahnrad
Eingangswelle
Zahnrad
Zahnrad erste Welle zweite Welle
Umschlingungsmittel
Fahrzeuggetriebe
Antriebs- und Abtriebseinheit
Klauenkranzteil
Tellerfeder
Lager
Kupplungsaußenkranz
Stahlscheiben innerer Kupplungskranz
Passfeder
Ausnehmungen
Klauen
Verzahnung
Rohr
Fluidleitung
Fluidleitung
Druckraum 59 Druckraum
K1 erste Lamellenkupplung
K2 erste Klauenkupplung
K3 zweite Klauenkupplung
K4 zweite Lamellenkupplung

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeuggetriebe (18) mit stufenlos veränderbarer Übersetzung, mit einem an einer ersten Welle (15) angeordneten ersten Kegelscheibenpaar (9) und einem an einer zweiten Welle (16) angeordneten zweiten Kegelscheibenpaar (8) und einem zwischen den Kegelscheibenpaaren (8, 9) angeordneten Umschlingungsmittel (17) sowie einer Eingangswelle (11 ) mit einem darauf drehbar gelagerten Abtriebsrad (7), wobei die Eingangswelle (11 ) wahlweise mit der ersten Welle (15) oder der zweiten Welle (16) in Dreheingriff bringbar ist und das Abtriebsrad (7) mit der jeweils anderen Welle (15, 16) in Dreheingriff bringbar ist und zwischen der Eingangswelle (11 ) und ersten (15) und zweiten (16) Welle jeweils eine Lamellenkupplung (K1 , K4) zur Drehkraftübertragung vorgesehen ist und das Abtriebsrad (7) jeweils mittels einer Klauenkupplung (K2, K3) mit der anderen Welle (15, 16) in Dreheingriff bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lamellenkupplung (K1) und die erste Klauenkupplung (K2) mittels einer ersten hydraulisch betätigten Einrichtung und die zweite Lamellenkupplung (K4) und die zweite Klauenkupplung (K3) mittels einer zweiten hydraulisch betätigten Einrichtung betätigbar sind.
2. Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einrichtungen mittels zweier sich koaxial entlang der Eingangswelle (11) erstreckender Fluid- leitungen (56, 57) mit Druckfluid beaufschlagbar sind.
3. Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckfluid mittels zweier mit der Eingangswelle (11) in Fluidkommunikation angeordneter Dreheinführungen applizierbar ist.
4. Fahrzeuggetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einrichtung einen Druckraum (58, 59) aufweist, der ein Bauteil (31 ) zum Schließen der Lamellenkupplung (K1 , K4) gegen eine Federeinrichtung (32) relativ zur Eingangswelle (11) axial verlagernd beaufschlagt.
5. Fahrzeuggetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bauteil (31 ) zum Schließen der Lamellenkupplung (K1 , K4) mit einem Eingriffsabschnitt (43) versehen ist, der mit dem Abtriebsrad (7) in einen lösbaren drehfesten Formschlusseingriff bringbar ist und der Eingriffsabschnitt (43) mittels einer Federeinrichtung (32) in Richtung zum Abtriebsrad (7) vorgespannt ist.
6. Fahrzeuggetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Federeinrichtung (32) gegen ein Zahnrad (1 , 4) abstützt, welches zwischen der Lamellenkupplung (K1 , K4) und der Federeinrichtung (32) an der Eingangswelle (11) drehbar angeordnet ist.
7. Fahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Verlagerung des Bauteils (32) in Wirkrichtung zum Schließen der Lamellenkupplung (K1 , K4) zum Öffnen der Eingriffstellung zwischen dem Bauteil (31) und dem Abtriebsrad (7) führt.
8. Fahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (1 , 4) in Axiallängsrichtung Ausnehmungen (41 ) aufweist, die von sich, vom Bauteil (31) in axialer Richtung weg erstreckenden Klauen (42) durchsetzt sind, welche zum Beaufschlagen von Lamellen der Lamellenkupplung (K1 , K4) ausgebildet sind.
9. Fahrzeuggetriebe nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zur Drehkraftübertragung von der zweiten Welle (16) auf eine mit dem Abtriebsrad (7) in Dreheingriff angeordnete Wendestufe (6) vorgesehene Kupplung (KR).
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