WO2010142372A1 - Getriebe mit zumindest zwei unterschiedlichen übersetzungen und verfahren zum betreiben dieses getriebes - Google Patents

Getriebe mit zumindest zwei unterschiedlichen übersetzungen und verfahren zum betreiben dieses getriebes Download PDF

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WO2010142372A1 PCT/EP2010/003141 EP2010003141W WO2010142372A1 WO 2010142372 A1 WO2010142372 A1 WO 2010142372A1 EP 2010003141 W EP2010003141 W EP 2010003141W WO 2010142372 A1 WO2010142372 A1 WO 2010142372A1
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    • F16H3/002Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having teeth movable out of mesh 
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    • F16H9/02Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion
    • F16H9/04Gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio, or for reversing rotary motion, by endless flexible members without members having orbital motion using belts, V-belts, or ropes

Definitions

  • the invention relates to a transmission for transmitting a drive movement from a drive side to an output side in at least a first ratio and a second ratio, wherein the transmission comprises a drive device with one or more gears and a driven device with one or more gears, wherein the drive movement to predefined Power transmission points of the first or second transmission is transmitted to surrounding the gears.
  • the invention relates to a corresponding method for operating such a transmission and a gear for such a transmission.
  • transmissions of different types are used, which are provided in particular in a drive train of a motor vehicle between a vehicle engine and a final drive.
  • a drive movement generated by the vehicle engine is at least partially transmitted via the transmission to the final drive and thus to wheels of the motor vehicle, wherein at least the part of the drive train between the vehicle engine and transmission the drive side and at least the part of the drive train between the transmission and the final drive Represent output side.
  • Gearboxes of various types are also used in mechanical engineering and plant engineering, for example in machine tools, production machines and conveyor systems. There, an electric motor is often used instead of an internal combustion engine.
  • the transmission that is, between the input and output side, there is a transmission of the drive movement under conversion of correlating with the transmission of the drive movement variables, such as speed, direction of rotation, torque, etc., on the output side.
  • This conversion depends in particular on the construction or design of the gearbox, whereby the type and construction of the currently on the power transmission tion involved Gereterotationsieri or gears results in a specific ratio of the transmission, which can be changed by appropriate switching gears, ie by adjusting the gears.
  • the transmission ratio depends in particular on the design or type of transmission and will be explained in more detail below in connection with a belt transmission and a spur gear example.
  • Simple belt transmissions also known as belt drives, are characterized in particular by a first, drive-side gear rotational element device or a drive device and a second, output-side gear rotational element device or an output device, which can each comprise one or more gear wheels.
  • the respective gears are respectively realized by pulleys of the drive device and the output device.
  • the two pulleys are not directly in force transmitting relationship, but rather indirectly by a load transfer means, the belt.
  • two power transmission points are thus provided in particular, which are defined by the gear of the drive means with the belt on the one hand and by the gear of the output device with the belt on the other.
  • the power transmission can be effected by a frictional connection, for example by a frictional engagement between the belt and the respective pulleys, or by a positive connection, for example in the case of a toothed belt and with corresponding toothing pulleys.
  • the gear ratio i R i EMENGETR i EBE this simple belt transmission is defined as the ratio of the diameter of the (driven side) pulley of the driven device to the diameter of the (drive side) pulley of the drive means as well as the ratio of the rotational speed of the drive-side pulley to the rotational speed of the output side pulley.
  • a particular embodiment of a belt drive is, for example, the continuously variable transmission, which is called in particular CVT (English: Continuously Variable Transmission, CVT), represents.
  • CVT Continuously Variable Transmission
  • the CVT is a uniformly-variable transmission in which the ratio between the speeds of the driving and driven shafts or pulleys, the set, can take on infinitely many values (levels) in a certain area.
  • the CVT for example, with two pairs of conical pulleys, each of which forms the corresponding realized as pulleys gears of the drive and output device executed. In this case, one conical disk pair is coupled to the drive and the other conical disk pair is coupled to the output.
  • a respective diagonally opposite conical disk of a conical disk pair is fixed on the shaft, while the respective other conical disk can be axially guided or displaced on the shaft. If the conical disks of a corresponding conical disk pair are far apart from each other by corresponding displacement of the displaceable conical disk, then the traction means or the belt describes a small radius on the conical surface. On the other hand, if the conical disks of a corresponding pair of conical disks are close together, then the traction means follows a large radius on the conical surface. The conical disk pairs move in opposite directions, so that at constant Switzerlandstoffmaschinen or belt length and fixed center distance, the traction means or the belt remains biased.
  • the transmission ratio thus also changes continuously.
  • a continuously variable transmission with a CVT part from DE 42 34 629 Al is known.
  • the night part has some slip in the stepless transmission change, that is, mechanical power is converted into frictional heat within the transmission by a small difference in the speed of transmission of the transmission of motion, and is lost.
  • the belt provided as a traction device is also subjected to a corresponding frictional wear.
  • a further type of transmission are spur gears.
  • Spur gears are often used in motor vehicles occurring gear and can be designed, for example, as a sliding gear, shift claw transmission, gear shift transmission, etc.
  • This type of gearbox is characterized, for example, by a plurality of parallel axes provided at a fixed distance, for example a drive shaft, a countershaft and an output shaft.
  • the transmission of the drive movement takes place at least partially provided on the drive shaft gears of the drive device and provided on the output shaft gears of the output device, wherein the gears in this case as spur gears are formed, which at least temporarily via positive engagement directly in a force transmitting relationship, namely in mutual engagement, are.
  • the meshing gear wheels of the drive and output device defined a force transmission point.
  • the transmission ratio is ⁇ iRNRADGETR E BE from the ratio of the number of teeth of the output side formed as a spur gear wheels to the number of teeth of the drive side designed as a spur gears and from the ratio of the speed of the Antriebsstirnrads to the speed of the driven spur gear determined.
  • this type of transmission is that to change the gear ratio or to shift from one gear to another gear, the power transmission in the drive train must be interrupted by a separately provided next to the gearbox clutch, which ultimately a significant power loss and increased design measures just for the clutch requires.
  • the invention is therefore the object of the generic transmission, methods for operating gears and gears in such a way that the above disadvantages can be at least partially overcome and in particular translation changes in transmissions with less power loss can be achieved.
  • the transmission according to the invention for transmitting a drive movement from a drive side to an output side and for switching between a first gear ratio and a second gear ratio comprises at least three gear wheels, the drive movement being transmitted at predefined power transmission points of first or second gear ratio to encompassing two gear wheels meshing with one another.
  • the transmission according to the invention is characterized in particular by the fact that, for shifting from the first gear to the second gear, a peripheral portion of a gear of the first gear, which tracks the first transmission of the transmission, in the axial direction of a through the power transmission point first translation defined plane or radial plane out and a peripheral portion of a gear second translation, which precedes the power transmission second translation, in the axial direction in a defined by the power transmission second translation level or radial plane.
  • the power transmission points can also coincide locally. It is clear that the gears can be arranged both parallel or orthogonal to each other. When the gear wheels are arranged perpendicular to each other, the respective gear wheel or gear section can only be displaced in an axial direction of this gear wheel, namely away from the other gear wheel.
  • the corresponding gears are thus at least temporarily via positive engagement or frictional connection directly or indirectly in a force-transmitting relationship, whereby at least one power transmission point is defined.
  • the meshing gears further define a radial plane in which the power transmission point lies.
  • a circumferential portion of a first gear reduction gear trailing the power transmission point of the first gear can be moved out axially from a radial plane defined by the first transmission point, wherein at the same time or subsequently a peripheral portion of a gear wheel second translation, which precedes the power transmission second translation, can be moved in the axial direction in a defined by the power transmission second translation radial plane.
  • the radial planes defined by the force transmission points first and second gear can be in the same plane, for example, in the case of three gear wheels and in the case of four gears in different, in particular axially offset planes.
  • the translation is not changed by corresponding interruption of the power transmission by means of a separate clutch and then disengaging the previously involved in the transmission gears and engaging other gears.
  • circumferential portions of the gear first translation which are currently not involved in the transmission or the power transmission first lag translation, initially placed in a position in which they can not participate in the transmission, so from the first through the power transmission Translation defined radial plane moved out.
  • these peripheral portions of the first gear transmission gear are pushed out of the radial plane, which is spanned by at least the transmission gears involved in the transmission first translation.
  • peripheral portions of a second gear transmission gear are brought into a position in which they can then participate in the transmission, or moved in a position which is in the second transmission through the power transmission defined radial plane and which precedes the power transmission second translation, to then participate in the transmission in the transmission. That is to say that these peripheral sections of the second gear transmission are pushed into the radial plane, in advance of the second transmission point.
  • An interruption of the power transmission thus takes place only in a period of time in which currently involved in the transmission peripheral portions of the gear first translation with the participating in the transmission gear transmission first disengage and still in the peripheral portions of the gear second translation with a gear second translation engage.
  • the corresponding peripheral portions of the second speed gear may be brought into engagement almost immediately after disengaging the peripheral portions of the first gear ratio gear, ie, in a minimal amount of time, as their peripheral speeds exceed the radii the corresponding gears depends, only slightly different.
  • the respective first and second gear ratios for example gear pairs of first and second gear ratios, become simultaneously during the gear shift or during the gear shift Translation change in positive engagement with each other.
  • Minimal idling of the respective gears is therefore required at least at the moment when the second gear ratio gear portion, for example, the drive unit, meshes with the second gear ratio gear portion such as the output member while the corresponding gear portion first disassembles the input and output members drive.
  • an essential aspect of the invention is reversibly changing, for example, gears designed as face or friction wheels in their structure.
  • peripheral portions of the spur gear first translation that are not engaged or run after the power transmission and are not involved in the transmission, moved out of the above-defined radial plane and replaced by other first second passage sections that precede the power transfer point , which are brought to continue or to re-manufacture the power transmission with a corresponding spur gear of the second translation in engagement or are pushed into the above-defined radial plane.
  • the gear wheels are thus preferably at least partially circular and the peripheral sections are at least partially formed as circular sectors.
  • the circular gears can be formed by spur gears, friction wheels, pulleys, etc.
  • the circumferential sections may then be configured as circular sectors, so that the structural change of a gear wheel is, for example, to replace sector-wise spur gear sections of the first gear ratio by spur gear sections of second gear ratio along the drive spur or driven spur wheel circumference.
  • the sector-by-sector replacement of the spur gear sections of the respective front Rads can then take place such that the spur gears are subdivided into circumferential sectors, these circumferential sectors are displaceable along the drive or driven shaft, and one or more circumferential sectors of the first gear are pushed out of the above-defined radial plane of the spur gear in the axial direction, while other circumferential sectors second translation are inserted into the above-defined radial plane of the spur gear in the axial direction.
  • the transmission according to the invention can preferably be designed such that the distance of the axes of rotation of the gear wheels of the drive device and the output device is adjustable when changing the gear ratio of the first gear ratio to the second gear ratio according to the radii of the respective gears associated with the second gear ratio.
  • spur gears is shifted due to the different pitch circle diameter during the switching operation or during the ratio change in the axial direction of the drive and / or.
  • Abretesstirnrise or shifted drive and / or Abretesstirnradesquesabitese necessarily different distance between the drive shaft and output shaft before and after the switching process, for example achieved in that the drive or output shaft is displaced radially during the switching operation.
  • the transmission according to the invention can also be designed such that the distance between the axes of rotation of the gear wheels of the drive device and the output device is invariable upon changing the gear ratio from the first gear to the second gear by correspondingly adjusting the radii of the respective gear wheels associated with the second gear.
  • the distance between the axes of rotation of the gear wheels of the drive device and the output device is invariable upon changing the gear ratio from the first gear to the second gear by correspondingly adjusting the radii of the respective gear wheels associated with the second gear.
  • the transmission according to the invention can be realized in such a way that the gear wheels of the drive device and the gear wheels of the drive train are formed by directly meshing with each other spur gears or friction wheels, wherein at least one of the spur gears or friction wheels is formed so that one of the force transmission point first translation trailing spur gear or Reibradabrough first translation can be moved out of the first transmission through the transmission center defined radial plane and a the transmission point second translation leading spur gear or Reibradabrough second translation can be moved into the defined by the power transmission second translation radial plane.
  • a drive-side designed as a spur gear or Antriebsstirnrad gear and two output side designed as spur gears or driven spur gear wheels may be provided.
  • the two output spur gears are arranged axially next to one another on a shaft and have different outer diameters. At least two circumferential sectors or circumferential sections of each of the two driven spur gears are axially displaceable or displaceable independently of one another along the shaft. At least one of the three spur gears is in this case radially displaceable together with its axis of rotation.
  • two of the spur gears which lie on one axis, are subdivided into sectors which can be displaced axially independently of one another, wherein the sectors can each make up two halves of a spur gear.
  • a switching operation is such that one of the two Stirnradhunn is axially displaced so that they can not engage in the counter spur, and during which by further rotation of the spur gears, the transition from the first gear to the second translation, wherein in the switching operation the coming into engagement of the second Stirnradcrues shortly after the disengagement of the first Stirnradstandes takes place, so that for a negligibly small period of time no torque transmission takes place through the transmission.
  • the gears may be designed in these embodiments, in particular as gears or as friction wheels.
  • the transmission according to the invention can also be designed so that the radius, in particular the working or pitch radius, of the transmission point of the first gear trailing spur or Reibradabitess first translation of the radius, in particular the working or pitch radius of the power transmission second translation leading spur or Reibradabitess second translation differs.
  • the erf ⁇ ndungssiee gearbox be configured such that at least one of the gears first or second translation is at least partially formed in a circular path spaced regularly arranged axially movable pins, the first transmission of the first transmission translation pins from the first through the power transmission point first translation defined radial plane can be moved out and the force transmission point second translation leading pins second translation can be moved into the defined by the power transmission second translation radial plane.
  • the pins thus at least partially represent the corresponding gears and form in this sense power transmission devices by which the corresponding power transmission point is defined.
  • the pins are preferably arranged along a circular path certain radius and slidably mounted or guided in its longitudinal direction.
  • the pins can also be provided in addition to a spur gear and thus rotate at the same angular velocity as the spur gear, at least in a translation not the spur gear, but the pins are involved in the power transmission.
  • the spur gear can serve as a support for the pins in this case.
  • the pins are then, for example, arranged radially on the outer circumference of the corresponding spur gear in each case between two teeth of the spur gear in such a way that, in a retracted active position, they are in engagement with another spur gear and can transmit driving forces between the two spur gears.
  • the pins do not engage the teeth of the gears in their extended passive position.
  • the extension and retraction of the pins can always be done at the peripheral areas far from the roll-off point or the power transmission point of the spur gears during the circulation of the transmission.
  • the pins for the active Stirnradbin be extended to abrollfernen peripheral regions of the Getriebe arrangementsrads without first the power transfer between the corresponding spur gears is repealed.
  • the pins on the corresponding spur gear can be retracted into the active position corresponding to the extended pins with respect to the angular position without directly engaging between the activated pins and the gears.
  • the transmission according to the invention can be provided in an advantageous manner that the radius of the circular path portion of the first translation on which the power transmission point first translation trailing pins first translation are arranged by the radius of Kxeisbahnabitess second translation on which the second power transmission Translation leading pins arranged second translation differs. Furthermore, in this connection, the transmission according to the invention can be developed such that the pins of the first gear ratio and the second gear ratio are each axially movable on a circular disk peripheral section and mounted in different radii along the circular path section. A provided for supporting the pins spur gear can thus be omitted.
  • the transmission according to the invention is implemented such that the gear of the drive device and the gear of the output device are formed by a belt indirectly via a belt pulleys, wherein the power transmission points first translation trailing pulley sections first translation from the first transmission through the power transmission Defined radial planes out and the power transmission points second translation leading pulley sections second translation can be moved into the defined by the power transmission points second translation radial planes.
  • the power transmission thus takes place via a belt, wherein the ratio change or the ratio change is made such that the diameter of the drive and driven gear or the drive-side pulley and the driven-side pulley are changed in sections during the circulation.
  • a V-belt transmission with a drive and an output shaft which has at least two pulleys, wherein the radii of the pulleys are variable at different peripheral sectors of the pulleys.
  • a shift from the first gear to the second gear is made such that initially the pulley radius is changed at the peripheral sectors which are not currently engaged in frictional engagement with the V-belt and thus are not involved in the transmission. That is, the power transmission points trailing circumferential sectors first translation out of the defined by the power transmission Radialbenchen and drove the power transmission points second translation leading circumferential sectors second translation into the defined by the power transmission second translation Radialbenen.
  • the changed second gear ratio peripheral sectors of the pulleys come into frictional engagement with the V-belt, with the change in the radius of the two pulleys occurring substantially simultaneously, thereby achieving a gear ratio change.
  • the sector-wise changing of the pulley radii in particular by dividing the pulleys into peripheral sectors which are displaceable along their drive and output shafts and one or more circumferential sectors or pulley sections of the first gear being pushed out of the pulleys in the axial direction while other peripheral sectors or pulley sections second translation are inserted into the pulleys in the axial direction.
  • the transmission according to the invention is preferably realized in such a way that the radii of the pulley sections of the first transmission differ from the radii of the pulley sections of the second transmission.
  • the radii of the pulley sections second ratio of both pulleys are selected so that the belt length remains unchanged.
  • the pulleys are changed structurally by replacing the corresponding pulley sections so that the minimum length of the belt remains unchanged and thus no belt tensioner is required.
  • the method according to the invention for operating a transmission for transmitting a drive movement from a drive side to an output side in at least a first gear ratio and a second gear ratio, comprises a drive device with one or more gear wheels and an output device with one or more Gear wheels, wherein the drive movement is transmitted to predefined power transmission points of the first or second gear ratio to encompass the gears.
  • the inventive method is characterized in particular by the fact that for switching from the first gear to the second gear, a peripheral portion of a gear first translation, trailing the power transmission first translation moves out in the axial direction from a defined by the power transmission first translation plane or radial plane and at the same time or subsequently a peripheral portion of a second gear transmission, which precedes the second transmission power transmission, moves axially in a plane or radial plane defined by the second transmission point.
  • the method according to the invention can be realized in such a way that the distance between the axes of rotation of the gear wheels of the drive device and the output device is set in accordance with the radii of the respective gear wheels assigned to the second gear ratio when the gear ratio is changed from the first gear ratio to the second gear ratio.
  • the method according to the invention can also be implemented in such a way that the distance between the axes of rotation of the gear wheels of the drive device and the output device is maintained unchanged by changing the gear ratio from the first gear ratio to the second gear ratio by correspondingly adjusting the radii of the respective gear wheels assigned to the second gear ratio ,
  • the inventive method can be carried out so that the gear wheels of the drive means and the gears of the output device are formed by directly meshing with each other spur gears or friction wheels, wherein at least one of the spur gears or friction wheels is structurally changed so that for switching the first translation to the second translation of the power transmission point first translation trailing spur or Reibradabrough first translation out of the first transmission through the transmission defined radial plane and moved out of the power transmission second translation leading spur or Reibradabrough second translation into the second transmission through the transmission defined radial plane becomes.
  • the method according to the invention is preferably realized such that the radius, in particular the working or pitch radius, of the first transmission translation portion spur or Reibradabitess first translation to the radius, in particular with respect to the working or pitch radius of the power transmission second translation leading spur gear or Reibradabitess second translation is set differently.
  • At least one of the gear wheels of the first or second gear is at least partially formed of axially movable pins arranged regularly spaced in a circular path, wherein the force transmission point for switching from the first gear ratio to the second gear ratio first translation trailing pins first translation are moved out of the defined by the power transmission point first translation radial plane and the force transmission point second translation leading pins second translation are driven into the defined by the power transmission second translation radial plane.
  • the inventive method is preferably implemented so that the radius of the circular path portion of the first translation on which the power transmission point first translation trailing pins first translation are arranged to the radius of the circular path portion of the second translation on which the power transmission point second translation leading pins second translation are arranged differently.
  • the method according to the invention can be realized in such a way that, for switching from the first gear ratio to the second gear ratio, the pins of the first gear ratio and the second gear gear are each axially moved on a circular disk peripheral portion and stored in different radii along the circular path portion.
  • the fiction, contemporary method can be realized so that the gear of the drive device and the gear of the output device are formed by a belt indirectly via a belt pulleys, wherein for switching from the first translation to the second translation the power transmission points first Translation trailing pulley sections first translation out of the defined by the power transmission points first translation radial planes and the power transmission points second translation leading pulley sections second translation are driven into the radial plane defined by the power transmission points second translation.
  • the method according to the invention can be carried out in such a way that the radii of the first gear ratio pulley sections are set differently to the radii of the second gear ratio pulley sections.
  • the radii of the pulley sections second gear ratio of both pulleys are selected so that the belt length remains unchanged.
  • the gear according to the Invention for a transmission in particular for the above-described transmission according to the invention, which can be operated in particular according to the method of the invention described above, for transmitting a drive movement from a drive side to an output side in at least a first translation and a second translation
  • said Transmission comprises a drive device with one or more gear wheels and an output device with one or more gear wheels, wherein the drive movement is transmitted to predefined power transmission points of the first or second transmission to encompass the gears, is characterized in particular by the fact that the gear for switching from the first translation to the second translation can be structurally changed such that a peripheral portion of the gear first translation, the power transmission point first translation to runs out in the axial direction from a plane or radial plane defined by the force transmission point first translation and at the same time or subsequently a peripheral portion of the transmission gear second translation, the power transmission point second transmission Settlement leads, in the axial direction into a plane defined by the Kxaftübertragungsstelle second translation or radial plane.
  • Figure 1 is a schematic representation of a detail of the transmission according to the invention according to a first embodiment of the invention
  • Figures 2a) -d) are schematic representations of the transmission according to the invention according to the first embodiment of the invention in different switching states;
  • Figures 3a) -c) are schematic representations of a detail of the transmission according to the invention according to a second embodiment of the invention in different switching states;
  • Figure 4 is a schematic representation of a section of the transmission according to the invention according to a third embodiment of the invention.
  • Figure 5 is a schematic representation of a detail of the transmission according to the invention according to a fourth embodiment of the invention.
  • Figures 6a) -e) are schematic representations of a detail of the transmission according to the invention according to a fifth embodiment of the invention in different switching states.
  • Figure 1 shows a schematic representation of a section of the transmission 10 according to the invention according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the transmission 10 according to the invention as a spur gear, for example in a drive train, not shown, of a motor vehicle or a machine tool realized, not interesting components of the drive train such as the combustion or electric motor and the final drive of the motor vehicle or the spindle drive the machine tool in Figure 1 are omitted.
  • the drive gear 12 is thereby at least partially formed by a drive shaft 16, in a manner known to those skilled in the unspecified combustion or electric motor, in particular the Output shaft of the engine, at least indirectly coupled.
  • the output side 14 is, however, at least partially formed by an output shaft 18 parallel to the drive shaft 16, which is at least indirectly coupled to the axle drive of the motor vehicle or spindle drive of the machine tool, not shown in the art.
  • the distance between the drive shaft 16 and the output shaft 18 is fixed in this exemplary embodiment and thus unchangeable.
  • a first, in this case drive-side Gereterotationselement listening or drive means 20 is provided, which in the illustrated case comprises two trained as spur gears and only partially shown gears 22 and 28, the axially displaceable, but rotatably mounted on the drive shaft 16 are and each of which only a section is shown, which will be discussed in more detail below.
  • a second, in this case output side gear rotation element device or output device 24 is provided, which in the case shown as well as the drive device 20 comprises two gears 26 and 30 designed as spur gears and only partially shown, the axially displaceable, but rotationally fixed are mounted on the output shaft 18 and each of which only a portion is shown, which will also be discussed in more detail below.
  • the gear ratios that can be transmitted through the gear wheels 28, 30 and 22, 26 are determined in this case by the numbers of teeth of the corresponding spur gears, wherein the numbers of teeth depend on the diameter and the modulus of the spur gears.
  • each gear 22, 26, 28, 30 includes two peripheral portions and thus two gear halves and spur gear halves, respectively. Since the gear wheels 22, 26, 28, 30 are formed in this embodiment as substantially circular spur gears, the corresponding peripheral portions are formed as circular sectors, in particular as Halbniksektoren or Stirnradhbion.
  • the gear 26 includes the peripheral portions or spur halves Zl 1 and Zl 2, the gear 22, the peripheral portions or spur halves Z2i and Z2 2, the gear 30, the peripheral portions or spur halves Z3 ⁇ and Z3 2 and the gear wheel 28, the peripheral portions or Stirnradhot- Z4i and Z4 2 .
  • the gear 26 includes the peripheral portions or spur halves Zl 1 and Zl 2, the gear 22, the peripheral portions or spur halves Z2i and Z2 2, the gear 30, the peripheral portions or spur halves Z3 ⁇ and Z3 2 and the gear wheel 28, the peripheral portions or Stirnradkorlf- Z4i and Z4 2 .
  • FIGS. 2 a) -d) show schematic representations of the transmission 10 according to the invention according to the first embodiment in different switching states.
  • the gearwheels 22 and 26 of the input and output devices 20 and 24 are in the form of spur gears, whereby the drive movement is transmitted from the drive shaft 16 to the output shaft 18 in a first gear ratio becomes.
  • the gears 22 and 26 in this switching state yet completely of their respective two semi-circular sector-shaped peripheral portions Zl 1, Zl 2 undZ2 1; Z2 2 formed so that in this switching state complete circular spur gears are present, which set the first gear ratio.
  • the circumferential sections ZI i, Zl 2 and Z2i, Z2 2 are still in the common radial plane of the gears 22 and 26 and are engaged at the first transmission point of transmission.
  • the gearwheels 30 and 28 designed as spur gears are likewise formed by two semicircular sector-shaped circumferential sections Z3i, Z3 2 and Z4i, Z4 2 , so that complete circular spur gears are also present in this case.
  • gears 30 and 28 are not engaged at this time, so that the driving motion is transmitted only by the gears 22 and 26.
  • the gears 30 and 28 are offset relative to each other in their axial directions, ie the gears 28, 30 are not in the same radial plane, so that there is just no engagement between them and no power transmission point is defined.
  • the gears 22 and 26 are in their common radial plane and thus are engaged via the first transmission power transmission point, as already mentioned.
  • the switching state of the transmission 10 shown in Figure 2b) is first brought about.
  • the transmission gear 22 of the drive device 20, which is partially engaged in the power transmission is structurally modified in such a way that the circumferential section Z2 2 with which the first gear ratio was obtained is not axially displaced axially from the common radial plane of the gear wheels 26 and 22 and thus is not available for further intervention.
  • the peripheral portion Z2 2 which tracks the transmission point of the first translation, moved out of the radial plane defined by the power transmission point first translation.
  • the circumferential section Z2j currently involved in the power transmission remains in engagement with the gear wheel 26, so that the drive movement is transmitted in a first gear ratio in the gear 10 at least for a certain period of time or for a certain rotation of this peripheral section Z2j.
  • the circumferential portion Z2] involved in the power transmission is still in engagement with the gear wheel 26 via the first transmission point for a certain period of time or rotation, ie it is still in the radial plane defined by the first transmission point.
  • the gear 28 is prepared to come into engagement with the gear 30.
  • peripheral portion Z4 2 of the gear 28 is so far axially displaced along the drive shaft 16 that it lies in the common radial plane with the gear 30 and thus can engage further rotation by 180 ° with the gear 30 in engagement.
  • the force transmission point second translation leading circumferential portion Z4 2 is driven into the defined by the power transmission second translation radial plane.
  • FIG. 1 shows in this regard the state of the transmission 10, in which there are only small peripheral speed differences and the gears 22 and 26 are just disengaged, while the gears 28 and 30 are just engaged. Accordingly, FIG. 1 represents an intermediate state with regard to FIGS. 2 b) and 2 c).
  • Figure 2c shows such a state in which the gears 26, 22, 30 and 28 have rotated 180 ° about their respective drive and output shafts 16, 18 on.
  • the circumferential section Z4 2 of the gear wheel 28 is now in engagement with the gear wheel 30 via the second transmission point, whereby the drive movement is transmitted in a second ratio from the drive shaft 16 to the output shaft 18.
  • the circumferential section Z2i of the gear wheel 22 is no longer in engagement with the gear wheel 26.
  • Figure 2d shows the switching state of the transmission 10, which now comprises the peripheral portion Z2] of the gear 22 is so displaced from the common radial plane with the gear 26 causes the gear wheel 22 again a complete spur gear with the calculatorsab- cut 72 ⁇ and Z2 2 forms, which is offset from the gear 26 so that just no engagement between the two gears 22, 26 can arise.
  • the gear wheel 28 now also the peripheral portion Z4 t shifted so in the common radial plane with the gear 30, that the gear wheel 28 again forms a complete spur gear, which engages the second transmission via the transmission is located with the gear 30 and the transmission 10 can thus continue to operate in the second translation.
  • the circumferential section Z2 2 which is not currently involved in the power transmission, becomes the first gear ratio 22 replaced by a peripheral portion Z4 2 second translation of the gear 28 for subsequent continuation of the transmission with the gear 30.
  • the power transmission point first translation trailing circumferential portion Z2 2 first translation of the gear 22 is moved out of the Kxaftübertragungsstelle first gear defined radial plane and the force transmission point second translation leading circumferential portion Z4 2 second translation of the gear 28 is moved into the radial plane defined by the second transmission transmission point to continue the transmission of power to the gear 30 in the second gear ratio.
  • the radius, in particular the working or pitch circle radius, of the spur gear portion of the first gear ratio to be exchanged differs from the radius, in particular the working or pitch circle radius, of the spur gear portion of the second gear ratio.
  • the transmission 10 can be configured such that the drive shaft 16 or an axis of the drive shaft 16 is preferably arranged at right angles to the output shaft 18 or to an axis of the output shaft 18.
  • the axes of the drive shaft 16 and the output shaft 18 in the modification of the first embodiment have no axial offset and thus intersect at an imaginary intersection.
  • the respective gears of the drive shaft 16 and the respective gears of the output shaft 18, which are formed in the first embodiment as spur gears 22, 26, 28 and 30, for example, be designed as bevel gears first and second gear, wherein the center lines of the corresponding bevel gears and their generatrices also extend through the imaginary intersection, when the corresponding bevel gears of the first or second gear ratio are engaged.
  • a peripheral portion of a bevel gear of the first gear following the power transmission point of the first gear is moved out in the axial direction from a plane defined by the power transmission point of the first gear and a peripheral portion of a bevel gear is second Translation, which precedes the power transmission second translation, in the axial direction in a defined by the power transmission second translation level.
  • the corresponding bevel gears first and second gear ratio of the drive and output shafts 16 and 18 must therefore be designed so that Kegelradpar
  • the front wheels provided on the output shaft 18 may have the same diameter or number of teeth, while the provided on the drive shaft 16 Krongan differ in their diameter or in their working radii.
  • the crown wheels can be designed in particular in the form of a hollow cylinder, wherein an end portion or end face portion of this hollow cylinder has a ring gear, which includes, for example, serrated crowns, which can be brought into engagement with the corresponding spur gears.
  • the axes of the input and output shafts 16 and 18 preferably intersect at the imaginary intersection. Also in this case, for shifting from the first gear ratio to the second gear ratio, a peripheral portion of a crown gear of the first gear following the power transmission point of the first gear is axially moved out of a plane defined by the power transmission point and thus disengaged from the spur gear of the first gear brought. Furthermore, a peripheral portion of a crown gear of second gear, which precedes the power transmission point of the second gear, is driven in the axial direction into a plane defined by the second transmission point and thus engaged with the spur gear of the second gear ratio. introduced. The operation of the modification of the first exemplary embodiment thus behaves essentially analogously to that of the first exemplary embodiment.
  • Figures 3a) -3c) show schematic representations of a detail of the transmission 100 according to the invention according to a second embodiment of the invention in different switching states. To avoid repetition, in the description of the second embodiment, only the differences with respect to the first embodiment described above will be discussed, wherein the same or similar components are denoted by the same or similar reference numerals.
  • the embodiment shown in Figures 3a) -c) differs from the first embodiment of Figures 1 and 2 in that the distance between the axes of rotation, ie the drive shaft and the output shaft, not shown between the transmission gears 126, 122, 128 involved in the transmission when changing the gear ratio of the first gear ratio to the second gear ratio corresponding to the second gear ratio associated radii of the respective gears 126, 128 is adjustable.
  • the gearwheel 126 designed as a spur gear is continuously maintained, while initially a peripheral portion of the gearwheel 122 engages with the gearwheel 126 via the first transmission point, as in FIG a) is apparent.
  • a peripheral portion of the gear 128 is engaged with the gear 126 via the second transmission point, wherein at the same time the distance of not shown Drive and output shafts to this new ratio or to the sum of the working radii of the gear 126 and the peripheral portion of the gear 128 is adjusted.
  • the drive shaft is moved relative to the output shaft so that by engaging the gear 126 with the peripheral portion of the gear 128, the second gear ratio is present in the transmission.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a section of the transmission 200 according to the invention according to a third embodiment of the invention. Also in this case, to avoid repetition in the description of this exemplary embodiment, only the differences with respect to the first embodiment will be explained in more detail, wherein the same or similar components are designated by the same or similar reference numerals.
  • the transmission 200 according to the third embodiment differs from that of the first embodiment in particular in that the output-side gears are at least partially formed in a circular path or in a circular path regularly spaced axially movable pins 240, 242 are formed with the formed as spur gears Gear wheels 222, 228 sections can be brought directly into engagement.
  • the transmission ratio is changed from the first transmission to the second transmission.
  • the pins 240, 242 of the first gear and the second gear are axially movable on circular disks (not shown) and mounted in different radii along a circular path portion, wherein additionally the gear wheels 226, 230 designed as spur gears may be provided, which correspond to the corresponding supporting pins 240, 242 at least partially support.
  • Figure 5 shows a schematic representation of a section of the transmission 300 according to the invention according to a fourth embodiment of the invention. To avoid repetition, in the description of this embodiment, only the differences from the first embodiment are explained in more detail in this case, wherein the same or similar components are designated by the same or similar reference numerals.
  • the pulley 322 and the pulley 326 are indirectly in force transmitting relation via a belt 344, the respective pulleys being configured such that their pulley portions not in power transmission with the belt 344 first translation of the pulleys 322 and 326 can be replaced by pulley sections second translation of the pulleys 328, 330 second translation.
  • pulley portions of the respective pulleys 322, 326 that track the respective first-speed power transmission locations are moved out of the respective radial planes, and pulley portions of the respective pulleys 328, 330 that advance the respective second transmission power transmission locations are driven into the corresponding radial planes .
  • the radii of the pulley portions of the first-pulley pulleys 322, 326 to be replaced are different from the radii of the pulley portions of the second-pulley pulleys 328, 330, the respective radii being selected so that the overall length of the belt 344 remains unchanged.
  • friction wheels 428, 430, 422 and 426 are used, which are in a direct force-transmitting relationship via a frictional connection and thus transmit the drive movement from the drive side 412 to the output side 414.

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Abstract

Bei einem Getriebe zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite und zum Schalten zwischen einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, umfassend wenigstens drei Getrieberäder (22, 26, 28, 30), wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfangen zweier miteinander in Eingriff stehender Getrieberäder übertragen wird, ist vorgesehen, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt (Z2 2) eines Getrieberads (28) erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene, insbesondere Radialebene, herausfährt und ein Umfangsabschnitt (Z4 2) eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene hineinfährt.

Description

GETRIEBE MIT ZUMINDEST ZWEI UNTERSCHIEDLICHEN ÜBERSETZUNGEN UND VERFAHREN ZUM
BETREIBEN DIESES GETRIEBES
Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite in zumindest einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, wobei das Getriebe eine Antriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern und eine Abtriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern umfasst, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfangen der Getrieberäder übertragen wird.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben eines solchen Getriebes sowie ein Getrieberad für ein derartiges Getriebe.
Beispielsweise im Kraftfahrzeugsektor werden Getriebe unterschiedlicher Art eingesetzt, welche insbesondere in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zwischen einem Fahrzeugmotor und einem Achsantrieb vorgesehen sind. Dabei wird in dem Antriebsstrang eine von dem Fahrzeugmotor erzeugte Antriebsbewegung zumindest teilweise über das Getriebe auf den Achsantrieb und somit auf Räder des Kraftfahrzeugs übertragen, wobei zumindest der Teil des Antriebsstrangs zwischen Fahrzeugmotor und Getriebe die Antriebsseite und zumindest der Teil des Antriebstrangs zwischen Getriebe und Achsantrieb die Abtriebsseite darstellen. Getriebe unterschiedlicher Art werden auch im Maschinenbau und im Anlagenbau eingesetzt zum Beispiel bei Werkzeugmaschinen, Produktionsmaschinen und Förderanlagen. Dort wird anstelle eines Verbrennungsmotors häufig ein Elektromotor eingesetzt.
In dem Getriebe, das heißt zwischen Antriebs- und Abtriebsseite, findet eine Übertragung der Antriebsbewegung unter Wandlung von mit der Übertragung der Antriebsbewegung korrelierenden Größen, wie beispielsweise Drehzahl, Drehrichtung, Drehmoment etc., auf die Abtriebsseite statt. Diese Wandlung hängt insbesondere von der Konstruktion bzw. Ausführung des Getriebes ab, wobei sich durch Art und Konstruktion der momentan an der Kraftübertra- gung beteiligten Getrieberotationselemente bzw. Getrieberäder ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis des Getriebes ergibt, das durch entsprechendes Schalten von Gängen, d.h. durch Verstellen der Getrieberäder, verändert werden kann. Das Übersetzungsverhältnis hängt insbesondere von der Bauweise bzw. Art des Getriebes ab und wird nachstehend im Zusammenhang mit einem Riemengetriebe sowie einem Stirnradgetriebe beispielhaft näher erläutert.
Einfache Riemengetriebe, auch Riementriebe genannt, zeichnen sich insbesondere durch eine erste, antriebsseitige Getrieberotationselementeinrichtung bzw. eine Antriebseinrichtung und eine zweite, abtriebsseitige Getrieberotationselementeinrichtung bzw. eine Abtriebseinrichtung aus, welche jeweils ein oder mehrere Getrieberäder umfassen können. Im Falle des Riemengetriebes sind die entsprechenden Getrieberäder jeweils durch Riemenscheiben der Antriebseinrichtung und der Abtriebseinrichtung realisiert. Die beiden Riemenscheiben stehen nicht unmittelbar in einer Kraft übertragenden Beziehung, sondern vielmehr mittelbar durch ein Lastübertragungsmittel, den Riemen. Im Falle des Riemengetriebes sind somit insbesondere zwei Kraftübertragungsstellen vorgesehen, die durch das Getrieberad der Antriebseinrichtung mit dem Riemen einerseits und durch das Getrieberad der Abtriebseinrichtung mit dem Riemen andererseits definiert werden. Je nach Ausführung des Riemens und der jeweiligen Riemenscheiben kann die Kraftübertragung durch einen Kraftschluss, beispielsweise durch einen Reibschluss zwischen dem Riemen und den jeweiligen Riemenscheiben, oder durch einen Formschluss, beispielsweise im Falle eines Zahnriemens und mit entsprechender Verzahnung ausgeführten Riemenscheiben, bewirkt werden. Das Übersetzungsverhältnis i- RiEMENGETRiEBE dieses einfachen Riemengetriebes ist definiert aus dem Verhältnis des Durchmessers der (abtriebsseitigen) Riemenscheibe der Abtriebseinrichtung zu dem Durchmesser der (antriebsseitigen) Riemenscheibe der Antriebseinrichtung sowie aus dem Verhältnis der Drehzahl der antriebsseitigen Riemenscheibe zu der Drehzahl der abtriebsseitigen Riemenscheibe.
Eine besondere Ausführung eines Riemengetriebes stellt beispielsweise das stufenlose Getriebe, welches insbesondere CVT (engl.: Continuously Variable Transmission, CVT) genannt wird, dar. Dieses Getriebe ermöglicht eine stufenlos einstellbare Übersetzung während dessen Betrieb. Das CVT ist ein gleichförmig übersetzendes Getriebe, bei dem das Verhältnis der Drehzahlen der antreibenden und der abtreibenden Wellen bzw. Riemenscheiben, die Über- setzung, in einem bestimmten Bereich unendlich viele Werte (Stufen) einnehmen kann. Um solche stufenlose Übersetzungsänderungen zu erzielen, wird das CVT beispielsweise mit zwei Kegelscheibenpaaren, die jeweils die entsprechenden als Riemenscheiben realisierten Getrieberäder der Antriebs- und Abtriebseinrichtung bilden, ausgeführt. Dabei ist das eine Kegelscheibenpaar mit dem Antrieb und das andere Kegelscheibenpaar mit dem Abtrieb gekoppelt. Beispielsweise ist jeweils eine diagonal gegenüberliegende Kegelscheibe eines Kegelscheibenpaars auf der Welle fixiert, während die jeweils andere Kegelscheibe auf der Welle axial geführt oder verschoben werden kann. Wenn die Kegelscheiben eines entsprechenden Kegelscheibenpaars durch entsprechende Verlagerung der verschiebbaren Kegelscheibe weit voneinander entfernt sind, dann beschreibt das Zugmittel bzw. der Riemen einen kleinen Radius auf der Kegelfläche. Sind die Kegelscheiben eines entsprechenden Kegelscheibenpaars dagegen nah beieinander, dann folgt das Zugmittel einem großen Radius auf der Kegelfläche. Die Kegelscheibenpaare bewegen sich dabei gegenläufig, damit bei gleich bleibender Zugmittellänge bzw. Riemenlänge und festem Achsabstand das Zugmittel bzw. der Riemen vorgespannt bleibt. Da die Verschiebung der Kegelscheiben entsprechender Kegelscheibenpaare stufenlos ist, verändert sich das Übersetzungsverhältnis somit ebenfalls stufenlos. Beispielsweise ist ein stufenloses Getriebe mit einem CVT-Teil aus der DE 42 34 629 Al bekannt. Jedoch besteht bei derartigen stufenlosen Getrieben der Nachtteil, dass ein gewisser Schlupf bei der stufenlosen Übersetzungsänderung auftritt, das heißt, mechanische Leistung wird innerhalb des Getriebes durch einen wenn auch kleinen Geschwindigkeitsunterschied an der Kraftübertragungsstelle der Bewegungsübertragung in Reibungswärme umgewandelt und geht verloren. Weiterhin ist dadurch auch der als Zugmittel vorgesehene Riemen einem entsprechenden Reibungsverschleiß unterworfen.
Eine weitere Getriebeart stellen Stirnradgetriebe dar. Stirnradgetriebe sind häufig in Kraftfahrzeugen vorkommende Getriebe und können beispielsweise als Schieberadegetriebe, Schaltklauengetriebe, Schaltmuffengetriebe etc. ausgeführt sein. Diese Getriebeform zeichnet sich beispielsweise durch mehrere parallele, mit festem Abstand vorgesehene Achsen aus, beispielsweise einer Antriebswelle, einer Vorgelegewelle sowie einer Abtriebswelle. Dabei erfolgt die Übertragung der Antriebsbewegung zumindest teilweise über auf der Antriebswelle vorgesehene Getrieberäder der Antriebseinrichtung und auf der Abtriebswelle vorgesehene Getrieberäder der Abtriebseinrichtung, wobei die Getrieberäder in diesem Fall als Stirnräder ausgebildet sind, welche zumindest zeitweise über Formschluss unmittelbar in einer Kraft übertragenden Beziehung, nämlich im gegenseitigen Eingriff, stehen. Somit definierten die miteinander in Eingriff stehenden Getrieberäder der Antriebs- und Abtriebeinrichtung eine Kraftübertragungsstelle. Durch entsprechende Schaltvorgänge können Getrieberadpaarungen, in diesem Fall Stirnradpaarungen, verändert werden, wodurch üblicherweise eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses vorgenommen wird. Bei derartigen Stirnradgetrieben wird das Übersetzungsverhältnis isτiRNRADGETREBE aus dem Verhältnis der Zähnezahl des abtriebsseiti- gen als Stirnrad ausgebildeten Getrieberäder zu der Zähnezahl des antriebsseitigen als Stirnrad ausgebildeten Getrieberäder sowie aus dem Verhältnis der Drehzahl des Antriebsstirnrads zu der Drehzahl des Abtriebsstirnrads bestimmt. Nachteil dieser Getriebeform ist, dass zum Ändern des Übersetzungsverhältnisses bzw. zum Schalten von einem Gang zum anderen Gang die Kraftübertragung im Antriebsstrang durch eine separat neben dem Getriebe vorgesehene Kupplung unterbrochen werden muss, was letztlich einen nicht unerheblichen Leistungsverlust und erhöhte konstruktive Maßnahmen eben für die Kupplung erfordert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäßen Getriebe, Verfahren zum Betreiben von Getrieben sowie Getrieberäder derart weiterzubilden, dass die vorstehenden Nachteile zumindest teilweise überwunden werden können und insbesondere Übersetzungsänderungen in Getrieben mit geringerem Leistungsverlust erzielt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des jeweils unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Getriebe zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite und zum Schalten zwischen einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung umfasst wenigstens drei Getrieberäder, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfangen zweier miteinander in Eingriff stehenden Getrieberädern übertragen wird. Das erfindungsgemäße Getriebe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene oder Radialebene herausfahrt und ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene oder Radialebene hineinfahrt. Dabei können die Kraftübertragungsstellen auch örtlich zusammenfallen. Es sei klar, dass die Getrieberäder sowohl parallel oder orthogonal zueinander angeordnet sein können. Bei senkrecht zueinander angeordneten Getrieberädern kann das jeweilige Getrieberad oder Getriebeabschnitt lediglich in einer Axialrichtung dieses Getrieberades, nämlich von dem anderen Getrieberad weg, verschoben werden.
Die entsprechenden Getrieberäder stehen somit zumindest zeitweise über Formschluss oder Kraftschluss unmittelbar oder mittelbar in einer Kraft übertragenden Beziehung, wodurch zumindest eine Kraftübertragungsstelle definiert wird. Die in Eingriff stehenden Getrieberäder definieren darüber hinaus eine Radialebene, in der die Kraftübertragungsstelle liegt. Zur Änderung eines Übersetzungsverhältnisses des Getriebes von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung bzw. zum Schalten des Getriebes von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ist zumindest eines an der Kraftübertragung beteiligte Getrieberad derart ausgebildet, dass momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligte Getrieberadabschnitte erster Übersetzung durch Getrieberadabschnitte zweiter Übersetzung eines anderen Getrieberads zur anschließenden Fortführung oder erneuten Herstellung der Kraftübertragung mit dem gleichen oder einem anderen Getrieberad ersetzt werden können. Mit anderen Worten kann zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden, wobei zeitgleich oder anschließend ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden kann. Die durch die Kraftübertragungsstellen erster und zweiter Übersetzung definierten Radialebenen können dabei beispielsweise im Falle von drei Getrieberädern in der gleichen Ebene liegen und im Falle von vier Getrieberädern in unterschiedlichen, insbesondere zueinander axial versetzten Ebenen liegen. Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt die Übersetzungsänderung nicht durch entsprechende Unterbrechung der Kraftübertragung anhand einer separaten Kupplung und anschließendem außer Eingriff Bringen der zuvor an der Kraftübertragung beteiligten Getrieberäder und in Eingriff Bringen anderer Getrieberäder. Vielmehr werden erfindungsgemäß Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung, die momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligt sind bzw. der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufen, zunächst in eine Position gebracht, in der sie sich nicht mehr an der Kraftübertragung beteiligen können, also aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren. Insbesondere werden diese Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung aus der Radialebene hinausgeschoben, die durch zumindest die an der Kraftübertragung beteiligten Getrieberäder erster Übersetzung aufgespannt wird. Weiterhin werden Umfangsabschnitte eines Getrieberads zweiter Übersetzung in eine Position gebracht, in der sie sich anschließend an der Kraftübertragung beteiligen können, bzw. in einer Position gefahren, die in der durch die Kraftübertragungs stelle zweiter Übersetzung definierten Radialebene liegt und die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, um sich anschließend an der Kraftübertragung im Getriebe zu beteiligen. D.h. dass diese Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung in die Radialebene hinein geschoben werden, und zwar vorlaufend zu der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung. Eine Unterbrechung der Kraftübertragung erfolgt also nur in einer Zeitspanne, in der momentan noch an der Kraftübertragung beteiligte Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung mit dem an der Kraftübertragung beteiligten Getrieberad erster Übersetzung außer Eingriff gelangen und in der Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung mit einem Getrieberad zweiter Übersetzung noch in Eingriff gelangen. Zumindest bei geringen Drehzahlen und/oder geringen Übersetzungsverhältnisunterschieden können die entsprechenden Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung nahezu unmittelbar nach dem außer Eingriff Bringen der Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung, d.h. mit minimaler Zeitspanne, in Eingriff gebracht werden, wenn sich deren Umfangsgeschwindigkeiten, die von den Radien der entsprechenden Getrieberäder abhängt, nur geringfügig unterscheiden. Bei hohen Drehzahlen und/oder größeren Übersetzungsverhältnisunterschieden kann es erforderlich werden, dass die Umfangsgeschwindigkeiten der Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung und des anderen Getrieberads zweiter Übersetzung zunächst synchronisiert werden müssen, um eine gegenseitiges in Eingriff Bringen zu ermöglichen. Dies kann beispielsweise so vorgenommen werden, dass die Umfangsabschnitte des Getrieberads erster Übersetzung zunächst von der Kraftübertragung durch Verlagern in eine entsprechende Position aus der Radialebene heraus geschoben werden und die Umfangsabschnitte des Getrieberads zweiter Übersetzung erst dann mit dem entsprechenden Getrieberad zweiter Übersetzung in Eingriff gebracht wird, wenn deren Umfangsgeschwindigkeiten im Wesentlichen gleich groß sind. Dies kann insbesondere durch eine dem Fachmann bekannte Synchronisation vorgenommen werden. Auszuschließen ist jedenfalls, dass im Falle von Getrieberädern, die durch Form- schluss in einer Kraft übertragenden Beziehung stehen, die entsprechenden Getrieberäder erster Übersetzung und zweiter Übersetzung, beispielsweise als Zahnradpaare ausgebildete Getrieberäder erster und zweiter Übersetzung, sich gleichzeitig während des Schaltvorgangs bzw. während der Übersetzungsänderung im Formschluss miteinander befinden. Ein minimaler Leerlauf der entsprechenden Getrieberäder ist daher erforderlich zumindest in dem Moment, in dem der Getrieberadabschnitt zweiter Übersetzung, beispielsweise der Antriebseinrichtung, mit dem Getrieberadabschnitt zweiter Übersetzung, beispielsweise der Abtriebseinrichtung, ineinander fährt, während die entsprechenden Getrieberadabschnitte erster Übersetzung der Antriebs- und Abtriebseinrichtung auseinander fahren. Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich ist, besteht ein wesentlicher Aspekt der Erfindung darin, beispielsweise als Stirn- oder Reibräder ausgebildete Getrieberäder in ihrer Struktur reversibel zu verändern. In diesem Zusammenhang werden insbesondere Umfangsabschnitte der Stirnräder erster Übersetzung, die sich nicht im Eingriff befinden bzw. der Kraftübertragungsstelle nachlaufen und somit nicht an der Kraftübertragung beteiligt sind, aus der vorstehend definierten Radialebene herausgefahren und durch andere Umgangsabschnitte zweiter Übersetzung, die der Kraftübertragungsstelle vorlaufen, ersetzt, die zur Fortführung oder zur erneuten Herstellung der Kraftübertrag mit einem entsprechenden Stirnrad zweiter Übersetzung in Eingriff gebracht werden bzw. in die vorstehend definierte Radialebene hineingeschoben werden. Wie bereits vorstehend erläutert, sind die Getrieberäder somit bevorzugt zumindest teilweise kreisförmig und die Umfangsabschnitte zumindest teilweise als Kreissektoren ausgebildet. Beispielsweise können die kreisförmigen Getrieberäder durch Stirnräder, Reibräder, Riemenscheiben etc. ausgebildet werden. Dementsprechend können die Umfangsabschnitte dann als Kreissektoren ausgestaltet werden, so dass die strukturelle Veränderung eines Getrieberads beispielsweise darin besteht, entlang des Antriebsstirnrads- oder Abtriebsstirnradumfangs sektorenweise Stirnradabschnitte erster Übersetzung durch Stirnradabschnitte zweiter Übersetzung zu ersetzen. Das sektorenweise Ersetzen der Stirnradabschnitte des jeweiligen Stirn- rads kann dann so erfolgen, dass die Stirnräder in Umfangssektoren unterteilt sind, diese Um- fangssektoren entlang der Antriebs- bzw. Abtriebswelle verschiebbar sind, und ein oder mehrere Umfangssektoren erster Übersetzung aus der vorstehend definierten Radialebene des Stirnrads in Axialrichtung ausgeschoben werden, während andere Umfangssektoren zweiter Übersetzung in die vorstehend definierte Radialebene des Stirnrads in Axialrichtung eingeschoben werden.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Getriebe vorzugsweise so ausgebildet sein, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung und der Abtriebseinrichtung bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung entsprechend den der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder einstellbar ist. Im Falle von Stirnrädern wird wegen der unterschiedlichen Wälzkreisdurchmesser der während des Schaltvorgangs bzw. während der Übersetzungsänderung in Axialrichtung verschobenen Antriebs- und/oder. Abtriebsstirnräder bzw. verschobenen Antriebs- und/oder Abtriebsstirnradumfangsabschnitte notwendigerweise unterschiedliche Abstand zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle vor und nach dem Schaltvorgang beispielsweise dadurch erzielt, dass die Antriebs- bzw. Abtriebswelle während des Schaltvorgangs radial verschoben wird.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Getriebe aber auch so ausgestaltet werden, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung und der Abtriebseinrichtung bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung durch entsprechende Anpassung der der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder unveränderlich ist. Beispielsweise in dem Fall, bei dem für den Schaltvorgang sowohl das Antriebsstirnrad als auch das Abtriebsstirnrad sektorenweise entlang ihren Achsen verschoben werden und die Summe der Wälzkreisdurchmesser des Antriebs- und Abtriebsrads vor und nach dem Schaltvorgang gleich ist, ist für den Schaltvorgang keine Änderung des Abstandes zwischen Antriebs- und der Abtriebswelle erforderlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Getriebe derart realisiert werden, dass die Getrieberäder der Antriebseinrichtung und die Getrieberäder der Ab- triebseinrichtung durch unmittelbar in Eingriff miteinander stehende Stirnräder oder Reibräder ausgebildet sind, wobei zumindest eines der Stirnräder oder Reibräder so ausgebildet ist, dass ein der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufender Stirnradabschnitt oder Reibradabschnitt erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden kann und ein der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitt oder Reibradabschnitt zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden kann. Beispielsweise können in diesem Fall ein antriebsseitiges als Stirnrad bzw. Antriebsstirnrad ausgebildetes Getrieberad und zwei abtriebsseitige als Stirnräder bzw. Abtriebsstirnräder ausgebildete Getrieberäder vorgesehen sein. Dabei sind die beiden Abtriebsstirnräder axial nebeneinander auf einer Welle angeordnet und weisen unterschiedliche Außendurchmesser auf. Mindestens zwei Umfangssektoren bzw. Umfangsab- schnitte jedes der beiden Abtriebsstirnräder sind axial längs der Welle unabhängig voneinander verlagerbar bzw. verschiebbar. Mindestens eines der drei Stirnräder ist in diesem Fall radial zusammen mit seiner Rotationsachse verschiebbar. Beim Umschaltvorgang vom Form- schluss zwischen dem Antriebs Stirnrad und dem ersten "aktiven" Abtriebsstirnrad auf den Formschluss zwischen dem Antriebsstirnrad und dem zweiten passiven Abtriebsstirnrad wird ein Umfangssektor des ersten Abtriebsstirnrads, der gerade nicht im Eingriff mit dem Antriebsstirnrad ist, durch Axialverschiebung aus der Rotationsebene bzw. Radialebene des Antriebsstirnrads ausgeschoben, während der kongruierende Sektor des zweiten passiven Abtriebsstirnrads in die Rotationsebene bzw. Radialebene des Antriebsstirnrads eingeschoben wird. Durch Weiterdrehung der Stirnräder gelangt nun der axial verschobene Umfangssektor des zweiten Abtriebsstirnrads mit dem Antriebsstirnrad in Eingriff, und entsprechend verliert das erste Abtriebsstirnrad den Eingriff mit dem Antriebsstirnrad. Während nun das erste Abtriebsstirnrad eingriffsfrei ist, werden die beiden verbliebenen Umfangssektoren des ersten Antriebsstirnrads und des zweiten Antriebsstirnrads durch Axialverschiebung nachgezogen, um die jeweiligen Umfangssektoren des ersten und zweiten Abtriebsstirnrads axial auszurichten. Weiterhin ist aber auch eine Ausführung denkbar, bei der vier Stirnräder am Schaltvorgang beteiligt sind. Bei dieser Ausführung wird der Wechsel von einer Übersetzung zur anderen so realisiert, dass alle Stirnräder beteiligt sind. So sind zwei der Stirnräder, welche auf einer Achse liegen, in Sektoren unterteilt, die unabhängig voneinander axial verschoben werden können, wobei die Sektoren jeweils zwei Hälften eines Stirnrads ausmachen können. Im Wesentlichen erfolgt bei dieser Ausführung ein Schaltvorgang derart, dass eine der beiden Stirnradhälften derart axial verschoben wird, dass sie nicht in das Gegenstirnrad eingreifen kann, und während dessen durch Weiterdrehen der Stirnräder der Übergang von der ersten Übersetzung zur zweiten Übersetzung erfolgt, wobei bei dem Schaltvorgang das in Eingriff Kommen des zweiten Stirnradpaares kurz nach dem außer Eingriff Kommen des ersten Stirnradpaares erfolgt, so dass für eine vernachlässigbar kleine Zeitspanne keine Momentenübertragung durch das Getriebe erfolgt. Wie vorstehend erwähnt, können die Getrieberäder bei diesen Ausführungen insbesondere als Zahnräder oder auch als Reibräder ausgeführt sein.
In diesem Zusammenhang kann das erfindungsgemäße Getriebe aber auch so ausgeführt werden, dass sich der Radius, insbesondere der Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stirnradabschnitts oder Reibradabschnitts erster Übersetzung von dem Radius, insbesondere dem Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitts oder Reibradabschnitts zweiter Übersetzung unterscheidet. Durch die Festlegung der Radien der Stirnräder bzw. Reibräder erster und zweiter Übersetzung werden somit die erste und zweite Übersetzung vorgegeben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das erfϊndungsgemäße Getriebe derart ausgestaltet sein, dass zumindest eines der Getrieberäder erster oder zweiter Übersetzung zumindest teilweise aus in einer Kreisbahn regelmäßig beabstandet angeordneten axial bewegbaren Stiften ausgebildet ist, wobei die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden können und die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden können. Die Stifte stellen somit zumindest teilweise die entsprechenden Getrieberäder dar und bilden in diesem Sinne Kraftübertragungseinrichtungen, durch welche die entsprechende Kraftübertragungsstelle definiert wird. Dabei sind die Stifte vorzugsweise entlang einer Kreisbahn bestimmten Radius angeordnet und in ihrer Längsrichtung verschiebbar gelagert bzw. geführt. Die Stifte können aber auch zusätzlich an einem Stirnrad vorgesehen sein und sich somit mit derselben Winkelgeschwindigkeit wie das Stirnrad drehen, wobei zumindest in einer Übersetzung nicht das Stirnrad, sondern die Stifte an der Kraftübertragung beteiligt sind. Das Stirnrad kann in diesem Fall als Stütze für die Stifte dienen. Die Stifte sind dann beispielsweise radial am Außenumfang des entsprechenden Stirnrads jeweils zwischen zwei Zähnen des Stirnrads derart angeordnet, dass sie in einer eingefahrenen Aktivstellung in Eingriff mit einem anderen Stirnrad stehen und Antriebskräfte zwischen den beiden Stirnrädern übertragen können. Die Stifte greifen in deren ausgefahrenen Passivstellung nicht in die Zähne der Getrieberäder ein. Das Ein- und Ausfahren der Stifte kann während des Umlaufs des Getriebes stets an Umfangsbereichen fern von dem Abrollpunkt bzw. der Kraftübertragungsstelle der Stirnräder erfolgen. Beim Übersetzungswechsel werden die Stifte für das aktive Stirnradpaar an abrollfernen Umfangsbereichen des Getriebeführungsrads ausgefahren, ohne dass vorerst die Kraftübertragung zwischen den entsprechenden Stirnrädern aufgehoben wird. Zu gleicher Zeit können bei dem passiven Stirnradpaar die Stifte an dem entsprechenden Stirnrad in die Aktivstellung eingefahren werden, die bezüglich der Winkelposition den ausgefahrenen Stiften entsprechen, ohne dass unmittelbar ein Eingriff zwischen den aktivierten Stiften und den Getrieberädern besteht. Der Wechsel von der Kraftübertragung durch das erste Stirnradpaar zur Kraftübertragung durch das zweite Stirnradpaar findet statt, wenn bei Weiterdrehung der Stirnräder die eingefahrenen aktivierten Stifte in den Eingriff mit dem Stirnrad gelangen, um den Formschluss des zweiten Stirnradpaares zu erwirken. In dem vorstehenden Fall wird somit die strukturelle Veränderung der entsprechenden Getrieberäder entlang eines Umfangsabschnitts oder eines Kreisbahnsektors dadurch vorgenommen, dass die zur Kraftübertragung dienenden Stifte in axialer Richtung aus- bzw. eingeschoben werden. Das Aus- und Einfahren der Stifte kann insbesondere durch elektrische Antriebe erfolgen, beispielsweise durch einen oder mehrere Servomotoren zur translatorischen Bewegung der entsprechenden Stifte.
Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass sich der Radius des Kreisbahnabschnitts erster Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung angeordnet sind, von dem Radius des Kxeisbahnabschnitts zweiter Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung angeordnet sind, unterscheidet. Ferner kann in diesem Zusammenhang das erfindungsgemäße Getriebe so weitergebildet werden, dass die Stifte erster Übersetzung und zweiter Übersetzung jeweils an einem Kreis- scheibenumfangsabschnitt axial bewegbar und in unterschiedlichen Radien entlang des Kreisbahnabschnitts gelagert sind. Ein zur Stützung der Stifte vorgesehenes Stirnrad kann somit auch weggelassen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform wird das erfindungsgemäße Getriebe derart realisiert, dass das Getrieberad der Antriebseinrichtung und das Getrieberad der Abtriebseinrichtung durch über einen Riemen mittelbar in Kraftübertragung stehende Riemenscheiben ausgebildet sind, wobei den Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung nachlaufende Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung aus den durch die Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung definierten Radialebenen hinausgefahren und den Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung vorlaufende Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung definierten Radialebenen hineingefahren werden können. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Kraftübertragung somit über einen Riemen, wobei die Übersetzungsänderung bzw. der Übersetzungswechsel derart vorgenommen wird, dass die Durchmesser des Antriebs- und Abtriebsrades bzw. der antriebsseitigen Riemenscheibe und der abtriebsseitigen Riemenscheibe während des Umlaufs abschnittsweise verändert werden. Insbesondere ist ein Keilriemengetriebe mit einer Antriebs- und einer Abtriebswelle vorgesehen, das mindestens zwei Riemenscheiben aufweist, wobei die Radien der Riemenscheiben an verschiedenen Umfangssektoren der Riemenscheiben veränderbar sind. So erfolgt ein Schaltvorgang von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung derart, dass zunächst der Riemenscheibenradius an den Umfangssektoren geändert wird, die nicht in Kraftschluss mit dem Keilriemen und somit an der Kraftübertragung momentan nicht beteiligt sind. D.h. es werden die den Kraftübertragungsstellen nachlaufenden Umfangssektoren erster Übersetzung aus den durch die Kraftübertragungsstellen definierten Radialebenen herausgefahren und die den Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung vorlaufenden Umfangssektoren zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung definierten Radialebenen hineingefahren. Durch Drehen des Keilriemengetriebes gelangen die geänderten Umfangssektoren zweiter Übersetzung der Riemenscheiben in Kraftschluss mit dem Keilriemen, wobei die Änderung des Radius der beiden Riemenscheiben im Wesentlichen gleichzeitig erfolgt und dadurch eine Übersetzungsänderung erzielt wird. So kann die sektorenweise Änderung der Riemenscheibenradien insbesondere dadurch erfolgen, dass die Riemenscheiben in Umfangssektoren unterteilt sind, die entlang deren Antriebs- und Abtriebswelle verschiebbar sind, und ein oder mehrere Umfangssektoren bzw. Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung aus den Riemenscheiben in Axialrichtung ausgeschoben werden, während andere Umfangssektoren bzw. Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung in die Riemenscheiben in Axialrichtung eingeschoben werden.
In diesem Zusammenhang wird das erfindungsgemäße Getriebe vorzugsweise so verwirklicht, dass sich die Radien der Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung von den Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung unterscheiden.
Ferner kann bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Getriebes in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung von beiden Riemenscheiben so ausgewählt sind, dass die Riemenlänge unverändert bleibt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Riemenscheiben durch Austausch der entsprechenden Riemenscheibenabschnitte so strukturell verändert werden, dass die Mindestlänge des Keilriemens unverändert bleibt und dadurch kein Riemenspanner erforderlich ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Getriebes, insbesondere des vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Getriebes, zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite in zumindest einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, umfasst eine Antriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern und eine Abtriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfangen der Getrieberäder übertragen wird. Das erfϊndungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene oder Radialebene herausfährt und zeitgleich oder anschließend ein Umfangsabschnitt eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene oder Radialebene hineinfährt. Dadurch ergeben sich die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Getriebe erläuterten Eigenschaften und Vorteile auf gleiche oder ähnliche Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Getriebe verwiesen wird.
Gleiches gilt sinngemäß auch für die folgenden bevorzugten Ausfuhrungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei auch diesbezüglich zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Getriebe verwiesen wird.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren derart verwirklicht werden, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung und der Abtriebseinrichtung bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung entsprechend den der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder eingestellt wird.
Alternativ kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch so umgesetzt werden, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung und der Abtriebseinrichtung bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung durch entsprechende Anpassung der der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder unverändert beibehalten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren so ausgeführt werden, dass die Getrieberäder der Antriebseinrichtung und die Getrieberäder der Abtriebseinrichtung durch unmittelbar in Eingriff miteinander stehende Stirnräder oder Reibräder ausgebildet sind, wobei zumindest eines der Stirnräder oder Reibräder so strukturell verändert wird, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufender Stirnradabschnitt oder Reibradabschnitt erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren und ein der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitt oder Reibradabschnitt zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren wird. In diesem Zusammenhang wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt derart verwirklicht, dass der Radius, insbesondere der Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stirnradabschnitts oder Reibradabschnitts erster Übersetzung zu dem Radius, insbesondere gegenüber dem Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitts oder Reibradabschnitts zweiter Übersetzung unterschiedlich festgelegt wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der Getrieberäder erster oder zweiter Übersetzung zumindest teilweise aus in einer Kreisbahn regelmäßig beabstandet angeordneten axial bewegbaren Stiften ausgebildet ist, wobei zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden und die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden.
In diesem Zusammenhang wird das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt so umgesetzt, dass der Radius des Kreisbahnabschnitts erster Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung angeordnet sind, zu dem Radius des Kreisbahnabschnitts zweiter Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung angeordnet sind, unterschiedlich festgelegt wird.
Weiterhin kann bei dieser Ausführungsform das erfindungsgemäße Verfahren derart realisiert werden, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung die Stifte erster Übersetzung und zweiter Übersetzung jeweils an einem Kreisscheibenumfangsabschnitt axial bewegt und in unterschiedlichen Radien entlang des Kreisbahnabschnitts gelagert werden. In einer weiteren bevorzugt Ausfuhrungsfbrm kann das erfindungs gemäße Verfahren so verwirklicht werden, dass das Getrieberad der Antriebseinrichtung und das Getrieberad der Abtriebseinrichtung durch über einen Riemen mittelbar in Kraftübertragung stehende Riemenscheiben ausgebildet sind, wobei zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung den Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung nachlaufende Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung aus den durch die Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung definierten Radialebenen hinausgefahren und den Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung vorlaufende Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung definierten Radialebenen hineingefahren werden.
In diesem Zusammenhang kann das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgeführt werden, dass die Radien der Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung zu den Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung unterschiedlich festgelegt werden.
Weiterhin kann bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass die Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung von beiden Riemenscheiben so ausgewählt werden, dass die Riemenlänge unverändert bleibt.
Das erfindungs gemäße Getrieberad für ein Getriebe, insbesondere für das vorstehend erläuterte erfindungsgemäße Getriebe, das insbesondere nach dem vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren betrieben werden kann, zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite auf eine Abtriebsseite in zumindest einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, wobei das Getriebe eine Antriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern und eine Abtriebseinrichtung mit einem oder mehreren Getrieberädern um- fasst, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfangen der Getrieberäder übertragen wird, zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das Getrieberad zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung derart strukturell verändert werden kann, dass ein Umfangsabschnitt des Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene oder Radialebene herausfährt und zeitgleich oder anschließend ein Umfangsabschnitt des Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Über- Setzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kxaftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene oder Radialebene hineinfährt. Auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Getrieberad ergeben sich sinngemäß die vorstehend erläuterten Vorteile auf gleiche oder ähnliche Weise, weshalb zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehenden Ausführungen hinsichtlich des erfindungsgemäßen Getriebes verwiesen wird.
Bevorzugte Ausführungs formen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren beispielhaft erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figuren 2a)-d) schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in unterschiedlichen Schaltzuständen;
Figuren 3a)-c) schematische Darstellungen eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in unterschiedlichen Schaltzuständen;
Figur 4 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 5 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Figuren 6a)-e) schematische Darstellungen eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung in unterschiedlichen Schaltzuständen. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes 10 gemäß einem ersten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung. Im vorliegenden Fall ist das erfindungsgemäße Getriebe 10 als ein Stirnradgetriebe, beispielsweise in einem nicht dargestellten Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs oder einer Werkzeugmaschine, realisiert, wobei nicht näher interessierende Komponenten des Antriebsstrangs wie beispielsweise der Verbrennungs- bzw. Elektromotor sowie der Achsantrieb des Kraftfahrzeugs bzw. der Spindelantrieb der Werkzeugmaschine in Figur 1 weggelassen sind. Das erfindungsgemäße Getriebe 10 dient zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite 12 auf eine Abtriebsseite 14. Die Antriebsseite 12 wird dabei zumindest teilweise durch eine Antriebswelle 16 gebildet, die auf eine dem Fachmann bekannte Weise mit dem nicht näher interessierenden Verbrennungs- oder Elektromotor, insbesondere der Abtriebswelle des Motors, zumindest mittelbar gekoppelt ist. Die Abtriebsseite 14 wird hingegen zumindest teilweise durch eine zur Antriebswelle 16 parallele Abtriebswelle 18 gebildet, die auf eine dem Fachmann bekannte Weise mit dem nicht dargestellten Achsantrieb des Kraftfahrzeugs bzw. Spindelantrieb der Werkzeugmaschine zumindest mittelbar gekoppelt ist. Der Abstand zwischen der Antriebswelle 16 und der Abtriebswelle 18 ist dabei in diesem Ausfuhrungsbeispiel fest und damit unveränderlich. Auf der Antriebswelle 16 ist eine erste, in diesem Fall an- triebsseitige Getrieberotationselementeinrichtung bzw. Antriebseinrichtung 20 vorgesehen, welche im dargestellten Fall zwei als Stirnräder ausgebildete und nur teilweise dargestellte Getrieberäder 22 und 28 umfasst, die axial verschiebbar, aber drehfest auf der Antriebswelle 16 gelagert sind und wovon jeweils nur ein Abschnitt dargestellt ist, worauf untenstehend näher eingegangen wird. Auf der Abtriebswelle 18 ist eine zweite, in diesem Fall abtriebssei- tige Getrieberotationselementeinrichtung bzw. Abtriebseinrichtung 24 vorgesehen, welche im dargestellten Fall wie auch die Antriebseinrichtung 20 zwei als Stirnräder ausgebildete und nur teilweise dargestellte Getrieberäder 26 und 30 umfasst, die axial verschiebbar, aber drehfest auf der Abtriebswelle 18 gelagert sind und wovon jeweils nur ein Abschnitt dargestellt ist, worauf ebenso untenstehend näher eingegangen wird. Durch zumindest zeitweises in Eingriff Bringen eines der jeweils als Stirnrad ausgebildeten Getrieberäder 22 oder 28 der Antriebseinrichtung 20 mit einem der jeweils als Stirnrad ausgebildeten Getrieberäder 26 oder 30 der Abtriebseinrichtung 24 wird eine Kraft übertragende Beziehung zwischen der Antriebsseite 12 und der Abtriebsseite 14 zur Übertragung der Antriebsbewegung hergestellt. Insbeson- dere wird durch das zumindest zeitweise in Eingriff Bringen eines der jeweils als Stirnrad ausgebildeten Getrieberäder 22 oder 28 der Antriebseinrichtung 20 mit einem der jeweils als Stirnrad ausgebildeten Getrieberäder 26 oder 30 der Abtriebseinrichtung 24 jeweils eine Kraftübertragungsstelle definiert, die entweder in einer durch die Getrieberäder 22 und 26 aufgespannten Radialebene liegt oder in einer durch die Getrieberäder 28 und 30 aufgespannten Radialebene liegt. Zu diesem Zweck stehen entweder die Getrieberäder 22 und 26, wovon in Figur 1 lediglich ein Abschnitt dargestellt ist, oder die Getrieberäder 28 und 30 zumindest zeitweise miteinander im Eingriff, so dass sich über den Formschluss eine unmittelbar Kraft übertragende Beziehung bzw. die Kraftübertragungsstelle ergibt und die Antriebsbewegung von der Antriebsseite 12 auf die Abtriebsseite 14 übertragen werden kann. Die Übersetzungsverhältnisse, die durch die Getrieberäder 28, 30 sowie 22, 26 übertragen werden können, werden in diesem Fall durch die Zähnezahlen der entsprechenden Stirnräder bestimmt, wobei die Zähnezahlen von dem Durchmesser sowie dem Modul der Stirnräder abhängen. So ist durch in Eingriff Bringen der als Stirnräder ausgebildeten Getrieberäder 22 und 26 eine erste Übersetzung des Getriebes vorgegeben, während durch in Eingriff Bringen der als Stirnräder ausgebildeten Getrieberäder 28 und 30 eine sich von der ersten Übersetzung unterscheidende zweite Übersetzung des Getriebes festgelegt ist. Dementsprechend wird durch in Eingriff Bringen der Getrieberäder 22 und 26 eine Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definiert, während durch in Eingriff Bringen der Getrieberäder 28 und 30 eine Kraftübertragungs- stelle zweiter Übersetzung definiert wird.
Wie vorstehend erwähnt, sind in Figur 1 lediglich Umfangsabschnitte der Getrieberäder 22, 26, 28, 30 dargestellt, wodurch sich die weiter untenstehende Betriebsweise des erfindungsgemäßen Getriebes 10 anschaulicher erläutern lässt. Jedoch umfasst jedes Getrieberad 22, 26, 28, 30 in diesem Ausführungsbeispiel zwei Umfangsabschnitte bzw. Stirnradabschnitte und somit zwei Getrieberadhälften bzw. Stirnradhälften. Da die Getrieberäder 22, 26, 28, 30 in diesem Ausführungsbeispiel als im Wesentlichen kreisförmige Stirnräder ausgebildet sind, werden die entsprechenden Umfangsabschnitte als Kreissektoren, insbesondere als Halbkreissektoren oder Stirnradhälften ausgebildet. Dementsprechend umfasst das Getrieberad 26 die Umfangsabschnitte bzw. Stirnradhälften Zl1 und Zl2, das Getrieberad 22 die Umfangsabschnitte bzw. Stirnradhälften Z2i und Z22, das Getrieberad 30 die Umfangsabschnitte bzw. Stirnradhälften Z3 \ und Z32 und das Getrieberad 28 die Umfangsabschnitte bzw. Stirnradhälf- ten Z4i und Z42. Dabei ist, wie bereits erwähnt, lediglich ein Umfangsabschnitt bzw. eine Stirnradhälfte jedes Getrieberads 22, 26, 28, 30 in Figur 1 dargestellt, um die nachstehende Betriebsweise des erfindungsgemäßen Getriebes 10 anschaulicher zu gestalten.
Der Betrieb des erfindungsgemäßen Getriebes 10 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 2 a)-d) sowie unter Bezugnahme auf Figur 1 näher erläutert. Die Figuren 2a)-d) zeigen schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Getriebes 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Schaltzuständen.
Wie aus Figur 2a) ersichtlich ist, stehen in einem Normalbetrieb des Getriebes die als Stirnräder ausgebildeten Getrieberäder 22 und 26 der Antriebs- und Abtriebseinrichtung 20 und 24 miteinander in Eingriff, wodurch die Antriebsbewegung von der Antriebswelle 16 auf die Abtriebswelle 18 in einem ersten Übersetzungsverhältnis übertragen wird. Dieses hängt in diesem Fall insbesondere von dem Verhältnis der Zähnezahl des abtriebsseitigen als Stirnrad ausgebildeten Getrieberads 26 zu der Zähnezahl des antriebsseitigen als Stirnrad ausgebildeten Getrieberads 22 ab. Dementsprechend wird in der durch die Getrieberäder 22 und 26 aufgespannten Radialebene eine Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definiert. Wie weiterhin aus Figur 2a) ersichtlich ist, sind die Getrieberäder 22 und 26 in diesem Schaltzustand noch vollständig von ihren jeweils zwei halbkreissektorförmigen Umfangsabschnitten Zl1, Zl2 undZ21; Z22 ausgebildet, so dass in diesem Schaltzustand vollständige kreisförmige Stirnräder vorliegen, die das erste Übersetzungsverhältnis festlegen. Mit anderen Worten befinden sich die Umfangsabschnitte ZI i, Zl2 und Z2i, Z22 noch in der gemeinsamen Radialebene der Getrieberäder 22 und 26 und stehen an der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung in Eingriff. Die als Stirnräder ausgebildeten Getrieberäder 30 und 28 sind in diesem Zustand ebenso durch jeweils zwei halbkreissektorförmige Umfangsabschnitte Z3i, Z32 und Z4i, Z42 ausgebildet, so dass auch in diesem Fall vollständige kreisförmige Stirnräder vorliegen. Jedoch befinden sich die Getrieberäder 30 und 28 zu diesem Zeitpunkt nicht im Eingriff, so dass die Antriebsbewegung ausschließlich durch die Getrieberäder 22 und 26 übertragen wird. Aus diesem Grund sind die Getriebe 30 und 28 relativ zueinander in deren Achsrichtungen versetzt, d.h. die Getrieberäder 28, 30 befinden sich nicht in der gleichen Radialebene, so dass es gerade zu keinem Eingriff zwischen ihnen kommt und keine Kraftübertragungsstelle definiert wird. Hingegen befinden sich die Getrieberäder 22 und 26 in deren gemeinsamen Radialebene und stehen somit über die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung in Eingriff, wie bereits erwähnt wurde.
Soll nun ein Schaltvorgang beziehungsweise eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 10 von der ersten Übersetzung auf die sich von der ersten Übersetzung unterscheidende zweite Übersetzung bewirkt werden, so wird zunächst der in Figur 2b) dargestellte Schaltzustand des Getriebes 10 herbeigeführt. Insbesondere wird das an der Kraftübertragung abschnittsweise beteiligte Getrieberad 22 der Antriebseinrichtung 20 derart strukturell verändert, dass der momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligte Umfangsabschnitt Z22, mit dem die erste Übersetzung erzielt wurde, axial aus der gemeinsamen Radialebene der Getrieberäder 26 und 22 verschoben wird und somit für einen weiteren Eingriff nicht zur Verfügung steht. Mit anderen Worten wird der Umfangsabschnitt Z22, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren. Hingegen verbleibt der momentan an der Kraftübertragung beteiligte Umfangsabschnitt Z2j im Eingriff mit dem Getrieberad 26, so dass zumindest noch für eine gewisse Zeitspanne bzw. für eine gewisse Drehung dieses Umfangsab- schnitts Z2j die Antriebsbewegung in einer ersten Übersetzung in dem Getriebe 10 übertragen wird. Mit anderen Worten ist der an der Kraftübertragung beteiligte Umfangsabschnitt Z2] noch eine gewisse Zeitspanne bzw. eine gewisse Drehung mit dem Getrieberad 26 über die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung im Eingriff, d.h. dieser befindet sich noch in der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene. Während dieser Zeit wird das Getrieberad 28 zum in Eingriff Kommen mit dem Getrieberad 30 vorbereitet. Dementsprechend wird der Umfangsabschnitt Z42 des Getrieberads 28 so weit axial entlang der Antriebwelle 16 verschoben, dass er in der gemeinsamen Radialebene mit dem Getrieberad 30 liegt und damit bei weiterer Drehung um 180° mit dem Getrieberad 30 in Eingriff gelangen kann. Mit anderen Worten wird der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufende Umfangsabschnitt Z42 in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren. Jedoch ist an dieser Stelle anzumerken, dass der Umfangsabschnitt Z42 des Getrieberads 28 nur dann in die entsprechende Position bzw. in die gemeinsame durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene mit dem Getrieberad 30 verschoben wird, sofern die Umfangsgeschwindigkeiten des Um- fangsabschnitts Z42 sowie des Getrieberads 30 entweder im Wesentlichen gleich sind oder sich nur so geringfügig unterscheiden, dass anhand der Stirnradgeometrie dennoch ein sicheres in Eingriff Bringen des Umfangsabschnitts Z42 des Getrieberads 28 mit dem entsprechenden Umfangsabschnitt Z3i des Getrieberads 30 ermöglicht werden kann, ohne dass die Stirnräder einen Schaden davontragen. Andernfalls wird zunächst ein Leerlauf gefahren, d.h. keines der Getrieberäder 26, 22 und 30, 28 befindet sich im Eingriff, bis die Umfangsgeschwindigkeit der Getrieberäder 30 und 28 im Wesentlichen die gleiche ist. Dies kann beispielsweise durch eine dem Fachmann bekannte Synchronisationseinrichtung bewirkt werden. Erst dann wird der Umfangsabschnitt Z42 in die gemeinsame durch die Kxaftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene mit dem Getrieberad 30 verschoben, so dass er in Eingriff gelangen kann bzw. mit dem Getrieberad 30 über die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung in Eingriff gelangen kann. Figur 1 zeigt diesbezüglich den Zustand des Getriebes 10, bei dem nur geringe Umfangsgeschwindigkeitsunterschiede vorliegen und die Getrieberäder 22 und 26 gerade außer Eingriff geraten, während die Getrieberäder 28 und 30 gerade in Eingriff gelangen. Dementsprechend stellt Figur 1 einen Zwischenzustand im Hinblick auf die Figuren 2b) und 2c) dar.
Figur 2c) zeigt einen solchen Zustand, bei dem sich die Getrieberäder 26, 22, 30 und 28 um 180° um ihre entsprechenden Antriebs- und Abtriebswellen 16, 18 weiter gedreht haben. Wie aus Figur 2c) ersichtlich ist, befindet sich der Umfangsabschnitt Z42 des Getrieberads 28 nunmehr über die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung im Eingriff mit dem Getrieberad 30, wodurch die Antriebsbewegung in einer zweiten Übersetzung von der Antriebswelle 16 auf die Abtriebswelle 18 übertragen wird. Wie ebenso aus Figur 2c) ersichtlich ist, ist der Umfangsabschnitt Z2i des Getrieberads 22 nicht mehr im Eingriff mit dem Getrieberad 26.
Figur 2d) zeigt den Schaltzustand des Getriebes 10, bei dem nunmehr der Umfangsabschnitt Z2] des Getrieberads 22 derart aus der gemeinsamen Radialebene mit dem Getrieberad 26 verschoben ist, dass das Getrieberad 22 wieder ein vollständiges Stirnrad mit den Umfangsab- schnitten 72\ und Z22 ausbildet, welches zu dem Getrieberad 26 so versetzt ist, dass gerade kein Eingriff zwischen beiden Getrieberädern 22, 26 entstehen kann. Hingegen ist bei dem Getrieberad 28 nunmehr auch der Umfangsabschnitt Z4t so in die gemeinsame Radialebene mit dem Getrieberad 30 verschoben, dass das Getrieberad 28 wieder ein vollständiges Stirnrad ausbildet, welches sich über die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung im Eingriff mit dem Getrieberad 30 befindet und das Getriebe 10 somit in der zweiten Übersetzung weiter betrieben werden kann.
Wie aus dem in den Figuren 2a) bis 2d) gezeigten Ablauf der unterschiedlichen Schaltzustände des Getriebes 10 bei einer Änderung des Übersetzungsverhältnisses von einer ersten Übersetzung auf eine zweite Übersetzung ersichtlich ist, wird der momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligte Umfangsabschnitt Z22 erster Übersetzung des Getrieberads 22 durch einen Umfangsabschnitt Z42 zweiter Übersetzung des Getrieberads 28 zur anschließenden Fortführung der Kraftübertragung mit dem Getrieberad 30 ersetzt. Mit anderen Worten wird zunächst der momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligte, der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufende Umfangsabschnitt Z22 erster Übersetzung des Getrieberads 22 aus der durch die Kxaftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren und der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufende Umfangsabschnitt Z42 zweiter Übersetzung des Getrieberads 28 wird in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren, um die Kraftübertragung mit dem Getrieberad 30 in der zweiten Übersetzung fortzusetzen. Dabei unterscheidet sich der Radius, insbesondere der Arbeits- oder Teilkreisradius, des auszutauschenden Stirnradabschnitts erster Übersetzung von dem Radius, insbesondere dem Arbeits- oder Teilkreisradius, des Stirnradabschnitts zweiter Übersetzung.
In einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels kann das erfindungsgemäße Getriebe 10 derart ausgestaltet sein, dass die Antriebswelle 16 bzw. eine Achse der Antriebswelle 16 vorzugsweise im rechten Winkel zu der Abtriebswelle 18 bzw. zu einer Achse der Abtriebswelle 18 angeordnet ist. Vorzugsweise weisen die Achsen der Antriebswelle 16 und der Abtriebswelle 18 in der Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels keinen Achsversatz auf und schneiden sich somit in einem imaginären Schnittpunkt. In diesem Fall können die jeweiligen Getrieberäder der Antriebswelle 16 und die jeweiligen Getrieberäder der Abtriebswelle 18, die in dem ersten Ausführungsbeispiel als Stirnräder 22, 26, 28 und 30 ausgebildet sind, beispielsweise als Kegelräder erster und zweiter Übersetzung ausgeführt sein, wobei sich die Mittellinien der entsprechenden Kegelräder und deren Mantellinien ebenso durch den imaginären Schnittpunkt erstrecken, wenn die entsprechenden Kegelräder erster oder zweiter Übersetzung miteinander in Eingriff stehen. Auf zum ersten Ausführungsbeispiel analoge Weise wird dabei zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Um- fangsabschnitt eines Kegelrads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Ü- bersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Ü- bersetzung definierten Ebene herausgefahren und ein Umfangsabschnitt eines Kegelrads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene hineingefahren. Die entsprechenden Kegelräder erster und zweiter Übersetzung der Antriebsund Abtriebswelle 16 und 18 müssen demnach so ausgestaltet werden, dass durch Axialverschiebung von deren Umfangsabschnitten erster oder zweiter Übersetzung der entsprechenden Kegelräder Kegelradpaarungen erster oder zweiter Übersetzung erzielt werden können, die miteinander in Eingriff stehen.
Ebenso können bei der Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels anstelle von Kegelrädern an der Antriebswelle 16 und der Abtriebswelle 18 insbesondere zwei Kronräder bzw. Kronenräder an der Antriebswelle 16 und zwei Stirnräder an der Abtriebswelle 18 vorgesehen sein. Beispielsweise können in diesem Fall die an der Abtriebswelle 18 vorgesehenen Stirnräder die gleichen Durchmesser bzw. Zähnezahlen aufweisen, während sich die an der Antriebswelle 16 vorgesehenen Kronräder in deren Durchmesser bzw. in deren Arbeitsradien unterscheiden. Die Kronräder können dabei insbesondere in der Form eines Hohlzylinders ausgebildet sein, wobei ein Endabschnitt bzw. Stirnflächenabschnitt dieses Hohlzylinders einen Zahnkranz aufweist, welcher beispielsweise Zackenkronen umfasst, die mit den entsprechenden Stirnräder in Eingriff gebracht werden können. Wie bereits vorstehend erwähnt, schneiden sich die Achsen der Antriebs- und Abtriebswelle 16 und 18 vorzugsweise in dem imaginären Schnittpunkt. Auch in diesem Fall wird zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt eines Kronrads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene herausgefahren und somit außer Eingriff mit dem Stirnrad erster Übersetzung gebracht. Weiterhin wird ein Umfangsabschnitt eines Kronrads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene hineingefahren und somit mit dem Stirnrad zweiter Übersetzung in Eingriff ge- bracht. Die Funktionsweise der Abwandlung des ersten Ausfuhrungsbeispiels verhält sich somit im Wesentlichen analog zu der des ersten Ausführungsbeispiels.
Die Figuren 3a)-3c) zeigen schematische Darstellungen eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes 100 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in unterschiedlichen Schaltzuständen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird bei der Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels lediglich auf die Unterschiede im Hinblick auf das vorstehend beschriebene erste Ausführungsbeispiel eingegangen, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Das in den Figuren 3a)-c) dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 darin, dass der Abstand der Rotationsachsen, d.h. der nicht dargestellten Antriebswelle und der Abtriebswelle zwischen den an der Kraftübertragung beteiligten Getrieberädern 126, 122, 128 bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung entsprechend den der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder 126, 128 einstellbar ist. Wie aus den Figuren 3a)-3c) ersichtlich ist, wird zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses das als Stirnrad ausgebildete Getrieberad 126 fortwährend beibehalten, während zunächst ein Umfangsabschnitt des Getrieberads 122 mit dem Getrieberad 126 über die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung in Eingriff steht, wie in Figur 3 a) ersichtlich ist. Bei weiterer Drehung des Umfangs- abschnitts des Getrieberads 122, wie dies in den Figuren 3b) und 3c) dargestellt ist, wird ein Umfangsabschnitt des Getrieberads 128 mit dem Getrieberad 126 über die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung in Eingriff gebracht, wobei gleichzeitig der Abstand der nicht dargestellten Antriebs- und Abtriebswellen an dieses neue Übersetzungsverhältnis bzw. an die Summe der Arbeitsradien des Getrieberads 126 und des Umfangsabschnitts des Getrieberads 128 angepasst wird. Insbesondere wird in diesem Ausführungsbeispiel die Antriebswelle relativ zur Abtriebswelle so bewegt, dass durch in Eingriff Bringen des Getrieberads 126 mit dem Umfangsabschnitt des Getrieberads 128 die zweite Übersetzung im Getriebe vorliegt. Der Ablauf der Änderung des Übersetzungsverhältnisses, wie er im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel anhand der Figuren 2a)-d) beschrieben ist, gestaltet sich sinngemäß mit Ausnahme der Abstandsänderung der Antriebs- und Abtriebswellen analog, weshalb eine diesbezügliche Erläuterung weggelassen und auf die Ausführungen zu den Figuren 2a)-d) verwiesen wird. Es sei noch darauf hingewiesen, dass der in Figur 3c) dargestellte Umfangs- abschnitt des Getrieberads 122 durch einen weiteren Umfangsabschnitt des Getrieberads 128 ersetzt wird, so dass das Getriebe 100 dann mit dem zweiten Übersetzungsverhältnis betrieben werden kann.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes 200 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auch in diesem Fall werden zur Vermeidung von Wiederholungen bei der Beschreibung dieses Ausfuhrungsbeispiels lediglich die Unterschiede im Hinblick auf das erste Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Das Getriebe 200 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem des ersten Ausführungsbeispiels insbesondere dadurch, dass die abtriebsseitigen Getrieberäder zumindest teilweise aus in einer Kreisbahn bzw. in einem Kreisbahnabschnitt regelmäßig beabstandet angeordneten axial bewegbaren Stiften 240, 242 ausgebildet sind, die mit den als Stirnräder ausgebildeten Getrieberädern 222, 228 abschnittsweise unmittelbar in Eingriff gebracht werden können. Bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes 200 von einer ersten Übersetzung in eine zweite Übersetzung wird, analog zu dem Ablauf gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2, die in einem Umfangsabschnitt angeordneten nicht im Eingriff befindlichen Stifte 240 erster Übersetzung, d.h. die Stifte 240, die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufen, durch Stifte 242 zweiter Übersetzung durch axiale Verschiebung der entsprechenden Stifte ersetzt, d.h. durch die Stifte 242, die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufen. Das heißt, die Stifte 240, die momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligt sind, werden aus der gemeinsamen Radialebene mit dem Getrieberad 222 herausbewegt und die Stifte 242, die momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligt sind, werden in die Radialebene mit dem Getrieberad 228 hineinbewegt, um anschließend eine Kraft übertragende Beziehung herzustellen. Da sich der Radius des Kreisbahnabschnitts, auf dem die zu ersetzenden Stifte 240 erster Übersetzung angeordnet sind, von dem Radius des Kreisbahnabschnitts, auf dem die Stifte 242 zweiter Übersetzung angeordnet sind, unterscheidet, wird das Übersetzungsverhältnis von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung geändert. Vorzugsweise sind die Stifte 240, 242 erster Übersetzung und zweiter Übersetzung an nicht dargestellten Kreisscheiben axial bewegbar und in unterschiedlichen Radien entlang eines Kreisbahnabschnitts gelagert, wobei zusätzlich die als Stirnräder ausgebildeten Getrieberäder 226, 230 vorgesehen sein können, die die entspre- chenden Stifte 240, 242 zumindest teilweise stützen. Der Ablauf eines Schaltvorgangs dieses Ausführungsbeispiels erfolgt sinngemäß auf analoge Weise zu dem des ersten Ausführungsbeispiels, wobei statt Stirnradabschnitten die in einem Kreisbahnabschnitt befindlichen Stifte 240, 242 in und aus den entsprechenden Radialebenen ein- und ausgeschoben werden, um einerseits die erste Übersetzung mit dem Getrieberad 222 aufzuheben und andererseits die zweite Übersetzung mit dem Getrieberad 228 herzustellen.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes 300 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden bei der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiels auch in diesem Fall nur die Unterschiede zum ersten Ausführungsbeispiel näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Im in Figur 5 dargestellten Fall sind das als Riemenscheibe ausgebildete Getrieberad 322 und das als Riemenscheibe ausgebildete Getrieberad 326 über einen Riemen 344 mittelbar in einer Kraft übertragenden Beziehung, wobei die jeweiligen Riemenscheiben so ausgebildet sind, dass deren nicht mit dem Riemen 344 in Kraftübertragung befindliche Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung der Riemenscheiben 322 und 326 durch Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung der Riemenscheiben 328, 330 zweiter Übersetzung ersetzt werden können. Mit anderen Worten werden Riemenscheibenabschnitte der entsprechenden Riemenscheiben 322, 326, die den jeweiligen Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung nachlaufen, aus den entsprechenden Radialebenen hinausgefahren, und Riemenscheibenabschnitte der entsprechenden Riemenscheiben 328, 330, die den jeweiligen Kraftübertragungsstellen zweiter Ü- bersetzung vorlaufen, in die entsprechenden Radialebenen hineingefahren. Dabei unterscheiden sich die Radien der zu ersetzenden Riemenscheibenabschnitte der Riemenscheiben 322, 326 erster Übersetzung von den Radien der Riemenscheibenabschnitte der Riemenscheiben 328, 330 zweiter Übersetzung, wobei die jeweiligen Radien so ausgewählt sind, dass die Gesamtlänge des Riemens 344 unverändert bleibt. Ansonsten ist der Ablauf der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des ersten Ausführungsbeispiels sinngemäß auch auf dieses Ausführungsbeispiel anzuwenden, das anstelle eines Stirnradgetriebes ein Riemengetriebe verwendet, bei dem nicht an der Kraftübertragung beteiligte Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung der jeweiligen Riemenscheiben durch Riemenscheiben zweiter Übersetzung ersetzt werden. Die Figuren 6a)-e) zeigen schematische Darstellungen eines Ausschnitts des erfindungsgemäßen Getriebes 400 gemäß einem fünften Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung in unterschiedlichen Schaltzuständen. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden auch bei der Beschreibung dieses Ausfuhrungsbeispiels lediglich die Unterschiede zum ersten Ausfiihrungsbeispiel näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Im dargestellten Fall werden statt der im ersten Ausfuhrungsbeispiel vorgesehenen Stirnräder Reibräder 428, 430, 422 und 426 verwendet, welche über einen Reibschluss in einer unmittelbaren Kraft übertragenden Beziehung stehen und so die Antriebsbewegung von der Antriebsseite 412 auf die Abtriebsseite 414 übertragen. Auf zum ersten Ausführungsbeispiel analoge Weise werden in diesem Fall halbkreisförmige Reibradabschnitte der Reibräder 428, 430 erster Übersetzung, die momentan nicht an der Kraftübertragung beteiligt sind bzw. die der Kraftübertragungstelle erster Übersetzung nachlaufen, durch halbkreisförmige Reibradabschnitte zweiter Übersetzung der Reibräder 422, 426, die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufen, ersetzt, so dass zu Beginn der Übersetzungsänderung zunächst die Reibräder 428 und 430 abschnittsweise in Reibschluss sind und nach Durchführung der Übersetzungsänderung die Reibräder 422 und 426 in Reibschluss stehen, wie den Figuren 6a)-e) zu entnehmen ist. Demgemäß kann der Ablauf der Übersetzungsänderung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sinngemäß auch auf dieses Ausführungsbeispiel angewandt werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
Bezugszeichenhste
10 Getriebe
12 Antriebsseite
14 Abtriebsseite
16 Antriebswelle
18 Antriebswelle
20 Antriebseinrichtung
22 Stirnrad erster Übersetzung
24 Abtriebseinrichtung
26 Stirnrad erster Übersetzung
28 Stirnrad zweiter Übersetzung
30 Stirnrad zweiter Übersetzung
Zl 1 Umfangsabschnitt
Zl2 Umfangsabschnitt
Zl1 Umfangsabschnitt
Z22 Umfangsabschnitt
Z3, Umfangsabschnitt
Z32 Umfangsabschnitt
ZAi Umfangsabschnitt
Z42 Umfangsabschnitt
100 Getriebe
1 12 Antriebsseite
114 Abtriebsseite
120 Antriebseinrichtung
122 Stirnrad erster Übersetzung
124 Abtriebseinrichtung
126 Stirnrad
128 Stirnrad zweiter Übersetzung
200 Getriebe
212 Antriebsseite
214 Abtriebsseite 216 Antriebswelle
218 Antriebswelle
220 Antriebseinrichtung
222 Stirnrad erster Übersetzung
224 Abtriebseinrichtung
226 Stirnrad
228 Stirnrad zweiter Übersetzung
230 Stirnrad
240 axial bewegbare Stifte
242 axial bewegbare Stifte
300 Getriebe
312 Antriebsseite
314 Abtriebsseite
320 Antriebseinrichtung
322 Riemenscheibe erster Übersetzung
324 Abtriebseinrichtung
326 Riemenscheibe erster Übersetzung
328 Riemenscheibe zweiter Übersetzung
330 Riemenscheibe zweiter Übersetzung
344 Riemen
400 Getriebe
412 Antriebsseite
414 Abtriebsseite
420 Antriebseinrichtung
422 Reibrad zweiter Übersetzung
424 Abtriebseinrichtung
426 Reibrad zweiter Übersetzung
428 Reibrad erster Übersetzung
430 Reibrad erster Übersetzung

Claims

Ansprüche
1. Getriebe (10; 100; 200; 300; 400) zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite (12; 112; 212; 312; 412) auf eine Abtriebsseite (14; 114; 214; 314; 414) und zum Schalten zwischen einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, umfassend wenigstens drei Getrieberäder (22, 26, 28, 30; 122, 126; 128; 222, 226, 228; 230; 322, 326, 328; 330; 422, 426, 428, 430), wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfangen zweier miteinander in Eingriff stehender Getrieberäder übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt (Z22) eines Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene, insbesondere Radialebene, herausfährt und ein Umfangsabschnitt (Z42) eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene hineinfährt.
2. Getriebe (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder (126, 122, 128) der Antriebseinrichtung (120) und der Abtriebseinrichtung (124) bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung entsprechend den der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder (126, 122, 128) einstellbar ist.
3. Getriebe (10; 200; 300; 400) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung (20; 120; 220;
320; 420) und der Abtriebseinrichtunε (24; 124; 224; 324; 424) bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung durch entsprechende Anpassung der der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder unveränderlich ist.
4. Getriebe (10; 100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getrieberäder (22, 28; 122) der Antriebseinrichtung (20; 120) und die Getrieberäder (26, 30; 126) der Abtriebseinrichtung (24; 124) durch unmittelbar in Eingriff miteinander stehende Stirnräder oder Reibräder ausgebildet sind, wobei zumindest eines der Stirnräder oder Reibräder so ausgebildet ist, dass ein der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufender Stirnradabschnitt (Z22) oder Reibradabschnitt erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden kann und ein der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitt (Z42) oder Reibradabschnitt zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden kann.
5. Getriebe (10; 100) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Radius, insbesondere der Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stirnradabschnitts (Z22) oder Reibradabschnitts erster Übersetzung von dem Radius, insbesondere dem Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitts (Z42) oder Reibradabschnitts zweiter Übersetzung unterscheidet.
6. Getriebe (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Getrieberäder (226, 230) erster oder zweiter Übersetzung zumindest teilweise aus in einer Kreisbahn regelmäßig beabstandet angeordneten axial bewegbaren Stiften (240, 242) ausgebildet ist, wobei die der Kraftübertragungsstelle erster
Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden können und die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden können.
7. Getriebe (200) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Radius des Kreisbahnabschnitts erster Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte (240) erster Übersetzung angeordnet sind, von dem Radius des Kreisbahnabschnitts zweiter Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte (242) zweiter Übersetzung angeordnet sind, unterscheidet.
8. Getriebe (200) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stifte (240, 242) erster Übersetzung und zweiter Übersetzung jeweils an einem Kreisscheibenumfangsabschnitt axial bewegbar und in unterschiedlichen Radien entlang des Kreisbahnabschnitts gelagert sind.
9. Getriebe (300) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (322) der Antriebseinrichtung (320) und das Getrieberad (326) der Abtriebseinrichtung (324) durch über einen Riemen (344) mittelbar in Kraftübertragung stehende Riemenscheiben ausgebildet sind, wobei den Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung nachlaufende Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung aus den durch die Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung definierten Radialebenen hinausgefahren und den Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung vorlaufende Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung definierten Radialebenen hineingefahren werden können.
10. Getriebe (300) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Radien der Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung von den Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung unterscheiden.
11. Getriebe (300) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung von beiden Riemenscheiben so ausgewählt sind, dass die Riemenlänge unverändert bleibt.
12. Verfahren zum Betreiben eines Getriebes, insbesondere eines Getriebes (10; 100; 200; 300; 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite (12; 112; 212; 312; 412) auf eine Abtriebsseite (14; 114; 214; 314; 414) in zumindest einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, umfassend eine Antriebseinrichtung (20; 120; 220; 320; 420) mit einem oder mehreren Getrieberädern (22, 28; 122, 128; 222, 228; 322, 328; 422, 428) und eine Abtriebseinrichtung (24; 124; 224; 324; 424) mit einem oder mehreren Getrieberädern (26, 30; 126; 226, 230; 326, 330; 426, 430), wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfangen der Getrieberäder übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein Umfangsabschnitt (Z22) eines Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene herausfährt und zeitgleich oder anschließend ein Umfangsabschnitt (Z42) eines Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene hineinfahrt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder (126, 122, 128) der Antriebseinrichtung (120) und der Abtriebseinrichtung (124) bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten
Übersetzung auf die zweite Übersetzung entsprechend den der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder (126, 122, 128) eingestellt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Rotationsachsen der Getrieberäder der Antriebseinrichtung (20; 120; 220; 320; 420) und der Abtriebseinrichtung (24; 124; 224; 324; 424) bei Änderung des Übersetzungsverhältnisses von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung durch entsprechende Anpassung der der zweiten Übersetzung zugeordneten Radien der jeweiligen Getrieberäder unverändert beibehalten wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Getrieberäder (22, 28; 122) der Antriebseinrichtung (20; 120) und die Getrieberäder (26, 30; 126) der Abtriebseinrichtung (24; 124) durch unmittelbar in Eingriff miteinander stehende Stirnräder oder Reibräder ausgebildet sind, wobei zumindest eines der Stirnräder oder Reibräder so strukturell verändert wird, dass zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung ein der Kraftübertragungsstelle erster
Übersetzung nachlaufender Stirnradabschnitt (Z22) oder Reibradabschnitt erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren und ein der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitt (Z42) oder Reibradabschnitt zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius, insbesondere der Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stirnradabschnitts (Z22) oder Reibradabschnitts erster Übersetzung zu dem Radius, insbesondere dem Arbeits- oder Teilkreisradius, des der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stirnradabschnitts (Z42) oder Reibradabschnitts zweiter Übersetzung unterschiedlich festgelegt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Getrieberäder (226, 230) erster oder zweiter Übersetzung zumindest teilweise aus in einer Kreisbahn regelmäßig beabstandet angeordneten axial bewegbaren Stiften (240, 242) ausgebildet ist, wobei zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte erster Übersetzung aus der durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Radialebene herausgefahren werden und die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Radialebene hineingefahren werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Kreisbahnabschnitts erster Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachlaufenden Stifte (240) erster Übersetzung angeordnet sind, zu dem Radius des Kreisbahnabschnitts zweiter Übersetzung, auf dem die der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorlaufenden Stifte (242) zweiter Übersetzung angeordnet sind, unterschiedlich festgelegt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung die Stifte (240, 242) erster Übersetzung und zweiter Übersetzung jeweils an einem Kreisscheibenumfangsabschnitt axial bewegt und in unterschiedlichen Radien entlang des Kreisbahnabschnitts gelagert werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad (322) der Antriebseinrichtung (320) und das Getrieberad (326) der Abtriebseinrichtung (324) durch über einen Riemen (344) mittelbar in Kraftübertragung stehende Riemenscheiben ausgebildet sind, wobei zum Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung den Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung nachlaufende Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung aus den durch die Kraftübertragungsstellen erster Übersetzung definierten Radialebenen hinausgefahren und den Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung vorlaufende Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung in die durch die Kraftübertragungsstellen zweiter Übersetzung definierten Radialebenen hineingefahren werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien der Riemenscheibenabschnitte erster Übersetzung zu den Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung unterschiedlich festgelegt werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei die Radien der Riemenscheibenabschnitte zweiter Übersetzung von beiden Riemenscheiben so ausgewählt werden, dass die Riemenlänge unverändert bleibt.
23. Getrieberad für ein Getriebe, insbesondere für ein Getriebe (10; 100; 200; 300; 400) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das insbesondere nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 22 betrieben werden kann, zum Übertragen einer Antriebsbewegung von einer Antriebsseite (12; 112; 212; 312; 412) auf eine Abtriebsseite (14; 1 14; 214; 314; 414) in zumindest einer ersten Übersetzung und einer zweiten Übersetzung, wobei das Getriebe eine Antriebseinrichtung (20; 120; 220; 320; 420) mit einem oder mehreren Getrieberädern (22, 28; 122, 128; 222, 228; 322, 328; 422, 428) und eine Abtriebseinrichtung (24; 124; 224; 324; 424) mit einem oder mehreren Getrieberädern (26, 30; 126; 226, 230; 326, 330; 426, 430) umfasst, wobei die Antriebsbewegung an vordefinierten Kraftübertragungsstellen erster oder zweiter Übersetzung an Umfangen der Getrieberäder übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Getrieberad beim Schalten von der ersten Übersetzung auf die zweite Übersetzung derart strukturell verändert werden kann, dass ein Umfangsabschnitt (Z22) des Getrieberads erster Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung nachläuft, in Axialrichtung aus einer durch die Kraftübertragungsstelle erster Übersetzung definierten Ebene herausfährt und zeitgleich oder anschließend ein Umfangsabschnitt (Z42) des Getrieberads zweiter Übersetzung, der der Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung vorläuft, in Axialrichtung in eine durch die Kraftübertragungsstelle zweiter Übersetzung definierte Ebene hineinfährt.
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