WO2015071038A1 - Leistungsverzweigte stufenlose getriebevorrichtung mit einem summierplanetengetriebe - Google Patents

Leistungsverzweigte stufenlose getriebevorrichtung mit einem summierplanetengetriebe Download PDF

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Viktor Warth
Matthias Reisch
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Definitions

  • the invention relates to a power-split continuously variable transmission device with a Summierplanetengetriebe according to the closer defined in the preamble of claim 1.
  • a change gear arrangement with a toroidal continuously variable transmission and a planetary gear total gear is known from DE 101 21 042 C1, which is designed with an input shaft and a coaxial with this output shaft.
  • a lower driving range for low driving speeds and an upper driving range with higher driving speeds are represented, within which a ratio of the change gear arrangement via the toroidal transmission is in each case continuously variable.
  • the input shaft, bypassing the toroidal transmission by activation of a switching element in the form of a clutch at a constant overall gear ratio with the output shaft can be brought into drive connection, in which case a so-called direct gear is engaged.
  • the toroidal transmission is designed according to a so-called two-chamber principle and has both a central intermediate shaft connected to the drive-side central gears of the toroidal transmission and an input shaft and a concentric intermediate shaft rotatably connected to the output-side central gears of the toroidal transmission.
  • the change gear arrangement Since ever a misalignment drive as a drive connection between a countershaft and the concentric intermediate shaft and between the countershaft and an output shaft is provided, the change gear arrangement has an undesirably high space requirement.
  • a continuously variable planetary gear with fixed friction components is known from the CZ 2003-2009 A3, the planetary gears are designed as double truncated cones.
  • the planet gears are mounted on the housing side so that they can change their distance to a main axis of the planetary gear operating state-dependent.
  • On the planetary gears designed as a double cone act from the outside contact forces of a pair of wreaths and from the inside engage pressing forces of a pair of rollers on the planetary gears.
  • Both the rings and the rollers are mirror-displaceable in the axial direction, with the rollers approaching each other as the rings move away from each other and vice versa.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a tree-space-stepless stepless power-split transmission device, by means of which an operating range of a vehicle to the desired extent can be displayed.
  • the power-split continuously variable transmission device is formed with a summation planetary gear, with at least one further planetary gear set and with a variator, which are in operative connection with each other in the area of shafts and can be coupled to one another via switching elements to represent at least three transmission ranges.
  • a translation of the transmission device is infinitely variable within the transmission ranges via the variator.
  • the variator is designed as a mechanical Reibradvariator with at least three waves.
  • the summation planet gear, arranged at least one other planetary gear and the variator in a space-saving manner coaxial with each other.
  • a friction wheel of the variator is designed at least partially at least approximately conical, whereby an applied torque with the least possible space requirement in the range of the variator can be transmitted to the desired extent and converted.
  • the friction wheel is designed at least in regions with a straight, a convex and / or a concave outer shell of a straight circular cone, an elliptical paraboloid and / or a single or double-shell hyperboloid.
  • the inventive power-split continuously variable transmission device is a power-split multi-range transmission in input-coupled arrangement with a summation and a coaxial mechanical Reibradvariator in a tapered design.
  • About the transmission device is in a simple way, the possibility of a suitable choice of a constant ratio and a circulation ratio between the transmission output shaft and a Variator having the first power branch of the transmission device by adjusting the variator in a gear range or in a driving range, the speed of the transmission output shaft to substantially zero and thus represent a vertical output, while the speed of the transmission input shaft is greater than zero, which is a rotating Drive corresponds.
  • a vehicle drive train embodied with the transmission device according to the invention is able to move out of vehicle standstill without additional start, both in the forward direction of travel and in the reverse direction, by corresponding adjustment of the variator. relement, such as a friction clutch, a hydrodynamic torque converter or the like, with power branch approachable.
  • a running with the transmission device according to the invention vehicle driveline with low space requirement executable and characterized by a low overall weight and can be produced at low cost.
  • the transmission device If the transmission device according to the invention is operated in addition to the starting gear ratio range in a so-called overdrive transmission range or an overdrive driving range, the transmission device has a good transmission efficiency during operation, whereby a fuel consumption of a drive engine associated with the transmission device can be reduced.
  • the power-split continuously variable transmission device is at least one shaft of the variator with the transmission input shaft in conjunction, another shaft of the variator is operatively connected to the transmission output shaft and an additional shaft of the variator is rotatably executed.
  • An easily operable and executed with little design effort development of the power-split continuously variable transmission device is characterized in that during the representation of a gear range in which the entire power flow between the transmission input shaft and the transmission output shaft is feasible via a variator, the summation via one of the switching elements is blocked.
  • the variator, the summation planetary gear and the at least one planetary gear in a further advantageous embodiment of the power-split continuously variable transmission device matched to each other that changes between the transmission ranges are synchronously feasible.
  • an at least approximately synchronous range changeover offers the possibility of carrying out the switching elements as drag-moment-poor switching elements, such as claw switching elements.
  • the variator in a further embodiment of the transmission device according to the invention for adjusting the variable transmission range associated with a forward or downstream additional planetary gear set for speed reversal, wherein a shaft of the additional planetary gear set with the rotatable shaft of the variator and at least a further shaft of the additional planetary gear set is coupled to the shaft of the variator or is connectable to this shaft of the variator via one of the switching elements, which is in operative connection with the transmission input shaft.
  • a shaft of the at least one further planetary gearset or of the additional planetary gearset can be coupled to the transmission input shaft via one of the shifting elements, the spread that can be represented by the variator or the respectively representable ratio of the transmission device can be adapted in the desired extent to the particular application with little effort.
  • each one of the switching elements is closed to represent the translation areas and the other switching elements are open and open for a change of the translation range in each case a closed switching element and each to close an open switching element is the transmission device according to the invention designed in a space and cost-effective manner with a switching element degree equal to 1, which also allows operation of the transmission device with little control and regulation.
  • the power-split continuously variable transmission device in a simple manner with a compact design cost-effectively, with a vehicle is fuel-efficient operable.
  • the planet gear is formed as a double truncated cone, wherein in each case a radius of the truncated conical regions of the planetary gear steadily from the mutually facing portions of the truncated conical portions in the direction of the mutually remote portions of the truncated conical regions or continuously decreases and formed the ring gear and the sun gear, and wherein each one first part of the ring gear and the sun gear abut each with their conical friction surfaces on the first truncated cone portion of the planet gear, while a second part of the ring gear and the sun gear abut each with their conical friction surfaces on the second truncated cone portion of the planet gear, the translation in the range of the variator advantageously by spreading the parts of the ring gear or the sun gear at the same time low bending moment loads in the range of the planet wheel variable.
  • the parts of the ring gear and the sun gear in a further advantageous embodiment of the power-split continuously variable transmission device according to the invention for varying the ratio of the variator in the axial extent of the planet gear to each other or movable away from each other, wherein the planet gear with respect to the ring gear and the sun gear in radial direction and against a planetary web is displaceable, in which the planet gear is rotatably mounted.
  • the shaft of the variator in a further advantageous embodiment of the power-split continuously variable transmission device via the additional planetary gear set with the transmission input shaft in operative connection.
  • the standing with the transmission input shaft operatively connected to the shaft of the variator is in a particularly space and cost-effective design of the transmission device on one of the switching elements with a designed as sun gear shaft of at least one other planetary gear and another switching element with a designed as a web shaft of at least one connectable further planetary gear set.
  • the gear device according to the invention is characterized by a small space requirement.
  • the summation planetary gearbox is operatively connected to the transmission output shaft in the region of a shaft designed as a ring gear.
  • Fig. 1 is a transmission diagram of the transmission device according to the invention.
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the transmission device according to FIG. 1;
  • FIG. 2 is a circuit diagram of the transmission device according to FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a gear diagram of a first preferred embodiment of the continuously variable power-split transmission device according to the invention
  • FIG. 4 shows a representation corresponding to FIG. 3 of a second preferred embodiment of the stepless power-split transmission device according to the invention
  • FIG. 5 shows a representation corresponding to FIG. 3 of a third preferred embodiment of the stepless power-split transmission device according to the invention
  • FIG. 6 shows a representation corresponding to FIG. 3 of a fourth preferred embodiment of the stepless power-split transmission device according to the invention.
  • FIG. 7 is a schematic detail view of a first preferred embodiment of a variator of the transmission device according to FIG. 1;
  • FIG. 8 shows a representation corresponding to FIG. 7 of a second preferred embodiment of the variator of the transmission device according to FIG. 1.
  • the prime mover 4 is presently designed as an internal combustion engine, preferably as a diesel internal combustion engine.
  • a torque available from the drive machine 4 and applied in the region of the transmission input shaft 2 can be guided via a first power path 5 and a second power path 6 through the transmission device 1 in the direction of a transmission output shaft 7, wherein in the first power path 5 a variator 8 for varying the ratio ivar of the first power path 5 and in the second power path 6 mechanical transmission components 10 are provided for displaying a constant translation ik, whereby the overall ratio of the transmission device 1 via the variator 8 is continuously variable in the desired extent.
  • the respective parts of the transmission input side in the region of the transmission input shaft 2, which are guided via the two power paths 5 and 6, are summed up in the region of a summing planetary gear 9 and guided in the direction of the transmission output shaft 7.
  • the transmission device 1 In the transmission device 1 are present three translation ranges V1 to V3 for forward drive and a range of translation R for reverse drive representable, the summation planetary gear 9, the at least one other planetary gear 10 and the variator 8 for this in the range of waves 1 1, 12, 13 and 14 with each other are in operative connection and to represent the three translation ranges V1 to V3 for forward drive and the one translation range R for reverse travel in the field of other waves 15, 1 6, 1 1 and 18 via switching elements S1 to S3 are coupled together.
  • a translation of the transmission device 1 is in each case infinitely variable within the transmission ranges V1 to V3 and R via the variator 8.
  • the variator 8 is designed as a mechanical Reibradvariator with at least three shafts 1 1, 15 and 17.
  • the Summierplanetengetriebe 9 the at least one other planetary gear 10 and the variator 8 in the manner described in more detail later and thus the transmission input shaft 2 and the transmission output shaft 7 are arranged coaxially to each other.
  • the transmission device 1 is a power-split multi-range transmission in input-coupled arrangement in which by suitable choice of the constant ratio ik and a circulation ratio i2var between the transmission output shaft 7 and the first power path 5 by appropriate translation adjustment in the range of the variator 8 in the first transmission range V1 for forward drive or in the transmission range R for reverse drive a stationary output at the same time rotating drive is displayed, this operating state of the transmission device 1 is also referred to as a geared neutral operating state, to which a speed n1 of the transmission input shaft 2 is greater than zero and a speed n2 of the transmission output shaft 7 is zero is.
  • the switching element S1 is to be closed in order to display the first transmission range V1 for forward travel or the transmission range R for reverse travel, while the two other switching elements S2 and S3 are in the open operating state. If there is a corresponding request for the display of the second transmission range V2 for forward travel, the first shift element S1 is to be opened and the second shift element S2 to be closed while the first transmission region V1 for forward travel or engaged transmission range R is currently engaged, while the third shift element S3 is in the open state Operating state is left.
  • the second shift element S2 must be opened and the third shift element S3 closed, while the first shift element S1 is left in the open operating state.
  • the second transmission range V2 for forward travel is engaged, the entire torque introduced into the transmission device 1 via the transmission input shaft 2 is guided via the variator 8 in the direction of the transmission output shaft 7, whereby the second transmission range V2 represents a so-called direct drive range whose spread corresponds to the spread of the variator 8.
  • switching elements S1 to S3 are adapted to the constant ratio ik of the area change determining second power path 6 and therefore change in the required extent between the translation areas V1 to V3 at least approximately synchronously feasible.
  • i2var (n2-nk) / (nvar -nk) (I)
  • variable nk corresponds to the rotational speed of the shaft 14 of the further planetary gear set 10
  • variable nvar denotes the rotational speed of the shaft 1 1 of the variator 8 or the shaft 12 of the summation planetary gear 9.
  • the reciprocal total ratio 1 / ig of the transmission device 1 according to the formulaic relationship (II) is universally determinable.
  • the transmission ratio of the transmission device 1 In order to be able to represent the output desired in the geared neutral operating state while the drive device 1 is rotating at the same time, the transmission ratio of the transmission device 1 must be set to infinity. It follows that the ratio between the circulation ratio i2var and the variable Translation ivar multiplied by the difference from the variable translation ivar and the constant translation ik as indicated in the following formula (III) must be equal to 1:
  • summing transmissions such as the summation planetary gear 9 of the transmission device 1 are characterized by their stand ratio iOD. If the stand ratio iOD is used instead of the circulating ratio i2var, six independent conditions result for attaining a stationary output with a simultaneously rotating drive, which are valid for the respective connection variant of the shafts 9, 12 and 18 of the summation planetary gear 9.
  • the conversion between the circulation ratio i2var and the stationary ratio iOD can be carried out by means of the so-called Willis equation.
  • the summation planetary gear 9 is designed as a three-shaft planetary gear set with a ring gear, a web and a sun gear
  • the formula (III) in an embodiment of the shaft 12 as the sun, the shaft 13 as a web and the shaft 18 as a ring gear is as follows:
  • a gear scheme of a first embodiment of the transmission device 1 is shown, in which the planetary gear set 10 of the second power path 6 in the region of the running sun gear shaft 1 6 via the first switching element S1 with the shaft 15 of the variator 8 is coupled while the Shaft 15 of the variator 8 via the third switching element S3 can be brought into operative connection with the designed as a web shaft 14 of the planetary gear set 10.
  • a designed as a ring gear shaft 18A of the planetary gear set 10 is present as the shaft 17 of the variator 8 fixed on the housing side rotatably.
  • the planetary gear set 10 is in the region of its web 14 with the likewise designed as a web shaft 13 of the summation planetary gear 9 rotatably in operative connection.
  • the second switching element S2 designed as a sun gear shaft 12 and designed as a ring gear shaft 18 of the Summierplanetengetriebes 9 are rotatably connected to each other, wherein in the closed operating state of the second switching element S2, the shaft 1 1 of the variator 8 is directly connected to the transmission output shaft 7.
  • FIGS. 3 In contrast to the embodiment of the transmission device 1 according to FIG. 3, FIGS.
  • FIG. 4 to 6 show further embodiments of the transmission device 1, each of which is formed with an additional planetary gearset 19, via which the ratio ivar of the first power path 5 is dependent on the particular one present Use case can be adapted to the desired extent.
  • the planetary gear set 19 is followed by the variator 8 in the embodiment of the transmission device 1 according to FIG. 4 and FIG. 5 respectively in the power flow, while the additional planetary gear 19 is connected upstream of the variator 8 in the power flow in the transmission device 1 according to FIG.
  • the shaft 15 of the variator 8 in the transmission device 1 according to FIG. 6 is in operative connection with the transmission input shaft 2 via the additional planetary gearset 19.
  • the additional planetary gear set 19 is rotatably connected in the region of its shaft 21 with the transmission input shaft 2 and connected in the region of its shaft 23 to the shaft 15 of the variator 8. Due to the upstream connection of the additional planetary gearset 19 in the transmission device 1 according to FIG. 6, the additional planetary gearset 19 and the variator 8 can be interconnected, which is possible due to the planetary design of the variator 8.
  • a trained as a web shaft 20 of the additional planetary gear set 19 is in the embodiment of the transmission device 1 according to FIG. 4 fixed to the housing side and thus coupled to the shaft 17 of the variator 8.
  • a designed as a sun gear shaft 21 of the additional planetary gear set 19 is rotatably connected to the shaft 1 1 of the variator 8, whereby the voltage applied to the shaft 1 1 torque introduced via the shaft 21 in the additional planetary gear 19 and planetary gears 22 to a third shaft 23rd of the additional planetary gear set 19, which is in the present case designed as a ring gear, is forwarded.
  • the third shaft 23 of the additional planetary gearset 19 is in this case rotatably connected to the sun gear 12 of the Summierplanetengetriebes 9, whereby the guided over the first power path 5 part of the torque in the Summierplanetengetriebe 9 in the prescribed extent on the additional planetary gear 19 starting from the variator 8 is initiated.
  • the additional planetary gear set 19 is not geared on the output side but on the transmission input side, but to the same extent as in the transmission device 1 according to FIG. 4 in the first power path 5 Gear device 1 is arranged, between the variator 8 and the Summierplanetengetriebe 9th
  • variable transmission ratio ivar is composed in each case of the ratio set in the region of the variator 8 and the ratio of the additional planetary gearset 19, with which the spread of the variator 8 can be connected to the unit with little effort each applicable application via the translation of the planetary gear set 10 is customizable.
  • FIG. 7 and 8 show two different embodiments of the variator 8 in a schematic individual representation, wherein the variator 8 in each embodiment corresponds to a respective planetary gear corresponding to a friction surfaces 24, 25 ring gear, the present case the shaft 1 1 or 15 of the variator 8 , a plurality of friction wheels 26 designed as planet wheels and a sun gear, which likewise has friction surfaces 27, 28, which in the present case corresponds to shaft 15 or 11, is designed.
  • the friction wheels or planetary gears 26 are partially tapered and stand with their conical portions 29 and 30 respectively with the conical friction surfaces 27 and 28 of the sun gear 15 or 1 1 and the friction surfaces 24, 25 of the ring gear 1 1 or 15 frictionally engaged in operative connection.
  • the ring gear 1 1 or 15 and the sun gear 15 or 1 1 are designed in each case divided.
  • the planetary gears 26 are designed as double-cone stumps.
  • a radius of the truncated cone regions 29 and 30 of the planet wheels 26 increases continuously from the mutually facing regions of the truncated cone regions 29 and 30 in the direction of the regions of the truncated cone regions 29 and 30 facing away from one another.
  • a first part 31 of the ring gear 1 1 or 15 and a first part 33 of the sun gear 15 or 1 1 are with their conical friction surfaces 24 and 27 at the first truncated cone portions 29 of the planetary wheels 26, while a second part 32 of the ring gear 1 1 or 15 and a second part 34 of the sun gear 15 or 1 1 each rest with their conical friction surfaces 25 and 28 to the second truncated cone portions 30 of the planetary gears 26.
  • the planet gears 26 are slidably disposed with respect to the ring gear 1 1 or 15 and the sun gear 15 or 1 1 in the direction indicated by the double arrow arrow 35 radial directions relative to the present case designed as a planetary gear shaft 17 of the variator 8, in which the planetary gears 26 rotatable are stored.

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Abstract

Es wird eine leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung (1) mit einem Summierplanetengetriebe (9), mit wenigstens einem weiteren Planetenradsatz (10) und mit einem Variator (8), die im Bereich von Wellen (11, 12, 13, 14) miteinander in Wirkverbindung stehen und zur Darstellung von wenigstens drei Übersetzungsbereichen im Bereich weiterer Wellen (15, 16, 11, 18, 14) über Schaltelemente (S1 bis S3) miteinander koppelbar sind, beschrieben. Eine Übersetzung ist innerhalb der Übersetzungsbereiche über den Variator (8) stufenlos variierbar. Der Variator (8) ist als mechanischer Reibradvariator mit wenigstens drei Wellen (11, 15, 17) ausgebildet. Das Summierplanetengetriebe (9), der wenigstens eine weitere Planetenradsatz (10) und der Variator (8) sind koaxial zueinander angeordnet. In einem der Übersetzungsbereiche ist die gesamte Leistung zwischen einer Getriebeeingangswelle (2) und einer Getriebeausgangswelle (7) über den Variator (8) führbar. Zusätzlich ist ein Reibrad des Variators (8) zumindest bereichsweise wenigstens annähernd kegelförmig ausgeführt.

Description

Leistunqsverzweiqte stufenlose Getriebevorrichtunq
mit einem Summierplanetenqetriebe
Die Erfindung betrifft eine leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung mit einem Summierplanetengetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
Eine Wechselgetriebe-Anordnung mit einem stufenlosen Toroidgetriebe und einem Planetenräder-Summengetriebe ist aus der DE 101 21 042 C1 bekannt, die mit einer Eingangswelle und einer dazu koaxialen Ausgangswelle ausgeführt ist. In der Wechselgetriebe-Anordnung sind ein unterer Fahrbereich für niedrige Fahrgeschwindigkeiten und ein oberer Fahrbereich mit höheren Fahrgeschwindigkeiten darstellbar, innerhalb welchen eine Übersetzung der Wechselgetriebe-Anordnung über das Toroidgetriebe jeweils stufenlos veränderbar ist. Zusätzlich ist die Eingangswelle unter Umgehung des Toroidgetriebes durch Aktivierung eines Schaltelementes in Form einer Schaltkupplung bei einem konstanten Gesamt- Übersetzungsverhältnis mit der Ausgangswelle in Antriebsverbindung bringbar, wobei dann ein sogenannter Direktgang eingelegt ist.
Nachteilhafterweise ist in diesem Betriebszustand der Wechselgetriebe- Anordnung deren Übersetzung nicht in gewünschtem Umfang stufenlos variierbar.
Des Weiteren ist aus der DE 101 54 928 A1 eine Wechselgetriebe-Anordnung mit einem Toroidgetriebe und mit einem Planetengetriebe bekannt, in der ein von dem Planetengetriebe unabhängiger Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt darstellbar ist. Das Toroidgetriebe ist gemäß einem sogenannten Zwei-Kammer-Prinzip ausgebildet und weist sowohl eine mit den antriebsseitigen Zentralrädern des Toroidgetriebes und mit einer Eingangswelle verbundene zentrale Zwischenwelle als auch eine mit den abtriebsseitigen Zentralrädern des Toroidgetriebes drehfest verbundene konzentrische Zwischenwelle auf.
Da je ein Achsversatz-Trieb als Antriebsverbindung zwischen einer Vorgelegewelle und der konzentrischen Zwischenwelle sowie zwischen der Vorgelegewelle und einer Ausgangswelle vorgesehen ist, weist die Wechselgetriebe-Anordnung einen unerwünscht hohen Bauraumbedarf auf.
Ein stufenloses Planetengetriebe mit festen Friktionskomponenten ist aus der CZ 2003-2009 A3 bekannt, dessen Planetenräder als doppelte Kegelstümpfe ausgeführt sind. Die Planetenräder sind gehäuseseitig derart gelagert, dass sie ihren Abstand zu einer Hauptachse des Planetengetriebes betriebszustandsabhängig verändern können. Auf die als Doppelkegel ausgeführten Planetenräder wirken von außen Anpresskräfte eines Kranzpaars und von innen greifen Anpresskräfte eines Rollenpaars an den Planetenrädern an. Sowohl die Kränze als auch die Rollen sind in axialer Richtung spiegelverschiebbar, wobei die Rollen sich zueinander nähern, wenn sich die Kränze voneinander entfernen und umgekehrt.
Problematisch dabei ist jedoch, dass mit dem stufenlosen Planetengetriebe nur eine begrenzte Spreizung zur Verfügung steht, mit der ein gewünschter Betriebsbereich eines Fahrzeuges nicht darstellbar ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine baum- raumgünstige stufenlose leistungsverzweigte Getriebevorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels der ein Betriebsbereich eines Fahrzeuges in gewünschtem Umfang darstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer stufenlos leistungsverzweigten Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung ist mit einem Summierplanetengetriebe, mit wenigstens einem weiteren Planetenradsatz und mit einem Variator ausgebildet, die im Bereich von Wellen miteinander in Wirkverbindung stehen und zur Darstellung von wenigstens drei Übersetzungsbereichen im Bereich weiterer Wellen über Schaltelemente miteinander koppelbar sind. Eine Übersetzung der Getriebevorrichtung ist innerhalb der Übersetzungsbereiche über den Variator stufenlos variierbar. Der Variator ist als mechanischer Reibradvariator mit wenigstens drei Wellen ausgebildet. Zusätzlich sind das Summierplaneten- getriebe, der wenigstens eine weitere Planetenradsatz und der Variator auf bau- raumgünstige Art und Weise koaxial zueinander angeordnet.
Erfindungsgemäß ist in einem der Übersetzungsbereiche die gesamte Leistung zwischen einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle über den Variator führbar und die Übersetzung der Getriebevorrichtung ohne Leistungsverzweigung mit geringen Leistungsverlusten stufenlos variierbar, wobei die Spreizung des Übersetzungsbereiches dann vorzugsweise der Spreizung des Variators entspricht. Zusätzlich ist ein Reibrad des Variators zumindest bereichsweise wenigstens annähernd kegelförmig ausgeführt, womit ein anliegendes Drehmoment mit möglichst geringem Bauraumbedarf im Bereich des Variators in gewünschtem Umfang übertragen und gewandelt werden kann.
Dabei besteht die Möglichkeit, dass das Reibrad zumindest bereichsweise mit einer geraden, einer konvexen und/oder einer konkaven Außenhülle eines geraden Kreiskegels, eines elliptischen Paraboloids und/oder eines ein- oder zweischaligen Hyperboloids ausgeführt ist.
Die erfindungsgemäße leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung stellt ein leistungsverzweigtes Mehrbereichsgetriebe in eingangsgekoppelter Anordnung mit einem Summierplanetengetriebe und einem koaxialen mechanischen Reibradvariator in kegeliger Bauform dar. Über die Getriebevorrichtung besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, bei geeigneter Wahl einer konstanten Übersetzung und einer Umlaufübersetzung zwischen der Getriebeausgangswelle und einem den Variator aufweisenden ersten Leistungszweig der Getriebevorrichtung durch die Verstellung des Variators in einem Übersetzungsbereich bzw. in einem Fahrbereich die Drehzahl der Getriebeausgangswelle im Wesentlichen auf Null zu führen und somit einen stehenden Abtrieb darzustellen, während die Drehzahl der Getriebeeingangswelle größer Null ist, was einem rotierenden Antrieb entspricht.
Aus diesem sogenannten Geared-Neutral-Betriebszustand ist ein mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgeführter Fahrzeugantriebsstrang durch entsprechende Verstellung des Variators sowohl in Vorwärtsfahrtrichtung als auch in Rückwärtsfahrtrichtung aus dem Fahrzeugstillstand heraus ohne zusätzliches Anfah- relement, wie einer reibschlüssigen Anfahrkupplung, einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder dergleichen, mit Leistungsverzweigung anfahrbar. Damit ist ein mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgeführter Fahrzeugantriebsstrang mit geringem Bauraumbedarf ausführbar und durch ein niedriges Gesamtgewicht gekennzeichnet und mit geringen Kosten herstellbar.
Zudem ist über die Getriebevorrichtung auch eine Strategiefähigkeit während eines Anfahrvorganges eines damit ausgeführten Fahrzeuges mit geringem Aufwand darstellbar. Des Weiteren sind auch Zusatzfunktionen, wie ein Hillholder, durch eine entsprechende Regelung des Variators auf einfach Art und Weise realisierbar.
Wird die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung neben dem Anfahrüberset- zungsbereich auch in einem sogenannten Overdrive-Übersetzungsbereich bzw. einem Overdrive-Fahrbereich leistungsverzweigt betrieben, weist die Getriebevorrichtung im Betrieb einen guten Getriebewirkungsgrad auf, womit ein Kraftstoffverbrauch einer der Getriebevorrichtung zugeordneten Antriebsmaschine reduzierbar ist.
Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform der leistungsverzweigten stufenlosen Getriebevorrichtung steht wenigstens eine Welle des Variators mit der Getriebeeingangswelle in Verbindung, eine weitere Welle des Variators ist mit der Getriebeausgangswelle wirkverbunden und eine zusätzliche Welle des Variators ist drehfest ausgeführt.
Eine einfach betreibbare und mit geringem konstruktivem Aufwand ausgeführte Weiterbildung der erfindungsgemäßen leistungsverzweigten stufenlosen Getriebevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass während der Darstellung des einen Übersetzungsbereiches, in dem der gesamte Leistungsfluss zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle über einen Variator führbar ist, das Summierplanetengetriebe über eines der Schaltelemente verblockt ist.
Um Wechsel zwischen den Übersetzungsbereichen möglichst komfortabel darstellen zu können, sind der Variator, das Summierplanetengetriebe und der wenigstens eine Planetenradsatz bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der leistungsverzweigten stufenlosen Getriebevorrichtung aufeinander abgestimmt, dass Wechsel zwischen den Übersetzungsbereichen synchron durchführbar sind. Dabei bietet eine zumindest annähernd synchrone Bereichsumschaltung die Möglichkeit, die Schaltelemente als schleppmomentarme Schaltelemente, wie Klauenschaltelemente, auszuführen.
Ist im Bereich des Variators ein negativer Übersetzungsbereich einstellbar, ist dem Variator bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung zur Anpassung des variablen Übersetzungsbereiches ein vor- oder nachgeschalteter zusätzlicher Planetenradsatz zur Drehzahlumkehr zugeordnet, wobei eine Welle des zusätzlichen Planetenradsatzes mit der drehfesten Welle des Variators und wenigstens eine weitere Welle des zusätzlichen Planetenradsatzes mit der Welle des Variators gekoppelt ist oder mit dieser Welle des Variators über eines der Schaltelemente verbindbar ist, die mit der Getriebeeingangswelle in Wirkverbindung steht.
Ist eine Welle des wenigstens einen weiteren Planetenradsatzes oder des zusätzlichen Planetenradsatzes über eines der Schaltelemente mit der Getriebeeingangswelle koppelbar, ist die über den Variator darstellbare Spreizung bzw. die jeweils darstellbare Übersetzung der Getriebevorrichtung in gewünschtem Umfang an den jeweils vorliegenden Anwendungsfall mit geringem Aufwand anpassbar.
Sind die wenigstens drei Übersetzungsbereiche mittels genau drei Schaltelementen darstellbar, wobei zur Darstellung der Übersetzungsbereiche jeweils eines der Schaltelemente geschlossen ist und die anderen Schaltelemente geöffnet sind und für einen Wechsel der Übersetzungsbereich jeweils ein geschlossenes Schaltelement zu öffnen und jeweils ein geöffnetes Schaltelement zu schließen ist, ist die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung auf bauraum- und kostengünstige Art und Weise mit einem Schaltelementgrad gleich 1 ausgeführt, der zudem einen Betrieb der Getriebevorrichtung mit geringem Steuer- und Regelaufwand ermöglicht.
Ist der Variator einem Planetenradsatz entsprechend mit einem Reibflächen aufweisenden Hohlrad, dem als Planetenrad ausgebildeten Reibrad und einem ebenfalls Reibflächen aufweisenden Sonnenrad ausgeführt, wobei das zumindest bereichsweise kegelförmig ausgeführte Planetenrad mit seinen kegelförmigen Bereichen jeweils mit den kegelförmig ausgeführten Reibflächen des Sonnenrades und des Hohlrades reibschlüssig in Wirkverbindung steht, ist die leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung auf einfache Art und Weise mit einer kompakten Bauweise kostengünstig herstellbar, mit der ein Fahrzeug verbrauchsgünstig betreibbar ist.
Ist das Planetenrad als Doppelkegelstumpf ausgebildet, wobei jeweils ein Radius der Kegelstumpfbereiche des Planetenrades von den einander zugewandten Bereichen der Kegelstumpfbereiche in Richtung der voneinander abgewandten Bereiche der Kegelstumpfbereiche stetig zu- oder stetig abnimmt und das Hohlrad sowie das Sonnenrad geteilt ausgebildet sind, und wobei jeweils ein erster Teil des Hohlrades und des Sonnenrades jeweils mit ihren kegeligen Reibflächen am ersten Kegelstumpfbereich des Planetenrades anliegen, während ein zweiter Teil des Hohlrades und des Sonnenrades jeweils mit ihren kegeligen Reibflächen am zweiten Kegelstumpfbereich des Planetenrades anliegen, ist die Übersetzung im Bereich des Variators vorteilhafterweise durch Spreizen der Teile des Hohlrades oder des Sonnenrades bei gleichzeitig geringen Biegemomentbelastungen im Bereich des Planetenrades variierbar.
Hierfür sind die Teile des Hohlrades und des Sonnenrades bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen leistungsverzweigten stufenlosen Getriebevorrichtung zum Variieren der Übersetzung des Variators in axialer Erstreckung des Planetenrades aufeinander zu- oder voneinander wegbewegbar ausgebildet, wobei das Planetenrad in Bezug auf das Hohlrad und das Sonnenrad in radialer Richtung sowie gegenüber einem Planetensteg verschiebbar ist, in dem das Planetenrad drehbar gelagert ist.
Um die Spreizung des Variators in gewünschtem Umfang an den jeweils vorliegenden Anwendungsfall mit geringem Aufwand anpassen zu können, steht die Welle des Variators bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der leistungsverzweigten stufenlosen Getriebevorrichtung über den zusätzlichen Planetenradsatz mit der Getriebeeingangswelle in Wirkverbindung. Die mit der Getriebeeingangswelle in Wirkverbindung stehende Welle des Variators ist bei einer besonders bauraum- und kostengünstigen Ausführung der Getriebevorrichtung über eines der Schaltelemente mit einer als Sonnenrad ausgeführten Welle des wenigstens einen weiteren Planetenradsatzes und über ein weiteres Schaltelement mit einer als Steg ausgeführten Welle des wenigstens einen weiteren Planetenradsatzes verbindbar.
Bei einer weiteren ebenfalls bauraum- und kostengünstigen Ausführung der Getriebevorrichtung ist die mit der Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung stehende Welle des Variators über eine als Sonnenrad ausgeführte Welle und eine als Hohlrad ausgebildete Welle des Summierplanetengetriebes mit der Getriebeausgangswelle gekoppelt.
Wenn der wenigstens eine weitere Planetenradsatz im Bereich des Stegs mit einer als Steg ausgeführten Welle des Summierplanetengetriebes verbunden ist, ist die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung durch einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichnet.
Bei einer weiteren bevorzugten und nur wenig Bauraum benötigenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung steht das Summierplanetengetriebe im Bereich einer als Hohlrad ausgeführten Welle mit der Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbei- spielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Es zeigt:
Fig. 1 ein Getriebeschema der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung;
Fig. 2 ein Schaltschema der Getriebevorrichtung gemäß Fig. 1 ;
Fig. 3 ein Räderschema einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen stufenlosen leistungsverzweigten Getriebevorrichtung;
Fig.4 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen stufenlosen leistungsverzweigten Getriebevorrichtung;
Fig. 5 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen stufenlosen leistungsverzweigten Getriebevorrichtung;
Fig. 6 eine Fig. 3 entsprechende Darstellung einer vierten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen stufenlosen leistungsverzweigten Getriebevorrichtung;
Fig. 7 eine schematisierte Einzeldarstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines Variators der Getriebevorrichtung gemäß Fig. 1 ; und
Fig. 8 eine Fig. 7 entsprechende Darstellung einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des Variators der Getriebevorrichtung gemäß Fig. 1 .
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer leistungsverzweigten stufenlosen Getriebevorrichtung 1 , die im Bereich einer Getriebeeingangswelle 2 über einen Torsionsschwingungsdämpfer 3 mit einer Antriebsmaschine 4 in Wirkverbin- dung steht. Die Antriebsmaschine 4 ist vorliegend als Brennkraftmaschine, vorzugsweise als Dieselbrennkraftmaschine, ausgebildet.
Ein von der Antriebsmaschine 4 zur Verfügung stehendes und im Bereich der Getriebeeingangswelle 2 anliegendes Drehmoment ist über einen ersten Leistungspfad 5 und einen zweiten Leistungspfad 6 durch die Getriebevorrichtung 1 in Richtung einer Getriebeausgangswelle 7 führbar, wobei im ersten Leistungspfad 5 ein Variator 8 zum Variieren der Übersetzung ivar des ersten Leistungspfades 5 und im zweiten Leistungspfad 6 mechanische Übersetzungskomponenten 10 zur Darstellung einer konstanten Übersetzung ik vorgesehen sind, womit die Gesamtübersetzung der Getriebevorrichtung 1 über den Variator 8 in gewünschtem Umfang stufenlos veränderbar ist. Die jeweils über die beiden Leistungspfade 5 und 6 geführten Anteile des getriebeeingangsseitig im Bereich der Getriebeeingangswelle 2 anliegenden Drehmomentes werden im Bereich eines Summierplanetengetriebes 9 aufsummiert und in Richtung der Getriebeausgangswelle 7 geführt.
In der Getriebevorrichtung 1 sind vorliegend drei Übersetzungsbereiche V1 bis V3 für Vorwärtsfahrt und ein Übersetzungsbereich R für Rückwärtsfahrt darstellbar, wobei das Summierplanetengetriebe 9, der wenigstens eine weitere Planetenradsatz 10 und der Variator 8 hierfür im Bereich von Wellen 1 1 , 12, 13 und 14 miteinander in Wirkverbindung stehen und zur Darstellung der drei Übersetzungsbereiche V1 bis V3 für Vorwärtsfahrt sowie des einen Übersetzungsbereiches R für Rückwärtsfahrt im Bereich weiterer Wellen 15, 1 6, 1 1 und 18 über Schaltelemente S1 bis S3 miteinander koppelbar sind. Eine Übersetzung der Getriebevorrichtung 1 ist innerhalb der Übersetzungsbereiche V1 bis V3 und R über den Variator 8 jeweils stufenlos variierbar.
Der Variator 8 ist als mechanischer Reibradvariator mit wenigstens drei Wellen 1 1 , 15 und 17 ausgebildet. Um die Getriebevorrichtung 1 zumindest in radialer Richtung bauraumgünstig ausführen zu können, sind das Summierplanetengetriebe 9, der wenigstens eine weitere Planetenradsatz 10 und der Variator 8 in der später näher beschriebenen Art und Weise und damit auch die Getriebeeingangswelle 2 sowie die Getriebeausgangswelle 7 koaxial zueinander angeordnet. Die Getriebevorrichtung 1 stellt ein leistungsverzweigtes Mehrbereichsgetriebe in eingangsgekoppelter Anordnung dar, bei dem durch geeignete Wahl der konstanten Übersetzung ik und einer Umlaufübersetzung i2var zwischen der Getriebeausgangswelle 7 und dem ersten Leistungspfad 5 durch entsprechende Übersetzungsverstellung im Bereich des Variators 8 im ersten Übersetzungsbereich V1 für Vorwärtsfahrt bzw. im Übersetzungsbereich R für Rückwärtsfahrt ein stehender Abtrieb bei gleichzeitig rotierendem Antrieb darstellbar ist, wobei dieser Betriebszustand der Getriebevorrichtung 1 auch als Geared-Neutral-Betriebszustand bezeichnet wird, zu dem eine Drehzahl n1 der Getriebeeingangswelle 2 größer Null und eine Drehzahl n2 der Getriebeausgangswelle 7 gleich Null ist.
Aus dem Geared-Neutral-Betriebszustand der Getriebevorrichtung 1 heraus ist durch Verstellen der Übersetzung ivar des Variators 8 sowohl in Vorwärtsfahrtrichtung als auch in Rückwärtsfahrtrichtung aus dem Fahrzeugstillstand heraus anfahrbar. Dies ist vorteilhafterweise ohne separates Anfahrelement durchführbar, wodurch die Getriebevorrichtung 1 kosten-, gewichts- und bauraumgünstig ausführbar ist.
Fig. 2 zeigt ein tabellarisches Schaltschema der Getriebevorrichtung 1 . Aus dem Schaltschema geht hervor, dass zur Darstellung des ersten Übersetzungsbereiches V1 für Vorwärtsfahrt bzw. des Übersetzungsbereiches R für Rückwärtsfahrt das Schaltelement S1 zu schließen ist, während die beiden anderen Schaltelemente S2 und S3 in geöffnetem Betriebszustand vorliegen. Liegt eine entsprechende Anforderung zur Darstellung des zweiten Übersetzungsbereiches V2 für Vorwärtsfahrt vor, ist das erste Schaltelement S1 bei aktuell eingelegtem ersten Übersetzungsbereich V1 für Vorwärtsfahrt oder eingelegtem Übersetzungsbereich R für Rückwärtsfahrt zu öffnen und das zweite Schaltelement S2 zu schließen, während das dritte Schaltelement S3 in geöffnetem Betriebszustand belassen wird. Soll ausgehend vom zweiten Übersetzungsbereich V2 für Vorwärtsfahrt der dritte Übersetzungsbereich V3 für Vorwärtsfahrt in der Getriebevorrichtung 1 eingelegt werden, ist hierfür das zweite Schaltelement S2 zu öffnen und das dritte Schaltelement S3 zu schließen, während das erste Schaltelement S1 in geöffnetem Betriebszustand belassen wird. Bei eingelegtem zweiten Übersetzungsbereich V2 für Vorwärtsfahrt wird das gesamte über die Getriebeeingangswelle 2 in die Getriebevorrichtung 1 eingeleitete Drehmoment über den Variator 8 in Richtung der Getriebeausgangswelle 7 geführt, womit der zweite Übersetzungsbereich V2 einen sogenannten Direktfahrbereich darstellt, dessen Spreizung der Spreizung des Variators 8 entspricht.
Um die Schaltelemente S1 bis S3 als schleppmomentarme Schaltelemente, z.B. als formschlüssige Schaltelemente, ausführen zu können, sind die jeweils im ersten Leistungspfad angeordneten Baugruppen an die konstante Übersetzung ik des die Bereichswechsel bestimmenden zweiten Leistungspfades 6 angepasst und daher Wechsel im dafür erforderlichen Umfang zwischen den Übersetzungsbereichen V1 bis V3 wenigstens annähernd synchron durchführbar.
Um den Geared-Neutral-Betriebszustand der Getriebevorrichtung 1 darstellen zu können, ist bei der Auslegung der Getriebevorrichtung 1 die Umlaufübersetzung i2var gemäß nachfolgendem formelmäßigen Zusammenhang (I) zu ermitteln: i2var = (n2 - nk) / (nvar - nk) (I)
Dabei entspricht die Variable nk der Drehzahl der Welle 14 des weiteren Planetenradsatzes 10, während die Variable nvar die Drehzahl der Welle 1 1 des Variators 8 bzw. der Welle 12 des Summierplanetengetriebes 9 bezeichnet.
Unter Berücksichtigung des formelmäßigen Zusammenhanges (I) in Verbindung mit den Übersetzungen ivar und ik ist die reziproke Gesamtübersetzung 1 / ig der Getriebevorrichtung 1 gemäß dem formelmäßigem Zusammenhang (II) allgemeingültig bestimmbar.
1 /i g = (i2var x (ik - ivar) + ivar) / (ivar x ik) (II)
Um den im Geared-Neutral-Betriebszustand gewünscht stehenden Abtrieb bei gleichzeitig rotierendem Antrieb der Getriebevorrichtung 1 darstellen zu können, ist die Übersetzung ig der Getriebevorrichtung 1 auf unendlich einzustellen. Daraus folgt, dass das Verhältnis zwischen der Umlaufübersetzung i2var und der variablen Übersetzung ivar multipliziert mit der Differenz aus der variablen Übersetzung ivar und der konstanten Übersetzung ik wie in dem nachfolgenden formelmäßigen Zusammenhang (III) angegeben gleich 1 sein muss:
(i2var / ivar) x (ivar - ik) = 1 (III)
Oftmals werden Summiergetriebe wie das Summierplanetengetriebe 9 der Getriebevorrichtung 1 über ihre Standübersetzung iOD charakterisiert. Wird die Standübersetzung iOD anstelle der Umlaufübersetzung i2var verwendet, ergeben sich sechs voneinander unabhängige Bedingungen zur Erreichung eines stehenden Abtriebs bei gleichzeitig rotierendem Antrieb, die für die jeweilige Anbindungsvarian- te der Wellen 9, 12 und 18 des Summierplanetengetriebes 9 gültig sind. Die Umrechnung zwischen der Umlaufübersetzung i2var und der Standübersetzung iOD ist mittels der sogenannten Willis-Gleichung durchführbar.
Ist das Summierplanetengetriebe 9 als dreiwelliger Planetenradsatz mit einem Hohlrad, einem Steg und einem Sonnenrad ausgeführt, ist der formelmäßige Zusammenhang (III) bei einer Ausführung der Welle 12 als Sonne, der Welle 13 als Steg und der Welle 18 als Hohlrad folgendermaßen:
(ivar / ik) x (1 - iOD) = 1 (IV)
Ist im Unterschied dazu die Welle 18 als Sonne, die Welle 12 als Steg und die Welle 13 als Hohlrad ausgeführt, ist der formelmäßige Zusammenhang (III) wie folgt:
(ik x (iOD - 1 )) / (iOD x ivar) = 1 (V)
Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, die Welle 13 als Sonne, die Welle 12 als Steg und die Welle 18 als Hohlrad auzusführen, wobei sich der formelmäßige Zusammenhang (III) dann wie folgt ergibt:
(ik / ivar) x (1 - iOD) = 1 (VI) Bei einer Ausgestaltung der Getriebevorrichtung 1 , bei der die Welle 13 als Sonnenrad, die Welle 18 als Steg und die Welle 12 als Hohlrad ausgeführt sind, ist der formelmäßige Zusammenhang (III) gleich:
(iOD x ik) / ivar = 1 (VII)
Im Unterschied hierzu ist der formelmäßige Zusammenhang (III) bei einer Ausführung der Welle 18 als Sonne, der Welle 13 als Steg und der Welle 12 als Hohlrad wie folgt:
((iOD - 1 ) x ivar) / (ik x iOD) = 1 (VIII)
Bei einer Anbindungsvariante der Wellen des Summierplanetengetriebes 9, bei der die Welle 12 als Sonnenrad, die Welle 18 als Steg und die Welle 13 als Hohlrad ausgeführt sind, ist die sechste Bedingung gleich:
(iOD x ivar) / ik = 1 (IX)
In Fig. 3 ist ein Räderschema einer ersten Ausführungsform der Getriebevorrichtung 1 dargestellt, bei der der Planetenradsatz 10 des zweiten Leistungspfades 6 im Bereich der als Sonnenrad ausgeführten Welle 1 6 über das erste Schaltelement S1 mit der Welle 15 des Variators 8 koppelbar ist, während die Welle 15 des Variators 8 über das dritte Schaltelement S3 mit der als Steg ausgeführten Welle 14 des Planetenradsatzes 10 in Wirkverbindung bringbar ist. Eine als Hohlrad ausgeführte Welle 18A des Planetenradsatzes 10 ist vorliegend wie die Welle 17 des Variators 8 gehäuseseitig drehfest festgelegt.
Zusätzlich steht der Planetenradsatz 10 im Bereich seines Steges 14 mit der ebenfalls als Steg ausgeführten Welle 13 des Summierplanetengetriebes 9 drehfest in Wirkverbindung. Über das zweite Schaltelement S2 sind die als Sonnenrad ausgeführte Welle 12 und die als Hohlrad ausgeführte Welle 18 des Summierplanetengetriebes 9 drehfest miteinander verbindbar, wobei in geschlossenem Betriebszustand des zweiten Schaltelementes S2 die Welle 1 1 des Variators 8 direkt mit der Getriebeausgangswelle 7 verbunden ist. Im Unterschied zu der Ausführung der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 3 zeigen Fig. 4 bis Fig. 6 weitere Ausgestaltungen der Getriebevorrichtung 1 , die jeweils mit einem zusätzlichen Planetenradsatz 19 ausgebildet sind, über den die Übersetzung ivar des ersten Leistungspfades 5 in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles in gewünschtem Umfang anpassbar ist. Dabei ist der Planetenradsatz 19 dem Variator 8 bei der Ausführung der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 4 und Fig. 5 im Leistungsfluss jeweils nachgeschaltet, während der zusätzliche Planetenradsatz 19 bei der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 6 dem Variator 8 im Leistungsfluss vorgeschaltet ist.
Das bedeutet, dass die Welle 15 des Variators 8 bei der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 6 über den zusätzlichen Planetenradsatz 19 mit der Getriebeeingangswelle 2 in Wirkverbindung steht. Der zusätzliche Planetenradsatz 19 ist im Bereich seiner Welle 21 mit der Getriebeeingangswelle 2 drehfest verbunden und im Bereich seiner Welle 23 an der Welle 15 des Variators 8 angebunden. Durch die Vorschaltung des zusätzlichen Planetenradsatzes 19 bei der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 6 sind der zusätzliche Planetenradsatz 19 und der Variator 8 miteinander ver- schachtelbar, was aufgrund der Planetenbauweise des Variators 8 möglich ist.
Eine als Steg ausgebildete Welle 20 des zusätzlichen Planetenradsatzes 19 ist bei der Ausführung der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 4 gehäuseseitig festgelegt und somit mit der Welle 17 des Variators 8 gekoppelt. Eine als Sonnenrad ausgeführte Welle 21 des zusätzlichen Planetenradsatzes 19 ist drehfest mit der Welle 1 1 des Variators 8 verbunden, womit das an der Welle 1 1 anliegende Drehmoment über die Welle 21 in den zusätzlichen Planetenradsatz 19 eingeleitet und über Planetenräder 22 auf eine dritte Welle 23 des zusätzlichen Planetenradsatzes 19, die vorliegend als Hohlrad ausgebildet ist, weitergeleitet wird. Die dritte Welle 23 des zusätzlichen Planetenradsatzes 19 ist vorliegend mit dem Sonnenrad 12 des Summierplanetengetriebes 9 drehfest verbunden, womit der über den ersten Leistungspfad 5 geführte Teil des Drehmomentes in das Summierplanetengetriebe 9 in vorbeschriebenem Umfang über den zusätzlichen Planetenradsatz 19 ausgehend vom Variator 8 eingeleitet wird. Bei der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 5 ist der zusätzliche Planetenradsatz 19 im Gegensatz zu der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 4 nicht getriebeaus- gangsseitig sondern getriebeeingangsseitig angeordnet, jedoch in gleichem Umfang wie bei der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 4 in dem ersten Leistungspfad 5 der Getriebevorrichtung 1 angeordnet, und zwar zwischen dem Variator 8 und dem Summierplanetengetriebe 9.
Die variable Übersetzung ivar setzt sich bei der Ausführung der Getriebevorrichtung 1 gemäß Fig. 4 bis Fig. 6 jeweils aus der im Bereich des Variators 8 eingestellten Übersetzung und der Übersetzung des zusätzlichen Planetenradsatzes 19 zusammen, womit die Spreizung des Variators 8 mit geringem Aufwand an den jeweils vorliegenden Anwendungsfall über die Übersetzung des Planetenradsatzes 10 anpassbar ist.
Fig. 7 und Fig. 8 zeigen zwei verschiedene Ausführungsformen des Variators 8 in schematisierter Einzeldarstellung, wobei der Variator 8 bei beiden Ausführungsformen jeweils einem Planetenradsatz entsprechend mit einem Reibflächen 24, 25 aufweisenden Hohlrad, das vorliegend der Welle 1 1 oder 15 des Variators 8 entspricht, mehreren als Planetenräder ausgebildeten Reibrädern 26 und einem ebenfalls Reibflächen 27, 28 aufweisenden Sonnenrad, das vorliegend der Welle 15 oder 1 1 entspricht, ausgeführt ist. Die Reibräder bzw. Planetenräder 26 sind bereichsweise kegelförmig ausgeführt und stehen mit ihren kegelförmigen Bereichen 29 und 30 jeweils mit den kegelförmig ausgeführten Reibflächen 27 und 28 des Sonnenrades 15 oder 1 1 und den Reibflächen 24, 25 des Hohlrades 1 1 oder 15 reibschlüssig in Wirkverbindung.
Das Hohlrad 1 1 oder 15 und das Sonnenrad 15 oder 1 1 sind vorliegend jeweils geteilt ausgeführt. Gleichzeitig sind die Planetenräder 26 als Doppelkegelstümpfe ausgebildet. Ein Radius der Kegelstumpfbereiche 29 und 30 der Planetenräder 26 nimmt von den einander zugewandten Bereichen der Kegelstumpfbereiche 29 und 30 in Richtung der voneinander abgewandten Bereiche der Kegelstumpfbereiche 29 und 30 stetig zu. Jeweils ein erster Teil 31 des Hohlrades 1 1 oder 15 und ein erster Teil 33 des Sonnenrades 15 oder 1 1 liegen mit ihren kegeligen Reibflächen 24 bzw. 27 an den ersten Kegelstumpfbereichen 29 der Planeten- räder 26 an, während ein zweiter Teil 32 des Hohlrades 1 1 oder 15 und ein zweiter Teil 34 des Sonnenrades 15 oder 1 1 jeweils mit ihren kegeligen Reibflächen 25 bzw. 28 an den zweiten Kegelstumpfbereichen 30 der Planetenräder 26 anliegen.
Um die Übersetzung des Variators 8 verändern zu können, sind die Teile 31 und 32 des Hohlrades 1 1 oder 15 und die Teile 33 und 34 des Sonnenrades 15 oder 1 1 in axialer Erstreckung der Planetenräder 26 aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar ausgebildet. Die Planetenräder 26 sind in Bezug auf das Hohlrad 1 1 oder 15 und das Sonnenrad 15 oder 1 1 in die durch den Doppelpfeil Pfeil 35 gekennzeichneten radialen Richtungen gegenüber der vorliegend als Planetensteg ausgeführten Welle 17 des Variators 8 verschiebbar angeordnet, in der die Planetenräder 26 drehbar gelagert sind. Das bedeutet, dass die Teile 31 und 32 des Hohlrades 1 1 oder 15 und die Teile 33 und 34 des Sonnenrades 15 oder 1 1 zum Verstellen der Übersetzung des Variators 8 lediglich gespreizt und nicht gezogen werden müssen.
Im Unterschied hierzu nimmt der Radius der Kegelstumpfbereiche 29 und 30 der Planetenräder 26 des Variators 8 gemäß Fig. 8 von den einander zugewandten Bereichen der Kegelstumpfbereiche 29 und 30 in Richtung der voneinander abgewandten Bereichen der Kegelstumpfbereiche 29 und 30 stetig ab, womit eine Bie- gemomentbelastung der Planetenräder 26 bei der Ausführung des Variators 8 gemäß Fig. 8 geringer ist als bei der Ausführung des Variators 8 gemäß Fig. 7.
Bezuqszeichen
Getriebevorrichtung
Getriebeeingangswelle
Torsionsschwingungsdämpfer
Antriebsmaschine
erster Leistungspfad
zweiter Leistungspfad
Getriebeausgangswelle
Variator
Summierplanetengetriebe
weiterer Planetenradsatz
Welle des Variators
Welle des Summierplanetengetriebes
Welle des Summierplanetengetriebes
Welle des weiteren Planetenradsatzes
Welle des Variators
Welle des weiteren Planetenradsatzes
Welle des Variators
Welle des SummierplanetengetriebesA Welle des weiteren Planetenradsatzes
zusätzlicher Planetenradsatz
Welle des zusätzlichen Planetenradsatzes
Welle des zusätzlichen Planetenradsatzes
Planetenrad des zusätzlichen Planetenradsatzes
Welle des zusätzlichen Planetenradsatzes
, 25 Reibfläche
Reibrad, Planetenrad des Variators, 28 Reibfläche
, 30 kegelförmiger Bereich des Reibrades des Variators, 32 Teil des Hohlrades des Variators
, 34 Teil des Sonnenrades des Variators
Drehzahl der Getriebeeingangswelle n2 Drehzahl der Getriebeausgangswelle
nk Drehzahl des zweiten Leistungspfades
nvar Drehzahl des ersten Leistungspfades
ik konstante Übersetzung des zweiten Leistungspfades ivar variable Übersetzung des ersten Leistungspfades iOD Standübersetzung des Summierplanentengetriebes
S1 bis S3 Schaltelement
V1 bis V3 Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt
R Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt

Claims

Patentansprüche
1 . Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung (1 ) mit einem Summierplanetengetriebe (9), mit wenigstens einem weiteren Planetenradsatz (10, 19) und mit einem Variator (8), die im Bereich von Wellen (1 1 , 12, 13, 14) miteinander in Wirkverbindung stehen und zur Darstellung von wenigstens drei Übersetzungsbereichen (V1 bis V3, R) im Bereich weiterer Wellen (1 1 , 14, 15, 1 6, 18) über Schaltelemente (S1 bis S3) miteinander koppelbar sind, wobei eine Übersetzung innerhalb der Übersetzungsbereiche (V1 bis V3, R) über den Variator (8) jeweils stufenlos variierbar ist, wobei der Variator (8) als mechanischer Reibradvariator mit wenigstens drei Wellen (1 1 , 15, 17) ausgebildet ist und das Summierplanetengetriebe (9), der wenigstens eine weitere Planetenradsatz (10, 19) und der Variator (8) koaxial zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Übersetzungsbereiche (V2) die gesamte Leistung zwischen einer Getriebeeingangswelle (2) und einer Getriebeausgangswelle (7) über den Variator (8) führbar ist und ein
Reibrad (26) des Variators (8) zumindest bereichsweise wenigstens annähernd kegelförmig ausgeführt ist.
2. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Welle (15) des Variators (8) mit der Getriebeeingangswelle (2) in Verbindung steht, eine weitere Welle (1 1 ) des Variators (8) mit der Getriebeausgangswelle (7) wirkverbunden ist und eine zusätzliche Welle (17) des Variators (8) drehfest ausgeführt ist.
3. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der Darstellung des einen Übersetzungsbereiches (V2), in dem der gesamte Leistungsfluss zwischen der Getriebeeingangswelle (2) und der Getriebeausgangswelle (7) über den Variator (8) führbar ist, das Summierplanetengetriebe (9) über eines der Schaltelemente (S2) verblockt ist.
4. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (8), das Summierplanetengetriebe (9) und der wenigstens eine weitere Planetenradsatz (10, 19) aufeinan- der abgestimmt sind, dass Wechsel zwischen den Übersetzungsbereichen (V1 , V2, V3) synchron durchführbar sind.
5. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Variator (8) ein zusätzlicher Planetenradsatz (19) zugeordnet ist, wobei eine Welle (20) des zusätzlichen Planetenradsatzes (19) mit der drehfesten Welle (17) des Variators (8) und wenigstens eine weitere Welle (23) des zusätzlichen Planetenradsatzes (19) mit der Welle (15) des Variators (8) gekoppelt ist oder mit dieser Welle (15) des Variators (8) über eines der Schaltelemente (S1 , S3) verbindbar ist, die mit der Getriebeeingangswelle (2) in Wirkverbindung steht.
6. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Welle (14, 1 6) des wenigstens einen weiteren Planetenradsatzes (10) über eines der Schaltelemente (S1 , S3) mit der Getriebeeingangswelle (2) koppelbar ist.
7. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens drei Übersetzungsbereiche (V1 bis V3, R) mittels genau drei Schaltelementen (S1 bis S3) darstellbar sind, wobei zur Darstellung der Übersetzungsbereiche (V1 bis V3, R) jeweils eines der Schaltelemente (S1 , S2 oder S3) geschlossen ist und die anderen Schaltelemente (S2, S3 oder S1 ) geöffnet sind und für einen Wechsel der Übersetzungsbereiche (V1 , V2, V3, R) jeweils ein geschlossenes Schaltelement (S1 , S2 oder S3) zu öffnen und jeweils ein geöffnetes Schaltelement (S2, S3 oder S1 ) zu schließen ist.
8. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (8) einem Planetenradsatz entsprechend mit einem Reibflächen (24, 25) aufweisenden Hohlrad (1 1 oder 15), dem als Planetenrad ausgebildeten Reibrad (26) und einem ebenfalls Reibflächen (27, 28) aufweisenden Sonnenrad (15 oder 1 1 ) ausgeführt ist, wobei das zumindest bereichsweise kegelförmig ausgebildete Planetenrad und mit seinen kegelförmigen Bereichen (29, 30) jeweils mit den kegelförmig ausgeführten Reibflä- chen (24, 25 bzw. 27, 28) des Hohlrades (1 1 oder 15) und des Sonnenrades (15 oder 1 1 ) reibschlüssig in Wirkverbindung steht.
9. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Planetenrad (26) als Doppelkegelstumpf ausgebildet ist, wobei jeweils ein Radius der Kegelstumpfbereiche (29, 30) des Planetenrades (26) von den einander zugewandten Bereichen der Kegelstumpfbereiche (29, 30) in Richtung der voneinander abgewandten Bereichen der Kegelstumpfbereiche (29, 30) stetig zu- oder stetig abnimmt und das Hohlrad (1 1 oder 15) sowie das Sonnenrad (15 oder 1 1 ) geteilt ausgebildet sind, und wobei jeweils ein erster
Teil (31 , 33) des Hohlrades (1 1 oder 15) und des Sonnenrades (15 oder 1 1 ) jeweils mit ihren kegeligen Reibflächen (24, 27) am ersten Kegelstumpfbereich (29) des Planetenrades (26) anliegen, während ein zweiter Teil (32, 34) des Hohlrades (1 1 oder 15) und des Sonnenrades (15 oder 1 1 ) jeweils mit ihren kegeligen Reibflächen (25 bzw. 28) am zweiten Kegelstumpfbereich (30) des Planetenrades (26) anliegen.
10. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (31 , 32) des Hohlrades (1 1 oder 15) und des Sonnenrades (15 oder 1 1 ) zum Variieren der Übersetzung des Variators (8) in axialer Erstreckung des Planetenrades (26) aufeinander zu oder voneinander weg bewegbar ausgebildet sind, wobei das Planetenrad (26) in Bezug auf das Hohlrad (1 1 oder 15) und das Sonnenrad (15 oder 1 1 ) in radialer Richtung sowie gegenüber einem Planetensteg (17) verschiebbar ist, in dem das Planetenrad (26) drehbar gelagert ist.
1 1 . Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (15) des Variators (8) über den zusätzlichen Planetenradsatz (19) mit der Getriebeeingangswelle (2) in Wirkverbindung steht.
12. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Getriebeeingangswelle (2) in Wirkverbindung stehende Welle (15) des Variators (8) über eines der Schaltelemente (S1 ) mit einer als Sonnenrad ausgeführten Welle (1 6) des wenigstens einen weiteren Planetenradsatzes (10) und über ein weiteres Schaltelement S3) mit einer als Steg ausgeführten Welle (14) des wenigstens einen weiteren Planetenradsatzes (10) verbindbar ist.
13. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Getriebeausgangswelle (7) in Wirkverbindung stehende Welle (1 1 ) des Variators (8) über eine als Sonnenrad ausgeführte Welle (12) und eine als Hohlrad ausgebildete Welle (18) des Summierplanetengetriebes (9) mit der Getriebeausgangswelle (7) gekoppelt ist.
14. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Planetenradsatz (10) im Bereich des Stegs (14) mit einer als Steg ausgeführten Welle (13) des Summierplanetengetriebes (9) verbunden ist.
15. Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Summierplanetengetriebe (9) im Bereich einer als Hohlrad ausgeführten Welle (18) mit der Getriebeausgangswelle (7) in Wirkverbindung steht.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10514084B2 (en) 2017-10-18 2019-12-24 Deere & Company Infinitely variable power transmission system
DE102017219130B4 (de) 2017-10-25 2022-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219111B4 (de) * 2017-10-25 2022-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219112B4 (de) 2017-10-25 2022-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219129B4 (de) 2017-10-25 2022-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219113B4 (de) 2017-10-25 2022-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219131B4 (de) 2017-10-25 2022-06-02 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219132B4 (de) 2017-10-25 2022-06-02 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219117B4 (de) 2017-10-25 2022-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219124B4 (de) 2017-10-25 2022-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219126B4 (de) 2017-10-25 2023-10-26 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102017219115B4 (de) 2017-10-25 2022-05-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigte stufenlose Getriebevorrichtung
DE102019219823B4 (de) * 2019-12-17 2021-09-16 Zf Friedrichshafen Ag Stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung sowie Planetenrad für eine solche Getriebevorrichtung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0916873A2 (de) * 1995-10-26 1999-05-19 Getrag Innovations GMBH Kraftfahrzeuggetriebe mit stufenlos veränderbaren Übersetzungsverhältnis
CZ20032009A3 (cs) * 2003-07-23 2005-08-17 Jasoň Hampl Planetový spojitě měnitelný převod

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1585140A (en) 1922-11-27 1926-05-18 Erban Richard Gearing for transmitting rotary motions
US2209497A (en) 1938-08-23 1940-07-30 Guy H Hall Variable ratio transmission
US2836994A (en) * 1953-09-10 1958-06-03 Weber Max Infinitely variable friction transmission with conical planetary rollers
JPS4729071U (de) * 1971-04-19 1972-12-02
DE2409936A1 (de) 1974-03-01 1975-12-11 Algirdas Leones Nasvytis Antriebsvorrichtung
GB9018082D0 (en) * 1990-08-17 1990-10-03 Fellows Thomas G Improvements in or relating to transmissions of the toroidal-race,rolling-traction type
JPH0783302A (ja) * 1993-07-20 1995-03-28 Ntn Corp 摩擦式無段変速機
JP2000213621A (ja) * 1999-01-27 2000-08-02 Nissan Motor Co Ltd トロイダル型無段変速機
DE10121042C1 (de) 2001-04-28 2003-05-08 Daimler Chrysler Ag Wechselgetriebe-Anordnung mit einem stufenlosen Toroidgetriebe und einem Planetenräder-Summengetriebe
DE10154928A1 (de) 2001-11-08 2003-05-22 Daimler Chrysler Ag Wechselgetriebe-Anordnung mit einem Toroidgetriebe, einem Planetengetriebe und einem von dem Planetengetriebe unabhängigen Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt
DE10249484A1 (de) 2002-10-24 2004-05-06 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigtes 2-Bereichs-Getriebe
DE10260180A1 (de) 2002-12-20 2004-07-01 Zf Friedrichshafen Ag Stufenloses leistungsverzweigtes Getriebe
DE102004004139A1 (de) 2004-01-28 2005-08-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigtes Getriebe
DE102005024738A1 (de) 2005-05-31 2006-12-14 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigtes Getriebe, umfassend einen Variator
CN102943854A (zh) * 2012-12-05 2013-02-27 王榕生 行星摩擦轮减增速器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0916873A2 (de) * 1995-10-26 1999-05-19 Getrag Innovations GMBH Kraftfahrzeuggetriebe mit stufenlos veränderbaren Übersetzungsverhältnis
CZ20032009A3 (cs) * 2003-07-23 2005-08-17 Jasoň Hampl Planetový spojitě měnitelný převod

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US9810300B2 (en) 2017-11-07
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