Die Erfindung betrifft einen CVT-Antriebsstrang mit einem Antrieb, einem Drehmomentwandler als Anfahrelement, einer Trennkupplung, einer Drehrichtungsumkehreinrichtung und einem stufenlos verstellbaren Variator. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen CVT-Antriebsstrangs.

Ein gattungsgemäßer CVT-Antriebsstrang ist aus dem US-Patent US 4,817,458 bekannt. Bei dem bekannten CVT-Antriebsstrang ist die Trennkupplung zwischen dem Drehmomentwandler und der Drehrichtungsumkehreinrichtung auf der Eingangsseite des stufenlos verstellbaren Variators angeordnet. Mit CVT wird ein stufenloses Getriebe bezeichnet, wobei die Buchstaben CVT für Continuously Variable Transmission stehen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen CVT-Antriebsstrang mit einem Antrieb, einem

Drehmomentwandler als Anfahrelement, einer Trennkupplung, einer Drehrichtungsumkehreinrichtung und einem stufenlos verstellbaren Variator, insbesondere im Hinblick auf den benötigten Bauraum, zu verbessern.

Die Aufgabe ist bei einem CVT-Antriebsstrang mit einem Antrieb, einem Drehmomentwandler als Anfahrelement, einer Trennkupplung, einer Drehrichtungsumkehreinrichtung und einem stufenlos verstellbaren Variator, dadurch gelöst, dass die Trennkupplung in den Drehmomentwandler integriert ist. Dadurch wird zum einen auf einfache Art und Weise ermöglicht, ein über den Drehmomentwandler bereitgestelltes Drehmoment vor einem Umschalten von der Drehrichtungsumkehreinrichtung abzukoppeln. Zum anderen wird durch die Integration der Trennkupplung in den Drehmomentwandler kein Bauraum für die Trennkupplung zwischen dem Drehmomentwandler und dem stufenlos verstellbaren Variator in dem erfindungsgemäßen CVT-Antriebsstrang benötigt. Eine zusätzliche separate Kupplung außerhalb des Drehmomentwandlers kann vollständig entfallen.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Trennkupplung in dem Drehmomentwandler schlupfend betreibbar ist. Dadurch kann die Fahrdynamik eines mit dem CVT-Antriebsstrang ausgestatteten Kraftfahrzeugs in be- stimmten Fahrsituationen durch eine kurzzeitige gezielte Motordrehzahl-Erhöhung verbessert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentwandler als Multifunktionswandler ausgeführt ist, der zusätzlich zu der Trennkupplung eine Wandlerüberbrückungskupplung enthält. Die

Wandlerüberbrückungskupplung dient vorteilhaft insbesondere dazu, den Drehmomentwandler, zum Beispiel nach einem Anfahrvorgang, zu blocken beziehungsweise zu überbrücken. Die Wandlerüberbrückungskupplung wird auch als Lockup-Kupplung bezeichnet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlerüberbrückungskupplung in dem Drehmomentwandler mit der Trennkupplung kombiniert ist. Die Wandlerüberbrückungskupplung ist vorzugsweise zwischen einem Turbinenrad und einem Pumpenrad des Drehmomentwandlers angeordnet. Die Trennkupplung ist vorzugsweise zwischen dem Pumpenrad und einem Gehäuse des Drehmomentwandlers angeordnet. Die beiden Kupplungen sind vorzugsweise als Reibungskupplungen mit Reibbelägen ausgeführt. Das liefert unter anderem den Vorteil, dass beide Kupplungen schlupfend betrieben werden können.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtungsumkehreinrichtung als Umkehrgetriebe mit einer Klauenkupplung ausgeführt ist, die ein Umschalten zwischen einer Neutralstellung N, einer Vorwärtsfahrstellung D und einer Rückwärtsfahrstellung R ermöglicht. Zum Umschalten zwischen den verschiedenen Stellungen der Drehrichtungsumkehreinrichtung wird diese mit Hilfe der in den Drehmomentwandler integrierten Trennkupplung antriebsmäßig entkoppelt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtungsumkehreinrichtung eine Synchronisationseinrichtung umfasst. Durch das Abkoppeln des Drehmomentwandlers von der Drehrichtungsumkehreinrichtung wird das Synchronisieren vor dem Umschalten der Drehrichtungsumkehreinrichtung vereinfacht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtungsumkehreinrichtung auf einer Abtriebsseite zwischen einem Variatorausgang und einem Differenzial angeordnet ist. Die Drehrichtungsumkehrein- richtung ist zum Beispiel auf einer Ausgangswelle des stufenlos verstellbaren Variators angeordnet. Zur Darstellung der Drehrichtungsumkehr dient vorzugsweise eine zusätzliche Welle.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des CVT-Antriebsstrangs ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Drehmomentfühler, zumindest teilweise, in einem Zwischenraum zwischen dem Drehmomentwandler und dem Variator angeordnet ist. Bei dem vorab beschriebenen bekannten CVT-Antriebsstrang ist die Trennkupplung in dem Zwischenraum zwischen dem Drehmomentwandler und dem Variator angeordnet. Durch die Integration der Trennkupplung in den Drehmomentwandler kann der Zwischenraum vorteilhaft ganz oder teilweise zur Aufnahme des Drehmomentfühlers genutzt werden.

Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Betreiben eines vorab beschriebenen CVT-Antriebsstrangs. Im Betrieb des CVT-Antriebsstrangs dient die in den Drehmomentwandler integrierte Trennkupplung vorteilhaft dazu, die Drehrichtungsumkehreinrichtung vor dem Umschalten antriebsmäßig zu entkoppeln. Dadurch wird ein Wandlerdrehmoment, das ein Synchronisieren erschweren oder verhindern würde, abgekoppelt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

Figur 1 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen CVT-Antriebsstrangs im Längsschnitt;

Figur 2 den CVT-Antriebsstrang aus Figur 1 im Querschnitt und

Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen CVT-Antriebsstrangs im

Längsschnitt.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein erfindungsgemäßer CVT-Antriebsstrang 1 ; 41 mit einem CVT- Getriebe dargestellt. Der CVT-Antriebsstrang 1 ; 41 umfasst einen Antrieb 3; 43. Bei dem Antrieb 3; 43 handelt es sich zum Beispiel um eine Brennkraftmaschine, die bei Verwendung in einem Kraftfahrzeug auch als Verbrennungsmotor bezeichnet wird. Von dem Antrieb 3; 43 sieht man in den Figuren 1 und 3 nur ein Eingangsteil 4; 44, das, zum Beispiel über eine Flex- Plate, drehfest mit einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden ist.

Ein Anfahren eines mit dem CVT-Antriebsstrang 1 ; 41 ausgestatteten Kraftfahrzeugs wird durch ein Anfahrelement 5; 45 ermöglicht. Das Anfahrelement 5; 45 ist als Drehmomentwandler ausgeführt. Über den Drehmomentwandler 5; 45 wird ein Drehmoment vom Antrieb 3 an einen Variatoreingang eines Variators 10; 50 weitergeleitet.

Der Variator 10; 50 umfasst einen antriebsseitigen Kegelscheibensatz 1 1 ; 51 und einen abtriebsseitigen Kegelscheibensatz 12; 52. Die beiden Kegelscheibensätze 1 1 ; 51 und 12; 52 sind durch ein Umschlingungsmittel 13; 53 miteinander gekoppelt. Bei dem Umschlingungs- mittel 13; 53 handelt es sich zum Beispiel um eine spezielle Kette.

Über die beiden Kegelscheibensätze 1 1 ; 51 und 12; 52 kann die Übersetzung zwischen dem Antrieb 3; 43 und einem Abtrieb 15; 55 stufenlos verstellt werden. Der Abtrieb 15; 55 umfasst mindestens ein angetriebenes Rad (nicht dargestellt).

Normalerweise umfasst der Abtrieb 15; 55 mindestens zwei angetriebene Räder. Zur

Verteilung des bereitgestellten Drehmoments auf die beiden angetriebenen Räder dient ein auch als Differenzial 16; 56 bezeichnetes Ausgleichsgetriebe. Das Differenzial 16; 56 umfasst ein Stirnrad 18; 58.

Der Drehmomentwandler 5; 45 umfasst ein Gehäuse 20; 60. Das Gehäuse 20; 60 des Drehmomentwandlers 5; 45 ist fest mit dem Eingangsteil 4; 44 des CVT-Antriebsstrangs 1 ; 41 verbunden. In dem Gehäuse 20; 60 des Drehmomentwandlers 5; 45 sind ein Turbinenrad 21 ; 61 , ein Leitrad 22; 62 und ein Pumpenrad 23; 63 angeordnet. Der Aufbau und die Funktion eines Drehmomentwandlers sind zum Beispiel in der internationalen Offenlegungsschrift WO 2004/003400 A1 offenbart.

In den Drehmomentwandler 5; 45 ist eine Drehschwingungsdämpfungseinrichtung 28; 68 integriert. Die Drehschwingungsdämpfungseinrichtung 28; 68 ist eingangsseitig mit dem Eingangsteil 4; 44 drehfest verbunden beziehungsweise verbindbar. Ausgangsseitig ist die Dreh- schwingungsdämpfungseinrichtung 28; 68 über einen Flansch 29; 69 an eine Eingangswelle 29 des Variators 10 beziehungsweise über das Turbinenrad 61 an eine Eingangswelle 70 des Variators 50 angebunden.

Darüber hinaus sind in den Drehmomentwandler 5; 45 eine Wandlerüberbrückungskupplung 31 ; 71 und eine Trennkupplung 32; 72 integriert. Die Wandlerüberbrückungskupplung 31 ; 71 dient dazu, den Drehmomentwandler 5; 45 zu blocken oder zu überbrücken. Über die geschlossene Wandlerüberbrückungskupplung 31 ; 71 kann das Eingangsteil 4; 44 des CVT- Antriebsstrangs 1 ; 41 direkt mit der Eingangswelle 30; 70 des Variators 10; 50 verbunden werden.

Die Trennkupplung 32; 72 ermöglicht es, die Eingangswelle 30; 70 des Variators 10; 50 vom Eingangsteil 4; 44 des CVT-Antriebsstrangs 1 ; 41 zu entkoppeln. Dadurch kann der Drehmomentwandler 5; 45 vom Antrieb 3; 43 abgekoppelt werden.

Der Variator 10; 50 weist abtriebsseitig eine Ausgangswelle 35; 75 auf. Der Ausgangswelle 35; 75 des Variators 10; 50 ist eine Drehrichtungsumkehreinrichtung 36; 76 zugeordnet. Die Drehrichtungsumkehreinrichtung 36; 76 ist mit einer Klauenkupplung 38; 78 ausgestattet, die ein Umschalten zwischen einer Neutralstellung N, einer Rückwärtsfahrstellung R und einer Vorwärtsfahrstellung D ermöglicht.

Die Drehrichtungsumkehreinrichtung 36; 76 mit der Klauenkupplung 38; 78 ist zwischen die Ausgangswelle 35; 75 des Variators 10; 50 und das Stirnrad 18; 58 mit dem Differenzial 16; 56 geschaltet.

Die Kreise in Figur 2 verdeutlichen die Bauweise eines CVT-Getriebes. Ein Kreis 26; 66 stellt das Zahnrad 26; 66 aus den Figuren 1 und 3 dar. Der Mittelpunkt des Kreises 26; 66 stellt in Figur 2 einen Kurbelwellenmittelpunkt dar.

Bei dem in Figur 1 dargestellten CVT-Antriebsstrang 1 ist die Wandlerüberbrückungskupplung 31 zwischen der Drehschwingungsdämpfungseinrichtung 28 und dem Eingangsteil 4 angeordnet. Die Trennkupplung 32 ist zwischen dem Pumpenrad 23 und dem Gehäuse 20 des Drehmomentwandlers 5 angeordnet. Bei dem in Figur 3 dargestellten CVT-Antriebsstrang 41 ist die

Wandlerüberbrückungskupplung 71 mit der Trennkupplung 72 kombiniert. Die

Wandlerüberbrückungskupplung 71 ist zwischen dem Turbinenrad 61 und dem Pumpenrad 63 angeordnet. Die Trennkupplung 72 ist zwischen dem Pumpenrad 63 und dem Gehäuse 60 angeordnet.

Der Variator 50 des CVT-Antriebsstrangs 41 in Figur 3 ist darüber hinaus mit einem

Drehmomentfühler 80 ausgestattet. Der Drehmomentfühler 80 ist in einem Zwischenraum zwischen dem Variator 50 und dem Zahnrad 66 angeordnet.

Das Zahnrad 66 dient, ebenso wie das Zahnrad 26 bei dem in Figur 1 dargestellten CVT- Antriebsstrang 1 , zum Beispiel zum Antrieb einer (nicht dargestellten) Pumpe. Daher wird das Zahnrad 26; 66 auch als Pumpenzahnrad bezeichnet.

Bezuqszeichenliste

I . CVT-Antriebsstrang

2.

3. Antrieb

4. Eingangsteil

5. Anfahrelement

6.

7.

8.

9.

10. Variator

I I . antriebsseitiger Kegelscheibensatz

12. abtriebsseitiger Kegelscheibensatz

13. Umschlingungsmittel

14.

15. Abtrieb

16. Differenzial

17.

18. Stirnrad

19.

20. Gehäuse

21 . Turbinenrad

22. Leitrad

23. Pumpenrad

24.

25.

26. Zahnrad

27.

28. Drehschwingungsdämpfungseinrichtung

29. Flansch

30. Eingangswelle 31 . Wandlerüberbrückungskupplung

32. Trennkupplung

33.

34.

35. Ausgangswelle

36. Drehrichtungsumkehreinrichtung 37.

38. Klauenkupplung

39.

40.

41 . CVT-Antriebsstrang

42.

43. Antrieb

44. Eingangsteil

45. Anfahrelement

46.

47.

48.

49.

50. Variator

51 . antriebsseitiger Kegelscheibensatz

52. abtriebsseitiger Kegelscheibensatz

53. Umschlingungsmittel

54.

55. Abtrieb

56. Differenzial

57.

58. Stirnrad

59.

60. Gehäuse

61 . Turbinenrad

62. Leitrad

63. Pumpenrad

64.

65. 66. Zahnrad

67.

68. Drehschwingungsdämpfungseinrichtung

69. Flansch

70. Eingangswelle

71 . Wandlerüberbrückungskupplung

72. Trennkupplung

73.

74.

75. Ausgangswelle

76. Drehrichtungsumkehreinrichtung 77.

78. Klauenkupplung

79.

80. Drehmomentfühler