Gatri svorfk itii ig mit einem C¥T-e t i le und mit einem Differential

Ge iet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Gethe evorriehtung mit einem CVT-Getriebe und mit. einem Differential wobei das CVT~Gefrleb eine GVT-G triebestufe mit variah- ler Übersetzung zwischen einer Leisfungselngangsweile und iner teistungs-- ausgafigswelie aufweist u d wobei die teist ^y ngsausgangswelle und eine Ein- gangs efle des Differentials miteinander gekoppelt sind und das Differential mit wenigstens eine ersten Abtrlebswsiie und einer zweiten Abtriebswelle versehen ist.

Hintergrund der Erfindung

DE 40 25 485 AI üelgt eine gaüungsgemäia Antriabsvorricbtyng. Die Antriebs- Vorrichtung wei t eine Antriebsniasobine, die ei Motor ist, eine Kupplung (wahlweise eine Flussigkeltskuppiung oder einen Wandler), einen Planeten- trieb, eine CyT-Gethehesfufe, eine Stimradsiufe und ein Differenzlai auf,„CVF sieht für di englische Be eichnung Co tinyonsly- ariahte-T ansnii sio ^ und heilet dementeprechead kcntlnuierlicb-variahles Getriebe. Der Planetentrieb Ist ein Verwirls«R ckw: rls--Schaltgefrlebe mit einer e n- und ansrliekbaren Kupp- \mg und einer br mse, Darüber bloau kann der taistungsfiuss durch Ausrücken der Kupplung: und zeifgleiehes Ideen der Bremse unterbrochen werden, Mit dem Planetentrieb ist eine Leistungseingangsweil des CVT - Getriebes verbunden, Die teisfungselngangswelle ist über eine stufenlös verstellbare getriehfiehe Verbindung eine OVT-Geiriebest ^y fe mit einer LeistungsauS" gangsweile wirkverbunden. Die Lelsii ngsausgangs elle ist mit einer Stirnrad- stufe gekoppelt Ober die e n Eingangswelle eines Differenzlals antreibbar Ist, Das Differen das als klassisches egelradplanefengetrlahe ausgeführt Ist, e stxwerAbt ifö eitei auf.. Die Abfriebswelten s nd mit d n angetriebenen Rädere einer Fahrzeugachse verbunden,

Beschreibung der Erfh ttmg

Die Aufga der Erfindung: Ist ^' es, eine: Getriebevorrie tung zu schaffen, di einfach aufgebaut ist,

Die Aufgabe ist nach dem G gens a d des Ansprüche 1 gelöst,

Die Erfindung sieht vor, dass die Ei gangszeile übe wenigstens eine sehaltba- re getnenliebe lrkverhlndyng des Differen lals mit den Abfnehswellen gekoppelt is , weduroh da Differenziai sehaltbar Ist Die Übersetzungen zwischen der Eingangswege des Differentials und der jeweiligen der Afethebswelten des Differenzials sind durch mindestens ein Stellglied verenderbar. Dementsprechend kann In dem Differenziai die Übersetzung mischen- der Elngan sweiie des Differenzlais und jeder einzelnen Abtriebsweh ie oder die Gesamtübersetzung zwischen der Eingangswelle und beiden Ab- tbebswaiien mittels der schaltbaren geihehlichen Wirkverbindung geändert werden. Die Änderungen können Drebzablen genauso betreffen wie Drehrleh- turtgsumkehr. Stellglieder sind im Sinne der Erfindung Kupplungen und Bremsen,. Kupplungen sind vorzugsweise als Lamellenkupplungen ausgeführt.

Die Anordnung kann auch als

werden, In diesem Fall ist die Oefile evorricbtung Im Vergleich zum Stand der Technik einfacher aufgebaut, well das elngangsseltig des CVT-Getriebes angeordnete yofwäds-Ruokw s-Schaitgethebe nicht mehr erforderlieh Ist, Die ertlndungsgemä&e Getriehevornchtung und der edlndungsgemä e Antriehs- sträng sind bei gleicher Funktion und verbesserten Möglichkeite einfacher aufgebaut und können dementsprechend Sauraum sparend ausgeleg sein. Öle Kosten für die Herstellung der Gefnebevorrtchtung und der Anfriebsvorriobfung können reduziert werden. Das Differential ist vorzugsweise ein Planetengetriebe. Anschiusswetlen e nes Planeiengefhebes sind im Sinne der Erfindung Antriebswellen oder Abtriebs- eil und aoeh Fesfgtieder. Die Elngangsweile des Differenzia s Kann z.B. aticb als An riehswelle betrachtet werden, Typen von Änsohlussweiien sind Planetenträger, Sonnenräder und Hohlräder.

Eine Ausgestaltung clor Erfindung siebt vor, dass das Pianetenaetrlebe ein zumindest aus zwei miteinander gekoppelten Planetentrieben zusammengesetz ^t tes Fianetenkoppelgetriebe ist. In einem Plänetenkoßpelgetrlebe sind die Planetentriebe über eine, vorzugsweise jedoeb über zwei Keppelweilen oder An- sohlusswelten und jeweils mindestens ein Stellglied zwischen den Anschluss- wellen rniteinander gekoppelt. Dabei können Anseblussweflen gleichen Typs oder untereotiledilehef Typen beliebig miteinander gekoppelt werden,

Koppelwelien sind die Änsoh!usswe!!en, _: Ober die die beiden Pianetenthebe des Bahö nfri s däuefh&ft miteinander gekoppelt sind. oppeiwellen k nnen mit Hilfe mindestens eines Stellgliedes oder auch ebne Einwirkung des Stellgliede gegeneinander oder gegen ein Ge use gebremst oder mit anderen An- sohiusswellen gekoppelt werden.

Eine Auegestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Pianefenthehe Stirnrad ^» Flanetentrieföe sind. Die Stirnrpd-Planetentuebe weisen als Ansehfussweile jeweils wenigstens einen Planefenträger auf. An dem jeweiligen Planetenträger sind Flanetenrider drehbar gelagert:, Die Planetenräder eines jeweiligen Stirn- iäd-Planeienfnebs stehen Jeweils mit wenigstens einer weiteren Änsehlusswelle oder mit zwei oder drei Ansohlusswelien im Zahneingriff, Denkbar ist auch, dass die Planefenrider mi weiteren ianetenridern eines Pianefensatzes des gleichen Piemfentriebs oder esnes anderen Planetentriebs im Zahneingriff s e- her?.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass einer der Flaneien- trlebe eine sogenannte Öberiagerungsstufe Ist, De andere der Planetentriebe wird als Wendestuie he eiohnei Die IJberlagerungsstufe ist in Anlehnung an die. Definition eines Überlagerungsgeiriehes ein einfacher Planetentrieb mit einem Laufgrad F>2 zur Üfeeriagerung von Drehzahlen bzw. Lei ingen, Der Layfgrad F&2 nibt im Gegensat zum Laufgrad F«1 an, dass mindestens zwei voneinander unabhängige Bewegungsgrellen des Pianetentriebs bekannt sein rnyssem damit die Sewegyngszustände aller Glieder des Planetentriehs eindeutig bestimmbar sind. Bewe ungsgrö:ß.en sind z.B. Angaben dazu, wie viele Anschlusswellen den Leistun sfluss beeinflussen. Bewegungszusfände sind dann z.B. die Übersetzung zwischen der/den EingangsweHeCn) und der/den AusgangswelteCn} oder sind die Drehrlehtyngen einzelner Glieder, Bei ein m Pianetentrieb mit einem Laufgrad F» 1< wie bei einem einfachen Sfandgetriebe dagegen reicht die Angabe einer ESewegyngsgröSe, um die Bewegyngszustä de der restliehen Glieder zu definieren. In der Wendestufe kann durch Drehrieh- tungsumkehr eine andere Geschwindigkeit oder eine andere Drehriehtung einer oder mehrere Ahthehswellen erzeugt werden,

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die beiden Planeten- triebe wahlweise mit i m: oder zugleich mit zwei Stellgliedern miteinander koppelbar sind. Jedes Stellglied ist zwischen einer Ansehtusswelle des ersten Pianefenthebs und einer Änschlyssweile des zweiten Planetentriebs angeordnet Alternativ oder zugleich greifen ein oder beide Stellglieder an mindestens einer Keppelweiie am mit der die Pianetentriebe miielnands^ gekoppelt sind

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der erste Piahet&ntrieb die erste Antriebswelle aufweist und dass der zweite Planetentrieb die zweite Abtriebswelte aufweist. Dementsprechend sind die Planetengeiriehe bei Geradeausfahrt und angetriebenem Differenzial miteinande gekoppelt. Wesentliches Merkmal der erfindyngsgema en Getriebeverrichtung Ist, dass das Differenziai ein wälzendes Differenziai Ist. in den klassischen Dlfterenzlaien gibt es bei Gefade&usfahri des F hr euges und gleichem Schlupf de angetriebenen Fahrzeugrider keine Bewegung. 0as Differenziai lieft mit Äusgleidisrädern und Antriebswellen als Block um. Die Ansgleichsräder und Ahtr sbswellen stehen zwar in diesem Befriehs usiaod miteinander im Zahneingilff, kämmen jedoc nicht.. Die Übersetzung des Diffe- renziais _. ist in diesem Fall dessen lullere Ü ersetzung und ist z isehen de Eingangswelle und den Antriebswellen gleich *1.

Im walzenden Oiflerenzlat kämme : die Äusgteichsräder mit den Abtriebsrädern permanent auch bei Geradeausfahrt und gleichem Schlupf der Fabrzeugrlder. Die Ü e setzung des Pifferenzlals von der Elngangswelie zu den Antriebswellen Ist von den Verzahnungsverhiltnissen im Inneren des Differenzlais äbhin- gtg. Als Üfeersel ^ No hmen verschiedene Übersetzungen In Frage« di ungleich 1 und positi oder negativ sein können. Dementsprechend kann In der erfsndungsgemäSen Getriebevornchtung mit dem Oifferenzial auch ein Vor- ärts- lickwärts-Schaitge rlebe verwirklicht we ben, Das bisher in Anordnungen des bekannten Standes der Techni vor der CVT-eetnebestufe angeord- nete Vof Irtsd^ü:CkwädS: ia.netenschaltgetriebe ist der Erfindung entsprechend vorteilhaft In das: Oifferenzial Integriert. Der für die Anfriebsvorrichtung notwendige 8a«f jm kann gegenüber Anordnungen des Standes der Technik kleiner sein. Die Kosten für die Herstellung einer erfindungsgemäSen Antriebs- Vorrichtung k&nnen gegenüber Äntriebsvorrlefiungen des Stande der Technik niedriger se n..

Die telstungsausga.ngswetle der CVT-Getriehestuie und die Anschlusswelien des Differentials sind entweder koaxial ausgerichtet öde wessen parallel b w, zueinander geneigte Rotationsachsen auf;. Im Falle einer parallelen Anordnung ist die Lels yogsausgangswelle der CVT~Gietrlebestufe über eine Stirnradstuf oder einen weiteren Planetentrieb mit der Eingengis eile des Dlfferenziais wirk- verhunden. In Winkeltrieben mit Ritzeln und Telierrädern sind die Rotations« achsen zueinander geneigt und verlaufen insbesondere rechtwinklig ^einand r ausgerichtet.

Die Antriebswellen des Differentials sind Sonnenräder oder andern - sc lusswellen bzw. deren Verlangerungen In Form von Gelenkwellen usw.. Die Äbtrlebsweilen sind direkt mit den Fa ir eugwellen gekoppelt. Alternativ weist die Geiriehevorrichtung zwischen wenigstens einer der Abthe s ellen und dem zugeordneten Fateeugrad, vorzugsweise jedoch zwischen Jeder der Abtriebs ^» weiten und dem zugeordneten Fahrzeugrad, eine weitere G triebestule auf. Dies Getriebestyie kann eine Stirnradstufe sein. e cbrelfeiin der gur n tg r 1 zeigt scherngtisoh eine Anthebsvor richfung 1 mit einer Antnebsrnasehi- ne 2, einer Kupplung bzw. mit einem Wandler 3 und: mit einer Gefrlebevorffeh- tung 4, Die Äntnehsniasohlne 2 ist in diesem Fall ein Verbrennungsmotor, Es können jedoch auch beliebig andere Antriehsma chinen eingesetzt werden. Die Antrlebsmasehlne 2 ist ber den Wandler 3 mit der Getnehevorriebtung 4 gekoppelt Die Getriebeverriebtyng 4 ist durc ein CVT-Getriebe und aus einer Stirnradstufe 5 und aus einem Differenzial 8 gebildet. Von dem CVT-Getrieb Ist nur eine CVT-Getriehestuie 7 scbematisch dargestellt. Die CVT - Getriebestufe ? Ist ei Schub» oder Zugmitteltrieb mit variable Übersetzung zwischen einer telstungseingangswelie 8 und einer tesstoogsaosgangs^eile 9.

Das Differenzial 6 Ist mi der Lelstungea sgangsweile 9 de ÜVI ^' -Getriebestyfe 7 gekoppelt Dazu ist das Differenzial 6 über die Stirnradsfufe 5· .mit der GW- Getriehestufe 7 geiriebllob wirkverbunden. Die Stirnradstufe 5 ist ein sogenannter Final-Drive und aus zwei Stlrnridem 1 1 und 12 gebildet. Das Stirnrad 1 ist Antriebsrad des Floal-Drive und sitzt auf einer Getrlebewelie 13, die entweder durch die verlängerte Lelstungseusgangswalle gebildet oder mit dieser ven- bürden ^, ist. Dementsprechend weisen die Leistungsausgangswelle 9 und die Getnehewelte 13 bzw. das Stirnrad 1 1 die gleiche Rotationsachse 15 auf. Das zweite Stirnrad 12 ist Ahtrlebsrad des Finai-Örlve sowie ein Ant ie rad 16 des Olfferenzlals 6 und als solches die Eingangswelle 17. Die parallel zur Rofali ^» onsaehse 15 der Lels unosausgangswelie 9 verlaufende Rotationsachse 8 ist Zentralachse des Olflerenzlals 6 und Rotationsachse der Eingangsweile 1 ,

Das Differenzial 6 ist ein Schaltgetrieb und Ist als. in Planetenkoppelgetriebe au einem ersten Pl n^ rtr^fe 19 und aus einem zweiten Piane entrieb 21 gebildet. Es weist drelStellelemente 22, 23 und 24 auf, die ein- und ausrücKba Ku &img sind. Das Differential 6 Ist mit z l hbtmh& ßm 2S und 26 versehen, Die erste Abtriebsweile 25 fOhrt in Richtung: des Pfeils zu mindestens einem nieht dargestellten Fahrzeugrad. Die z eit Abtrieteweile 28 geht in entgegengesetzte ichtung vom zweiten Planetenabtrieb ab, Sie führt in Richtung des anderen Pfeils zu mindestens einem weiteren nicht dargestellten fahrzeugrad hin. D e Übersetzung ti chen der Eingangswelle 17 und den Abtnehswellen 25 und 26 ist durch wenigstens eines der Stellglieder 22, 23 oder 24 oder durch deren gemeinsame Wirkung veränderbar.

Figur zeigt schematich eine Antriebsvorrichtung 10, deren Aufbau ieb im Wesentlichen durc eine andere Getnebevorriohfung von der Antriehsvornch" tung 1 unterscheidet, Oie Antriehsvorhchtung 10 weist eine Antnebsmasehine 2, eine Kupplung bzw. einen Wandler, wahlweise einen nich dargestellten Vorwärts-eü:ck ärts~Trleh und eine Getriehevorrlchtung 14 auf. Die Gefriehe- Vorrichtung 14 is aus einem CVT Öetriebe mit der in Figur 3 dargestellten CVT-Getrlebeslufe 7 und aus einem Differenzia.1 20 gebildet.

Das Differential 20 Ist mit der Leistungsausgangsweile 9 der CVT~ Getnebestufe 7 direkt: gekoppelt. Q ZU ist eine nicht weiter gezeigte An« sohlusswefle des Differentials 20 als Eingangswelle 17 ausgebildet. Die Ein ^« gangsweiie 1.7 ist zw Leistungsensgangs elie § so koaxial angeordnet, dass beide Wellen 9 und 1? als gemeinsame Rotationsachse 18 die Zentmlachse des Differentials 20 aufweisen.

Das Differential 20 Ist ein Schaltgetriebe und als ein Rlanefenkoppelgethebe aus einem ersten Planeientrieb 27 und aus einem zweiten Flanetentrieb 28 gebildet Es weist drei Stellelemente 22, 23 und 24 auf, die eim und aasrückbs- re Kupplungen oder wahlweise auch die ein oder andere Bremse sind,

Das Differential 20 Ist mit zwei Abtriebsweilen 25 und 26 versehen. Die erste Abthehswelle 25 gebt von dem ersten Flanetentrieb 27 aus. Es fuhrt zur einen Seite hin konzentrisch durch die Lelstungsausgangswelie 9 hindurch In Rieh« fyng des einen Pfeils zu mindestens einem n cht dargestellten Fahrzeugrad, Die zweite Abthebs ele 28 geht zur anderen: Seite hin vom zweiten Planeten ^« abtrieh 28 ah, Sie führ i Richtung des anderen Pfeils zu mindestens einem weiteren nicht dargestellten Fahrzeugrad, Die Übersetzung zwischen der Ein- gangswelie IT und den Antriebswellen 25 und 26 ist durch wenigstens eines der Stellglieder 22, 23 oder 24 oder durch deren Zusammenwirken veränderbar,

Figur zeigt schematisch ein Ausfahrungshelsplel eines Dlffer n ials 30 einer erftndungsgemäi en Setriehevorrlebtung bzw. Anthehsvomehtung, Das Difte- renzla! 30 als Planetenkeppelgetnehe ist aus zwei Flanetentriehen 29 ^: und 31 gebildet Es weist zwei Stellglieder 32 und 33 auf. Die Erfindung Ist nicht auf den Aufhau dieses Dlfterenzials 30 beschränkt Das Ausführungsbeisplel dient lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung.

Der erste Pianetentfieb 29 ist aus vier Anschlusswelien 34 _: 3$ _: 36 und 37 gebildet. Eingangswelle 1? ist die Ahsehlussweile 34, Die Anschiusswelle 34 i t I diesem Beispiel ein als Stirnrad ausgeführtes erstes Sonnenrad des ersten Planetentriebs 29. Die erste Abtriehswelle des Differenziais 30 Ist die An- sebiussweile 35 des ersten Flanetentriehs 29. Die Ansehlusswelie 35 ist in diesem Fall ein Planetenträger 39, Die Änsehlussweile 36 Ist In diesem Beispiel esn als Stirnrad mit Innenverzahnung ausgeführtes Ho rad und ist mit dem Stellglied 32 verbunden, Eine in diesem Fall al zweites Sonnenrad mit Sflrn- verEahnung ausgebildete Ansehlusswelie 37 des ersten Planetentriebs 29 Ist mit dem Stellglied 33 verbunden. Ein erste Satz erster Planetenräder 38 des ersten Planetentriebs 29 Ist drehbar an dem: Planetentriger 39 gelagert. Die mit Stlrnverzabnung versehenen Planetenräder 38 stehen im Zahneingriff mit dem ersten Sannenrad und dem Hohlrad, Mit jedem der Planeienräder 33 ist ein als Stirnrad ausgeführtes zweites Planetenrad 41 eines zweiten Satzes drehsfarr verbunden und steht Irn Zahnelngriff mit dem zweiten Sonnenrad des ersten Pianeteotriebs 29. Der wete Planetentrieh 31 weis! drei bewegliche An ehiesswelleii 42, 43 und 44 und eine festgeiegte AnseMusswelle auf, Die Ansehlysswetle 42 ist mit dem Stellg ied 32 verbunden und ist in diesem Ψ ein Hohlrad des zweiten Plane- tenirlebs 31 , Die Ansch üss s l 43 ist in diesem Ausführungshelsplei als Pla- netenfräger ausgeführt, und mit dem Stelglied 33 verbunden. Die zweite Ab- thebs elie des Differentials 30 ist die Änschfuss e le 44 des zweiten Planeten- fnebs 31 und ist ein Sonnenrad 47. Der zweite Planeientrfe 31 weist zwei Sätze Pianetenräder 46 und 46 auf. Die Planetenräder 45 des ersten Satzes sind: drehbar an dem Planetenträger gelagert, wobei jedes Planetenrad 45 Im Zahn- eingriff mit einem Planetenrad 48 des zweiten Satzes und mit dem Sonnenrad 47 steht, öle Flanet rw&d f 45 stehen im Zahneingrif mit einer innenverzah- nung 48, die an einem Gehäuse 40 festgelegt ist, Alternatsv ist di Innenver- zahnung 48 an einem an dem Gehäuse 40 festen Hohlrad ausgebildet, welches die festgelegte Anschluesweile ist.

Über dm Stellglied 32, das In diesem Fal al Lamellenkupplung ausgebildet ist, Ist eine ausrückhar Verbindung zwischen der Anscblyss elle 38 des ersten Pianetentriebs 29 und der nschluss elle 42 des zweiten Planetentriebs 31 hersteilbar, Ober das Stellglied 33, dass beispielhaft als Lamellenkupplung symbolisiert Ist, Ist eine ausröekhare Verbindung zwischen der Ansehlusswelle 3? des ersten Planetentriebs 29 und der Anschlusswelle 43 des zweiten Plane-enf riebe 31 hersteilbar.

B iugSEe ehcm i Antriebsvornchtiing 25 erste Abtrlebsweiie

2 Ärthehsmaseiiirr© .26 weite Abtriabswe!le

3 Wandler 2? erster Planerter rieib

4 Getrie evorrlentung 28 ® . Pim mh

5 Stirnradstufe 29 erster Planetentrieb

6 Pifierenzial 30 Dsfferenzial

7 C -Geifiebesryfe 31 zweiter Planetentile

8 Leistungselngangs elie 32 Stellglied

9 teistungsausgangsweile 33 Stellglied

10 Äntriefosvonloht ng 34 ÄostNlu ssweile

11 Stirnrad 35 Änschfusswelle

12 Stirnrad 38 Änsehlusswelle

13 G tfle eweil 37 Änsehlusswelle

14 Getrtebeverriehtyng 38 erstes P aneienrad 5 Rotationsachse 39 Plaoeteniräger

16 Antriebsrad 40 Gehäuse

1? Eingangswege zweite Piaeetenrad ^" 13 Rotationsachs 42 Änsehlusswelle

19 erster Planetentrreb 43 Anschlusswelle

20 Difierfönziai 44 Anschlusswell

21 zweiter P anetentfteb 45 erste Pfanetenriefer

22 Stellglied 48 zweite Pianetenrader

23 47 Sonnenrad

24 Stellglied 48 Innenverzahnung