DE10046926A1 - Koaxiales Traktionsgetriebe mit einer einzigen Betriebsart und einem über Zahnräder hergestellten, neutralen Zustand - Google Patents

Koaxiales Traktionsgetriebe mit einer einzigen Betriebsart und einem über Zahnräder hergestellten, neutralen Zustand

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DE10046926A1
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Abstract

Ein stufenloses Getriebe umfaßt eine stufenlos verstellbare Einheit, die koaxiale Antriebs- und Abtriebswellen aufweist, die auch koaxial zum Antrieb und Abtrieb des stufenlosen Getriebes liegen. Die stufenlos verstellbare Einheit umfaßt einen Toroidantrieb mit zwei Antriebselementen, zwei Abtriebselementen und mehreren dazwischen angeordneten Übertragungselementen. Das stufenlose Getriebe umfaßt einen Summierdifferentialplanetenradsatz mit einem Element, das von dem Antrieb der stufenlos verstellbaren Einheit angetrieben wird, einem zweiten Element, das von dem Antrieb der stufenlos verstellbaren Einheit angetrieben wird, und einem dritten Element, das den Antrieb des stufenlosen Getriebes antreibt. Der Abtrieb der stufenlos verstellbaren Einheit ist über einen zentralen zusammengesetzten Planetenradsatz verbunden, der koaxial um die Antriebswelle der stufenlos verstellbaren Einheit herum angeordnet und zwischen den Abtriebselementen der stufenlos verstellbaren Einheit angeordnet ist. Die Antriebswelle der stufenlos verstellbaren Einheit absorbiert die durch die Antriebselemente der stufenlos verstellbaren Einheit aufgebrachten Normalkräfte, wodurch die Tragfähigkeit von einigen der Drehlager reduziert werden kann.

Description

Diese Erfindung betrifft stufenlos verstellbare Traktionsgetriebe der Toro­ idart und insbesondere solche Getriebe mit einem über Zahnräder herge­ stellten, neutralen Zustand.
Stufenlose Getriebe mit Mitnahmereibungs- oder Traktionsantrieb der To­ roid- oder Torusart weisen eine Antriebsscheibe, eine Abtriebsscheibe und mehrere Reibrollen auf, die mit den Antriebs- und Abtriebscheiben in Reibeingriff stehen. Kraft oder Leistung wird über das Getriebe durch den Mitnahmereibungstriebstrang zwischen den Antriebsscheiben, den Ab­ triebsscheiben und den Reibrollen übertragen. Das Übersetzungsverhält­ nis zwischen den Antriebsscheiben und den Abtriebsscheiben ist durch den Arbeitswinkel der Reibrollen relativ zu den Antriebs- und Abtriebs­ scheiben bestimmt. Die Antriebsscheiben und Abtriebsscheiben sind vor­ zugsweise in Paaren angeordnet, wobei die Antriebsscheiben entgegenge­ setzte Enden sind und die Abtriebsscheiben in der Mitte liegen. Die An­ triebskraft wird mit den Antriebsscheiben über eine Toroidantriebswelle in Verbindung gebracht, und die Abtriebskraft wird von den Abtriebsschei­ ben über eine Toroidabtriebswelle entnommen. Die Toroidabtriebswelle verläuft durch die Mitte zumindest einer der Antriebsscheiben.
Um die Positionierung der Toroidabtriebswelle zu ermöglichen, ist eine Doppelachsenkonstruktion üblich. Diese Systeme verwenden eine Gegen­ welle, um die beiden Antriebsscheiben mit dem Kraftausgang zu verbinden. Die Gegenwelle ist radial außen in bezug auf die Antriebs- und Ab­ triebsscheiben angeordnet, was es notwendig macht, daß das Getriebe ei­ ne größere Trommelgröße besitzt, als sie durch den Radius der Scheiben erforderlich ist.
Zum Übertragen der Kraft über Mitnahmereibung oder Traktion werden die Antriebsscheiben durch mechanische oder hydraulische Mittel aufein­ ander zu gedrückt, um die passende Normalkraft zwischen den Antriebs­ scheiben, den Abtriebsscheiben und den Reibrollen und den Arbeitswinkel der Reibrollen herzustellen. Die neuesten Konstruktionen dieser Getriebe verwenden elektrohydraulische Steuerungssysteme, um die erforderlichen Normalkräfte aufzubringen. Diese Systeme gestatten eine genauere Steue­ rung der Kräfte, die notwendig sind, um die passende Normalkraft und die Kraft, die die Positionierung der Reibrollen herstellt, zu erzielen. Bei den Getrieben nach dem Stand der Technik mit den Konstruktionen mit einem einzigen Hohlraum werden die auf die Antriebsscheiben aufgebrachten Kräfte von dem Getriebegehäuse über Drehlager absorbiert oder diese wir­ ken den Kräften entgegen. Obwohl dies ein sehr effektiver Aufbau ist, ver­ ringert er den Gesamtwirkungsgrad des Getriebes aufgrund des Lei­ stungsverlustes bei der Relativdrehung der Lagerflächen.
Um einen über Zahnräder hergestellten neutralen Zustand zu schaffen, wird üblicherweise ein Summierplanetengetriebe verwendet. Das Sum­ mierplanetengetriebe umfaßt ein Element, das mit dem Toroidantrieb ver­ bunden ist, ein Element, das mit dem Toroidabtrieb verbunden ist, und ein drittes Element, das mit dem Getriebeausgang verbunden ist. Es sind zwei Arten von Summierplanetenradsätzen verwendet worden.
Der üblichste, der verwendet wird, ist ein einfacher Planetenradsatz, der ein Sonnenrad, ein Hohlrad und eine Planetenradträgeranordnung auf­ weist, die mehrere Planetenräder umfaßt, die mit dem Sonnenrad sowie dem Hohlrad kämmen. Der Toroidantrieb ist mit der Trägeranordnung verbunden, der Toroidabtrieb ist mit dem Sonnenrad verbunden, und der Getriebeausgang ist mit dem Hohlrad verbunden. Abhängig von dem Zäh­ neverhältnis zwischen dem Sonnenrad und dem Hohlrad kann der Getrie­ beausgang feststehend (im neutralen Zustand) sein, in der Vorwärtsrich­ tung gedreht werden oder in der Rückwärtsrichtung gedreht werden.
Eine koaxiale Anordnung, die verwendet worden ist, ist in dem US-Patent Nr. 5 607 372 gezeigt. Die darin gezeigte koaxiale Anordnung umfaßt zwei Sonnenräder und eine Trägeranordnung mit mehreren miteinander ver­ bundenen Planetenrädern, die mit beiden Sonnenrädern kämmen. Die Trägeranordnung ist mit dem Toroidantrieb verbunden, ein Sonnenrad ist mit dem Toroidabtrieb verbunden, und das andere Sonnenrad ist mit dem Getriebeausgang verbunden, der eine Planetenradanordnung und ein Summierdifferential ist. Die in dem oben erwähnten Patent gezeigte Toro­ idanordnung beseitigt die Notwendigkeit für eine Gegenwelle, um den Ein­ gangsantrieb für den Toroidantrieb bereitzustellen.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes, koaxiales To­ roidgetriebe zu schaffen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Toroidgetriebe mit koaxialen Antriebs- und Abtriebswellen versehen. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Planetenradsatz zentral in bezug auf die Abtriebsscheiben angeordnet, um von dort Kraft zu übertragen.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Toroidab­ trieb mit einem sich außerhalb des Toroidantriebs befindenden Summier­ differential verbunden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist der Toroid­ antrieb mit dem Summierdifferential über eine zentrale Welle verbunden, die durch den zentral angeordneten Planetenradsatz hindurch verläuft. Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die auf die Antriebsscheiben aufgebrachte Normalkraft in den Eingangsantriebsele­ menten aufgenommen. Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die auf die Antriebsscheiben aufgebrachten Normal­ kräfte ohne die Verwendung relativ rotierender Drucklager aufgenommen.
Die vorliegende Erfindung ist in einem stufenlosen Getriebe mit einer ein­ zigen Betriebsart und einem über Zahnräder hergestellten, neutralen Zu­ stand repräsentiert. Das Getriebe weist eine stufenlos verstellbare Einheit (continuously variable unit = CVU) mit koaxialen Toroidantriebs- und -abtriebswellen auf. Die Antriebswelle führt den Antriebsscheiben der stufenlos verstellbaren Einheit von einer Antriebsmaschine, wie einem Verbrennungsmotor, Kraft zu. Die Antriebswelle ist direkt mit einer An­ triebsscheibe über eine Kugel-Nut-Anordnung und mit der anderen An­ triebsscheibe über den Planetenradträger eines Summierdifferentialzahn­ radsatzes verbunden. Die Drucklasten auf die Antriebsscheiben der stu­ fenlos verstellbaren Einheit werden in der Antriebswelle aufgenommen.
Die Kraft an den Antriebsscheiben wird über mehrere Reibrollen zu einem Paar Abtriebsscheiben übertragen, die über den Träger eines zusammen­ gesetzten Planetenradsatzes, der zwischen den Abtriebsscheiben in konzentrischer Beziehung zur Antriebswelle angeordnet ist, miteinander ver­ bunden sind. Das Sonnenrad des zusammengesetzten Planetenradsatzes ist über eine Hohlwelle mit dem Sonnenrad des Summierdifferentials ver­ bunden. Das Hohlrad des zusammengesetzten Planetenradsatzes ist an dem Getriebegehäuse an Masse gelegt. Das Hohlrad des Summierdifferen­ tials ist über eine selektiv in Eingriff bringbare Kupplung mit einer Getrie­ beausgangswelle verbunden. Die Drehzahl und Richtung des Hohlrades des Summierdifferentials und somit des Getriebeausgangs wird durch das Übersetzungsverhältnis der stufenlos verstellbaren Einheit bestimmt. Durch Steuern des Winkels der Reibrollen relativ zu den Antriebs- und Abtriebsscheiben wird das Übersetzungsverhältnis der stufenlos verstell­ baren Einheit beeinflußt. Die Drehung der Abtriebswelle des Getriebes kann abhängig von der Drehzahl der einzelnen Elemente des Summierdif­ ferentials vorwärts, rückwärts oder neutral sein.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft anhand der Zeichnung er­ läutert, in dieser ist:
Fig. 1 eine Aufrißansicht im Schnitt eines Getriebes, das die vorliegende Erfindung enthält.
Ein stufenloses Getriebe (continuously variable transmission = CVT) 10 umfaßt eine Antriebswelle 12, eine Abtriebswelle 14, eine stufenlos ver­ stellbare Einheit (continuously variable unit = CVU) 16, einen Summier­ differentialplanetenradsatz 18 und eine selektiv in Eingriff bringbare Kupplung 20. Die Antriebswelle 12 steht über eine herkömmliche Dämp­ feranordnung 24 in Antriebsverbindung mit einem herkömmlichen Motor 22. Die Antriebswelle 12 steht mit einer Trägernabe oder einem Kreuz 26 über eine Keilverzahnung 28 in Antriebsverbindung. Der Begriff Keilver­ zahnung umfaßt hier auch Keilwellen, Keilnuten und Kerbverzahnungen. Die Trägernabe 26 ist in ihrer aalen Bewegung nach rechts auf der Welle 12 durch einen Anschlagring 30 begrenzt. Die Trägernabe 26 ist ein Bau­ teil einer Trägeranordnung 32, die ein Element des Summierdifferential­ zahnradsatzes 18 ist. Die Trägeranordnung 32 weist mehrere Planetenrä­ der 34 auf, die auf Zapfen 36 drehbar montiert sind.
Der Summierdifferentialzahnradsatz umfaßt auch ein Sonnenrad 38 und ein Hohlrad 40. Die Planetenräder 34 kämmen mit dem Hohlrad 40 sowie dem Sonnenrad 38. Das Hohlrad 40 ist über eine Keilverzahnung mit ei­ ner Nabe 42 verbunden, die einen ringförmigen verzahnten Abschnitt 44 aufweist. Der ringförmige verzahnte Abschnitt 44 stellt einen Antrieb für die Kupplung 20 bereit, die mehrere Reibscheiben 46, die mit dem Ab­ schnitt 44 über eine Keilverzahnung verbunden sind, mehrere Reibschei­ ben 48, die mit einem Gehäuse 50 über eine Keilverzahnung verbunden sind, und einen Kolben 52 aufweist, der verschiebbar in dem Gehäuse 50 angeordnet ist. Das Gehäuse 50 weist einen Hohlwellenabschnitt 54 auf, der über eine Keilverzahnung mit der Abtriebswelle 14 verbunden ist.
Der Kolben 52 und das Gehäuse 50 wirken zusammen, um eine Aufbrin­ gungskammer 56 zu bilden, die durch eine herkömmliche elektrohydrauli­ sche Steuerung, nicht gezeigt, unter Druck gesetzt wird, um einen Reib­ eingriff zwischen den Reibscheiben 46 und 48 zu erzwingen und dadurch eine Antriebsverbindung zwischen dem Hohlrad 40 und der Abtriebswelle 14 herzustellen. Der Kolben 52 wird in dem Gehäuse 50 durch eine her­ kömmliche Rückstellfederanordnung 58, die zwischen einer Fliehkraftaus­ gleichswand 62 und dem Kolben 52 zusammengedrückt ist, nach rechts gedrückt. Die Ausgleichskammer 62 ist zwischen dem Kolben 52 und der Wand 60 ausgebildet. Der Kammer 62 wird Hydraulikfluid von dem Schmierkreis über einen Kanal 64 zugeführt. Der Zweck der Ausgleichs­ kammer 62 ist wohlbekannt. Das Fluid in der Kammer 62 gleicht den über die Fliehkraft erzeugten Druck in der Kammer 56 aus, um eine Zunahme des Kupplungsaufbringungsdrucks aufgrund der Drehgeschwindigkeit der Kupplung 20 zu beseitigen.
Die stufenlos verstellbare Einheit 10 umfaßt zwei Antriebsscheiben 66, 68, zwei Abtriebsscheiben 70, 72, mehrere Reibrollen 74, die in Reibeingriff zwischen der Antriebsscheibe 66 und der Abtriebsscheibe 70 stehen, und Reibrollen 76, die in Reibeingriff zwischen der Antriebsscheibe 68 und der Abtriebsscheibe 72 stehen. Die Reibrollen 74 und 76 sind auf jeweiligen herkömmlichen Trägeranordnungen 77 und 79, die von dem elektrohy­ draulischen Steuerungssystem gesteuert werden, drehbar montiert, um den Eingriffswinkel zwischen den Reibrollen 74, 76 und den jeweiligen Antriebsscheiben 66, 68 und den Abtriebsscheiben 70, 72 herzustellen. Bekanntlich bestimmt der Eingriffswinkel der Reibrollen 74, 76 das Dreh­ zahlverhältnis zwischen den Antriebsscheiben 66, 68 und den Abtriebs­ scheiben 70, 72. Fachleute werden auch feststellen, daß die Antriebs­ scheiben 66, 68 und die Abtriebsscheiben 70, 72 sich in entgegengesetzte Richtungen drehen.
Die Antriebsscheibe 66 ist auf der Antriebswelle 12 über eine Kugel-Nut- Anordnung 78 montiert, die eine relative axiale Bewegung zwischen der Scheibe 66 und der Antriebswelle 12 gestattet, während eine Drehung zwischen diesen übertragen wird. Die Antriebsscheibe 68 steht mit der Trägeranordnung 32 auf eine Weise in Antriebsverbindung, daß diese in ihrer aalen Bewegung nach rechts durch den Anschlagring 30 begrenzt ist. Die Antriebsscheibe 68 dreht sich mit der Antriebswelle 12 und der Antriebsscheibe 66. Die Antriebsscheibe 66 wird auf der Antriebswelle durch Hydraulikdruck in einer Kammer 80 positioniert, die zwischen der Antriebsscheibe 66 und einem Kolben 82, der in der Kammer 80 ver­ schiebbar angeordnet ist, ausgebildet ist. Eine axiale Bewegung des Kol­ bens 82 nach links wird durch einen Anschlagring 84 und eine Feder­ scheibe 86 verhindert. Der Fluiddruck in der Kammer 80 stellt die axiale Lage der Antriebsscheibe 66 auf der Antriebswelle 12 her. Der Druck in der Kammer 80 steuert auch die Normalkraft zwischen den Antriebsschei­ ben 66, 68, den Abtriebsscheiben 70, 72 und den Reibrollen 74, 76. Be­ kanntlich bestimmt die Normalkraft das maximale Drehmoment, das zwi­ schen den Antriebsscheiben 66, 68 und den Abtriebsscheiben 70, 72 übertragen werden kann. Durch selektives Steuern des Drucks in der Kammer 80 wird das maximale Drehmoment für verschiedene Antriebs­ kraftsituationen gesteuert.
Die Normalkräfte werden von den Antriebsscheiben 66, 68 zu den Ab­ triebsscheiben 70, 72 über die jeweiligen Walzen 74, 76 übertragen. Die Normalkräfte sind während der Übertragung von erhöhten Drehmoment­ niveaus äußerst hoch. Es ist deshalb notwendig, die Druckkräfte auf die Antriebsscheiben zu absorbieren. Mit der vorliegenden Erfindung werden diese Druckkräfte in der Antriebswelle 12 aufgenommen und nicht zum Getriebegehäuse 88 übertragen, wie es üblicherweise in stufenlosen Ge­ trieben nach dem Stand der Technik vorgenommen wird. Die Druckkraft auf die Antriebsscheibe 66 wird zur Antriebswelle 12 durch die Scheibe 86 und den Anschlagring 84 übertragen. Die Druckkraft auf die Antriebs­ scheibe 68 wird zur Antriebswelle 12 über die Trägeranordnung 32 und den Anschlagring 30 übertragen. Da diese Druckkräfte gleich sind und in entgegengesetzte Richtungen wirken, werden die Kräfte in der Antriebs­ welle 12 aufgenommen.
Ein zusammengesetzter Zahnradsatz 90 ist zwischen den Abtriebsschei­ ben 70, 72 angeordnet. Der Zahnradsatz 90 umfaßt ein Sonnenrad 92, das über eine Keilverzahnung mit einer Abtriebshohlwelle 94 verbunden ist, ein Hohlrad 96, das an dem Gehäuse 88 über einen Rahmen 98 befe­ stigt ist, der auch die Anordnungen 77, 79 trägt, und eine Planetenradträ­ geranordnung 100. Die Planetenradträgeranordnung weist mehrere käm­ mende Planetenräder 102, 104 auf, die mit dem Sonnenrad 92 bzw. dem Hohlrad 96 kämmen. Die Planetenräder 102, 104 sind auf jeweiligen Zap­ fen 106, 108 drehbar montiert, die in Seitenplatten 110, 112 befestigt sind. Die Seitenplatte 110 weist eine innere Keilnutennabe 114 auf, die in Antriebsverbindung mit der Abtriebsscheibe 70 steht, und die Seitenplatte 112 steht in Antriebsverbindung mit der Abtriebsscheibe 72. Die Abtriebs­ scheiben 70, 72 drehen sich gemeinsam mit der Trägeranordnung 100. Das Sonnenrad 92 dreht sich aufgrund der Verbindung mit der Hohlwelle 94 gemeinsam mit dem Sonnenrad 38.
Kraft wird von dem Motor 22 über die Antriebswelle 12 zur stufenlos ver­ stellbaren Einheit 16 übertragen. Kraft wird von der stufenlos verstellba­ ren Einheit 16 über den zusammengesetzten Zahnradsatz 90 entlang der Hohlwelle 94 und in das Summierdifferential 18 hinein übertragen. Die Kraft wird dann von dem Summierdifferential 18 über die in Eingriff ste­ hende Kupplung 20 und in die Abtriebswelle 14 hinein übertragen. Die Antriebswelle 12, die Hohlwelle 94 und die Abtriebswelle 14 sind koaxial ausgerichtet. Die Abtriebsdrehzahl des stufenlosen Getriebes 10 hängt von den einzelnen Drehzahlen des Sonnenrades 38 und der Trägeranordnung 32 des Summierdifferentialzahnradsatzes 18 ab. Die Trägeranordnung 32 wird mit der Drehzahl des Motors 22 gedreht, und das Sonnenrad 38 wird mit der Drehzahl des Sonnenrades 92 gedreht, die vom Übersetzungsver­ hältnis der stufenlos verstellbaren Einheit 16 abhängt.
Wenn die stufenlos verstellbare Einheit 16 derart eingestellt ist, daß sie ein maximales Übersetzungsverhältnis ins Langsame liefert, wird die Ab­ triebsdrehzahl des stufenlosen Getriebes 10 bei einer maximalen Rück­ wärtsdrehzahl liegen. Wenn die stufenlos verstellbare Einheit 16 derart eingestellt ist, daß sie ein maximales Übersetzungsverhältnis ins Schnelle liefert, wird die Abtriebsdrehzahl des stufenlosen Getriebes bei einer ma­ ximalen Vorwärtsdrehzahl liegen. Das stufenlose Getriebe wird einen neu­ tralen Zustand aufweisen, der von den Zahnverhältnissen (Hohlradzähne dividiert durch Sonnenradzähne) in dem zusammengesetzten Zahnradsatz 90 und dem Summierdifferentialzahnradsatz 18 abhängt. Die Auswahl der Zahnverhältnisse bestimmt das maximale Gesamtübersetzungsverhältnis in sowohl der Vorwärtsrichtung als auch der Rückwärtsrichtung sowie die Lage des neutralen Zustandes. Beispielsweise wenn:
Maximales Übersetzungsverhältnis der stufenlos
verstellbaren Einheit ins Langsame ist gleich 3,00
Maximales Übersetzungsverhältnis der stufenlos verstellbaren Einheit ins Schnelle ist gleich 0,33
Zahnverhältnis Hohlrad 96/Sonnenrad 92 ist gleich 1,90
Zahnverhältnis Hohlrad 40/Sonnenrad 38 ist gleich 1,49
Maximales Vorwärtsübersetzungsverhältnis ist gleich 1,47
Maximales Rückwärtsübersetzungsverhältnis ist gleich -0,10.
Fachleute werden feststellen, daß die obigen Übersetzungsverhältnisse verändert werden können, um die maximalen Vorzüge für einen gegebe­ nen Antriebsstrang zu schaffen. Deshalb sollten diese Werte keinesfalls als begrenzend angesehen werden.
Die Abtriebswelle 14 ist selektiv mit dem Hohlrad 40 über die selektiv in Eingriff bringbare Kupplung 20 verbindbar, wie es oben beschrieben wur­ de. Die Verwendung der Kupplung 20 versieht das Getriebe mit einem wirklichen neutralen Zustand. Dies erlaubt es, daß das Fahrzeug diesen Antriebsstrang gegebenenfalls zum Abschleppen verwenden kann. Durch Steuern des gleitenden Eingriffs der Kupplung 20 wird die stufenlos ver­ stellbare Einheit 16 mit dem passenden Übersetzungsverhältnis synchro­ nisiert, nachdem der Motor gestartet worden ist. Sobald das passende Übersetzungsverhältnis in der stufenlos verstellbaren Einheit erreicht worden ist, wird die Kupplung 20 vollständig in Eingriff gebracht, um eine im wesentlichen feste Antriebsverbindung herzustellen.
Zusammengefaßt umfaßt ein stufenloses Getriebe eine stufenlos verstell­ bare Einheit, die koaxiale Antriebs- und Abtriebswellen aufweist, die auch koaxial zum Antrieb und Abtrieb des stufenlosen Getriebes liegen. Die stufenlos verstellbare Einheit umfaßt einen Toroidantrieb mit zwei An­ triebselementen, zwei Abtriebselementen und mehreren dazwischen ange­ ordneten Übertragungselementen. Das stufenlose Getriebe umfaßt einen Summierdifferentialplanetenradsatz mit einem Element, das von dem An­ trieb der stufenlos verstellbaren Einheit angetrieben wird, einem zweiten Element, das von dem Abtrieb der stufenlos verstellbaren Einheit ange­ trieben wird, und einem dritten Element, das den Abtrieb des stufenlosen Getriebes antreibt. Der Abtrieb der stufenlos verstellbaren Einheit ist über einen zentralen zusammengesetzten Planetenradsatz verbunden, der koa­ xial um die Antriebswelle der stufenlos verstellbaren Einheit herum ange­ ordnet und zwischen den Abtriebselementen der stufenlos verstellbaren Einheit angeordnet ist. Die Antriebswelle der stufenlos verstellbaren Ein­ heit absorbiert die durch die Antriebselemente der stufenlos verstellbaren Einheit aufgebrachten Normalkräfte, wodurch die Tragfähigkeit von eini­ gen der Drehlager reduziert werden kann.

Claims (6)

1. Stufenloses Getriebe mit:
einer Antriebswelle,
einer Abtriebswelle, die koaxial zur Antriebswelle ausgerichtet ist,
einer stufenlos verstellbaren Einheit, die beabstandete An­ triebselemente, Abtriebselemente, die zwischen den Antriebsele­ menten angeordnet sind, und ein Übertragungsmittel aufweist, das in Reibeingriff zwischen jeweiligen Paaren der Antriebselemente und der Abtriebselemente steht,
einem zentralen Planetenradsatz, der zwischen den Abtriebs­ elementen angeordnet ist und ein erstes Element, das in Antriebs­ verbindung mit den Abtriebselementen steht, ein zweites Element, das in Antriebsverbindung mit einer Abtriebswelle der stufenlos ver­ stellbaren Einheit steht, und ein drittes Element umfaßt, das ein Reaktionselement in dem zentralen Planetenradsatz bereitstellt, wo­ bei die Abtriebswelle der stufenlos verstellbaren Einheit konzen­ trisch zur Antriebswelle angeordnet und koaxial zur Abtriebswelle ausgerichtet ist,
einem Summierdifferentialplanetenradsatz, der ein erstes Ele­ ment, das in Antriebsverbindung zwischen der Antriebswelle und einem Antriebselement der stufenlos verstellbaren Einheit steht, ein zweites Element, das in Antriebsverbindung mit der Abtriebswelle der stufenlos verstellbaren Einheit steht und ein drittes Element aufweist, und
einem Kraftübertragungsmittel, um das dritte Element des Summierdifferentials mit der Abtriebswelle in Antriebsverbindung zu bringen.
2. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsmittel eine selektiv in Eingriff bringbare Kupplung umfaßt.
3. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
ein Mittel zum Aufbringen einer Normalkraft auf die stufenlos verstellbare Einheit, das koaxial zur Antriebswelle angeordnet ist, und
ein Reaktionsmittel an der Antriebswelle, das mit der stufen­ los verstellbaren Einheit zusammenwirkt, um die aufgebrachte Normalkraft in der Antriebswelle und der stufenlos verstellbaren Einheit aufzunehmen.
4. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element des zentralen Planetenradsatzes eine Trägeran­ ordnung umfaßt, die mehrere auf dieser montierte, erste und zweite kämmende Planetenräder aufweist, das zweite Element ein Sonnen­ rad umfaßt, das mit den ersten Planetenrädern kämmt, und das dritte Element ein Hohlrad umfaßt, das mit einem feststehenden Element des stufenlosen Getriebes verbunden ist und mit den zwei­ ten Planetenrädern kämmt.
5. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element des Summierdifferentialplanetenradsatzes eine Trägeranordnung umfaßt, die ein Mittel aufweist, um eine aufge­ brachte Normalkraft zu einem der Antriebselemente zu übertragen und dem Reaktionsmittel entgegenzuwirken.
6. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Aufbringen der Normalkraft direkt auf ein weiteres der Antriebselemente wirkt, um eine Normalkraft zu diesem zu übertragen, und dem Reaktionsmittel entgegenwirkt, um die Nor­ malkraft durch die Antriebswelle und das Reaktionsmittel zur Trä­ geranordnung des Summierdifferentialplanetenradsatzes zu über­ tragen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003004906A1 (de) * 2001-07-05 2003-01-16 Daimlerchrysler Ag Wechselgetriebe-anordnung mit einem stufenlosen toroidgetriebe und einem summengetriebe der planetenräder-bauart
DE10237487B4 (de) * 2001-08-16 2011-04-21 Nsk Ltd. Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe und stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2803644B1 (fr) * 2000-01-12 2002-06-07 Lepelletier Brevets Ensemble integre comprenant un embrayage hydraulique et un train planetaire, en particulier pour transmission automatique notamment de vehicules, et transmission automatique comportant un tel ensemble.
US6358178B1 (en) * 2000-07-07 2002-03-19 General Motors Corporation Planetary gearing for a geared neutral traction drive
JP4492016B2 (ja) * 2001-02-09 2010-06-30 日本精工株式会社 無段変速装置
JP4492007B2 (ja) * 2001-06-19 2010-06-30 日本精工株式会社 トロイダル型無段変速機及び無段変速装置
JP4151300B2 (ja) * 2002-04-12 2008-09-17 日本精工株式会社 無段変速装置
DE10249487A1 (de) * 2002-10-24 2004-05-06 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigtes Getriebe
JP4281370B2 (ja) * 2003-02-10 2009-06-17 日本精工株式会社 無段変速装置
US7166052B2 (en) * 2003-08-11 2007-01-23 Fallbrook Technologies Inc. Continuously variable planetary gear set
WO2005032873A2 (en) * 2003-10-01 2005-04-14 The Regents Of The University Of California Compact inline longitudinal cvt
DE102004004139A1 (de) * 2004-01-28 2005-08-25 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigtes Getriebe
GB0701057D0 (en) * 2007-01-19 2007-02-28 Torotrak Dev Ltd Twin variator transmission arrangement
US9914625B2 (en) * 2015-05-19 2018-03-13 Goodrich Corporation Winch or hoist system with clutch adjustment
US9988249B2 (en) * 2015-05-19 2018-06-05 Goodrich Corporation Clutch for a winch or hoist

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2140012A (en) * 1936-02-26 1938-12-13 Frank A Hayes Variable speed power transmission mechanism
US3410146A (en) * 1966-06-20 1968-11-12 Gen Motors Corp Roller friction transmission
US4355547A (en) * 1979-05-30 1982-10-26 Bl Cars Limited Continuously variable ratio transmission
US5238460A (en) * 1991-02-28 1993-08-24 Mazda Motor Corporation Power transmission system for vehicle
JP3211970B2 (ja) * 1991-08-01 2001-09-25 日産自動車株式会社 トロイダル無段変速機
US5607372A (en) 1995-01-13 1997-03-04 The Torax Company, Inc. Co-axial drive for a toroidal drive type transmission
JPH10318357A (ja) * 1997-05-16 1998-12-04 Jatco Corp 変速機の潤滑構造
US5967931A (en) * 1998-02-02 1999-10-19 Ford Global Technologies, Inc. Torodial traction transmission for all wheel vehicles
US6045477A (en) * 1999-06-14 2000-04-04 General Motors Corporation Continuously variable multi-range powertrain with a geared neutral

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003004906A1 (de) * 2001-07-05 2003-01-16 Daimlerchrysler Ag Wechselgetriebe-anordnung mit einem stufenlosen toroidgetriebe und einem summengetriebe der planetenräder-bauart
DE10132674A1 (de) * 2001-07-05 2003-01-16 Daimler Chrysler Ag Wechselgetriebe-Anordnung mit einem stufenlosen Toroidgetriebe und einem Summengetriebe der Planetenräder-Bauart
GB2392961A (en) * 2001-07-05 2004-03-17 Daimler Chrysler Ag Variable speed transmission arrangement with an infinitely variable toroidal drive and a summarising gear set of the planet wheel type
US7004877B2 (en) 2001-07-05 2006-02-28 Daimlerchrysler Ag Variable speed transmission arrangement with an infinitely variable toroidal drive and a summing gear set of the planet wheel type
DE10237487B4 (de) * 2001-08-16 2011-04-21 Nsk Ltd. Stufenlos verstellbares Toroidgetriebe und stufenlos verstellbare Getriebevorrichtung

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