DE10247174A1 - Infinitely variable change-speed gear for motor vehicles has planetary gear seat positioned coaxial to rotary axis of first disc set, and within area parallel to adjusting unit for second disc set - Google Patents

Infinitely variable change-speed gear for motor vehicles has planetary gear seat positioned coaxial to rotary axis of first disc set, and within area parallel to adjusting unit for second disc set

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DE10247174A1 DE2002147174 DE10247174A DE10247174A1 DE 10247174 A1 DE10247174 A1 DE 10247174A1 DE 2002147174 DE2002147174 DE 2002147174 DE 10247174 A DE10247174 A DE 10247174A DE 10247174 A1 DE10247174 A1 DE 10247174A1
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Abstract

The device has a variator (18) with two disc sets (30,33), and a planetary gear set (14). This is located coaxial to the rotary axis of a first disc set, and at least partially within an area, which extends parallel to an adjusting unit (38) for the second disc set (33). At least some of the reverse gear transmission components (45,48,49,50,51) are located within an area, which extends parallel to an adjusting unit (39) of the first disc set (30). Two clutches (20,22) are positioned in the power flux on the side of the variator away from the planetary gear set. In one traveling mode, and with open clutch (20), the second disc set is in drive connection with the main shaft (12) via the clutch, and in another traveling mode and with open clutch, the first disc set is in drive connection with the main shaft.

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe mit zumindest zwei leistungsverzweigten Fahrbereichen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a continuously variable transmission with at least two power-split driving ranges according to the preamble of claim 1

Aus der Druckschrift EP 01 05 515 A1 ist ein gattungsgemäßes stufenloses Getriebe mit zwei leistungsverzweigten Fahrbereichen bekannt. Weitere stufenlose Getriebe mit leistungsverzweigten Fahrbereichen sind beispielsweise aus den Druckschriften DE 43 08 761, EP 03 47 186 B1, EP 02 10 053 A2, US 48 85 955 und US 93 88 949 bekannt. From the document EP 01 05 515 A1 is a generic continuously variable transmission with two power splitters Driving areas known. Further stepless transmission with power-split driving ranges are for example from the Publications DE 43 08 761, EP 03 47 186 B1, EP 02 10 053 A2, US 48 85 955 and US 93 88 949 known.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein stufenloses Getriebe mit zumindest zwei leistungsverzweigten Fahrbereichen vorzuschlagen, welches hinsichtlich Bauraum, Funktionalität und/oder Leistungsfähigkeit optimiert ist. Object of the present invention is to provide a continuously variable Transmission with at least two power-split driving ranges to propose, which in terms of space, functionality and / or performance is optimized.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale gemäß Patentanspruch 1. The object underlying the invention is achieved by the features according to claim 1.

Das erfindungsgemäße stufenlose Getriebe verfügt über einen Variator mit zwei Scheibensätzen, wobei die Übersetzung zwischen den Scheibensätzen stufenlos veränderbar ist. Des weiteren verfügt das stufenlose Getriebe über einen Planetensatz mit einem Antriebselement, hier ein Steg, gegenüber dem Planeten drehbar gelagert sind, und zwei Abtriebselementen, hier eine Sonne sowie ein Hohlrad. Eine erste Summenwelle, über welche die Gesamtleistung des Getriebes fließt, ist zum Leistungsaustausch mit dem Steg verbunden, so dass über einerseits die Sonne und andererseits das Hohlrad eine Leistungsverzweigung erfolgt. In den zwei Fahrbereichen verzweigt die Leistung in einen Leistungszweig, in den der Variator zwischengeschaltet ist, sowie einen anderen Leistungszweig, welcher über eine feste oder nur in Stufen veränderbare Übersetzung, insbesondere über Stirnradstufen, erfolgt. In einer Fahrstufe ist der Variator in den Leistungsfluß zwischen der Sonne und einer Hauptwelle des Getriebes zwischengeschaltet. In der anderen Fahrstufe ist der Variator in den Leistungsfluß zwischen dem Hohlrad und der Hauptwelle zwischengeschaltet. Somit wechselt der Variator bei einem Wechsel des Fahrbereiches den Leistungszweig. Weiterhin werden bei einem Wechsel der vorgenannten Fahrbereiche die Primärseite (Antriebsscheibensatz) und die Sekundärseite (Abtriebsscheibensatz) des Variators miteinander vertauscht, d. h. die Übertragungsrichtung der Leistung in dem Variator ändert sich. The continuously variable transmission according to the invention has a Variator with two pulley sets, with the translation between the sets of disks is infinitely variable. Furthermore the continuously variable transmission has a planetary gear set with one Drive element, here a bridge, rotatable relative to the planet are stored, and two output elements, here a sun and a ring gear. A first sum wave over which the Overall performance of the transmission flows is for power exchange connected with the jetty, so that on the one hand the sun and on the other hand, the ring gear is a power split. In The two branches of the range branches the power into one Power branch, in which the variator is interposed, as well as another power branch, which has a fixed or only in stages variable translation, in particular via Spur gears, takes place. In one gear, the variator is in the Power flow between the sun and a major wave of the sun Gearbox interposed. In the other gear is the Variator in the power flow between the ring gear and the Main shaft interposed. Thus, the variator changes a change of the driving range the power branch. Farther are at a change of the aforementioned driving ranges the Primary side (drive disc set) and the secondary side (Output pulley) of the variator interchanged, d. H. the transmission direction of the power in the variator changes yourself.

Erfindungsgemäß ist der Planetensatz koaxial zur Drehachse eines (ersten) Scheibensatzes angeordnet. Der Planetensatz ist zumindest teilweise in einem Bereich angeordnet, welcher sich parallel bzw. quer zu einer Verstelleinrichtung des zweiten Scheibensatzes erstreckt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verstelleinrichtung üblicherweise einen verhältnismäßig großen axialen bzw. radialen Bauraum erfordert. Bei einer Anordnung des Planetensatzes, beispielsweise gemäß den Druckschriften DE 43 08 761 A1 oder EP 0 105 515 A1, auf einer Getriebehauptwelle müssen Planetensatz und Verstelleinrichtung axial hintereinander angeordnet sein. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können der Planetensatz und eine der beiden Verstelleinrichtungen in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sein, wodurch Bauraum eingespart ist. Der Einsatz der Erfindung kann hierbei alternativ für einen antriebsseitig angeordneten Planetensatz oder aber einen abtriebsseitig angeordneten Planetensatz erfolgen. According to the invention, the planetary gear set is coaxial with the axis of rotation a (first) disc set arranged. The planetary gear set is at least partially disposed in an area which is parallel or transverse to an adjustment of the second Disc set extends. The invention is the realization on the basis that the adjustment usually a requires relatively large axial or radial space. In an arrangement of the planetary gear set, for example according to the documents DE 43 08 761 A1 or EP 0 105 515 A1, on a transmission main shaft must be planetary gearset and Adjustment be arranged axially one behind the other. By the inventive design, the planetary gear set and one of two adjusting devices in the axial direction next to each other be arranged, whereby space is saved. The use The invention can hereby alternatively for a drive side arranged planetary gear set or on the output side arranged planetary gear set done.

Gemäß einer Weiterbildung des stufenlosen Getriebes ist zumindest ein Teil der Rückwärtsgang-Getriebeglieder in einem Bereich angeordnet, welcher sich parallel zu einer Verstelleinrichtung des ersten Scheibensatzes erstreckt. Auf diese Weise wird erfindungsgemäß auf beiden Seiten des Variator der Bauraum optimal genutzt. Bei den Rückwärtsgang-Getriebegliedern handelt es sich beispielsweise um ein schaltendes Element wie eine Bremse, eine Schiebemuffe, eine Synchronisiereinrichtung, eine Kupplung oder mindestens ein Gangrad. According to a development of the continuously variable transmission at least part of the reverse gear members in one Area arranged, which is parallel to a Adjustment of the first pulley set extends. In this way According to the invention on both sides of the variator of the space optimally used. At the reverse gear members For example, it is a switching element such as a Brake, a sliding sleeve, a synchronizer, a Clutch or at least one gear wheel.

Eine vorzugsweise Ausgestaltung des stufenlosen Getriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabe der Leistung auf der dem Planetensatz abgewandten Seite des Variators wahlweise von einer mit dem ersten Scheibensatz gekoppelten oder koppelbaren Nebenwelle oder einer mit dem zweiten Scheibensatz gekoppelten oder koppelbaren Nebenwelle auf die Hauptwelle über ein einziges gemeinsames Zahnrad erfolgt, welches der Hauptwelle zugeordnet ist. Hierbei können die Mittelpunkte des gemeinsamen Zahnrades und der den Nebenwellen zugeordneten Zahnräder auf einer gemeinsamen geometrischen Achse angeordnet sein. Eine besonders kompakte Anordnung ergibt sich, wenn die vorgenannten Zahnrädern in einer Antriebsebene mit dreiecksförmig verteilten Mittelpunkten angeordnet sind. Durch die Nutzung eines einzigen gemeinsamen Zahnrades kann die Kompaktheit des stufenlosen Getrieben weiter erhöht werden sowie die Bauteilvielzahl verringert werden. A preferred embodiment of the continuously variable transmission is characterized in that the transfer of the power on the the side facing away from the planetary gear of the variator optionally from one coupled or coupleable to the first pulley set Secondary shaft or one coupled to the second pulley set or coupling auxiliary shaft to the main shaft via a single common gear is made, which is the main shaft assigned. Here, the centers of the common Gear and the sprockets associated gears be arranged a common geometric axis. A particularly compact arrangement results when the aforementioned Gears in a drive plane with triangular distributed Center points are arranged. By using a single common gear can be the compactness of the stepless Driven further increased and the variety of components be reduced.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des stufenlosen Getriebes steht das Hohlrad des Planetensatzes mit dem Scheibensatz in Antriebsverbindung unter Zwischenschaltung eines Zahnrades. Über dieses Zahnrad kann beispielsweise lediglich ein Achsversatz oder aber eine zusätzliche Übersetzungsänderung erzielt werden. Dieses Zahnrad ist gegenüber der eingangsseitigen Hauptwelle des Getriebes gelagert. Hierdurch erübrigen sich (zusätzliche) Lagerstellen gegenüber dem Getriebegehäuse, was zu einer konstruktiven Vereinfachung des stufenlosen Getriebes führt. According to a preferred embodiment of the continuously variable transmission is the ring gear of the planetary gear set with the pulley set in Drive connection with the interposition of a gear. About this gear, for example, only one Offset or achieved an additional translation change become. This gear is opposite the input side Main shaft of the transmission stored. This is unnecessary (additional) bearings against the gearbox, what to a constructive simplification of the continuously variable transmission leads.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung des stufenlosen Getriebes sind im Kraftfluss auf der dem Planetensatz abgewandten Seite des Variators zwei Kupplungen K1, K2 angeordnet. In einem Fahrbereich steht bei geöffneter Kupplung K2 ein Scheibensatz über die Kupplung K1 mit der Hauptwelle in Antriebsverbindung. In einem anderen Fahrbereich steht bei geöffneter Kupplung K1 der andere Scheibensatz über die Kupplung K2 mit der Hauptwelle in Antriebsverbindung. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann, insbesondere abweichend zur Druckschrift DE 43 08 761 A1, die Realisierung von zwei Fahrbereichen durch zwei Kupplungen erfolgen. According to a development of the invention of stepless Gearboxes are in the power flow on the planetary gearset facing away Side of the variator two clutches K1, K2 arranged. In one Driving range is a disc set with the clutch K2 open via the clutch K1 with the main shaft in drive connection. In another driving range stands with the clutch K1 open the other pulley set via the clutch K2 with the main shaft in drive connection. Due to the inventive design can, in particular deviating from the document DE 43 08 761 A1, the realization of two driving ranges through two clutches respectively.

Vorzugsweise ist die Sonne des Planetensatzes unmittelbar mit einem Scheibensatz drehfest verbunden oder verbindbar, so dass die Übersetzung zwischen Sonne und Scheibensatz 1 beträgt. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache und leistungsoptimale Übergabe des Antriebsmomentes zwischen Sonne und Scheibensatz. Preferably, the sun of the planetary gear set is directly involved a disk set rotatably connected or connectable, so that the translation between sun and disc set is 1. This results in a particularly simple and Power-optimal transfer of the drive torque between sun and Disc set.

Eine Weiterbildung des stufenlosen Getriebes ist dadurch gekennzeichnet, dass die minimal realisierbar bzw. ansteuerbare Variatorübersetzung dem Verhältnis aus der Übersetzung zwischen einem Scheibensatz und der auf dem Planetensatz abgewandten Seite des Variators angeordneten Summenwellen sowie der Übersetzung zwischen dem anderen Scheibensatz und der auf dem Planetensatz abgewandten Seite des Variators angeordneten Summenwelle entspricht. Durch eine derartige Auslegung kann erreicht werden, dass beim Wechsel zwischen den Fahrbereichen ein Synchronpunkt vorliegt, so dass wirkungsgradmindernde und komfortbeeinflussende Synchronisierungen minimiert sind oder nicht vorhanden sind. Insbesondere können die Schalt- oder Kupplungseinrichtung kleiner dimensioniert werden. Der Verschleiß verringert sich, so dass ein Erhöhung der Lebensdauer eintritt. A development of the continuously variable transmission is characterized characterized in that the minimum feasible or controllable Variator ratio the ratio of the translation between a disc set and facing away from the planetary gear set Side of the variator arranged sum waves and the Translation between the other disc set and the one on the Planet set facing away from the variator arranged Total wave corresponds. By such a design can be achieved be that when changing between the driving ranges Synchronous point is present, so that efficiency-reducing and comfort-affecting syncs are minimized or not available. In particular, the switching or Coupling device are sized smaller. The wear decreases, so that increases the life.

Entsprechend einer bevorzugten Ausgestaltung des stufenlosen Getriebes entspricht die Übersetzung zwischen dem Hohlrad und dem mit dem Hohlrad in Antriebsverbindung stehenden Scheibensatz dem Betrage nach dem Verhältnis aus der Übersetzung zwischen dem Sonnenrad und dem mit dem Sonnenrad in Antriebsverbindung stehenden Scheibensatz sowie der Standübersetzung des Planetensatzes. Gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung ist dafür Sorge getragen, dass die maximale Belastung des Variators in beiden Betriebsbereichen gleich groß ist. Üblicherweise stellt die maximale Belastung des Variators eine Begrenzung des Einsatzbereiches des stufenlosen Getriebes zur Verfügung. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann der Einsatzbereich des stufenlosen Getriebes auf den Einsatz drehmomentstarker Antriebsaggregate erweitert werden. According to a preferred embodiment of the stepless Getriebes corresponds to the ratio between the ring gear and the standing with the ring gear in drive connection Disk set in amount according to the ratio of the translation between the sun gear and the one with the sun gear in Drive connection standing disc set and the state translation of the Planetary gear set. According to this embodiment of the invention Ensure that the maximum load of the variator is the same size in both operating areas. Usually the maximum load of the variator is a limitation of the Range of application of the continuously variable transmission available. By the inventive design, the application of the continuously variable transmission to the use of high-torque Drive units are extended.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, insbesondere soweit diese über die Beschreibung hinausgeht und in der Zeichnung konzeptionelle Lösungen der Anordnung und des Zusammenwirkens von Getriebegliedern dargestellt sind. Preferred embodiments of the invention will become apparent from the Dependent claims, the description and the drawing, in particular as far as this goes beyond the description and in the Drawing conceptual solutions of the arrangement and the Cooperating gear members are shown.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Getriebes werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt: Preferred embodiments of the transmission according to the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. The Drawing shows:

Fig. 1 eine Prinzipskizze des erfindungsgemäßen Getriebes mit dem Leistungsfluß in einem ersten Fahrbereich, Fig. 1 is a schematic diagram of the transmission, with the power flow in a first driving range,

Fig. 2 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Getriebes mit dem Leistungsfluß in einem zweiten Fahrbereich, Fig. 2 is a schematic diagram of a gearbox according to the invention with the power flow in a second operating range,

Fig. 3 eine alternative Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Getriebes, Fig. 3 is an alternative schematic diagram of a gearbox according to the invention,

Fig. 4 einen Räderplan einer ersten Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Getrieben mit antriebsseitig angeordnetem Planetensatz und mit einem Rückwärtsgang, Fig. 4 is a diagram of a first embodiment of a wheel gear according to the invention with the drive side arranged planetary gear set and with a reverse gear,

Fig. 5 einen Räderplan einer zweiten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes mit antriebsseitig angeordnetem Planetensatz und mit einem Rückwärtsgang, Fig. 5 shows a wheel plan of a second embodiment of a gearbox according to the invention with the drive side arranged planetary gear set and with a reverse gear,

Fig. 6 einen Räderplan einer dritten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes mit antriebsseitig angeordnetem Planetensatz und einem über einen abtriebsseitigen Planetensatz realisierten Rückwärtsgang und Fig. 6 shows a wheel plan of a third embodiment of a transmission according to the invention with the drive-side arranged planetary gear set and realized via a driven-side planetary gear reverse gear and

Fig. 7 einen Räderplan einer vierten Ausgestaltungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes mit abtriebsseitig angeordnetem Planetensatz und mit antriebsseitig angeordneten Rückwärtsgang-Getriebegliedern. Fig. 7 shows a wheel plan of a fourth embodiment of a transmission according to the invention with the output side arranged planetary gear set and arranged on the drive side reverse gear members.

Die Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe, insbesondere für den Einsatz in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges. Soweit nicht anders erwähnt, beziehen sich Angaben "vor" oder "hinter" einem Getriebeglied auf die Anordnung im Kraftfluss, was mit der räumlichen Anordnung korrespondieren kann oder aber von dieser abweichen kann. Eine dargestellte feste Anbindung zwischen zwei Getriebegliedern kann beispielsweise durch ein Schaltelement, eine Kupplung und/oder mindestens eine Getriebestufe ersetzt werden. The invention relates to a continuously variable transmission, in particular for use in a drive train of a motor vehicle. Unless otherwise stated, information refers to "before" or "behind" a gear member on the arrangement in the power flow, which may correspond to the spatial arrangement or else can deviate from this. An illustrated fixed connection between two gear members, for example, by a Switching element, a clutch and / or at least one Gear stage be replaced.

Gemäß der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung verfügt ein Getriebe 10 über eine eingangsseitige Hauptwelle 11 sowie an eine ausgangsseitige Hauptwelle 12, welche insbesondere koaxial zueinander angeordnet sind. Die Hauptwelle 11 ist über eine Getriebestufe 13 mit der Übersetzung 11 mit einem Planetensatz 14 verbunden. Der Planetensatz 14 verfügt über zwei Ausgangswellen 15, 16. According to the embodiment of the invention shown in FIGS. 1 and 2, a transmission 10 has an input-side main shaft 11 and an output-side main shaft 12 , which are arranged in particular coaxially with each other. The main shaft 11 is connected via a gear 13 with the translation 11 with a planetary gearset 14 . The planetary gear set 14 has two output shafts 15 , 16 .

Die Ausgangswelle 15 ist über eine Getriebestufe 17 mit der Übersetzung 15 mit einem ersten Scheibensatz 30 eines Variators 18 antriebsmäßig verbunden. Die Ausgangswelle 16 ist über eine Getriebestufe 19 mit der Übersetzung 12 mit einem zweiten Scheibensatz 33 des Variators 18 antriebsmäßig verbunden. The output shaft 15 is connected via a gear stage 17 with the translation 15 with a first pulley 30 of a variator 18 drivingly connected. The output shaft 16 is drivingly connected via a gear stage 19 with the translation 12 with a second pulley set 33 of the variator 18 .

Auf der dem Planetensatz 14 abgewandten Seite des Variators 18 steht der erste Scheibensatz 30 des Variators 18 über eine Kupplung 20 und eine Getriebestufe 21 mit der Übersetzung 13 antriebsmäßig in Verbindung mit der Hauptwelle 12. Auf der dem Planetensatz 14 abgewandten Seite des Variators steht der zweite Scheibensatz 33 des Variators 18 über eine Kupplung 22 und eine Getriebestufe 23 mit der Übersetzung 14 antriebsmäßig in Verbindung mit der Hauptwelle 12. On the side of the variator 18 facing away from the planetary gearset 14 , the first pulley set 30 of the variator 18 is drivingly connected to the main shaft 12 via a clutch 20 and a gear stage 21 having the gear ratio 13 . On the side of the variator facing away from the planetary gear set 14 , the second pulley set 33 of the variator 18 is drivingly connected to the main shaft 12 via a clutch 22 and a gear stage 23 with the gear ratio 14 .

In einem in Fig. 1 dargestellten Fahrbereich verzweigt die Leistung der Hauptwelle 11 in dem Planetensatz 14 auf die Ausgangswellen 15, 16, mit welchen zwei parallele Leistungszweige gebildet sind. In dem ersten Leistungszweig 100 verläuft die Leistung von der Ausgangswelle 15 über den Variator 18, wobei im Variator 18 die Leistung vom ersten Scheibensatz 30 zum zweiten Scheibensatz 33 verläuft. Im ersten Leistungszweig 100 ist die Übersetzung infolge der Zwischenschaltung des Variators 18 variabel. Im von der Ausgangswelle 16 ausgehenden zweiten Leistungszweig 101 ist die Übersetzung konstant. Eine Vereinigung der zwei Leistungszweige 100, 101 erfolgt im zweiten Scheibensatz des Variators 18 bzw. zugeordneten Getriebewellen. Vom zweiten Scheibensatz des Variators 18 verläuft die Leistung über die geschlossene Kupplung 22 bei geöffneter Kupplung 20 zur Hauptwelle 12 (zweiter Leistungspfad 103). In a driving range shown in Fig. 1, the power of the main shaft 11 branches in the planetary gear set 14 on the output shafts 15 , 16 , with which two parallel power branches are formed. In the first power branch 100 , the power from the output shaft 15 via the variator 18 , wherein in the variator 18, the power from the first pulley set 30 extends to the second pulley set 33 . In the first power branch 100 , the translation is variable due to the interposition of the variator 18 . In outgoing from the output shaft 16 second power branch 101 , the translation is constant. A combination of the two power branches 100 , 101 takes place in the second pulley set of the variator 18 or associated transmission shafts. From the second pulley set of the variator 18 , the power passes through the closed clutch 22 with the clutch 20 open to the main shaft 12 (second power path 103 ).

In dem zweiten Fahrbereich gemäß Fig. 2 ist die Übersetzung in dem ersten Leistungszweig 100 ausgehend von der Ausgangswelle 15 konstant entsprechend der Getriebestufe 17 zum ersten Scheibensatz 30 des Variators 18. Im zweiten Leistungszweig 101 ausgehend von der Ausgangswelle 16 verläuft die Leistung über die Getriebestufe 19 und den Variator 18, wobei der Leistungsfluss von dem zweiten Scheibensatz 33 zum ersten Scheibensatz 30 erfolgt. Die Übersetzung im zweiten Leistungszweig 101 ist infolge der Zwischenschaltung des Variators 18 stufenlos veränderbar. Eine Vereinigung der zwei Leistungszweige 100, 101 erfolgt im ersten Scheibensatz 30 bzw. zugeordneten Getriebewellen. In the second driving range according to FIG. 2, the ratio in the first power branch 100 from the output shaft 15 is constant, corresponding to the gear stage 17 to the first pulley set 30 of the variator 18 . In the second power branch 101, starting from the output shaft 16 , the power passes through the gear stage 19 and the variator 18 , wherein the power flow from the second pulley set 33 to the first pulley set 30 takes place. The translation in the second power branch 101 is infinitely variable due to the interposition of the variator 18 . An association of the two power branches 100 , 101 takes place in the first pulley set 30 or associated transmission shafts.

Vom ersten Scheibensatz des Variators 18 wird die Leistung über die geschlossene Kupplung 20 bei geöffneter Kupplung 22 und über die Getriebestufe 21 an die Hauptwelle 12 übergeben (erster Leistungspfad 102). From the first pulley set of the variator 18 , the power is transferred via the closed clutch 20 with the clutch 22 open and via the gear stage 21 to the main shaft 12 (first power path 102 ).

Auf der Abtriebsseite des Variators sind ein erster Leistungspfad 102 über die Kupplung 20 und die Getriebestufe 21 und ein zweiter Leistungspfad 103 über die Kupplung 22 und die Getriebestufe 23 gegeben, wobei die vorgenannten Leistungspfade 102, 103 nicht parallel, sondern alternativ (ggf. mit einer Überschneidungssteuerung für einen Wechsel des Fahrbereiches) zur Realisierung der zwei Fahrbereiche einsetzbar sind. On the output side of the variator, a first power path 102 via the clutch 20 and the gear stage 21 and a second power path 103 via the clutch 22 and the gear stage 23 given, the aforementioned power paths 102 , 103 not parallel, but alternatively (possibly with a Overlapping control for a change of the driving range) can be used to realize the two driving ranges.

Gemäß Fig. 3 ist es ebenfalls möglich, den in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Leistungsfluss umzukehren, so dass die eingangsseitige Hauptwelle 11 und die ausgangsseitige Hauptwelle 12 miteinander vertauscht sind. In diesem Fall ist der Planetensatz 14 (im sinne der vorhergehenden Ausführungen) ausgangsseitig vom Variator 18 angeordnet. According to FIG. 3, it is also possible to reverse the power flow described in FIGS. 1 and 2, so that the input-side main shaft 11 and the output-side main shaft 12 are interchanged with each other. In this case, the planetary gear set 14 (in the sense of the preceding embodiments) is arranged on the output side of the variator 18 .

Das in dem Räderplan gemäß Fig. 4 dargestellte Getriebe verfügt über eine eingangsseitige Hauptwelle 11 und eine koaxial zur Hauptwelle 11 angeordnet ausgangsseitige Hauptwelle 12. Über die Getriebestufe 13 wird die Eingangsleistung des Getriebes 10 auf eine Nebenwelle 24 übergeben. Die Getriebestufe 13 ist mit einem der Hauptwelle 11 zugeordneten Stirnrad 25 und einem der Nebenwelle 24 zugeordneten Stirnrad 26 gebildet. Die Nebenwelle 24 ist drehfest mit dem Steg 27 des Planetensatzes 14 verbunden. Gegenüber dem Steg 27 sind Planeten 28 des Planetensatzes 14 drehbar gelagert. Eine Sonne 29 des Planetensatzes 14 ist drehfest mit der Ausgangswelle 15 verbunden, welche unmittelbar den ersten Scheibensatz 30 des Variators 18 antreibt (i5 = 1). The gearbox illustrated in the wheel plan of FIG. 4 has an input-side main shaft 11 and arranged coaxially with the main shaft 11 output-side main shaft 12. About the gear 13 , the input power of the transmission 10 is transferred to a secondary shaft 24 . The gear 13 is formed with a main shaft 11 associated with the spur gear 25 and a secondary shaft 24 associated with the spur gear 26 . The secondary shaft 24 is rotatably connected to the web 27 of the planetary gear set 14 . Compared with the web 27 planets 28 of the planetary gear set 14 are rotatably mounted. A sun 29 of the planetary gear set 14 is non-rotatably connected to the output shaft 15 which directly drives the first pulley set 30 of the variator 18 (i 5 = 1).

Ein Hohlrad 31 ist mit der Ausgangswelle 16 drehfest verbunden. Die Ausgangswelle 16 ist als Hohlwelle ausgebildet, umgibt die Nebenwelle 24 radial und ist gegenüber dieser gelagert. Die Ausgangswelle 16 ist über die Getriebestufe 19 mit einer Nebenwelle 32 verbunden, die drehfest mit einem zweiten Scheibensatz 33 des Variators 18 verbunden ist. Die Getriebestufe 19 ist mit einem ersten Stirnrad 34, welches drehfest der Ausgangswelle 16 zugeordnet ist, einem Zwischenrad 35 und einem zweiten Stirnrad 36, welches drehfest mit der Nebenwelle 32 verbunden ist, gebildet. Das Zwischenrad 35 ist koaxial zur Hauptwelle 11 gegenüber dieser gelagert. A ring gear 31 is rotatably connected to the output shaft 16 . The output shaft 16 is formed as a hollow shaft, surrounds the secondary shaft 24 radially and is mounted relative to this. The output shaft 16 is connected via the gear stage 19 with a secondary shaft 32 which is rotatably connected to a second pulley set 33 of the variator 18 . The gear stage 19 is formed with a first spur gear 34 , which is non-rotatably associated with the output shaft 16 , an intermediate gear 35 and a second spur gear 36 , which is non-rotatably connected to the secondary shaft 32 formed. The intermediate gear 35 is mounted coaxially with the main shaft 11 with respect to this.

Der erste Scheibensatz 30 und der zweite Scheibensatz 33 des Variators 18 sind über ein geeignetes Übertragungsmittel 37, insbesondere ein Umschlingungsmittel, miteinander verbunden zur Gewährleistung einer stufenlosen Übersetzungsänderung. The first pulley set 30 and the second pulley set 33 of the variator 18 are connected to each other via a suitable transmission means 37 , in particular a belt, to ensure a stepless transmission change.

Der zweite Scheibensatz 33 verfügt auf der der eingangsseitigen Hauptwelle 11 zugewandten Seite über eine Verstelleinrichtung 38. Der erste Scheibensatz 30 verfügt auf der der eingangsseitigen Hauptwelle 11 abgewandten Seite über eine Verstelleinrichtung 39. The second pulley set 33 has an adjusting device 38 on the side facing the input-side main shaft 11 . The first pulley set 30 has an adjusting device 39 on the side facing away from the input main shaft 11 .

Ausgangsseitig ist der erste Scheibensatz 30 drehfest mit einer Nebenwelle 40 verbunden. Über die Kupplung 20 ist die Nebenwelle 40 mit einem Stirnrad 41 koppelbar, welches mit einem der Hauptwelle 12 zugeordneten Stirnrad 42 die Getriebestufe 21 bildet. Das Stirnrad 41 ist koaxial zur Nebenwelle 40 drehbar gegenüber dieser gelagert. On the output side, the first set of discs 30 is rotatably connected to a secondary shaft 40 . About the clutch 20 , the auxiliary shaft 40 can be coupled with a spur gear 41 , which forms the gear stage 21 with a spur gear 42 associated with the main shaft 12 . The spur gear 41 is rotatably mounted coaxially with the auxiliary shaft 40 with respect to this.

Der zweite Scheibensatz 32 ist ausgangsseitig drehfest mit einer Nebenwelle 43 verbunden. Die Nebenwelle ist über die Kupplung 22 mit einer Hohlwelle 44 verbindbar, wobei die Hohlwelle 44 koaxial zur Nebenwelle 43 gegenüber dieser gelagert ist. Die Hohlwelle 44 verfügt in dem der Kupplung 22 abgewandten Endbereich über eine Außenverzahnung, über die mittels einer Schaltmuffe 45 in einer ersten Schaltstellung eine Antriebsverbindung mit einer Hohlwelle 46 herstellbar ist, wobei die Hohlwelle 46 koaxial zur Nebenwelle 43 gegenüber dieser gelagert ist. Drehfest mit der Hohlwelle 46 verbunden ist ein Stirnrad 47, welches mit dem Stirnrad 42 die Getriebestufe 23 bildet. The second set of discs 32 is the output side rotatably connected to a secondary shaft 43 . The secondary shaft is connected via the coupling 22 with a hollow shaft 44 , wherein the hollow shaft 44 is mounted coaxially to the secondary shaft 43 with respect to this. In the end region facing away from the coupling 22, the hollow shaft 44 has an outer toothing, by way of which a drive connection with a hollow shaft 46 can be produced by means of a shift sleeve 45 , wherein the hollow shaft 46 is mounted coaxially to the auxiliary shaft 43 with respect to this. Rotationally connected to the hollow shaft 46 is a spur gear 47 , which forms the gear stage 23 with the spur gear 42 .

In einer zweiten Schaltstelle der Schaltmuffe 45 ist die Hohlwelle 44 über die Schaltmuffe 45 in Antriebsverbindung mit einem Stirnrad 48 bringbar, mittels dessen in der zweiten Schaltstellung der Schaltmuffe 45 die Leistung über ein zugeordnetes Stirnrad 49 auf eine Rückwärtsgangwelle 50 übergebbar ist. Die Rückwärtsgangwelle 50 verfügt über ein weiteres Stirnrad 51, welches unmittelbar mit Stirnrad 42 kämmt. Hierzu sind die Rückwärtsgangwelle 50 und die Nebenwelle 43 abweichend zur "aufgeklappten" Darstellung gemäß Fig. 4 in Umfangsrichtung um die Getriebeachse 52-52 verteilt zur Erzielung einer platzsparenden Bauweise. In a second switching point of the shift sleeve 45 , the hollow shaft 44 via the shift sleeve 45 in drive connection with a spur gear 48 can be brought by means of which in the second switching position of the shift sleeve 45, the power via an associated spur gear 49 on a reverse shaft 50 can be transferred. The reverse shaft 50 has a further spur gear 51 which meshes directly with the spur gear 42 . For this purpose, the reverse shaft 50 and the secondary shaft 43 deviating from the "unfolded" representation of FIG. 4 in the circumferential direction around the transmission axis 52-52 distributed to achieve a space-saving design.

In der in Fig. 4 gewählten aufgeklappten Darstellung ) mittels dessen über ein in Fig. 4 nicht dargestelltes Zwischenrad unter Richtungsumkehr zur Gewährleistung einer Rückwärtsfahrt das Antriebsmoment auf das Stirnrad 47 übergebbar ist. In the unfolded representation selected in FIG. 4), the drive torque can be transferred to the spur gear 47 by means of an intermediate wheel, not shown in FIG. 4, with direction reversal to ensure reverse travel.

Die Hauptwellen 11, 12 liegen auf einer Getriebeachse 52-52. Sämtliche vorgenannten rotierenden Getriebeglieder rotieren um Achsen, welche parallel zur Getriebeachse 52 orientiert sind. Die Getriebewellen 24, 15, 16, 40 liegen auf einer gemeinsamen geometrischen Achse. Die Ausgangswelle 15 und die Nebenwelle 40 sind starr miteinander verbunden. Die Getriebewellen 32, 43, 44 und 46 liegen auf einer gemeinsamen geometrischen Achse. Die Nebenwelle 32 und die Nebenwelle 43 sind starr miteinander verbunden. The main shafts 11 , 12 lie on a transmission axis 52-52 . All of the aforementioned rotating gear members rotate about axes which are oriented parallel to the transmission axis 52 . The gear shafts 24 , 15 , 16 , 40 lie on a common geometric axis. The output shaft 15 and the secondary shaft 40 are rigidly connected together. The gear shafts 32 , 43 , 44 and 46 lie on a common geometric axis. The secondary shaft 32 and the secondary shaft 43 are rigidly interconnected.

Die Verstelleinrichtung 38 erstreckt sich zwischen Ebenen 53-53 und 54-54, welche normal zur Getriebeachse 52-52 orientiert sind. Die Ausgangswelle 15 und der Planetensatz 14 sind zumindest teilweise innerhalb der Ebenen 53-53 und 54-54 angeordnet. Die Ausgangswelle 15 und der Planetensatz 14 sind radial seitlich von der Verstelleinrichtung 38 angeordnet. Die Ausgangswelle 16 grenzt an die Ebene 53-53 unmittelbar an. The adjustment device 38 extends between planes 53-53 and 54-54 , which are oriented normal to the transmission axis 52-52 . The output shaft 15 and the planetary gearset 14 are at least partially disposed within the planes 53-53 and 54-54 . The output shaft 15 and the planetary gear set 14 are arranged radially laterally of the adjusting device 38 . The output shaft 16 directly adjoins the plane 53-53 .

Die Verstelleinrichtung 39 erstreckt sich innerhalb von Ebenen 55-55 und 56-56, welche normal zur Getriebeachse 52-52 orientiert sind. Die Nebenwelle 43, die Kupplung 22, die Hohlwelle 44, das Stirnrad 48, das Stirnrad 49 und die Rückwärtsgangwelle 50 erstrecken sich zumindest teilweise in den Ebenen 55-55 und 56-56. Die vorgenannten Bauteile sind radial neben der Verstelleinrichtung 39 angeordnet. The adjustment device 39 extends within planes 55-55 and 56-56 , which are oriented normal to the transmission axis 52-52 . The auxiliary shaft 43 , the clutch 22 , the hollow shaft 44 , the spur gear 48 , the spur gear 49 and the reverse shaft 50 extend at least partially in the planes 55-55 and 56-56 . The aforementioned components are arranged radially next to the adjusting device 39 .

Entsprechend der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform des stufenlosen Getriebes erfolgt abweichend zur Fig. 4 (bei ansonsten entsprechender Ausgestaltung) die Übergabe des Abtriebsmomentes von dem zweiten Scheibensatz 33 zur ausgangsseitigen Hauptwelle 12 auf folgende Weise: Corresponding to the embodiment of the continuously variable transmission shown in FIG. 5, deviating from FIG. 4 (with otherwise corresponding configuration), the transfer of the output torque from the second pulley set 33 to the output-side main shaft 12 is effected in the following manner:

Die dem zweiten Scheibensatz 33 zugeordnete Nebenwelle 43 ist über die Kupplung 22 mit dem Stirnrad 47 in Antriebsverbindung bringbar. Bei gelöster Kupplung 22 ist mittels einer Kupplung 60 die Nebenwelle 43 mit einer Hohlwelle 61 in Antriebsverbindung bringbar, wobei die Hohlwelle 61 koaxial zur Nebenwelle 43 gegenüber dieser gelagert ist. Die Hohlwelle 61 trägt ein Stirnrad 62, welches mit einem einer Rückwärtsgangwelle 50 zugeordneten Stirnrad 63 kämmt. Von der Rückwärtsgangwelle 50 erfolgt unter Richtungsumkehr zur Gewährleistung eines Rückwärtsganges eine Übergabe des Antriebsmomentes über ein der Rückwärtsgangwelle 50 zugeordnetes Stirnrad 51, welches unmittelbar mit dem Stirnrad 42 kämmt. The second pulley set 33 associated auxiliary shaft 43 can be brought via the clutch 22 with the spur gear 47 in drive connection. When the clutch 22 is released by means of a clutch 60, the secondary shaft 43 can be brought into driving connection with a hollow shaft 61 , wherein the hollow shaft 61 is coaxial with the secondary shaft 43 mounted opposite to this. The hollow shaft 61 carries a spur gear 62 which meshes with a spur gear 50 associated with a spur gear 63 . From the reverse shaft 50 is under direction reversal to ensure a reverse gear transfer of the drive torque via a reverse gear 50 associated spur gear 51 , which meshes directly with the spur gear 42 .

In dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Nebenwelle 43, die Kupplung 60, die Hohlwelle 61, die Rückwärtsgangwelle 50 und die Stirnräder 62, 63 (zumindest teilweise) zwischen den Ebenen 55-55 und 56-56, also neben der Verstelleinrichtung 39, angeordnet. In the exemplary embodiment illustrated in FIG. 5, the auxiliary shaft 43 , the clutch 60 , the hollow shaft 61 , the reverse shaft 50 and the spur gears 62 , 63 are (at least partially) between the planes 55-55 and 56-56 , ie next to the adjusting device 39 arranged.

In dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Übertragung des Antriebsmomentes von dem zweiten Scheibensatz 33zur Hauptwelle 12 (bei im übrigen Fig. 4 entsprechender Ausgestaltung) folgendermaßen ausgebildet: In the embodiment shown in FIG. 6, the transmission of the drive torque from the second pulley set 33 to the main shaft 12 (in the case of the embodiment corresponding to FIG. 4) is embodied as follows:

Die dem zweiten Scheibensatz 33 drehfest zugeordnete Nebenwelle 43 ist über die Kupplung 22 mit dem Stirnrad 47 verbunden, wobei das Stirnrad 47 mit dem Stirnrad 42 die Getriebestufe 23 bildet. Bei geöffneter Kupplung 22 wird das Antriebsmoment von der Nebenwelle 43 über einen Planetensatz 70 an das Stirnrad 47 übergeben. Der Planetensatz 70 verfügt über ein Hohlrad 71, welches fest mit dem Getriebegehäuse 72 verbindbar oder verbunden ist. In dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen Hohlrad 71 und Getriebegehäuse 72 eine Bremse 73 angeordnet, welche als Anfahrelement für einen Rückwärtsbetrieb dienen kann. Der Planetensatz 70 ist mit einem Wendesatz ausgeführt und verfügt des weiteren über ein Sonnenrad 74, welches starr mit der Nebenwelle 43 verbunden ist. Zwischen Sonnenrad 74 und Hohlrad 71 ist ein doppelter Satz Planetenräder 75 antriebsmäßig zwischengeschaltet, wobei der Steg 76 des Wendesatzes 75 drehfest mit dem Stirnrad 47 verbunden ist. Die Nebenwelle 43, der Planetensatz 70, die Bremse 73 und die Kupplung 22 sind (zumindest teilweise) zwischen den Ebenen 55-55 und 56-56 angeordnet. Die vorgenannten Bauteile sind radial neben der Verstelleinrichtung 39 angeordnet. The second pulley set 33 rotatably associated auxiliary shaft 43 is connected via the clutch 22 with the spur gear 47 , wherein the spur gear 47 forms the gear stage 23 with the spur gear 42 . When the clutch 22 is open, the drive torque is transferred from the auxiliary shaft 43 via a planetary gear set 70 to the spur gear 47 . The planetary gear set 70 has a ring gear 71 , which is fixedly connected to the transmission housing 72 or connected. In the embodiment shown in FIG. 6, a brake 73 is arranged between ring gear 71 and gear housing 72 , which can serve as a starting element for a reverse operation. The planetary gear set 70 is designed with a reversible kit and further has a sun gear 74 , which is rigidly connected to the secondary shaft 43 . Between sun gear 74 and ring gear 71 , a double set of planet gears 75 is drivingly interposed, wherein the web 76 of the reversible set 75 is rotatably connected to the spur gear 47 . The sub-shaft 43 , the planetary gearset 70 , the brake 73, and the clutch 22 are disposed (at least in part) between the planes 55-55 and 56-56 . The aforementioned components are arranged radially next to the adjusting device 39 .

Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform, wobei der Leistungsfluss infolge vertauschter Hauptwellen 11, 12 umgedreht ist. The embodiment shown in Fig. 7 corresponds substantially to the embodiment shown in Fig. 4, wherein the power flow is reversed due to interchanged main shafts 11 , 12 .

Das erfindungsgemäße Getriebe verfügt über zwei leistungsverzweigte Fahr- oder Betriebsbereiche, in denen keine Blindleistungen auftreten. Die Leistungsverzweigung ist dergestalt realisiert, dass jeweils ein konstant und ein variabel übersetzter Leistungszweig 100, 101 parallel betrieben werden. In beiden Betriebsbereichen wird ein und derselbe Planetensatz als Überlagerungsgetriebe bzw. Differential für die beiden Leistungszweige verwendet. Der Planetensatz kann dabei wahlweise zwischen Getriebeeingang/Variator ("eingangsseitig") oder zwischen Variator/Getriebeausgang ("abtriebsseitig") angeordnet sein. Die über den Variator geführte Leistung ist dabei in jedem Betriebszustand kleiner als die Eingangsleistung des Getriebes. In den beiden Fahrbereichen kann der Übersetzungsbereich des verwendeten stufenlosen Variators voll ausgenutzt werden. Der Verstellbereich ("Spreizung") des Getriebes innerhalb eines einzelnen Fahrbereiches ist dabei wegen der Leistungsverzweigung ohne Blindleistung stets kleiner als der Verstellbereich des Variators. Betrachtet man beide Fahrbereiche in Summe, so stimmt die Gesamtspreizung des Getriebes unabhängig von der gewählten Auslegung stets mit dem genutzten Verstellbereich des Variators überein. The transmission according to the invention has two power-split driving or operating ranges in which no reactive power occurs. The power split is realized in such a way that in each case a constant and a variably translated power branch 100 , 101 are operated in parallel. In both operating ranges one and the same planetary gear set is used as a superposition gear or differential for the two power branches. The planetary gearset can be arranged either between the transmission input / variator ("input side") or between the variator / transmission output ("output side"). The power supplied via the variator is less than the input power of the transmission in each operating state. In the two driving ranges, the transmission range of the variable variator used can be fully utilized. The adjustment range ("spread") of the transmission within a single driving range is always smaller than the adjustment range of the variator because of the power split without reactive power. If one considers both travel ranges in total, then the overall spread of the transmission, irrespective of the selected design, always coincides with the used adjustment range of the variator.

Zwischen den beiden Betriebsbereichen existiert ein sog. Synchronpunkt. Prinzipiell kann in diesem Betriebszustand mittels der beiden Kupplungen 20, 22 zwischen den beiden Fahrbereichen umgeschaltet werden, ohne dass dabei eine Differenzdrehzahl in den Kupplungen auszugleichen wäre. Das zu übertragene Moment wird dabei kontinuierlich von der einen zur anderen Kupplung übergeben. Bei der praktischen Realisierung kann es dabei durchaus sinnvoll sein, den Umschaltvorgang nicht exakt im Synchronpunkt durchzuführen, so dass kleine Differenzdrehzahlen auftreten können. Bedingung für das Zustandekommen eines Synchronpunktes beim Wechsel des Betriebsbereiches ist, dass für das Verhältnis der beiden Abtriebsübersetzungen gilt:


There is a so-called synchronization point between the two operating areas. In principle, it is possible in this operating state to be switched over between the two driving ranges by means of the two clutches 20 , 22 , without a differential rotational speed in the clutches being compensated for. The torque to be transmitted is transferred continuously from one to the other clutch. In the practical implementation, it may well be useful not to perform the switching exactly at the synchronization point, so that small differential speeds can occur. Condition for the realization of a synchronization point when changing the operating range is that applies to the ratio of the two output ratios:


Für die Eingangsübersetzung i1 sind insbesondere Übersetzungen in der Nähe von 1 (tendenziell eher ins Langsame) sinnvoll. For the input translation i 1 in particular translations in the vicinity of 1 (tends to slow) useful.

Wird in beiden Betriebsbereichen ein eingangsseitiger Planetensatz genutzt, so ist das Variatoreingangsmoment innerhalb eines Betriebsbereiches jeweils unabhängig von der aktuellen Übersetzung des Variators. Außerdem sinkt die Drehzahl des jeweiligen Primärscheibensatzes mit zunehmender Verstellung des Variators in Richtung längerer Übersetzungen. Somit können bei dieser Anordnung zu hohe Drehzahlen am jeweiligen Sekundärscheibensatz bei langen Variatorübersetzungen vermieden werden. Is in both operating areas an input side Used planetary set, so the variator input torque is within a Operating range, regardless of the current Translation of the variator. In addition, the speed of the respective sinks Primary disk set with increasing variator adjustment towards longer translations. Thus, at this Arrangement of excessive speeds at the respective secondary disk set be avoided with long Variatorübersetzungen.

Bei einem abtriebsseitigen Planetensatz würde das Variatoreingangsmoment von der Übersetzung abhängen. Speziell im ersten Betriebsbereich ergeben sich bei abtriebsseitigem Planetensatz hohe Drehzahlen am Sekundärscheibensatz. In a driven-side planetary gearset that would Variator input torque depends on the translation. Especially in the first Operating range arise at the output side planetary gearset high speeds on the secondary pulley set.

Soll die maximale Belastung des Variators in beiden Betriebsbereichen gleich groß sein, müssen auch die Stellbereiche beider Betriebsbereiche übereinstimmen. Dies kann erzielt werden bei einer Auslegung gemäß


If the maximum load of the variator in both operating ranges should be the same, then the setting ranges of both operating ranges must also be the same. This can be achieved in a design according to


Hierbei ist i0 die Standgetriebeübersetzung des einfachen Planetensatzes bei stillstehendem Steg. Die Übersetzung i2 ist also stets eine Übersetzung ins Schnelle, da der Betrag von i0 bei Verwendung eines einfachen Planetensatzes größer 1 ist. Es gilt, einen geeigneten Kompromiss zu finden, so dass weder der Betrag der Standgetriebeübersetzung zu klein noch die feste Übersetzung 12 zu lang wird. In this case, i 0 is the stationary gear ratio of the simple planetary gear set with stationary web. The translation i 2 is therefore always a translation into speed, since the amount of i 0 when using a simple planetary gear set is greater than 1. It is important to find a suitable compromise, so that neither the amount of stationary gear ratio too small nor the fixed ratio 12 is too long.

Bei gegebener Variatorspreizung und einer Auslegung mit übereinstimmenden Stellbereichen φG1 bzw. φG2 in beiden Betriebsbereichen 1 und 2 liegt die maximale Variatorleistung fest. Mit


liegt die maximale bezogene Variatorleistung pvmax bei einer Variatorspreizung von φV = 6 und Vernachlässigung der Verluste bei:


For a given variator spread and a design with matching control ranges φ G1 and φ G2 in both operating ranges 1 and 2, the maximum variator power is fixed. With


is the maximum related variator power pvmax at a variator spread of φ V = 6 and neglecting the losses:


Der obige Wert für die bezogene maximale Leistung wird bei kleinerer Variatorspreizung noch kleiner, allerdings wird dadurch automatisch auch die Getriebespreizung eingeschränkt. Die minimale bezogene Variatorleistung liegt dann bei:


The above value for the relative maximum power becomes even smaller with a smaller variator spread, but this automatically also limits the transmission spread. The minimum related variator power is then:


Beispielhaft wird von einer zulässigen Maximaldrehzahl von etwa 10.000 U/min an den Scheibensätzen und einer maximalen Motordrehzahl von 6000 U/min ausgegangen. Bei einer Getriebeauslegung, die die maximal zulässigen Drehzahlen an den Scheibensätzen ausnutzt, ergibt sich das maximale bezogene Variatoreingangsmoment zu


By way of example, a permissible maximum speed of about 10,000 rpm on the pulley sets and a maximum engine speed of 6000 rpm are assumed. In a gearbox design that exploits the maximum permissible speeds on the pulley sets, the maximum reference variable input torque is obtained


Hierbei ist zu beachten, dass das Variatoreingangsmoment MV ein im ersten Betriebsbereich am Scheibensatz 30 im zweiten Betriebsbereich hingegen am Scheibensatz 33 auftritt. Bei geringerer Maximaldrehzahl des Motors und entsprechend modifizierter Auslegung des Getriebes (im Hinblick auf die Maximaldrehzahlen am Variator) können höhere Getriebeeingangsmomente übertragen werden. Im Prinzip kann die Getriebeauslegung noch extremer in Richtung Momentreduzierung am Variator gelegt werden, wenn die Motordrehzahlen in den Extremstellungen des Variators durch einen entsprechenden elektronischen Eingriff etwas reduziert werden, so dass hier die Grenzdrehzahlen am Variator nicht überschritten werden. Eine Reduzierung der Motordrehzahlen im Overdrive des Getriebes ist ohnehin erforderlich, da die Maximalgeschwindigkeit des Fahrzeuges nicht bei Maximaldrehzahl und Overdriveübersetzung erreicht wird. It should be noted here that the variator input torque M V occurs in the first operating range on the pulley set 30 in the second operating range, however, on the pulley set 33 . At lower maximum engine speed and correspondingly modified transmission design (with regard to the maximum speeds on the variator), higher transmission input torques can be transmitted. In principle, the transmission design can be placed even more extreme in the direction of torque reduction on the variator when the engine speeds are slightly reduced in the extreme positions of the variator by a corresponding electronic intervention, so that the limit speeds are not exceeded on the variator. A reduction of the engine speeds in the overdrive of the transmission is required anyway, since the maximum speed of the vehicle is not reached at maximum speed and overdrive ratio.

Ein Scheibensatz für ein nicht leistungsverzweigtes Getriebekonzept weist vorzugsweise eine Feder 80 auf, die eine gewisse Grundanpressung des Übertragungsmittels 37 am Scheibensatz erzeugt. Dies bewirkt, dass der Variator 18 bei einer durch eine geeignete Einrichtung zusätzlich aufgebrachten Anpresskraft von Null in Anfahrübersetzung gehalten wird, was insbesondere dann erforderlich ist, wenn der Motor gestartet wird und somit eine Anpresskraft erst noch aufgebaut werden muss. Im Teillastbetrieb ist die am Scheibensatz durch die Feder aufgebrachte Anpresskraft bereits so hoch, dass eine gewisse Überanpressung ( = die Anpresskraft liegt über der Mindestanpresskraft für den betreffenden Betriebszustand) des Umschlingungsmittels vorliegt, was hinsichtlich des Variatorwirkungsgrades von Nachteil ist. Die erforderliche Anpresskraft bei Umschlingungsvariatoren ist am Primär- und Sekundärscheibensatz in den meisten Betriebszuständen unterschiedlich hoch. Zumeist ist am Primärscheibensatz eine höhere Anpresskraft als am Sekundärscheibensatz erforderlich. Dieses spricht eigentlich für eine Aufbringung der Federkraft am Primärscheibensatz. Andererseits wirkt sich die Federkraft am Sekundärscheibensatz positiv im Falle einer Schnellverstellung in Richtung Anfahrübersetzung (z. B. bei Vollbremsung) aus, da sie diesen Verstellvorgang unterstützt bzw. beschleunigt. Somit ist bei der Dimensionierung der Federkraft ein geeigneter Kompromiß zu finden. A pulley set for a non-power-split transmission concept preferably has a spring 80 which generates a certain basic pressure of the transmission means 37 on the pulley set. This has the effect that the variator 18 is held at a contact pressure of an additional applied by a suitable device from zero to starting ratio, which is particularly necessary when the engine is started and thus a contact pressure has yet to be established. In partial load operation, the force applied to the pulley set by the spring contact pressure is already so high that a certain Überanpressung (= the contact force is above the Mindestanpresskraft for the relevant operating condition) of the belt is present, which is in terms of variator efficiency of disadvantage. The required contact force for wrap-around variators is different for the primary and secondary disk set in most operating conditions. In most cases, a higher contact pressure is required on the primary disk set than on the secondary disk set. This actually speaks for an application of the spring force on the primary disk set. On the other hand, the spring force on the secondary disk set has a positive effect in the case of a quick adjustment in the direction of starting ratio (eg during full braking), since it supports or accelerates this adjustment process. Thus, a suitable compromise can be found in the dimensioning of the spring force.

Bei der hier vorgeschlagenen Getriebeanordnung findet beim Betriebsbereichwechsel eine Änderung des Leistungsflusses im Getriebe statt. Im zweiten Betriebsbereich fungiert die Sekundärseite des Variators (des ersten Betriebsbereiches) gewissermaßen als Primärseite. Dies führt dazu, dass die im zweiten Betriebsbereich bei Teillastbetrieb möglichen Wirkungsgradeinbußen durch eine eventuelle Überanpressung reduziert werden können, da die Federkraft nun an der "effektiven Primärseite" wirksam ist, wo ohnehin eine zumeist höhere Anpressung erforderlich ist als am Sekundärscheibensatz. Die Federkraft könnte aus diesem Grund bei den hier beschriebenen Getrieben höher ausgelegt als bei einem vergleichbarem System ohne Leistungsverzweigung. Dies wäre speziell im Sinne einer Schnellverstellung Richtung Anfahrübersetzung vorteilhaft. In the gear arrangement proposed here takes place at Operating range change a change in the power flow in the Gear instead. In the second operating area, the Secondary side of the variator (the first operating range) in a sense as a primary page. This causes that in the second Operating range possible at partial load operation Impact losses are reduced by a possible Überanpressung can, because the spring force now on the "effective primary side" is effective, where anyway a mostly higher contact pressure is required as at the secondary disk set. The spring force could for this reason higher in the transmissions described here designed as a comparable system without Power split. This would be special in the sense of a Quick adjustment in the direction of starting ratio advantageous.

Die Kupplungen (und Bremsen) sind vorzugsweise als Reibkupplungen ausgeführt, so dass bei einem Bereichswechsel (über den Synchronpunkt) eine Lastschaltung vorgenommen werden kann. Hierbei wird das übertragene Drehmoment an der einen Kupplung sukzessive ab- und an der anderen Kupplung sukzessive aufgebaut. Sofern kein separates Anfahrelement vorgesehen ist, dient zumindest eine Kupplung als Anfahrkupplung. Wird der Rückwärtsbetrieb ebenfalls über eine reibschlüssige Kupplung oder Bremse realisiert, wird diese als Anfahrelement bei Rückwärtsbetrieb verwendet. Ist der Rückwärtsbetrieb hingegen über eine Klauenkupplung realisiert, dient eine andere ohnehin vorgesehene Reibkupplung auch bei Rückwärtsbetrieb als Anfahrelement. Alternativ dazu kann auch ein separates Anfahrelement am Getriebeeingang vorgesehen werden (Trockenkupplung, nasse Lamellenkupplung, hydrodynamischer Wandler etc.). Die Kupplungen 20, 22, 45, 60 dienen dann als reine Schaltelemente für den jeweiligen Betriebsbereich, so dass die entsprechende Reibarbeit sehr gering ist, was sich auf den Wärmehaushalt und die Baugröße der Kupplungen vorteilhaft aufwirkt. The clutches (and brakes) are preferably designed as friction clutches, so that when a range change (via the synchronization point), a load circuit can be made. In this case, the transmitted torque is successively removed from the one clutch and built up successively at the other clutch. If no separate starting element is provided, at least one clutch serves as a starting clutch. If the reverse operation is also realized via a friction clutch or brake, this is used as a starting element in reverse operation. If, however, the reverse operation is realized via a dog clutch, another friction clutch, which is provided in any case, also serves as a starting element in reverse operation. Alternatively, a separate starting element can be provided at the transmission input (dry clutch, wet multi-plate clutch, hydrodynamic converter, etc.). The clutches 20 , 22 , 45 , 60 then serve as pure switching elements for the respective operating range, so that the corresponding friction work is very low, which has an advantageous effect on the heat balance and the size of the clutches.

Für Ausführungsformen, bei denen die Kupplungen abtriebsseitig angeordnet sind, können diese als Sicherheitsrutschkupplungen dienen. Hierbei können die Kupplungen derart betrieben werden, dass ein maximal übertragbares Drehmoment elektronisch vorgegeben werden kann und die jeweils betätigte Kupplung in einem gezielten Schlupfzustand betrieben wird, wenn dieses Grenzmoment überschritten wird. Durch diese Maßnahme kann z. B. der Variator vor einer Überlastung vor einem Durchrutschen des Umschlingungsmittels geschützt werden. For embodiments in which the clutches on the output side are arranged, these can be used as safety slips serve. Here, the clutches can be operated in such a way that a maximum transmissible torque electronically can be specified and the respective actuated clutch in one targeted slip condition is operated when this limit torque is exceeded. By this measure, z. B. the variator from overloading from slipping Strapping be protected.

Zur Dämpfung der Drehungleichförmigkeiten kann auf der Antriebswelle des Getriebes ein Torsionsdämpfer angeordnet sein. Sollen die Kupplungen 20, 22 nicht als Anfahrelement genutzt werden, kann ein separates, an sich bekanntes Anfahrelement vorgesehen werden. To dampen the rotational irregularities, a torsion damper can be arranged on the drive shaft of the transmission. If the couplings 20 , 22 are not used as starting element, a separate, known per se starting element can be provided.

Die beschriebenen Getriebestrukturen eignen sich insbesondere für Antriebsstränge mit längs zur Fahrtrichtung eingebautem Motor und Heckantrieb. Durch allgemein bekannte konstruktive Maßnahmen können die Getriebestrukturen auch für Fahrzeuge mit Front- bzw. Allradantrieb verwendet werden. Beispielsweise verfügt die ausgangsseitige Hauptwelle, ggf. unter Zwischenschaltung weiterer Getriebestufen, über eine Kegelverzahnung, die mit dem Tellerrad eines Vorderachsdifferentials kämmt. The described transmission structures are particularly suitable for drive trains with built-in longitudinal direction to the direction of travel Engine and rear-wheel drive. By well-known constructive Measures can also use the transmission structures for vehicles Front or four-wheel drive can be used. For example has the output side main shaft, if necessary under Interposition of other gear stages, via a conical toothing, the meshes with the ring gear of a Vorderachsdifferentials.

Im Hinblick auf das Packaging des Getriebes ist die Tunnelgeometrie des jeweiligen Zielfahrzeuges zu berücksichtigen. Bei einer konkreten Konstruktion ist dabei insbesondere zu beachten, dass der Variator derart im Getriebe platziert wird, dass das Getriebe die Package-Randbedingungen erfüllt. In diesem Sinne ist es vorteilhaft, den Variator so weit wie möglich in Richtung Motor anzuordnen, da sich der Fahrzeugtunnel mit zunehmender Entfernung vom Motor verjüngt und somit im vorderen (motornahen) Bereich mehr Bauraum "in radialer Richtung" zur Verfügung steht. Bei einer Getriebevariante, die mindestens eine Kupplung 20, 22 zum Anfahren nutzt, kann ohnehin durch den Entfall einer separaten, zwischen Motor und Getriebe angeordneten Anfahreinrichtung axialer Bauraum eingespart werden, was eine Anordnung des Variators näher am Motor ermöglicht. Eine weitere Möglichkeit, den Variator axial näher am Motor anzuordnen, besteht darin, die Drehölzufuhren jeweils am hinteren Ende der entsprechenden Wellen - und somit nicht zwischen Motor und Variator - zu plazieren. Auf diese Weise geht motorseitig des Variators kein axialer Bauraum verloren. With regard to the packaging of the gearbox, the tunnel geometry of the respective target vehicle must be taken into account. In a concrete construction, it should be noted in particular that the variator is placed in the transmission in such a way that the transmission fulfills the package boundary conditions. In this sense, it is advantageous to arrange the variator as far as possible in the direction of the engine, since the vehicle tunnel tapers with increasing distance from the engine and thus in the front (near the engine) area more space "in the radial direction" is available. In a transmission variant that uses at least one clutch 20 , 22 for starting, axial space can be saved in any case by the elimination of a separate, arranged between the engine and gear starting device axial space, which allows an arrangement of the variator closer to the engine. Another way to arrange the variator axially closer to the engine, is to place the rotary oil supply at the rear end of the respective shafts - and thus not between the engine and variator -. In this way, no axial space is lost on the motor side of the variator.

Claims (9)

1. Stufenloses Getriebe mit zumindest zwei leistungsverzweigten Fahrbereichen mit
einem zwei Scheibensätze (30, 33) aufweisenden Variator (18) zur stufenlosen Übersetzungsänderung,
einem Planetensatz (14) mit einer Sonne (29), einem Hohlrad (31) und gegenüber einem Steg (27) drehbar gelagerten Planeten (28),
bei dem
eine erste Summenwelle (Nebenwelle 24) zum Leistungsaustausch mit dem Steg (27) verbunden ist,
in den zwei Fahrbereichen die Leistung verzweigt in einen Leistungszweig, in den der Variator (18) zwischengeschaltet ist, und einen anderen Leistungszweig mit fester oder nur in Stufen veränderbarer Übersetzung,
in einer Fahrstufe der Variator (18) in den Leistungsfluss zwischen der Sonne (29) und einer Welle (Nebenwelle 43) des Getriebes zwischengeschaltet ist und in einer anderen Fahrstufe der Variator (18) in den Leistungsfluss zwischen dem Hohlrad (31) und einer Welle (Nebenwelle 40) zwischengeschaltet ist,
wobei für einen Wechsel der vorgenannten Fahrbereiche die Primärseite und die Sekundärseite des Variators (18) miteinander vertauscht werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Planetensatz (14) koaxial zur Drehachse eines ersten Scheibensatzes (30; 33) angeordnet ist und der Planetensatz zumindest teilweise in einem Bereich (53-53-54-54) angeordnet ist, welcher sich parallel zu einer Verstelleinrichtung (38) des zweiten Scheibensatzes (33; 30) erstreckt. 1. Continuously variable transmission with at least two power-split driving ranges with
a variator ( 18 ) having two disc sets ( 30 , 33 ) for stepless transmission change,
a planetary gear set ( 14 ) having a sun ( 29 ), a ring gear ( 31 ) and a planet ( 28 ) rotatably mounted relative to a web ( 27 ),
in which
a first sum shaft (secondary shaft 24 ) is connected to the web ( 27 ) for exchanging power,
in the two driving ranges the power branches into a power branch, in which the variator ( 18 ) is interposed, and another power branch with fixed or only in steps variable gear ratio,
in a drive stage, the variator ( 18 ) is interposed in the power flow between the sun ( 29 ) and a shaft (secondary shaft 43 ) of the transmission and in another driving stage, the variator ( 18 ) in the power flow between the ring gear ( 31 ) and a shaft (Secondary shaft 40 ) is interposed,
wherein for a change of the aforementioned driving ranges, the primary side and the secondary side of the variator ( 18 ) are interchanged,
characterized in that
the planetary gear set ( 14 ) is arranged coaxially with the axis of rotation of a first pulley set ( 30 ; 33 ) and the planetary gearset is at least partially disposed in a region ( 53-53-54-54 ) which is parallel to an adjusting device ( 38 ) of the second pulley set ( 33 ; 30 ). 2. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Rückwärtsganggetriebeglieder (45, 48, 49, 50, 51, 60, 61, 62, 63; 70,71, 73, 74, 75) in einem Bereich (55-55-56-56) angeordnet ist, welcher sich parallel zu einer Verstelleinrichtung (39) des ersten Scheibensatzes (30) erstreckt. 2. A continuously variable transmission according to claim 1, characterized in that at least part of the reverse gear members ( 45 , 48 , 49 , 50 , 51 , 60 , 61 , 62 , 63 ; 70 , 71 , 73 , 74 , 75 ) in an area ( 55-55-56-56 ) is arranged, which extends parallel to an adjusting device ( 39 ) of the first pulley set ( 30 ). 3. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schaltelement (22, 60, 73) (Bremse, Kupplung) in einem Bereich (55-55-56-56) angeordnet ist, welcher sich parallel zu einer Verstelleinrichtung (39) des ersten Scheibensatzes (30) erstreckt. 3. Continuously variable transmission according to claim 1 or 2, characterized in that at least one switching element ( 22 , 60 , 73 ) (brake, clutch) in a region ( 55-55-56-56 ) is arranged, which is parallel to an adjusting device ( 39 ) of the first pulley set ( 30 ). 4. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der dem Planetensatz (14) abgewandten Seite des Variators (18) die Übergabe der Leistung von einer mit dem ersten Scheibensatz (30) gekoppelten oder koppelbaren Nebenwelle (40) und einer mit dem zweiten Scheibensatz (33) gekoppelten oder koppelbaren Nebenwelle (43) auf die Hauptwelle (12) über ein einziges gemeinsames Zahnrad (Stirnrad 42) erfolgt, welches der Hauptwelle (12) zugeordnet ist. 4. Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 3, characterized in that on the planetary gear set ( 14 ) facing away from the variator ( 18 ), the transfer of power from one with the first pulley set ( 30 ) coupled or coupled auxiliary shaft ( 40 ) and a secondary shaft ( 43 ) coupled or coupleable to the second pulley set ( 33 ) to the main shaft ( 12 ) via a single common toothed wheel (spur gear 42 ) associated with the main shaft ( 12 ). 5. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlrad (31) des Planetensatzes (14) mit dem Scheibensatz (33) in Antriebsverbindung steht unter Zwischenschaltung eines Zahnrades (35), welches gegenüber der eingangsseitigen Hauptwelle (11) des Getriebes gelagert ist. 5. Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ring gear ( 31 ) of the planetary gear set ( 14 ) with the pulley set ( 33 ) is in drive connection with the interposition of a gear ( 35 ), which with respect to the input-side main shaft ( 11 ) of the transmission is mounted. 6. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei im Kraftfluss auf der dem Planetensatz (14) abgewandten Seite des Variators (18) angeordnete Kupplungen (20, 22) vorhanden sind, wobei
in einem Fahrbereich bei geöffneter Kupplung (20) ein Scheibensatz (zweiter Scheibensatz 33) über die Kupplung (22) mit der Hauptwelle (12) in Antriebsverbindung steht und
in einem anderen Fahrbereich bei geöffneter Kupplung (22) der andere Scheibensatz (erster Scheibensatz 30) über die Kupplung (20) mit der Hauptwelle (12) in Antriebsverbindung steht. 6. Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 5,
characterized in that
two in the power flow on the planetary gear set ( 14 ) facing away from the variator ( 18 ) arranged couplings ( 20 , 22 ) are present, wherein
in a driving range with the clutch ( 20 ) open, a pulley set (second pulley set 33 ) is in driving connection with the main shaft ( 12 ) via the clutch ( 22 ) and
in another driving range with the clutch ( 22 ) open, the other pulley set (first pulley set 30 ) is in driving connection with the main shaft ( 12 ) via the clutch ( 20 ). 7. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Sonne (29) des Planetensatzes (14) unmittelbar mit einem Scheibensatz (erster Scheibensatz 30) drehfest verbunden oder verbindbar ist (i5 = 1). 7. Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
the sun ( 29 ) of the planetary gear set ( 14 ) is directly connected or can be connected in a rotationally fixed manner to a pulley set (first pulley set 30 ) (i 5 = 1). 8. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
für die Übersetzungen gilt:


mit
iVmin: minimale Übersetzung des Variators (18),
i3: Übersetzung zwischen einem Scheibensatz (erster Scheibensatz 30) und der auf der dem Planetensatz (14) abgewandten Seite des Variators (18) angeordneten Hauptwelle (12) und
i4: Übersetzung zwischen dem anderen Scheibensatz (zweiter Scheibensatz 33) und der auf der dem Planetensatz (14) abgewandten Seite des Variators (18) angeordneten Hauptwelle (12). 8. Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 7,
characterized in that
for translations:


With
i Vmin : minimum ratio of the variator ( 18 ),
i 3 : translation between a pulley set (first set of pulleys 30 ) and the main shaft ( 12 ) and, arranged on the side of the variator ( 18 ) facing away from the planetary gear set ( 14 )
i 4 : Translation between the other pulley set (second pulley set 33 ) and the main shaft ( 12 ) arranged on the side of the variator ( 18 ) facing away from the planetary gearset ( 14 ). 9. Stufenloses Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Übersetzungen gilt:


mit
i2: Übersetzung zwischen dem Hohlrad (31) und dem mit dem Hohlrad (31) in Antriebsverbindung stehenden Scheibensatz (zweiter Scheibensatz 33),
i0: Standübersetzung des Planetensatzes (14)
und
i5: Übersetzung zwischen dem Sonnenrad (29) und dem mit dem Sonnenrad (29) in Antriebsverbindung stehenden Scheibensatz (erster Scheibensatz 30) 9. Continuously variable transmission according to one of claims 1 to 8, characterized in that applies to the translations:


With
i 2 : transmission between the ring gear ( 31 ) and the disk set (second disk set 33 ) in drive connection with the ring gear ( 31 ),
i 0 : Stand translation of the planetary gear set ( 14 )
and
i 5: transmission ratio between the sun gear (29) and the drive-connected with the sun gear (29) set of pulleys (first pulley set 30)
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