DE1455757C3 - Stufenlos einstellbares Getriebe für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenlos einstellbares Getriebe für Kraftfahrzeuge, mit einer von einer Antriebsmaschine über eine Kupplung angetriebenen Antriebswelle und einer zu dieser koaxialen Abtriebswelle, wobei die Antriebswelle über eine Kupplung mit dem auf der Antriebswelle drehbaren einen Zahnrad eines Vorgeleges verbindbar ist, dessen anderes Zahnrad auf einer Keilriemenscheiben eines stufenlos einstellbaren Keilriemengetriebes tragenden Primärwelle sitzt und außerdem die Antriebswelle über eine Kupplung mit dem auf der Abtriebswelle drehbaren einen Zahnrad eines Vorgeleges kuppelbar ist, dessen anderes Zahnrad auf einer Keilriemenscheiben des stufenlos einstellbaren Keilriemengetriebes tragenden Sekundärwelle sitzt, wobei auf den beiden zugewandten Enden der Antriebswelle und der Abtriebswelle je eine drehfest mit der zugeordneten Antriebs- oder Abtriebswelle verbundene, axial verschiebbare Kupplungshälfte vorgesehen ist und die verschiebbaren Kupplungshälften einerseits miteinander verbindbar sind und andererseits je eine verschiebbare Kupplungshälfte mit je einer mit dem auf der Antriebs- oder Abtriebswelle drehbaren, axial unverschiebbaren Zahnrad verbundenen Kupplungshälfte kuppelbar ist, und die zur Primär- und Sekundärwelle parallele Antriebswelle zwischen der mehrere nebeneinander angeordnete, gemeinsam einstellbare Keilriemenscheiben des Schmalkeilriemengetriebes tragenden Primär- und Sekundärwelle angeordnet ist, nach Patent 1 455 726.

Bei diesem stufenlos einstellbaren Getriebe nach dem Hauptpatent ist der Verstellbereich des stufenlosen Teiles sehr gering, so daß man mit Schmalkeilriemen arbeiten kann, was bei den bisher bekannten, stufenlos einstellbaren Getrieben nicht möglich ist. Mit diesem Getriebe können somit bei kleiner Baugröße relativ große Leistungen übertragen werden.

Mit diesem Getriebe kann man aber beispielsweise

bei Bergstraßen, vor allem bei schwereren Kraftfahrzeugen, beispielsweise mit Anhänger ausgerüsteten Kraftfahrzeugen, nur mit großen Schwierigkeiten anfahren, bzw. längere, steile Bergstrecken können nur schwer bewältigt werden. Bei Zurückschalten des Getriebes vom Direktgang in den stufenlosen Teil erfolgt außerdem ein Ruck, der eine starke Abnutzung des Keilriemens herbeiführt.

Durch die französische Patentschrift 1 222 489 ist ein stufenlos einstellbares Getriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei dem ein mit einem Zahnräder-Wechselgetriebe verbundenes, stufenlos einstellbares Getriebe als Schmalkeilriemengetriebe ausgebildet ist. Dieses Getriebe wird dabei von gegenüberliegenden, auf je einer Welle angeordneten Keilriemenscheiben gebildet. Die Antriebswelle und die Abtriebswelle sind gleichachsig angeordnet und über ausrückbare Kupplungen miteinander verbindbar. Der Antriebswelle ist eine weitere Kupplung vorgeschaltet. Mit diesem Getriebe kann aber der notwendige Verstellbereich von etwa 1 zu 3,5 und mehr nicht erreicht werden. Zwar kann dort ein direktes Durchschalten von der Antriebswelle zur Abtriebswelle erfolgen, wobei dann etwa der dritte oder vierte Gang eingeschaltet wird und der Verstellbereich des 2. bis 3. Ganges vom Schmalkeilriemen-Getriebe übernommen wird, jedoch reichte dessen Verstellbereich nicht aus, um auch das Anfahren zu ermöglichen. Dies ist darin begründet, daß mit Schmalkeilriemen nur im Bereich von etwa 1 zu 1,9 stufenlos geregelt werden kann. Außerdem ist es bei diesem bekannten. Getriebe nachteilig, daß das Schmalkeilriemen-Getriebe ständig mitläuft.

Dies bedeutet einen zusätzlichen Verschleiß der Riemen.

Schließlich ist es durch die französische Patentschrift 842 853 bekannt, bei einem Getriebe die in der Antriebswelle eingeschaltete, dem Keilriemengetriebe vorgeschaltete Kupplung als hydrodynamische Kupplung auszubilden.

Ausgehend von einem stufenlos einstellbaren Getriebe nach dem Hauptpatent liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Getriebe so auszugestalten, daß mit einer weiteren Übersetzung ins Langsame gefahren werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß auf der mittels der Kupplung wahlweise von der Antriebswelle direkt oder über das stufenlos einstellbare Schmalkeilriemengetriebe antreibbaren Abtriebswelle ein Zahnrad befestigt ist oder mit dieser einstückig ist, das mit einem Zahnrad einer parallelen Vorlegewelle kämmt, von der ein weiteres Zahnrad mit einem auf einer zur Antriebsund Abtriebswelle koaxialen Ausgangswelle drehbar angeordneten Zahnrad in Eingriff steht, und daß mittels einer Kupplung wahlweise die Abtriebswelle mit der Ausgangswelle oder das auf der Ausgangswelle drehbare Zahnrad mit dieser kuppelbar ist.

Hierdurch kann die Drehzahl der Antriebswelle herabgesetzt werden, wodurch das Drehmoment der Welle wesentlich vergrößert wird. Trotz des geringen Regelbereiches im stufenlosen Teil steht hiermit eine Übersetzung ins Langsame in einem relativ großen Bereich zur Verfügung, so daß die eingangs geschilderten Schwierigkeiten bei dem Getriebe nach dem Hauptpatent ausgeräumt werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Gegenstandes der Erfindung sieht vor, daß, wie an sich bekannt, die miteinander kämmenden Zahnräder einen ins Langsame übersetzten Antrieb der Ausgangswelle bewirken und daß in an sich bekannter Weise die verschieden großen Zahnräder und die diese tragende Vorlegewelle einstückig sind. Dadurch ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion, die auch eine große Belastung der Welle zuläßt. Die angestrebte Übersetzung ins Langsame kann durch den Einsatz von verschiedenen Wellen verschieden groß gewählt ίο werden, wobei trotzdem keine wesentliche Vergrößerung des Getriebes erfolgt.

Zur Umschaltung von der Direkt-Verbindung auf die Übersetzung ins Langsame kann das auf der Ausgangswelle drehbar angeordnete Zahnrad, wie an sich bekannt, Ausnehmungen, Rasten oder Nuten zur formschlüssigen Verbindung mit der Kupplung besitzen.

Es kann ebenfalls vorteilhaft sein, wenn das Zahnrad auf der Ausgangswelle und die Kupplung an ihren einander zugewandten Seiten Kupplungs-Beläge aufweisen. Dadurch wird ebenfalls eine gesondert gedrängte Bauform erreicht.

Wichtig ist es außerdem, wenn das auf der Abtriebswelle angeordnete, mit dem auf der Sekundärwelle des stufenlos einstellbaren Schmalkeilriemen-Getriebes sitzenden Zahnrad kämmende Zahnrad mit der Abtriebswelle in Abhängigkeit von seiner Drehzahl kuppelbar ist, wozu das Zahnrad über einen Freilauf mit der Abtriebswelle kuppelbar ist, der ein Überholen des Zahnrades durch die Abtriebswelle erlaubt. Dadurch wird beim Zurückschalten vom direkten Gang auf den stufenlosen Teil des Getriebes ein Ruck vermieden, da die Scheiben und die Keilriemen langsam in Bewegung gesetzt werden, so daß kein Verschleiß auftreten kann. Die Anpassung der Drehzahlen wird dabei über den Freilauf erreicht.

Um eine gute Kühlung des stufenlosen Getriebeteiles zu erreichen, kann das Kupplungsgehäuse der hydrodynamischen Kupplung in an sich bekannter Weise an ihrem Umfang mit Rippen oder Blechen zur Förderung von Kühlluft ausgebildet sein. Es können auch, wie ebenfalls an sich bekannt, bis nahe an die Rippen oder Bleche Leitbleche geführt sein. Dadurch wird eine einfache Ventilation ermöglicht, wobei die geförderte Luftmenge über öffnungen des Getriebegehäuses eingeblasen wird und wieder aus diesem entweichen kann.

Für die Gegenstände der Ansprüche 2 bis 7 wird als echte Unteransprüche nur Schutz in Verbindung mit dem Hauptanspruch begehrt.

In den Zeichnungen ist ein in der folgenden Beschreibung näher erläutertes Ausführungsbeispiel eines stufenlos einstellbaren Getriebes dargestellt.

Die F i g. 1 A und 1B zeigen einen Längsschnitt durch ein stufenlos einstellbares Getriebe nach der Erfindung.

Der Antrieb erfolgt von der Antriebsmaschine über eine hydrodynamische Kupplung 1 auf eine Antriebswelle 3. Mittels einer Kupplung 20 kann in einer Schaltstellung die Antriebswelle 3 wahlweise mit einer Abtriebswelle 10 verbunden werden. In einer anderen Schaltstellung der Kupplung 20 kann wahlweise ein Zahnrad 4 fest mit der Antriebswelle 3 verbunden werden, wodurch die Kraftübertragung über die Zahnräder 4 und 5 zur Primärwelle 25 eines stufenlos einstellbaren Schmalkeilriemengetriebes 2 erfolgt. Die Primärwelle 25 trägt Keilriemenscheiben 21, von denen über Schmalkeilriemen 22 Keilriemen-

5 6

Scheiben 23 angetrieben werden, die auf einer Sekun- gangswelle 13 gelagertes Zahnrad 16 mit dieser ver-

därwelle 6 angeordnet sind. bunden ist. Die Kraftübertragung erfolgt nun von der

Die Primär- und die Sekundärwelle 25 und 6 sind Abtriebswelle 10 über miteinander kämmende Zahnin Gehäusewänden 18 und 19 eines Getriebegehäuses räder 11 und 14 sowie 15 und 16 auf die Ausgangsgelagert. 5 welle 13, wobei die verschiedenen Außendurchmesser

Von dieser Sekundärwelle 6 wird das Drehmoment aufweisenden Zahnräder 14 und 15 aus einem Stück

über Zahnräder 7 und 8 auf die Abtriebswelle 10 mit einer parallel zur Ausgangswelle 13 angeordneten

übertragen, wobei das Zahnrad 8 einen Freilauf 17 Vorlegewelle 24 gefertigt sind.

umgreift, der beim Zurückschalten vom direkten Ge- Im niedrigen Gangbereich erfolgt die Kraftübertriebegang auf den stufenlos einstellbaren Getriebe- io · tragung über die hydrodynamische Kupplung 1 des Bereich das Zahnrad 8 und die Abtriebswelle 10 erst stufenlos einstellbaren Schmalkeilriemengetriebes 2 dann verbindet, wenn die Drehzahl des Zahnrades 8 auf die Abtriebswelle 10 von der über die Zahnräder größer ist als die der Abtriebswelle 10. Die Keilrie- 11, 14, 15 und 16 die Ausgangswelle 13 angetrieben menscheiben werden beim Zurückschalten kontinu- wird. Im mittleren Gang-Bereich wird das Drehmoierlich beschleunigt, bis sie die entsprechende Dreh- 15 ment über die hydrodynamische Kupplung 1 und das zahl erreichen. Erst dann erfolgt eine langsame Ver- stufenlos einstellbare Schmalkeilriemengetriebe 2 auf bindung, so daß sowohl die Schmalkeilriemen ge- die Abtriebswelle 10 übertragen, die über die Kuppschont sind als auch ein Ruck des Fahrzeuges ent- lung 12 direkt mit der Ausgangswelle 13 verbunden fällt. Auf der Abtriebswelle 10 ist an deren freiem ist.

Ende ein Zahnrad 11 befestigt, das meist aus einem so Im hohen Gangbereich ist der Kraftverlauf von

Stück mit der Abtriebswelle 10 gefertigt ist. Dieses der hydrodynamischen Kupplung 1 unter Umgehung

Zahnrad ragt in einen Gehäuseteil 9, der zugleich des stufenlos einstellbaren Schmalkeilriemengetrie-

auch die entsprechenden Schalteinrichtungen für den bes 2 direkt auf der Ausgangswelle 13.

Rückwärtsgang aufnimmt. Bei direktem Antrieb ist In den Gehäusewänden 18, 19 können noch öff-

die Abtriebswelle 10 mit der Ausgangswelle 13 mit- 25 nungen vorgesehen sein, durch die Kühlluft eingebla-

tels einer Kupplung 12 fest verbunden. Um eine wei- sen wird. Zu diesem Zweck weist die hydrodynami-

tere Übersetzung ins Langsame zu erreichen, wird sehe Kupplung 1 Rippen oder Bleche an ihrem um-

die Kupplung 12 in eine Schaltstellung gebracht, in laufenden Kupplungsgehäuse auf, die zusammen mit

der die Verbindung der Abtriebswelle 10 mit der im Bereich dieser Rippen angeordneten Leitblechen Ausgangswelle 13 gelöst ist und ein auf. der Aus- 30 den gerichteten Luftstrom erzeugen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Stufenlos einstellbares Getriebe für Kraftfahrzeuge, mit einer von einer Antriebsmaschine über eine Kupplung angetriebenen Antriebswelle und einer zu dieser koaxialen Abtriebswelle, wobei die Antriebswelle über eine Kupplung mit dem auf der Antriebswelle drehbaren einen Zahnrad eines Vorgeleges verbindbar ist, dessen anderes Zahnrad auf einer Keilriemenscheiben eines stufenlos einstellbaren Keilriemengetriebes tragenden Primärwelle sitzt und außerdem die Antriebswelle über eine Kupplung mit dem auf der Abtriebswelle drehbaren einen Zahnrad eines Vorgeleges kuppelbar ist, dessen anderes Zahnrad auf einer Keilriemenscheiben des stufenlos einstellbaren Keilriemengetriebes tragenden Sekundärwelle sitzt, wobei auf den beiden zugewandten Enden der Antriebswelle und der Ab- ao triebswelle je eine drehfest mit der zugeordneten Antriebs- oder Abtriebswelle verbundene, axial verschiebbare Kupplungshälfte vorgesehen ist und die verschiebbaren Kupplungshälften einerseits miteinander verbindbar sind und andererseits je eine verschiebbare Kupplungshälfte mit je einer mit dem auf der Antriebs- oder Abtriebswelle drehbaren, axial unverschiebbaren Zahnrad verbundenen Kupplungshälfte kuppelbar ist, und die zur Primär- und Sekundärwelle parallele Antriebswelle zwischen der mehrere nebeneinander angeordnete, gemeinsam einstellbare Keilriemenscheiben des Schmalkeilriemengetriebes tragenden Primär- und Sekundärwelle angeordnet ist, nach Patent 1 455 726, dadurch gekennzeichnet, daß auf der mittels der Kupplung (20) wahlweise von der Antriebswelle (3) direkt oder über das stufenlos einstellbare Schmalkeilriemengetriebe (2) antreibbaren Antriebswelle (10) ein Zahnrad (11) befestigt ist oder mit dieser einstückig ist, das mit einem Zahnrad (14) einer parallelen Vorgelegewelle (24) kämmt, von der ein weiteres Zahnrad (15) mit einem auf einer zur Antriebs- und Abtriebswelle (3 und 10) koaxialen Ausgangswelle (13) drehbar angeordneten Zahnrad (16) in Eingriff steht, und daß mittels einer Kupplung (12) wahlweise die Abtriebswelle (10) mit der Ausgangswelle (13) oder das auf der Ausgangswelle (13) drehbare Zahnrad (16) mit dieser kuppelbar ist.

2. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die miteinander kämmenden Zahnräder (11, 14 bzw. 15 und 16) einen ins Langsame übersetzten Antrieb der Ausgangswelle (13) bewirken und daß in an sich bekannter Weise die verschieden großen Zahnräder (14 und 15) und die diese tragende Vorgelegewelle (24) einstückig sind.

3. Stufenlos einstellbares Getriebe nach den An-Sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Ausgangswelle (13) drehbar angeordnete Zahnrad (16) wie an sich bekannt, Ausnehmungen, Rasten oder Nuten zur formschlüssigen Verbindung mit der Kupplung (12) besitzt.

4. Stufenlos einstellbares Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (16) auf der Ausgangswelle (13) und die Kupplung (12) an ihren einander zugewandten Seiten Kupplungsbeläge aufweisen.

5. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das auf der Abtriebswelle (10) angeordnete, mit dem auf der Sekundärwelle (6) des stufenlos einstellbaren Schmalkeilriemengetriebes (2) sitzenden Zahnrad (7) kämmende Zahnrad (8) mit der Abtriebswelle (10) in Abhängigkeit von seiner Drehzahl kuppelbar ist, wozu das Zahnrad (8) über einen Freilauf (17) mit der Abtriebswelle (10) kuppelbar ist, der ein Überholen des Zahnrades (8) durch die Abtriebswelle (10) erlaubt.

6. Stufenlos einstellbares Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupplungsgehäuse der hydrodynamischen Kupplung (1) in an sich bekannter Weise an ihrem Umfang mit Rippen oder Blechen zur Förderung von Kühlluft ausgebildet ist.

7. Stufenlos einstellbares Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, bis nahe an die Rippen oder Bleche Leitbleche geführt sind.