Diese Erfindung betrifft ein stufenlos verstellbares Ver¬ bundgetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, das sowohl automatisch wie auch als Handschaltgetriebe ausgelegt sein kann. Das mechanisch stufenlose Getriebe ist z. B. als ein Kege1scheiben-Dmschlingungsgetriebe verwirklicht.

Solche Getriebe sind aus der DE-OS 29 47 658 und aus der DS-PS 41 25 037 bekannt. In beiden Druckschriften ist eine Ge- triebeeingangswellie mit dem Pumpenrad einer hydrodynamischen Einheit fest verbunden und kann auch über eine überbrückungs- kupplung wirkungsmäßig mit der Antriebswelle eines Kegelschei- ben-Umschlingungsgetriebes verbunden werden. Der Abtriebswelle des ümschlingungsgetriebes ist noch ein Fahrtrichtungswechsel- . getriebe nachgeordnet, um über eine Schiebemuffe eine Zahnkupp¬ lung und Zahnräder bzw. über eine zweite Zahnkupplung und Zahn¬ räder mit Zwischenrad auf die Abtriebswelle bzw. auf ein Dif¬ ferential zur Vorwärts- bzw. Rückwärtsfahrt umschalten zu kön¬ nen. Für diese Umschaltung ist noch eine Trennkupplung zwi¬ schen dem Antriebsmotor (vorrangig der Turbine) und der An¬ triebswelle des mechanischen, stufenlosen Getriebes angeordnet, um den vom Motor kommenden Antriebssträng während des Rever- sierschaltens zu unterbrechen.

Solche Getriebe bauen sehr groß und schwer und insbeson¬ dere die Regelung ist sehr kompliziert, die vielen Teile haben ein zu hohes Gewicht und die Herstellung ist mit einem hohen Aufwand verbunden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verbundgetriebe nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu vereinfachen und leich¬ ter auszuführen und die Bauteile möglichst für alle Funktionen eines solchen Getriebes optimal und mehrfach zu nutzen. Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 erfüllt.

Während bei den obengenannten Schriften die hydrodynamische Einheit in bekannter Weise als Anfahrhilfe und für die Drehmoment¬ wandlung benutzt wird und für die Drehrichtungsumkehr ein geson¬ dertes Getriebe notwendig ist, erfolgt die Drehmomentwandlung nach der Erfindung vorrangig im mechanischen, stufenlosen Getriebe, z. B. in dem Umschlingungsgetriebe, und die hydrodynamische Ein¬ heit wird noch für die Drehrichtungsumkehr benützt und das geson¬ derte Wendegetriebe ist nicht mehr erforderlich. ι

Die Funktion der Turbine, die nahe der Getriebeeingangswelle, aber auch in axialer Richtung gesehen nahe dem z. B. Umschlingungs¬ getriebe angeordnet sein kann, wird zwischen dem Vorwärtsanfahrbe- reich - wirkt als Turbine - und dem Rückwärtsanfahr- und -fahrbe- reich - wirkt infolge der Abstützung am Gehäuse als Leitrad - ver¬ ändert.

'Infolge der Verbindung des Leitrades, das radial innen ange¬ bracht ist mit der Antriebswelle des mechanischen, stufenlosen Ge¬ triebes, wirkt dieses in beiden genannten Anfahrrichtungen im Prinzip als Turbine, so daß im Vorwärtsfahrbereich die hydrodyna¬ mische Einheit als hydrodynamische Kupplung wirkt.

Während nach dem Stand der Technik, wie bei allen Gangschalt¬ getrieben bekannt, die hydrodynamische Einheit mit dem Leitrad über einen Freilauf am Gehäuse abgestützt ist, wird beim Erfin¬ dungsgegenstand diese abgewandelt und auch mehrfach genutzt. Die Wirkungsgradprobleme eines Drehmomentwandlers haben im Zusammen¬ hang mit dem mechanischen, stufenlosen Getriebe und der Tatsache, daß im größten Teil des Vorwärtsfahrbereiches der Wandler über¬ brückt ist, nur eine untergeordnete Bedeutung.

In den Ansprüchen 2 bis 14 wird die Erfindung besonders vor¬ teilhaft ausgestaltet.

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Das Leitrad kann nach den Ansprüchen 3 bis 5 mit der Antriebswelle des mechanischen, stufenlosen Getriebes drehfest, aber auch über einen Freilauf oder eine Kupplung verbunden werden, wobei insbe¬ sondere die drehfeste Verbindung sehr einfach ist, weil keinerlei Betätigungseinrichtungen erforderlich sind.

Eine nachteilige Wirkung in den beiden Vorwärtsfahrbereichen tritt nicht ein, weil in einem Fall nur die Turbine vergrößert wird und im überbrückten Bereich die gesamte hydrodynamische Einheit als Block umläuft. J

Die Ausgestaltung der Steuerung für die überbrückungskupplung und das z. B. Umschlingungsgetriebe nach den Ansprüchen 6 bis 8 ist infolge der günstigen Rückwärtsfahrlösung in sehr einfacher Weise möglich.

Werden nach Anspruch 9 mit einer Synchronisiereinrichtung ver¬ sehene Klauenkupplungen angeordnet, ist eine weitere Vereinfachung möglich, wobei diese sich besonders vorteilhaft ergibt, wenn das stufenlos verstellbare Verbundgetriebe als Handschaltgetriebe aus¬ gelegt ist.

Die vor dem mechanisch stufenlosen Getriebe nach Anspruch 10 ange¬ ordnete Dämpfeinrichtung ist besonders im Vorwärtsfahrbereich beim überbrückten Wandler von Vorteil, weil harte Stöße auf das z. B. Umschlingungsgetriebe damit vermieden werden können, die ein sol¬ ches Getriebe in bezug auf Lebensdauer ungünstig beeinflussen. Die günstige Anordnung der hydrodynamischen Einheit in Verbindung mit den Kupplungen und dem mechanisch stufenlosen Getriebe ermög¬ licht nach Anspruch 11 noch eine verschleißfreie Strδmungsbremse, ohne daß dafür zusätzliche Bauteile benötigt werden. Das Lösungsprinzip läßt auch im Zusammenhang mit den Erfordernis¬ sen und den konstruktiven Ausgestaltungen viele Möglichkeiten zu, so daß die günstigste Lösung zwischen den Anforderungen und den Ausführungen nach denAnsprüchen 12 bis 14 verwirklicht werden kann. Werden, wie z. B. nach Anspruch 14 vorgesehen, die Turbine mit verkleinerten und das Leitrad mit ^' ergrößerten Radienverhältnis¬ sen ausgeführt, ergibt dies eine bessere (steifere) Kennlinie (in Zusammenarbeit mit dem Motor) für das im Rückwärtsgang rückwärts drehende Leitrad.

Eine günstige Anordnung der Kupplung und Bremse zueinander, wie auch zu den Teilgetrieben - als Beispiel die Anordnung zwi¬ schen den Teilgetrieben mit einem gemeinsamen Innenlamellenträger führt zu einer weiteren Vereinfachung.

Aus der DE-AS 10 69 001 ist zwar ein Strδmungswandler bekannt, der zur Erzielung eines Rückwärtsganges herangezogen ist. Dem Strömungswandler ist aber kein mechanisches, stufenloses Getriebe, sondern ein Planetenra getriebe nachgeschaltet, und der Rückwärts¬ gang wird durch das gemeinsame Festhalten des Hohlrades vom ersten Radzug des Planetengetriebes sowie des Sonnenrades erzielt. Die Drehmomentwandlung erfolgt auch ausschließlich im Strömungswand¬ ler, der notwendigerweise nur für die Vorwärtsfahrt optimiert ist. Trotz eingeschalteter Kupplung im 2. Gang ist der Strömungswandler auch nicht überbrückt, sondern über Leistungsteilung an der Über¬ tragung des Motormomentes - Antrieb am Hohl- und Sonnenrad des ersten Radsatzes vom Planetengetriebe - beteiligt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von Aus¬ führungsbeispielen und von Zeichnungen erläutert, wobei die Ein¬ zelheiten der Zeichnung Gegenstand der Erfindung sind. Es zeigen:

Fig. 1 ein stufenlos verstellbares Verbundgetriebe mit einer dreiteiligen, hydrodynamischen Einheit und einem mechanisch stufenlosen Getriebe in schemati- scher Darstellung.

Fig. 2 ein stufenlos verstellbares Verbundgetriebe nach Fig. 1 im Halbschnitt schematisch dargestellt mit einer anderen Anordnung des Pumpen- und Turbinen¬ rades und mit einem Freilauf am Leitrad.

Fig. 3 ein stufenlos verstellbares Verbundgetriebe nach Fig. 2 mit einer anderen Lagerung der Turbine und mit Kupplungen am Leitrad.

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Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in bezug auf die drei¬ teilige, hydrodynamische Einheit, jedoch mit nicht symmetrisch angeordneten Radienverhältnissen zwi¬ schen Pumpe und Turbine.

Das in Fig. 1 dargestellte, stufenlose Verbundgetriebe hat eine dreiteilige, hydrodynamische Einheit 1, deren Pumpenrad 12 über eine Getriebeeingangswelle 7 angetrieben wird. Mit einer überbrückungskupplung 11 kann die Eingangswelle 7 über einen in ümfangsrichtung wirkenden Dämpfer 6 direkt mit der Antriebs¬ welle 21 des mechanisch stufenlosen Getriebes 2, z. B. eines U - schlingungsgetriebes verbunden werden. _. Das Antriebsmoment wird über eine Ausgangswelle 8, evtl. über ein Konstantgetriebe, auf ein Differentialgetriebe übertragen.

Die dreiteilige, hydrodynamische Einheit 1 ist ähnlich wie ein Trilokwandler aufgebaut, jedoch das Leitrad 14 ist nicht, wie all¬ gemein bekannt, über eine Einwegkupplung am Gehäuse abgestützt, sondern mit der Antriebswelle 21 des Umschlingungsgetriebes 2 fest verbunden. Auch die Turbine 13 ist abweichend vom Aufbau eines Trilokwandlers über ein Speichenrad 131, das zwischen Leitrad 14 und Pumpenrad 12 hindurchgeführt ist, mit einer inneren Welle 17 verbunden, wobei diese wahlweise über eine Bremse 3 mit dem Ge¬ häuse 5 oder über eine Kupplung 4 mit der Antriebswelle 21 für das Umschlingungsgetriebe 2 verbunden werden kann. Die Kupplung 4 und die Bremse 3 können dabei in axialer Richtung zwischen der hydro¬ dynamischen Einheit 1 und dem Umschlingungsgetriebe-2 (Fig. 1 und 2) , aber auch hinter diesem angeordnet sein (Fig. 3) . Ein Drehmomentgeber 9 ist z. B. noch in der Antriebswelle 21 ange¬ ordnet.

In Fig. 2 ist in der hydrodynamischen Einheit 10 die Anord¬ nung des Puπtpenrades 120 und Turbinenrades 130 vertauscht, so daß sich die Verbindung des Turbinenrades 130 mit der inneren Welle 17 günstiger gestaltet. Das Leitrad 14A ist dabei über eine Einweg¬ kupplung 15 (Freilauf) mit der Antriebswelle 22 für das umschlin¬ gungsgetriebe 2 verbunden und die Innenlamellen der Kupplung 3 und

Bremse .4 sind auf einem gemeinsamen Lamellenträger 31-/41 angeord¬ net, wobei z. B. auch die Innenlamellen der Bremse und die Außen¬ lamellen der Kupplung auf einem gemeinsamen Lamellenträger ange¬ ordnet sein könnten. In Fig. 3 ist das Leitrad 14B mit der Ant¬ riebswelle 23 für das Umschlingungsgetriebe 20 über eine Kupp¬ lung 16 verbindbar und die Kupplung 40 und die Bremse 30 sind, in axialer Richtung gesehen, hinter dem umschlingungsgetriebe ange¬ ordnet.

In der schematischen Darstellung der dreiteiligen, hydro¬ dynamischen Einheit nach Fig. 4 ist die Turbine 130A mit ver¬ kleinerten und das Leitrad 140 mit vergrößerten Radienverhält¬ nissen schematisch dargestellt.

Beim Anfahren ist das Umschlingungsgetriebe 2, 20 in seine höchste Obersetzung verstellt und zum Vorwärtsanfahren ist die Getriebeeingangswelle 7 nur mit dem Pumpenrad 12, 12A, 120, 120A und die Turbine 13, 13A, 130, 130A und das Leitrad 14, 14A, 14B, 140 über die Kupplung 4, 40 mit der Antriebswelle 21, 22, 23 für das mechanische, stufenlose Getriebe 2, 20 verbunden. Das Leit¬ rad 14 wirkt dabei infolge seiner Verbindung, die fest oder über eine Kupplung 16 oder auch eine Einwegkupplung 15 hergestellt wer¬ den kann, als zweite Turbine.

Bei einer relativ geringen Drehzahl vom Antriebsmotor wird im Vor¬ wärtsfahrbereich die Getriebeeingangswelle 7 über die über- brückungskupplung 11, 110 und die in Umfangsrichtung wirkende Dämpfeinrichtung 6 mit der Antriebswelle 21, 22, 23 für das mecha¬ nische," stufenlose Getriebe 2, 20 direkt verbunden. Die hydro¬ dynamische Einheit ist damit nicht wirksam und läuft als Block um. Drehzahl- und Motormomentanpassung erfolgen also ausschließlich über das mechanische, stufenlose Getriebe.

Im Rückwärtsanfahr- und auch -fahrbereiσh ist die Getriebeein¬ gangswelle 7 nur mit dem Pumpenrad 12 und das Leitrad 14 mit der Antriebswelle 21 für das mechanisch stufenlose Getriebe 2 verbun¬ den. Das Turbinenrad wird über die geschaltete Bremse 3 am Ge¬ häuse 5 festgehalten, so daß das Leit- als Turbinenrad und das Turbinen- als Leitrad wirken.

OMPL

Wird zu ^' dieser Rückwärtsschaltanordnung noch die überbrückungs- kupplung 11, 110 geschlossen, so drehen Leit- und Pumpenrad ge¬ meinsam und wirken in Verbindung mit dem festgehaltenen Turbinen¬ rad als verschleißfreie Strömungsbremse.

In der nachfolgenden Tabelle sind die jedem Fahrzustand zu¬ geordneten, geschalteten Kupplungen und Bremsen in einfacher Weise erkennbar.

Kupplung Bremse überbrückungs- Einwegkupp- 4 3 kupplung 11, 110 lung 15

Vorwärts anfahren X ®

Vorwärts fahren X X ®

Rückwärts an¬ ^« fahren und fahren • X X

*

Verschleißfrei bremsen X X X

@ = kann, aber muß nicht geschaltet sein

Mit der festen Verbindung des Leitrades bzw. der Abstützung mit einer Einwegkupplung 15 gegenüber einer evtl. geöffneten Kupp¬ lung 16 in dem Vorwärtsanfahr- und -fahrbereich wird lediglich die Leistungsaufnahmecharakteristik verändert.

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Bezugszeichen

1, 10, 100, 100A Hydrodynamische Einheit

11, 110 überbrückungskupplung

12, 12A, 120, 120A Pumpenrad

13, 13A, 130, 130A Turbinenrad

131 Speichenrad

14, 14A, 14B, 140 Leitrad

15 - Einwegkupplung (Freilauf)

16 Kupplung

17, 170 Innere Welle

2, 20 Mechanisches, stufenloses Getriebe (Umschlingungsgetriebe)

21 Antriebswelle

22 Antriebswelle

23 Antriebswelle

3, 30 Bremse „

4, 40 . Kupplung

31 / 41 Lamellenträger

5, 50 Gehäuse

6 Dämpfeinrichtung

7 Getriebeeingangswelle

8 Getriebeausgangswelle

9 Drehmomentgeber