Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe, bei dem die Antriebsleistung - in einem ersten Leistungsbereich - von einer Antriebswelle über ein stufenlos verstellbares Getriebe, insbesondere ein Getriebe mit paarweise zusammen¬ wirkenden, toroidförmigen Laufflächen, zwischen denen Roll¬ körper laufen, und eine Vorgelegewelle sowie ein Summie- rungsgetriebe oder - in einem zweiten Leistungsbereich - über das stufenlose Getriebe direkt auf eine Abtriebswelle übertragen wird.

Stufenlos verstellbare Getriebe mit einer An- und Ab- triebswelle und einem Variator, bestehend aus zumindest zwei Torusscheiben mit toroidförmigen Laufflächen, zwischen denen Rollkörper abrollen, sind der Literatur in vielfachen Ausgestaltungen als bekannt zu entnehmen.

Die DE-A 28 07 971 zeigt ein einfach aufgebautes Reib¬ radgetriebe mit einer An- und Abtriebswelle und zwei Schei¬ ben, die zwischen sich Rollkörper aufnehmen. Die Rollkörper sind in Lagerungen gehaltert und können über eine axial verschiebbare Trommel verschwenkt werden. Auf diese Weise wird das Übersetzungsverhältnis verändert.

Aus der niederländischen Offenlegungsschrift 65 15 563 ist ein Reibrollengetriebe mit zwei schwenkbaren Reibrol¬ lensätzen zwischen zwei Antriebsscheiben bekannt, dessen mittiger Abtriebsscheibe ein Planetengetriebe mit mehreren Sonnenrädern nachgeordnet ist. Eines ist drehfest mit den Antriebsscheiben, ein anderes drehfest mit der Abtriebswel¬ le des Gesamtgetriebes und ein drittes mit einer Bremse

verbunden, wahrend der Steg des Planetengetriebes an die Abtriebsscheibe angeschlossen ist. Durch eine umschaltbare Klauenkupplung ist das Planetengetriebe m einer ersten Betriebsweise als summierendes Getriebe zwischen An- und Abtriebsscheiben oder m der zweiten Betriebsweise als

Übertragung zwischen Abtriebsscheibe und Abtriebswelle ein¬ setzbar, wenn zu letzterem das Sonnenrad gebremst wird.

Beispiele für stufenlos verstellbare Getriebe mit zwei Leistungsbereichen bzw. Betriebsweisen sind den europai¬ schen Patentschriften 0 043 184 und 0 078 124 als bekannt zu entnehmen.

In einer dieser Betriebsweisen wird die Antriebslei- stung über das CVT auf die Abtriebswelle übertragen, wah¬ rend in der anderen Betriebsweise die Antπebsleistung so¬ wohl über das CVT als auch über einen weiteren Leistungs¬ zweig fließt, in einem Summierungsgetriebe summiert und auf die Abtriebswelle gebracht wird. Diese Beispiele zeigen ferner, daß die Antriebswelle konzentrisch zum CVT liegen (EP-A 0 043 184) oder mit seitlichem Versatz zur Antriebs¬ welle auf einer Nebenwelle angeordnet sein kann (EP-A 0 078 124) .

Ebenso ist es bekannt, beim Wechsel von einer auf die andere Betriebsweise ein synchrones Übersetzungsverhältnis einzuhalten, um - ohne zusätzliche Verstellung des CVT - „synchron" umschalten zu können.

Um den baulichen Aufwand f r die erforderlichen Uber- setzungsstufen bzw. die Anbmdung des Summierungsgetriebes zu senken, wurden weitere Vorschlage gemacht. Ein Beispiel hierfür ist die Anordnung nach der EP-A 0 149 892.

Aus der EP-A 0 502 061 ist schließlich eine Bauweise bekanntgeworden, bei der das stufenlose Getriebe konzen¬ trisch zur Motorwelle liegt und direkt über die äußeren Torusscheiben angetrieben wird. Die durchgehende Antriebs- welle trägt ein Sonnenrad eines Planetengetriebes, dessen Hohlrad festgebremst werden kann. Der Steg des Planetenge¬ triebes ist Bestandteil einer kurzen Zwischenwelle, die an ihrem abtriebsseitigen Ende den Steg eines Summierungsge- triebes (Planetengetriebe} trägt. Das Hohlrad dieses Sum- mierungsgetriebes ist mit der Abtriebswelle des Getriebes fest verbunden. Über eine schaltbare Kupplung kann das Hohlrad bzw. die Abtriebswelle direkt mit dem dritten Glied des Planetengetriebes, dem Sonnenrad, verbunden werden. Das Sonnenrad wird von einer Ubersetzungsstufe angetrieben, deren Antriebsrad drehfest mit einer Vorgelegewelle verbun¬ den ist. Über einen Kettentrieb treibt die innere Torus- scheibe die Vorgelegewelle an. Bei geschlossener Bremse und geöffneter Kupplung befindet sich das Getriebe in der er¬ sten Betriebsweise (LOW) mit Leistungsverzweigung. Im an- schließenden oberen Bereich (zweite Betriebsweise, HIGH) ist die Bremse geöffnet und die Kupplung geschlossen, so daß die Antriebsleistung über die innere Torusscheibe und den Kettentrieb über die Vorgelegewelle auf die Uberset¬ zungsstufe und im direkten Durchtrieb auf die Abtriebswelle übertragen wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe der eingangs genannten Art hinsichtlich der Übersetzungsverhältnisse (Drehzahlen) , der Belastung des stufenlos verstellbaren Getriebes und der Vorgelegewelle zu optimieren, so daß das Getriebe bei gleichem Grundaufbau an unterschiedliche Einsatzfälle angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches aufweisenden, gattungsgemaßen Getriebe gelost. Hierbei wird das stufenlos verstellbare Getriebe nicht direkt, sondern über eine erste Uberset¬ zungsstufe und, von der Vorgelegewelle aus, über eine wei¬ tere Ubersetzungsstufe angetrieben. Diese beiden Uberset- zungsstufen bieten erste Möglichkeiten zur Optimierung der Drehzahlverhaltnisse innerhalb des stufenlos verstellbaren Getriebes.

Über eine schaltbare Kupplung der Vorgelegewelle kann die Ubersetzungsstufe zugeschaltet werden, die mit einem Getriebeglied des Summierungsgetriebes verbunden ist. Die mit dem Getriebeglied des Summierungsgetriebes verbundene Ubersetzungsstufe bietet zusätzliche Möglichkeiten, die Drehzahlen innerhalb des Getriebes zu variieren (An¬ spruch 2) .

Weitere vorteilhafte bauliche Ausgestaltungen sind den Ansprüchen 3 bis 19 zu entnehmen. Vorzugsweise eignet sich das erfmdungsgemaße Getriebe für den Einsatz in Fahrzeugen mit einem Triebstrang, bei dem der Motor, das Getriebe und der Abtrieb in einer Linie angeordnet sind (insbesondere für Pkw mit Heckantrieb und begrenztem, radialen Platz- Tunneleinbau.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Getriebes ist eine weitere Ubersetzungsstufe zwischen dem stufenlos verstellbaren Getriebe und dem Summierungsgetne- be eingeschaltet. Diese Ubersetzungsstufe kann entweder aus einem Planetengetriebe oder aus Zahnradern in Vorgelegewel¬ lenanordnung gebildet sein. Durch die Kombination der ins¬ gesamt dann zur Verfugung stehenden Ubersetzungsstufen ist

es möglich, die Drehzahlen des stufenlos verstellbaren Ge¬ triebes und der Vorgelegewelle so zu optimieren, daß das stufenlos verstellbare Getriebe in seinem oberen Drehzahl- bereich arbeitet. Bei gleicher Leistung wird dieser Getπe- beteil mit einem geringeren Drehmoment belastet. Es liegt auf der Hand, daß die Möglichkeit einer Optimierung der Drehzahlen dann eingeschränkt wird, wenn diese Uberset¬ zungsstufe entfallt. Anstelle von vier Ubersetzungsstufen stehen dann nur drei zur Verf gung, was bedeutet, daß durch den Blockbetrieb des Summierungsgetriebes in der Betriebs¬ weise HIGH die Übersetzungen und somit die Drehzahlen des CVT dadurch vorgegeben sind, daß Motor und Abtrieb in vor¬ gegebenen Drehzahlbereichen laufen müssen.

Weitere, für die Erfindung wesentliche Merkmale sowie die daraus resultierenden Vorteile sind der nachfolgenden Erläuterung eines bevorzugten Ausfuhrungsbeispiels des er- fmdungsgemaßen Getriebes zu entnehmen. Es zeigen:

Fig. 1 ein Schema eines Getriebes, das in zwei Lei¬ stungsbereichen betrieben werden kann;

Fig. 2 die symbolische Darstellung des Getriebes nach Fig. 1 und

Fig. 3 ein Drehzahl-Diagramm.

Ein m Fig. 1 angedeuteter Motor 1 treibt eine An- triebswelle 2, die an ihrem freien - in der Zeichnung rechts liegenden Ende - ein Zahnrad 3 tragt. Das Zahnrad 3 steht mit einem Zahnrad 4 im Eingriff. Das Zahnrad 4 ist drehfest auf einer Vorgelegewelle 5 angeordnet.

Die Zahnrader 3 und 4 bilden eine erste Ubersetzungs¬ stufe mit einer Übersetzung ι_an.

Mit der Vorgelegewelle 5 ist ein weiteres Rad 6 dreh- fest verbunden, das mit einem Rad 7 m treibender Verbin¬ dung steht. Das Rad 7 ist in bezug auf eine Zwischenwelle 8 drehbar angeordnet. Wie in der Zeichnung angedeutet, sind die Rader 6 und 7 Kettenrader, die über eine Antriebsket¬ te 9 miteinander verbunden sind. Anstelle eines Ketten- triebs wird der Fachmann gegebenenfalls einen Umschlm- gungstrieb anderer Bauart oder ein Zwischenzahnrad verwen¬ den. Es sollte dabei sichergestellt werden, daß Welle 6 und 12 die gleiche Drehrichtung haben.

Das Rad 7 ist drehfest mit einem Eingangsglied 10 ei¬ nes stufenlosen Getriebes 11 verbunden. Dieses Eingangs¬ glied 10 setzt sich, wie aus der Zeichnung ersichtlich, aus einer kurz bauenden Hohlwelle 12 und zwei inneren Torus¬ scheiben 13 und 14 mit zwei Laufflachen zusammen. Das Rad 7 und das Eingangsglied 10 können ein gemeinsames Bauteil bilden. Die mnenliegenden Torusscheiben 13 und 14 wirken paarweise mit äußeren Torusscheiben 15 und 16 zusammen, die drehfest mit der Zwischenwelle 8 verbunden sind.

Zwischen den schematisch gezeichneten, toroidförmigen Laufflachen laufen Rollkorper 31.

Am freien Ende der Zwischenwelle 8 ist ein Sonnen¬ rad 17 drehfest angeordnet. Das Sonnenrad 17 steht in stan- digem Zahneingriff mit Planetenradern 18, die ferner m ein ortsfest angeordnetes Hohlrad 19 eingreifen. Durch einen Steg 20 wird ein Planetengetriebe 21 vervollständigt, das eine weitere Ubersetzungsstufe I 3 bildet.

Anstelle des Planetengetriebes kann die Ubersetzungs¬ stufe in Vorgelegebauweise ausgebildet sein.

Der Steg 20 des Planetengetriebes ist drehfest mit einer weiteren Zwischenwelle 22 verbunden, die an ihrem freien - in der Zeichnung rechts liegenden Ende - ein wei¬ teres Sonnenrad 23 tragt. Dieses Sonnenrad 23 ist ein Ge¬ triebeglied eines Summierungsgetriebes 24. Das Sonnenrad 23 kämmt mit Planetenradern 25. Das als Planetengetriebe aus- gebildete Summierungsgetriebe 24 wird durch ein Hohlrad 26 vervollständigt, an das eine Abtriebswelle 27 des Getriebes angeschlossen ist. Ein Steg 28 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, einerseits über eine schaltbare Kupplung K2 mit der Abtriebswelle 27 verbindbar und ist andererseits drehfest an ein Rad 29 angeschlossen.

Das Rad 29 ist drehbar auf der Zwischenwelle 22 gela¬ gert und steht in standigem Zahneingriff mit einem Rad 30, das drehfest auf der Vorgelegewelle 5 befestigt ist. Die Rader 29 und 30 bilden eine Ubersetzungsstufe mit einer Übersetzung ι_2.

Zwischen dem Rad 6 und dem Rad 30 der Vorgelegewelle 5 ist eine schaltbare Kupplung Kl eingeschaltet.

Der in Fig. 1 anhand des Schemas erläuterte Getriebe¬ aufbau ist in Fig. 2 in einer symbolischen Darstellung zu¬ satzlich wiedergegeben. Diese Darstellung ist dem Fachmann geläufig, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt. Aus dieser symbolischen Darstellung ist ergänzend die Über¬ setzung ι_V des stufenlos verstellbaren Getriebes 11 zu entnehmen.

Das erläuterte Getriebe erlaubt einen Betrieb in zwei Leistungsbereichen:

1. Unterer Bereich (LOW) mit Leistungsverzweigung:

Die Antriebsleistung wird von der Antriebswelle 2 über die Ubersetzungsstufe (Rader 3 und 4) mit der Überset¬ zung ι_an auf die Vorgelegewelle 5 geleitet. Von hier aus wird das stufenlos verstellbare Getriebe 11 ange- trieben. Die Leistung fließt über das Summierungsge¬ triebe 24 auf die Abtriebswelle 27. Die schaltbare Kupplung K2 ist geöffnet.

Über einen weiteren Leistungszweig wird die Antriebs- leistung über die Vorgelegewelle 5, die Kupplung Kl, die geschlossen ist, über die Ubersetzungsstufe (Rader 29 und 30) in das Summierungsgetriebe 24 gelei¬ tet. Die aufsummierte Leistung wird an die Abtriebs¬ welle 27 weitergeleitet.

2. Oberer Bereich (HIGH) m t dem Summierungsgetriebe im Blockbetrieb:

Die Antriebsleistung wird von der Antriebswelle 2 über die erste Ubersetzungsstufe mit der Übersetzung ι_an auf die Vorgelegewelle gebracht. Von hier aus wird das stufenlos verstellbare Getriebe 11 angetrieben. Die Kupplung Kl ist geöffnet, so daß über die Vorgelege¬ welle 5 kein Leistungsanteil in das Summierungsgetrie- be 24 eingeleitet wird. Die Antriebsleistung wird über die geschlossene Kupplung K2 auf die Abtriebswelle 27 gebracht, wobei das Summierungsgetriebe 24 als Block umlauft.

Die Fig. 3 zeigt ein Drehzahl-Diagramm, das die Dreh- zahlverhaltnisse zwischen den einzelnen Getriebegliedern und in bezug auf die Getπebeubersetzung wiedergibt. Im ersten Fahrbereich (LOW) fahrt das Fahrzeug, ohne daß ein zusatzlicher Rückwärtsgang erforderlich wäre, rückwärts. Die Drehzahl an der Abtriebswelle 27 verlauft über den Wert Null in Vorwärtsfahrtrichtung und lauft dann m den oberen Bereich (HIGH) mit dem Summierungsgetriebe 24 im Blockbetrieb. Ersichtlich ist, daß das stufenlos verstell- bare Getriebe vorwiegend m seinem oberen Drehzahlbereich arbeitet .

Die als Planetengetriebe ausgebildete Ubersetzungsstu¬ fe mit der Übersetzung ι_3, die die Zwischenwellen 8 und 22 miteinander verbindet, kann gegebenenfalls entfallen. In diesem Fall wurde das Sonnenrad 17 an die Stelle des Son¬ nenrades 23 des Summierungsgetriebes 24 treten. Obwohl die¬ se Alternative prinzipiell möglich ist, bedeutet sie doch eine Einschränkung der Möglichkeiten zur Optimierung der Drehzahlverhaltnisse innerhalb des Getriebes.

Obwohl dies nicht gesondert erwähnt ist, können die miteinander im Eingriff stehenden Zahnrader gerad- oder schragverzahnt sein. Der Fachmann wird insbesondere bei hohen Drehzahlen Schragverzahnungen vorziehen, um Einfluß auf die Gerauschentwicklung zu nehmen.

Bezugszeichen

1 Motor Kl Kupplung

2 Antriebswelle K2 Kupplung

3 Zahnrad

4 Zahnrad

5 Vorgelegewelle

6 Rad

7 Rad

8 Zwischenwelle

9 Antriebskette

10 Eingangsglied

11 stufenloses Getriebe

12 Hohlwelle

13 Torusscheibe

14 Torusscheibe

15 Torusscheibe

16 Torusscheibe

17 Sonnenrad

18 Planetenrad

19 Hohlrad

20 Steg

21 Planetengetriebe

22 Zwischenwelle

23 Sonnenrad

24 Summierungsgetriebe

25 Planetenrad

26 Hohlrad

27 Abtriebswelle

28 Steg

29 Rad

30 Rad

31 Rollkörper