CH171800A - Getriebe zur Umformung des Drehmomentes bezw. der Drehzahl. - Google Patents

Getriebe zur Umformung des Drehmomentes bezw. der Drehzahl.

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CH171800A
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/04Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives
    • F02B39/06Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives the engine torque being divided by a differential gear for driving a pump and the engine output shaft

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Description


  Getriebe zur     Umformung    des Drehmomentes     bezw.    der Drehzahl.    Die Erfindung bezieht sich auf ein Ge  triebe zur Umformung des Drehmomentes       bezw.    der Drehzahl einer Kraftmaschine, ins  besondere für durch eine     Brennkraftmaschine     angetriebene Fahrzeuge, und ist gekennzeich  net durch die Kombination eines eine Pumpe  und eine Turbine aufweisenden Flüssigkeits  getriebes     mit    einem Differentialgetriebe, von  dem ein Hauptteil mit der     Abtriebswelle    der  Kraftmaschine und die übrigen Hauptteile  je mit einem Teil des Flüssigkeitsgetriebes in  Verbindung stehen.  



  Der als Funktion der Drehzahl aufgetra  gene Verlauf des Drehmomentes. welches auf  der Pumpenseite eines Flüssigkeitsgetriebes  aufgenommen werden kann, besitzt einen       parabelähnlichen    Verlauf. Flüssigkeitsge  triebe haben somit die Eigenschaft, dass sie  erst in der Nähe der normalen Betriebsdreh  zahl     nennenswerte    Drehmomente übertragen       können,    bei kleineren Drehzahlen dagegen       111r        kli#ine    Momente zu übertragen imstande  sind.    In vielen Fällen muss aber bei kleiner  Geschwindigkeit ein grosses Moment übertra  gen werden, so dass eine mechanische Über  setzung zum Betrieb bei geringen Geschwin  digkeiten zusätzlich noch verwendet werden  muss.

   Es wird dann der Vorteil erreicht, dass  wohl schon bei kleinen Drehzahlen das von  der Kraftmaschine aufgebrachte Drehmoment  voll übertragen werden kann, bei höheren  Drehzahlen die Maschine aber dann infolge  des weiteren Anstieges des von dem Getriebe  aufgenommenen Momentes überlastet würde,  das heisst die Drehzahl der Maschine kann  nicht weiter beschleunigt werden. Wird dann  die mechanische Übersetzung ausgeschaltet,  so fällt. das übertragbare Drehmoment wieder  auf einen Bruchteil des vollen Momentes ab,  so dass wiederum nicht die volle Leistung  übertragen werden kann.  



  Wenn zwischen der Kraftmaschine     und    dem  Flüssigkeitsgetriebe ein Differentialgetriebe  eingeschaltet ist, von dem ein Hauptteil mit  der     Abtriebswelle    der Kraftmaschine und die      übrigen Hauptteile mit je einem Teil des  Flüssigkeitsgetriebes in Verbindung stehen,  so ergibt sich die Möglichkeit,     da.ss    die Diffe  renz der Drehzahl zwischen dem Pumpenteil  und dem Turbinenteil des     Flüssigkeits-          getriebes    zur Veränderung des Übersetzungs  verhältnisses zwischen der Welle der Kraft  maschine und dem     Pumpenteil    des Flüssig  keitsgetriebes herangezogen werden kann,

   so  dass beim Erreichen des höchstmöglichen Dreh  momentes der     Kraftmaschine    das weiterhin  bei erhöhten Drehzahlen zu übertragende  Drehmoment nicht mehr auf einen Bruchteil  des vollen Wertes     wieder    abfällt, sondern  dauernd auf dem     Höchstwert    gehalten wer  den kann.  



  Als Flüssigkeitsgetriebe kann eine eine  Pumpe und eine Turbine aufweisende Flüs  sigkeitskupplung, ein eine Pumpe, einen     Leit-          apparat    und eine Turbine aufweisender Dreh  zahlumformer oder endlich ein Getriebe, das  je nach den Betriebsbedingungen entweder  als Drehzahlumformer mit Pumpe,     Leit-          apparat    und Turbine oder als Kupplung ohne       Leitapparat    arbeitet, verwendet werden. Das  Differentialgetriebe kann als Planetengetriebe  oder als     Reibrollengetriebe    ausgebildet sein.

         Vorteilhafterweise    wird das Sphärenrad eines  Planetengetriebes mit der Welle der Kraft  maschine, das Sonnenrad mit dem Pumpen  rad und die     Planetenrädereinheit    mit dem  Turbinenrad des Flüssigkeitsgetriebes in Ver  bindung     gebracht.    Es kann aber auch das  Sonnenrad des     Planetengetriebes    mit dem  Pumpenrad, das Sphärenrad mit dem Tur  binenrad des Flüssigkeitsgetriebes und die       Planetenrädereinheit    mit der Antriebswelle  der Kraftmaschine verbunden sein.  



  Die Erfindung werde anhand der Zeich  nung     bezw.    der     Fig.    1 durch einige zum Teil  abstrakte     Drehmomentkurven    und der     Fig.    2  bis 4 durch einige vereinfacht dargestellte  Ausführungsbeispiele näher erläutert.  



  Als Abszisse ist im Schaubild     (Fig.    1)  die Drehzahl     n1    der Kraftmaschine als Bruch  teil der normalen Drehzahl aufgetragen und  als Ordinate das Drehmoment     111d        -.ebenfalls     als Bruchteil .des normalen Momentes der    Kraftmaschine -     gewählt.    Die Kurve 1  stellt den Verlauf derjenigen Momente dar,  welche durch eine Flüssigkeitskupplung bei  verschiedener Drehzahl der Kraftmaschine  noch übertragen werden können.  



  Bei der normalen Drehzahl     n1    = 1,0 der  Kraftmaschine wird das normale Dreh  moment     Md    = 1,0 übertragen. Da die     31d-          Kurve    einen     parabelförmigen    Verlauf an  nimmt, wird durch die Kupplung bei     vermiu-          derten    Drehzahlen nur ein kleines Moment  noch übertragen; so wird beispielsweise bei  der halben Drehzahl der     Kraftmaschine    nur  des normalen Momentes übertragen und bei  der Drehzahl kaum mehr     '.,/lo    des normalen  Momentes.  



  Wird     zwischen    der Kraftmaschine und  der Flüssigkeitskupplung ein mechanisches  Übersetzungsgetriebe, beispielsweise mit dem  Verhältnis 2:1 eingeschaltet, so können  durch die Flüssigkeitskupplung - wie die  Kurve 2 zeigt - grössere Momente über  tragen werden. Es wird beispielsweise schon  bei     der    Hälfte der normalen Drehzahl der  Kraftmaschine an .der Pumpenseite der Flüs  sigkeitskupplung das volle Drehmoment auf  genommen.

   Da aber bei einer     Übersetzung     ins Schnelle nach dem     Verhältnis    2 : 1 das  vom Motor aufzubringende Moment den dop  pelten Wert aufweist, wie das im Pumpenteil  der Kupplung     wirkende    Moment, ist tatsäch  lich der Verlauf der vom Motor aufzu  bringenden Momente durch die     Kurve    3 ge  geben. Es zeigt sich, dass bei einer Motor  drehzahl, die ungefähr den     0,3,5fachen    Wert  der normalen Drehzahl aufweist, das Moment  an der Pumpenseite der Flüssigkeitskupplung  schon auf den     0,5fachen    Betrag des normalen  Drehmomentes der     Kraftmaschine    angewach  sen ist, wobei der Motor schon sein volles  Moment aufzubringen hat.

   Durch die Ein  schaltung des mechanischen Übersetzungs  getriebes mit dem Verhältnis 2 : 1 wird also  die Wirkung erzielt,     dass    schon beim     0,35-          fachen    Wert der normalen Drehzahl die  Kraftmaschine bereits das normale Moment  auf das Getriebe übertragen kann.  



  Weiter als bis zum     0,35fachen    Wert der      normalen Drehgeschwindigkeit kann die  Kraftmaschine überhaupt nicht beschleunigt  werden, weil dann für die Pumpenseite der  Kupplung grössere Momente erforderlich  wären. Wird das Übersetzungsgetriebe aber  ausgeschaltet, so ergibt sich, dass das durch  das Getriebe übertragene Moment nicht ein  mal mehr den     0-,15fachen    Betrag des normalen  Momentes aufweist, so dass wiederum nur ein  Bruchteil der Leistung der Kraftmaschine  ausgenützt werden kann.

   Kann nun aber das  Übersetzungsverhältnis der mechanischen  Übersetzung zwischen der Kraftmaschine und  dem Flüssigkeitsgetriebe anstatt plötzlich  allmählich vom Wert 2 : 1 auf den Wert  1 : 1 verändert werden, so ist es möglich, das  von der Maschine an das Getriebe übertrag  bare Moment auf dem normalen Wert zu  halten. Es wird dann zwischen dem Dreh  zahlbereich 0.3'5 und 1,0 immer das normale  Moment. 1,0 der Kraftmaschine auf das Ge  triebe übertragen. Dabei verläuft die Grösse  des vom Pumpenrad aufgenommenen Dreh  momentes ungefähr nach einer Kurve 4. Bei  der normalen Drehzahl     n1    - 1,0 der Kraft  maschine wird durch das Getriebe das  normale Drehmoment der Kraftmaschine  <B>31,1</B> = 1,0 übertragen.  



  Die     Kraftmaschinenwelle    10     (Fig.    2, 3  und 4) treibt über ein Planeten- und Flüssig  keitsgetriebe eine Welle 11, welche mit einem  leistungsaufnehmenden Teil verbunden ist.  Das Planetengetriebe     besteht    aus der     Pla-          netenrädereinheit    12, einem     Sonnenrad    13  und einem Sphärenrad 14. Das     Flüssigkeits-          getriebe    nach     Fig.    2 weist ein Pumpenrad 15  und ein Turbinenrad 16 auf.

   Die Ausfüh  rungsbeispiele nach     Fig.    3 und 4 besitzen  ausser dem Pumpenrad 15 und dem Turbinen  rad 1.6 noch einen     Leitapparat    17. Der mit  der Welle 10 der Kraftmaschine verbundene  Teil des Planetengetriebes weist ausserdem  noch einen Zahnkranz 1$ auf, in welchen  der zum Anlassen der Maschine dienende  Motor eingreift.  



       Bei    dem in     Fig.    2 dargestellten Beispiel  ist die     Planetenrädereinheit    12 mit dem Tur  binenrad 16, das Sonnenrad 13 mit dem Pum-         penrad    15 und das. Sphärenrad 14 mit der  Antriebswelle 10 verbunden.  



  Bei beginnender Drehung der Welle 10  steht zunächst die Welle 11 mit dem Tur  binenrad 16 still. Somit ist auch die Plane  tenrädereinheit an einer Drehung verhindert,  so dass das Sonnenrad 13 durch das Sphären  rad 14 über die Räder der nicht drehenden       Planetenrädereinheit    angetrieben     wird.    Die  Drehzahl des Sonnenrades ist somit im Ver  hältnis des Radius des Sphärenrades zum  Radius des Sonnenrades grösser als die Dreh  zahl des Sphärenrades. Das Getriebe nach       Fig.    2 ist hauptsächlich für Fahrzeuge, wel  che Verschiebedienst versehen, gedacht, bei  denen die Drehzahl der Kraftmaschine stets       grösser    ist als die auf die Triebachsen zu  übertragende Drehzahl.  



  Bei dem in     Fig.    3 dargestellten Beispiel  ist wiederum die     Planetenrädereinheit    mit  dem Turbinenrad und das Sonnenrad mit dem  Pumpenrad des Flüssigkeitsgetriebes verbun  den, während das Sphärenrad 14 an der An  triebswelle 10 befestigt ist. Im wesentlichen  arbeitet das Getriebe nach     Fig.    3 gleich     wie     das Getriebe nach     Fig.    2, jedoch unter     Aus-          nützung    der durch die Hinzufügung des     Leit-          apparates    17 verbesserten     Charakteristik    des  Flüssigkeitsgetriebes.  



  Bei     dem    in     Fig.    4 dargestellten Beispiel  ist das Sphärenrad 14 mit dem Turbinenrad  16 und das Sonnenrad 13 mit dem Pumpen  rad 15 verbunden, während nun die     Planeten-          rä.dereinheit    12 mit der Antriebswelle 10 in  Verbindung steht. Bei dem Anlaufen steht  die angetriebene Welle 11     still,    somit auch  das Sphärenrad 14. Die durch die Antriebs  welle 10 getriebene     Planetenrädereinheit    12  rollt daher auf der innern Seite des Sphären  rades ab und treibt mit erhöhter     Dreh-          geschwindigkeit    das Sonnenrad 1.3.

   Ist aber  nach dem Anlaufen die Drehzahl der an  getriebenen Welle 11 angenähert gleich gross  wie die     Drehzahl    der Antriebswelle 10, so .  werden auch las Sonnenrad 13 und das  Sphärenrad 14 mit ungefähr der gleichen  Drehzahl drehen. Die Planetenräder können  dann auf dem Umfang des     Sonnen-    und des      Sphärenrades nicht mehr abrollen, so dass  letzten Endes das Pumpenrad 15 angenähert  die gleiche Drehzahl aufweist wie die An  triebswelle 10.  



  Durch die Erfindung wird weiter noch  der Vorteil erreicht, dass durch die Einschal  tung des Flüssigkeitsgetriebes die     Torsions-          schwingungen    der Antriebswelle nicht auf  die angetriebene Welle übertragen werden,  weil die Leistung mindestens zum Teil durch  eine Flüssigkeit übertragen wird, wobei der  primäre und der sekundäre Teil des Flüssig  keitsgetriebes immer den zur     Vernichtung     der     Torsionsschwingungen    notwendigen  Schlupf aufweisen.  



  Eine gewisse Entlastung der einzelnen  Teile, insbesondere des Flüssigkeitsgetriebes  bei hohen Drehmomenten ist dadurch auch  möglich, dass die Leistung nicht allein über  das Flüssigkeitsgetriebe, sondern auch zum  Teil noch über das Differentialgetriebe über  tragen     wird.     



  Als     Differentialgetriebe    können ausser  Planetengetrieben,     wie    dargestellt auch     Kegel-          ra.ddifferentialgetriebe    oder     Reibrollendiffe-          rentialgetriebe    verwendet werden.  



  Selbstverständlich können auch andere  Verbindungen als die beschriebenen herge  stellt werden zwischen den einzelnen Haupt  teilen des     Differentialgetriebes    und des Flüs  sigkeitsgetriebes.  



  Die Erfindung lässt sich auch anwenden  auf Fahrzeuge, welche durch Elektromotoren  angetrieben werden, insbesondere wenn die  Motoren synchron oder nur mit geringer  Drehzahlverstellung arbeiten. Sie kann aber  auch auf alle möglichen andern Gebiete an  gewendet werden, wodurch eine Kraft  maschine eine Arbeit aufnehmende Maschine       bezw.    Welle mit einem grösseren Drehzahl  bereich oder mit sehr verschiedenen Momen  ten angetrieben werden muss.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Getriebe zur Umformung des Dreh momentes bezw. der Drehzahl einer Kraft maschine, insbesondere für durch eine Brenn kraftmaschine angetriebene Fahrzeuge, ge kennzeichnet durch die Kombination eines eine Pumpe und eine Turbine aufweisenden Flüssigkeitsgetriebes mit einem Differential getriebe, von dem ein Iiauptteil mit der Ab triebswelle der Kraftmaschine und die übri gen Hauptteile je mit einem Teil des Flüssig keitsgetriebes in Verbindung stehen. UN TERANSPRü CHE 1. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeits getriebe eine eine Pumpe und eine Turbine aufweisende Flüssigkeitskupplung ver wendet wird.
    2. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Flüssigkeits getriebe ein eine Pumpe, einen Leitapparat und eine Turbine aufweisender Drehzahl umformer verwendet wird. 3. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeits getriebe je nach den Betriebsbedingungen entweder als Drehzahlumformer mit Pumpe, Leitapparat und Turbine oder als Kupplung ohne Leitapparat arbeitet. 4. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Differentialge triebe ein Planetengetriebe verwendet wird. 5.
    Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Differential getriebe ein Reibrollengetriebe verwendet wird. G. Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sphärenrad des Planetengetriebes mit der Antriebswelle des Getriebes, das Sonnenrad mit dem Pumpenrad und die Planetenrädereinheit mit dem Turbinenrad des Flüssigkeitsgetriebes in Verbindung stehen.
    7. Getriebe nach Patentanspruch und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad des Planetengetriebes mit dem Pumpenrad, das Sphärenrad mit dem Turbinenrad des Flüssigkeitsgetriebes und ,die Planetenrädereinheit mit der Antriebs welle des Getriebes in Verbindung stehen.
CH171800D 1933-09-21 1933-09-21 Getriebe zur Umformung des Drehmomentes bezw. der Drehzahl. CH171800A (de)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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