DE10321166A1

DE10321166A1 - Allradantrieb mit hydraulisch geregeltem Überlagerungsgetriebe

Info

Publication number: DE10321166A1
Application number: DE2003121166
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Dipl.-Ing. Nett; Theodor Dipl.-Ing. Gaßmann; Michael HÖCK
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2003-05-12
Filing date: 2003-05-12
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2023-05-13
Also published as: DE10321166B4

Abstract

Hydrostatisches Überlagerungsgetriebe zur Leistungsaufgabe oder Leistungsabnahme in einem Antriebsstrang, in dem eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle über das Getriebe verbunden sind, umfassend DOLLAR A ein Planetengetriebe, das einen Steg, ein Hohlrad, ein Sonnenrad und zumindest ein Planetenrad umfaßt, wobei eines der Glieder mit der Eingangswelle und ein zweites der Glieder mit der Ausgangswelle drehfest verbunden ist, und wobei der Steg im Bereich der Verzahnungseingriffe von Hohlrad, zumindest einem Planetenrad und Sonnenrad zumindest einen Füllkörper trägt, der die Zwischenräume zwischen den Rädern zumindest weitgehend ausfüllt, wobei ein Kammersystem zwischen den Rädern und dem zumindest einen Füllkörper vollständig mit hydraulischem Medium gefüllt ist, und wobei erste Kanäle vorgesehen sind, die mit Bereichen des Kammersystems verbunden sind, die bei relativer Drehung von Eingangswelle und Ausgangswelle erhöhten Druck aufweisen, und zweite Kanäle vorgesehen sind, die mit Bereichen des Kammersystems verbunden sind, die bei der gleichen relativen Drehung von Eingangswelle und Ausgangswelle reduzierten Druck aufweisen, und wobei eine externe hydraulische Maschine vorgesehen ist, die mit einem ersten Anschluß mit den ersten Kanälen und mit einem zweiten Anschluß mit den zweiten Kanälen verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Überlagerungsgetriebe zur Drehzahlveränderung oder Leistungsabnahme in einem Antriebsstrang, in dem eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle über das Getriebe verbunden sind. Mechanische Überlagerungsgetriebe, die diese Aufgabe erfüllen, sind beispielsweise aus der DE 199 07 890 C1 bekannt. Hierbei wird ein Glied eines Planetengetriebes mit einer elektrischen Maschine gekoppelt, die wahlweise im Motor- oder Generatorbetrieb gefahren werden kann. Das Überlagerungsgetriebe wird hierbei in einer bevorzugten Anwendung in einem Antriebsstrang eines mehrachsgetriebenen Fahrzeuges eingesetzt, wobei eine erste Antriebsachse ständig angetrieben wird und eine zweite Antriebsachse mit dieser über das Überlagerungsgetriebe verbunden ist und steuerbar mit über die elektrische Maschine gegenüber der ersten Antriebsachse erhöhter Drehzahl oder reduzierter Drehzahl angetrieben werden kann. Die Integration einer elektrischen Maschine in ein Differentialgetriebe ist hierbei relativ aufwendig und erhöht das Bauvolumen.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Überlagerungsgetriebe mit vereinfachten Mitteln darzustellen. Die Lösung hierfür besteht in einem hydrostatischen Überlagerungsgetriebe zur Drehzahlveränderung in einem Antriebsstrang, in dem eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle über das Getriebe verbunden sind, umfassend ein Planetengetriebe, das einen Steg, ein Hohlrad, ein Sonnenrad und zumindest ein Planetenrad umfaßt, wobei eines der Glieder mit der Eingangswelle und ein zweites der Glieder mit der Ausgangswelle drehfest verbunden ist, und wobei der Steg im Bereich der Verzahnungseingriffe von Hohlrad, zumindest einem Planetenrad und Sonnenrad zumindest einen Füllkörper trägt, der die Zwi schenräume zwischen den Rädern zumindest weitgehend ausfüllt, wobei ein Kammersystem zwischen den Rädern und dem zumindest einen Füllkörper vollständig mit hydraulischem Medium gefüllt ist, und wobei erste Kanäle vorgesehen sind, die mit Bereichen des Kammersystems verbunden sind, die bei relativer Drehung von Eingangswelle und Ausgangswelle erhöhten Druck aufweisen, und zweite Kanäle vorgesehen sind, die mit Bereichen des Kammersystems verbunden sind, die bei der gleichen relativen Drehung von Eingangswelle und Ausgangswelle reduzierten Druck aufweisen, und wobei eine externe hydraulische Maschine vorgesehen ist, die mit einem ersten Anschluß mit den ersten Kanälen und mit einem zweiten Anschluß mit den zweiten Kanälen verbunden ist.

Gegenüber dem obengenannten Überlagerungsgetriebe ist hierbei eine deutliche Verkleinerung im Bauvolumen möglich, da die genannte externe hydraulische Maschine räumlich von dem Überlagerungsgetriebe getrennt eingesetzt werden kann. Auf diese Weise ergibt sich eine relativ frei einstellbare Drehmomentverteilung und Drehzahlverteilung zwischen der ersten Antriebsachse und der zweiten Antriebsachse im angegebenen Anwendungsfall. Bei vorgegebener Drehzahl und vorgegebenem Drehmoment an der Eingangswelle sind die Drehzahl und das Drehmoment an der Ausgangswelle stufenlos zu variieren. Daneben ist eine hydraulische Abkoppelung der zweiten Antriebsachse von der ersten Antriebsachse möglich.

Ein Überlagerungsgetriebe der hiermit definierten Art ist durch die gewählte Form des Steges mit den Füllkörpern so ausgebildet, daß jeweils zwei miteinander im Eingriff befindliche Räder wie die Räder einer Zahnradpumpe in einem Gehäuse eingeschlossen sind. Aufgrund der Tatsache, daß das Kammersystem vollständig mit einem hydraulischen Medium gefüllt ist und daß das Gehäusesystem aus Steg und Füllkörper die Räder eng umschließt, findet eine Förderung oder Drosselung des hydraulischen Systems durch jeweils zwei miteinander im Eingriff befindliche Räder bei relativer derselben statt. Hierbei kann in Bewegungsrichtung der Verzahnungseingriffe in einem ersten Betriebsmodus eine Förderung des hydraulischen Mediums von einem Bereich niedrigeren Druckes vor dem Verzahnungseingriff zu einem Bereich höheren Druckes hinter dem Verzahnungseingriff stattfinden. In einem zweiten Betriebsmodus kann in Bewegungsrichtung der Verzahnungseingriffe ein Druckabbau des hydraulischen Mediums von einem Bereich höheren Druckes vor dem Verzah nungseingriff zu einem Bereich niedrigeren Druckes hinter dem Verzahnungseingriff stattfinden. Im erstgenannten Fall wird eine hydraulische Zahnradpumpe dargestellt, im zweiten Fall ein hydraulischer Zahnradmotor. Der entsprechende Modus wird dadurch vorgegeben, ob die externe hydraulische Maschine als mit der Zahnradpumpe verbundener Motor betrieben wird, oder ob die hydraulische Maschine als mit dem Zahnradmotor verbundene Pumpe betrieben wird. Die hydraulische Maschine kann eine vom übrigen System völlig unabhängige elektrische Antriebsquelle haben oder, wie bereits oben erwähnt, antriebsmäßig mit der Eingangswelle verbunden sein. In Ergänzung zu der externen hydraulischen Maschine können zusätzlich steuerbare Drosselventile oder Stellventile in den ersten Kanälen und/oder in den zweiten Kanälen vorgesehen sein, die zum Anschluß der externen hydraulischen Maschine an das hydraulisch arbeitende Planetengetriebe dienen. In diesem Fall kann bei z. B. konstantem Antrieb der hydraulischen Maschine eine Förderung des hydraulischen Mediums im Kurzschluß um die hydraulische Maschine bewirkt werden, während die ersten Kanäle und die zweiten Kanäle über die Drossel- oder Stellventile kurzgeschlossen werden und entweder vollständig freigeschaltet oder zunehmend gedrosselt werden.

Wird die externe hydraulische Maschine von der Eingangswelle des Planetengetriebes angetrieben, so ist das auf die zweite Antriebsachse übertragbare Drehmoment zwischen Null und dem an der Eingangswelle liegenden Drehmoment regelbar. Wird die externe hydraulische Maschine von einer elektrischen Maschine angetrieben, so ist unabhängig von dem in die Eingangswelle eingeleiteten Drehmoment das Drehmoment an der zweiten Antriebsachse darüber hinaus zu erhöhen oder an dieser Achse ein Bremsmoment aufzubauen.

In einer ersten bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, daß eine Eingangswelle mit dem Steg und eine Ausgangswelle mit dem Hohlrad drehfest verbunden ist. Hierbei kann der Steg gegenüber einem mit dem Hohlrad fest verbundenen Gehäuse flüssigkeitsdicht abgedichtet sein. Steg und Gehäuse schließen das Kammersystem nach außen ab. Die genannten ersten Kanäle können über eine erste Drehdurchführung an das Kammersystem angeschlossen sein, die genannten zweiten Kanäle über eine zweite Drehdurchführung.

Nach einer zweiten Ausgestaltungsform ist eine Eingangswelle mit dem Steg und eine Ausgangswelle mit dem Sonnenrad drehfest verbunden. Hierbei kann ein mit dem Steg verbundenes Gehäuse gegenüber der Ausgangswelle flüssigkeitsdicht abgedichtet sein, wobei das Hohlrad im Gehäuse frei drehbar sein kann.

Ein bevorzugter Anwendungsfall der Erfindung besteht in einem Kraftfahrzeug mit einer ständig angetriebenen ersten Antriebsachse und einer bedarfsweise antreibbaren zweiten Antriebsachse mit einem Überlagerungsgetriebe der erfindungsgemäßen Art, wobei das Überlagerungsgetriebe in einem Antriebsstrang von einem Verzweigungsgetriebe zur bedarfsweise angetriebenen Achse angeordnet ist. Hierbei kann die externe hydraulische Maschine auch unmittelbar von einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs angetrieben werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Überlagerungsgetriebe im Querschnitt in einer ersten Ausführungsform;
2 zeigt das Planetengetriebe nach 1 im Längsschnitt;
3 zeigt das Prinzipbild eines erfindungsgemäßen Überlagerungsgetriebes nach den 1 und 2 in einem Antriebsstrang;
4 zeigt ein erfindungsgemäßes Überlagerungsgetriebe im Querschnitt in einer zweiten Ausführungsform;
5 zeigt das Überlagerungsgetriebe nach 4 im Längsschnitt;
6 zeigt das Prinzipbild eines erfindungsgemäßen Planetengetriebes nach den 4 und 5 in einem Antriebsstrang;
7 zeigt ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe im Längsschnitt in einer dritten Ausführungsform in einem Antriebsstrang.
In 1 ist ein Planetengetriebe im Querschnitt gezeigt, bei dem ein Steg 11 drei Füllkörper 14 bildet, die in ein Hohlrad 12 mit einer Innenverzahnung 13 mit geringem Spiel eingreifen und von zwei Planetenrädern 19 und einem Sonnenrad 12 jeweils begrenzt sind. Die Umfangslinie der Füllkörper ist mit geringem Abstand von den Kopfkreislinien der Verzahnungen des Hohlrades 12, zweier Planetenräder 19 und des Sonnenrades 12 definiert und setzt sich aus einem Außenkreisabschnitt und drei Innenkreisabschnitten zusammen. Im Steg 11 ist ein Kammersystem 30 ausgebildet, das aus sich überschneidenden Zylindertaschen 15 für das Sonnenrad 16 und Zylindertaschen 18 für die Planetenräder 19 sowie dem Ringspalt zwischen Hohlrad 12 und Füllkörpern 14 gebildet wird. Das Sonnenrad 16 hat eine Außenverzahnung 17, die Planetenräder 19 haben Außenverzahnungen 20. Die Verzahnungen 20 der Planetenräder 19 sind wie üblich mit der Verzahnung 17 des Sonnenrades 16 und der Innenverzahnung 13 des Hohlrades 12 im Eingriff. Ausgehend von der Annahme eines in Draufsicht rechtsdrehend angetriebenen Steges 11 und eines festgehaltenen Hohlrades 12 sind die Drehrichtungen der übrigen Glieder mit Pfeilen angegeben. Durch die gehäuseähnliche Ausführung des Steges 11, der hier ein Gehäuse einer hydraulischen Maschine für jeweils zwei Zahnräder 12, 16, 19 bildet, kann eine Förderung des im Gehäuse eingeschlossenen hydraulischen Mediums über nicht dargestellte Verbindungskanäle und einer mit diesen im Pumpenbetrieb verbundenen externen hydraulischen Maschine wahlweise in die schraffiert darstellten ersten Druckbereiche 31 oder in die gepunktet dargestellten zweiten Druckbereiche 32 stattfinden.
In 2 sind die zuvor genannten Teile des Planetengetriebes und weitere Einzelheiten im Längsschnitt erkennbar. Der antreibende Steg 11 ist mit einer Antriebswelle 21 verbunden. Die Antriebswelle 21 läuft in einer Drehdurchführungshülse 51. Das als Gehäuse 12' ausgebildete Hohlrad 12 mit der Innenverzahnung 13 ist mit einer Abtriebswelle 22 verbunden. Das Sonnenrad 16 ist grundsätzlich frei drehbar und zentriert zwischen der Mehrzahl von Planetenrädern 19 gehalten. Die Planetenräder 19 sind zwischen den Füllkörpern 14 des Steges 11 geführt. Die Drehdurchführungshülse 51, die stehend angeordnet ist, ist über Wellendichtungen 52, 53 gegenüber der Eingangswelle 21 abgedichtet. Die Drehdurchführungshülse 51 trägt einen ersten Leitungsanschluß 55, der mit einer ersten Anschlußleitung 57 verbunden ist und in einer ersten Ringnut 59 in der Eingangswelle 21 mündet. Weiterhin trägt die Dreh durchführung 51 einen zweiten Leitungsanschluß 56, der mit einer zweiten Anschlußleitung 58 verbunden ist und in einer zweiten Ringnut 60 in der Eingangswelle 21 mündet. Von der ersten Ringnut 59 führen erste innere Kanäle 61 in der Welle 21 und im Steg 11 zu Druckbereichen 31 mit einem ersten höheren Druckniveau; von der zweiten Ringnut 60 führen zweite innere Kanäle 62 in der Welle 21 und im Steg 11 zu Saugbereichen 32 mit einem zweiten niedrigen Druckniveau. Die Bereiche 31 hohen Druckes liegen im Anschluß an die Eingriffe der Verzahnungen 13, 20 und die Bereiche 32 geringen Druckes liegen vor den Eingriffen der Verzahnungen 17, 20. Der Steg 11 ist gegenüber dem Gehäuse 12' mittels einer Dichtung 34 abgedichtet. Der Steg 11 stützt sich axial im Gehäuse 12' über ein Nadellager 35, eine Lagerscheibe 36 und einen Sicherungsring 37 ab.
In 3 ist ein Planetengetriebe nach 2 als Prinzipbild in einem Antriebsstrang zu einer bedarfsweise angetriebenen Achse gezeigt, wobei die Eingangswelle 21, die Ausgangswelle 22 und das Differentialgetriebe 63 der genannten bedarfsweise angetriebenen Achse erkennbar sind. Die Eingangswelle wird ständig von einem Verzweigungsgetriebe angetrieben, das gleichzeitig auch eine erste ständig angetriebene und hier nicht dargestellte Achse antreibt. Die Teile des Differentialgetriebes 10 sind mit gleichen Einzelheiten bezeichnet, wie in 2. Die Eingangswelle 21 ist ständig mit dem Steg 11 verbunden, auf dem die Plantenräder 19 drehbar gelagert sind. Das Sonnenrad 16 kämmt mit den Planetenrädern und ist grundsätzlich frei drehbar im Getriebe gehalten. Das Hohlrad 12 kämmt gleichfalls mit Planetenrädern 19 und ist mit der Ausgangswelle 22 drehfest verbunden. Das Planetengetriebe ist durch eine hydraulische Maschine, insbesondere hier einen hydraulischen Motor, symbolisiert, der mit Kanälen 61, 62 und der Drehdurchführung 51 in der zuvor beschriebenen Weise verbunden ist. Über ein Wegeventil 65 kann die hydraulische Maschine 64 mit einer weiteren hydraulischen Maschine 66 verbunden werden, insbesondere einer regelbaren Pumpe, die in der Darstellung über eine Nockenscheibe 67 unmittelbar von der Eingangswelle 21 angetrieben wird. In der gezeigten Stellung des Wegeventils nimmt die hydraulische Pumpe 66 keine Leistung auf, sondern fördert im Kurzschluß. In gleicher Weise fördert die hydraulische Maschine 64 im Leerlauf und nimmt von geringen Leistungsverlusten im Kreislauf abgesehen weder Leistung auf noch gibt sie Leistung an das Planetengetriebe 10 ab. Die Ausgangswelle 22 ist damit drehmomentfrei und kann mit unabhängiger Drehzahl von der Drehzahl der Eingangswelle 21 umlaufen. Wird der Leerlauf der hydraulischen Maschine 64 unterbrochen, so ist das Planetengetriebe 10 blockiert. Die Drehung der Planetenräder 19 gegenüber dem Steg 11 und damit gegenüber dem Motor 12 ist behindert. Die Ausgangswelle 22 läuft hiernach drehzahlgleich und unter Moment mit der Eingangswelle 21 um. Wird nach einer dritten Möglichkeit ein hydraulischer Kreislauf gebildet, der die beiden Maschinen 66, 64 miteinander verbindet, so kann der Eingangswelle 21 über die Pumpe 66 Leistung entzogen werden und dem Planetengetriebe über seine Motorfunktion 64 zugeführt werden. Je nach Umlaufrichtung kann damit die Drehzahl der Ausgangswelle 22 gegenüber der Drehzahl der Eingangswelle erhöht oder die Drehzahl der Ausgangswelle 22 gegenüber der Eingangswelle 21 reduziert werden. Dem Gesamtsystem wird hierbei ausschließlich über die Eingangswelle 21 Leistung zugeführt.
In 4 ist ein Planetengetriebe in einer zweiten Ausführung im Querschnitt gezeigt. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugszeichen wie in 2 belegt. Auf die dortige Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Abweichend von der Darstellung in der 1 ist das Hohlrad 12 von einem Gehäusering 11' umgeben, der Bestandteil des Steges 11 ist. Der Steg 11 bildet drei Füllkörper 14, die in das Hohlrad 12 mit der Innenverzahnung 13 mit geringem Spiel eingreifen und von zwei Planetenrädern 19 und einem Sonnenrad 12 jeweils begrenzt sind. Die Umfangslinie der Füllkörper ist mit geringem Abstand von den Kopfkreislinien der Verzahnungen des Hohlrades 12, zweier Planetenräder 19 und des Sonnenrades 12 sowie dem Ringspalt zwischen Hohlrad 12 und Füllkörpern definiert und setzt sich aus einem Außenkreisabschnitt und drei Innenkreisabschnitten zusammen. Im Steg 11 ist ein Kammersystem 30 ausgebildet, das aus sich überschneidenden Zylindertaschen 15 für das Sonnenrad 16 und Zylindertaschen 18 für die Planetenräder 19 gebildet wird. Das Sonnenrad 16 hat eine Außenverzahnung 17, die Planetenräder 19 Außenverzahnungen 20. Die Verzahnungen 20 der Planetenräder 19 sind mit der Verzahnung 17 des Sonnenrades 16 und der Innenverzahnung 13 des Hohlrades 12 im Eingriff. Ausgehend von der Annahme eines in Draufsicht rechtsdrehend angetriebenen Sonnenrades 16 und eines festgehaltenen Steges 11 und Gehäuses 11' sind die Drehrichtungen der übrigen Glieder mit Pfeilen angegeben. Durch die gehäuseähnliche Ausführung des Steges, der hier ein Gehäuse einer hydraulischen Maschine für jeweils zwei Zahnräder 12, 16, 19 bildet, kann eine Förderung des im Gehäuse einge schlossenen hydraulischen Mediums über nicht dargestellte Verbindungskanäle und einer mit diesen im Pumpenbetrieb verbundenen externen hydraulischen Maschine wahlweise in die schraffiert dargestellten ersten Druckbereiche 31 oder in die gepunktet dargestellten zweiten Druckbereiche 32 stattfinden.
In 5 ist das Planetengetriebe nach 4 mit weiteren Einzelheiten im Längsschnitt gezeigt. In dieser Ausführungsform ist der Steg 11 mit einer antreibenden Welle 21 verbunden, während das Sonnenrad 16 mit einer Abtriebswelle 22 verbunden ist. Mit dem Steg ist der Gehäusering 11' verbunden, der das darin frei drehbare Hohlrad 12 aufnimmt. An den Gehäusering 11' ist ein Deckel 11'' angeschweißt. Der Deckel 11'' ist gegenüber der Welle 21 mittels einer Dichtung 34 abgedichtet. Die Planetenräder 19 sind zwischen den Füllkörpern 14 des Steges 11 gehalten, mit dem sie insgesamt umlaufen. Die Drehdurchführungshülse 51, die stehend angeordnet ist, ist über Wellendichtungen 52, 53 gegenüber der Eingangswelle 21 abgedichtet. Die Drehdurchführungshülse 51 trägt einen ersten Leitungsanschluß 55, der mit einer ersten Anschlußleitung 57 verbunden ist und in einer ersten Ringnut 59 in der Eingangswelle 21 mündet. Weiterhin trägt die Drehdurchführung 51 einen zweiten Leitungsanschluß 56, der mit einer zweiten Anschlußleitung 58 verbunden ist und in einer zweiten Ringnut 60 in der Eingangswelle 21 mündet. Von der ersten Ringnut 59 führen erste innere Kanäle 61 in der Welle 21 und im Steg 11 zu Druckbereichen 31 mit einem ersten höheren Druckniveau; von der zweiten Ringnut 60 führen zweite innere Kanäle 62 in der Welle 21 und im Steg 11 zu Saugbereichen 32 mit einem zweiten niedrigen Druckniveau.
In 6 ist ein Planetengetriebe nach 5 als Prinzipbild in einem Antriebsstrang zu einer bedarfsweise angetriebenen Achse gezeigt, wobei die Eingangswelle 21, die Ausgangswelle 22 und das Differentialgetriebe 63 der genannten bedarfsweise angetriebenen Achse erkennbar sind. Die Eingangswelle wird ständig von einem Verzweigungsgetriebe angetrieben, das gleichzeitig auch eine erste ständig angetriebene und hier nicht dargestellte Achse antreibt. Die Teile des Differentialgetriebes 10 sind mit gleichen Einzelheiten bezeichnet, wie in 5. Die Eingangswelle 21 ist ständig mit dem Steg 11 verbunden, auf dem die Plantenräder 19 drehbar gelagert sind. Das Sonnenrad 16 kämmt mit den Planetenrädern und ist grundsätzlich frei drehbar im Getriebe gehalten. Das Hohlrad 12 kämmt gleichfalls mit Planetenrädern 19 und ist mit der Ausgangswelle 22 drehfest verbunden. Das Planetengetriebe ist durch eine hydraulische Maschine, insbesondere hier einen hydraulischen Motor, symbolisiert, der mit Kanälen 61, 62 und der Drehdurchführung 51 in der zuvor beschriebenen Weise verbunden ist. Über ein Wegeventil 65 kann die hydraulische Maschine 64 mit einer weiteren hydraulischen Maschine 66 verbunden werden, insbesondere einer regelbaren Pumpe, die in der Darstellung über eine Nockenscheibe 67 unmittelbar von der Eingangswelle 21 angetrieben wird. In der gezeigten Stellung des Wegeventils nimmt die hydraulische Pumpe 66 keine Leistung auf, sondern fördert im Kurzschluß. In gleicher Weise fördert die hydraulische Maschine 64 im Leerlauf und nimmt von geringen Leistungsverlusten im Kreislauf abgesehen weder Leistung auf noch gibt sie Leistung an das Planetengetriebe 10 ab. Die Ausgangswelle 22 ist damit drehmomentfrei und kann mit unabhängiger Drehzahl von der Drehzahl der Eingangswelle 21 umlaufen. Wird der Leerlauf der hydraulischen Maschine 64 unterbrochen, so ist das Planetengetriebe 10 blockiert. Die Drehung der Planetenräder 19 gegenüber dem Steg 11 und damit gegenüber dem Motor 12 ist behindert. Die Ausgangswelle 22 läuft hiernach drehzahlgleich und unter Moment mit der Eingangswelle 21 um. Wird nach einer dritten Möglichkeit ein hydraulischer Kreislauf gebildet, der die beiden Maschinen 66, 64 miteinander verbindet, so kann der Eingangswelle 21 über die Pumpe 66 Leistung entzogen werden und dem Planetengetriebe über seine Motorfunktion 64 zugeführt werden. Je nach Umlaufrichtung kann damit die Drehzahl der Ausgangswelle 22 gegenüber der Drehzahl der Eingangswelle erhöht oder die Drehzahl der Ausgangswelle 22 gegenüber der Eingangswelle 21 reduziert werden. Dem Gesamtsystem wird hierbei ausschließlich über die Eingangswelle 21 Leistung zugeführt.
7 zeigt ein erfindungsgemäßes Planetengetriebe im Längsschnitt in einer dritten Ausführung innerhalb eines Antriebsstranges. Gleiche Einzelheiten sind mit gleichen Bezugsziffern wie in 5 dargestellt. Auf die Beschreibung wird insoweit Bezug genommen. Das Planetengetriebe 10 liegt in einem Antriebsstrang zwischen einer Antriebswelle 21 und einem Achsdifferential 63, die beide abgebrochen gezeigt sind. Am Planetengetriebe ist auf der Eingangsseite ein Flansch 11'' erkennbar, der mit einem Gehäusering 11' verschweißt ist. Letzterer ist Bestandteil des Steges 11 des Planetengetriebes. Der Steg umschließt mit dem Gehäusering 11' das Hohlrad 12 mit seiner Innenverzahnung 13. Der Steg bildet weiterhin die Füllkörper 14 aus, die die Zwischenräume zwischen dem Hohlrad 12, Planetenrädern 19 und einem Sonnenrad 16 ausfüllen. Die Planetenräder 19 sind auf Lagerzapfen 38 im Steg 11 bzw. im Flansch 22 gelagert. In das Sonnenrad 16 ist ein Wellenzapfen 22 eingesteckt, der unmittelbar das Eingangsritzel 64 des Achsdifferentials 63 bildet. Der Zapfen 22 ist über eine Schraubverbindung 43 mit dem Sonnenrad 16 verbunden. Ein Deckel 44 dichtet den Flansch 11'' ab. Mit dem Flansch 11'' ist ein Kreuzgelenk 45 unmittelbar verschraubt, an das die genannte Welle 21 angeschlossen ist. Am Steg 11 ist eine Hülse 69 angeformt, auf der eine Drehdurchführung 51 sitzt. Erste innere Kanäle 61 im Steg, die mit Bereichen 31 eines ersten Druckniveaus verbunden sind, münden in einer ersten Ringnut 59 in der Hülse 65 und sind über einen ersten Leitungsanschluß 55 in der Drehdurchführung 51 mit einer ersten externen Leitung 57 verbunden. Zweite innere Kanäle 62 im Steg, die mit Bereichen 32 eines zweiten Druckniveaus im Steg verbunden sind, münden in einer zweiten Ringnut 60 in der Hülse 65 und sind über einen zweiten Leitungsanschluß 56 in der Drehdurchführung 51 mit einer zweiten externen Leitung 58 verbunden. Über die Leitungen 57, 58 ist eine externe hydraulische Maschine angeschlossen.

11: Steg
12: Hohlrad
13: Verzahnung
14: Füllkörper
15: Tasche
16: Sonnenrad
17: Verzahnung
18: Tasche
19: Planetenrad
20: Verzahnung
21: Wellenzapfen
22: Wellenzapfen, Flansch
23: Verbindungskanal
24: Drosselventil
25: Ringmagnet
26: Dichtung
27: Axiallager
28: Scheibe
29: Sicherungsring
30: Kammersystem
31: Druckbereich
32: Saugbereich
33: Pumpe
34: Dichtung
35: Nadellager
36: Lagerscheibe
37: Sicherungsring
38: Lagerzapfen
39: Druckfeder
40: Welle
41: Differentialgetriebe
42: Antriebsritzel
43: Schraube
44: Deckel
45: Kreuzgelenk
46: Gehäuse
47: Scheibe
51: Drehdurchführungshülse
52: Dichtung
53: Dichtung
54: –
55: erster Leitungsanschluß
56: Zweiter Leitungsanschluß
57: erste Leitung
58: zweite Leitung
59: erste Ringnut
60: zweite Ringnut
61: erster Kanal
62: Zweiter Kanal
63: Differentialgetriebe
64: Eingangsritzel

Claims

Hydrostatisches Überlagerungsgetriebe zur Leistungsaufgabe oder Leistungsabnahme in einem Antriebsstrang, in dem eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle über das Getriebe verbunden sind, umfassend ein Planetengetriebe, das einen Steg (11), ein Hohlrad (12), ein Sonnenrad (16) und zumindest ein Planetenrad (19) umfaßt, wobei eines der Glieder (11, 12, 19, 16) mit der Eingangswelle (21) und ein zweites der Glieder (11, 12, 19, 16) mit der Ausgangswelle drehfest verbunden ist, und wobei der Steg im Bereich der Verzahnungseingriffe von Hohlrad (12), zumindest einem Planetenrad (19) und Sonnenrad (16) zumindest einen Füllkörper (14) trägt, der die Zwischenräume zwischen den Rädern (12, 19, 16) zumindest weitgehend ausfüllt, wobei ein Kammersystem (30) zwischen den Rädern (12, 19, 16) und dem zumindest einen Füllkörper (14) vollständig mit hydraulischem Medium gefüllt ist, und wobei erste Kanäle (61) vorgesehen sind, die mit Bereichen des Kammersystems (30) verbunden sind, die bei relativer Drehung von Eingangswelle und Ausgangswelle erhöhten Druck aufweisen, und zweite Kanäle (62) vorgesehen sind, die mit Bereichen des Kammersystems verbunden sind, die bei der gleichen relativen Drehung von Eingangswelle und Ausgangswelle reduzierten Druck aufweisen, und wobei eine externe hydraulische Maschine (66) vorgesehen ist, die mit einem ersten Anschluß mit den ersten Kanälen (61) und mit einem zweiten Anschluß mit den zweiten Kanälen (62) verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß steuerbare Wegeventile (65) in den ersten Kanälen (61) und/oder den zweiten Kanälen (62) vorgesehen sind.
Getriebe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die externe hydraulische Maschine (66) mit einer Eingangswelle (21) des Planetengetriebes antriebsmäßig verbunden ist und im Pumpenbetrieb betrieben wird.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die externe hydraulische Maschine (66) mit einer elektrischen Maschine antriebsmäßig verbunden ist und im Pumpenbetrieb und im Motorbetrieb betreibbar ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangswelle (21) mit dem Steg (11) und eine Ausgangswelle (22) mit dem Hohlrad (12) drehfest verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (11) gegenüber einem mit dem Hohlrad (12) fest verbundenen Gehäuse (12') flüssigkeitsdicht abgedichtet ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Eingangswelle (21) mit dem Steg (11) und eine Ausgangswelle (22) mit dem Sonnenrad (16) drehfest verbunden ist.
Getriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Steg (11) verbundenes Gehäuse (11') gegenüber der Ausgangswelle (22) flüssigkeitsdicht abgedichtet ist, wobei das Hohlrad (12) im Gehäuse (11) frei drehbar ist.
Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drehdurchführung (51) auf einem mit dem Steg (11) verbundenen Teil angeordnet ist, die zwei Leitungsanschlüsse (55, 56) trägt.
Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehdurchführung (51) mit einer Hülse (65) des Steges zusammenwirkt, die eine der Wellen (21, 22) umschließt.
Kraftfahrzeug mit einer ständig angetriebenen ersten Antriebsachse und einer bedarfsweise antreibbaren zweiten Antriebsachse mit einem Überlagerungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Überlagerungsgetriebe in einem Antriebsstrang von einem Verzweigungsgetriebe zur bedarfsweise angetriebenen Achse angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die externe hydraulische Maschine mit der Brennkraftmaschine des Fahrzeugs antriebsmäßig verbunden ist.