DE1174126B - Stufenlos regelbares Getriebe - Google Patents

Stufenlos regelbares Getriebe

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Description

  • Stufenlos regelbares Getriebe Die Erfindung betrifft ein stufenlos regelbares Getriebe mit einem aus zwei hydraulisch miteinander verbundenen hydrostatischen Einheiten bestehenden regelbaren hydrostatischen Getriebe und einem Umlaufrädergetriebe mit einem angetriebenen Zentralrad und mindestens einem Umlaufrad, das an einem um eine zur Antriebswelle koaxiale Achse drehbar gelagerten und mit der getriebenen Welle verbundenen Umlaufradträger gelagert ist und mit einem weiteren zur Antriebswelle koaxial gelagerten Rad kämmt, welches mit einer der hydrostatisch#en Einheiten in Wirkungsverbindung steht, wobei die zweite hydrostatische Einheit wahlweise mit der Antriebswelle oder der Abtriebswelle verbindbar ist und wobei auf der Abtriebswelle ein Abtriebsrad angeordnet ist.
  • Ein derartiges Getriebe ist in einer Ausgestaltungsform bekannt, bei der parallel neben den zueinander koaxialen Wellen, nämlich einerseits der Antriebswelle und andererseits der Abtriebswelle eine weitere Welle gelagert ist, die starr mit einer hydrostatischen Einheit gekuppelt ist. Auf dieser Welle ist ein Zahnrad fest gelagert, welches mit einem auf der Abtriebswelle drehbar gelagertem Zahnrad kämmt. Ferner ist auf der genanten Welle ein weiteres Zahnrad drehbar gelagert, welches mit einem fest auf der Antriebswelle angeordneten Zahnrad kämmt. Jedes der beiden drehbar auf einer Welle gelagerten Zahnräder ist mittels einer Kupplung mit der jeweils zugeordneten Welle verbindbar, wobei die beiden Kupplungen mittels eines Gestänges derart miteinander verbunden sind, daß beim Einrücken jeweils der einen Kupplung zwangläufig die andere Kupplung ausgerückt wird. Ein solches Getriebe erfordert sehr viel Raum, da die erforderliche Nebenwelle das Umlaufrädergetriebe von dem mit der Antriebswelle fest verbundenen Zahnrad bis zu dem mit der Abtriebswelle kuppelbarem Zahnrad umgreifen muß. Auch sind die zwei lösbaren Kupplungen sehr aufwendig. Es ist weiterhin eine Weiterausgestaltung des beschriebenen Gretriebes mit zwei Umlaufgetrieben und zwei Nebenwellen und zwei einfachen und einer Doppelkupplung bekannt.
  • Weiterhin ist ein Getriebe bekannt mit einem Planetengetriebe und zueinander koaxial#en An- und Abtriebswellen, wobei parallel zur Antriebswelle zwei zueinander koaxiale Wellen gelagert sind, von denen jede mit einer hydrostatischen Einheit gekuppelt und mit einem Zahnrad versehen ist, das mit einem lose auf der Antriebswelle gelagerten Zahnrad kämmt. Dabei ist das eine dieser beiden Zahnräder mit der Antriebswelle kuppelbar und das andere Umlaufradträger des Planetengetriebes. Das Ringrad des Planetengetriebes ist dabei mit der AbtriebsweRe fest verbunden und Antriebswelle und Abtriebswelle sind miteinander kuppelbar. Dieses Getriebe dient dazu, die Abtriebswelle langsam auf die Drehzahl der Antriebswelle zu beschleunigen und dann diese beiden Wellen starr miteinander zu kuppeln.
  • Demgegenüber hat das Getriebe gemäß der Erfindung ebenso wie das bekannte und vorstehend beschriebene Getriebe den Zweck, einen Kreislauf von Blindleistung zu vermeiden, unabhängig davon, ob die Abtriebsdrehzahl größer als die Antriebsdrehzahl oder umgekehrt, so daß je nach dem Bedarfsfall entweder die Leistung über ein starres Vorgelege an der Antriebswelle verzweigt wird und der über das hydrostatisch,e Getriebe gehende Zweig im Planetenradgetriebe mit dem rein mechanischen Zweig vereint wird oder umgekehrt die Leistung in dem Planetenradgetriebe aufgeteilt wird und durch ein starres Vorgelege auf der Abtriebswelle wieder zusammengeführt wird.
  • Es ist auch bekannt, die Abtriebswelle eines Getriebes als Hohlwelle auszugestalten, wobei diese als Umlaufgehäuse ausgestaltet ist, mit dem unmittelbar die Schrägscheiben der beiden hydrostatischen Einheiten verbunden sind.
  • Fern-er ist ein Umlaufradgetriebe bekannt, welches durch Festbremsen wahlweise ein-es Teiles des Umlaufradgetriebes geschaltet wird, wobei zum Festbremsen eine hydrostatische Pumpe dient, deren Abfluß sperrbar ist und die wahlweise mit dem festzubremsenden Glied des überlagerungsgetriebes verbindbar ist, wobei dieses Verbinden dadurch erfolgt, daß ein mit der hydrostatischen Pumpe verbundenes Zahnrad mit einem von zwei gleich großen zueinander koaxialen Zahnrädern in Eingriff gebracht wird.
  • Bei dem Getriebe gemäß der Erfindung ist die getriebene Welle wie an sich bekannt als auf der Antriebswelle gelagerte Hohlwelle ausgestaltet, wobei sie wie an sich bekannt an ihrem Ende ein Verbindungszahnrad trägt, das einem auf der Antriebswelle angeordneten Zahnrad benachbart ist, wobei wahlweise eines der beiden Verbindungszahnräder mit der einen hydrostatischenEinheit verbindbar ist. Dadurch wird eine konstruktiv sehr einfache und billige, in allen Feilen leicht zugängige Getriebeanordnung geschaffen mit günstiger räumlicher Aufteilung der einzelnen Getriebeelemente und verhältnismäßig sehr geringem Gesamtraumbedarf.
  • Das Verbinden der einen hydrostatischen Einheit wahlweise mit einem der Verbindungszahnräder kann dadurch erfolgen, daß auf der Welle dieser hydrostatischen Einheit ein Schieberad längs verschiebbar, aber gegenüber der Welle undrehbar gelagert ist, welches wahlweise mit einem der beiden Verbindungsräder in Eingriff bringbar ist, so daß eine forinschlüssige Verbindung hergestellt wird.
  • Die Wirkungsverbindung zwischen wahlweise einem der beiden Verbindungszahnräder und der hydrostatischen Einheit kann auch dadurch hergestellt werden, daß auf der Welle der hydrostatischen Einheit zwei Zahnräder fest angeordnet sind, die mit den beiden Verbindungsrädern dauernd in Eingriff stehen, wobei jedes Verbindungsrad durch eine lösbare Kupplung mit der ihm zugeordneten Welle verbunden ist.
  • In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes der Antrieb eines Fahrzeugrades schematisch dargestellt.
  • Die Brennkraftmaschine 1 treibt auf die Antriebswelle 2, mit der das Sonnenrad 3 des Planetenradgetriebes fest verbunden ist. Mit diesem Sonnenrad 3 kämmen die Planetenräder 4, die in dem Steg 5 drehbar gelagert sind und ihrerseits in dem Hohlrad 6 abwälzen. Der Steg 5 ist mit der Abtriebswelle 27 verbunden, die drehfest mit dem Fahrzeugrad 8 verbunden ist. Die Abtriebswelle 27 ist fernerhin fest mit einem Zahnrad 29 verbunden, das einem Zahnrad 25, welches fest mit der Antriebswelle 2 verbunden ist, benachbart ist. Auf der Welle 26 der hydrostatischen Einheit 28 ist ein Schieberad 24 verschiebbar, aber undrehbar gelagert, derart, daß es wahlweise mit dein Zahnrad 25 oder mit dem Zahnrad 29 in Wirkungsverbindung bringbar ist. Mit dem Hohlrad 6 kämmt fernerhin ein Zahnrad 14, welches fest auf der Welle der hydrostatischen Einheit 19 gelagert ist. Die beiden hydrostatischen Einheiten 19 und 28 sind in bekannter Weise durch Leitungen 23 im geschlossenen Kreislauf miteinander verbunden. Die hydrostatisehen Einheiten 19 und 28 sind verstellbar.
  • Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Wird die hydrostatische Einheit 19 auf größtmöglichste Förderung pro Umdrehung ausgeschwenkt und die hydrostatische Antriebseinheit 28 auf Nullförderung verstellt, so wird durch die hydrostatische Ein- j heit 19 das Hohlrad 6 blockiert. Wenn nunmehr durch die Antriebsmaschine 1 die Antriebswelle 2 mit konstanter Drehzahl angetrieben wird, so werden über das Sonnenrad 3 die Planetenräder 4 und mit diesen der Steg 5 mit der mit ihm verbundenen Hohlwelle in einer bestimmten Drehzahl gedreht. Soll bei konstant gehaltener Drehzahl des Antriebsmotors 1 die Drehzahl der Hohlwelle 27 und damit des Rades 8 erhöht werden, so wird das Schiebezahnrad 24 mit dem Zahnrad 25 in Eingriff gebracht und die hydrostatische Antriebseinheit 28 derart ausgeschwenkt, daß sie Flüssigkeit zu der hydrostatischen Antriebseinheit 19 derart fördert, daß diese das Hohlrad 6 entgegen dem Stützdrehmoment antreibt. Durch diese Art der Verstellung der hydrostatischen Antriebseinheiten kann dabei die Drehzahl des Hohlrades 6 so gewählt werden, daß sich an dem Fahrzeugrad die gewünschte Geschwindigkeit einstellt.
  • Soll andererseits die Drehzahl der Hohlwelle 27 und damit des Rades 8 kleiner sein als sie sich einstellt, wenn das Hohlrad 6 festgehalten wird, wird das Schiebezahnrad 24 mit dem Zahnrad 29 in Eingriff gebracht und die hydrostatischen Einheiten 19 und 28 werden derart verstellt, daß sich das Hohlrad 6 unter dem Stützdrehmoment mit der gewünschten Drehzahl dreht, wobei das Stützdrehmoment von der hydrostatischen Einheit 19 aufgenommen wird und von dieser entsprechend der Drehzahl des Hohlrades 6 eine bestimmte Flüssigkeitsmenge mit einem bestimmten Druck zu der hydrostatischen Einheit 28 gefördert wird. Dabei wird von dieser mechanischen Leistung über die Zahnräder 24 und 29 unmittelbar auf die Hohlwelle 27 abgegeben.
  • Es ergeben sich somit zwei Schaltmöglichkeiten, von denen jeweils eine günstig ist, abhängig davon, ob die Abtriebsdrehzahl größer oder kleiner ist als die Abtriebsdrehzahl, die sich bei festgehaltenem Hohlrad 6 einstellt. Soll die Drehzahl des Rades 8 höher sein als sie sich bei feststehendem Hohlrad 6 einstellt, muß das Hohlrad 6 sich in gleichem Sinne drehen wie das Sonnenrad 3. Dann ist es zweckmäßig, das Zahnrad 24 mit dem Zahnrad 25 in Eingriff zu bringen und es ergibt sich eine Leistungsverzweigung vor dem Planetenradgetriebe, wobei auf beiden Leistungszweigen, nämlich einerseits der Antriebswelle 2 und dem Sonnenrad 3 und andererseits dem hydrostatischen Getriebe aus den hydrostatischen Einheiten 28 und 19 Energie in das Planetenradgetriebe eingespeist wird. Würde bei dieser Schaltung das Hohlrad 6 in entgegengesetztem Drehsinn laufen wie das Sonnenrad3, so würde die hydrostatische Einheit 19 als Pumpe arbeiten und Energie zu der Antriebswelle 2 hinfördern, so daß diese Energie als Blindleistung im Kreislauf an den Ausgangspunkt zurückläuft.
  • Soll die Drehzahl des Rades kleiner sein als sie sich bei feststehendem Hohlrad 6 einstellt, d. h., soll das Hohlrad 6 sich im entgegengesetzten Sinne drehen wie das Sonnenrad 3, so ist es zweckmäßig, das Zahnrad 24 wie in der Zeichnung dargestellt mit dem Zahnrad 29 in Eingriff zu bringen, so daß sich im Planetenradgetriebe eineLeistungsverzweigung ergibt, wobei die über die hydrostatischen Einheiten 19 und 28 übertragene Leistung unmittelbar über die Zahnräder 24 und 29 auf die Hohlwelle 27 und damit das Rad 8 übertragen wird.
  • Die getriebene Welle 27 kann auf der Antriebswelle 2 drehbar gelagert sein. Es ist aber auch möglich, daß beide Wellen, d. h. sowohl die getriebene Welle 27 als auch die Antriebswelle 2, je für sich in einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Ge- häuse gelagert sind.
  • Die Ansprüche 2 und 3 sind echte Unteransprüche; sie sollen lediglich in Verbindung mit dem Anspruch 1 Schutz genießen.

Claims (3)

  1. Patentansprüche-1. Stufenlos regelbares Getriebe mit einem aus zwei hydraulisch miteinander verbundenen hydrostatischen Einheiten bestehenden regelbaren hy- drostatischen Getriebe und einem Umlaufrädergetriebe mit einem angetriebenen Zentralrad und mindestens einem Umlaufrad, das an einem um eine zur Antriebswelle koaxiale Achse drehbar gelagerten und mit der getriebenen Welle verbundenen Umlaufradträger gelagert ist und mit einem weiteren zur Antriebswelle koaxial gelagerten Rad kämmt, welches mit einer der hydrostatischen Einheiten in Wirkungsverbindung steht, wobei die zweite hydrostatische Einheit wahlweise mit der Antriebswelle oder Abtriebswelle verbindbar ist und wobei auf der Abtriebswelle ein Abtriebsrad angeordnet ist, d a d u r c h g e k e n n -z e ic h n e t, daß die getriebene Welle (27) in an sich bekannter Weise als auf der Antriebswelle (2) gelagerte Hohlwelle ausgestaltet ist und an ihrem Ende, wie an sich bekannt, ein Verbindungszahnrad (29) trägt, das einem auf der Antriebswelle angeordneten Zahnrad (25) benachbart ist, wobei wahlweise eines der beiden Verbindungszahnräder (25 oder 29) mit der hydrostatischen Einheit (28) verbindbar ist.
  2. 2. Getriebe nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle der zweiten hydrostatischen Einheit (28) ein Schieberad (24) längsverschiebbar, aber gegenüber der Welle (26) undrehbar gelagert ist, welches wahleise mit einem der beiden Verbindungsräder (25 oder 29) in Eingriff bringbar ist. 3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (26) der zweiten hy- drostatischen Einheit (28) zwei Zahnräder fest angeordnet sind, die mit den beiden Verbindungsrädern (25 und 29) kämmen, wobei jedes Verbindungsrad (25 und 29) durch eine lösbare Kupplung mit der ihm zugeordneten Welle (2 oder 27) verbunden. ist.
  3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 862 538, 1021251, 1078 398; USA.-Patentschriften Nr. 2 743 625, 2 808 737, 2830468.
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