DE1775755B2 - Leistungsverzweigendes hydrostatisch-mechanisches verbundgetriebe - Google Patents

Description

Bei bekannten hydrostatisch-mechanischen Verbundgetrieben mit Leistungsverzweigung können die Abmessungen nicht beliebig vergrößert werden, wenn sie für sehr hohe Leistungen umkonstruiert werden sollen. Bei einfacherer Vergrößerung bekannter Getriebe würden sich die Getriebeverluste erhöhen oder die Übersetzungsverhältnisse verkleinern.

Bei einem Getriebe der im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Gattung (US-PS 32 83 612) sind nebem dem hydrostatischen Getriebeteil zwei Planetensätze vorgesehen. Die beiden Planetensätze stehen dabei über ein einziges Koppelglied miteinander in Verbindung, das die gesamte Leistung übertragen muß. Eine Aufteilung der Leistung im mechanischen Getriebeteil ist nicht vorhanden, so daß die Glieder entsprechend stark ausgebildet werden müssen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht somit darin, ein Getriebe, insbesondere zum Antrieb schwerer Fahrzeuge, zu schaffen, das ein erhöhtes Anfahrdrehmoment und kleine hydraulische Verluste aufweist, wobei der große Übersetzungsbe reich nicht verkleinert werden soll.

Diese Aufgabe wird bei einem Getriebe der im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Gattung durch die im Kennzeichen formulierten Merkmale gelöst.

Es ist zwar bei hydrodynamisch-mechanischen Geis trieben bereits bekannt (FR-PS 11 48 662), zwischen den beiden, einem Wandler nachgeschalteten Planetengetrieben ein drittes Planetengetriebe anzuordnen, das in gleicher Weise wie der Erfindungsgegenstand mit dem ersten Planetengetriebe und dem zweiten Planetengetriebe gekoppelt ist, jedoch handelt es sich hierbei um eine andere Getriebegattung, bei der ein anderer hydraulischer Getriebeteil ohne Leistungsverzweigung angewendet wird. Außerdem werden die Gänge zumindest teilweise durch andere Schaltvorgänge gebildet.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß alle Getriebeelemente in allen Betriebsbereichen zur Drehmomentübertragung benutzt werden. Das Verbundgetriebe ist in allen Gängen voll ausgenutzt, wobei ein großer stufenloser Übersetzungsbereich und ein geringer Treibstoffverbrauch gewährleistet ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung sind im Anspruch 2 bevorzugte Ausgestaltungen der Schaltelemente aufgeführt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit dsn Zeichnungen näher erläutert
F i g. 1 zeigt schematisch ein Getriebe der in Rede stehenden Gattung

F i g. 2 ist eine teilweise geschnittene Ansicht.
F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 aus F i g. 2.
F i g. 4 ist eine graphische Darstellung und zeigt die prozentualen Exzentrizitäten der Pumpen A und B, die bei Übertragung der vollen Leistung in Rückwärtsrichtung bis zur vollen Leistung in Vorwärtsrichtung auftreten.

F i g. 5 zeigt schematisch ein Steuerorgan für das Getriebe.

4i> F i g. 6 zeigt schematisch das Gestänge zwischen dem Steuerorgan aus F i g. 5 und den Pumpen A und B.

Fig. 7 zeigt schematisch ein Umschaltventil, das im Gelriebe verwendet wird.

In F i g. 1 wird ein Motor 10 durch ein mechanisches Gestänge 12 gesteuert, das ein Gaspedal 14 mit der Drosselklappe eines Vergasers 15 verbindet. Das Gaspedal 14 ist außerdem über ein mechanisches Gestänge 18 mit einem Steuerorgan 16 verbunden. Ein Wählhebel 20, der durch ein mechanisches Gestänge 22

so mit dem Steuerorgan 16 verbunden ist, dient dazu, die Einstellungen für Rückwärtsgang, Vorwärtsgang und Leerlauf vorzunehmen.

Das Getriebe 24 wandelt das Drehmoment und die Drehzahl des Motors 10 in ein gewünschtes Drehmo-

i)5 ment und eine gewünschte Drehzahl für die Abtriebswelle 26 um. Die Übertragung 24 arbeitet stufenlos, so daß der Brennstoffverbrauch sehr niedrig gehalten wird, und so daß die Drehzahlen und das Drehmoment der Abtriebswelle innerhalb eines großen Bereiches geän-

(jo dert werden können. Diese Änderungen werden durch das Steuerorgan 16 über mechanische Gestänge 28 bewirkt, und zwar einmal vom Fahrer selbst und zum anderen über die hydraulische Verbindung 30, die die Drehzahl des Motors 10 anzeigt.

hi Nun soll anhand der F i g. 2 beschrieben werden, wie die Übertragung 24 aufgebaut ist. Ein Gehäuse 34 ist so ausgebildet, wie es die verschiedenen Teile des Getriebes erfordern. Das Gehäuse 34 ist mit einem

Flansch 36 versehen, der zur Befestigung des Getriebes 24 an dem Motor 10 angeschraubt werden kann. Die Eingangswelle ist die Welle 38, die in einem Lager 40 gelagert und von einer Dichtung 42 umgeben ist. Die Dichtung 42 sorgt dafür, daß keine Fremdstoffe in die Übertragung eindringen können und daß kein öl aus der Übertragung herausfließt. Das andere Ende der Eingangswelle 38 ist in einem Lager 44 gelagert, das in einem Hohlraum einer Ausgangswelle 46 sitzt. Die Ausgangswelle 46 ist ihrerseits im Lager 48 gelagert. Weitere Lr.gerstellerf für die Eingangswelie 38 sind die Lager 50 und 52. Die Dichtung 54 zwischen dem Gehäuse 34 und der Abiriebswelle 46 hat die gleiche Aufgabe wie die Dichtung 42.

Im Getriebe 24 wird das Drehmoment geteilt. Es sind also zwei Wege vorhanden, auf denen Leistung übertragen wird. Üblicherweise werden die Drehzahlen und die Drehmomente in einer Art Planetenradgetriebe vereinigt, um am Ausgang die gewünschte Drehzahl und das gewünschte Drehmoment zu erhauen. Bei der dargestellten Ausführungsform ist auf der Eingangswelle 38 ein Sonnenrad 56 befestigt, so daß es sich mit der Drehzahl des Antriebsmotors 10 dreht. Der Zahnring 58 kann mit einer anderen Drehzahl rotieren. Die hierzu vorgesehenen Mittel wenden noch beschrieben. Die Planetenräder 60 drehen sich dann mit einer dritten Drehzahl um die Welle 38.

Zur Steuerung der Drehzahl des Zahnringes 58 ist eine hydraulische Einheit vorgesehen, die aus zwei gleichartigen Pumpen A und B besteht, die hydraulisch miteinander verbunden sind. Bei Normalbetrieb wird die Pumpe A vom Antriebsmotor angetrieben und pumpt Hydraulikflüssigkeit zur Pumpe B. Unter diesen Verhältnissen wird die Pumpe B von der Hydraulikflüssigkeit angetrieben und wirkt als Motor. Unter anderen Verhältnissen, beispielsweise beim dynamischen Bremsen, wirkt die Pumpe B als Pumpe und die Pumpe A als Motor, so daß dann Leistung an die Eingangswelle 38 abgegeben wird.

Wie aus der F i g. 3 hervorgeht, in der die Pumpe A dargestellt ist, weist jede Pumpe A und B mehrere Kugelkolben 62 und 63 air, die in Zylinderblöcken 64 und 65 frei auf- und abbewegbar sind. Ein Bolzen 68 enthält die hydraulischen Verbindungswege 70 und 72, durch die die beiden Pumpen A und B miteinander verbunden sind. Der Bolzen 68 ist an einer Halterung 74 gehaltert, die an dem Gehiiuse 34 befestigt ist. An der Halterung 74 sind außerdem die Gehäuse 76 und 77 der Pumpen A und B schwenkbar aufgehängt. Der genaue Schwenkwinkel der Pumpengehäuse 76 und 77 wird durch zwei Stangen 78 und 79 eingestellt.

Die genaue Stellung der Stangen 78 und 79 und demzufolge der Gehäuse 76 und 77 der Pumpen wird durch Stellglieder 80 und 81 gesteuert. Die Humpengehäuse 76 und 77 können daher gegenüber den Zylinderblöcken 64 und 65 exentrisch eingestellt werden, und zwar entweder in der dargestellten oder in der entgegengesetzten Richtung. Man kann die Pumpengehäuse 76 und 77 a uch konzentrisch einstellen.

Vom Boden des Gehäuses 34 wird Hydraulikflüssig- bo keit durch eine Verdrängungspumpe 82 angesaugt, die über ein Zahnrad 83 von der Eingangswelle 38 angetrieben wird. Über hydraulische Leitungen 84 und 85 (die gestrichelt dargestel t sind) wird diese Hydraulikflüssigkeit den Kanälen 70 und 72 im Bolzen 68 i>-, zugeführt. Außerdem sind die Leitungen 84 und 85 mit Ventilen 71 und 73 versehen.

Wenn der Zylinderblock 64 der Pumpe A im Uhrzeigersinn rotiert (sofern man die Blickrichtung nach Fig. 3 zugrunde legt), siehi man, daß die Kugelkolben 62 aufgrund der Zentrifugalkraft von der Neun-Uhr-Stellung bis zur Drei-Uhr-Stellung allmählich nach außen wandern und dann aufgrund der Exzentrizität des Pumpengehäuses 76 zwischen der Drei-Uhr-Stellung und der Neun-Uhr-Stellung radial nach innen gedrückt werden. Wenn sich die Kugelkolben nach außen bewegen, kann Hydraulikflüssigkeit aus dem Verbindungskanal 70 in die Zylinder eintreten. Wenn dagegen die Kugelkolben an der Drei-Uhr-Stellung vorbeigelaufen sind und nach innen gedrückt werden, wird die Hydraulikflüssigkeit unter hohem Druck aus dem Zylinder in den Verbindungskanal hineingedrückt.

Die Hydraulikflüssigkeit im Verbindungskanal 72 wird der Pumpe B zugeführt. Wenn man animmt, daß das Gehäuse der Pumpe B in der gleichen Richtung exzentrisch eingestellt ist wie das Gehäuse 76 der Pumpe A, wird die unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit die Kugelkolben 63 neben dem Verbindungskanal 72 nach außen drücken. Dabei wird auf den Zylinderblock 65 eine Gegenkraft ausgeübt, die den Zylinderblock entgegen dem Uhrzeigersinn dreht. Wenn die Kugelkolben an der Drei-Uhr-Stellung vorbeilaufen, wird die Hydraulikflüssigkeit wieder an den Verbindungskanal 70 abgegeben und zur Pumpe A zurückgeführt. Es sei bemerkt, daß der Druck irn Verbindungskanal 72 wesentlich größer als der Druck im Verbindungskanal 70 ist. Wenn das Gehäuse 77 der Pumpe B gegenüber dem Zylinderblock konzentrisch angeordnet ist, tritt keine Gegenkraft und damit auch keine Drehung auf. Wenn andererseits das Gehäuse 77 der Pumpe B in der entgegengesetzten Richtung konzentrisch angeordnet ist, wird der Zylinderblock 65 im Uhrzeigersinn herumgedreht.

Die Drehzahlen der Zylinderblöcke der Pumpen A und B brauchen nicht die gleichen zu sein. Wenn beispielsweise das Gehäuse 76 der Pumpe A auf maximale Exzentrizität eingestellt ist, während das Gehäuse 77 der Pumpe B nur etwas exzentrisch ist, muß sich der Zylinderblock 65 der Pumpe B aufgrund der kleineren Pumpkapazität schneller drehen, um die Hydraulikflüssigkeit zum Verbindungskanal 70 zurück zu transportieren. Man kann daher die Drehzahl und die Drehrichtung des Zahnringes 58 dadurch ändern, daß man die Exzentrizitäten der Pumpengehäuse 76 und 77 richtig einstellt.

Die Planetenräder 60 sind an einem Planetenradkäfig 90 drehbar gehaltert. Der Käfig 90 weist eine Verlängerung auf, die in Längsrichtung verläuft und in einem gewissen Abstand konzentrisch um die Eingangswelle 38 herum angeordnet ist. Auf der Verlängerung des Planetenradkäfigs 90 ist ein Sonnenrad 92 angeordnet, das mit Planetenrädern 94 im Eingriff steht.

Ein Sonnenrad 96 auf der Eingangswelle 38 steht mit Planetenrädern 98 im Eingriff, die drehbar an einer Verlängerung der Abtriebswelle 44) gelagert sind. Ein Zahnring 100 steht sowohl mit den Planetenrädern 94 als auch mit den Planetenrädern 98 im Eingriff, wenn auch die Anzahl der Zähne in den beiden Teilen des Zahnringes 100 unterschiedlich sein kann.

! Im den Zahnring 100 ist ein Bremsband 102 gelegt, das den Zahnring 100 anhält, wenn es über das Glied 104 betätigt wird.

An dem Käfig für die Planetenräder 94 ist ein geschlitzter Zylinder 106 angebracht. Ein ähnlicher geschlitzter Zylinder 108 befindet sich am Käfig 90, so

daß ein Keilstück 110 den Planetenradkäfig 90 und den geschlitzten Zylinder 106 miteinander koppelt, wenn es die dargestellte Stellung einnimmt, so daß sich der Planetenradkäfig 90 und der geschlitzte Zylinder 106 miteinander drehen können. Das Keilstück 110 ist auch auf der Außenseite mit Vorsprüngen versehen, die an Vorsprüngen 112 angreifen können, die über eine Halterung 114 am Gehäuse 34 befestigt sind. Wenn man das Keilstück 110 nach rechts schiebt, kann sich daher der geschlitzte Zylinder 106 nicht mehr drehen. Auch die Planetenräder 94 können sich in diesem Zustand nicht mehr um die Achse der Übertragung 24 herumdrehen.

Das Keilstück 110 wird mit Hilfe eines gegabelten Hebels 116 nach links und nach rechts geschoben. Der Hebel 116 endet in Stiften 118, die sich genau in einer Kreisbahn 120 des Keilstückes 110 gegenüberliegen. Mit dem Hebel 116 ist ein hydraulisches Stellglied 122 verbunden, mit dem der Hebel 116 nach links und rechts geschoben wird.

Stopstellung

Wenn dis Abtriebswelle 46 Stilistehen soll, während sich die Eingangswelle 38 dreht, müssen die Umfangsgeschwindigkeiten des Sonnenrades 96 und desjenigen Teils des Zahnringes 100, der mit den Planetenrädern 98 im Eingriff steht, gleich und entgegengerichtet sein. Dann drehen sich die Planetenräder 98 an Ort und Stelle. Die erforderliche Geschwindigkeit des Zahnringes 100 (entgegen dem Uhrzeigersinn) wird auf die folgende Weise erreicht. Das Keilstück 110 wird nach rechts geschoben, so daß sich die Planetenräder 94 nur an Ort und Stelle drehen können, so daß sie als leerlaufende Zahnräder wirken können. Damit sich der Zahnring 100 entgegen dem Uhrzeigersinn drehen kann, muß das Sonnenrad 92 im Uhrzeigersinn herumlaufen. Damit müssen sich aber auch die Planetenräder 60 im Uhrzeigersinn um die Eingangswelle 38 drehen. Da nun die Eingangswelle 38 im Uhrzeigersinn gedreht wird, erhält man die gewünschte Drehrichtung der Planetenräder 60. wenn der Zahnring 58 im Uhrzeigersinn herumgedreht wird. Die richtige Drehrichtung für den Zahnring 58 ergibt sich, wenn man die Exzentrizität der Pumpe B so einstellt, wie es in Fig.3 dargestellt ist, (diese Exzentrizitätsrichtung soll als positive Exzentrizität bezeichnet werden), und wenn man die Pumpe A auf negative Exzentrizität einstellt. Die Pumpe A wird jedoch nur auf etwa 27% Exzentrizität eingestellt, während die Exzentrizität der Pumpe B100% beträgt. In der F i g. 4 ist die prozentuale Exzentrizität für die Pumpen A und B für die verschiedenen Betriebsarten dargestellt.

Vorwärtsantrieb

Es sei angenommen, daß der Fahrer den Wählhebel 20 in die Stellung für Vorwärtsfahrt gebracht hat und das Gaspedal 14 herunterdrückt, um auf Höchstgeschwindigkeit zu beschleunigen. Dann spielen sich im Getriebe automatsich die folgenden Vorgänge ab. Während der ersten Phase der Beschleunigung wird die Drehzahl des Zahnringes 100, die entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verläuft, allmählich auf Null gesenkt. Während dieser Phase geht die Abtriebswelle 46 von einem Zustand maximalen Drehmomentes bei der Drehgeschwindigkeit Null in einen Zustand über, in dem etwa ein Viertel der Drehzahl des Antriebsmotors bei einen geringeren Drehmoment abgegeben wird. Es folgt dann eine Besehlcunigungsphasc, in der der Zahnring 100 immer schneller im Uhrzeigersinn herumgedreht wird, so daß sich die Drehung des Zahnringes 100 zur Drehung des Sonnenrades % herum addiert. Es ergibt sich dabei eine Abtriebsdrehzahl, die größer als die Drehzahl des Antriebsmotors ist. Das Drehmoment nimmt dabei laufend ab.

Die erste Beschleunigungsphase wird dadurch erreicht, daß man die negative Exzentrizität der Pumpe A bis auf Null vermindert und dann die Exzentrizität in positiver Richtung bis auf etwa 66% erhöht. Diese Änderung in der Exzentrizität läuft allmählich ab, und dadurch wird zu Beginn die Drehzahl des Zahnringes 58 bis auf Null gebracht. In diesem Augenblick werden die Planetenräder 16 vollständig von dem Sonnenrad 56 gedreht. Wenn dann die Exzentrizität der Pumpe A positiv wird, dreht sich die Drehrichtung der Pumpe B und des Zahnringes 58 herum, so daß auch diese beiden Bauteile im entgegengesetzten Uhrzeigersinn rotieren. Diese Drehgeschwindigkeit entgegen dem Uhrzeigersinn nimmt so lange zu, bis die Umfangsgeschwindigkeiten des Zahnringes 58 und des Sonnenrades 56 gleich aber entgegengesetzt gerichtet sind. In diesem Augenblick, in dem die Planetenräder 60 nur an Ort und Stelle rotieren, wird das Bremsband 102 angezogen, so daß der Zahnring 100 stehenbleibt, und das Keilstück 110 wird nach links geschoben. Die gesamte Kraft für die Antriebswelle 46 stammt in diesem Augenblick von dem Sonnenrad 96.

Wenn das Verbindungsstück 110 nach links geschoben ist, ist der Planetenradkäfig 90 (der das Sonnenrad 92 enthält) mit dem geschlitzten Zylinder 106 starr gekoppelt (der seinerseits an den Achsen der Planetenräder 94 befestigt ist) Als Ergebnis hiervon können sich die Planetenräder 94 nicht mehr auf ihren Achsen drehen und der Zahnring 100 wird nun direkt von den Planetenrädern 60 angetrieben. Das Getriebe entspricht somit einem Getriebe mit zwei hintereinandergeschalteten Planetengetrieben.

Zu diesem Zeitpunkt beginnt die zweite Beschleunigungsphase, die oben bereits erwähnt wurde. Diese Phase beginnt damit, daß die positive Exzentrizität der Pumpe A allmählich verringert wird. Während dieser Phase dreht sich der Zahnring 100 im Uhrzeigersinn herum, da sich die Stellung des Verbindungsstückes 110 geändert hat, so daß sich die Drehung des Zahnringes 100 der Drehung des Sonnenrades 96 hinzu addiert. Wenn die positive Exzentrizität der Pumpe A Null wird und dann in negativer Richtung wieder bis auf 100% gesteigert wird, wird die Pumpe B im Uhrzeigersinn gedreht. Dadurch wird auch der Zahnring 58 im

so Uhrzeigersinn gedreht, so daß sich seine Drehung der Drehung des Sonnenrades 56 im Uhrzeigersinn addiert. Dadurch dreht sich auch der Plaentenradkäfig 90 schneller im Uhrzeigersinn.

Die letzte Beschleunigungsphase wird erreicht, wenn die positive Exzentrizität der Pumpe B auf etwa 40% (positiv) verringert wird. Dadurch wird nur die Pumpkapazität der Pumpe B vermindert, so daß sich die Pumpe schneller dreht.

_W) Rückwärtsfahrt

Wenn der Fahrer den Wählhebel 20 auf Rückwärtsfahrt einstellt und zu beschleunigen beginnt, arbeitet die Übertragung automatisch wie folgt. Die negative Exzentrizität der Pumpe A wird allmählich von 27% bis 1.5 auf 100% erhöht. (Es sei daran erinnern, daß bei einer negativen Exzentrizität von 27% die Umfangsgeschwindigkeiten des Zahnringes 100 und des Sonnenrades % entgegengesetzt gleich sind). Dadurch wird die Menge

erhöht, die von der Pumpe A zur Pumpe B gepumpt wird, so daß sich die Pumpe B schneller im Uhrzeigersinn herumdreht. Diese höhere Drehgeschwindigkeit wird durch die Getriebekette übertragen und ruft eine solche Drehung des Zahnringes 100 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn hervor, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Zahnringes 100 die Umfangsgeschwindigkeit des Sonnenrades 96 übersteigt. Es entsteht dabei eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn, also eine Umkehrung des Drehsinnes der Abtriebswelle 46. Eine weitere Beschleunigung bei der Rückwärtsfahrt wird dadurch erreicht, daß man die positive Exzentrizität der Pumpe B auf etwa 50% des Maximalwertes einstellt.

Nun wird anhand der Fig.5 beschrieben, wie das Steuerorgang 16 aufgebaut ist und wie es arbeitet. Der Fahrer gibt eine gewünschte Drehzahl für die Abtriebswelle 26 (Fig. 1) dadurch vor, daß er das Gaspedal 14 entsprechend herunterdrückt. Das Gaspedal 14 ist durch ein mechanisches Gestänge 12 mit einer Drosselklappe 130 (oder auch mit einer Einspritzpumpe) verbunden, mit der direkt die Brennstoffmenge als Funktion der Gaspedalstellung gesteuert wird. Wenn man das Pedal 14 herunterdrückt, vergrößert sich die öffnung für den Brennstoff, so daß die Geschwindigkeiten bzw. die Drehzahlen ansteigen. Eine Druckfeder 132 hebt das Gaspedal 14 wieder an, so daß die öffnung für den Brennstoff wieder kleiner wird, wenn der Fahrer seinen Fuß vom Gaspedal nimmt.

Die Stellung des Gaspedals 14 wird außerdem über das Gestänge IM auf einen Stift 134 am unteren Ende eines Hebels 136 übertragen. Wenn man das Gaspedal 14 herunterdrückt, bewegt sich der Stift 134 nach rechts. Läßt man das Gaspedal 14 los, so bewegt sich der Stift 134 nach links.

Die Verdrängungspumpe 82 (F i g. 2) innerhlab des Gehäuses der Übertragung 34 wird mit einer Geschwindigkeit angetrieben, die der Drehzahl des Hauptantriebsmotors 10 direkt proportional ist. Sie erzeugt daher in der Hydraulikleitung 30 eine Strömung, die ebenfalls der Drehzahl des Hauptantriebsmotors 10 proportional ist. Diese Strömung wird einem Kolbenzylinder 138 zugeführt, tritt durch eine Meßdiise 140 in die Rückleitung 142 ein und fließt in das Gehäuse 34 zurück. Innerhalb des Kolbenzylinders 138 ist ein Kolben 144 angeordnet, der durch eine Feder 146 mit einer konstanten Kraft derart belastet ist, daß die Düse 140 geschlossen ist, sofern der Flüssigkeitsdruck im Kolbenzylinder 138 nicht ausreicht, die Federkraft zu überwinden. Wenn die Motordrehzahl anwächst, erzeugt die Pumpe 82 auch eine größere Strömung. Der Kolben 144 wird daher nach links bewegt, da der Druck im Kolbenzylinder 138 ansteigt. Dadurch wird jedoch auch die Düse 140 geöffnet, wodurch der Druck wieder vermindert wird. Als Ergebnis hiervon erreichen der Kolben 144 und der Stift 148 am oberen Ende des Hebels 136 für jede Drehzahl des Hauptantriebsmotors sehr rasch einen Gleichgewichtszustand. Wird die Motordrehzahl erhöht, so bewegt sich der Stift 148 nach links. Eine Verminderung der Motordrehzahl hat die M) umgekehrte Wirkung.

In der Mitte des Hebels 136 ist ein Stift 150 angeordnet, dessen Lage sich in Übereinstimmung mit der Lage der Stifte 134 und 148 einstellt. Der Stift 150 ist mit einer Stange 152 eines Steuerventils 154 verbunden, das zwei Kolben 156 und 158 aufweist' die in einem geringen Abstand voneinander angeordnet sind. Die Stellung des Stiftes 150 und damit die Stellungen der beiden kleinen Kolben 156 und 158 des Steuerventils sind daher dem Drehzahlfehler proportional, der sich aus dem Unterschied zwischen der vorgegebenen Drehzahl und der tatsächlichen Drehzahl ergibt, die aus den Stellungen der Stifte 134 und 148 abgeleitet werden.

Das Steuerventil 154 steuert die hydraulische Strömung zu den Zylindern 160 und 162, die zu beiden Seiten eines Steuerkolbens 164 angeordnet sind. Hierbei wird dem Zylinder 160 die Hydraulikflüssigkeit durch die Zweigleitung 30' zugeführt. Die Zylinder 160 und 162 stehen mit dem Steuerventil 154 über Leitungen 166 und 168 in Verbindung. Außerdem steht das Steuerventil 154 mit der Abflußleitung 142 in Verbindung. Die Kolben 156 und 158 des Steuerventils, sowie die Leitungen, die mit den Leitungen 30', 166,168 und 142 in Verbindung stehen, sind so dimensioniert und angeordnet, daß der Druck im Zylinder 162 halb so groß wie der Druck im Zylinder 160 ist, wenn der Stift 150 die Lage einnimmt, die dem Drehzahlfehler Null zugeordnet ist, wenn also die vorgegebene Drehzahl und die Istdrehzahl übereinstimmt. Da die Größe der Stirnfläche 170 des Steuerkolbens 164 halb so groß ist wie die Größe der Stirnfläche 172, befindet sich der Steuerkolben 164 dann in seiner Nullstellung, in der sich die Druckkräfte, die auf ihn einwirken, gegenseitig aufheben. Der Kolben 164 ist mit einem Gestänge 174 verbunden, das zur Übertragung führt und mit dem das Übersetzungsverhältnis in Übereinstimmung mit der Stellung des Gestänges 174 eingestellt wird. Das Gestänge 174 ist mit einer Steuerstange 176 verbunden, die in das Gehäuse 34 hineinragt, wie es in F i g. 3 dargestellt ist, und zwar über einen Wählhebel (nicht gezeigt), durch den die Bewegung des Gestänges 174 in die richtige Bewegung der Stange 176 umgewandelt wird, so daß die Antriebsrichtung, die der Fahrer eingestellt hat, erzielt wird.

Es sei beispielsweise angenommen, daß der Fahrer die Geschwindigkeit des Fahrzeuges erhöhen möchte. Er drückt daher das Gaspedal 14, so daß der Brennstoffregler geöffnet wird und der Stift 134 nach rechts bewegt wird. Da die Motordrehzahl dieser Änderung nicht unmittelbar folgt, bewegt sich auch der Stift 150 nach rechts und nimmt die beiden Kolben 156 und 158 mit. Dadurch wird die öffnung zur Leitung 166 stärker geöffnet und die öffnung zur Leitung 142 stärker geschlossen. Als Ergebnis hiervon steigt der Druck im Zylinder 162 an und schiebt den Kolben 164 nach rechts, so daß das Übersetzungsverhältnis geändert wird. Zur gleichen Zeit nimmt die Istdrehzahl des Antriebsmotors 10 langsam zu, so daß der Druck im Zylinder 138 ansteigt. Durch diesen Druckanstieg wird der Stift 148 nach links bewegt und auch der Stift 150 kehrt nach links in diejenige Stellung zurück, die dem Drehzahlfehler Null zugeordnet ist. Damit beginnt aber der Druck im Zylinder 162 abzunehmen. Wenn der Stift 150 schließlich seine neutrale Stellung wieder erreichi hat, sind die Druckkräfte wieder gleich, die auf die beiden Stirnflächen 170 und 172 des Kolbens 164 einwirken. Der Kolben 164 hat nur eine andere axiale Lage eingenommen und das Getriebe arbeitet mit einem neuen Übersetzungsverhältnis, bei dem die vorgegebene Drehzahl und die Drehzahl des Motors beide gleich derjenigen Motordrehzahl sind, bei der der Brennstoffverbrauch für die Gashebelstellung, die eingestellt wurde, am niedrigsten ist. Nun kann der Fahrer die neue Fahrzeuggeschwindigkeit mit der gewünschten Geschwindigkeit vergleichen. Wenn die erreichte Fahrzeuggeschwindigkeit mit der vom Fahrer

gewünschten Geschwindigkeit nicht übereinstimmt, kann der Fahrer das Gaspedal 14 erneut verstellen.

Wie oben bereits bemerkt wurde, ist das Gestänge 174 des Steuerorgans 16 über einen Antriebswähler mit der Steuerstange 176 verbunden, die in das Gehäuse 34 der Übertragung hineinragt, um die Bewegung des Gestänges 174 in die richtige Bewegung der Stange 176 umzuwandeln. Eine ähnliche Steuerstange ist auch für die Pumpe B vorgesehen. Eine Möglichkeit, wie die Bewegungen des Gestänges 174 in die richtigen Bewegungen für die Steuerstangen der Pumpen A und B umgewandelt werden können, ist in der F i g. 6 dargestellt.

Der Antriebswähler 178 weist eine Scheibe 180 auf, die drehbar in einem Lager 182 gelagert ist. Das Gestänge 174 ist bei 184 mittels eines Stiftes an der Scheibe 180 befestigt, so daß die Winkellage der Scheibe 180 durch die Stellung des Gestänges 174 bestimmt ist. An der Scheibe 180 ist bei 188 ein Winkelhebel 186 schwenkbar angelenkt. Das eine Ende dieses Winkelhebels ist bei 190 an einer in Längsrichtung bewegbaren Welle 192 angelenkt, während das andere Ende des Winkelhebels bei 194 mit einer Zahnstange 1% verbunden ist. Die Welle 192 kann vom Fahrer in drei verschiedene Stellungen bewegt werden (und zwar durch den Wählhebel 20 aus F i g. 1). In jeder dieser drei Stellungen rastet eine Kugel 198 in einer Vertiefung ein, ίο daß die Welle 192 in axialer Richtung festgehalten wird. Wenn die Kugel 198 in der Vertiefung 200 einrastet, nimmt der Winkelhebel diejenige Lage ein, die in der F i g. 6 durch die ausgezogenen Linien dargestellt ist. In dieser Stellung wird die Bewegung des Gestänges 174 über die Scheibe 180 und den Winkelhebel 186 direkt auf die Zahnstange 1% übertragen, so daß eine Bewegung des Gestänges 174 nach links auch eine Bewegung der Zahnstange 196 nach links zur Folge hat. Wenn die Kugel 198 jedoch in der Vertiefung 202 einrastet, nimmt der Winkelhebel 186 eine Zwischenstellung ein, in der der Punkt 194 auf der Drehachse der Scheibe 180 liegt. In dieser Stellung des Winkelhebels hat eine Bewegung des Gestänges 174 und eine Drehung der Scheibe 180 auf die Stellung der Zahnstange 196 keinen Einfluß. Dieses ist die Leerlaufstellung. Wenn die Kugel 132 in der Vertiefung 204 einrastet, nimmt der Winkelhebel 186 eine derartige Stellung ein, daß eine Bewegung des Gestänges 174 in eine entgegengesetzt gerichtete Bewegung der Zahnstange 1% zur Folge hat. Dieses ist die Stellung für Rückwärtsfahrt bzw. für die entgegengesetzt gerichtete Drehung der Abtriebswelle 46. Zwischen dem Winkelhebel 186 und der Zahnstange 196 ist ein Universalgelenk vorgesehen, so daß die Zahnstange 1% die gerade beschriebenen Bewegungen durchführen kann.

Die Längsbewegung der Zahnstange 196 wird vom Ritzel 206 in eine Drehbewegung umgewandelt. Diese Drehbewegung wird von der Welle 208 auf eine Nockenscheibe 210 übertragen, die die Längsbewegung der Steuerstange 176 für die Pumpe A hervorruft. Auf gleiche Weise ruft die Drehung einer Nockenscheibe 211 eine Längsbewegung der Steuerstange 177 für die Pumpe B hervor. Das Profil der Nockenscheiben wird von den Ordinaten der F i g. 4 abgeleitet.

Von der Welle 208 wird außerdem eine Nockenscheibe 212 angetrieben. Ein Nockenstößel 214 stellt die Kolben im Steuerventil 216 derart ein, daß die Hydraulikflüssigkeit aus der Leitung 30 (die von der Pumpe 82 aus Fi g. 2 herkommt) entweder zur Leitung 218 oder zur Leitung 219 geleitet wird. Die Leitungen 218 und 219 sind mit den beiden Enden eines Umschaltventils 220 verbunden, das in der Fig. 7 dargestellt ist. Das Umschaltventil 220 ist so ausgelegt, daß seine verschiedenen Kolben von der einen Seite des Ventilzylinders zur anderen Seite des Zylinders verschoben werden und dabei der Reihe nach die verschiedenen Kanäle öffnen oder schließen, wie es noch beschrieben wird, wenn der Hydraulikdruck von der Leitung 2!8 zur Leitung 219 oder umgekehrt

iü übergeht.

Die Leitungen 222, 223 und 224 sind alle mit Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt, also beispielsweise mit der Leitung 30 aus F i g. 2 verbunden. Die Leitungen 225 und 226 sind Rückschlußleitungen, durch die die

'■> Hydraulikflüssigkeit zum Übertragungsgehäuse 34 zurückgeführt werden. Das Stellglied 104 für das Bremsband 102 aus Fig. 2 ist mit dem Umschaltventil 220 über die Leitung 228 verbunden. In der dargestellten Stellung des Umschaltventils ist die Leitung 228 mit der Rückflußleitung 225 verbunden. Das hydraulische Stellglied 122, das mit dem Gabelhebel 116 aus Fig. 2 verbunden ist, weist Leitungen 230 und 231 auf, die in den Zylindern zu beiden Seiten des Kolbens dieses Stellgliedes enden. Die Leitung 230 unterteilt sich in Leitungen 230' und 230", während die Leitung 231 in zwei Leitungen 231' und 231" unterteilt ist. In der dargestellten Stellung des Umschaltventil ist die Leitung 230' mit der Leitung 222 verbunden, während die Leitung 231' mit der Rückflußleitung 225 in

JO Verbindung steht. Der Kolben des Stellgliedes 122 wird daher nach links gedrückt, so daß auch das Verbindungsstück 110 aus Fig.2 nach links gerückt ist. Wenn die Nockenscheibe 212 aus F i g. 6 die dargestellte Stellung einnimmt, drückt der Druck in der Leitung 219 die Kolben des Umschaltventils 210 nach links.

Wenn der Kolben des Umschaltventils 220 nach links bewegt wird, so wird zuerst die Leitung 228 von der Rückflußleitung 215 abgetrennt und mit der Leitung 223 verbunden, so daß der Zahnring 100 (F i g. 2) vom

■»ο Bremsband 102 angehalten wird. Wenn die Kolben des Umschaltventils 220 weiter nach links geschoben werden, werden die Leitungen 230' und 231' von den Leitungen 222 und 225 abgetrennt, während die Leitung 230" und die Leitung 231" mit der Rückflußleitung 226 bzw. mit der Leitung 224 verbunden werden. (Dadurch geht der Druck vollständig auf die andere Seite des Kolbens des Stellgliedes 122 über, so daß das Verbindungsstück 110 nach rechts geschoben wird). Zum Schluß wird die Leitung 228 von der Leitung 223

so abgetrennt und mit der Leitung 226 verbunden, so daß die Bremse wieder freigegeben wird.

Wenn die Nockenscheibe 212 aus Fig.6 gedreht wird, so daß die Leitung 218 unter Druck gesetzt und damit die Kolben des Umschaltventils 220 nach rechts geschoben werden, läuft die gleiche Folge ab. Es wird also zuerst das Bremsband 102 angezogen, dann wird die andere Seite des Stellgliedes 122 mit Druck beaufschlagt, so daß der Kolben des Stellgliedes 122 das Verbindungsstück 110 in die andere Stellung bringt, und

fco schließlich wird die Bremse wieder freigegeben.

Bisher ist beschrieben worden, wie das Steuerorgan 16 in Abhängigkeit von der Stellung des Gaspedals 14 und damit in Abhängigkeit von der Drehzahl des Antriebsmotors die Stellung des Gestänges 114 ändert.

Außerdem ist beschrieben worden, wie diese Stellungsänderung des Gestänges 174 die Stellungen der Steuerstangen 176 und 177 der Stellglieder 80 und 81 beeinflußt. Nun soll ncch beschrieben werden, wie die

Steuerstange 126 die Stellung des Pumpengehäuses 76 der Pumpe A verändert. Diese Beschreibung erfolgt anhand der Fig. 3.

Das Stellglied 80 ist schwenkbar am Übertragungsgehäuse 34 befestigt. Der Zylinder 240 ist mit Kanälen 242 und 244 versehen, die die beiden Enden des Zylinders 240 mit dem Zylinder 246 verbinden. In dem Zylinder 240 ist ein Kolben 248 angeordnet, der durch den Druck in dem Zylinder 240 hin und her bewegbar ist. Dadurch wird auch der Hebel 78 hin und her bewegt, mit dem die Stellung des Pumpengehäuses eingestellt wird. Die Steuerstange 176 ragt in den Zylinder 246 hinein, und bewegt zwei Kolben 248 und 249 hin und her, die in einen gewissen Abstand voneinander angeordnet sind. Die Leitungen 250 und 255 sind Rückflußleitungen und führen zum Gehäuse der Übertragung, während die Leitung 254 mit Druck beaufschlagt ist, also beispielsweise mit der Leitung 30 in Verbindung steht, die mit der Pumpe 82 (F i g. 2) verbunden ist. Wenn die Steuerstangc 176 die dargestellte Stellung einnimmt, geht Hydraulikflüssigkeit aus der Leitung 254 durch den Kanal 244 hindurch und tritt auf der einen Seite des Kolbens 248 in den Zylinder ein, während Hydraulikflüssigkeit von der anderen Seite des Kolbens 248 durch den Kanal 242 und die Leitung 250 abfließt, so daß der Kolben 248 und damit das Pumpengehäuse 76 nach links bewegt werden. Wenn die Steuerstange 176 andere Stellungen einnimmt, ergeben sich auch andere Stellungen für das Pumpengehäuse 76. Die Pumpkapazität der Pumpe A kann daher geändert werden. Für die Pumpe ßist eine gleichartige Anordnung vorgesehen.

Das Getriebe ist noch mit einer Pumpe 256 (Fig. 2) versehen, die von der Abtriebswelle 46 angetrieben wird. Diese Pumpe kann mit der Pumpe 82 parallel geschaltet werden. Sie gibt dann an die Leitungen 30,84 und 85 unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit ab, wenn der Hauptantriebsmotor durch Anschleppen oder Anschieben des Fahrzeugs angeworfen wird.

Bei der bisher beschriebenen Ausführungsform wird das Verbindungsstück 110 aus der einen Stellung in die andere geschoben, wenn die Übertragung von einer Übertragungsart in die andere übergehen soll. Die Funktion des Verbindungsstückes 110 besteht darin, in einem Gang den Käfig für die Planetenräder 94 mit dem Übertragungsgehäuse zu verbinden, und im anderen Gang den Käfig für die Planetenräder 94 mit dem Käfig für die Planetenräder 60 und auch mit dem Sonnenrad 92 zu verbinden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Leistungsverzweigendes hydrostatisch-mechanisches Verbundgetriebe, dessen Eingangswelle direkt mit einem Sonnenrad eines ersten dreigliedrigen Planetengetriebes und über einen stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebeteil indirekt mit dem Radkranz dieses ersten Planetengetriebes verbunden ist, und mit einem zweiten dreigliedrigen Planetengetriebe, dessen eines Glied mit der Antriebswelle verbunden ist und dessen zweites Glied am Getriebegehäuse abbremsbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten (56, 58, 60) und dem zweiten (96, 98, 100) Planetengetriebe ein drittes Planetengetriebe (92, 94, 100) angeordnet ist, dessen Zahnkranz (100) gleichzeitig den Zahnkranz des zweiten Planeiengetriebes bildet, dessen Sonnenrad (92) mit dem Planetenträger ( = Ausgangsglied 90) des ersten Planetengetriebes gekoppelt ist und bei dem der Träger des Planetenradsatzes (94) über Schaltelemente (106, 108, 110, 112) festbremsbar ist (erster Fahrbereich und Rückwärtsgang) bzw. mit dem Sonnenrad (92) seines Planetengetriebes kuppelbar ist, wenn bei gleichzeitig festgebremstem (Bremse 102) Doppelzahnkranz (100) ein zweiter Fahrbereich geschaltet ist.

2. Verbundgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente (106, 108, 110, 112) eine Keilverzahnung (106) auf einem rohrförmigen Teil des Planetenträgers des dritten Planetengetriebes (92,94,100) und eine Keilverzahnung (108) auf dem rohrförmigen Ausgangsglied (90) des ersten Planetengetriebes (56, 58, 60) umfassen, und daß ein Schaltglied (110) in den vorgenannten Keilverzahnungen zum Zwecke des Umschaltens verschiebbar ist, wobei entweder die beiden Keilverzahnungen (106, 108) miteinander koppelbar sind oder die eine Keilverzahnung (106) über das am Gehäuse in feste Rastzähne (112) eingreifende Schaltglied (110) undrehbar festgelegt werden kann.