DE2415002A1 - Hydrostatisches getriebe mit veraenderbarer ausgangsleistung - Google Patents

Hydrostatisches getriebe mit veraenderbarer ausgangsleistung

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DE2415002A1
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Takayuki Miyao
Toshimitsu Sakai
Masanori Sato
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Aisin Seiki Co Ltd
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Description

BLUMBACH - WESER · BERGEN & KRAML'.r
PATENTANWÄLTE IN WIESEADEN UND MIJHCHEI
DIPL.-.NG.P.G.BLUMBACH DIPl PHYE DR. W WESEF-[Vi. ■·-. [.. r r. ■ :■ \V 62V-.ih.r,BADEl·! ' i ■ '
10.002
AISIN SEIKI KABUSHIKI KAISHA
Kariya-shi, Japan
Ϊ0Υ0ΪΑ JIDOSHA KOGXO KABUSHIKI KAISHA loyota-shi, Japan
Hydrostatisches Getriebe mit veränderbarer Ausgangsleistung
Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Getriebe mit einer Eingangswelle, einer Abtriebswelle, einer hydraulisch gesteuerten Drehzahlausgleifchseinrichtung, welche mit der Abtriebswelle zur Übertragung des Drehmomentes der Eingangswelle auf die Abtriebswelle verbunden ist und einen als Reaktionselement für diese arbeitenden ersten hydraulischen Pumpenmotor mit positiver Verdrängung aufweist, einem zweiten Pumpenmotor verstellbarer Ausfuhrung mit positiver Verdrängung, welcher mit der Eingangswelle zur Steuerung des ersten Pumpenmotors entsprechend dem Verdrängungsverhältnis angetrieben ist,einer Einrichtung zur
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Herstellung einer hydraulischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpenmotor.
Ein solches Getriebe kann bei einem Räderfahrzeug und bei einer industriellen Einrichtung und dergl. günstig verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein hydrostatisches Getriebe mit veränderbarer Ausgangsleistung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem eine Wähl- oder Umschaltvorrichtung für eine Antriebskraftübertragung nach vorwärts oder rückwärts wirksam zwischen der Eingangswelle und der Drehzahlausgleichseinrichtung angeordnet ist, wobei synchronisiertes Ineinandergreifen bei einer Umschaltung der Wählvorrichtung bei Herstellung einer Antriebskraftübertragung entweder nach vorwärts oder rückwärts mittels eines auf die Drehzahlausgleichseinrichtung beim anfänglichen Pumpbetrieb des Pumpenmotors mit positiver Verdrängung ausgeübten hydraulischen Drehmomentes realisiert wird, um dadurch sanftes Schalten aus der Antriebskraftübertragung vorwärts in die AntriebskraftUbertragung rückwärts und umgekehrt zu bewirken.
Ferner soll die Drehmomentenübertragung von der Eingangszur Abtriebswelle bei der AntriebskraftUbertragung nach
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rückwärts ebenso wirksam wie bei der nach vorwärts durch Wirkung des Pumpenmotors mit positiver Verdrängung gänzlich von seinem negativen oder positiven Betriebsbereich erzeugt werden.
Weiterhin sollen bei dem Getriebe kontinuierlich variable Antriebsverhältnisse zwischen der Eingangs- und der Abtriebswelle über einen grossen Drehzahlbereich über kontinuierliche Steuerung.der Verdrängung des Pumpenmotors erreicht werden.
DarUberhinaus soll ein hoher Drehmomentenübertragungswirkungsgrad in den kontinuierlich verschiedenartigen Drehzahländerungsbereichen mittels einer verbesserten Drehzahlausgleichseinrichtung erreicht werden, um den Pumpenmotor mit positiver Verdrängung voll wirken zu lassen.
Auch soll synchronisiertes Einkuppeln von Kupplungen für die Drehzahlausgleichseinrichtung wahlweise bei einem Betriebsbereichsumschaltpunkt des Pumpenmotors mit positiver Verdrängung erzielt werden, um das Getriebe von niedriger Drehzahl auf hohe Drehzahl und umgekehrt zu bringen.
Schliesslich sollen die einzelnen Teile so angeordnet sein, dass eine sehr einfache und kompakte Ausführung erzielt
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wird um e:n Getriebe zu schaffen,, welches in Räderfahrzeupe, industrielle Kinrichtunaen und dergl. eingebaut werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsqemäss bei einem Getriebe der einaanos genannten Art dadurch ge;öst, dass zwischen der Eingangswelle und der Drehzahlausgleichseinrichtung eine Wähleinrichtung für eine Äntriebskraftübertragung zur wahiweisen Erzielung einer Antriebskraftübertragung nach vorwärts und rückwärts von der Eingangswelle zur Abtriebswelle über die Orehzahlausgleichseinrichtung angeordnet ist, wobei die Drehzahl ausgleichseinrichtung die von der Eingangswelle entsprechend dem Pump- und Motorbetrieb des ersten Pumpenmotors gemäss dem Verdrängungsverhältnis des zweiten Pumpenmotors während des Antriebsvorganges nach vorwärts oder rückwärts auf die Abtriebswelle übertragene Antriebsenergie hydraulisch und mechanisch steuert.
Das hydrostatische Getriebe umfasst also eine hydraulisch gesteuerte Ürehzahlaus-gleichseinrichtung, die mit der Abtriebswelle zur Übertragung des Drehmomentes von der Eingangs- zur Abtriebswelle verbunden ist und die ein als Reaktionselement dafür wirkendes hydraulisches Element, den Pumpenmotor mit positiver Verdrängung, der mit der Eingangswelle zur Steuerung des hydraulischen Elementes ge-
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mass seinem VerdrcJngunqsverhältnis verbunden ist, unri den Leitungs- oder Umlaufkreis zur Schaffung einer hydraulischen Verbindung zwischen dem hydraulischen Element un.-: dem Pumpenmotor aufweist. Im hydrostatischen Getriebe ist zwischen der Eingangswell.e und der Urehzahlauso Leΐ chseinrichtung die Wähl- oder Umschaltgetriebeeinheit Für eine Äntriebskraftübertragunr; eingefügt, um von der Einganaszur Abtriebswelle über die Drehzahlauscji eichseJ.nrichtung eine Antriebskraftübertragung nach vorwärts und rückwärts zu erzielen.
^'eitere vorteilhafte Ausführung, Weiterbildungen un .. Verbesserungen sin I <!en UnteransorUchen zu entnehmen.
An Hand der Zeichnung so ilen weitere Verbesserungen, Weiterbildungen unH vorteile dsr Erf;ndunc; an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische darstellung einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Getriebes,
Fig. 2 eine schematische darstellung einer zweiron bevorzuciten Ausführun ·sf:>r-n,
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i-xci. ö uno
Fit). i,6,und 7 Fig,
Fir. ν
Fig. I.»,!! und
Fig. 14 bis 1/ Fig. 1 c> bis 2o Tei^e einer ersten und zweiten /!ocJi-Fikation der Ausführung nach Fig. 2,
(graphische Darstellungen bestimmter 3etriebskennwerte der Ausführung nach Fig. 2,.
sine schematische Darstellung einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfinduno,,
eine TeiLdars teilung einer ilodifikation :ier AusfUhruna nach Fio. o,
Graphische Darstellungen mit bestimmten 3etriebskennzahlen der Ausführunci nach Fig. d,
eine schematische Darstellung eines Teiles einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
schematische Darstellungen von Teilen mit Modifikationen der vierten Ausführungsform nach Fig. 13,
graphische Darstellungen von bestimmten Betriebskennwerten der Ausführung nach Fig. 13,
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Fig. 21 eine schematische Darstellung
einer fünften Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 22 u. 23 graphische Darstellungen be
stimmter Betriebskennwerte der fünften AusfUhruncisform nach Fia. 21 und
Fig. 24 bis 26 schematische Darstellungen von
Modifikationen der fünften Ausführung nach Fip. 21
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In Fig. 1 der Zeichnung ist eine erste bevorzugte AusfUhrungsform der Erfindung dargestellt. Man kann erkennen, dass das hydrostatische Getriebe eine von einer Antriebsmaschine 1 angetriebene Eingangswelle 2, eine Zwischenwelle 3 und eine Abtriebswelle 4 besitzt. Diese Wellen 2, 3 und 4 sind koaxial, d.h. auf einer Achse liegend, im Getriebegehäuse (nicht in der Zeichnung dargestellt) gelagert, und die Zwischen- und Abtriebswelle 3 und 4 werden im Endeffekt von der Eingangswelle 2 gesteuert bzw. angetrieben.
Das Getriebe besitzt im Prinzip eine Umschaltgetriebeeinheit für eine Antriebskraftübertragung nach "Vorwärts" bzw. "Rückwärts" (im folgenden kurz als Umschaltgetriebeeinheit Io bezeichnet), eine einen Umlaufgetriebesatz 3o aufweisende Differentialgetriebeeinheit, einen hydraulisch betätigten Kupplungsmechanismus 5o und einen ersten Verdrängerpumpenmotor nicht verstellbarer Ausführung, im folgenden erster Pumpenmotor 5 genannt, welcher von einem zweiten Verdrängerpumpenmotor 6 verstellbarer Ausführung, im folgenden kurz zweiter Pumpenmotor 6 genannt, gesteuert wird, um von der Antriebsmaschine 1 angetrieben zu werden. Der erste und der zweite Verdrängerpumpenmotor 5 undo sind hydraulisch mittels eines Hydraulikkreises 7o durch ein Bypassventil 6o miteinander verbunden.
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Die Umschaltgetriebeeinheit Io dient zur Bestimmung der AntriebskraftUbertragung des Getriebes und ist mit einem Handwahlhebel oder Handumschalthebel 2o versehen, der die Stellungen "F", "N" und 11R" hat; hierbei bedeutet 11F" = Vorwärts, 11N" = Leerlauf und "R" = Rückwärts. Die Umschaltgetriebeeinheit Io besitzt auf der Eingangswelle 2 befestigte Zahnräder 11 und 12, ein Zwischenzahnrad 13 im Eingriff mit dem Zahnrad 12 und Zahnräder 14 und 15, die mit dem Zahnrad bzw. mit dem Zwischenzahnrad 13 kämmen. Die Zahnräder 14 und 15 sind mit Aussenverzahnungen 18 bzw. 19, die mit ihnen ein ganzes bilden, versehen und drehbar auf einer Gegenwelle 17 gelagert. Die Gegenwelle 17 besitzt eine auf ihr befestigte Aussenverzahnung 16, die zwischen den Verzahnungen 18 und 19 angeordnet ist und mit ihnen fluchtet. Ein Getrieberad 22 ist (in der Fig. 1) am rechten Ende der Gegenwelle 17 befestigt und kämmt mit einem auf der Zwischenwelle 3 befestigten Getrieberad 23.
Die Umschaltgetriebeeinheit Io besitzt weiterhin eine Gleitbuchse 21 mit einer Innenverzahnung 21a, die wahlweise mit der Verzahnung 16, den Verzahnungen 16 und 18 oder den Verzahnungen 16 und 19 in Eingriff gebracht werden kann. Die Gleitbuchse 21 wird durch den Wahl- oder Umschalthebel 2o betätigt. Wenn man den Umschalthebel 2o in die Stellung "F"
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bringt, dann gelangt die Gleitbuchse 21 mit den Verzahnungen 16 und 18 in Eingriff, um eine AntriebskraftUbertragung über die Räder 11, 14, 22 und 23 herzustellen, um dadurch die gleiche Drehrichtung (hier Uhrzeigersinn) von der Eingangswelle 2 auf die Zwischenwelle 3 zu übertragen. Hierdurch wird die Antriebskraftübertragung "Vorwärts" des Getriebes erreicht.
Wenn der Umschalthebel 2o in die Stellung "R" gebracht ist, dann ist die Gleitbuchse 21 mit den Verzahnungen 16 und 19 in Eingriff, um eine AntriebskraftUbertragung über die Räder 12, 13, 15, 22 und 23 herzustellen, um dadurch die Drehung der Eingangswelle 2 im Uhrzeigersinn in umgekehrter Richtung auf die Zwischenwelle 3, die sich jetzt im Gegenuhrzeigersinn dreht, zu übertragen. Dies erzeugt die AntriebskraftUbertragung "Rückwärts" des Getriebes. Stellt man den Umschalthebel 2o auf die Stellung "N", dann ist die Gleitbuchse 21 weder mit der Verzahnung 18 noch mit der Verzahnung 19 im Eingriff; dadurch wird keine Drehung von der Eingangswelle 2 auf die Zwischenwelle 3 übertragen.
Die Ihtilaufgetriebeeinheit 3o besitzt ein am äusseren Ende der Zwischenwelle 3 befestigtes erstes Innenrad 31, ein am inneren Ende der Abtriebswelle 4 befestigtes zweites Innenrad 32 und ein am äusseren Ende einer Hilfswelle 34, welche
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drehbar auf der Zwischenwelle 3 gelagert und mit einem Zahnrad 35 an ihrem inneren Ende versehen ist, angeformtes drittes Innenrad 33. Diese drei Innenräder 31, 32 und 33 sind koaxial zueinander ausgerichtet, d.h. ihre Achsen fluchten. Die Umlaufgetriebeeinheit 3o besitzt weiterhin einen Satz von Aussen- oder Planetenrädern 36, 37 und 38. Die Aussenräder 36, 37 und 38 sind koaxial auf einer Welle 39 befestigt, sodass sie mit dem ersten, zweiten bzw. dritten Innenrad 31, 32, 33 kämmen. Die Welle 39 ist von einem Rahmen 4o gehalten, auf welchem eine Hilfswelle 41 derart angeordnet ist, dass sie die Hilfswelle 34 des dritten Innenrades 33 drehbar umfasst, und welcher mit einem an seinem inneren Ende befestigten Getrieberad 42 versehen ist.
Der hydraulisch betätigte Kupplungsmechanismus 5o besitzt eine Kupplung 51 für einen niedrigen Drehzahlbereich und eine Kupplung 52 für einen hohen Drehzahlbereich, die koaxial auf einer Welle 53 des ersten Verdrängerpumpemnotors angeordnet sind. Diese Kupplungen 51 und 52 weisen Zahnräder 54 bzw. 55 auf, welche mit den Zahnrädern 35 bzw. 42 kämmen·
Der zweite Verdrängerpumpenmotor 6 besitzt eine Taumelscheibe 6A, um dessen Verdrängungskapazität zu verändern. Eine Welle 25 des Verdrängerpumpenmotors 6 ist mit der Eingangswelle 2 über ein auf der Welle 25 befestigtes und in Eingriff mit dem Rad 11 der Eingangswelle 2 befindliches Zahnrad 24 ver-
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bunden, sodass dieser von der Maschine 1 immer mit konstanter Drehzahl angetrieben wird. Der Hydraulikkreis 7o zur Verbindung des ersten Verdrängerpumpenmotors 5 mit dem zweiten 6, weist im wesentlichen einen ersten Strömungskreis 71 und einen zweiten Strömungskreis 72 auf. Der Hydraulikkreis 7o besitzt weiterhin eine kleine Flüssigkeitspumpe 73, die von der Welle 25 des zweiten Verdrängerpumpenmotors 6 angetrieben wird, hydraulische Leckagen von den Verdrängerpumpenmotoren auszugleichen und einen Betriebssteuerdruck dem Bypassventil 6o zuzuführen.
Das Bypassventil 6o besitzt ein Ventilgehäuse 61, welches innen mit einer zylinderischen Bohrung 62 und mit Öffnungen 63, 64 und 65 versehen ist. Ein Schieber 66 greift gleitend in die Bohrung 62 ein und ist mit Kolben 66A und 66B versehen. Eine Feder 67 beaufschlagt den Schieber 66 normalerweise nach links (in der Zeichnung), und eine Nockenscheibe 68 befindet sich mit dem äusseren Ende des Schiebers 66 in Eingriff. Die Verschiebung des Schiebers 66 wird von der Nockenscheibe 68 oder dem Steuerdruck von der Pumpe 73 bewirkt, um die Öffnungen 64 und 65 zu öffnen oder zu schliessen.
Die Pumpe 73 ist mit einem Auslasskreis 74 verbunden, welcher sich in zwei Zweigkreise 75 und 76 aufteilt. Der Zweigkreis 75 steht mit der Öffnung 63 des Bypassventiles 6o in
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Verbindung. Dabei ist der Zweigkreis 76 mit dem ersten Strömungskreis 71 über ein Einwegrückschlagventil 77 und Über ein weiteres Einwegrückschlagventil 78 mit dem zweiten Strömungskreis 72 verbunden. Eine Blende 79 ist im Zweigkreis 76 nahe bei der Verbindungsstelle am Auslasskreis 74 angeordnet,um damit den hydraulischen Druck von der Pumpe 73 dem Zweigkreis 75 entsprechend der Drehzahl der Maschine 1 zuzuführen. An den Zweigkreis 76 ist ein Überströmventil 8o zur Regulierung des hydraulischen Druckes innerhalb des Kreises 76 auf einen vorbestimmten Wert von 5/1 ο kg/cm angeschlossen. Der Zweigkreis 76 ist weiterhin mit dem ersten und dem zweiten Strömungskreis 71 bzw. 72 Über ein Überströmventil 81 und ein Einwegrückschlagventil 83 bzw. 82 verbunden. Das Überströmventil 81 wirkt wie ein Sicherheitsventil für den Strömungskreis 7o, sodass dieser vor Schäden durch zu starkes Ansteigen des hydraulischen Druckes innerhalb des Strömungskreises 7o geschützt ist.
Der erste Strömungskreis 71 steht mit der öffnung 64 des Bypassventiles 6o über einen Nebenstromkreis 84 in offener Verbindung. Der zweite Strömungskreis 72 steht mit der öffnung 65 des Bypassventiles 6o über einen Nebenstromkreis 85 in offener Verbindung. Solange die Maschine 1 in ihrer Leerlaufdrehzahl läuft, bleibt so der Schieber 66 des Bypassventiles 6o in seiner
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ursprunglichen Stellung, die in der Zeichnung Fig. 1 dargestellt ist, wobei sich der an der Öffnung 63 anstehende Druck im Gleichgewicht mit der Kraft der Feder 67 befindet. In diesem Falle sind die Öffnungen 64 und 65 miteinander verbunden, sodass eine Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungskreis 71 und 72 hergestellt ist. Wenn die Drehzahl der Maschine 1 Über die Leerlaufdrehzahl ansteigt, dann Überwindet der an der Öffnung 63 anstehende Steuerdruck die Kraft der Feder 67 und verschiebt den Schieber 66 nach rechts (in der Fig. 1). Der Kolben 66B schliesst die öffnung 64 und die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Strömungskreis 71 und 72 ist unterbrochen. Infolgedessen entsteht ein geschlossener Umlaufkreis zwischen dem ersten und dem zweiten Verdrängerpumpenmotor 5 und 6. Dieser Kreis kann auch durch Drehen der Nockenscheibe 68 in Pfeilrichtung hergestellt werden. Zu diesem Zweck ist die Nockenscheibe 68 mit dem Umschalthebel 2o der Umschaltgetriebeeinheit Io gekuppelt, sodass während des Leerlaufs der Maschine 1 die Nockenscheibe 68 vor der Vollendung der AntriebskraftUbertragung entweder nach Vorwärts oder Rückwärts innerhalb der Umschaltgetriebeeinheit Io betätigt wird. Die Nockenscheibe 68 wird dann bald nach der Vollendung der AntriebskraftUbertragung nach Vorwärts oder Rückwärts ausgeklinkt. Sie wird dann, wenn sie be-
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tätigt wird, den Schieber 66 des Bypassventiles 60 gegen die Kraft der Feder 67 treiben, um hierdurch zeitweise die öffnung 64 durch den Kolben 66B des Schiebers 66 zu schliessen. Und wenn die Nockenscheibe 68 entriegelt ist, dann kehrt der Schieber 66 auf Grund der Kraft der Feder 67 in seine ursprüngliche Stellung zurUck. Infolgedessen kehrt auch das Bypassventil 60 in seinen ursprunglichen Zustand zurUck, in dem die beiden öffnungen 64 und 65 miteinander verbunden sind. Danach erhöht sich der an der öffnung 63 anstehende Steuerdruck entsprechend dem Anstieg der Maschinendrehzahl nach Vollendung der Umschalthebelbetätigung, sodass dadurch der Schieber 66 nach rechts (in der Fig. 1) getrieben wird.
Beim Umschalten der Umschaltgetriebeeinheit Io geschieht ein Ineinandergreifen von Gleitbuchse 21 und Verzahnung 18 des Zahnrades 14 oder der Verzahnung 19 des Zahnrades 15, um eine Antriebskraftübertragung entweder nach Vorwärts oder nach Rückwärts zu erreichen, synchron, da die hydraulisch gesteuerte Ausgleichsgetriebeeinheit durch den hydraulisch mit dem zweiten Verdrängerpumpenmotor 6 verbundenen ersten Verdrängerpumpenmotor 5 vor dem Umschalten des Wahlhebels 2o betätigt wird, wie unten im Einzelnen beschrieben wird.
Wenn sich der Umschalthebel 2o in seiner N-Stellung bei Leer-
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lauf der Maschine 1 befindet, dann wird kein Drehmoment der Maschine auf die Zwischenweile 3 Übertragen, und das Bypassventil 6o befindet sich in der Ruhestellung, um die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpenmotor zu unterbrechen. In diesem Zustand laufen der zweite Pumpenmotor 6 und die kleine Pumpe 73 nur in ihrer Leerlaufdrehzahl. Zur Umschaltung der Umschaltgetriebeeinheit Io wird hierauf der zweite Pumpenmotor 6 auf seine volle Verdrängung in einer positiven Richtung hochgefahren und die Kupplung für den niedrigen Bereich wird eingekuppelt.
So wird die Nockenscheibe 68 des Bypassventiles 6o entsprechend der Umschaltung des Umschalthebels 2o in die Stellung "F" betätigt, um zeitweise den Umlaufkreis zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpenmotor 5 und 6 vorläufig zur Erzeugung der Antriebskraftübertragung nach Vorwärts innerhalb der Umschaltgetriebeeinheit Io herzustellen. Danach wird der erste Pumpenmotor 5 im Gegenuhrzeigersinn als Motor durch den an ihm von dem zweiten Pumpenmotor 6 her durch den zweiten Strömungskreis anstehenden Flüssigkeitsdruck in Gang gesetzt. Das in Gegenuhrzeigersinn wirkende Drehmoment der Welle 53 des Pumpenmotors 5 wird auf die Zwischenwelle 3 als Drehmoment im Uhrzeigersinn über die Kupplung 51 für den niedrigen Bereich, die Zahnräder 54 und 35, die Hilfswelle 34, das dritte Innenrad 33,
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das Aussen- oder Planetenrad 36 und das erste Innenrad 31 in der Folge Übertragen. Währenddessen ist die Abtriebswelle 4 durch die Last, die auf sie wirkt, blockiert. Dieses Drehmoment wird auf die Gegenwelle 17 der Umschaltgetriebeeinheit Io durch die Getrieberäder 23 und 22 Übertragen. Infolgedessen drehen sich die Gegenwelle 17, die Aussenverzahnung 16 und die Gleitbuchse 21 gemeinsam in gleicher Richtung wie die Verzahnung 18 des Rades 14, welches mit dem Rade 11 kämmt, im erwähnten synchronen Eingriff.
Um die AntriebskraftUbertragung nach Rückwärts in der Weise, wie für die Antriebskraftübertragung nach Vorwärts erwähnt herzustellen, wird der zweite Pumpenmotor 6 auf seine volle Verdrängung in negativer Richtung umgeschaltet. Der zweite Pumpenmotor 6 erzeugt einen Flüssigkeitsdruck für den ersten Strömungskreis 71 und der erste Pumpenmotor 5 wird im Uhrzeigersinn in Drehung versetzt. Die Drehung der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 im Uhrzeigersinn wird auf die Zwischenwelle 3 über die Kupplung 51 für den niedrigsten Bereich und das gleiche bei Beschreibung der AntriebskraftUbertragung nach Vorwärts dargestellte Getriebe übertragen. Dann wird dieses Rotationsdrehmoment auf die Gegenwelle 17 über die Zahnräder 23 und 22 aufgebracht, um die Gegenwelle 17 im Uhrzeigersinn zu drehen, um ein synchronen Eingriff zwischen der Gleitbuchse 21 und der Verzahnung 19 des Rades 15 zu erzeugen.
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Nachdem die Gleitbuchse 21 und die Verzahnung 18 des Rades 14 mittels der Einschaltung der Umschaltgetriebeeinheit Io synchronisiert miteinander in Eingriff gebracht sind, wird bei niedriger Drehzahl Vorwärts oder bei niedriger Arbeitsbereichstufe das Drehmoment der Eingangswelle 2 im Uhrzeigersinn, welches von der Maschine 1 in deren Leerlaufdrehzahl abgegeben wird, auf den ersten Pumpenmotor 5 Über eine Getriebekette für niedrige Drehzahlen Übertragen, welche die Räder 11, 14 und 22 innerhalb der Umschaltgetriebeeinheit lo, das Rad und das erste Innenrad 31 auf der Zwischenwelle 3, die Planetenoder Aussenräder 36 und 38, das dritte Innenrad 33 und das Rad 35 auf der Hilfswelle 34 und das Rad 54 der Kupplung 51 für den niedrigen Bereich umfasst. Gleichzeitig wird das Drehmoment der Eingangswelle 2 im Uhrzeigersinn auf den zweiten Pumpenmotor 6 und die kleine Pumpe 73 Über die Räder 11 und 24 Übertragen und weiterhin auf die Ausgangswelle 4 über eine Ausgangs-Umlaufgetriebekette aufgebracht, welch letztere die Räder 11, 14 und 22 innerhalb der Umschaltgetriebeeinheit 1o, das Rad 23 und das erste Innenrad 31 auf der Zwischenwelle 3, die Aussen- oder Planetenräder 36 und 37, und das zweite Innenrad 32 umfasst. In diesem Zustand wird das Bypassventil 6o in seine Ruhestellung gebracht, um den ersten und den zweiten Strömungskreis 71 und 72 zu verbinden, sodass auf den ersten
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Pumpenmotor 5 keine Belastung gegeben wird, und die Abtriebswelle 4 durch eine auf sie ausgeübte Last festgehalten. Unterdessen wird die Getriebekette fUr niedrige Drehzahlen von dem Drehmoment der Eingangswelle 2 angetrieben, um den ersten Pumpenmotor 5 in Drehung zu versetzen; und auf der anderen Seite wird die Abtriebs-Umlaufgetriebekette von der auf die Abtriebswelle 4 wirkenden Last blockiert.
Wenn die Maschine 1 beschleunigt wird, was einen Flüssigkeitsdruck auf die öffnung 63 des Bypassventils 6o bewirkt, sodass sich der Kolben rechts gegen die Kraft der Feder 67 bewegt, sind der erste und der zweite Strömungskreis 71 und 72 gegeneinander isoliert, d.h. voneinander getrennt, um den Umlaufkreis für den ersten und den zweiten Pumpenmotor 5 und 6 herzustellen. So pflanzt sich der Hydraulikdruck, der von dem ersten Pumpenmotor 5 erzeugt wird, notwendigerweise durch den zweiten Pumpenmotor 6 fort, so dass der von dem ersten Pumpenmotor 5 erzeugte Druckwert durch den zweiten Pumpenmotor 6 reguliert wird.
Während der zweite Pumpenmotor 6 auf seine volle Verdrängung in positive Richtung hochgefahren wird, kann in dem beschriebenen Zustand die Abtriebswelle 4 nicht angetrieben werden, da die betreffenden Getrieberäder dazu bestimmt sind, die Flüssigkeits-
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druckwerte, die von dem ersten bzw. zweiten Pumpenmotor 5 bzw. 6 abgegeben werden, durch Rotation der Eingangswelle 2 auszugleichen.
Wenn die Pumpenverdrängung des zweiten Pumpenmotors 6 verringert wird, wird eine hydraulische Last auf den ersten Pumpenmotor 5 gemäss dem Pumpenwinkel des zweiten Pumpenmotors 6 aufgebracht, sodass die Drehzahl des ersten Pumpenmotors 5 unter diese absinkt, während die Abtriebswelle 4 festgehalten ist. So Überträgt die Umlauf-Getriebekette das Rotationsdrehmoment der Eingangswelle 2 auf die Abtriebswelle 4 entsprechend der Reaktionskraft, die auf sie von der Getriebekette fUr niedrige Drehzahlen in Übereinstimmung mit dem Absinken der Drehzahl des ersten Pumpenmotors 5 ausgeübt wird.
Die Drehung der Abtriebswelle 4 wird entweder durch den Anstieg der Maschinendrehzahl oder dem weiteren Absinken des Pumpenwinkels des zweiten Pumpenmotors 6 erhöht. Das Ansteigen der Maschinendrehzahl und das Absinken des Pumpenwinkels des zweiten Pumpenmotors 6 kann entweder unabhängig voneinander oder aufeinander bezogen verlaufen. Dies sorgt dafür, dass der erste Pumpenmotor 5 seine Drehzahl durch Drehung der Eingangswelle 2 erhöht und, umgekehrt dafUr, dass die Abtriebswelle 4 ihre Drehzahl mit der Drehung der Eingangswelle 2 erhöht. Auf diese Weise erhöht sich das Drehzahlverhältnis der Abtriebswelle 4 zur Eingangswelle 2, das im folgenden vereinfacht "Drehzahlverhältnis"
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genannt wird, im Verhältnis zu dem Absinken der Pumpenverdrängung des zweiten Pumpenmotors 6.
Wenn der zweite Pumpenmotor 6 auf seine Null-Verdrängung heruntergefahren wird, dann kann sich kein Flüssigkeitsdruck durch den zweiten Pumpenmotor 6 fortpflanzen, um dadurch die Drehung des ersten Pumpenmotors 5 abzubremsen. Das Drehzahlverhältnis in diesem Zustand wird definiert als ein erstes oder als ein Standarddrehzahlverhältnis für den niedrigen Bereich, welches durch Übersetzungsverhältnisse zwischen dem ersten Innenrad 31 und dem Aussenrad 36, zwischen dem zweiten Innenrad 32 und dem Aussenrad 37, zwischen dem dritten Innenrad 33 und dem Aussenrad 38, zwischen den Rädern 11 und 14 der Umschaltgetriebeeinheit 1o, und zwischen den Rädern 22 und 23 der Umschaltgetriebeeinheit bestimmt wird. Das ganze Drehmoment, welches die Maschine 1 auf die Eingangswelle 2 im Uhrzeigersinn ausübt, wird bei diesem ersten Standarddrehzahlverhältnis auf die Zwischenwelle 3 als dessen Drehmoment im Uhrzeigersinn über die Umschaltgetriebeeinheit Io übertragen. Das Drehmoment der Zwischenwelle 3 wird weiterhin mechanisch auf die Abtriebswelle 4 als deren Drehung im Uhrzeigersinn über die Abtriebsumlaufgetriebekette übertragen.
Bis überdies das erste Standarddrehzahlverhältnis erreicht ist, wird das auf die Zwischenwelle 3 übertragene Drehmoment aufge-
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teilt auf die Abtriebsgetriebekette und die Getriebekette für den niedrigen Bereich. Das auf die Getriebekette für den niedrigen Bereich aufgebrachte Drehmoment wird dann in hydraulischen Druck durch den Pumpenbetrieb des ersten Pumpenmotors 5 umgewandelt. Der Flüssigkeitsdruck von dem ersten Pumpenmotor 5 wird dem zweiten Pumpenmotor 6 über den ersten Strömungskreis 71 zugeführt. Dann läuft der Pumpenmotor 6 durch den ihm zugeführten Flüssigkeitsdruck als Motor, um dadurch eine Gegenuhrzeigerdrehung der Welle 25 zu erzeugen. Folglich wird eines der aufgeteilten Drehmomente auf die Eingangswelle 2 über die Räder 24 und Π zurückgeführt.
In dem Falle, wenn der Pumpenwinkel des zweiten Pumpenmotors 6 in seine Endlage oder in die negative Richtung gebracht wird, dann wird das Drehmoment der Eingangswelle 2 auf einen ersten und einen zweiten mechanischen Energieweg aufgeteilt. Der erste Teil des aufgeteilten Drehmomentes wird auf die Abtriebswelle 4 als ein Drehmoment im Uhrzeigersinn über die Umlaufgetriebekette wie oben erwähnt übertragen. Der zweite Teil des aufgeteilten Drehmomentes der Eingangswelle 2 versetzt den zweiten Pumpenmotor 6 als Pumpe über die Räder 11, 24 und die Welle 25 in Drehung, und wird dann in hydraulischen Druck durch den Pumpenbetrieb des Pumpenmotors 6 umgewandelt. Dieser hydraulische Druck wird dann dem ersten Pumpenmotor 5 durch den ersten Strömungskreis 71 zugeführt.
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Der erste Pumpenmotor 5 läuft als Motor, um den hydraulischen Druck in ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn (Pfeil) der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 umzuwandeln. Dieses Drehmoment wird schliesslich auf die Abtriebswelle 4 als Drehung im Uhrzeigersinn Über die Getriebekette fUr niedrigen Bereich Übertragen.
Anteilig zur Erhöhung der Verdrängung in negativer Richtung des zweiten Pumpenmotors 6 erhöht sich die Ausströmmenge des Pumpenmotors 6 mit der Drehung der Eingangswelle 2, sodass das Drehmoment des ersten Pumpenmotors 5 proportional dazu und dadurch das Drehzahlverhältnis des hydrostatischen Getriebes Über das erste Standarddrehzahlverhältnis ansteigen.
Nachdem der zweite Pumpenmotor 6 auf seine volle Verdrängung in negativer Richtung gebracht wurde, wird das Drehzahlverhältnis des Getriebes weiter erhöht durch einen Vorgang, bei dem innerhalb des Kupplungsmechanismus 5o die Kupplung 52 für den hohen Bereich eingekuppelt und die Kupplung 51 für den niedrigen Bereich ausgekuppelt wird. In diesem Falle ist es wünschenswert, dass die Drehzahlen der Räder 54 und 55 synchronisiert sind, was durch geeignete Auswahl der Übersetzungsverhältnisse zwischen den Rädern 35 und 54 und zwischen den Rädern 42 und 55 verwirklicht wird.
Auf das Einkuppeln der Kupplung 52 für den hohen Bereich wird das Drehmoment der von der Maschine 1 angetriebenen Eingangs-
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welle 2 im Uhrzeigersinn auf die Zwischenwelle 3 als Drehmoment im Uhrzeigersinn über die Umschaltgetriebeeinheit Io übertragen und umgekehrt auf den erwähnten ersten und zweiten Energieweg innerhalb des Umlaufgetriebesatzes 3o aufgeteilt. Der erste Teil des Drehmomentes wird auf die Abtriebswelle 4 als Drehmoment im Uhrzeigersinn über die Abtriebs-Umlaufgetriebekette übertragen. Auf der anderen Seite wird der zweite Teil des aufgeteilten Drehmomentes auf die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 als Drehmoment in Pfeilrichtung oder in Uhrzeigersinn aufgebracht, und zwar über eine Getriebekette für hohen Bereich, welche das erste Innenrad 31, das Aussen- oder Planetenrad 36, die Welle 39, den Rahmen 4o, die Hilfswelle 41, die Räder 42, 55 und die Kupplung 52 für den hohen Bereich umfasst.
Dieses Drehmoment der Welle 53 wird durch Pumpenbetrieb des ersten Pumpenmotors 5 in hydraulischen Druck umgewandelt. Der hydraulische Druck wird dann dem zweiten Pumpenmotor 6 Über den zweiten Strömungskreis 72 zugeführt und in ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn der Welle 25 des zweiten Pumpenmotors 6 umgewandelt. Dieses Drehmoment wird schliesslich wieder der Eingangswelle über die Räder 24 und 11 als Drehmoment im Uhrzeigersinn zugeführt.
In dem Falle, wenn die Verdrängung des zweiten Pumpenmotors 6 nacheinander verringert wird und Null erreicht, dann geht die Verdrängungsleistung nach Null, um hierdurch die Drehung des
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Pumpenmotors 5 abzubremsen. Das Drehzahlverhältnis in diesem Zustand ist definiert als ein zweites oder Standarddrehzahlverhältnis für den hohen Drehzahlbereich, welches durch die Übersetzungsverhältnisse zwischen dem ersten Innenrad 31 und dem Aussenrad 36, zwischen dem zweiten Innenrad 32 und dem Aussenrad 37, zwischen den Rädern 11 und 14 und zwischen den Rädern 22 und 23 der Umschaltgetriebeeinheit Io bestimmt wird. Bei dem Standard-Drehzahlverhältnis für den hohen Drehzahlbereich wird das ganze Drehmoment der Eingangswelle 2 mechanisch auf die Abtriebswelle über die Abtriebs-Umlaufgetriebekette wie bei dem Standard-Drehzahlverhältnis für niedrigen Drehzahlbereich übertragen.
Eine weitere Verstellung des zweiten Pumpenmotors 6 über seine Nullstellung in positive Richtung hinaus wird den ersten Pumpenmotor 5 in eine Drehung im Gegenuhrzeigersinn versetzen, um hierdurch das Drehzahlverhältnis zu erhöhen. In diesem Falle laufen der erste und der zweite Pumpenmotor 5 und 6 im Motorbzw, im Pumpenbetrieb. Der erste Teil des aufgeteilten Drehmomentes von der Eingangswelle 2 wird auf die Abtriebswelle 4 als Drehmoment im Uhrzeigersinn über die Abtriebs- Umlaufgetriebekette übertragen. Und der zweite Teil des aufgeteilten Drehmomentes von der Eingangswelle 2 wird auf die Welle 25 des zweiten Pumpenmotors 6 als Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn über
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die Räder 11 und 24 übertragen. Dieses Drehmoment wird durch den zweiten Pumpenmotor 6 in hydraulischen Druck umgewandelt. Der hydraulische Druck wird dann dem ersten Pumpenmotor 5 über den zweiten Strömungskreis 72 zugeführt und wieder in ein Drehmoment der Welle 53 des Pumpenmotors 5 im Gegenuhrzeigersinn rückverwandelt. Das Drehmoment wird schliesslich auf die Abtriebswelle 4 über die Getriebekette für den hohen Drehzahlbereich als Drehmoment im Uhrzeigersinn aufgebracht.
Die Erhöhung der positiven Verdrängung des zweiten Pumpenmotors 6 endet im proportionalen Anstieg der Drehung des ersten Pumpenmotors 5 im Gegenuhrzeigersinn mit der Drehung der Eingangswelle 2, um das Drehzahlverhältnis zu erhöhen, welches sein Maximum erreichen wird, wenn der zweite Pumpenmotor 6 auf seine volle Verdrängung in positiver Richtung hochgefahren wird. Und in der gleichen Weise wird der umgekehrte Betrieb das Drehzahlverhältnis verringern.
Der gesamte Betriebsablauf des hydrostatischen Getriebes gemäss der Erfindung in der Richtung "Rückwärts" wird im folgenden beschrieben. Es ist festzuhalten, dass einer der wichtigsten Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung darin besteht, dass die Drehmomentübertragung im Rückwärtsantrieb im wesentlichen in der gleichen Weise und gleich gut wie beim Vorwärtsantrieb durchgeführt werden kann mit einem Unterschied im Startzustand,
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den zweiten Pumpenmotor 6 auf seine volle Verdrängung in der negativen Richtung hochzufahren.
Auf den synchronisierten Eingriff zwischen der Gleitbuchse 21 und der Verzahnung des Rades 15 hin durch Einschalten des Umschalthebels 2o in seine Stellung "R", um die AntriebskraftUbertragung "Rückwärts" zu erzeugen, wird das Drehmoment der Eingangswelle 2 im Uhrzeigersinn während des Leerlaufes der Maschine 1 dem ersten Pumpenmotor 5 Über die Getriebekette für den niedrigen Drehzahlbereich zugeführt. Gleichzeitig wird das Drehmoment der Eingangswelle 2 im Uhrzeigersinn auf den zweiten Pumpenmotor 6 und die kleine Pumpe 73 durch Ineinandergreifen der Räder 11 und 24 Übertragen und weiterhin der Abtriebswelle 4 durch die Abtriebs-Umlaufgetriebekette zugeführt.
In diesem Zustand wird das Bypassventil 6o in seine Ruhestellung gebracht, um den ersten Strömungskreis 71 mit dem zweiten 72 zu verbinden, sodass der erste Pumpenmotor nicht belastet ist, und die Abtriebswelle 4 wird durch eine auf sie ausgeübte Last abgebremst. Zwischenzeitlich wird die Getriebekette für den niedrigen Drehzahlbereich durch das Drehmoment der Eingangswelle 2 angetrieben, sodass sich der erste Pumpenmotor 5 in Uhrzeigersinn dreht, und auf der anderen Seite wird die Abtriebs-Umlaufgetriebekette durch die Last auf der Abtriebswelle 4 festgehalten. Im Betrieb "Rückwärts" wird darUberhinaus der zweite Pumpen-
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motor 6 auf seine volle Verdrängung in negativer Richtung hochgefahren.
Wenn die Maschine 1 beschleunigt wird, was der öffnung 63 des Bypassventiles 6o einen Flüssigkeitsdruck zuführt, sodass der Schieber 66 nach rechts gegen die Kraft der Feder 67 bewegt wird, dann sind der erste und der zweite Strömungskreis 71 und 72 voneinander getrennt, sodass hierdurch der Umlaufkreis für den ersten und zweiten Pumpenmotor 5 und 6 hergestellt wird. Auf diese Weise pflanzt sich der von dem ersten Pumpenmotor 5 abgegebene Flüssigkeitsdruck notwendigerweise durch den zweiten Pumpenmotor 6 fort, sodass die Druckhöhe, die von dem ersten Pumpenmotor 5 erzeugt ist, durch den zweiten Pumpenmotor 6 reguliert wird.
Wenn die Pumpenverdrängung des zweiten Pumpenmotors 6 in positiver Richtung verringert wird, dann wird eine hydraulische Belastung auf den ersten Pumpenmotor 5 proportional zum Pumpenwinkel des zweiten Pumpenmotors 6 ausgeübt, um die Drehzahl des ersten Pumpenmotors 5 unter diese herabzusetzen, während die Abtriebswelle 4 festgehalten wird. Daher überträgt die Abtriebs-Umlaufgetriebekette das Drehmoment der Eingangswelle 2 als Antriebsdrehmoment "Rückwärts" auf die Abtriebswelle 4 entsprechend der auf sie von der Getriebekette für den niedrigen Bereich ausgeübten Reaktionskraft gemäss dem Ansteigen der auf
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den ersten Pumpenmotor 5 von der zweiten Pumpenmotor 6 ausgeübten Belastung.
Weitere Änderungen des Drehzahlverhältnisses können durch Änderung der Verdrängung des zweiten Pumpenmotors 6 und durch wahlweises Einkuppeln der Kupplungen 51 bzw. 52 fUr niedrigen bzw. hohen Bereich erzeugt werden. Der Betrieb im einzelnen gemäss den Änderungen des Drehzahlverhältnisses wird nicht weiter beschrieben, da er auf Grund der Beschreibung der Wirkungsweise des Betriebes "Vorwärts" verständlich ist.
Obwohl die oben beschriebene erste Ausfuhrungsform der Erfindung eine solche hydraulische Übertragung beschreibt, mit der hohe und niedrige Drehzahlverhältnisse erreicht werden können, kann ein Standard-Drehzahlverhältnis alle beschriebenen Betriebszustände Überdecken. Und in dem ersten Ausfuhrungsbeispiel ist als Umschaltgetriebeeinheit ein Synchrongetriebe eingesetzt; aber auch sie kann ersetzt werden durch ein kontinuierliches Getriebe.
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Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des hydrostatischen Getriebes gemäss der Erfindung wird im folgenden an Hand der Fig. 2 beschrieben. Diese zweite Ausführungsform besitzt im Prinzip wieder die Antriebsmaschine 1, die Eingangs-, Zwischen- und Abtriebswelle 2,3 und 4, die Umschaltgetriebeeinheit Io für die AntriebskraftUbertragung nach Vorwärts und Rückwärts, die hydraulisch betätigten Kupplungsmechanismen 5o, den ersten und den zweiten Pumpenmotor 5 und 6, welche einen geschlossenen hydraulischen Strömungskreis 17o umfassen, und eine Differen-
130 tial- oder Umlaufgetriebeeinheit/ Die bevorzugten Unterschiede zu der ersten AusfUhrungsform bestehen im Aufbau der Umlaufgetriebeeinheit I3o und des hydraulischen Strömungskreises 17o, welcher jetzt als geschlossene Ausführung, ohne das Bypassventil 6o, die Pumpe 73, andere zugehörige Ventile und dergl. die in der ersten Ausführung eingebaut waren, ausgeführt ist.
Der Aufbau der Umschaltgetriebeeinheit lo, der Kupplungsmechanismen 5o und der Pumpenmotoren 5 und 6 sind genau so wie in der ersten AusfUhrungsform. Daher bezeichnen die gleichen Bezugsziffern die gleichen Bestandteile und Bauteile; Wiederholungen der schon bei der ersten AusfUhrungsform gemachten Erläuterungen sind ausgelassen. Allerdings unterscheidet sich die Aufgabe der Kupplungsmechanismen 5o und des ersten und des zweiten Pumpenmotors 5 und 6 der nunmehr beschriebenen Aus-
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fuhrung von der ersten, wie im folgenden dargelegt wird.
In der zweiten Ausführungsform enthält die Umlaufgetriebeeinheit 13o einen ersten einfachen Umlaufgetriebesatz 135 für eine Getriebekette für niedrige Drehzahlen und einen zweiten, einfachen Umlaufgetriebesatz 14o fUr eine Getriebekette fUr hohe Drehzahlen. Der erste, einfache Umlaufgetriebesatz 135 enthält ein einstückig am äusseren Ende der Zwischenwelle 3 angebrachtes Innenrad 131, ein von einem mit der Antriebswelle 4 verbundenen Rahmen 132 getragenes Aussen- oder Planetrad 133 und ein Ringzahnrad 134. Der zweite, einfache Umlaufgetriebesatz 14o besitzt ein Innenrad 136, ein von einem mit der Zwischenwelle 3 verbundenen Rahmen 137 gehaltenes Aussen- oder Planetenrad 138, und ein am Rahmen 132 einstückig angeformtes Ringzahnrad 139. Das Aussenrad 136 und das Ringzahnrad 134 sind, je ein Ganzes bildend, mit Zahnrädern 146 bzw. 147 versehen. Die Zahnräder 146 und 147 kämmen mit dem Zahnrad 54 der Kupplung 51, die als Kupplung fUr hohe Drehzahlen,bzw. mit dem Zahnrad 55 der Kupplung 52, die als Kupplung für niedrige Drehzahlen betrieben wird.
Die Arbeitsweise des oben erläuterten Getriebes kann an Hand der Kennlinien darstellenden Fig. 5 und 6, beschrieben werden. In Fig. 5 ist auf der Abszisse das Drehzahlverhältnis von
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Abtriebswelle 4 zu Zwischenwelle 3 und auf der Ordinate das Verdrängungsverhältnis der Pumpenmotoren 5 und 6 zu ihrer vollen Verdrängung aufgetragen; die Kurven fUr die Verdrängung der Pumpenmotoren 5 und 6 tragen die Bezugszeichen O g bzw.O .. In der Fig. 6 stellen die mit e-«, e-\AA υη^ βι ^bezeichneten Kurven die Drehzahlverhältnisse der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5, des Zahnrades 146 und des Zahnrades 147 zur Drehung der Zwischenwelle 3 dar.
Die Umschaltgetriebeeinheit Io wird in den Zustand "F" (Vorwärts) zur Übertragung des Drehmomentes der Eingangswelle 2 im Uhrzeigersinn auf die Zwischenwelle 3, welche jetzt ihre Drehung im Uhrzeigersinn ausfuhrt, gebracht. Die Kupplung fUr die niedrige Drehzahl wird eingekuppelt, die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 mit dem ersten Umlaufgetriebesatz 135 fUr die Getriebekette für niedriger Drehzahl in Eingriff zu bringen. Solange das Verdrängungsverhältnis ö, des zweiten
Pumpenmotors 6 im negativen Bereich bleibt, arbeitet das Getriebe im Bereich der niedrigen Drehzahl, und während das VerdrängungsverhältniscL sich dem Wert Null von seinem maximalen negativen Wert her nähert, rotiert die Abtriebswelle 4 . In diesem Fall wird ein Teil des von der Zwischenwelle 3 auf den ersten Umlaufgetriebesatz 135 aufgebrachten Drehmomentes auf die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 Über
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die Kupplung 52 für den niedrigen Drehzahlbereich Übertragen. Dieses Drehmoment treibt den ersten Pumpenmotor 5 als Pumpe und umgekehrt den zweiten Pumpenmotor 6 als Motor an. So wird das Drehmoment in Form von hydraulischer Energie auf die Zwischenwelle 3 zurUckUbertragen. Folglich wird das innerhalb des ersten Umlaufgetriebesatzes 135 erzeugte mechanische Reaktionsdrehmoment der Abtriebswelle 4 als Ausgangsdrehmoment zugeführt.
Im Bereich des niedrigen Drehzahlverhältnisses wird gemäss dem Absinken des Verdrängungsverhältnisses 'z(in seinem absoluten Wert) von dem Maximum das auf die Pumpenmotoren 5 und 6 abgegebene Drehmoment erniedrigt, um die Drehzahlverhältnisse e..j und e^„ zu verringern, was folglich für einen kontinuierlichen Anstieg der Drehzahl der Abtriebswelle 4 sorgt. Wenn
das Verdrängungsverhältnis ^, des zweiten Pumpenmotors 6 auf
Null geht, dann stoppt der erste Pumpenmotor 5 seinen Pumpbetrieb. Dies hält das Ringzahnrad 134 fest und das gesamte Drehmoment der Zwischenwelle 3 wird mechanisch auf die Ausgangswelle 4 Übertragen. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem
Falle das erste oder das Standard-Verhältnis e , bei niedriger
el
Drehzahl genannt.
Wenn das Verdrängungsverhältnis 0, des zweiten Pumpenmotors 6 in positiver Richtung erhöht wird, dann wird ein Teil des
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Drehmomentes von der Eingangswelle 2 auf den zweiten Pumpenmotor 6 Übertragen, welcher dann im Pumpbetrieb arbeitet. Und umgekehrt arbeitet der erste Pumpenmotor 5 im Motorbetrieb. Infolgedessen werden das Drehmoment von der Eingangswelle 2 mechanisch auf die Abtriebswelle 4 Über den ersten Umlaufgetriebesatz 135 und gleichzeitig das hydraulische Drehmoment von dem zweiten Pumpenmotor 6 auf die Abtriebswelle 4 Über den ersten Umlaufgetriebesatz 135 mittels der Motorarbeit des ersten Pumpenmotors 5 Übertragen, um hierdurch die Drehung der Abtriebswelle 4 zu beschleunigen.
Wenn das Verdrängungsverhältnis ό, des zweiten Pumpenmotors 6 seinen positiven maximalen Wert erreicht, dann werden die Drehungen der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 und des Zahnrades 54, welches leer mitgelaufen ist, synchronisiert, sodass sie bei einem Umschaltdrehzahlverhältniswert e* laufen. So bewegt sich der Betriebspunkt des Getriebes vom niedrigen Drehzahlverhältnisbereich in den Bereich des hohen Drehzahlverhältnisses mittels Auskuppeln der Kupplung 52 für niedrige Drehzahlen und Einkuppeins der Kupplung 51 fUr den hohen Drehzahlbereich bei dem besagten Umschalt-Drehzahlverhältnis.
Bei den verschiedenen Änderungen des Drehzahlverhältnisses in dem niedrigen DrehzahlVerhältnisbereich (siehe Fig. 5) wird das Verdrängungsverhältnis 0• des zweiten Pumpenmotors 6 in einem
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Bereich von - 1 und, wie durch die Kennlinie e^« in der Fig. 6 dargestellt ist, die Drehzahl der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 in einem Bereich von seinem negativen zum positiven Maximum variiert. Der erwähnte Umschaltdrehzahlverhältniswert e hat einen Wert, der näher bei I.o verglichen mit dem Wert e*1 bei dem Verdrängungswert-,1 und dem Drehzahlverhältnis e„' der konventionellen Getriebetypen liegt, welche mit den unterbrochenen Linien in den Fig. 5 und 6 dargestellt sind. Weiterhin liegt das Standard-Drehzahlverhältnis
e - angenähert bei dem halben Wert des Verhältnisses e . Die el
realisierten Werte sind praktisch die maximalen Werte, wenn die Drehzahlgrenze und der Betriebswirkungsgrad in die Überlegung mit einbezogen werden.
Wenn im hohen Drehzahlverhältnisbereich das Verdrängungsverhältnis Cv des zweiten Pumpenmotors 6 abfällt, dann beginnt der erste Pumpenmotor 5 seinen Pumpenbetrieb, um danach den zweiten Pumpenmotor 6 im Motorbetrieb arbeiten zu lassen. So wird das vom ersten Pumpenmotor 5 abgegebene hydraulische Drehmoment wieder auf die Zwischenwelle 3 aufgebracht und die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 vermindert die Drehzahl des Innenrades 136 der zweiten Umlaufgetriebeeinheit 14o. Dann wird das von der Zwischenwelle 3 an den Rahmen 137 der zweiten Umlaufgetriebeeinheit 14o abgegebene Drehmoment kontinuierlich
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erhöht und auf die Abtriebswelle 4 Übertragen.
Wenn das Verdrängungsverhältnis ü, des zweiten Pumpenmotors 6
gegen Null geht, dann hört der erste Pumpenmotor 5 auf zu pumpen, um die Drehung der Welle 53 anzuhalten. Dies blockiert das Innenrad 136 und das gesamte Drehmoment der Zwischenwelle wird mechanisch auf die Abtriebswelle 4 Übertragen. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem Falle das zweite oder das Standard-Drehzahlverhältnis e 2 hei hohem Drehzahlbereich genannt.
Bei der Erhöhung des Verdrängungsverhältnisses O, in seinen negativen Bereich läuft der zweite Pumpenmotor 6 im Pumpenbetrieb, um den ersten Pumpenmotor 5 anzutreiben, sodass der zweite Umlaufgetriebesatz 14o ein mechanisches Drehmoment von der Zwischenwelle 3 und ein hydraulisches Drehmoment von dem ersten Pumpenmotor 5 erhält. Folglich wird das Drehzahlverhältnis der Ausgangswelle 4 weiter erhöht und seinen Maximalwert erreichen, wenn das Verdrängungsverhältnis r) , = -1 wird. DarUberhinaus werden die Vorgänge,umgekehrt zu den oben dargestellten ablaufen, nämlich das Drehzahlverhältnis zu erhöhen, das Drehmoment verringern.
Fig. 7 zeigt den Wirkungsgrad der Drehmomentübertragung bei der oben beschriebenen AntriebskraftUbertragung nach Vorwärts. In der Fig. stellen die Bezugskennzahlen η, und η« den Wirkungs-
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grad im Betriebsbereich bei niedrigem Drehzahlverhältnis mittels des ersten Umlaufgetriebesatzes 135 bzw. im Betriebsbereich bei hohem Drehzahlverhältnis mittels des zweiten Umlaufgetriebesatzes 14o dar. Die Wirkungsgrade η, und x\„ steigen gemäss dem Anstieg des Drehzahlverhältnisses an und erreichen ihr Maximum bei dem ersten bzw. zweiten Standard-Drehzahlverhältnis e ι und e « und fallen dann ab. Die Wirkungsgrade η. und η2 sind, wie man sehen kann, bei dem Umschaltdrehzahlverhältniswert e* gleich.
In dieser Ausführungsform der Erfindung wird der Wirkungsgrad fUr die GesamtdrehmomentUbertragung erhalten durch Verknüpfung der Arbeitsweise bei niedrigem und hohem Drehzahlverhältnis mit dem Umschaltpunkt bei dem Umschaltdrehzahlverhältniswert e*. So wird der Wirkungsgrad für die DrehmomentenUbertragung bei dem Umschaltdrehzahlverhältnis e* bei einem hohen Wert gehalten im Vergleich mit dem Wirkungsgrad eines konventionellen Getriebes, der in Fig. 7 mit einer unterbrochenen Linie dargestellt ist.
Die umgekehrte AntriebskraftUbertragung wird durch Umschalten des Umschalthebels 2o der Umschaltgetriebeeinheit Io in seine Stellung "R" erreicht, wobei das Drehmoment der Eingangswelle im Uhrzeigersinn auf die Zwischenwelle 3 als ein Drehmoment
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in Gegenuhrzeigersinn für sie übertragen wird. Dann wird die Kupplung fUr den niedrigen Drehzahlbereich 52 eingekuppelt und das Verdrängungsverhältnis des zweiten Pumpenmotors 6 wird von seinem Maximalwert in den positiven Verdrängungsbereich abgesenkt. Dies gestattet den umgekehrten Antrieb der Abtriebswelle 4 bei gleichem Drehzahlverhältnis wie beim Antrieb nach Vorwärts. Weiterhin kann die Umschaltung der Antriebskraftübertragung vom Vorwärtsbetrieb in den Rückwärtsbetrieb durch Synchronisieren der Drehungen der Verzahnungen 18 und 19 der Umschaltgetriebeeinheit Io über die Auswahl von Übersetzungsverhältnissen und Verdrängungsfaktoren sanft durchgeführt werden.
Wenn der Umschalthebel 2o der Umschaltgetriebeeinheit 2o in seine Stellung "N" gebracht wird, um die Drehmomentenübertragung von der Eingangswelle 2 auf die Zwischenwelle 3 zu sperren, wird nur die Zirkulation der Betriebsflüssigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpenmotor 5 und 6 realisiert, wobei die Drehung der Eingangswelle 2 den zweiten Pumpenmotor 6 antreibt. So wird kein hydraulischer Druck erzeugt, um eine Reaktionskraft innerhalb der Umschaltgetriebeeinheit 13o zu erzeugen/und der neutrale Zustand des Getriebes wird erhalten.
Die Fig. 3 zeigt eine erste Modifikation der zweiten Ausführungsform der Erfindung. Diese Modifikation betrifft die
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Ausgleichsgetriebeeinheit 13o A und der gesamte andere Aufbau bleibt unverändert, wobei gleiche Bezugsziffern die gleichen Teile bezeichnen.
Die Differentialgetriebeeinheit 13o A enthält im allgemeinen einen ersten und einen zweiten Umlaufgetriebesatz 135A und 14oA. Ein Rahmen 132A des ersten Umlaufgetriebesatzes 135A ist mit der Zwischenwelle 3 und einem Innenrad 136A des zweiten Umlaufgetriebesatzes 14oA verbunden. In dieser Modifikation sind ein Innenrad 131A des ersten Umlaufgetriebesatzes 135A und ein Ringzahnrad 139A des zweiten Umlaufgetriebesatzes 14o A dazu bestimmt, als Reaktionselemente zu dienen und mit Zahnrädern 146A bzw. 147A verbunden, welche umgekehrt mit den Rädern 54 und 55 der Kupplungen 51 und 52 für niedrigen und hohen Drehzahlbereich kämmen.
Mit dieser ersten Modifikation werden die Drehzahländerungen in den niederen und hohen Drehzahlverhältnisbereichen im Hinblick auf die Übersetzungsverhältnisse des ersten bzw. zweiten Umlaufgetriebesatzes 14oA und 135 A gefahren.
Alle anderen Betriebsmerkmale und Vorgänge sind die gleichen wie in den vorigen Fällen und werden nicht mehr wiederholt. Infolgedessen ist in dieser ersten Modifikation das Verbindungsglied von der äusseren Peripherie des Ringzahnrades 139 (Fig. 2) weggelassen und der Rahmen 132A zwischen
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und der Zwischenwelle 3 hinzugefügt, um hierdurch eine geringe Gesamtgrösse fUr die Ausgleichsgetriebeeinheit 13oA zu ermöglichen.
Eine zweite Modifikation wird an Hand der Fig. 4 beschrieben, in der der Aufbau und die Verbindung von hydraulisch betätigten Kupplungsmechanismen 15o gezeigt sind, welche die Kupplungsmechanismen 5o der Fig. 2 und 3 ersetzt. Der ganze andere Aufbau und die Funktionen bleiben unverändert, wobei wieder gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen.
Die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 ist mit dem Trommelglied einer Kupplung 151 für hohen Drehzahlbereich und ebenfalls mit dem Nabenglied einer Kupplung 152 für niedrigen Drehzahlbereich Über ein Paar von Zahnrädern 144B und 146B, die miteinander kämmen, verbunden. Das Innenrad 136 des zweiten Umlaufgetriebesatzes 14o steht mit dem Nabenglied der Kupplung 151 für den hohen Drehzahlbereich, und das Ringzahnrad 134 des ersten Umlaufgetriebesatzes 135 mit dem Trommelglied der Kupplung 152 für den niedrigen Drehzahlbereich in Verbindung.
Mit dieser zweiten Modifikation ist ein gemeinsames unterschiedliches Drehzahländerungsverhältnis in den niederen und hohen Drehzahlverhältnisbereichen zu erreichen. Alle anderen Betriebsmerkmale und Vorgänge sind die gleichen
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wie in den vorigen Fällen und werden nicht mehr wiederholt. Infolgedessen kann in dieser zweiten Modifikation die Zahl der Zahnräder verringert werden und der Aufbau der Kupplungsmechanismen einfacher sein.
Eine dritte bevorzugte Ausfuhrungsform des hydrostatischen Getriebes gemäss der Erfindung wird im folgenden besonders an Hand der Fig. 8 beschrieben. Diese dritte Ausfuhrungsform enthält im wesentlichen die Antriebsmaschine 1, die Eingangs-, Zwischen- und Abtriebswelle 2,3 und 4, die Umschaltgetriebeeinheit Io fUr die AntriebskraftUbertragung nach Vorwärts und Rückwärts, die hydraulisch betätigten Kupplungsmechanismen 15o, der erste und zweite Pumpenmotor 5 und 6, einschliesslich des geschlossenen hydraulischen Umlaufkreises dafUr, und eine Drehzahlausgleichsgetriebeeinheit oder Umlaufgetriebeeinheit 23o. Der besondere Unterschied zu der zweiten Ausfuhrung liegt im Aufbau der Umlaufgetriebeeinheit 23o. Der Aufbau und die Funktionsweise der Umschaltgetriebeeinheit 1o, der Kupplungsmechanismen und der Pumpenmotoren 5 und 6 sind denen der zweiten bevorzugten Ausfuhrung gleich. So bezeichnen gleiche Bezugsziffern und Kennzeichen gleiche Teile; Wiederholungen von schon bei der zweiten Ausfuhrung gemachten Erläuterungen werden wegfallen.
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In dieser dritten Ausfuhrung enthält die Umlaufgetriebeeinheit 23o ein mit der Zwischenwelle 3 verbundenes erstes Innenrad 231, ein zweites Innenrad 232, dessen Welle so angeordnet ist, dass sie die Zwischenwelle 3 umgibt, und eine Einheit bildende Umlaufräder 233 und 234, die mit dem ersten bzw. zweiten Innenrad 231 und 232 kämmen. Die Umlaufgetriebeeinheit 23o umfasst ferner ein Ringzahnrad 235, welches mit dem Aussen- oder Planetenrad (Umlaufrad) 234 kämmt, und einen Rahmen 236, welcher die Planetenräder 233 und 234 trägt und der mit der Abtriebswelle 4 verbunden ist.
Die Kupplungsmechanismen 15o haben den gleichen Aufbau wie die bei der zweiten Ausfuhrung (Fig.4). Die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 ist mit dem Trommelglied der Kupplung 151 fUr hohen Drehzahlbereich und mit dem Nabenglied der Kupplung 152 fUr niederen Drehzahlbereich Über ein Paar von Zahnrädern 144B und 146B, die ineinander kämmen, verbunden. Das zweite Innenrad 232 der Umlaufgetriebeeinheit 23o ist mit dem Nabenglied der Kupplung 151 fUr hohen Drehzahlbereich durch die Welle 237, und das Ringzahnrad 235 mit dem Trommelglied der Kupplung 152 fUr niederen Drehzahlbereich durch eine die Welle 237 umgebende Welle 238 verbunden. So wird der erste Pumpenmotor 5 immer auf seine volle Verdrängung gefahren
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und die Drehzahl seiner Welle 53 wird gemäss der Auswahl der Übersetzungen innerhalb der Ausgleichsgetriebeeinheit 23o verändert.
Die Arbeitsweise des oben beschriebenen Getriebes kann an Hand der Kennlinien darstellenden Fig. Io und Π näher erläutert werden.
In der Fi.g Io ist auf der Abszisse das Drehzahlverhältnis Drehzahl der Abtriebswelle 4 zu Drehzahl der Zwischenwelle 3 und auf der Ordinate das Verdrängungsverhältnis Verdrängung derPunpenmotoren 5 und 6 zu ihrer vollen Verdrängung aufgetragen. Die Verdrängungen der Pumpenmotoren 5 und 6 sind durch die Kurven 0 und -i, dargestellt. In der Fig. 11 zeigen die Kurven 6g,, e232 ünc' β2*ί5 ^e Umdrehungsverhältnisse Umdrehung der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5, des zweiten Innenrades 232 und des Ringzahnrades 235 zu der Umdrehung der Zwischenwelle 3. Die Umschaltgetriebeeinheit Io wird in die Stellung "F" gebracht, um das Drehmoment der Eingangswelle 2 im Uhrzeigersinn auf die Zwischenwelle 3 zu Übertragen, welch letztere sich nunmehr im Uhrzeigersinn dreht. Die Kupplung 152 fUr niedrigen Drehzahlbereich wird eingekuppelt, um die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 mit dem Ringzahnrad 153 zu verbinden, welches als Reaktionselement für das Getriebe für niedere Drehzahl arbeitet. Während das Verdrängungsverhältnis d,
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des zweiten Pumpenmotors 6 innerhalb des negativen Bereiches bleibt, arbeitet das Getriebe im Bereich niederer Drehzahl.
Wenn das Verdrängungsverhältnis Ί , den Wert Null von seinem
negativen maximalen Wert her erreicht, dann wird die Abtriebswelle 4 angetrieben. In diesem Falle wird ein Teil des von der Zwischenwelle 3. auf das erste Innenrad 231 der Umlaufgetriebeeinheit 23o abgegebenen Drehmomentes auf die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 Über die Kupplung 152 für niederen Drehzahlbereich Übertragen. Dies treibt den ersten Pumpenmotor 5 als Pumpe und umgekehrt den zweiten Pumpenmotor 6 als Motor. So wird das Drehmoment in Form von hydraulischer Energie wieder der Zwischenwelle 3 zugeführt. Infolgedessen wird auf das Ringzahnrad 235 eine hydraulische Reaktionskraft aufgebracht und auf der anderen Seite wird das restliche mechanische Drehmoment innerhalb der Umlaufgetriebeeinheit auf die Abtriebswelle 4 übertragen. Im Bereich niedrigen Drehzahlverhältnisses wird gemäss dem Absinken des Verdrängungsverhältnisses -'J , (absolut) von seinem Maximum das auf die Pumpenmotoren 5 und 6 ausgeübte Drehmoment in Form von hydraulischem Flüssigkeitsdruck abgesenkt, um die Drehzahlverhältnisse e235 unc* 0^ ζυ νβΓΓ*η9ΘΓη/ was folglich für kontinuierlichen Anstieg der Drehzahl der Abtriebswelle 4 sorgt. Wenn das Verdrängungsverhältnisojx des zweiten Pumpenmotors 6 auf Null geht, dann hört der Pumpenmotor 5 auf zu pumpen. Dies
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hält das Ringzahnrad 235 fest und das ganze Drehmoment der Zwischenwelle 3 wird mechanisch der Abtriebswelle 4 zugeführt. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem Falle als das erste
Standarddrehzahlverhältnis e . oder als das Standarddrehzahl-
ci
verhältnis e , bei niedrigem Drehzahlbereich bezeichnet. Es sei angenommen, dass
c s Übersetzungsverhältnis zwischen dem zweiten Innenrad 232 und dem Ringzahnrad 235
f„ = Übersetzungsverhältnis zwischen dem zweiten Innenrad 232 und dem Aussenrad 234
ß. s Übersetzungsverhältnis zwischen dem ersten Innenrad
231 und dem Aussenrad 233 darstellt, dass weiterhin
~ s Drehzahl der Zwischenwelle 3
n. = Drehzahl der Abtriebswelle 4 4
n232 s Drehzahl des zweiten Innenrades 232
rWp- = Drehzahl des Ringzahnrades 233 und
η = Drehzahl der Aussenräder 233 und 234 P
ist; dann gelten die drei folgenden Gleichungen:
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-V3 +np = (1 +}}> "4
np = (I+ ..) n
+n235 * (1 +:} n4
und das Standarddrehzahlverhältnis kann aus η,/η« abgeleitet werden, wenn in den obigen Gleichungen η,,ος = 0 ist. Dann wird das Standarddrehzahlverhältnis durch die folgende Gleichung wieder gegeben:
Wenn das Verdrängungsverhältnis j, des zweiten Pumpenmotors in seinen positiven Bereich erhöht wird, dann wird ein Teil des Drehmomentes von der Eingangswelle 2 auf den zweiten Pumpenmotor 6 übertragen, der dann im Pumpenbetrieb läuft. Und umgekehrt läuft der erste Pumpenmotor 5 im Motorbetrieb. Das hydraulische Drehmoment vom ersten Pumpenmotor 5 wird dem Ringzahnrad 235 zugeführt, dadurch wird die Drehung der Abtriebswelle 4 beschleunigt. Wenn das Verdrängungsverhältnis ö, des zweiten Pumpenmotors 6 seinen maximalen Wert erreicht, dann wird eine synchronisierte Drehung zwischen den Trommel- und Nabengliedern der Kupplung 151 für den hohen Bereich erreicht, wobei das Trommelglied mit dem Ringzahnrad 235 gekuppelt ist und das Nabenglied im Leerlauf mit dem zweiten Innenrad
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mit läuft. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem Falle als das Umschaltdrehzahlverhältnis e* bezeichnet.
Der Betriebspunkt des Getriebes geht von dem Bereich niedriger Drehzahl in den Bereich hoher Drehzahl durch Auskuppeln der Kupplung 152 fUr niedrigen Drehzahlbereich und Einkuppeln der Kupplung 151 bei dem Umschaltdrehzahlverhältnis. Bei den verschiedenen Änderungen des Drehzahlverhältnisses im Bereich niedriger Drehzahl (wie aus Fig. Io zu ersehen) wird das Verdrängungsverhältnis 0, in einem Bereich von +^ 1 variiert und, wie durch die Kurve e„ in Fig. 11 gezeigt, die Drehzahl der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 so eingestellt, dass sie bei dem Drehzahlverhältnis Null und bei dem Umschaltdrehzahlverhältnis e* annähernd gleich ist. So liegen das Umschaltdrehzahlverhältnis e* bei einem Wert, der näher bei 1.O liegt, und das Standarddrehzahlverhältnis annähernd bei dem halben Wert des Umschaltdrehzahlverhältnisses e*. Wenn das Verdrängungsverhältnis rJ , des zweiten Pumpenmotors abgesenkt wird, dann beginnt im Bereich hoher Drehzahl der erste Pumpenmotor 5 mit seinem Pumpbetrieb, um den zweiten Pumpenmotor 6 im Motorbetrieb laufen zu lassen. So wird der hydraulische Druck auf die Zwischenwelle 3 kommutiert. Auf der anderen Seite werden die Welle 53 des ersten Pumpenmotors und das Innenrad 232 der Umlaufgetriebeeinheit 23o gebremst.
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Dann wird das von der Zwischenwelle 3 auf das erste Innenrad 232 der Umlaufgetriebeeinheit 23o abgegebene Drehmoment kontinuierlich mittels des Getriebes oder der Getriebekette für hohe Drehzahl und auf die Abtriebswelle 4 übertragen. Wenn das Verdrängungsverhältnis C, des zweiten Pumpenmotors 6 zu Null wird, dann stoppt der erste Pumpenmotor 5 seinen Pumpbetrieb, um die Drehung der Welle 53 anzuhalten. Dies hält das zweite Innenrad 232 fest und das ganze Drehmoment von der Zwischenwelle 3 wird mechanisch auf die Abtriebswelle 4 Übertragen. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem Falle als das zweite Standarddrehzahlverhältnis e 2 oder das Standarddrehzahlverhältnis für hohen Drehzahlbereich bezeichnet.
Dieses zweite Standarddrehzahlverhältnis e n wird durch fol-
c2
gende Gleichung erhalten, wenn n«^ = 0 in obiger Gleichungen ist:
ec2 -V(Pl -W
Beim Ansteigen des absoluten Wertes des Verdrängungsverhältnisses sL in seinem negativen Bereich läuft der zweite Pumpenmotor 6 im Pumpbetrieb, um den ersten Pumpenmotor 5 anzutreiben, sodass das zweite Innenrad 232 das hydraulische Drehmoment vom zweiten Pumpenmotor 6 erhält, um das Drehzahlverhältnis der Abtriebswelle 4 zu erhöhen. Danach wird das Drehungsverhältnis der Abtriebswelle 4 weiter erhöht und seinen maximalen
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Wert erreichen,wenn das Verdrtjngungsverhältnis -, - 1 wird. Die Betriebsvorgänge, die umgekehrt zu den oben genannten - nämlich das Drehzahlverhältnis zu erhöhen - ablaufen, werden das Drehzahlverhältnis verringern.
Fig. 12 zeigt den Wirkungsgrad der DrehmomentenUbertragung bei der Antriebskraftübertragung nach Vorwärts. In der Fig. 12 stellen die Kennzeichen η, und η« den Wirkungsgrad in den Betriebsbereichen bei niedrigem bzw. hohem Drehzahlverhältnis dar. Der gesamte Wirkungsgrad ist durch Kombination der Wirkungsgrade η, und ηο erhältlich und wird auf einem hohen Wert gehalten, da das Umschaltdrehzahlverhältnis e* auf einen Wert nahe bei 1.0 eingestellt und der Abstand zwischen dem ersten und zweiten Standarddrehzahlverhältnis e , und e ,. klein
el cZ
ist, welche jeweils den besten Wirkungsgrad in ihrem Drehzahlbereich zeigen.
Die umgekehrte AntriebskraftUbertragung wird durch Umschalten des Umschalthebels 2o der Umschaltgetriebeeinheit Io in seine Stellung "R" erreicht, wobei das Drehmoment der Eingangswelle im Uhrzeigersinn als Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn auf die Zwischenwelle Übertragen wird. Dann werden die Kupplung 152 für niedrigen Drehzahlbereich eingekuppelt und das Verdrängungsverhältnisoj, des zweiten Pumpenmotors 6 von seinem maximalen Wert im positiven Verdrängungsbereich verringert. Das ge-
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stattet den umgekehrten Antrieb der Abtriebswelle 4 bei dem gleichen variablen Drehzahlverhältnis wie beim Antrieb "Vorwärts".
Wenn der Umschalthebel 2o der Umschaltgetriebeeinheit Io in Null-Stellung gebracht wird, um die Drehmomentenübertragung von der Eingangs - 2 - auf die Zwischenwelle 3 zu unterbrechen, dann wird nur die Zirkulation der Betriebsflüssigkeit zwischen ■dem ersten und dem zweiten Pumpenmotor 5 und 6 realisiert.
Bezugnehmend auf Fig. 9 wird eine Modifikation beschrieben, bei der die hydraulisch betätigten Kupplungsmechanismen 15o in der dritten bevorzugten Ausführungsform durch den gleichen T/p von Kupplungsmechanismen wie die - 5o - in der ersten Ausführungsform ersetzt werden. Der ganze andere Aufbau und die anderen Funktionen bleiben die gleichen wie bei der dritten Ausführungsform mit gleichen Bezugsziffern für gleiche Teile.
Die Kupplungsmechanismen 5o stehen in diesem Falle so mit der Umlaufgetriebeeinheit 23o in Verbindung wie nachfolgend beschrieben. Das Zahnrad 54 der Kupplung 51 fUr hohen Drehzahlbereich kämmt mit dem Zahnrad 146, welches vom zweiten Innenrad 232 her verlängert mit diesem eine Einheit bildet, und das Zahnrad 55 der Kupplung 52 für niedrigen Drehzahlbereich kämmt mit dem Zahnrad 147, welches von dem Ringzahn-
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rad 235 her verlängert mit diesem ebenfalls ein Ganzes bildet. So wird bei Änderung der Drehzahlverhältnisbereiche die Drehung der Welle 53 entweder von den Zahnrädern 55 und 147 oder den Zahnrädern 54 und 146 geändert, um ein synchronisiertes Einkuppeln der Kupplungen 52 und 51 zu erreichen.
Mit dem Getriebe der dritten bevorzugten AusfUhrungsform werden die Drehzahländerungen nur mit einem gemeinsamen Verhältnis in den hohen und niedrigen Drehzahlverhältnisbereichen betrieben und das Umschaltdrehzahlverhältnis e* kann nur auf 1.0 festgelegt werden. Das modifizierte Getriebe kann allerdings frei jeden Drehzahländerungszustand und jedes Umschaltdrehzahlverhältnis durch Auswahl der Übersetzungsverhältnisse einnehmen. Dies ermöglicht es, die Anzahl der Zähne der Zahnräder, die die Umlaufgetriebeeinheit bilden, frei zu bestimmen. Alle anderen Betriebs- und Funktionsmerkmale und Vorgänge sind die gleichen wie jene in der dritten bevorzugten Ausführungsform und werden nicht wiederholt.
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Die Fig. 13 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführunosform des Getriebes gemäss der Erfindung, niese vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten hauptsächlich in ihrer Differential- oder Ausgleichsgetriebeeinheit 33o. Der gesamte andere Aufbau und die anderen Funktionen bleiben unverändert und gleiche Bezugsziffern bezeichnen gleiche Teile.
Die Ausgieichsgetriebeeinheit 33o weist allgemein einen einfachen Umlaufgetriebesatz 335 und einen Doppel-Umlaufgetriebesatz 341 auf. Der einfache Umlaufgetriebesatz 335 umfasst ein auf der Reaktionswelle 237 befestigtes Innenrad 331, ein mit dem Innenrad 331 kämmendes Aussen- oder Planetenrad 332, ein mit der Reakt:i.onswelle 236 eine Einheit bildendes Ringzahnrad 333, und einen Rahmen 334 zum Logern des Aussenrades 332. Der Doppel-Umlaufgetriebesatz 341 umfasst ein auf der Reaktionswelle 237 befestigtes Innenrad 336, miteinder kämmende Aussen- oder Planetenräder 337 und 33ö, ein Ringzahnrad 339, welches mit dem äusseren Ende der Zwischenwelle 3 eine Einheit bildet, und einen Rahmen 34o zur Lagerung der Aussenräder 337 und 333. Die Rahmen 334 und 34o sind, eine Einheit bildend, mit der Abtriebswelle 4 verbunden.
Mit dieser vierten Ausführungsform wird die Differentialdrehmomentübertragung im niedrigen und hohen Crehzahibereich mittels Steuerns der Drehungen der Reaktionswellen 23d und 237 bezogen auf die Übersetzungsverhältnisse des einfachen und Doppel-Umlauf-
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getriebesatzes 351 und 341 erreicht.
Die Funktion dieser vierten Ausführungsform soll an Hand der Fig. 13 und 19, welche Kennlinien zeigen, näher erläutert werden. In der Fig. 18 ist auf der Abszisse das Drehzahlverhältnis der Abtriebswelle 4 bezogen auf die Drehung der Zwischenwelle 3 und auf der Ordinate das Verdrängungsverhältnis des zweiten Pumpenmotors 6 bezogen auf seine volle Verdrängung aufgetragen. Die Verdrängung des zweiten Pumpenmotors 6 ist dargestellt durch eine Linie O ,. In Fig. 19 zeigen die Linien e^„, β,,^ο und S'jryj die Drehungsverhältnisse der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 bzw. der Reaktionswellen238 und 237 bezogen auf die Drehung der Zwischenwelle 3.
Wenn die Umschaltgetriebeeinheit 1 o/den Schaltzustand "F" geschaltet ist, um das Drehmoment der Eingangswelle 2 im Uhrzeigersinn auf die Zwischenwelle 3, welche sich jetzt im Uhrzeigersinn dreht, zu übertragen, dann wird die Kupplung 152 für den niedrigen Drehzahlbereich vor der Umschaltung der Umschaltgetriebeeinheit Io eingekuppelt, um die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 mit dem Ringzahnrad 333 durch die Reaktionswelle 238, welche als Reaktionselement für die Getriebekette für niedere Drehzahl wirkt, zu verbinden. Während das Verdrängungsverhältnis d, des zweiten Pumpenmotors 6 innerhalb des negativen
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Bereiches bleibt, arbeitet das Getriebe im Bereich niedriger Drehzahl. Wenn sich das Verdrängungsverhältnis O z dem Wert
Null von seinem maximalen negativen Wert her nähert, dann wird die Abtriebswelle 4 angetrieben. In diesem Falle wird ein Teil des von der Zwischenwelle 3 auf das Ringzahnrad 339 der Doppel-Umlaufgetriebeeinheit 341 aufgebrachten Drehmomentes auf die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 über die Aussenräder 337 und 338, die Rahmen 34o und 334, das Aussenrad 332, das Ringzahnrad 333, die Reaktionswelle 238 und die Kupplung 152 für niedrigen Drehzahlbereich übertragen. Dies treibt den ersten Pumpenmotor 5 als Pumpe und umgekehrt den zweiten Rjmpenmotor 6 als Motor. So wird das Drehmoment in Form von hydraulischer Energie auf die Zwischenwelle 3 rückübertragen bzw. zurückgeführt. Folglich wird auf das Ringzahnrad 333 eine hydraulische Reaktionskraft ausgeübt, und auf der anderen Seite wird das verbleibende, restliche mechanische Drehmoment innerhalb der Umlaufgetriebeeinheit 341 auf die Abtriebswelle 4 übertragen. In der Getriebekette für den niederen Drehzahlbereich rotieren das Ringzahnrad 333 im Gegenuhrzeigersinn und die Innenräder 331 und 336 im Uhrzeigersinn.
Im Bereich niederer Drehzahl wird gemäss dem Absinken des Verdrängungsverhältnisses O , (absolut) vom Maximum das auf die Pumpenmotoren 5 und 6 aufgebrachte Drehmoment in Form von
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hydraulischem Flüssigkeitsdruck verringert, um die Drehzahlverhältnisse e„„„ und e_„, wie in Fig. 19 dargestellt, zu verkleinern, was infolgedessen für kontinierliches Ansteigen der Drehzahl der
Abtriebswelle 4 sorgt. Wenn das VerdrängunqsverhältnisQ, des
zweiten Pumpenmotors 6 Null wird, wie in Fig. Io dargestellt, dann hört der erste Pumpenmotor 5 auf mit seinem Pumpbetrieb, d.h. auf zu pumpen. Dieses holt das Ringzahnrad 333 fest und das ganze Drehmoment der Zwischenwelle 3 wird mechanisch der Abtriebswelle 4 zugeführt. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem Falle das erste Standard-Drehzahlverhältnis e - oder Standard-Dreh-
Ci
Zahlverhältnis bei niedrigem Drehzahlbereich genannt. In diesem Falle werden die folgenden Gleichungen erfüllt:
?1 "237 +n238 = (1 +Φ η4 "?2 "237 + n3 = (1 "V "4 wobei gilt:
γ . = Übersetzungsverhältnis zwischen dem Innenrad 331 und dem Ringzahnrad 333 des einfachen Umlaufgetriebesatzes 335,
(0„ = Drehzahlverhältnis zwischen dem Innenrad 336 und dem J z
Ringzahnrad 339 des Doppel-Umlaufgetriebesatzes 341 und no, n, x\nri-, bzw. n0oo die Drehzahlen der Zwischenwelle 3, der
O 4 £0/ £öO
Abtriebswelle 4 bzw. der Reaktionswellen 237 und 238 darstellen.
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Das erste Standarddrehzahlverhältnis e , wird daher aus der
el
folgenden Gleichung durch n./n„ erhalten, sofern n«„o = 0:
ecl =
Wenn das Verdrängunqsverhältnis r), des zweiten Pumpenmotors 6
in seinem positiven Bereich erhöht wird, dann wird ein Teil des Drehmomentes von der Eingangswelle 2 auf den zweiten Pumpenmotor 6 übertragen, welcher dann im Pumpbetrieb läuft. Und umgekehrt wird der erste Pumpenmotor 5 in den Motorbetrieb gefahren. Diese Betriebsweise des ersten Pumpenmotors 5 als Motor dreht die Welle 53 im Gegenuhrzeigersinn und die Reaktionswelle 238 im Uhrzeigersinn. So wird das vom ersten Pumpenmotor 5 abgegebene hydraulische Drehmoment dem Ringzahnrad 333 durch die Reaktionswelle 238 als Drehmoment im Uhrzeigersinn zugeführt, hierdurch wird die Drehung der Abtriebswelle 4 beschleunigt.
iscT
ο
seinen Maximalwert erreicht, wird eine synchronisierte Drehung zwischen dem Trommel- und Nabenglied der Kupplung 151 erreicht, wobei das Trommelglied mit dem Zahnrad 146B und das Nabenglied mit der die Innenräder 331 und 336 aufweisenden Reaktionswelle 237 gekuppelt werden. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem Falle als das Betriebsbereichsumschaltdrehzahlverhältnis oder Umschaltdrehzahlverhältnis e* definiert. Der Betriebspunkt des
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Wenn das VerdrängungsverhältnisÖ des zweiten Pumpenmotors 6
Getriebes gelangt in den Bereich hohen Drehzahlverhältnisses vom Bereich niedrigen Drehzahlverhältnisses durch Auskuppeln der Kupplung 152 für niedrigen Drehzahlbereich und Einkuppeln der Kupplung 151 für hohen Drehzahlbereich am Umschaltdrehzahlverhältnis e*.
Wenn im Bereich hohen Drehzahlverhältnisses das Verdrängungsverhältnis O , des zweiten Pumpenmotors 6 verringert wird, dann ο
beginnt der erste Pumpenmotor 5 mit seinem Pumpbetrieb, um danach den zweiten Pumpenmotor 6 als Motor laufen zu lassen. So wird hydraulisches Drehmoment der Zwischenwelle 3 rUckübertragen. Zwischenzeitlich werden die Wellen 53 des ersten Pumpenmotors 5 und die auf der Reaktionswelle 237 befestigten Innenräder 331 und 336 abgebremst. Dann wird das auf das Ringzahnrad 339 des Doppel-Umlaufgetriebesatzes 341 von der Zwischenwelle 3 aufgebrachte Drehmoment kontinuierlich mittels der auf die Innenräder 331 und 33ό ausgeübten Reaktionskraft erhöht und auf die Abtriebswelle 4 übertragen.
Wenn das Verdrängungsverhältnis(J, des zweiten Pumpenmotors 6 zu Null wird, dann hört der erste Pumpenmotor 5 auf mit Pumpen, um die Drehung der Welle 53 anzuhalten. Dieses holt auch die Innenräder 331 und 3?6 an und das gesamte Drehmoment von der Zwischenwelle 3 wird mechanisch auf die Abtriebswelle 4 übertragen. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem Falle als das zweite
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Standarddrehzahlverhältnis oder das Standarddrehzahlverhältnis bei hohem Drehzahlbereich e „ genannt. Dieses zweite Standarddrehzahlverhältnis e wird durch die folgende Gleichung dargestellt, wenn "037 = 0 in den obigen Gleichungen ist:
Bei Erhöhung des absoluten Wertes des Verdrängungsverhältnisses 0, in seinem negativen Bereich beginnt der zweite Pumpenmotor seinen Pumpbetrieb, um den ersten Pumpenmotor 5 als Motor anzutreiben, sodass die Innenräder 331 und 336 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben werden und das hydraulische Drehmoment von dem zweiten Pumpenmotor 6 das Drehzahlverhältnis der Abtriebswelle 4 mittels der Funktion der Doppel-Umlaufgetriebeeinheit erhöht. Infolgedessen wird das Drehungsverhältnis der Abtriebswelle 4 weiter erhöht und wird seinen Maximalwert erreichen, wenn das Verdrängungsverhältnis - 1 wird. Die umgekehrten Vorgänge werden das Drehzahlverhältnis verringern.
Mit dieser vierten Ausführungform wird ein gemeinsames variables Antriebsverhältnis in niedrigen und hohen Drehzahlverhältnisbereichen erhalten, wobei das Umschaltdrehzahlverhältnis e* näher bei einem Wert von 1.0 festgelegt ist. Wie in der Fig. 19 gezeigt ist, wird, unter der Annahme, dass als Drehzahlverhältniss e .,
und e o bei niederem bzw. hohem Drehzahlverhältnis Werte von c2
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ο,5 bzw. 2.0 eingesetzt werden, die Drehzahl der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 so gesteuert, dass sie gleich und maximal ist, wenn das Drehzahlverhältnis der Abtriebswelle 4 durch die Vierte 0, e* bzw. Maximum angegeben wird.
Die Fig. 2o zeigt den Wirkungsgrad der Drehmomentenübertragung bei der AntriebskraftUbertragung nach Vorwärts. In der Fig. stellen die Kennzahlen η, und η2 den Wirkungsgrad beim Betrieb im niedrigen bzw. hohen Drehzahlbereich dar. Die Wirkungsgrade «7 steigen gemäss dem Anstieg jedes Drehzahlverhältnisses an und erreichen ihre maximalen Werte bei dem ersten bzw. zweiten Standarddrehzahlverhältnis e . bzw. e „.
el el
Die übrigen Betriebsweisen und Vorgänge bleiben so wie im dritten bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel und im folgenden sollen daher diese auch nicht mehr wiederholt werden.
Eine erste Modifikation der bevorzugten vierten Ausfuhrungsform wird an Hand der Fig. 14 näher beschrieben, worin die Besonderheit beim Aufbau in der Verbindung eines hydraulisch betätigten Kupplungsmechanismus 25o mit dem ersten Pumpenmotor 5 liegt. In diesem Kupplungsmechanismus 25o sind die Zahnräder 253 und einstückig auf der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 befestigt und kämmen mit Zahnrädern 255 bzw. 256, welche auf dem Trommelglied 251A einer Kupplung 251 für hohen Drehzahlbereich bzw. auf
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dem Trommelglied 252A einer Kupplung 252 für niedrigen Drehzahlbereich angeordnet sind. So können bei der Umschaltung von einem Drehzahlbereich in den andern die Kupplungen 252 und 251 durch das Kombinieren der Zahnräder 253 und 255 oder der Zahnräder 254 und 256 synchronisiert werden. Und die Drehzahlwechsel und die Betriebsbereichsumschaltdrehzahl dieses Getriebes können nach Wunsch mittels geeigneter Auswahl der Übersetzungsverhältnisse zwischen den Zahnrädern 253 und 255 oder der Zahnräder 254 und 256 bestimmt werden. Weiterhin hat man bei der Auswahl der Übersetzungsverhältnisse innerhalb der Ausgleichsgetriebeeinheit 33o mehr Möglichkeiten.
Weiterhin sind im folgenden eine zweite, eine dritte und eine vierte Modifikation der vierten bevorzugten Ausführungsform beschrieben. Alle Modifikationen, von der zweiten bis zur vierten, sind gekennzeichnet durch unterschiedlichen Aufbau und Funktion ihrer Ausgleichsgetriebeeinheiten 33oA, 33oB und 33oC. Allen drei Modifikationen gemeinsam bleiben Aufbau und Funktion (bis auf die Ausgleichsgetriebeeinheiten 33oA, 33oB und 33oC) gegenüber der vierten bevorzugten Ausführungsform unverändert, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen.
Es werde nun Bezug genommen auf die Fig. 15. Hierbei ist in der zweiten Modifikation ein Ringzahnrad 333A und ein Innenrad 336A
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auf der Reaktionswelle 237 befestigt, und ein Innenrad 331A ist mit der Reaktionswelle 238 verbunden. Ein Rahmen 34oA ist mit der Zwischenwelle 3 verbunden und ein Rahmen 334A und ein Ringzahnrad 339 sind einstückig auf der Abtriebswelle 4 befestigt. Der erwähnte neue und erfindungsgemässe Aufbau innerhalb der Ausgleichsgetriebeeinheit 33oA bestimmt das erste und zweite Standarddrehzahlverhältnis e . und e o wie
el el
weiter unten dargestellt.
•«1
In der dritten Modifikation (Fig. 16) ist am äusseren Ende der Zwischenwelle 3 einstückig ein Innenrad 336B und am äusseren Ende der Reaktionswelle 238 das Innenrad 331B befestigt. Ein Rahmen 34oB und ein Ringzahnrad 333B sind mit der Reaktionswelle 237 und ein Rahmen 334B und ein Ringzahnrad 339B mit der Abtriebswelle 4 einstückig verbunden. So werden das erste und das zweite Standarddrehzahlverhältnis e . bzw. e o darqestellt durch
el c2 σ
die folgenden Gleichungen
e - P ec1 - J 2
ec2 -£/ Cf2 +Tl P2 -fi>
In der vierten Modifikation (Fig. 17) sind Ringzahnräder 339C und 333C mit der Zwischenwelle 3 bzw. der Reaktionswelle
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verbunden. Ein Innenrad 331C und ein Rahmen 34oC sind einstückig mit der Reaktionswelle 237 verbunden. Ein Rahmen 334C und ein Innenrad 336C sind mit der Abtriebswelle 4 verbunden. Bei dieser Modifikation sind das erste und das zweite Stand-arddrehzahlverhältnis e , und e . durch die folgenden Gleichungen dargestellt:
ecl =ίΐ /(fi +1 ->?2> und
ec2 = 1^: 2
Darüberhinaus können diese Modifikationen die Verbindungskonstruktion für den in der Fig. 14 gezeigten Kupplungsmechanismus 25o anstatt des in den entsprechenden Figuren dargestellten und erläuterten Kupplungsmechanismus 15o aufnehmen.
Eine fünfte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Getriebes ist im folgenden an Hand der Fig* 21 erläutert. Diese fünfte Ausführungsform umfasst allgemein die Antriebsmaschine 1, die Eingangs- u.Zwischenwelle und Abtriebswelle 2, 3A und 4, die Umschaltgetriebeeinheit Io für die Antriebskraftübertragung nach vorwärts und rückwärts, einen hydraulisch betätigten Kupplungsmechanismus 45o, den ersten und den zweiten Pumpenmotor 5 und 6, welche einen geschlossenen hydraulischen Umlaufkreis 17o dafür umfassen, und eine Ausgleichsgetriebeeinheit oder eine Umlaufgetriebeeinheit 43o. Die besonderen Unterschiede zu den obig beschriebenen Ausführungsformen sind in der Anordnung der Teilvor-
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richtung und der Teile und ebenso in dem Aufbau des Kupplungsmechanismus 45o und der Umlaufgetriebeeinheit 43o zu sehen.
Der Aufbau und die Wirkungsweise der Umschaltgetriebeeinheit, und die Pumpenmotoren 5 und 6 sind genau so wie in den früher beschriebenen Ausführungsformen. So bezeichnen gleiche Bezugsziffern und Kennwerte die gleichen Teile, und Wiederholungen von schon bei früheren Ausführungsformen gemachten Erläuterungen werden weggelassen.
In der fünften Ausführungsform ist die Anordnung der Teilvorrichtungen und Glieder so, dass die Eingangswelle 2 mit der Welle 25 des zweiten Pumpenmotors 6 über ein Paar von ineinanderkämmenden Zahnrädern 11A und 24 verbunden ist. Die Welle 25 ist mit der Gegenwelle 17 der Umschaltgetriebeeinheit Io verbunden. Zahnräder HB und 12A sind auf der Zwischenwelle 3A in dieser besonderen Ausführung befestigt. So wird ein Energiepfad erzeugt ausgehend von Antriebsmaschine 1 über die Eingangswelle 2, die Zahnräder llA und 24, den zweiten Pumpenmotoro in Hinsicht auf den ersten Pumpenmotor 5, die Umschaltgetriebeeinheit lo, die Zwischenwelle 3A, die den Kupplungsmechanismus 45o aufweisende Umlauf- oder Ausgleichsgetriebeeinheit 43o und zur Abtriebswelle 4.
Die Ausgleichs- oder Umlaufgetriebeeinheit 43o umfasst einen Doppelumlaufgetriebesatz 436 und einen einfachen Umlaufge-
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triebesatz 441. Der Doppel-Umlaufgetriebesatz 436 weist ein Innenrad 431, Aussenräder 432 und 433, ein Ringzahnrad 434 und einen die Aussenröder 432 und 433 einstückig tragenden Rahmen 435 auf. Der einfache Umlaufgetriebesatz umfasst ein Innenrad 437, ein Aussenrad 433, ein Ringzahnrad 439 und einen das Aussenrad 438 tragenden Rahmen 44o. Das Ringzahnrad 434 des Doppel-Umlaufgetriebesatzes 436 ist mit der Zwischenwelle 3A verbunden. Der Rahmen 435 ist mit dem Innenrad 437 des einfachen Umlaufgetriebesatzes 441 über ein umlaufendes Bauelement oder Glied 442 verbunden. Der Rahmen 44o ist mit der Abtriebswelle verbunden.
Eine erste Reaktionswelle 443 ist innerhalb der rohrförmigen Zwischenwelle 3A angeordnet, wobei das Innenrad 431 und das Ringzahnrad 439 mit ihrem äusseren Abschnitt verbunden sind. Eine zweite Reaktionswelle 444 ist so angeordnet, dass sie die Zwischenwelle 3A umgibt; sie ist mit dem umlaufenden Glied 442 verbunden. So werden Übersetzungsverhältnisse mit niedriger und hoher Drehzahl durch Regulierung der Umdrehungen der ersten und zweiten Reaktionswelle 443 und 444 im Hinblick auf die Übersetzungsverhältnisse des Doppel- und des einfachen Umlaufgetriebesatzes 436 und 441 erzielt.
Der Kupplungsmechanismus 45o umfasst eine Kupplung 451 für niedrigen Drehzahlbereich (oder einfach für niedrigen Bereich)
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und eine Kupplung 452 für hohen Bereich. Trommelglieder 451A und 452a der Kupplungen 451 und 452 sind mit der '-Zelle 53 des ersten Pumpenmotors 5 verbunden. Unterdessen ist ein Nabenglied 451B der Kupplung 451 für den niedrigen Bereich mit der ersten Reaktionswelle 443 über ein Paar von ineinanderkämmenden Zahnrädern 455 und 456 und ein Nabenglied 4o2B der Kupplung 453 für den hohen Bereich mit der zweiten Reaktionswelle 444 über ein Paar von ineinanderkämmenden Zahnrädern 457 und 453 verbunden. Einkuppeln der Kupplungen 451 und 452 erzeugt- eine Äntriebskraftübertragung be τ niedriger und hoher Drehzahl im Hinblick auf die Getriebeketten der Ausgleichsgetriebeeinheit 43o für niedrige und hohe Drehzahl.
Die Betriebsweise des oben beschriebenen Getriebes kann an Hand der Fig. 22 und 23, welche Kennlinien darstellen, erklärt werden. In der Fig. 22 ist auf der Abszisse das Drehzahlverhältnis der Abtriebswelle 4 zu der Umdrehung der Zwischenwelle 3A und auf der Ordinate die Flüssigkeitsverdrängungsverhältnisse des zweiten Pumpenmotors 6 maximalen Verdrängung bei der Antriebskraftübertragung vorwärts und rückwärts aufgetragen. Die Verdrängung bei der Antriebskraftübertragung vorwärts- und rückwärts ist durch die Linien und , darqestellt. In der Fig. 23
a D
zeigen die Linien e^,., θ±λα "0^ 0^q ^ie Drehungsverhältnisse der ersten bzw. zweiten Reaktionswelle 443 und 444 bzw. der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 zur Drehung der Zwischenwelle 3A.
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Wenn der Umschalthebel 2o der Umschaltgetriebeeinheit Io in seine Stellung "N" gebracht wird, um die Drehmomentübertragung von der Eingangswelle 2 auf die Zwischenwelle 3A zu unterbrechen, dann wird nur die Zirkulation der Betriebsflüssigkeit zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpenmotor 5 und 6 beibehalten, wobei die Drehung der Eingangswelle 2 den zweiten Pumpenmotor ό antreibt. So wird kein hydraulischer Druck zur Erzeugung einer Reaktionskraft innerhalb der Ausgleichgetriebeeinheit 43o erzeugt und der neutrale Betriebszustand, bei dem keine Antriebskraft übertragen wird, wird erhalten.
Während keine AntriebskraftUbertragung stattfindet, dreht eine Aktivierung der Antriebsmaschine 1 bei voller Verdrängungsieistung des zweiten Pumpenmntors 6, welcher in seine positive Richtung hochgefahren ist, die Welle 25 des zweiten Pumpenmotors 6 und die Gegenwelle 17 und die äussere Verzahnung 16 der Umschaltgetriebeeinheit lo. Zur gleichen Zeit verursacht der Pumpbetrieb des zweiten Pumpenmotors 6 den Motorbetrieb des ersten Pumpenmotors 5. Innerhalb der Umlaufgetriebeeinheit 43o wird der Rahmen 44o, der einstückig mit der Abtriebswelle verbunden ist, festgehalten, bis das Fahrzeug, in dem das Getriebe eingebaut ist, startet, und folglich wirkt das auf die erste Reaktionswelle 443 von der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 übertragene Drehmoment, um das Zahnrad 14 und die
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Verzahnung 18 der Umschaltgetriebeeinheit Io über das Zahnrad Π B der Zwischenwelle 3A auf das Einkuppeln der Kupplung 451 für niederen Bereich hin in Drehung zu versetzen, wobei das Zahnrad HB mit dem Ringzahnrad 434 des Doppel-Umlaufgetriebesatzes 436 kombiniert wird. Eine geeignete Auswahl des Übersetzungsverhältnisses für die Zahnräder 14 und Π Β ermöglicht eine Synchronisation zwischen der Verzahnung 16 und 18 für sanftes Schalten. So läuft die Synchronisation zur Herstellung der Antriebskraftübertragung nach vorwärts ab; aber die gleiche Theorie kann auch für die Synchronisation zur Herstellung einer Antriebskraftübertragung nach rückwärts angewandt werden, für welche eine günstige Auswahl des Übersetzungsverhältnisses für die Zahnräder 12A und 15 notwendig wird.
Um eine Antriebskraftübertragung des Getriebes nach vorwärts zu erreichen, wird die Umschaltgetriebeeinheit Io zur Verbindung der Welle 25 des zweiten Pumpenmotors 6 mit der Zwischenwelle 3A durch die Antriebskraftübertragung der Umschaltgetriebeeinheit Io nach vorwärts in ihre "F" Stellung gebracht und umgekehrt wird die Kupplung 451 eingekuppelt, um die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 mit der ersten Reaktionswelle 443 durch das Paar der ineirkler kämmenden Zahnräder 455 und 456 zu verbinden. Während in dem beschriebenen und erwähnten Zustand das Verdrängungsverhältnis 0 des zweiten Pumpen-
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motors 6 innerhalb des positiven Bereiches bleibt, arbeitet das Getriebe im Bereich niedrigen Drehzahlverhältnisses. Wenn das Verdrängungsverhältnis '^ bei seinem positiven Maximum liegt und die Antriebsmaschine 1 läuft, dann startet das Fahrzeug. Im Bereich niedrigen Drehzahlverhältnisses wird gemäss dem Absinken des Verdrängungsverhältnisses O (absolut)
von seinem Maximum der hydraulische Druck von dem ersten Pumpenmotor 5 abgesenkt, um das Drehzahlverhältnis e™ der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 zu verringern, was folglich für ein kontinuierliches Ansteigen der Drehzahl der Abtriebswelle 4 sorgt. Wenn das Verdrängungsverhältnis O des zweiten Pumpenmotors 6 nach Null geht, dann hört der erste Pumpenmotor 5 auf zu pumpen. Dies bremst das Innenrad 431 und das Ringzahnrad 439, welche mit der ersten Reaktionswelle 443 verbunden sind ab bzw. hält sie fest und das ganze Drehmoment der Zwischenwelle 3A wird mechanisch auf die Abtriebswelle 4 Über die die Zwischenwelle 3A, die Doppel-Aussenräder 432 und 433, den Rahmen 435, das Umlaufglied 442, das Innenrad 437, das einfache Aussenrad 438 und den Rahmen 44o umfassende Abtriebsgetriebekette übertragen. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem Falle im folgenden das erste Standarddrehzahlverhältnis e , oder das Standarddrehzahlverhältnis e « für niedrige Drehzahlen genannt. Innerhalb des Drehzahländerungsbereiches der Abtriebswelle 4 von Null bis zum ersten Stand-arddrehzahl-
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verhältnis e - wird ein Teil des v^n der Zwischenwelle 3A auf el
das Ringzahnrad 434 des Doppel-Umlaufgetriebesatzes 436 übertragenen Drehmomentes der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 über die erste Reaktionswelle 443, welche mit dem sich in Gegenuhrzeigersinn drehenden Innenrad 431 vereinint ist, die Zahnräder 455 und die Kupplung 451 für den niedrigen Bereich zugeführt. Dies sorgt dafür, dass der erste Pumpenmotor 5 im Pumpbetrieb arbeitet, sodass der zweite Pumpenmotor 6 im Motorbetrieb läuft, um das hydraulische Drehmoment auf die Zwischenwelle 3A zurückzuführen. Durch die oben erwähnte Betriebsweise wird eine Reaktionskraft auf das Innenrad 431 und das Ringzahnrad 439 innerhalb der Umlaufgetriebeeinheit 43o aufgebracht. Und das restliche Drehmoment des Ringzahnrades 434 wird mechanisch der Abtriebswelle 4 über eine die Aussenräder 432 und 433, den Rahmen 435, das umlaufende Glied 442, das Innenrad 437, das Aussenrad 433 und den Rahmen 44o des einfachen Umlaufgetriebesatzes 441 umfassende Getriebekette für niedrige Drehzahl zugeführt. Während so das Innenrad 437 seine Drehung im Uhrzeigersinn beibehält, erreicht das Drehzahlverhältnis e^jo der ersten Reaktionswelle 443 Null,, wie aus der Fig. 23 ersichtlich ist, was automatisch das Drehzahlverhältnis des Ringzahnrades 439 zu Null macht, da das Zahnrad 439 mit der ersten Reaktionswelle 443 vereinigt ist. Folglich wird die Drehung der Abtriebs-
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welle 4 kontinuierlich beschleunigt.
Es sei angenommen, dass
^ , = Drehzahlverhältnis zwischen dem Innenrad 431 und dem Ringzahnrad 434 des Doppel-Umlaufgetriebesatzes 436,
P r> = Drehzahlverhältnis zwischen dem Innenrad 437 und dem Ringzahnrad 439 des einfachen Umlaufgetriebesatzes 441 und
1V V n443 und n444
= die Drehzahlen der Zwischenwelle 3A,
der Abtriebswelle 4, der ersten Reaktionswelle 443 bzw. der zweiten Reaktionswelle 444
sei, dann gelten die folgenden Gleichungen:
-f\ "443 + n3 = (1 'W "444
9-1 "444 + "443 = (1 + ?2> n4
In den obigen Gleichungen ist das erste Standarddrehzahlverhältnis e , aus n./n_ erhältlich, wenn n.,o = 0: el 4 3 443
ec1 =P2/0 -P1)O +P2)
In dem Fall, dass P1 und P^ innerhalb eines praktikablen Bereiches gewählt werden, dann kann e , angenähert o.5 sein.
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Wenn nun die Verdrängungsieistung des zweiten Pumpenmotors 6 von dem Wert Null aus in seinem Absolutwert im negativen Bereich erhöht wird, dann wird der zweite Pumpenmotor 6 als Pumpe durch einen Teil des von der Eingangswelle 2 auf die Welle 25 über die Zahnräder HA und 24 Übertragenen Drehmomentes angetrieben. Umgekehrt läuft der erste Pumpenmotor 5 im Motorbetrieb. Der hydraulische Druck wird so von dem ersten Pumpenmotor 5 in ein mechanisches Drehmoment umgewandelt. Dieses mechanische Drehmoment wird von der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 auf das Innenrad 431 und das Ringzahnrad 439 Über die Kupplung 451 für niedrigen Bereich, die Zahnräder 455 und 456 und die erste Reaktionswelle 443 übertragen. Wie aus den Fig. 23 zu entnehmen ist, werden die Drehungen des Innenrades 431 und des Ringzahnrades 439 beschleunigt. Mittlerweile wird das restliche Drehmoment der Welle 25 des zweiten Pumpenmotors 6 der Umlaufgetriebeeinheit 43o über die Zwischenwelle 3A in der gleichen Weise wie oben beschrieben zugeführt. Infolgedessen wird die Drehung der Abtriebswelle 4 weiter kontinuierlich erhöht.
Wenn das Verdrängungsverhältnis O des zweiten Pumpenmotors 6
seinen absoluten maximalen Wert erreicht, dann werden die Umdrehungen des Trommelgliedes 452A der Kupplung 452 für hohen Bereich, welche sich zusammen mit der Kupplung 451 für niedrigen Bareich dreht, und das Nabenglied 452 B, welches im Leerlauf
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U 0 9 8 k 1 / Ü B 0 6
rotierte, im Hinblick auf das Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 457 und 458 miteinander synchronisiert, um das Betriebsbereichsumschaltdrehzahlverhältnis oder Umschaltdrehzahlverhältnis e*' darzustellen. Der Betriebspunkt des Getriebes gelangt aus dem Bereich niedrigen Drehzahlverhältnisses in den Bereich hohen Drehzahlverhältnisses mittels Auskuppeln der Kupplung 451 für niedrigen Bereich und Einkuppeln der Kupplung 452 für hohen Bereich beim Umschaltdrehzahlverhältnis e* .
Bei den oben dargestellten Änderungen des Drehzahlverhältnisses im niederen Bereich, worin das Verdrängungsverhältnis O in einem Bereich von - 1 variiert wird, liegt das Umschaltdrehzahlverhältnis e* auf einem Wert von 1.0 und das erste Standarddrehzahlverhältnis e . hat angenähert den Wert von
c I
o.5. Dies bedeutet, wie man aus der Fig. 23 erkennen kann, dass die Drehzahl der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 einen gleichen absoluten Wert bei dem Umschaltdrehzahlverhältnis e* und bei dem Wert Null des Drehzahlverhältnisses der Abtriebswelle 4 einnimmt.
Im Bereich hohen Drehzahlverhältnisses beginnt der erste Pumpenmotor 5 zu pumpen, um für den Motorbetrieb des zweiten Pumpenmotors 6 zu sorgen. So wird das hydraulische Drehmoment auf die Zwischenwelle 3A zurückgeführt» Wenn das Verdrängungs-
"a des zweiten Pumpenmotors 6 absolut nach Null 409841/0806
in seinem negativen Bereich geht, dann verringert der erste Pumpenmotor 5 seine hydraulische Austrittsmenge, um die Drehung der Welle 53 zu verlangsamen. Dies bremst die Drehung der zweiten Reaktionswelle 444 ab, welche jetzt mit der Welle 53 über die Kupplung 452 für hohen Bereich verbunden wird. In diesem Falle wird das Drehmoment von der Zwischenwelle 3A dem Ringzahnrad 434 des Doppel-Umlaufgetriebesatzes 436 zugeführt. Mittlerweile wird die Drehung der den Rahmen 435 und das Innenrad 437, welche mit der zweiten Reaktionswelle 444 vereinigt sind und in Verbindung mit der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 stehen, umfassenden Reaktionsverzahnung verzögert. Diese Verzögerung beschleunigt die Drehung einer Getriebekette für hohe Drehzahl, welche die Zwischenwelle 3A, das Ringzahnrad 434, die Doppel-Planetenräder 432 und 433, das Innenrad 431 und das Ringzahnrad 439 umfasst, welche mit der ersten Reaktionswelle 443 verbunden sind. So wird die Drehung der Abtriebswelle 4 kontinuierlich vom Umschaltdrehzahlverhältnis e* mittels der Getriebekette für hohe Drehzahl erhöht.
Wenn das Verdränqungsverhältnis Q des zweiten Pumpenmotors 6
Null wird, und zwar in seinem absoluten Wert im negativen Bereich, dann hört der erste Pumpenmotor 5 auf zu fördern, um die Drehung der Welle 53 anzuhalten. Dies hält die Drehung der Reaktionsverzahnung an und das ganze Drehmoment der Zwischen-
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welle 3A wird mechanisch auf die Abtriebswelle 4 über die Getriebekette für hohe Drehzahl übertragen. Das Drehzahlverhältnis wird in diesem Falle das zweite Standard- oder das Standarddrehzahlverhältnis für hohe Drehzahl e „ genannt.
Der Wert dieses zweiten Standarddrehzahlverhältnisses e ,.
c2
kann durch die früheren Gleichungen für das erste Standarddrehzahlverhältnis e , erhalten werden.In diesem Falle wird
el
ηΛ*Λ = 0 und eine Gleichunq
444
sollte erfüllt sein. Das Ergebnis wird zu 2.0, sofern praktikable Werte für P- und P„ gewählt und vorgesehen werden.
Durch die Erhöhung des Verdrängungsverhältnisses U in seinem
positiven Bereich läuft der zweite Pumpenmotor 6 im Pumpbetrieb, um den ersten Pumpenmotor 5 als Motor anzutreiben, sodass sich die Welle 53 im Uhrzeigersinnn dreht, um für eine Drehung der Reaktionsverzahnung im Gegenuhrzeigersinn zu sorgen. So wird das hydraulische Drehmoment der Abtriebswelle 4 zugeführt. Zwischenzeitlich wird, nachdem der zweite Pumpenmotor 6 als Pumpe angetrieben wird, das restliche Drehmoment auf die Abtriebswelle 4 über die Getriebekette für hohe Drehzahl übertragen. Folglich wird das Drehzahlverhältnis der Abtriebswelle weiter erhöht und seinen maximalen Wert erreichen, wenn das
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Verdrängungsverhältnis υ des zweiten Pumpenmotors 6 seinen Maximalwert erreicht. Und die Drehzahl der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 erhält ihren maximalen Wert- welcher gleich ist dem Falle, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 4 wie in Fig. 23 zu sehen, Null wird.
Die umgekehrt zu den beschriebenen Vorgängen ablaufenden Vorgänge werden das Drehzahlverhältnis verringern.
Im Rückwärtsbetrieb wird das Verdrängungsverhältnis O, des zweiten Pumpenmotors 6 auf seinen maximalen Wert im negativen Bereich erhöht, um die Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 in eine dem Vorwärtsbetrieb umgekehrte Richtung in Drehung zu versetzen. Zur gleichen Zeit wird die Kupplung 451 für niedrigen Bereich eingekuppelt, um die Welle 53 mit der ersten Reaktionswelle 443 für das ÜBersetzungsverhältnis im niedrigen Bereich zu verbinden. Während infolgedessen die Umschaltgetriebeeinheit Io in ihrer Stellung "N" gebracht wird, dreht sich die Zwischenwelle 3A in umgekehrter Richtung als beim Vorwärtsbetrieb durch das auf die ersten Reaktionswelle 443 vom ersten Pumpenmotor 5 aufgebrachte Drehmoment. Das Zwischenrad 13 der Umschaltgetriebeeinhe.it Io gleicht das Zahnrad 15 an die Rotation der Welle 25 des zweiten Pumpenmotors 6 an, um ein synchronisiertes Einschalten der Umschaltgetriebeeinheit Io zu ermöglichen.
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Die Antr5-ebskraftübertragung nach rückwärts wird durch synchronisiertes Einschalten des Umschalthebels 2o der Umschaltgetriebeeinheit Io in seine Stellung "R" hergestellt. Und die Abtriebswelle 4 beginnt mit ihrer Drehung rückwärts.
Eine erste Modifikation der fünften bevorzugten Ausführungsform wird an Hand der Fig. 24 beschrieben, worin die Merkmale in der Anordnung und der Verbindung der Kupplungen 451 und 452 für niedrigen und hohen Bereich und in der Lage der zweiten Reaktionswelle liegen. Der gesamte andere Aufbau und die anderen Funktionen bleiben unverändert, wobei gleiche Bezugsziffern zu gleichen Teilen gehören.
In dieser Modifikation ist das Trommelglied 451A der Kupplung 45Ί für den niedrigen Bereich für die Getriebekette für niedrige Drehzahl mit der ersten Reaktionswelle 443 und das Nabenglied 451B mit der Welle 53 des ersten Pumpenmotors 5 über ein Paar von ineinander kämmenden Zahnrädern 455A und 456A verbunden.
Die zweite Reaktionswelle 444 liegt mit der Abtriebswelle 4 koaxial auf einer Achse und ist einstückig mit dem Rahmen 435 des Doppel-Umlaufgetriebesatzes 436 und dem Innenrad des einfachen Umlaufgetriebesatzes 441 verbunden. Das Trommelglied 452A der Kupplung 452 für hohen Bereich für die Getriebekette
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für hohe Drehzahl ist mit der zweiten Reaktionswelle 444 und das Nabenglied 452B mit der Welle 53 des ersten Pumpenmotors über ein Paar von ineinander kämmenden Zahnrädern 457A und 458A verbunden. So sind die Kupplungen für niederen und hohen Bereich 451 und 452 in Reihe mit der Zwischenwelle 3A und der Abtriebswelle 4 und der Umlaufgetriebeeinheit 43o angeordnet.
Fig. 25 zeigt eine zweite bevorzuate Modifikation der fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Diese zweite Modifikation unterscheidet sich von der ersten Modifikation der fünften Ausführungsform durch den Aufbau einer Umlaufgetriebeeinheit 43oB, welche die Umlaufgetriebeeinheit 43o der ersten Modifikation ersetzt. Der ganze andere Aufbau und die anderen Funktionen bleiben unverändert und gleiche Bezugsziffern und Kennzahlen werden für gleiche Bauteile und Elemente benutzt:
Die Umlaufgetriebeeinheit 43oB enthält einen ersten einfachen Umlaufgetriebesatz 436B und einen zweiten einfachen Umlaufgetriebesatz 441B. Der erste einfache Umlaufgetriebesatz 436B umfasst ein auf der ersten Reaktionswelle 443 an ihrem äusseren Abschnitt befestigtes Innenrad 431B, ein an der zweiten Reaktionswelle 444 befestigtes Ringzahnrad 434B und ein vr>n einem mit der Zwischenwelle 3A vereinigten Rahmen 435B getragenes Aussenrad 432B. Der zweite einfache Umlaufgetriebesatz 441B
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weist das mit der zweiten Reaktionswelle 444 vereinigte Innenrad 437, das am äusseren Ende der ersten Reaktionswelle befestigte Ringzahnrad 439 und das durch den am inneren Ende der Abtriebswelle 4 befestigten Rahmen ^4o getragene Aussenrad 438 auf. Die gesamte Abmessung des ersten einfachen Umlaufgetriebesatzes 436B ist gerade so gross wie die des zweiten einfachen Umlaufgetriebesatzes 441B. Die Relativdrehungen zwischen der Zwischen- und Abtriebswelle 3A und 4 und der ersten und zweiten Reaktionswelle 443 und 444 werden durch folgende zwei Gleichungen bestimmt
Z χ N,,Q +Zx N... = (Z + Z ) χ M1 s 443 r 444 v s r 3
Z χ N,,, + Z χ N,.. = (Z + Z ) χ Ν. s 444 r 443 v s τ 4
Jede Kennzahl in den beiden obigen Gleichungen ist definiert wie folgt
Z Zähnezahl der Innenräder 431B und 437
Z Zähnezahl der Ringzahnräder 434B und 439
N„ - Drehzahl der Zwischenwelle 3A
N. Drehzahl der Abtriebswelle 4
N,.o .... Drehzahl der ersten Reaktionswelle 443 und 443
N........ Drehzahl der zweiten Reaktionswelle 444
Alle Betriebsmerkmale und Vorgänge sind dieselben wie in der ersten Modifikation; daher werden keine Wiederhoungen hierüber
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gemacht.
Eine dritte Modifikation der fünften bevorzugten Ausführungsform wird an Hand der Fig. 26 beschrieben; hierbei ist ein einfacher Unterschied von der obigen zweiten Modifikation im Aufbau und der Anordnung des hydraulisch betätigten Kupplungsmechanismus 45o zu sehen, welcher in diesem Falle vom gleichen Typ, und gleicher Anordnung ist wie in der fünften bevorzugten Ausführungsform. Der ganze andere Aufbau und die anderen Funktionen bleiben unverändert, gleiche Bezugsziffern und Kennziffern bezeichnen gleiche Sauelemente und Teile.
In dieser dritten Modifikation ist deshalb das aussere Ende der zweiten Reaktionswelle 444 mit dem Ringzahnrad 434B des ersten einfachen Umlaufgetriebesatzes vereinigt und das am inneren Ende der zweiten Reaktionswelle 444 befestigte Zahnrad 453 kämmt mit dem Zahnrad 457 des Kupplungsmechanismus 45o.
Alle Betriebsmerkmale und Vorgänge bleiben gleich; daher werden keine Wiederholungen gemacht.
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Claims (19)

  1. Patentansprüche
    Hydrostatisches Getriebe mit einer Eingangswelle, einer Abtriebswelle, einer hydraulisch gesteuerten Drehzahlausgleichseinrichtung, welche mit der Abtriebswelle zur Übertragung des Drehmomentes der Eingangswelle auf die Abtriebswelle verbunden ist und einen als Reaktionselement für diese arbeitenden ersten hydraulischen Pumpenmotor mit positiver Verdrängung aufweist, einem zweiten Pumpenmotor verstellbarer Ausführung mit positiver Verdrängung, welcher mit der Eingangswelle zur Steuerung des ersten Pumpenmotors entsprechend dem Verdrängungsverhältnis angetrieben ist, einer Einrichtung zur Herstellung einer hydraulischen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpenmotor, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Eingangswelle (2) und der Drehzahlausgleichseinrichtung (3o, I3of 13oA, 33o, 33oA, 33oB, 33oC, 43o, 43oB) eine Wähleinrichtung (lo) für eine Antriebskraftübertragung zur wahlweisen Erzielung einer Antriebskraftübertragung nach vorwärts und rückwärts von der Eingangswelle zur Abtriebswelle (4) über die Drehzahlausgleichseinrichtung angeordnet ist, wobei die Drehzahlausgleichseinrichtung die von der Eingangswelle entsprechend dem Pump- und Motorbetrieb des ersten Pumpenmotors (5) ge-
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    mass dem Verdrängungsverhältnis des zweiten Pumpenmotors (6) während des Antriebsvorganges nach vorwärts oder rückwärts auf die Abtriebswelle übertragene Antriebsenergie hydraulisch und mechanisch steuert.
  2. 2. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wähleinrichtung (lo) eine mit der Drehzahlausgleichseinrichtung verbundene Gegenwelle (17), je eine mit der Eingangswelle (2) verbundene Getriebekette (12, 13, 15, 19 bzw. 11, 14, IB) für Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb und eine Schalteinrichtung (2o) zur wahlweisen Verbindung der Getriebeketten für Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb mit der Gegenwelle aufweist, wobei das Ineinandergreifen von Gegenwelle und den Getriebeketten für Vorwärts- oder RUckwärtsbetrieb auf das Einschalten der Schalteinrichtung hin synchron geschieht.
  3. 3. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenwelle (17) mit dem zweiten Pumpenmotor (6) und die Getriebeketten (12, 13, 15, 19 bzw. 11, 14, lö) für Vorwärts- und Rückwärtsbetrieb mit der Drehzahlausgleichseinrichtung verbunden sind.
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  4. 4. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindungseinrichtung (7o, 17o) durch einen geschlossenen Umlaufkreis gebildet ist, welcher an seinen beiden Enden mit dem ersten und zweiten Pumpenmotor (5 und 6) verbunden ist.
  5. 5. Hydrostatisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder
    4, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verbindungseinrichtung (7o) ein Bypassvent.il (6o) zur Umgehung der Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpenmotor (5 und 6) und eine erste hydraulische, mit der Eingangswelle (2) zur Betätigung des Bypassventils verbundene Betätigungseinrichtung (73, 74, 75) zur Herstellung des Umlaufkreises zwischen dem ersten und dem zweiten Pumpenmotor aufweist.
  6. 6. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bypassventil (6o) mit einer zweiten Betätigungseinrichtung (68) zur zeitweisen Betätigung des Bypassventils versehen ist, um den Umlaufkreis zwischen dem ersten und zweiten Pumpenmotor (5 und 6) vor der Umschaltung der Wähleinrichtung (Ιο) herzustellen.
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  7. 7. Hydrostatisches Getriebe nach einem oder mehieren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Pumpenmotor (5) ein Pumpenmotor nicht verstellbarer Ausführung mit positiver Verdrängung ist.
  8. 8. Hydrostatisches Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung eine Ausgleichsgetriebeeinheit, die zwischen der Wähleinrichtung (Ιο) und der Abtriebswelle (4) angeordnet ist und wenigstens ein Reaktionselement (34, 41) aufweist, und einen Mechanismus (5o) für kraftschlüssigen Eingriff umfasst, der mit dem ersten Pumpenmotor (5) zur wahlweisen Verbindung des Reaktionselementes mit dem ersten Pumpenmotor verbunden ist, um die Ausgleichsgetriebeeinheit entsprechend dem Verdrängungsverhältnis des zweiten Pumpenmotors (6) zu steuern.
  9. 9. Hydrostatisches Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlausgleichsgetriebeeinrichtung zwischen der Wähleinrichtung (Ίο) und der /"btriebswelle (4) eingefügte Umlaufgetriebeeimrichtungen (3o) zur Herstellung einer Antriebsgetriebekette für kontinuierlich variable Drehzahl und eine mit dem ersten Pumpenmotor (5) verbundene
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    Kupplungseinrichtung (5o) zum wahlweisen Verbinden je eines Reaktionselementes (34, 41) für die Umlaufgetriebeeinrichtungen mit dem ersten Pumpenmotor umfasst.
  10. 10. Hydrostatisches Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung eine erste und eine zweite, zwischen der Wähleinrichtung (lo) und der Abtriebswelle (4) eingefügte Umlaufgetriebeeinrichtung zur Herstellung je einer Antriebsgetriebekette für niedrige und hohe Drehzahl und eine mit dem ersten Pumpenmotor (5) verbundene Kupplungseinrichtung (5o, 15o) für niederen und hohen Bereich zum wahlweisen Verbinden des ersten Pumpenmotors mit Reaktionselementen für die erste bzw. zweite Umlaufgetriebeeinrichtung umfasst.
  11. 11. Hydrostatisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung eine Ausgleichsgetriebeeinrichtung (3o) mit einer mit der Eingangswelle (2) durch die Wähleinrichtung (lo) verbundenenersten Welle (3), einem auf der ersten
    (SpnrLenrad)
    Welle vorgesehenen ersten Innenraa/(3T), einem mit der Abtriebswelle (4) verbundenen zweiten Innenrad (32), einem mit einer die erste Welle umgebenden ersten Reaktionswelle (34)
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    vereinigten dritten Innenrad (33), einer die erste Reaktionswelle umgebenden zweiten Reaktionswelle (41), einer mit der zweiten Reaktionswelle vereinigten Rahmeneinrichtung (39) und koaxial auf der Rahmeneinrichtung gelagerten, mit dem ersten, zweiten und dritten Innenrad kämmenden (Planetenrad) Aussenrädern (36, 37, 38) und einen Mechanismus (5o) für kraftschlüssigen Eingriff umfasst, welcher eine erste (52, 152) und eine zweite (51, 151), mit dem ersten Pumpenmotor (5) verbundene Kupplungseinrichtung zur wahlweisen Verbindung des ersten Pumpenmotors mit der ersten und zweiten Reaktionswelle aufweist.
  12. 12. Hydrostatisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung einen Mechanismus (5o,15o) für kraftschlüssigen Eingriff, welcher mit dem ersten Pumpenmotor (5) verbunden ist, und eine Ausgleichsgetriebeeinrichtung (13o) umfasst, die eine über die Wähleinrichtung (1o) mit der Eingangs welle (2) verbundene erste Welle (3) und eine zwischen der ersten Welle und der Abtriebswelle (4) eingefügte erste und zweite einfache Umlaufgetriebeeinrichtung (135, 14o) aufweist, wobei die erste einfache Umlaufgetriebeeinrichtung (135) ein auf der ersten Welle mon-
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    tiertes erstes Innenrad (131), ein mit einem mit der ersten Kupplungseinrichtung (52) verbundenen ersten Reaktionselement vereinigtes erstes Ringzahnrad (134) und ein von einer mit der Abtriebswelle (4) verbundenen Rahmeneinrichtung (132) getragenes und mit dem ersten Ringzahnrad und dem ersten Innenrad kämmendes erstes Aussenrad (133) aufweist und wobei die zweite einfache Umlaufgetriebeeinrichtung (14o) ein mit einem mit der zweiten Kupplungseinrichtung (51, 151) verbundenen zweiten Reaktionselement vereinigtes zweites Innenrad (136), ein mit der ersten Rahmeneinrichtung verbundenes zweites Ringzahnrad (139) und ein von einer mit der ersten Welle verbundenen zweiten Rahmeneinrichtung (137) getragenes und mit dem zweiten Innenrad und dem zweiten Ringzahnrad kämmendes zweites Aussenrad (13d) umfasst.
  13. 13. Hydrostatisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung eine mit dem ersten Pumpenmotor (5) verbundene erste und zweite Kupplungseinrichtung (151) 152 und eine Ausgleichsgetriebeeinheit (23o) mit einer mit der Eingangswelle (2) über die Wähleinrichtung (lo) verbundenen ersten Welle (3), einem auf der ersten Welle montierten ersten Innenrad (231), einem mit einem mit der ersten Kupplungs-
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    . einrichtung (152) verbundenen ersten Reaktionselement (238) vereinigten Ringzahnrad(235), einem mit einem mit der zweiten Kupplungseinrichtung (151) verbundenen zweiten Reaktionselement (237) vereinigten zweiten Innenrad (232), einem Paar von mitej.nander vereinigten und mit dem ersten und dem zweiten Innenrad kämmenden Aussenrädern und einer mit der Abtriebswelle (4) verbundenen Rahmeneinrichtung (236) zum Tragen der Aussenräder umfasst.
  14. 14. Hydrostatisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung eine erste und eine zweite mit dem ersten Pumpenmotor (5) verbundene Kupplungseinrichtung (151,152, 251, 252) und eine Ausgleichsgetriebeeinheit(33o)umfasst, welche eine mit der Eingangswelle (2) über die Wähleinrichtung (lo) verbundene erste Welle (3), und eine einfache Umlaufgetriebeeinrichtung (335) und eine Doppel-Umlaufgetriebeeinrichtung (341) aufweist, welche zwischen der ersten Welle und der Abtriebswelle eingefügt sind, wobei die einfache Umlaufgetriebeeinrichtung ein mit einem mit der zweiten Kupplungseinrichtung (151) verbundenen zweiten Reaktionselement (237) vereinigtes erstes Innenrad (331), ein von einer mit der Abtriebswelle (4) verbundenen Rahmeneinrichtung (334) getragenes und mit dem ersten Innen-
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    rad kämmendes erstes Aussenrad (332) und ein mit einem mit der ersten Kupplungseinrichtung (152) verbundenen ersten Reaktionselement (238) vereinigtes erstes Ringzahnrad (333) und die Doppel-Umlaufgetriebeeinrichtung ein mit dem zweiten Reaktionselement vereinigtes zweites Innenrad (336), ein mit der ersten Welle verbundenes zweites Ringzahnrad (339),ein von einer Rahmeneinrichtung (34o) getragenes und mit dem zweiten Innenrad kämmendes zweites Aussenrad (337) und ein von der Rahmeneinrichtung getragenes und mit dem zweiten Aussenrad und dem zweiten Ringzahnrad kämmendes drittes Aussenrad (338) umfassen.
  15. 15. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die einfache Umlaufgetriebeeinrichtung (335A) ein mit einem mit der ersten Kupplungseinrichtung (152) verbundenen ersten Reaktionselement (238) vereinigtes erstes Innenrad (331A), ein von der mit der Abtriebswelle (4) verbundenen ersten Rahmeneinrichtung (334B) getragenes und mit dem ersten Innenrad kämmendes erstes Aussenrad (332), und ein mit einem mit der zweiten Kupplungseinrichtung (151) verbundenen zweiten Reaktionselement (237) vereinigtes und mit dem ersten Aussenrad kämmendes erstes Ringzahnrad (333a) und die Doppel-Umlaufgetriebeeinrichtung (341A) ein
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    mit dem zweiten Reaktionselement vereinigtes zweites Innenrad (33όΑ), ein mit der ersten Rahmeneinrichtung vereinigtes zweites Ringzahnrad (339A),, eine mit der ersten Welle (3) verbundene zweite Rahmeneinrichtung (34oA) und ein Paar von auf der zweiten Rahmeneinrichtung getragenen und ineinander kämmenden Aussenrädern (337, 333) umfassen, wobei eines (377) der Aussenräder mit dem zweiten Innenrad und das andere Aussenrad (333) mit dem zweiten Ringzahnrad kämmen.
  16. 16. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppel-Umlaufgetriebeeinrichtung (341B) ein auf der ersten Welle (3) montiertes zweites Innenrad (336b), ein mit der ersten Rahmeneinrichtung (3348) vereinigtes zweites Ringzahnrad (3398), eine mit dem zweiten Reaktionselement (237) vereinigte zweite Rahmeneinrichtung (34oB), ein Paar von durch die zweite Rahmeneinrichtung getragenen und ineinander kämmenden Aussenrädern (337,333) aufweist, wobei das eine (337) Aussenrad mit dem zweiten Innenrad und das andere Aussenrad (333) mit dem zweiten Ringzahnrad kämmt.
  17. 17. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die einfache Umlaufgetriebeeinrichtung (335C) ein mit einem mit der zweiten Kupplungsein-
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    richtung (151) verbundenen zweiten Reaktionselement (237) vereinigtes erstes Innenrad (331C), ein von einer mit der Abtriebswelle (4) verbundenen ersten Rahmeneinrichtung (334φ getragenes und mit dem ersten Innenrad kämmendes erstes Aussenrad (332) und ein mit einem mit der ersten Kupplungseinrichtung (152) verbundenen ersten Reaktionselement (238) vereinigtes und mit dem ersten Aussenrad kämmendes erstes Ringzahnrad und die Doppel-Umlauf§etriebeeinrichtung (341C) ein mit der ersten Rahmeneinrichtung vereinigtes zweites Innenrad (33oC), ein mit der ersten Welle (9) vereinigtes zweites Ringzahnrad(339C), eine mit dem zweiten Reaktionselement verbundene zweite Rahmeneinrichtung (34oC) und ein Paar von auf der zweiten Rahmeneinrichtung aufgelagerten und ineinander kämmenden Aussenrädern (338,337) umfassen, wobei eines (337) der Aussenräder mit dem zweiten Innenrad und das andere (338) mit dem zweiten Ringzahnrad kämmen.
  18. 18. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 14 und 17, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Innenrad (336C) anstatt mit der ersten Rahmeneinrichtung (334C) mit dem ersten Reaktionselement (238) vereinigt ist.
  19. 19. Hydrostatisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehzahlausgleichseinrichtung eine erste
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    und eine zweite Kupplungseinrichtung (452, 451), die mit dem ersten Pumpenmotor (5) verbunden sind, und eine Ausg.leichsgetriebeeinr.\chtung (43oB) mit einer mit der Eingangswelle (2) über die Wähleinrichtung (To) verbundenen ersten Welle (3A) und eine erste und eine zweite, zwischen die erste Welle und die Abtriebswelle (4) eingefügte einfache Umlaufgetriebeeinrichtunq (436B, 441), wobei die erste Umlaufgetriebeeinrichtung (436B) ein mit einem mit der ersten Kupplungseinrichtung (451) verbundenen ersten Reaktionselement (443) vereinigtes erstes Innenrad (431b), ein von einer mit der ersten Welle verbundenen ersten Rahmeneinrichtung (435b) getragenes und mit dem ersten Innenrad kämmendes erstes Aussenrad (432B) und ein mit einem mit der zweiten Kupplungseinrichtung (452) verbundenen zweiten Reaktionselement (444) vereinigtes und mit dem ersten Aussenrad kämmendes erstes Ringzahnrad (434B) und die zweite einfache Umlaufgetriebeeinrichtung (441B) ein mit dem zweiten Reaktionselement vereinigtes zweites Innenrad (437), ein von einer mit der Abtriebswelle (4) verbundenen Rahmeneinrichtung (44o) getragenes und mit dem zweiten Innenrad kämmendes zweitesAussenrad (438) und ein mit dem ersten Reaktionselement vereinigtes und mit dem zweiten Aussenrad kämmendes zweites Ringzahnrad (439) umfassen.
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    2o. Hydrostatisches Getriebe mit einer Eingangswelle, einer Abtriebswelle, einer hydraulisch gesteuerten Drehzahlausgleichseinrichtung, welche mit der Abtriebswelle zur Übertragung des Drehmomentes der Eingangswelle auf die Abtriebswelle verbunden ist und ein als Reaktionselement für diese arbeitendes hydraulisches Element aufweist, einem Pumpenmotor mit hydraulischer positiver Verdrängung, welcher mit der Eingangswelle zur Steuerung des hydraulischen Elementes der Drehzahlausgleichseinrichtung entsprechend dem Verdrängungsverhältnis von diesem angetrieben ist, einer Einrichtung zur Herstellung einer hydraulischen Verbindung zwischen dem hydraulischen Element und dem Pumpenmotor, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Eingangswelle (2) und der Drehzahlausgleichseinrichtung (3o, 13o, 13oA, 33o, 33oA, 33oB, 33oC, 43o, 43oB) eine Wähleinrichtung (Ιο) für eine Antriebskraftübertragung zur wahlweisen Erzielung einer Antriebskraftübertragung nach vorwärts und rückwärts von der Eingangswelle zur Abtriebswelle (4) über die Drehzahlausgleichseinrichtung angeordnet ist, wobei die Drehzahlausgleichseinrichtung die von der Eingangswelle entsprechend den Funktionen des hydraulischen Elementes gemäss dem Verdrängungsverhältnis des Pumpenmotors (6) während des Antriebsvorganges nach vorwärts oder rückwärts auf die Abtriebswelle übertragene Antriebsenergie hydraulisch u.mechanisch steuert.
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