DE2423626B2 - Stufenloses leistungsverzweigendes verbundgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses leistungsverzweigendes Verbundgetriebe wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 umrissen ist.

Aus der US-PS 35 80 107 ist ein dem Oberbegriff zugrundegelegtes stufenloses Verbundgetriebe bekannt, das für Lastwagen und andere Kraftfahrzeuge geeignet ist und mit dem es möglich ist, den Motor unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit konstant bei einer Drehzahl zu betreiben. Dieses bekannte Getriebe hat hydraulische Einheiten als stufenlose Drehmomentwandler, die mit jeweils einem Reaktionsglied einer fünfgliedrigen Planetengetriebeanordnung fest gekoppelt sind. Davon getrennt sind Abtriebsglieder der Planetengetriebeanordnung vorgesehen, die über zu schaltende Kupplungen mit der Abtriebswelle kuppelbar sind. Bei diesem vorbekannten Getriebe sind auch bei vier Gangstufen die unteren Gangstufen so ausgebildet, daß ihre Kupplungen großes Drehmoment zu übertragen haben.

Aus der US-PS 32 12 858 ist ein anderes Verbundgetriebe bekannt, bei dem eine lösbare Kupplung für die Verbindung zwischen der einen hydraulischen Einheit und einem Glied des (eingangsseitigen) Planetengetriebes vorgesehen ist. Diese Kupplung bildet eine der Kupplungen, mit denen die beiden verschiedenen Gangstufen eingeschaltet werden. Der Abtrieb des eingangsseitigen Planetengetriebes ist mit dem Abtrieb des Verbundgetriebes stets fest verbunden.

Eine Analyse der Verluste eines stufenlosen leistungsverzweigenden Verbundgetriebes mit beispielsweise hydraulischen Einheiten des stufenlosen Drehmomentwandlers zeigt, daß für einen gegebenen Bereich der Drehmoment- und Geschwindigkeitsveränderung der größte Verlust während des rezirkulativen Betriebs auftritt, während dem innerhalb des stufenlosen Drehmomentwandlers eine in entgegengesetzter Richtung erfolgende Leistungsübertragung auftritt. In diesem Zustand ist die Gesamtleistung innerhalb des Verbundgetriebes sogar höher als 100% der Antriebsleistung, was auf einen gewissen Blindleistungsanieil

hinweist. Der geringste Leistungsverlust tritt auf, wenn das Verbundgetriebe nicht-rezirkulativ arbeitet. Diese Bedingung liegt vor, wenn die Leistung vom Antrieb ausgehend auf den rein mechanischen Leistungsweg des variablen Planetengetriebes und auf den Weg durch den stufenlosen Drehmomentwandler aufgeteilt wird und erst hinter dem Planetengetriebe wieder vereinigt wird. Die Einsparung an Verlustleistung mit Hilfe dieses Prinzips ist insbesondere dann groß, wenn das Verbundgetriebe einen großen Bereich der Drehmomentänderung von beispielsweise 8:1 bis 14:1 haben

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein technisch möglichst wenig aufwendiges Verbundgetriebe herzustellen, bei dem der Leistungsverlust des stufenlosen Drehmomentwandlers möglichst gering ist. Diese Aufgabe wird bei einem wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 umrissenen stufenlosen leistungsverzweigenden Verbundgetriebe erfindungsgemäß gelöst, wie dies im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben ist. Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein leistungsverzweigendes Getriebe nach dem Gedanken der Erfindung befaßt eine Planetengetriebeanordnung, die ein Hohlrad mit Innenverzahnung, bei Planetengetrieben als Außenkranz bezeichnet, einen Planetenträger, der einen ersten und einen zweiten Satz miteinander kämmender Planetenräder hat, und die ein erstes und ein zweites Zentralrad umfaßt. Die Antriebseinrichtung kann entweder der Außenkranz oder der Planetenträger sein. Das hierfür jeweils nicht verwendete Teil ist dann eines der beiden Abtriebsglieder. Das andere Abtriebsglied ist eines der Zentralräder, während das andere Zentralrad als Reaktionsglied dient. Ein stufenloser Drehmomentwandler verbindet eines der Abtriebsglieder mit dem Reaktionsglied

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jeweils direkt oder jeweils über Zahnräder (Ansprüche 1,4 und 5).

Bei einer hydromechanischen Ausführungsform (Anspruch 2) eines erfindungsgemäßen Getriebes ist eine erste hydraulische Einheit vorgesehen, die in Antriebsverbindung mit dem Reaktionsglied steht. Eine zweite vorgesehene hydraulische Einheit ist mit dem einen der Abtriebsglieder in Antriebsverbindung. Die beiden hydraulischen Einheiten sind hydraulisch miteinander verbunden, und es dient jeweils eine hydraulische Einheit als Pumpe und die andere als Motor (und umgekehrt).

Eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes hat als stufenlosen Drehmomentwandler ein Reibradgetriebe (Anspruch 3).

Bei einem erfindungsgemäßen Getriebe sind Kupplungen vorgesehen, mit denen sich aufeinander folgend jeweils ein Abtriebsglied in einem vorgegebenen Drehzahl- bzw. Obersetzungsbereich mit der AbtriebsweHe verbinden läßt und mit denen sich das jeweils andere Abtriebsglied von der AbtriebsweHe trennen läßt nachdem das jeweils eine Abtriebsglied mit der

AbtriebsweHe verbunden worden ist Eine Weiterbildung der Erfindung (Anspruch 10)

besteht darin, ein Reduktions- bzw. Untersetzungsge-

" triebe zusätzlich vorzusehen, das in dem einen unteren

Sßang oder den mehreren unteren Drehzahl- bzw.

^Gangstafen and das in der einen Rückwärtsgangstufe *5 %der den mehreren Rückwärtsgangstufen mit der iÄbtriebsweTic ze verbinden ist, und zwar zwischen der

Abtriebswelle und den beiden Abtriebsgliedern der

ersten Planetengetriebeanordnung.

Dieses Untersetzungsgetriebe kann eine zweite Planetengetriebeanordnung (Anspruch 13) umfassen, deren Abtriebsglieder jeweils mit einem Zentralrad gekuppelt werden und in der der Planelenträger Planetenräder trägt, die mit dem Zentralrad kämmen und der mit der AbtriebsweHe verbunden ist. Es umfaßt auch einen Außenkranz, der ebenfalls mit denselben Planetenrädern kämmt und dem ein Bremsband oder eine andere Einrichtung zugeordnet ist, um diesen Außenkranz stillzusetzen, wenn dies gewünscht ist. Für den Rückwärtsfahrbetrieb kann ein zweiter Satz Planetenräder (Anspruch 17) vorgesehen sein, der mit dem ersten Satz Planetenräder kämmt und der vom selben Planetenträger getragen wird. Zu diesem Satz Planetenräder fehlt ein zugehöriges Zentralrad, es ist jedoch für diese wieder ein Außenkranz vorgesehen, und dieser Außenkranz ist ebenfalls mit einer Kupplung oder Bremse in Verbindung, durch die dieser zweite Außenkranz während des Rückfahrbetriebes gebremst bzw. stillgesetzt werden kann.

Das erfindungsgemäße Getriebe hat einen einfacheren konstruktiven Aufbau, hat kleinere hydraulische Einheiten und der rezirkulative Leistungsanteil ist entweder beseitigt oder sehr klein gemacht. Ein wichtiger Gesichtspunkt bei diesem Getriebe ist, daß der über den Drehmomentwandler übertragene Leistungsanteil klein gehalten ist.

Bei der hydromechanischen Ausführung des erfin-' dungsgemäßen Getriebes ist die hydraulische Leistungsübertragung klein gehalten, obwohl Unübersichtlichkeit, übermäßige Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen und hohe Belastungen der Leistungszweige des Getriebes vermieden sind. Man erreicht eine hohe Zuverlässigkeit und ein Minimum an Kosten, man kann standardmäßige hydraulische Einheiten verwenden, die für die veranschlagten Geschwindigkeits- und Leistungsbedingungen hohe Lebensdauer haben. Als Kupplungen können außerdem solche preiswerten Ausführungsformen verwendet werden, wie sie in großen Stückzahlen für Kraftfahrzeug-Drehmomentwandlergetriebe verwendet werden. Für vergleichbare Leistungsbemessung kann eine k'°inere Anzahl von Friktions- bzw. Reibelementen in den Kupplungen vorgesehen sein, als in leistungsgeschalteten Getrieben, und zwar deshalb, weil beim erfindungsgemäßen Getriebe bei allen Schaltpunkten die Kupplungselemente tatsächlich synchron laufen. Die Anzahl der notwendigen Elemente ist daher nicht von ihrer thermischen Kapazität sondern von ihrem Drehmomentaufnahmevermögen abhängig. Diese gleichen Ergebnisse lassen sich auch mit Reibradgetrieben als stufenlose Drehmomentwandler erreichen.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Getriebes zusammen mit einem Kolbenmotor können die Auspuffemissionen vermindert und der spezifische Treibstoffverbrauch verbessert werden, indem man den Motor in seinem günstigsten Drehzahlbereich arbeiten läßt, und zwar bei allen Fahrbedingungen. Außerdem ermöglicht es die Erfindung, einen kleineren Motor zu verwenden, da das Getriebe es ermöglicht jeweils die volle Motorleistung bei jeglicher Fahrzeuggeschwindigkeit auszunutzen, ausgenommen bei unteren Gangstufen, in denen die Antriebskraft des Fahrzeuges beschränkt wird. Dieselben Betrachtungen gelten- auch für Kreiskolbenmotoren. Es ergeben sich auch Vorteile ■für die Leistungsübertragung bei Gasturbinen. Der Hauptnachteil für die Herstellung solcher Turbinen sind

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heute die Herstellungskosten. Diese beruhen aber zu einem großen Teil auf der Kompliziertheit der Ausführungsform der Gasturbinen, wobei diese Kompliziertheit auf der Notwendigkeit beruht, diese für den Betrieb von Fahrzeugen auf variierendes Drehmoment und variierende Geschwindigkeit auszulegen. Der Einwellentyp einer Turbine ist nicht nur wesentlich wirtschaftlicher herzustellen als die Zweiwellcnausführung. die normalerweise für Fahrzeuge verwendet wird, sondern sie ist auch wesentlich wirtschaftlicher, wenn sie im Bereich ihres maximalen Wirkungsgrades betrieben wird. Mit dem erfindungsgemäßen Getriebe kann die Turbine in diesem Bereich betrieben werden.

Ein weiterer wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes in hydromechanischer Ausführungsform ist, daß der Anfahrbetrieb und der Rückwärtsbeirieb hydromechanisch und nicht rein hydraulisch erfolgt. Hydromeehanisches Anfahren schützt das hydraulische System vor Überdrucken, weil beim Anfahren der maximale Druck vom Motordrehmoment abhängt. In hydrostatischen Aniahrsystemen war es notwendig, ein sorgfältig arbeitendes System zum Schutz gegen Überdrücke vorzusehen, weil das hydraulische System als Pumpe nahe dem Hub Null außerordentlich hohe Drücke entwickelt, selbst bei sehr kleinem Anlriebsmoment des Motors.

In der Beschreibung zu den Figuren sind Ausführungsbeispiele von Getrieben nach der Erfindung näher erläutert:

F i g. 1 zeigt eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht eines Getriebes. Statt die aufgeschnittenen Teile als Schnitte darzustellen, sind diese nur in ihren Außenlinien wiedergegeben. Die inneren Teile der hydraulischen Einheit sind nicht dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Antriebseinrichtung der ersten und Haupt-Planetengetriebeanordnung ein Planetenträger. Die beiden Abtriebsgliedcr sind ein innenverzahntes Hohlrad, bei Planetengetrieben als Außenkranz bezeichnet, und ein Zentralrad, die beide mit demselben Satz von Planetenrädern kämmen.

F i g. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes nach F ig. 1.

F i g. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht nach der Schnittlinie 3-3 nach Fig.2, wobei diese Ansicht übersichtlicher ist.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt 4-4 nach F i g. 3. in dem nur der Träger und seine Planetenräder, diese teilweise aufgebrochen, gezeigt und andere Teile weggelassen sind.

Fig.5 zeigt ein Drehzahllinien-Diagramm für ein Getriebe nach den F i g. 1 bis 4.

F i g. 6 zeigt das Zugkraft-Diagramm und den Prozentanteil hydraulisch übertragener Leistung für die verschiedenen Gangstufen eines Getriebes nach den. F i g. 1 bis 4.

F i g. 7 zeigt eine F i g. 2 entsprechende Ansicht einer anderen Ausgestaltung eines Getriebes, bei dem ein Außenkranz Antriebsglied und der Planetenträger und das Zentralrad jeweilige AbtriebsgHedersind.

Fig.8 zeigt eine Ansicht entsprechend Fig.2 einer weiteren Ausführung, bei der nur eine Anfahr- und eine Rückwärts-Gangstufe vorgesehen sind, so daß dieses Getriebe nur drei Vorwärtsgangstufen hat.

Fig.9 zeigt eine Fig. 2 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführung, die nur zwei Vorwärtsgänge hat und bei der der Außenkranz Reaktionsglied ist

Fi g· 10 zeigt ein Drehzahl-Diagramm zu F i g. 9.

F i g. 1 i zeigt eine F i g. 9 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführung, bei der die hydraulischen Einheiten nach F i g. 9 durch ein Reibradgetriebe ersetzt sind. Im übrigen entspricht das Getriebe nach Fig. 11 demjenigen nach F i g. 9, und die Tabelle, hier nach F i g. 11A ist gültig für die Schaltzustände der Kupplungen.

Fig. 12 zeigt eine Fig. 11 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführung, die jedoch in diesem Falle drei Gangstufen anstelle von zwei wie in Fig. 11 hat

ίο und aus der Tabelle (F i g. 12A) gehen die Schaltzustände der Kupplungen in den verschiedenen ( j angstufen des Getriebes nach F i g. 12 hervor.

F i g. 13 zeigt im Schnitt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführung, und zwar ein Zweigangge-

,₅ triebe, das speziell für Personenwagen geeignet ist. Es hat weniger Kupplungen und dafür größere hydraulische Einheiten, bezogen auf die Leistung und die Schaltzustände seiner Kupplungen für die verschiedenen Gangstufen gehen aus der Tabelle (Fig. 13A) hervor.

Fig. 14 zeigt ein Drehzahldiagramm für ein Getriebe nach F i g. 13, wobei in diesem Diagramm die Drehzahlen der Planetengetriebeteile in Prozenten der Antriebsdrehzahl angegeben und über der Abtriebsdrehzahl, diese gerechnet in Bruchteilen 0,0 bis 1,5 der Antriebsdrehzahl, aufgetragen sind.

Fig. 15 zeigt das Drehmoment- und Leistungsdiagramm, wobei das Abtriebsdrehmoment, die insgesamt übertragene Leistung und der hydraulisch übertragene Leistungsanteil über der Abtriebsdrehzahl, diese gerechnet wie in F i g. 14, aufgetragen sind.

Fig. 16 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführung. Diese Ansicht entspricht im wesentlichen F i g. 2, jedoch sind zusätzlich eine Bremse zum Stillsetzen der Welle einer der hydraulischen Einheiten in Bezug auf das Gehäuse, eine Kupplung zum Verkoppeln des Antriebsgliedes und eines Abtriebsgliedes (das eine 1st dabei der Abtriebs-Außenkranz) der Haupt-Planetengetriebeanordnung und ein Ersatz der Klauenkupplungen für die Friktionskupplungen im Abtriebsteil vorgesehen sind.

Fig. 17 bis 20 sind Einzelansichten von Ausschnitten, die andere Ausführungsformen für das Zusammenkuppeln von zwei Teilen der Haupt-PlanetengetriebeanorcJ-nung zeigen.

Der Ausschnitt nach Fig. 17 zeigt dabei eine Kupplung zum Kuppeln des Abtriebs-Zentralrades und des Trägers miteinander, wobei auch benachbarte Teile gezeigt sind. In einer ähnlichen Ansicht gemäß Fi g. 18 ist eine Kupplung gezeigt, die das Abtriebs-Zentralrad und den Abtriebs-Zahnkranz kuppelt.

Eine ähnliche Ansicht gilt Fig. 19, die eine Kupplung for das Zusammenkuppeln des Trägers und des Reaktions-ZentralradfcS zeigt Die ähnliche Ansicht nach Fig.20 zeigt eine Kupplung für das Kuppeln des Reaktions-Zentralrades und des Abtriebs-Zentralrades miteinander.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein Viergang-(Wechse1)-getriebe 10 das speziell für die Verwendung bei schweren lastwagen, eingeschlossen Geländefahrzeugen, bestimmt ist Es hat vier Gänge und zwei Gänge davon arbeiten im Anfahrbereich und bei niedrigen Geschwindigkeiten.
Von einer Antriebseinrichtung wie z.B. einer Antriebswelle 11, die mit konstanter Geschwindigkeit oder mit vorgegebenen Geschwindigkeiten rotiert, ausgehend, wird eine Abtriebswelle 12, angetrieben und zwar in einem weiten GeschwindigVeitsbereich unter

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Verwendung des Getriebes 10. Nach den Fig. 1 und 2 jmfaßt das Getriebe 10 eine Planetengetriebeanordnung 15 mit einem Planetenträger 16, der das Antriebsglied des Planetengetriebes 15 ist und der mit der Eingangswelle 11 über das Verbindungsglied 17 verbunden ist. Der Planetenträger 16 trägt zwei Sätze von Planetenrädern 18 und 19, die miteinander kämmen, wie dies am besten aus F i g. 3 zu ersehen ist.

Der Abtrieb der Planetengetriebeanordnung 15 ist zweifach, mit anderen Worten, bei dieser beispielhaften Ausführungsform sind zwei Abtriebsglieder vorgesehen. Eines dieser Abtriebsglieder ist ein Hohlrad bzw. Außenkranz 20, der mit den Planelenrädern 18 kämmt. Das andere Abtriebsglied ist ein Zentralrad 21, das ebenfalls mit demselben Satz Planetenrädern 18 kämmt. Schließlich ist ein Reaktionsglied vorhanden, das hier ein Zentralrad 22 ist. Das Zentralrad 22 kämmt mit dem anderen Satz Planetenräder 19. Die Planetenräder 18 und 19 haben voneinander getrennte Wellen 23 und 24 für jeweils eines der Planetenräder. Es befinden sich aber alle Planetenräder im selben Planetenträger 16, so daß sie dazu dienen, die Eingangsleistung von der Antriebswelle 11 über den Träger 16 an die beiden Ausgangszahnräder 20 und 21 und das Reaktionszentralrad 22 zu übertragen.

Zur Ermöglichurg von Hilfsantrieben kann ein Teil oder Zahnrad 25 für eine Leistungsabnahme vorgesehen sein. Hierzu siehe F i g. 2, da das Zahnrad 25 in F i g. 1 nicht gezeigt ist. Das Zahnrad 25 wird mit dem Verbindungsglied 17 angetrieben, das den Planetenträger 16 mit der Antriebswelle Hl verbindet. Mit dem Zahnrad 25 kann auch eine hydraulische Hilfspumpe (nicht dargestellt) angetrieben werden, die für Schmierung. Kühlung und Versorgung des hydraulischen Hauptsystems dient.

Der Außenkranz 20, der eines der zwei Abtriebsglieder ist. ist über ein sich radial erstreckendes Teil 26 mit der zentralen Welle 27 verbunden, die koaxial zur Antriebswelle 11 und zur Abtriebswelle 12 ist. Es sei darauf hingewiesen, daß alle Teile der Planetengetriebeanordnung 15, ausgenommen die Planetenräder selbst und deren Wellen, koaxial in Bezug auf eine gemeinsame Achse sind. Das ZentralrM 21, das das andere Abtriebsglied ist, ist in diesem Falle mit einer koaxialen Hohlwelle 28 verbunden.

Das Zentralrad 22. das das Reaktionsglied ist, ist mit einer anderen Hohlwelle 29 verbunden, die konzentrisch zu den Wellen 27 und 28 ist. Die Welle 29 ist als zu den Wellen 27 und 28 außen liegend gezeigt. Die Welle 29 ist mit einem Zahnrad 30 verbunden, das wiederum in ein Zahnrad 31 eingreift Das Zahnrad 31 ist mit einer Hilfswelle 32 verbunden, die in Antriebsverbindung mit einer hydraulischen Einheit 33 mit variablem Hub steht.

Die Welle 28, die von dem Zentralrad 21 angetrieben wird, ist mit einem Zahnrad 34 verbunden, das wiederum mit einem Zahnrad 35 kämmt Das Zahnrad 35 ist auf einer Hohlwelle 37 befestigt, die mit der Welle 32 konzentrisch ist. Diese Welle 37 ist in Antriebsverbindung mit einer hydraulischen Einheit 36, die ebenfalls veränderbaren Hub hat. Die zwei hydraulischen Einheiten 33 und 36 sind hydraulisch miteinander verbunden, so daß, wenn die Einheit 36 als Pumpe arbeitet die Einheit 33 als Motor arbeitet und umgekehrt Bei Betrieb dieser Einrichtung wechseln die beiden Einheiten ihre Arbeitsweise: Die eine arbeitet als Pumpe während die andere als Motor arbeitet An einem bestimmten Punkt gibt, es eine Umschaltung und die zunächst als Pumpe arbeitende Einheit arbeitet dann

als Motor, und die vorher als Motor arbeitende Einheit arbeitet dann als Pumpe. Die Orehzahländerungen der Abtriebswelle 12 in einem jeden Bereich hängt von der Arbeitsweise dieser hydraulischen Einheilen 33 und 36 ab. In einem jeden Bereich wird der Hub bzw. die Verdrängung der einen Einheit, bezogen auf den der anderen Einheit, verändert, was zu einer Geschwindigkeitsänderung in der Planetengetriebeanordnung 15, ausgehend von einer Minimalgeschwindigkcit des ίο Geschwindigkeitsbereiches bis zu einer Maximalgeschwindigkeit des Bereiches, führt. Bei Maximalgeschwindigkeit oder bei Minimalgeschwindigkeit erfolgt ein Umschalten in die nächste Gangstufe.

Das Reaktionsglied, hier das Zentralrad 22, ist immer mit einer der beiden hydraulischen Einheiten verbunden. Es ist nämlich die Einheit 33 und das eine der Abtriebsglieder, in diesem Augenblick das Zentralrad 21, immer mit der anderen hydraulischen Einheit 36 verbunden.

Das Getriebe besitzt auch ein Reduktionsgetriebe 40, das eine zweite Planetengetriebeanordnung umfassen kann. Die Reduktionsgetriebeanordnung 40 ist hier mit einem Zentralrad 41 und einem Planetenträger 42. mit einem ersten Satz Planetenträger 43 und mit einem zweiten Satz Planetenräder 44, dargestellt. Die Planctenräder kämmen untereinander nach im wesentlichen demselben Prinzip, wie die Planetenräder 18 und 19 miteinander kämmen. Das Getriebe 40 hat zwei Außenkränze, einen Außenkranz 45. der mit den Planetenrädern 43 kämmt, und einen Außenkranz 46, der mit den Planetenrädern 44 kämmt. Der Außenkranz und die Planetenräder 43 werden für Vorwärtsgeschwindigkeiten zum Anfahren und für niedrige Geschwindigkeiten verwendet. Der Außenkranz 46 und die Planetenräder 44 werden für Rückwärtsgeschwindigkeiten verwendet.

Mit dem Außenkranz 45 steht ein Bremsband oder eine Kupplung 47 in Verbindung, die gegenüber dem Außenumfang des Außenkranzes 45 angezogen oder mit einem Anteil des Außenkranzes 45 verbunden werden kann, um diesen zu stoppen oder an das Gehäuse zu koppeln, so daß der Außenkranz 45 relativ zu dem Gehäuse in Stillstand gehalten wird, wobei das Gehäuse die Anordnung aufnimmt. In ähnlicher Weise kann ein Bremsband oder eine Kupplung 48 betätigt werden, um diese mit dem äußeren Umfang des Außenkranzes 46 in Verbindung zu bringen, der das Rüekwärtsgetriebe ist, um dieses Getriebe zum Stillstand zu bringen. Da die Planetenräder 43 die einzigen Planetenräder sind, die mit dem Zentralrad 41 in Eingriff stehen und da die Planetenräder 44 mit den Planetenrädern 43 kämmen, wird klar, daß der Außenkranz 46 in entgegengesetzter Richtung zu dem Außenkranz 45 umläuft

Auf diese Weise ist das Antriebsglied der zweiten Planetengetriebe- oder Reduktionsgetriebeanordnung das Zentralrad 4t und das Abtriebsrad ist der Planetenträger 42, der über einer Verbindung 49 mit der endgültigen Abtriebswelle 12 verbunden ist. Es ist ein Satz Kupplungen vorgesehen, um den Obergang von einer Gangstufe zur anderen durch Umschalten vorzunehmen. In jedem Falle wird der einzulegende Gang eingelegt ehe der zu lösende Gang gelöst ist. Kurzzeitig laufen sie beide mit gleicher Drehzahl, mit anderen Worten, das Umschalten erfolgt im wesentlichen synchron. Einem jeden der Abtriebsglieder 20 und ist je eine Kupplung zugeordnet, eine für den Anfahrbereich und den Bereich für niedrige Geschwin-

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digkeiten und die andere für die höheren Geschwindigkeiten. Jede der Kupplungen hat ein Teil, das mit einem der Abtriebsglieder 20 oder 21 verbunden ist. Ein anderes Teil ist entweder mit dem Zentralrad 41 oder mit der Verbindung 49 verbunden, die direkt mit der Ablriebswelle 12 verbunden ist.

Die erste und niedrigste Gangstufe (Stufe I in den F i g. 2A, 5 und 6) wird erhalten, wenn die Kupplung 50 eingekuppelt ist, die die Vollwelle 27 (und damit den Abtnebs-Außenkranz 20) mit dem Zentralrad 41 über die Hohlwelle 51 verbindet, und wenn außerdem das Bremsband oder die Kupplung 47 an dem Außenkranz 45 anliegt und ihn festhält. Da die hydraulischen Einheiten 33 und 3b in der Weise arbeiten, daß sie die Drehzahl der Abtriebswelle 12 in der von den Kupplungen 50 und 47 betriebenen Gangstufe steigern, ist es möglich, sobald das Maximum der Geschwindigkeit erreicht ist, synchron auf die zweite Gangstufe (Stufe 11) für niedrige Geschwindigkeiten umzuschalten. In dieser Gangstufe verbindet die Kupplung 53 die Welle 28 mit dem Zentralrad 41. Daraufhin wird die Kupplung 50 gelöst, jedoch bleibt die Kupplung oder das Bremsband 47 an dem Außenkranz 45.

So wie die Geschwindigkeit in der zweiten Gangstufe für niedrige Geschwindigkeit ansteigt, wird ein weiterer Schaltpunkt erreicht, bei dem in einen neuen Übersetzungsbereich umgeschaltet werden kann, und zwar wenn die Maximalgeschwindigkeit der zweiten Gangstufe erreicht worden ist. Um in die dritte Gangstufe (Stufe 111 in den F i g. 2A, 5 und 6) umzuschalten, wird die Kupplung 54 eingekuppelt, die die Vollwelle 27 und damit den Außenkranz 20 direkt mit der Abtriebswelle 12 verbindet und es wird daraufhin die Kupplung 53 ausgekuppelt, wobei auch die Kupplung 47 ausgekuppelt ist. wobei die Kupplung 47 das Bremsband ist, das bis zu diesem Zeitpunkt den Außenkranz 45 festgehalten hat.

Die Antriebsverbindung ist jetzt direkt und in dieser dritten Schaltstufe erfolgt wiederum eine Geschwindigkeitssteigerung durch die Wirkung des hydraulischen Systems bis wieder ein Umschalten durchführbar wird, in diesem Zeitpunkt wird die Kupplung 55 eingekuppelt, um die Antriebsleistung direkt vom \btriebsglied 21 und seiner Welle 28 auf die endgültige Abtriebswelle 12 zu übertragen. Daraufhin wird die Kupplung 54 gelöst. Die Geschwindigkeit steigt in dieser Gangstufe IV an und bringt die Abtriebswelle auf ihre äußerste Endgeschwindigkeit bzw. -drehzahl.

in der Rückwärtsstufe ist die Arbeitsweise ganz ähnlich, ausgenommen, daß an Stelle der Betätigung der ^s° Kupplung oder des Bremsbandes 47, mit dem der Außenkranz 45 festgehalten wird, die Kupplung bzw. das Bremsband 48 benutzt wird, um den Außenkranz 46 festzuhalten. In diesem Zustand erfolgt weiterhin die Kraftübertragung von dem Zentralrad 41 auf die Planetenräder 43 über die kämmenden Planetenräder 44 und die Richtung ist deshalb umgekehrt. Der Planetenträger überträgt damit die Antriebsleistung auf die endgültige Abtriebswelle 12 in Rückwärtsrichtung. Das Anfahren in Rückwärtsrichtung erfolgt durch Einkuppeln der beiden Kupplungen 48 und 50 und wenn höhere Rückwärtsgeschwindigkeit gewünscht ist, läßt sich die Kupplung 53 synchron einkuppeln und dann die Kupplung 50 lösen, wenn die Maximalgeschwindigkeit im niedrigsten Rückwärtsgang bei eingekuppelter Kupplung 50 erreicht worden ist Es ist ersichtlich, daß es bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform für Rückwärtsfahrt keine andere Auswahl als die beiden

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6o untersten Übersetzungsbereiche gibt.

Die beiden hydraulischen Einheiten 33 und 36 sind Rücken an Rücken angeordnet und werden durch ein Transferteil 56 voneinander getrennt. Dieses Teil 56 weist Leitungen auf, mit denen Öl zwischen den hydraulischen Einheiten 33 und 36 übertragen wird. Wie schon erwähnt, wird die hydraulische Einheit 33 mittels der Welle 32 angetrieben, die eine teleskopierbare Welle oder eine Hohlwelle ist, die durch die zylindrische Öffnung in der Welle 37 der hydraulischen Einheit 36 hindurchpaßt.

Die eine hydraulische Einheit 33 ist immer mit dem Zentralrad 22 verbunden, das immer Reaktionsglied ist und die andere hydraulische Einheit 36 ist mit dem einen Abtriebsglied 21 verbunden, das über die Planetenräder 18 mit dem anderen Abtriebsglied 20 verbunden ist. Es liegt keine Verbindung einer hydraulischen Einheit mit einem Antriebsglied vor. Der Leistungsanteil, der durch die hydraulischen Einheiten 33 und 36 läuft und der gegebenenfalls der Abtriebswelle 12 zugeführt wird, ist additiv und nicht rezirkulativ bzw. rücklaufend, ausgenommen in ganz wenigen kleinen Bereichen, wo dies glücklicherweise hingenommen werden kann.

Da die hydraulische Einheit 33 entweder eine Pumpe oder ein Motor ist, während die Einheit 36 die dazu entgegengesetzte Funktion ausübt, kann das Reaktionszentralrad 22 schneller oder langsamer als der Träger lö laufen. Wenn das Zentralrad 22 mit der gleichen Umdrehungsrichtung wie der Träger 16 läuft, arbeitet die hydraulische Einheit 33 als Motor in den Gangstufen 1 und Il (siehe Fig.5). Wenn das Zentralrad 22 entgegengesetzt dem Träger 16 läuft, dann arbeitet die mit ihm verbundene hydraulische Einheit 33 als Pumpe in den Gangstufen I und III. In den Gangstufen Ii und IV tritt das Entgegengesetzte ein. In dem Zustand, in dem das Zentralrad 22 stillsteht, oder nahezu die Geschwindigkeit Null hat, arbeitet die hydraulische Einheit 33, die diesem Rad zugeordnet ist. mit ihrem maximalen Hub. Die hydraulische Einheit 36 hat dann den Hub bzw. die Verdrängung Null. In diesem Zustand wird keine hydraulische Leistung übertragen. Wenn die Getriebeverhältnisse derart sind, daß das Zentralrad 22 niemals seine Umdrehungsrichtung ändert, tritt überhaupt kein rezirkulativer Leistungsanteil auf.

Beginnend von einem Punkt, bei dem keine hydraulische Leistung übertragen wird, und bei dem das Zentralrad 22 stillsteht, fängt der Betrieb an. Es ist zu erkennen, daß der Abtriebs-Außenkranz 20 in der niedrigsten Gangstufe 1 für das Anlaufen herangezogen wird. Wenn das Reaktionszentralrad 22 in einet Umdrehungsrichtung läuft, wird das Zahnrad 2t langsamer. Wenn dann etwas rezirkulativer Leistungs anteil auftritt, während das Zentralrad 22 in entgegen gesetzter Umdrehungsrichtung läuft, nimmt die Dreh zahl des Außenkranzes 20 zu. Wie anfangs darau hingewiesen, ist der Abtriebs-Außenkranz 20 über di< Kupplung 50 mit dem Zentralrad 41 des letztei Abtriebsplanetengetriebes verbunden, womit ein hohe Obersetzungsverhältnis für das Anfahren erreicht wire Sobald der Außenkranz 20 schneller wird, infolge de Wirkung des Zentrairades 22 (das allmählich langsame wird und zum Stillstand kommt oder sogar ii Rückwärtsumlauf kommt, sofern etwas rezirkulative Leistungsanteil benutzt wird) steigt die Drehzahl de Abtriebswelle 12. Gleichzeitig nimmt die Drehzahl de anderen Abtriebs-Zentralrades 21 ab.

An einem Punkt bzw. bei einem Zustand sind di Drehzahlen der Räder 20 und 21 gleich groß. An diesel

Punkt ist es möglich, die Kupplung 53 einzukuppeln und bald darauf die Kupplung 50 zu lösen, womit man in die zweite Anfahrstufe, Gangstufe II, gekommen ist. Der Geschwindigkeitsanstieg setzt sich in wie beschriebener Weise fort bis ein Punkt erreicht wird, an dem der Außenkranz 20 und die Welle 27 dieselbe Drehzahl erreicht haben, wie sie die Abtriebswelle 12 hat. An diesem Punkt erfolgt das nächste Umschalten in Gangstufe III durch Einkuppeln der Kupplung 54 und gleichzeitiges Lösen der Kupplung 53 und auch des Bremsbandes 47. Der weitere Geschwindigkeitsanstieg in dieser dritten Oangstufe geht solange, bis die Welle 28 mit derselben Drehzahl wie die Abtriebswelle 12 läuft Dann erfolgt wiederum ein Umschalten, und zwar in die Gangstufe IV, in dem man die Kupplung 55 einkuppelt und unmittelbar darauf die Kupplung 54 löst. Diese vierte Gangstufe reicht dann bis zu Maximalgeschwindigkeit der Abtriebswelle 12.

Während dies alles abläuft tritt nur ein absolutes Minimum an rezirkulativem Leistungsanteil auf. Daraus zeigt sich die praktische Nützlichkeit des einfachen Aufbaues eines erfindungsgemäßen Getriebes. Der Prozentanteil an hydraulisch übertragener Leistung im ganzen Bereich ist sehr sehr klein. Im obersten Bereich z. B. bei rund 55 bis 100 km/h (35 bis 65 mph) beträgt die hydraulische Leistung etwa 18% bei 55 km/h, nahezu Null bei ungefähr 80 km/h und nur 13% bei 100 km/h. Falls kein rezirkulativer Leistungsanteil verwendet wird, sind die Prozentanteile etwas höher, aber die Drücke sind im allgemeinen niedriger, wodurch im Ganzen verbesserter Wirkungsgrad gegeben ist. Der wesentliche Anteil der Betriebsdauer eines Lastwagens fällt in diesen Geschwindigkeitsbereich und daher wird damit günstiger Treibstoffverbrauch und günstige Emission erreicht.

Das Getriebe hat auch in den niedrigen Geschwindigkeitsbereichen und beim Anfahren sehr günstigen Wirkungsgrad, weil das Anfahren sowohl mit dem mechanischen System als auch mit dem hydraulischen System erfolgt, um den Lastwagen aus dem Stand anzufahren. Dies ist günstiger, als wenn nur ein hydrostatisches System allein verwendet werden würde. Der Wirkungsgrad eines solchen würde höchstens ungefähr 75% betragen.

Das hydromechanische Anfahren erfordert die Verwendung eines Rückwärtsgetriebes. Mit den wie gezeigten Ausführungsformen ist es möglich, unter Verwendung derselben Ausgangs-Planetengetriebeanordnung 40 mit seinen zusätzlichen Außenkränzen 45 und 46 rückwärts zu fahren, wobei diese Außenkränzc als Rückwärtsgang dienen.

Bei der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsform haben beide hydraulischen Einheiten 33 und 36 veränderbaren Hub bzw. Verdrängung. Das bedeutet, daß sie beide kleinere Größen haben können. Wie dies im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach F i g. 7 gezeigt wird, kann eine der hydraulischen Einheiten eine solche mit festem Hub bzw. Verdrängung sein. Damit wird eine zusätzliche Komplizierung durch Veränderung der einen Einheit vermieden. Das bedeutet aber, daß, wenn eine der Einheiten konstanten Hub hat, diese Einheit mit dem Reaktionsglied verbunden sein muß.

Die Drehzahl-Diagramme der F i g. 5 und 6 zeigen die Arbeitsweise des Getriebes bei allen Vorwärtsgeschwindigkeiten. Es sei darauf hingewiesen, daß die Rückwärtsgeschwindigkeiten das Spiegelbild der Gangstufen I und Il sind. Das Diagramm nach Fi g. 5 zeigt die Vorwärtsdrehzahlen, aufgetragen über den Geschwindigkeiten der Teile der Planetengetriebeanordnung, .wobei die Drehzahlen in Prozent der Antriebsdrehzahi angegeben sind. Die tatsächliche Fahrtgeschwindigkeit ist für einen Lastwagen auf der Abszisse für die vier Gangstufen aufgetragen. Ein Studium dieser Diagramme zeigt genau den Arbeitsverlauf in dem Getriebe 10. Wenn rezirkulativer Leistungsanteil auftritt, gilt der Linienzug 22 in Fig.5 und wenn kein rezirkulativer Leistungsanteil auftritt, gilt der Linienzug 22Λ.

Aus F i g. 6 sind zwei Zusammenhänge zu entnehmen: und zwar die Zugkraft und der Prozentanteil der hydraulisch übertragenen Leistung, beide über der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgetragen. Die Zugkraft ergibt eine glatte gleichmäßige Kurve, wohingegen die Kurve des Prozentanteils hydraulisch übertragener Leistung Unstetigkeiten hat. Die Anteile der Kurve A, soweit sie unterhalb der Nullgeschwindigkeit liegen und die unier die Negativgeschwindigkeiten gehen, geben den Prozentanteil hydraulischer Leistung wieder, die rezirkulativ ist Wie zu sehen ist tritt dieser Umstand nur an wenigen Stellen auf und der Prozentanteil liegt dann unter 20% was vertretbar ist. Wenn keine rezirkulative Leistung auftritt, gilt die Kurve B.

Die F i g. 7 und 7A zeigen eine andere Ausführungsform eines Vier-Gang-Getriebes mit anderen Antriebsund Abtriebseinrichtungen. Dieses Getriebe 60 nach Fig.7 hat jedoch relativ geringe Unterschiede gegenüber demjenigen nach Fig.2. Aus diesem Grunde haben die meisten Einzelteile in Fig.7 mit Fig.2 übereinstimmende Bezugszeichen. Die etwas unterschiedliche Darstellung der Kupplungseinrichtung macht keinen Unterschied, da dies nur eine Sache der Wiedergabe ist.

Das Getriebe 60 hat eine Plan;tengetriebeanordnung 61 mit einem Außenkranz 62, der als Antriebseinrichtung dient und über das Teil 63 mit der Antriebswelle 11 verbunden ist. Der Planetenträger 64 arbeitet, soweit dies seine Funktion als Planetenträger betrifft, genau wie der Träger 16. Der Träger 64 dient jedoch als Abtriebseinrichtung und ist mit der Zentralwelle 27 über das Teil 65 verbunden. Der einzige Unterschied zum Zwecke der Darstellung ist der, daß hier eine hydraulische Einheit 66 mit konstanter Verdrängung bzw. Hub verwendet ist anstelle einer hydraulischen Einheit 33 mit variablem Hub. Diese Eiiiheit 66 mit konstantem Hub kann auch in einer Ausführungsfonn nach den F i g. 1 bis 4 ohne weitere Veränderung verwendet werden und in einem Getriebe 60 kann eine Einheit 33 mit veränderbarem Hub allein mit dieser Veränderung angewendet werden.

Die Betriebsweise eines Getriebes 60 ist grundsätzlich dieselbe, soweit dies die Gangstufen betrifft. Es liegt der kleine Unterschied vor, daß der Außenkranz 62 immer als Antriebseinrichtung dient und daß der Träger 64 eine der beiden Abtriebseinrichtungen ist und die Funktion des Außenkranzes 20 nach F i g. 2 übernimmt. Die Geschwindigkeits bzw. Drehzahldiagramme nach den F1 g. 5 und 6 sind im wesentlichen identisch für die Ausführungsform nach den Fig. 7 und 7A. Auch die Folge des Einkuppeln«; und Lösens der Kupplungen ist wieder dieselbe. Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 wird jedoch ein größerer Anteil an Leistung in den oberen Bereichen der Gangstufen I und III hydraulisch übertragen, als dies für die Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 4 gilt. In den unteren Geschwindigkeitsbereichen dieser Gangstufen überträgt die Ausführungsfonn nach F i g. 7 ein geringeres Maß an Leistung hydraulisch.

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Die F i g- 8 zeigt ein Getriebe 70. das im wesentlichen identisch mit dem Getriebe 60 nach Fig.b ist, das jedoch einfacher ist und drei Vorwärtsgänge hat und bei dem einige Kupplungen weggelassen sind, verbunden mit entsprechenden Vorteilen und Nachteilen. Die Planetengetriebeanordnung 61 und die hydraulischen Einheiten 36, 66 usw. sind die gleichen. Der einzige Unterschied ist das Weglassen einiger Kupplungen bei diesem Drei-Gang-Getriebe. Der Abtrieb vom Träger 64 über das Teil 65 geht zu der Welle 71. Die Wel'.c 71 ist über eine Kupplung 72 mil der Abtriebswelle 12 zu verbinden. Der Abtrieb von dem Zentralrad 21 läuft zu einer Welle 73, auf der das Zentralrad 41 befestigt ist. Die Welle 73 ist über eine Kupplung 74 mit dem Träger 42 und damit mit der Abtriebswelle 12 kuppelbar.

In der niedrigsten Geschwindigkeitsstufe ist nur die Kupplung 47 eingekuppelt, die mit dem Außenkran/ 45 (oder einem damit verbundenen Teil) in Eingriff ist. um den Außenkranz 45 festzuhalten. Die Leistung wird ao dementsprechend über das Zentralrad 41 und den Träger 42 dem Teil 49 und damit der Abtriebswelle 12 zugeführt. Dies ist die einzige Anfahrts- und Langsamfahr-Stufe (Stufe 1) dieses speziellen Getriebes. Rückwärtsfahrt wird durch Einstellung der relativen Hübe »5 bzw. Verdrängungen der hydraulischen Einheiten 36 und 66 in der Weise erreicht, daß sie beide sogar schneller laufen, als ihre Laufgeschwindigkeit bei Stillstand der Abtriebswelle 12 ist. Auf diese Weise wird die Welle 12 in Rückwärtsrichtung gedreht und läuft in der Vorwärtsgeschwindigkeit entgegengesetzter Umdrehungsrichtung.

Wenn in dieser niedrigsten Gangstufe (I) die Geschwindigkeit der Abtriebswelle 12 erreicht ist. wird die Kupplung 72 eingekuppelt und die Kupplung *7 gelöst, womit die Gangstufe II erreicht ist. Die Gangstufe 111 erhält man bei einer späteren synchronen Umschaltung, bei der die Kupplung 74 eingekuppelt wird und die Kupplung 72 gelöst wird. Die Arbeitsweise ist grundsätzlich die bereits beschriebene. *o

Die Fig.9 und 10 betreffen ein Gelriebe 80, das nur zwei Vorwärtsgangstufen hat. Bei dem in F i g. 9 bezeigten Getriebe ist die Antriebswelle 11 mit der Abtriebswelle 12 über eine Planetengetriebeanordnung 81 verbunden. Der Antrieb des Planetengetriebes 81 erfolgt von der Antriebswelle 11 über ein Teil 82 auf den Planetenträger 83. Der Planetenträger 83 tragt einen ersten Satz Planetenräder 84 und einen zweiten Satz Planetenräder 84a. Die Planetenräder 84a kämmen mit /wei Abtriebszahnrädern, von denen das eine das Zentralrad 85 und das andere ein Außenkran/ 86 sind. Die Planetenräder 84 kämmen mil dem Reaktionszahnrad, das in diesem Falle der Außenkran/. 87 des Planetengetriebes ist.

Das Zentralrad 85 sitzt auf der Welle 88. auf der sich das Zentralrad 89 befindet, das Teil einer /weiten Planctengetricbeanordnung 90 ist. Die Anordnung 90 hat Planetenräder 91, die in das Zentralrad 89 eingreifen und sich im Planetenträger 92 befinden. Die Planeienräder 91 greifen auch in den Außenkranz93 ein. F.s ist eine Bremse oder Kupplung 94 vorgesehen, die an dem Gehäuse befestigt ist und die derart ausgebildet ist, daß sie den Außenkranz 93 festhält, wenn diese Kupplung 94 eingekuppelt ist. Der Träger 92 ist über ein rotationssymmetrisches Teil 95 mit der Abtricbswclle 12 verbunden. Der Reaktions-Außerikranz 87 ist über ein Teil % mit einem Zahnrad 97 verbunden, das mit einem Zahnrad 98 kämmt. Das Zahnrad 98 sitzt auf einer Welle 99, iuif der auch eine hydraulische Einheit 100 sitzt. Der Außenkranz 86 ist über ein Teil 101 mit einer Welle 102 verbunden, auf der sich ein Zahnrad 103 befindet. Mittels einer Kupplung 104 ist er mit dem Träger 92 kuppelbar. Das Zahnrad 103 kämmt mit einem Zahnrad 105. das auf einer Hohlwelle 106 befestigt ist. Auf der Welle 106 befindet sich wiederum eine andere hydraulische Einheit 107. Zwischen den Einheiten 100 und 107 ist eine Platte 108 eingefügt, in der sich die Übertragungsleitungen für die Verbindung zwischen den Einheiten 100 und 107 befinden.

Das Zentralrad 85 wird für niedrige Geschwindigkeiten benutzt. Es wirkt über die Welle 88 und das Zentralrad 89. Der Außenkranz 93 wird dabei mittels der eingekuppelten Kupplung 94 festgehalten. Die Ausgangsleistung läuft damit vom Zentralrad 85 über die Welle 88 zum Zentralrad 89, zu den Planelenrädern 91 und über den Träger 92 zur Abtriebswelle 12. Die zweite Geschwindigkeitsstufe erhält man, indem man die Kupplung 94 löst, nachdem die Kupplung 104 eingekuppelt ist. In diesem Falle wird die Leistung vom Abtriebs-Außenkranz 86 über die Welle 102, über die Kupplung 104 und über den Träger 92 direkt auf die Abtriebswellc 12 geleitet. Die Linien des in Fig. 10 gezeigten Diagramms zeigen, welche Vorgänge in diesem Gelriebe ablaufen und an welchem Punkt die Umschaltung erfolgt. Bei dem Getriebe 80 erfolgt der Geschwindigkeitsrückgang auf Null durch schnelleren Lauf der hydraulischen Einheiten 100 und 107, als diese im Rev.bereich der Geschwindigkeitsstufe laufen. Rückwärtslauf wird erreicht, indem man diese Einheiten noch schneller laufen läßt.

Die Fig. 11 zeigt ein Zwei-Gang-Getriebe 110, das anstelle einer hydraulischen Einheit eine variable Friktionseinheit hat. Das Getriebe 110 isl nahezu identisch dem Getriebe 80 nach F i g. 9, ausgenommen, daß die hydraulischen Einheiten 100 und 107 durch eine Frikiionscinheii 111 ersetzt sind. Diese Einheit 111 umfaßt Friktionsscheiben 112 und 113 und eine Anzahl Rollen 114, die sich- zwischen den Scheiben befinden. Die Winkeleinstellung der Achsen 115 der Rollen 114 ergeben die Geschwindigkeitsveränderung, wobei sich die Geschwindigkeiten der Scheiben 112 und 113 relativ zueinander ändern. Die üblicherweise drei Rollen 114 berühren die Scheibe 113 (abweichend von der gezeigten Stellung) auf einem Radius, der verschieden ist von demjenigen, mit dem sie die Scheibe 112 berühren. Die Scheibe 112 ist auf einer Welle 116 und die Scheibe 113 auf einer Welle 117 befestigt. Wie dies bekannt ist, sind die Rollen 114 einstellbar in einem nicht dargestellten stationären Gehäuse angebracht. Da sich die Scheiben 112 und 113 in zueinander entgegengesetzten Richtungen drehen, ist ein Leerlaufzahnrad 118 zwischen die Zahnräder 119 und 120 eingefügt, die miteinander nicht direkt in Eingriff stehen. Das Zahnrad 119 befindet sich auf einem Teil % und wird durch den Rcaktions· Außenkranz 87 angetrieben.

Die Arbeitsweise dieses Getriebes 110 isl ähnlich derjenigen des Getriebes 80 nach F i g. 9. ausgenommen, dal) weder die Scheibe 112 noch 113 während des Betriebes zum Stillstand kommen können. Dementsprechend sind die relativen Proportionen der Zahnräder 86 und 87 verschieden. Auch die Linien des Drehzahl-Diagramms würden dementsprechend etwas verschieden von den in F i g. 10 gezeigten sein.

Fig. 12 mit 12A zeigt ein Drci-Gang-Gctricbc 130 mit variabler Friktionscinhcit. Dieses Getriebe isl im wesentlichen identisch dem Getriebe 110 nach Fig. II.

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ausgenommen, daß es drei Gänge hat, wobei es gleich dem in Fig.8 gezeigten Getriebe insoweit ist, wie dies die zweite Planetengetriebeanordnung und die Kupplungen betrifft. In F i g. 12 ist jedoch das Zahnrad 41 auf der Welle 88 befestigt. Der Hauptunterschied zum Getriebe 70 nach Fig.8 ist die Verwendung einer veränderbaren Friktionseinheit 111 und die Verwendung der Abtriebs- und Reaktions-Getriebeteile, wie sie in den F i g. 9 und 11 gezeigt sind. Dementsprechend sind identische Teile verwendet, soweit die Einheilen identisch sind. Die erreichte Betriebsweise ist sehr ähnlich derjenigen nach Fig.8, ausgenommen, da(3 der Stillstand durch die Verhältnisse der Teile der Planetengetriebeanordnung 81 erreicnt wird.

Die F i g. 13 bis 15 zeigen ein Personenwagen-Getriebe. Die bisher beschriebenen Getriebe sind nämlich für Personenwagen zu groß und zu aufwendig. Das Getriebe 140' nach Fig. 13 bis 15 ist in verschiedener Hinsicht einfacher als die voranstehend beschriebenen Getriebe. Es hat nur zwei Kupplungen und das zugesetzte Abtriebs-Planetengetriebe 40 nach F i g. 1 ist weggelassen, wobei bestimmte Zahnräder an Stelle desselben benutzt werden. Die hydraulischen Einheiten sind hier, auf die Eingangsleistung bezogen, größer bemessen. Da Personenwagen-Getriebe selten mehr als 150 PS zu übertragen haben, ist dies durchführbar. Für Lastwagen ist das jetzt zu beschreibende Getriebe jedoch weniger geeignet, als die voranstehend beschriebenen Getriebe. Lastwagen-Getriebe haben Leistungen von 500 PS und sogar mehr zu übertragen und die Größe der hydraulischen Einheiten, die dafür erforderlich wären, würde außerordentlich groß sein, wenn man ein Getriebe nach Fig. 13 für Lastwagen verwenden wollte.

Die Antriebswelle 11 führt über die Verbindung 17 auf den Planetenträger 16 einer Planetengetriebeanordnung 141'. die zwei miteinander kämmende Sätze von Planetenrädern 142', 143' hat. Die Planetenräder 142' kämmen mit dem Zentralrad 22, das in der Anordnung 141' als Reaktionsglied arbeitet. Der Außenkranz 20 und das Zentralrad 21 sind die beiden Abtriebe, wie in F i g. 1 bis 4 und beide kämmen mit den Planetenrädern 143'. Der Abtriebs-Außenkranz 20 ist über ein sich radial erstreckendes Teil 26 mit der Welle 27 verbunden, die direkt mit der Abtriebswelle 12 über die Kupplung 144' zu kuppeln ist.

Das Abtriebs-Zentralrad 21 ist auf einer Hohlwelle 145' befestigt, auf der sich ein Zahnrad 146' befindet. Das Zahnrad 146' kämmt mit einem Zahnrad 147', das auf einer Welle 148' befestigt ist, die mit einer hydraulischen Einheit 150' in Antriebsverbindung steht. Die Welle 148' ist außerdem mit einem Zahnrad 151' fest verbunden, das mit einem Zahnrad 152' kämmt, das sich auf einer Hohlwelle 153' befindet. Die Welle 153' kann über die Kupplung 154' mit der Abtriebswelle 12 gekuppelt werden. Der Reaktions-Außenkranz 22 ist über eine Hohlwelle 155' mit einem Zahnrad 156' verbunden, das mit einem Zahnrad 157' kämmt. Das Zahnrad 157' ist auf einer Welle 158' befestigt, die mit einer hydraulischen Einheit 160' in Antriebsverbindung steht.

Die hydraulischen Einheilen 150' und 160' sind über Leitungen 161' und 162' hydraulisch miteinander verbunden. Wie bei allen anderen beschriebenen Ausführungsformen, haben diese Einheiten grundsätzlich die gleichen Funktionen. Beide hydraulischen Einheiten 150' und 160' sind sowohl in ihrem Hub als auch in ihrer Geschwindigkeit variabel. Sie sind derart angeschlossen, daß, wenn eine einheit mit maximalem Hub arbeitet, die andere Einheit den Hub Null hat und umgekehrt. Bei Vorwärtsantrieb gehen weder die Einheit 150' noch die Einheit 160' über die Mitte. Bei Rückwärtsantrieb bleibt die Einheit 150' auf vollem Hub, und die Einheit 160'geht über die Mitte.

Obgleich es sich hier um ein Zwei-Gang-Getriebe handelt, wird ein unerwartet hoher Anteil der Leistung mechanisch übertragen. Dies zeigt Fig. 15, zu deren

ίο Erklärung jedoch zunächst das Drehzahl-Diagramm von Fig. 14 erläutert werden soll. Das Diagramm Fig. 14 ist mit Bezugszeichen versehen, die denen des Getriebes 140' nach Fig. 13 entsprechen. Dementsprechend ist die Drehzahl des Trägers 16 konstant 100% der Antriebsdrehzahl. Die Abtriebsdrehzahl ist mit 12 bezeichnet, da dies die Drehzahl der Abtriebswelle 12 ist. Die Drehzahlen der Zahnräder 20, 21 und 22 sind entsprechend bezeichnet. Die beiden Gangstufen sind mit 1 und II bezeichnet.

»ο Die Gcingstufe I reicht von 0 bis 0,5 auf der Abtriebs-Drehzahlskala. Die Abtriebs-Drehzahl wird hier in Bruchteilen der Antriebs-Drehzahl angegeben. In der Gangstufe I treibt das Abtriebs-Zentralrad 21 die Abtriebswolle 12 über die Zahnräder 146', 147', 151' und

»5 152' und über die Kupplung 154'. Beim Punkt Perreichi die Drehzahl des Abtriebs-Außenkranzes 20 die Abtriebsdrehzahl. Deshalb kann in diesem Punkt eine synchrone Umschaltung durch Einkuppeln der Kupplung 144' und Lösen der Kupplung 154' erfolgen. Von da

ab treibt der Abtriebs-Außenkranz 20 die Abtriebswelle 12 direkt über die Kupplung, so daß der Außenkranz 20 und die Abtriebswelle 12 mit gleicher Drehzahl laufen. Die Gangslufe Il reicht von 0,5 bis 1,5 der Drehzahlsk;ila.

Da da* Getriebe 140' für Personenwagen vorgesehen ist, braucht das Untersetzungsverhältnis nicht sehr hoch sein. Bei Lastwagen ist ein solches üblicherweise erforderlich mit 14 oder 15:1 oder mehr. Bei Personenwagen jedoch ist ein solches von 6 : 1 gänzlich ausreichend, eingeschlossen den »Overdrive«. Wie in Fig. 15 gezeigt, steigt der hydraulisch übertragene Leistungsanteil von Null bei Drehzahl 0 auf 50% bei dem Abtriebs-Drehzahlmaß 0,25, fällt wieder auf Null bei dem Abtriebs-Drehzahlmaß 0,5, steigt dann auf 25% beim Abtriebs-Drehzahlmaß 1 und erreicht wieder Null beim Abtriebs-Drehzahlmaß 1,5. Der Grund dafür, daß der Prozentanteil der Leistung im Bereich von 0 bis 0,5 (Gangstufe I) eine andere Charakteristik hat als in dem Bereich 0,5 bis 1,5 (Gangstufe II) ist, daß die Gangstufe I die hydraulische Einheit 150' mit dem Abtriebs-Zentralrad 21 (über die Zahnräder 156', 157') mit der Abtriebswelle 12 (über die Zahnräder 15Γ, 152' und die Kupplung 153') verbunden ist, während die andere hydraulische Einheit 160' mit dem Reaktions-Zentralrad 22 (über die Zahnräder 156', 157') verbunden ist. In Gangstufe Il liegt jedoch ein Zustand vor, der als doppelte Verzweigung bezeichnet werden kann. Es sind dann nämlich beide hydraulischen Einheiten 150' und 160' mit Reaktionsgliedern verbunden. Sie übertragen die Leistung zwischen den Zentralrädern 21 und 22. Dieser Leistungsanteil beträgt aber nur 50% der übertragenen Leistung, denn die anderen 50% werden durch die Reaktion zwischen den Planetenrädern 142' und 143' übertragen. Aus diesem Grunde ist die Gangstufe 11 sehr günstig, und das Getriebe 140' arbeitet wirtschaftlich entsprechend dem geringen Anteil hydraulisch übertragener Leistung. Am Punkt P der Umschaltung, der bei dem

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Abtriebs-Drehzahlrnaß 0,5 liegt, wird keine Leistung hydraulisch übertragen, wie Fi g. 15 zeigt. Dementsprechend liegt dort ein Minimum an Unterbrechung des. Drehmomentes bei der Umschaltung vor, denn da keine Leistung hydraulisch übertragen wird, ssi der damit verbundene Verlust im hydraulischen System ein Minimum.

Zur Erläuterung des Anfahrvorganges sei die Drehmomentenkurve betrachtet. Das Abtriebsdrehmoment nach Fig. 15 hat ein Verhältnis von 6:1 im Bereich konstanter Leistung, der für die Abtriebsdrehzahl von 0,25 bis 1,5 reicht. Unter 0,25 bis 0 ergibt sich für das Drehmoment eine Grenze darin, was die Räder aufnehmen können. Dementsprechend hat es keinen Sinn, größeres Drehmoment auf die Räder zu übertragen. Das Abtriebsdrehmoment ergibt sich dementsprechend als gerade Linie konstanten Wertes. Da die Drehzahl ansteigt, nimmt dementsprechend die Leistung wie gezeigt ab, sowohl für die hydraulische Leistung als auch für die gesamte Antriebsleistung.

Um die gewünschten Drehzahlveränderungen zu erreichen, arbeiten die hydraulischen Einheiten 150' und 160' in der nachfolgend beschriebenen Weise. Bei der Abtriebsdrehzahl 0 arbeitet die mit dem Rad 21 verbundene Einheit 150' mit maximalem Hub. Die Einheit 160' ist dann mit dem Rad 22 verbunden und arbeitet mit Hub 0. Beim Anstieg auf das Drehzahlmaß 0,25 bleibt die Einheit 150' bei vollem Hub und der Hub der Einheit 160' steigt an, bis er seinen vollen Wert erreicht. Vom Abtriebsdrehzahlmaß 0,25 bis zum Maß 0,5 fällt bei der Einheit 150' der Hub von seinem vollen Wert auf Null ab und die Einheit 160' bleibt bei vollem Hub, bis ihre Drehzahl den Wert Null erreicht. Demzufolge hat am Punkt P der Umschaltung die Einheit 160' vollen Hub und die Einheit 150' den Hub Null. Der Zyklus wiederholt sich nunmehr und die Einheit 160 bleibt bei vollem Hub bis zum Drehzahlmaß 1,0. währenddessen der Hub der Einheil 150' von Null auf vollem Hub bei 1,0 ansteigt. Weiter auf das Drehzahlmaß 1,5 zu, nimmt der Hub der Einheit 160' vom vollen Wert auf Null ab, währenddessen die Einheit 150' konstanten Hub bis zum Abtriebsdrehzahlmaß 1,5 beibehält. Es ist möglich, die Einheiten 150' und 160' linear zu verändern, so daß sie vom Wert d^s vollen Hubes zum Hub Null kontinuierlich übergehen. Diese Maßnahme ist leichter durchzuführen, führt aber im Ergebnis zu etwas höheren Drücken. Der Vorteil dieser Maßnahme ist in Bezug auf Wirkungsgrad einerseits und konstruktive Belange andererseits abzuwägen.

Rückwärtsbetrieb wird dadurch erreicht, daß man die Einheit 150' bei vollem Hub beläßt und die Einheit 160' über die Mitte, was zu einer Überdrehzahl führt, wie durch den Pfeil A in der linken oberen Ecke der F i g. 14 gezeigt ist, weg verstellt. Es ist jedoch unerwünscht, hydraulische Einheiten zu überdrehen, und dies kann dadurch vermieden werden, daß man die Motordrehzahl bei Rückwärtsbetrieb begrenzt. Es ist ohnehin kaum jemals notwendig, ein Fahrzeug mit voller Rückwärtsgeschwindigkeit zu fahren.

Die Fig. 16bis 20zeigen ein Vier-Gang-Getriebe mit hohem Wirkungsgrad und direktem Antrieb bei bestimmten Punkten. Fig. 16 zeigt das Getriebe 140, das in vielen Einzelheiten dem Getriebe nach Fig. 2 gleich ist. Für im wesentlichen identische Teile sind gleiche Bezugszeichen verwendet worden, und diese Teile brauchen nicht wieder beschrieben zu werden. Die Beschreibung beschränkt sich dementsprechend auf dieienisen Teile, die verschieden sind, wobei diese Teile einfach um 100 höhere Bezugszeichen als die ihnen entsprechenden Teile nach F i g. 2 haben.

Die hydraulische Einheit 33 befindet sich auf einer Welle 132, die über die Einheit 33 herausragt und eine Kupplung 133 führt. Die Kupplung 133 kann eine Friktionskupplung sein und hat eine oder mehrere Scheiben 134, die auf der Welle 132 befestigt sind. Die Kupplungsscheiben 135 sind am Gehäuse 136 des Getriebes 140 befestigt. Auf diese Weise können die

ίο Welle 132, die Einheit 33 und die Zahnräder 31, 30 und 22 stillgesetzt werden.

In der Planetengetriebeanordnung 15 bleibt alles beim Gleichen, ausgenommen, daß eine Kupplung 137 zwischen die Antriebswelle und den Antriebs-Außenkranz 20 des Planetengetriebes 15 eingefügt ist. Damit können Antrieb und Abtrieb des Planeiengetriebes miteinander gekuppelt werden.

Für den Untersetzungs-Getriebeteil des Getriebes sind Klauenkupplungen an Steile von Friktionskupplun-

*° gen vorgesehen, obwohl auch Friktionskupplungen hier verwendet werden können. Die Vorteile der Klauenkupplungen werden noch erläutert. Die Klauenkupplung 150 befindet sich auf dem mit Keilnuten versehenen Teil der Welle 27 und kann dort zwischen einer

^a5 Kupplungsklaue 151, die an dem Zentralrad 141 befestigt ist, und einer Kupplungsklaue 152, die an dem Verbindungsteil 149 der Abtriebswelle 12 befestigt ist, hin und her gleiten. In entsprechender Weise ist eine Kuppiungsklaue 153 an dem Verbindungsteil 149 befestigt, das wiederum mit dem Träger 142 verbunden ist, und eine Kupplungsklaue 154 ist an dem Zentralrad 141 befestigt, während die Klauenkupplung 155 gleitend auf dem Keilwellenteil der Welle 28 sitzt.

Mit Rücksicht auf F i g. 5, die auch für das vorliegende Getriebe die notwendige Information liefert, ist hier kein weiteres Drehzahldiagramm erforderlich. Für den vorliegenden Fall kommt insbesondere der Linienzug 22a, vergleichsweise zum Linienzug 22, in Betracht.

Das beschriebene Getriebe 140 hat erstens einen hohen Wirkungsgrad im direkten Antrieb bei maximalem Übersetzungsverhältnis und auch an einigen anderen Punkten des Untersetzungsbereiches. Zweitens macht es der direkte Antrieb möglich, die Klauenkupplungen 150 bis 156 durch Friklionskupplungen 50,53,54 und 55 in dem Untersetzungsgetriebe zu ersetzen. Es ist möglich, bei einer Ausführungsform nach F i g. 2 Klaucnkupplungen zu verwenden und sie unter Synchronbedingung mit entsprechender Kontrolle bzw. Steuerung zu schalten. Die Ausführungsform nach Fig. 16 sieht einfaches Schalten unter perfekter Synchronbedingung vor. Außerdem ergibt die Ausführung nach Fig. 16 einen höheren Wirkungsgrad bei bestimmten Punkten des Untersetzungsbereiches, was besonders wichtig ist, und bei maximaler Abtriebsdrehzahl bzw. -geschwindigkeit.

Mit Bezug auf F i g. 5 sei darauf hingewiesen, daß das Reaktionsglied 22a die Drehzahl Null bei maximaler Abtriebsdrehzahl entsprechend 104 km/h (65 mph) am Ende der Gangsiufe IV erreicht. Das Glied 22a erreicht auch die Drehzahl Null beim Umschaltpunkt von Stufe Il auf Stufe III bei ungefähr 25 km/h und bei einer Drehzahl entsprechend einer Geschwindigkeit von ungefähr 6 km/h in der Gangstufe I. Es hat die Drehzahl Null an diesen Punkten deshalb, weil die hydraulische Einheit 33, die diesem Teil zugeordnet ist, mit Hub arbeitet, während die hydraulische Einheit 36, die dem Zentralrad 21 zugeordnet ist, an diesem Punkt den Hub Null hat. Deshalb ist bei einem Getriebe nach F i g. 2 mit

einem Rad 22a ebenso wie bei einem Getriebe nach F i g. 16 die mit 22a verbundene hydraulische Einheit 33 stillgesetzt, vermöge des Umstandes, das in der hydraulischen Einheit 36 kein öl umlaufen kann. Die Schwäche eines hydraulischen Stillsetzens bzw. Festhal tens liegt in dem Umstand, daß, obwohl an diesen Punkten theoretisch keine Leistung hydraulisch übertragen wird, im praktischen Betrieb eine Leckströmung auftritt, da beträchtliche Drücke auftreten. Es treten also Verluste auf, die auf einer Rotation beruhen, die to sich aus Kompressionsverlusten ergibt. Dementsprechend tritt also, selbst wenn hydraulisch keine Leistung übertragen wird, ein gewisser Verlustanteil bei einem Getriebe nach Fig.2 auf. Dieser Verlust kann ungefähr 3 bis 4% betragen. Wenn man jedoch ein mechanisches Festsetzen des Rades 22a durch Blockieren mit dem Gehäuse 136 vorsieht, es also stillsetzt, wie dies in Fig. 16 durch die Kupplung 133 erfolgt, dann ist die hydraulische Einheit 33 nicht unter Belastung. Sie läuft lediglich um, und der in ihr auftretende Druck ist nur ao gleich dem Ladedruck, so daß die Verluste vernachlässigbar sind. Folglich hat das Getriebe 140 nach F i g. 16 bei den drei erwähnten Punkten des Geschwindigkeitsbereiches einen höheren Wirkungsgrad (direkter Antrieb). »5

Eine weitere Besonderheit ist eine Folge dieses Stillsetzens bzw. Blockierens. Wenn das Rad 22a stillgesetzt ist, liegt absoluter Synchronismus für diejenigen Teile vor, die notwendigerweise am Punkt des Schaltens von der Stufe II in die Stufe Hl eingekuppelt und ausgekuppelt werden müssen. Daher ist es hier möglich, Klauenkupplungen 150 bis 154 zu verwenden, ohne irgendwelche sorgfältig arbeitende ~ elektronische Steuereinrichtungen verwenden zu müssen, damit das Umschalten absolut synchron erfolgt. Hinzu kommt, daß. wenn eine Planetengetriebeanordnung 15 bei ein und demselben Drehzahlpunki festgesetzt wird, der beim Umschalten von Stufe III auf Stufe IV und von Stufe I auf Stufe Il vorliegt, absolut synchroner Lauf zwischen denjenigen Teilen vorliegt, die eingekuppelt und ausgekuppelt werden müssen, und auch daher sind Klauenkupplungen bei diesen Umschaltungen vorteilhaft. Dies gilt auch sowohl für die Reaktionskupplungen des endständigen Abtriebs-Planetengetriebes 40 als auch für die Rückwärtsfahrkupplung 48 desselben Planetengetriebes 40.

An Stelle der Kupplungen 133 und 137 können Klauenkupplungen nicht so zufriedenstellend verwendet werden. Die Kupplung 133 setzt die hydraulische Einheit 33 in bezug auf das Gehäuse fest und die Kupplung 137 verbindet die beiden Teile 16 und 20 des Antriebs-Planetengetriebes 15. womit sie Antrieb und ersten Abtrieb direkt miteinander verbinden.

Die erste Art des Stillsetzens bzw. Blockierens, bei dem die Kupplung 133 eingekuppelt ist tritt auf, wenn das Teil 22a die Drehzahl Null erreicht hat Das zweite Stillsetzen, bei dem die Kupplung 137 eingekuppelt ist tritt bei Punkten gleicher Drehzahl auf. Für die Kupplungen 136 und 137 werden Friktionskupplungen verwendet, um die hier betroffenen Teile stillzusetzen, trotz Leckströmung und andere Verluste in der hydraulischen Einheit Es ist natürlich möglich, auch hier Klauenkupplungen zu verwenden, wenn ein sorgfältig arbeitendes System zum Einkuppeln derselben und zur Bestimmung von deren Synchronlauf verwendet wird 6g An dem Punkt, an dem die Umschaltung von der Gangstufe I auf die Stufe Il erfolgt, und an dem Punkt der Umschaltung von I'll nach IV, konvergieren alle Drehzahllinien an einem Punkt des Diagramms, was bedeutet, daß alle Planetengetriebeteile gleiche Drehzahl erreichen. Dementsprechend ist es ohne weiteres möglich, an diesen Punkten jegliche zwei Planetengetriebeteile miteinander zu koppeln und dann die Leistung ausschließlich mechanisch zu übertragen. Das hydraulische System ist dann nicht unter Druck. Es ist z. B. möglich, die Kupplung 137 zu benutzen, die den Antrieb mit dem ersten Abtrieb direkt verbindet. Andererseits ist es auch möglich, statt dessen eine Kupplung 160 (Fig. 17) zu benutzen, die den Antrieb mit dem zweiten Abtrieb, dem Zentralrad 21. direkt verbindet. Andere Möglichkeiten sind, eine Kupplung

161 zu betreiben, um den zweiten Abtrieb, das Zentralrad 21, mit dem ersten Abtrieb, dem Außenkranz 20 oder dessen Fortsetzung 26, direkt zu verbinden bzw. zu koppeln. Zum Zwecke der zeichnerischen Darstellung/eigen Fi g. 19,daßesauch möglich ist, den Antrieb mildern Reaktions-Zeniralrad 22a mittels der Kupplung

162 direkt zu verbinden bzw. zu kuppeln und F i g. 20. die Möglichkeit, die Reaktionswelle 29 mit der /weiten Antriebswelle 28 mittels der Kupplung 163 direkt zu verbinden. Es ist natürlich unnotwendig und sogar unpraktisch, alle die genannten Kupplungen 137 und 160 bis 163 in ein und demselben Getriebe zu verwenden. Es ist jeweils nur eine dieser Kupplungen notwendig. Aus dem Gesichtspunkt der Einfachheit der Konstruktion und der Ölzuführung ist die Kupplung 137 möglicherweise am einfachsten vorzusehen. Für die Kupplung 133. mit der das Reaktionsteil 22a mit dem Gehäuse 136 gekuppelt werden kann, ist die beste örtliche Anbringung dargestellt.

Wie bereits zuvor gesagt, sind die Drehzahllinien genau diejenigen der F i g. 5. soweit man die Linien 22a anstelie der Linien 22 heranzieht. Wenn das Rad verwendet wird, ist es noch möglich, ein Stillsetzen bzw. Blockieren auch beim Maximalverhältnis vorzusehen, was jedoch nicht die Umschaltung von der Gangstufe in die Stufe Ul synchronisiert, wie dies zu erkennen ist. Dies liegt daran. ^aB die Linie 22 die Linie der Drehzahl Null vor und hinter dem Umschaltpunkt kreuzt, während mit dem Teil 22a das Stillsetzen exakt beim Umschaltpunkt erfolgt, der dort liegt, wo er sein soll, um Synchronlauf für das Umschalten zu haben. Soweit dies das Stillsetzen bzw. Blockieren bei Punkten mit übereinstimmenden Drehzahlen betrifft, bleiben sie exakt so wie in Fi g. 5 für beide Teile 22 und 22a gezeigt ist und es ist keine Alternative erforderlich.

Wie schon oben darauf hingewiesen wurde, ergibt sich mit dem direkten Koppeln von zwei Teilen der Planetengetriebeanordnung 15, wobei diese Kopplung am Punkt gleicher Drehzahl erfolgt, den Vorteil, daß an diesem Punkt die ganze Leistung bereits mechanisch übertragen wird An diesen Punkten sind Verluste im hydraulischen System vermieden. Dasselbe tritt auf, wenn das Reaktionszeit 22.» mit dem Gehäuse blockiert und damit stillgesetzt wird. Dieses Getriebe hat also seinen höchsten Wirkungsgrad an den Punkten, bei denen ein Blockieren. Kuppeln oder Stillsetzen entweder durch die Kupplung 133 oder die Kupplung 137 erfolgt Es ermöglicht eine wirtschaftliche Verwendung der Klauenkupplungen 150 bis 155. die einfacher und billiger sind als Friktionskupplungen.

Hierzu 16 Blatt Zeichnungen

Claims (24)

Patentansprüche:

1. Stufenloses leistungsverzweigendes Verbundgetriebe mit einem eingangsseitigen viergliedrigen S Planetengetriebe, bei dem ein Antriebsglied mit der Getriebe-Antriebswelle verbunden ist, jeweils eines von zwei Abtriebsgliedern über Schaltkupplungen — zur Erzeugung verschiedener Übersetzungsbereiche — wechselweise mit der Abtriebswelle kuppel- ίο bar sind und ein Reaktionsglied mit der einen Einheit eines zwei Einheiten aufweisenden, stufenlos veränderbaren Drehmomentwandlers verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Einheit (36, 107, 113, 150') des stufenloien Drehmomentwandlers(33,36;66,36; 100,107; 312,1Ϊ3; 160'. 150'} mit dem einen (21; 86) der beiden Abtriebsgiieder (20 bzw. 64,21; 85,86) fest gekoppelt ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehmomentwandler zwei mitein-•nder verbundene hydraulische Einheiten (33,36; 66, $6; 100,107; 150', 160) vorgesehen sind, von denen wenigstens diejenige Einheit (36, 107, 150'), die mit dem Abtriebsglied (20, 21, 64,85, 86) verbunden ist, variablen Hub hat. ²S

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentwandlereinheiten in bekannter Weise ein stufenlos einstellbares Reibradgetriebe (111) sind, das zwei Friktionsscheiben (112,

113) und einen Satz Rollen (114) aufweist.

4. Getriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetengetriebeanordnung (15, 61, 81, 141') in an sich bekannter Weise einen ersten Satz Planetenräder (18, 84, 143') und einen zweiten Satz Pianetenräder (19,84a, 142') hat. die sich in dem einzigen Träger (16,64,83) befinden und wobei die Planetenräder der Sätze miteinander kämmen, und daß die für verschiedene Übersetzungsbereiche vorgesehenen beiden Abtriebsglieder (20, 21, 64, 85, 86) in Antriebsverbindung mit dem ersten Satz Planetenräder sind, insbesondere kämmen, und wobei das Reaktionsglied (22, 22a, 87) mit dem zweiten Satz Planetenräder in Antriebsverbindung ist, insbesondere kämmt.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (16, 83) das Antriebsglied ist und daß die Abtriebsglieder ein Eentralrad (21, 85) und einen Außenkranz (20, 86) Sind und daß das Reaktionsglied ein Zentralrad (22, 22a;oder ein Außenkranz (87) ist (F i g. 2,9,11,12,13. 16).

6. Getriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetengetriebeanordliung (61) in an sich bekannter Weise zwei Sätze Planetenträger (18,19) hat, die sich in einem einzigen 55 Träger (64) befinden und miteinander kämmen, und daß dieser Träger eines der für zwei verschiedene leistungsverzweigte Übersetzungsstufen vorgesehenen Abtriebsglieder der Planetengetriebeanordnung ist und daß das andere Abtriebsglied ein Zentralrad (21) ist, das mit einem ersten Satz (18) der Planetenräder kämmt, daß das Reaktionsglied ein Zahnrad (22), insbesondere ein Zentralrad, ist, das mit dem zweiten Satz (19) der Planetenräder kämmt, und daß das Antriebsglied ein Außenkranz (62) ist, der mit dem zweiten Satz (19) der Planetenräder kämmt(Fig. 7,8).

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß auch das zweite Abtriebsglied der Planetengetriebeanordnung mi; einer Kupplung in einem leistungsverzweigien Übersetzungsbereich mit der Abtriebswelle (12) des Getriebes kuppelbar ist (F ig. 13).

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß eine erste zentrale Welle (27) vorgesehen ist, die koaxial zur Planetengetriebeanordnung (141') ist und die fest mit dem Außenkranz (20) verbunden ist, daß eine zweite hohle (Hilfs-)Welle (145') vorgesehen ist, die koaxial zur ersten zentralen Welle (27) ist und die fest mit dem Abtriebs-Zentralrad (21) verbunden ist, daß auf der zweiten Welle (145') ein Zahnrad (146') eines ersten Zahnradgetriebes (146', 147') befestigt ist, daß das erste Zahnradgetriebe ein zweites Zahnrad (147') hat, das auf einer Welle (148') befestigt ist, die in Antriebsverbindung mit der zweiten hydraulischen Einheit (150') ist, daß auf dieser Welle (148) außerdem ein weiteres erstes Zahnrad (151') eines zweiten Zahnradgetriebes (15Γ, 152') befestigt ist. daß ein zweites Zahnrad (152') dieses zweiten Zahnradgetriebes fest auf einer ersten hohlen (Hilfs-)Welle (153') befestigt ist, daß eine dritte hohle (Hilfs-)Welle (155') vorgesehen ist, die koaxial mit der zweiten Welle (154') ist, wobei sich auf dieser dritten Welle das Reaktions-Zentralrad (22) fest angebracht befindet, und daß auf dieser Welle des weiteren ein Zahnrad (156') befestigt ist, das mit einem zusätzlichen Zahnrad (157') kämmt, und das auf einer Welle (158') befestigt ist, die in Antriebsverbindung mit der ersten hydraulischen Einheit (160') steht (F ig. 13).

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kupplung (144') mit der zentralen Welle (27) verbunden ist, und daß die zweite Kupplung (154) mit der ersten hohlen Welle (153') verbunden ist.

10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Kupplung (50, 54, 72, 74, 104, 122, 153) der Kupplungseinrichtungen vorgesehen ist, mit der sich wenigstens eine der Abtriebsglieder (20,21,64,85,86) direkt mit der Abtriebswelle (12) kuppeln läßt, und daß ein Reduktionsgetriebe (40), das der Abtriebswelle (12) vorgeschaltet ist, und eine zweite Kupplung (53, 55, 47, 94, 151, 154) der Kupplungseinrichtungen vorgesehen sind, mit der wenigstens eines der Abtriebsglieder (20, 21, 85) mit diesem Reduktionsgetriebe gekuppelt werden kann (Fig. 2, 7, 8, 9. 11, 12.16).

11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß erste Kupplungen (50, 54; 72, 74; 152, 153) vorgesehen sind, mit denen jedes der Abtriebsglieder (20, 21, 64, 85, 86) wahlweise direkt mit der Abtriebswelle (12) zu kuppeln ist (F i g. 2,7,8,12,16).

12. Getriebe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der zweiten Kupplung über das Reduktionsgetriebe ein erster Vorwärts-Gang einzukuppeln ist, daß über eine der ersten Kupplungen, durch die das Abtriebsglied der Planetengetriebeanordnung direkt mit der Abtriebswelle (12) gekuppelt wird, ein zweiter, von dem ersten abweichender Vorwärts-Gang einzukuppeln ist, und daß mit der anderen der ersten Kupplungen, mit der das Abtnebsglied direkt mit der Abtriebswelle (12) zu kuppeln ist, ein dritter Vorwärts-Gang einzukuppeln ist (F g. 8,12).

13. Getriebe nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgelriebe ein zweites Planetengtiriebe (40) ist, das einen Planetenträger (42,142,92) hat,der mit der Abtriebswelle (12) verbunden ist, das wenigstens einen Satz Planetenräder (43, 44, 91, 143, 144) hat, die sich in dem Planetenträger befinden, das ein Zentralrad (41, 89, 141) hat, das mit der zweiten Kupplungseinrichtung (50, 53, 151, 154) in Verbindung ist und mit einem Satz der Planetenräder kämmt, und das eine weitere Kupplung (47, 94, 147) hat, mit der der Außenkranz (45, 93, 145) des Planetengetriebes festgehalten werden kann, der insbesondere das Reaktionsglied ist.

14. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebs-Zentralrad (21, 85) der Planetengetriebeanordnung (15, 61, Pl) koaxial auf einer Welle (28, 73,88) befestigt ist, auf der auch das Zentralrad (41,89,141) des Reduktions-Planetengetriebes befestigt ist.

15. Getriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungseinrichtung zwei Kupplungen (50, 53; 151, 154) umfaßt, mit denen beide Abtriebsglieder (20, 21) wahlweise mit dem Reduktionsgetriebe zu verbinden sind(Fig. 2,7,16).

16. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch die vierte Kupplung (50,151), die neben den drei Kupplungen (53,54,55; 152,153,154) vorgesehen ist, das eine Abtriebsglied (20) mit dem Reduktionsgetriebe (40) für langsamere Abtriebsdrehzahl einzukuppeln ist, als dies der Fall ist bei der Kupplung (43,154), mit der das andere Abtriebsglied (21) mit dem Reduktionsgetriebe zu kuppeln ist, wobei diese vierte Kupplung das erste Abtriebsglied von dem Reduktionsgetriebe abkuppelt, nachdem das zweite Abtriebsglied (21) mit der Abtriebswelle durch die andere Kupplung (53, 154) verbunden worden ist (F i g. 2,7,16).

17. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgetriebe einen zweiten Satz Planetenräder (44, 144) hat, der sich in dem Planetenträger (42,142) befindet und mit dem ersten Satz Planetenräder (43, 143) dieses Reduktionsgetriebes kämmt, daß ein zweiter Außen- _4S kranz (46,146) vorgesehen ist, der mit dem zweiten Satz Planetenräder (44, 144) kämmt, und daß eine zweite weitere Kupplung (48,148) vorhanden ist, mit der der zweite Außenkranz (46, 146) festgehalten werden kann, so daß der Rückwärtsgang ohne Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle (11) möglich ist (F ig. 2,7,16).

18. Getriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Festlegung eines Außenkranzes (45, 93) des Reduktionsgetriebes vorgesehene weitere Kupplung (47, 94) für den Rückwärtsgang einzukuppeln ist (F ig. 8,9,11,12).

19. Getriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Antriebswelle (11) verbundene Planetengetriebeanordnung (15, 61, 81) und das Reduktionsgetriebe (40) koaxial zueinander ausgebildet und ausgerichtet sind.

20. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen Reibungskupplungen sind.

21. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 20. dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (133) vorgesehen ist, mit der die Antriebswelle (132) der ersten Einheit (33) des stufenlosen Drehmomentwandlers oder das mit ihr verbundene Reaktionsglied (22a^der leistungsverzweigten Planetengetriebeanordnung (15) im Bereich der Null-Drehzahl der Antriebswelle (132) bzw. dieses Reaktionsgliedes (22a,/festgehalten werden kann (F i g. 16).

22. Getriebe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festhalten der Antriebswelle (132) bzw. des Reaktionsgliedes (22a) eine mit dem Getriebegehäuse verbundene Kupplung (133), insbesondere eine Reibungskupplung, vorgesehen ist.

23. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 22. dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungseinrichtung (137) vorgesehen ist, mit der zwei Teile der mit der Antriebswelle (11) verbundenen leistungsverzweigten Planetengetriebeanordnung (15) miteinander lösbar gekuppelt werden können, wobei zu diesen zwei Teilen das Antriebsglied (16), jedes der beiden Abtriebsglieder (20, 21) und das Reaktionsglied (22a; gehören (F i g. 16,17,18,19,20).

24. Getriebe nach Anspruch 21, 22 oder 23. dadurch gekennzeichnet, daß Kupplungen des Reduklionsgetriebes als Klauenkupplungen (150, 155) ausgebildet sind (F i g. 16).