DE3838768C2 - - Google Patents

Description

Stufenlos wirkende hydrostatisch-mechanische Lastschaltgetriebe der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art eignen sich vorteilhaft für Kraftfahrzeuge, da sie sich in weiten Bereichen stufenlos verstellen lassen und außerdem gute Wirkungsgrade haben. Der relativ große Stellbereich erlaubt den Betrieb der Brennkraftmaschine auf Vorzugskennlinien. Solche Kennlinien können z. B. die Kurve für minimalen Kraftstoffverbrauch oder eine Linie für ein gutes Beschleunigungsverhalten sein.Infinitely variable hydrostatic-mechanical powershift transmission the specified in the preamble of claim 1 Art are advantageous for motor vehicles since they are infinitely variable in many areas and also have good efficiencies. The relatively large adjustment range allows the operation of the internal combustion engine on preferred characteristics. Such characteristics can e.g. B. the curve for minimum Fuel consumption or a line for good acceleration behavior be.

Die DE-PS 31 47 447 beschreibt ein Getriebe nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1, allerdings ohne das Merkmal der vorbereitenden Schaltungen der Schalt-Zahnkupplungen. Dieses Merkmal offenbart aber bereits die DE-PS 35 12 523 C1, die ein hydrostatisch-mechanisches Lastschaltgetriebe mit Gruppenschaltungen beinhaltet. Der Wechsel der Gruppengänge erfolgt mit vorbereitenden Schaltungen von Schalt-Zahnkupplungen.DE-PS 31 47 447 describes a transmission according to the preamble of claim 1, but without the feature of preparatory circuits of the gear clutches. This But feature already discloses DE-PS 35 12 523 C1, the a hydrostatic-mechanical powershift transmission with group shifts includes. The group courses are changed with preparatory circuits of gear-tooth clutches.

Sowohl für die Gänge nach der DE 31 47 447 C2 als auch für die Gänge einer Ganggruppe nach der DE 35 12 523 C1 bewirkt die Steuerung bei einem Gangwechsel zunächst das Einschalten des neuen Ganges und anschließend das Herausnehmen des alten Ganges. Die Erfahrungen an ausgeführten Getrieben lehren, daß ein Gangwechsel mit Schaltrucken verbunden sein kann. Beim Ausrücken des alten Ganges muß eine ausreichend große Schaltkraft zur Verfügung stehen, um den Schaltweg genügend schnell zurückzulegen. Die Schaltkraft trennt so die noch belastete Kupplung, was zu einem Drehmomentstoß in der Kupplung des neuen Ganges führt. Both for the gears according to DE 31 47 447 C2 and for Gears of a gear group according to DE 35 12 523 C1 causes the Control when switching gears first switching on the new gear and then removing the old gear. Experience with gearboxes that have been carried out teach that a gear change can be associated with shift jerks. At the Disengaging the old gear must have a sufficiently large shifting force are available to make the shift path quick enough to cover. The switching force thus separates the one that is still loaded Clutch, resulting in a torque surge in the clutch of the leads new gear.  

Schalt-Reibungskupplungen, d. h. Schalt-Lamellenkupplungen, die z. B. in den Figuren der Patentschriften US 38 88 139, US 37 09 060, US 37 09 061 sowie in der Offenlegungsschrift DE 36 22 045 A1 vorgesehen sind, können für eine hohe Schaltqualität überlappend geschaltet werden, so daß ausreichend Zeit für eine Drehmomentverlagerung bleibt und keine Schaltstöße entstehen. Allerdings bauen Schalt-Lamellenkupplungen im Vergleich zu Schalt-Zahnkupplungen erheblich größer und erzeugen im geöffneten Zustand bei Differenzdrehzahlen Leerlaufverlustleistungen, die den Wirkungsgrad des Getriebes verschlechtern.Switching friction clutches, d. H. Shift multi-plate clutches, the z. B. in the figures of the patents US 38 88 139, US 37 09 060, US 37 09 061 and in the published patent application DE 36 22 045 A1 are provided for high switching quality are switched overlapping, so that sufficient time remains for a torque shift and no switching shocks arise. However, shift multi-plate clutches build in comparison to switch gear clutches considerably larger and generate in the open state at differential speeds no-load power losses, that deteriorate the efficiency of the transmission.

Die Offenlegungsschrift DE 24 23 626 beschreibt mit Fig. 16 ein Getriebe, das weitgehend dem Oberbegriff entspricht. Die Gangwechsel erfolgen hier entweder in einer Extrem- oder in einer Nullstellung des hydrostatischen Getriebes. In der Extremstellung verbindet eine Schalt-Reibungskupplung zwei Glieder des vierwelligen Umlaufgetriebes, das dann als Kupplungsblock umläuft. Eine weitere Schalt-Reibungskupplung setzt in der Nullstellung die volumenkonstante Verdrängermaschine gehäusefest. Da in beiden Fällen bei dem jeweils neu einzulegenden Gang schlupffrei eindeutige Zuordnungen der zu verbindenden Wellen vorliegen, lassen sich Zahnkupplungen ohne Synchronisiereinrichtungen für den Vollzug der Gangwechsel verwenden. Eine Umverlagerung des Drehmomentes vom alten auf den neuen Gang erfordert zunächst aber ein Lüften der betroffenen Schalt-Reibungskupplung. Wie bereits beschrieben, ruft dann das Ausrücken des alten Ganges einen Schaltruck hervor.The published patent application DE 24 23 626 describes with Fig. 16 a transmission which largely corresponds to the preamble. The gear changes take place here either in an extreme or in a zero position of the hydrostatic transmission. In the extreme position, a shift-friction clutch connects two links of the four-shaft epicyclic gearbox, which then rotates as a clutch block. Another shifting friction clutch sets the volume-constant displacement machine fixed to the housing in the zero position. Since in both cases there are clear assignments of the shafts to be connected in a slip-free manner for each new gear to be connected, toothed clutches can be used without synchronization devices for the execution of the gear changes. A shift of the torque from the old to the new gear initially requires ventilation of the shift-friction clutch concerned. As already described, the disengagement of the old gear then causes a shift jolt.

Ein weiterer Nachteil für das Getriebe nach der DE-OS 24 23 626 besteht darin, daß das hydrostatische Getriebe nur zur Hälfte, d. h. in einem Verstellbereich von Null- bis zu einer Extremstellung ausgenutzt wird. Dadurch benötigt man bei einem vorgegebenen Gesamtstellbereich, entweder die doppelte Anzahl von Gängen oder entsprechend größere Verdrängungsvolumen. Da den geöffneten Lamellenkupplungen Differenzdrehzahlen aufgezwungen werden, verschlechtert sich der Wirkungsgrad.Another disadvantage for the transmission according to DE-OS 24 23rd 626 is that the hydrostatic transmission only for Half, d. H. in an adjustment range from zero to one Extreme position is used. So you need one  predetermined total setting range, either twice Number of gears or a correspondingly larger displacement. As the multi-disc clutches open, differential speeds the efficiency is reduced.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, eine stoßfreie, d. h. eine stetige Drehmomentverlagerung von dem alten auf den neuen Gang bei kleiner Baugröße und guten Getriebewirkungsgraden zu erreichen.The object of the invention is therefore to provide a shock-free, d. H. a steady torque shift from the old to the new gear with small size and good gear efficiency to reach.

Der kennzeichnende Teil des Anspruchs 1 beschreibt die Lösung der Aufgabenstellung.The characterizing part of claim 1 describes the solution the task.

Zur Verringerung des Bauaufwandes wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung einer der in Anspruch 1 vorgesehenen Schalt-Reibungskupplungen in bekannter Weise, vgl. z. B. DE 36 22 045 A1, als Anfahrkupplung vorgesehen.In a further embodiment, the construction work is reduced of the invention one of the provided in claim 1 Switching friction clutches in a known manner, cf. e.g. B. DE 36 22 045 A1, intended as a starting clutch.

Fig. 1 stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Das vierwellige Planetengetriebe besteht aus der Planetenstufe I mit dem Sonnenrad 1′, Hohlrad 2′ und Planetenradträger s′ mit den Planetenrädern p′ und der Planetenstufe II mit dem Sonnenrad 1′′, Hohlrad 2′′ und Planetenradträger s′′ mit den Planetenrädern p′′. Es bilden die Glieder s′′ und 2′ die Antriebswelle 1, die Glieder 1′ und 1′′ die Welle B für den Anschluß der volumenkonstanten Verdrängermaschine b, Glied s′ die langsamlaufende Koppelwelle E und Glied 2′′ die schnellaufende Koppelwelle A. Die Zahnräder 3; 4 verbinden die volumenverstellbare Verdrängermaschine a mit der Antriebswelle 1. Es stehen die Schalt- Lamellenkupplung L 1 für den Anschluß des 1. Ganges mit den Rädern 5; 6, des 3. Ganges mit den Rädern 7; 8 und des Rückwärtsganges mit den Rädern 9; 10; 11 an die Koppelwelle E und die Schalt-Lamellenkupplung L 2 für den Anschluß des 2. Ganges mit den Rädern 5′; 6′ und des 4. Ganges mit den Rädern 7′; 8′ an die Koppelwelle A zur Verfügung. Die Schalt-Doppelzahnkupplungen Z 1 und Z 2 verfügen über Synchronisierungseinrichtungen. Z 1 und Z 2 führen vorbereitende Schaltungen aus und haben lediglich leerlaufende Getriebeteile anzusynchronisieren. Es gehören Z 1 zum 1. und 3. Gang sowie Z 2 zum 2. und 4. Gang. Um keine nennenswerte Differenzdrehzahl in der jeweils geöffneten Schalt-Lamellenkupplung zu erzwingen, erfolgt bei einem neu einzulegenden Gang die vorbereitende Schaltung erst dann, wenn die Lamellenkupplung dadurch schon fast synchrone Drehzahlen bekommt. Wenn die Lamellenkupplung schließt, öffnet die andere überlappend, so daß das Drehmoment stetig umverlagert wird. Unmittelbar nach Öffnen der Lamellenkupplung wird die Zahnkupplung der Stufe des alten Ganges gelöst. Die Aktivierung des Rückwärtsganges übernimmt das Schiebe-Zwischenrad 10. Fig. 1 shows an embodiment. The four-shaft planetary gear consists of the planetary stage I with the sun gear 1 ' , ring gear 2' and planet carrier s ' with the planet gears p' and the planetary stage II with the sun gear 1 '' , ring gear 2 '' and Planet carrier s '' with the planet gears p '' . It form the links s'' and 2' the drive shaft 1 , the links 1 ' and 1'' the shaft B for the connection of the constant volume displacement machine b, link s' the slow-running coupling shaft E and link 2'' the high-speed coupling shaft A. The gears 3; 4 connect the volume-adjustable displacement machine a to the drive shaft 1 . There are the multi-plate clutch L 1 for connecting the 1st gear with the wheels 5; 6 , the 3rd gear with the wheels 7; 8 and the reverse gear with the wheels 9; 10; 11 to the coupling shaft E and the multi-plate clutch L 2 for connecting the 2nd gear with the wheels 5 '; 6 ' and the 4th gear with the wheels 7'; 8 ' to the coupling shaft A available. The shift double tooth clutches Z 1 and Z 2 have synchronization devices. Z 1 and Z 2 carry out preparatory circuits and only have to synchronize idle gear parts. Z 1 belong to 1st and 3rd gear and Z 2 belong to 2nd and 4th gear. In order not to force a noteworthy differential speed in the open multi-plate clutch, the preparatory shifting is only carried out when a new gear is selected when the multi-plate clutch thereby gets almost synchronous speeds. When the multi-plate clutch closes, the other opens overlapping, so that the torque is continuously shifted. Immediately after opening the multi-plate clutch, the tooth clutch of the stage of the old gear is released. Activation of the reverse gear is carried out by the intermediate sliding gear 10 .

Nachfolgende Tafel demonstriert die Schaltlogik. Es bedeuten die ZeichenThe following table demonstrates the switching logic. Mean it the characters

○ vorbereitend zuschalten
 vorbereitend ausschalten. ○ switch on in preparation
switch off in preparation.

Claims (2)

1. Stufenlos wirkendes hydrostatisch-mechanisches Lastschaltgetriebe, bestehend aus einem vierwelligen Zahnräder-Planetengetriebe, einem stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe und Zahnräder-Nachschaltstufen,
wobei von dem Planetengetriebe eine Welle die Antriebswelle, eine zweite und eine dritte Welle jeweils eine Koppelwelle sowie die vierte Welle eine Anschlußwelle für eine Verdrängermaschine des hydrostatischen Getriebes bilden, dessen andere Verdrängermaschine mit einer anderen Welle des Planetengetriebes in Verbindung steht,
wobei die Drehzahlen der Koppelwellen sich stufenlos verstellen lassen und abwechselnd die Leistung über Gänge bildende Zahnräder-Nachschaltstufen zur Abtriebswelle führen,
wobei zu den Zahnräder-Nachschaltstufen Schalt-Zahnkupplungen gehören, die über Synchroneinrichtungen verfügen,
wobei die Schalt-Zahnkupplungen für einen Gangwechsel vorbereitende Schaltungen durchführen
und wobei schließlich ein Gangwechsel bei synchronen Drehzahlen, lastfrei und ohne Zugkraftunterbrechung erfolgt,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwischen Koppelwelle und Nachschaltstufen eine Schalt-Reibungskupplung vorgesehen ist.1. steplessly acting hydrostatic-mechanical powershift transmission, consisting of a four-shaft planetary gear train, a continuously adjustable hydrostatic transmission and gear shift stages,
a drive shaft, a second and a third shaft each form a coupling shaft and the fourth shaft form a connecting shaft for a displacement machine of the hydrostatic transmission, the other displacement machine of which is connected to another shaft of the planetary transmission,
the speeds of the coupling shafts are infinitely variable and the power alternately leads to the output shaft via gear-shift stages which form gears,
the gearwheel secondary shift stages include gear clutches which have synchronizing devices,
wherein the gear shift clutches carry out preparatory shifts for a gear change
and finally a gear change takes place at synchronous speeds, without load and without interruption of tractive power,
characterized in that a switching friction clutch is provided in each case between the coupling shaft and secondary shift stages. 2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise das Anfahren mit einer der beiden für die Koppelwellen vorgesehenen Schalt-Reibungskupplungen erfolgt.2. Transmission according to claim 1, characterized, that starting in a known manner with one of the two for the coupling shafts provided switching friction clutches.