DE7831817U1

DE7831817U1 - Steuerungsmechanismus fuer einen kraftuebertragungsmechanismus mit zwei abtriebswellen

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Publication number: DE7831817U1
Application number: DE19787831817U
Authority: DE
Original assignee: (GROSSBRITANNIEN); MCKNIGHT JOHN PYFORD WOKING; David Brown Gear Systems Ltd
Current assignee: (GROSSBRITANNIEN); MCKNIGHT JOHN PYFORD WOKING; David Brown Santasalo UK Ltd
Priority date: 1977-10-25
Filing date: 1978-10-25
Publication date: 1979-03-15
Also published as: US4215755A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Neuerung bezieht sich auf einen Kraftübertragungsmechanismus und insbesondere auf einen Steuerungsmechanismus für einen Kraft- \ Übertragungsmechanismus solcher Art, der zwei Abtriebswellen ; aufweist, die mit entsprechenden Antriebsmitteln an einander ' gegenüberliegenden Seiten eines Fahrzeugs verbindbar sind.

In der gesamten Beschreibung bezieht sich der Ausdruck "Antriebsmittel" auf Räder oder Gleisketten, während der Ausdruck "drehfest verbunden mit""einstückig mit"oder"starr befestigt mit" bedeutet.

Es ist bekannt, ein Fahrzeug mit einem Kraftübertragungsmechanismus der oben bezeichneten Art dadurch zu steuern, daß man"die relativen Drehgeschwindigkeiten der Abtriebswellen um einen bestimmten Betrag ändert, der vom Übersetzungsverhältnis des Kraftübertragungsmechanismus unabhängig ist. Dies ergibt einen größeren Wendekreis bei höheren Übersetzungsverhältnissen, was mit den Erfordernissen des Fahrzeugs für stabile Steuerungsbedingungen in Einklang steht.

Bei einer bekannten Anordnung zur Erzielung dieser Wirkung werden die Abtriebswellen durch entsprechende Umlaufgetriebe angetrieben. Das Antriebsteil eines jeden Umlaufgetriebes besteht aus einem Ringzahnrad, während das Abtriebsteil aus einem Planetenträger besteht. Dabei wird ein negativer Hilfsantrieb auf ein Sonnenzahnrad von einer von zwei Halbwellen geleistet, die Ϊ

I durch ein Differentialgetriebe von der Antriebsseite des Kraft- % Übertragungsmechanismus angetrieben werden. Jedes Sonnenzahnrad I kann durch eine entsprechende Bremse zum Stehen gebracht werden, f

j so daß, wenn eines der Sonnenzahnräder und die ihm zugeordnete |

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Halbwelle gebremst wird, das Differentialgetriebe der anderen Halbwelle und dem zugeordneten Sonnenzahnrad die doppelte Drehgeschwindigkeit erteilt. Dies verursacht eine Veränderung der relativen Drehgeschwindigkeiten der Planetenträger und der zugeordneten Abtriebswellen, wodurch das Steuern des Fahrzeugs zustande kommt. Wenn beide Bremsen offen sind, dann drehen sich beide Halbwellen, beide Sonnenzahnräder und somit beide Abtriebswellen mit der gleichen Geschwindigkeit, weshalb dann das Fahrzeug geradeaus fährt.

Bei einer anderen bekannten Anordnung zur Veränderung der relativen Drehgeschwindigkeiten der Abtriebswellen werden diese Wellen durch entsprechende Umlaufgetriebe angetrieben, wie es im vorstehenden Absatz beschrieben wurde, aber den Sonnenzahnrädern sind hier keine Bremsen zugeordnet, und außerdem sind die Differentialgetriebe und die Halbwellen durch eine einzige Welle ersetzt, die antriebsmäßig mit beiden Sonnenzahnrädern durch eine gerade bzw. ungerade Anzahl von Zahnrädern miteinander verbunden sind. Hierdurch werden gleiche und entgegengesetzte Reaktionskräfte an die Sonnenaahnräder angelegt. Unter der Annahme, daß der Antriebswiderstand an jedem Rad oder an jeder Gleiskette gleich ist, bewegt sich das Fahrzeug geradeaus, wenn keine Drehung der Sonnenzahnräder und der hiermit antriebsmäßig verbundenen Welle stattfindet. Aus diesem Grunde wird diese Welle als "Null-Welle" bezeichnet. Diese Welle kann durch hydrostatische Mittel in beliebiger Richtung angetrieben werden. Diese hydrostatischen Mittel bestehen aus einem hydraulischen Motor fester Kapazität, der mit unter Druck stehendem Öl durch eine Variable und reversibel arbeitende hydraulische Pumpe gespeist wird, die ihrerseits von der Antriebsseite des Kraftübertragungsmechanismus angetrieben wird. Eine Drehung der Null-Welle durch die hydrostatischen Mittel hat zur Folge, daß sich die Sonnenzahnräder in entgegengesetzten Richtungen drehen, was einen Unterschied in der Drehgeschwindigkeit der Planetenträger und der zugeordneten Abtriebswellen zur Folge

hat, so daß das Fahrzeug gesteuert wird. Es wurde in der Praxis . jedoch festgestellt, daß die hydrostatischen. Mittel nicht immer zuverlässig funktionieren.

Der Neuerung lag die Aufgabe zugrunde, eine neue Anordnung für die Veränderung der relativen Drehgeschwindigkeiten der Abtriebswellen zu schaffen, wobei eine Null-Welle verwendet wird, wobei aber keine zugeordneten hydrostatischen Mittel zur Verwendung gelangen.

Gegenstand der Neuerung ist also ein Steuerungsmechanismus für einen Kraftübertragungsmechanismus mit zwei Antriebswellen, welche mit entsprechenden Abtriebsmitteln an einander gegenüberliegenden Seiten eines Fahrzeugs verbindbar sind, wobei der Steuerungsmechanismus die Drehgeschwindigkeit einer der Wellen erhöhen und die Drehgeschwindigkeit der anderen Welle erniedrigen kann und eine Null-Welle aufweist, die in beiden Drehrichtungen antreibbar ist, um eine Steuerung durch Veränderung der relativen Drehgeschwindigkeiten der Antriebswellen herbeizu- . führen, welcher gekennzeichnet ist durch einen mechanischen Zweigangantrieb, der von der Antriebssei'te des Kraftübertragungsmechanismus angetrieben wird und die Null-Welle mit einer ersten Geschwindigkeit und dann mit einer höheren Geschwindigkeit in beiden Richtungen antreiben kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines neuerungsgemäßen Kraftübertragungsmechanismus wird nunmehr anhand der beigefügten ! schematischen Zeichnung erläutert.

Gemäß der Zeichnung erhält ein Wechselgetriebe 10 seinen Antrieb über ein Paar Kegelzahnräder 11, 12 und ein· Paar Stirnzahnräder 13, 14 von einem herkömmlichen hydrodynamischen Drehmomentwandler 15 mit einer Antriebswelle 9. Das Wechselgetriebe 10 besitzt zwei Abtriebswellen 16, 17, die mit entsprechenden Antriebsmitteln an gegenüberliegenden Seiten eines Fahrzeugs verbindbar sind. Der Drehmomentwandler 15 kann durch

Einrücken einer zugeordneten Mehrscheibenreibungskupplung 18 gesperrt werden und weist einen Freilauf 19 auf, wie dies bekannt ist. In die Abtriebswellen 16, 17 sind Umlaufgetriebe, die insgesamt mit 20 und 21 bezeichnet sind, eingebaut. Das Antriebsteil des Umlaufgetriebes 20 besteht aus einem Ringzahnrad 22, und das Abtriebsteil desselben besteht aus einem Planetenträger 23. Mehrere Planetenzahnräder 24 sind in diesem Träger gelagert und kämmen sowohl mit dem Ringzahnrad 22 als auch einem Sonnenzahnrad 25. In ähnlicher Weise besteht das Antriebsteil des Umlaufgetriebes 21 aus einem Ringzahnrad 26 und das Abtriebsteil desselben aus einem Planetenträger 27. Mehrere Planetenzahnräder 28 sind in diesem Träaer gelagert und kämmen sowohl mit dem Ringzahnrad 26 als auch einem Sonnenzahnrad 29. Die Sonnenzahnräder 25, 29 bilden einen Teil des . Steuermechanismus, der nunmehr beschrieben wird.

Eine Null-Welle 30 ist antriebsmäßig über ein Zahnrad 32 und ein Leerlaufzahnrad 33 mit einem koaxial auf dem Sennenzahnrad 25 befestigten Zahnrad 31 und außerdem über ein Zahnrad 35 und zwei LeerlaufZahnräder 36, 37 mit/auf dem Sonnenzahnrad koaxial befestigten Zahnrad 34 verbunden, so daß in bekannter Weise gleich große, aber entgegengesetzte Reaktionskräfte auf die Sonnenzahnräder 25, 29 übertragen werden. Das Fahrzeug fährt deshalb geradeaus, wenn sich die Sonnenzahnräder 25, 29 und die Null-Welle 30 nicht drehen, vorausgesetzt, daß der Antriebswiderstand bei jedem Antriebsmittel gleich groß ist.

Es ist ein mechanischer Zweigangantrieb zum Drehen der Null-Welle 30 in beiden Richtungen vorgesehen, so daß das Fahrzeug durch Veränderung der relativen Drehgeschwindigkeiten der Abtriebswellen 16, 17, gesteuert werden kann. Der Antrieb erfolgt vom Zahnrad 13, d.h. also von der Antriebsseite des Wechselgetrie-

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bes 10, und zwar über ein Leerlaufzahnrad 38, das mit einem Zahnrad 39 kämmt, welches drehfest auf einer ersten Welle 40 sitzt. Die erste Welle 40 ist antriebsmäßig mit einer koaxial hierzu verlaufenden zweiten Antriebswelle über ein sperrbares UmlaufunterSetzungsgetriebe verbunden, das ein Untersetzungsverhältnis von beispielsweise 3:1 aufweist und insgesamt mit 42 bezeichnet ist.

Das Umlaufuntersetzungsgetriebe 42 besitzt ein Sonnenzahnrad 43, das drehfest mit der ersten Welle 40 verbunden ist, wobei mehrere Planetenzahnräder 44, die in einem drehfest mit der zweiten Welle 41 verbundenen Planetenträger 45 gelagert εϊηά,/^ηά mit einem Ringzahnrad 46 kämmen. Eine Mehrscheibenreibungskupplung für eine drehfeste Verbindung der ersten Welle 40 und des JRingzahnrads 46 wird hydraulisch eingerückt und durch Federn ausgerückt. Ein Freilauf 48 ist dem Ringzahnrad 46 zugeordnet und so ausgebildet, daß er das Ringzahnrad 46 an einer Rotation hindert, wenn die Reibungskupplung 47 ausgerückt ist und'daß er überlaufen wird, wenn diese Kupplung eingerückt ist.

Die zweite Welle 41 kann^eine dritte Welle 49, die zu ihr parallel läuft, auf zwei alternativen Wegen angetrieben werden. Einer dieser Wege geht über ein Zahnrad 50, das drehfest auf der zweiten Welle 41 sitzt, und mit einem Zahnrad 51 kämmt, das drehfest auf einer ersten Hülse 52 sitzt, welche koaxial eine Zone der dritten Welle 49 umgibt, und der andere Weg geht über ein Zahnrad 53, das drehfest auf der zweiten Welle 41 sitzt und mit einem Leerlaufzahnrad 54 kämmt, das seinerseits mit einem Zahnrad 55 kämmt, das drehfest auf einer zweiten Hülse sitzt, welche koaxial eine andere Zone der dritten Welle 49 umgibt. Die Hülsen 52, 56 sind alternativ antriebsmäßig mit der dritten Welle 49 durch entsprechende Mehrscheibenreibungs-

/ mit dem Sonnenzahnrad

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kupplungen 57, 58 verbindbar, wobei jede hydraulisch eingerückt und durch Federn ausgerückt wird.

Ein Zahnrad 59 ist drehfest mit der dritten Welle 49 verbunden und kämmt mit einem Zahnrad 60, das-koaxial zur Null-Welle 30 verläuft und mit dieser antriebsmäßig über eine Zahnradkupplung 61 verbunden ist.

Wenn es beim Betrieb erwünscht ist, das Fahrzeug nach einer Seite zu steuern, wird unter Druck stehendes Öl zuerst zu der entsprechenden, der dritten Welle 49 zugeordneten Reibungskupplung, sagen wir die Reibungskupplung 57, zugeführt. Die Kupplung 57 rückt dann allmählich ein, so daß die Null-Welle 30 sich mit zunehmender Geschwindigkeit in einer Richtung dreht, was eine zunehmende Steuerwirkung aufgrund des zunehmenden Unterschieds in den Drehgeschwindigkeiten der Sonnenzahnräder 25, 29 der Umlaufgetriebe 20, 21 zur Folge hat, bis die Null-Welle eine erste Geschwindigkeit erreicht hat. Während dieser ersten Phase des Steuerns wird die zweite Welle 41 durch das Umlaufuntersetzungsgetriebe 42 mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als die erste Welle 40 angetrieben, jedoch wird bei einem bestimmten Öldruck, der annähernd dem entspricht, der zum vollen Einrücken der Kupplung 57 erforderlich ist, Öl zur Reibungskupplung 47, welche dem Umlaufuntersetzungsgetriebe 42 zugeordnet ist, zugeführt, so daß eine zweite Steuerungsphase einsetzt. Die Kupplung 47 sperrt dann das Umlaufuntersetzungsgetriebe 42, so daß die zweite Welle 41 mit der gleichen Geschwindigkeit wie die erste Welle 40 angetrieben wird, weshalb die Null-Welle 30 in der erwähnten einen Richtung mit einer höheren Geschwindigkeit angetrieben wird. Hierdurch wird der Wendekreis auf ein Minimum reduziert, welcher Gang auch immer im Wechselgetriebe 10 eingeschaltet ist. Das Fahrzeug kann natürlich nach, der anderen Seite

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dadurch gesteuert werden, daß zunächst die andere Reibungskupplung 58, die der dritten Welle 49 zugeordnet ist, eingerückt wird, so daß die Null-Welle 30 sich in der entgegengesetzten Richtung dreht, worauf dann anschließend die Reibungskupplung 47 eingerückt wird. Wenn das Fahrzeug geradeaus fahren soll, dann sind die Reibungskupplungen 47, 57 und 58 ausgerückt. Obwohl die erste und die zweite Welle 40, 41 sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten drehen und die erste und die zweite Hülse 52, 56 sich ebenfalls drehen, findet keine Drehung der dritten Welle 49 und auch keine Drehung der Null-Welle 30 statt.

Die Vorteile des mechanischen Zweigangantriebs sind wie folgt:

(a) Wenn das Fahrzeug geradeaus fährt, dann hält das ungesperrte Umlaufuntersetzungsgetriebe 42 die Geschwindigkeitsunterschiede der Platten der ausgerückten Reibungskupplungen 57, 58 auf ein Minimum, so daß die in diesen Kupplungen erzeugte Wärme dementsprechend niedrig ist.

(b) Das allmähliche Einrücken der Reibungskupplungen 57, 58 ergibt einen veränderlichen Wendekreis, wie es charakteristisch für ein mit Rädern versehenes Fahrzeug ist, das eine vom Kraftübertragungsmechanismus unabhängige von einem herkömmlichen Steuerrad betätigte Steuereinrichtung aufweist.

Claims

' · '''1Ii -1- SCHUTZAMSPRÜCHE

1. Steuerungsmechanismus für einen Kraftübertragungsmechanismus mit zwei Abtriebswelien, welche mit entsprechenden Antriebs- ■ mitteln an einander gegenüberliegenden Seiten eines Fahrzeugs verbindbar sind, wobei der Steuerungsmechanismus die Drehgeschwindigkeit einer der Wellen erhöhen und die Drehgeschwindigkeit der anderen Welle erniedrigen kann und eine Null-Welle aufweist, die in beiden Drehrichtungen antreibbar ist, um eine Steuerung durch Veränderung der relativen Drehgeschwindigkeiten

^: der Antriebswellen herbeizuführen, gekennzeichnet durch einen mechanischen Zweigangantrieb (42 und 49-59), der von der Antriebsseite des Kraftübertragungsmechanismus (10) angetrieben wird und die Null-Welle (30) mit einer ersten Geschwindigkeit und dann mit einer höheren Geschwindigkeit in beiden Richtungen " antreiben kann.

2. Steuerungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Zweigangantrieb eine konstant angetriebene erste Welle (40), ein sperrbares Umlaufuntersetzungsgetriebe (42), welches die erste Welle (40) antriebsmäßig mit einer koaxial hierzu verlaufenden zweiten Welle.(41) verbindet, zwei Zahnradketten (50, 51 bzw. 53, 54, 55) mit einer geraden bzw. einer ungeraden Anzahl von Zahnrädern, durch welche alternativ eine dritte Welle (49) von der zweiten Welle (41) durch ent-

I" sprechende Reibungskupplungen (57 bzw. 58)angetrieben werden

kann, und eine dauernde Antriebsverbindung (59, 60, 61) zwischen der dritten Welle (49) und der Null-Welle (30) aufweist.

3. Steuerungsmechanismus nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß das sperrbare Umlaufuntersetzungsgetriebe (42) ein mit der ersten Welle (40) drehfest verbundenes Sonnenzahnrad (43), mehrere Planetenzahnräder (44), die mit dem Sonnenzahnrad (43) kämmen und in einem mit der zweiten Welle (41) drehfest verbundenen Planetenträger (45) gelagert sind, ein Ringzahnrad (46)

das mit den Planetenzahnrädern (44) kämmt, eine Reibungskupplung (47) für die antriebsmäßige Verbindung der ersten Welle (40) mit dem Ringzahnrad (46) und einen Freilauf (48) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er das Ringzahnrad (46) am Drehen hindert, wenn die Reibungskupplung (47) ausgerückt ISt₁, und daß sie überlaufen wird, wenn die Reibungskupplung eingerückt ist.

4. Steuerungsmechanismus nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dauerhafte Antriebsverbindung zwischen der dritten Welle (49) und der Null-Welle (30) eine Zahnradkupplung (61) umfaßt.