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Selbsttätiges Getriebe für Kraftfahrzeuge, Werkzeugmaschinen, Aufzüge u. dgl.
Die Erfindung bezieht sich auf ein selbst- tätiges Getriebe für Kraftfahrzeuge, Werkzeug- maschinen, Aufzüge u. dgl. Vorrichtungen mit wechselndem Kraft-bzw. Leistungsbedarf, welches selbsttätig im Verhältnis zwischen An- und Abtrieb eine den jeweiligen Betriebser- fordernissen angepasste Drehzahl-und Dreh- moment-Wandlung vornimmt. Das Getriebe gemäss der Erfindung ist ein Umlaufgetriebe.
Die bekannten Umlaufgetriebe weisen meistens die folgenden Teile auf : Eine Eingangs- (Antriebs-)
Welle samt mit dieser verbundenen Gliedern eines Getriebes (z. B. Sonnenrad), einen Mittel- teil, zumeist in der Form eines Planetenrad- trägers (Steg) mit an demselben drehbar ge- lagerten Planetenrädern, und eine Ausgangs- (Abtriebs-) Welle samt den damit verbundenen
Teilen eines Getriebes (z. B. Sonnenrad auf der Abtriebswelle).
Es ist bereits bekannt, bei solchen, allerdings nicht selbsttätigen Getrieben den Mittelteil in jener Richtung, in der er bei feststehender
Abtriebswelle umlaufen würde, mit einem gegebenenfalls auslösbaren Gesperre zu ver- sehen. Weiter ist es bekannt, eine Einrichtung zu treffen, die nach Abnahme des Arbeits- widerstandes unter einen bestimmten Wert den
Umlauf des Mittelteils in einer der gesperrten entgegengesetzten Richtung bewirkt. Im ersteren
Falle, bei festgehaltenem oder nur in einer
Richtung gesperrtem Mittelteil, wird ein Dreh- zahl-und Übersetzungsverhältnis zwischen An- und Abtriebsseite hergestellt, das konstant dem
Zähneverhältnis des betreffenden Getriebes ent- spricht.
Wird jedoch nach der zweiten beschriebenen
Ausführung der Mittelteil zusätzlich durch eine
Mitnahmevorrichtung in den Grenzen vom Null- wert bis zur Winkelgeschwindigkeit der Antriebs- welle mitgedreht, so kann die Umdrehungszahl der Abtriebswelle bis zu jener der Antriebs- welle zunehmen. Diese bisher bekannten Mit- nahmevorrichtungen leiden in der untersten
Stufe, abnehmend bis zum Gleichlauf an einem arbeitsvernichtenden Schlupf, wobei der
Leistungsverlust beispielsweise in der Form betriebsschädlicher Erwärmung abgeleitet wird.
Ausserdem wird durch Mitnahmevorrichtungen solcher Art nur eine Drehzahl-, nicht aber auch eine Drehmoment-Wandlung erzielt, weil in den Zwischenstufe eine Ableitung des
Reaktionsmomentes an einen festen Aussen- punkt fehlt.
Das Wesen der Erfindung kennzeichnet sich durch zwei Umlaufgetriebesätze, denen die Motorleistung auf verschiedenen Wegen zugeführt wird und die ihre Leistung auf einen dritten Umlaufgetriebesatz übertragen, der zusammen mit einem der beiden anderen Getriebesätze auf die Abtriebswelle einwirkt.
Hiebei ist es im Wesen gleichgültig, ob der Antrieb bzw. Abtrieb bei den einzelnen Umlauf- getriebeeinheiten über ein Sonnenrad oder über einen Planetenradträger erfolgt.
Eine wesentliche Ausgestaltung des Getriebes gemäss der Erfindung besteht darin, dass einzelne Getriebeteile als in einer Drehrichtung sperrende Sperrgetriebe ausgebildet sind und in weiterer Ausbildung noch andere Getriebeteile als Sperrgetriebe auf diese abstützbar sind.
In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in den Fig. 1 und 2 in zwei verschiedenen Ausführungsbeispielen in Achsschnitten dargestellt.
In der Beschreibung ist Antrieb und Abtrieb als von links gesehen im Uhrzeigersinn erfolgend angenommen und dieser Drehsinn mit rechts bezeichnet.
Das Getriebe (Fig. 1) besteht aus drei Elementen, u. zw. aus dem primär vom Sonnenrad
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dem Umlaufgetriebe-Element II, angetrieben mit der gleichen Primärdrehzahl vom Sonnen-
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Planetenradträger PT3 verbundene Sonnenrad und durch das mit der Ausgangswelle Ab fest verbundene Sonnenrad S5.
Das Getriebe wirkt in der folgenden Weise : Mit der Antriebswelle An sind fest verbunden das Sonnenrad und die Antriebstrommel AT ; diese beteiligt sich als der oben beschriebene zweite Antriebsast durch das fest auf einer Hohlwelle aufgesetzte Sonnenrad g. Das Sonnenrad ist über die im Planetenradträger
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rad S2 mit der Abtriebswelle Ab in Verbindung. Der Planetenradträger PTi ist ebenfalls als eine
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das ganze Getriebe umschliessende Trommel ausgebildet. Steht das Ausgangssonnenrad 82 still oder wirkt sich in ihm der Arbeitswiderstand aus, so würde sich der Planetenradträger P ? i bei Rechtsantrieb arbeitslos nach links drehen.
Diese Linksdrehung wird aber durch das Gesperre G2 verhindert, so dass die Abtriebswelle mit einer dem Untersetzungsverhältnis des Getriebe-Elementes I entsprechenden Drehzahl umläuft. Gleichzeitig wird aber über die Trommel AT auch das auf der Hohlwelle RM umlaufende Sonnenrad 83 mit der Primärdrehzahl angetrieben und damit über die Planetenräderpaare PR2 der Planetenradträger PT3 des Elementes
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feststehenden Hohlwelle RM auf die feste Umgebung abgestützt, indem der Planetenradträger PT2 nach rechts frei, jedoch nach links vom Gesperre G*i festgehalten wird.
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auf der Ausgangswelle fest aufgekeilten Sonnenrad 85 in Umdrehung gebracht.
Das Sonnenrad 85 läuft sonach mit jener Drehzahl, auf welche die Ausgangswelle je nach dem auftretendem Arbeitswiderstand beschleunigt werden kann. Die auf der Ausgangsseite am Sonnenrad 85 abgenommene Arbeit geht nicht verloren bzw. muss nicht zusätzlich, beispielsweise zum Fahrbetrieb, aufgewendet werden, weil sie zum Primärantrieb des Elementes I zurückgeleitet wird und so übernimmt das Sonnenrad 85 nur die Funktion eines Steurorganes. Auf diese Art empfängt der Planetenradträger PT i die jeweilige Summe von zwei zueinander und jede für sich variable Antriebsleistungen. Die eine ist abhängig von der Motorleistung, die andere von der erzielbaren Drehzahl der Ausgangswelle.
Ebenso wird das Element I auf zweierlei Art angetrieben. Zuerst von der Hauptantriebswelle direkt und ergänzend wird der Planetenradträger P ? i vom Element III über die Planetenräder PR3 und Sonnenrad 85 angetrieben. Auch diese beiden Bewegungen sind wiederum abhängig einerseits von der Motorleistung und anderseits von den Abtriebserfordernissen.
Es werden daher durch diese Einrichtung Drehzahl und Drehmoment jeweils dem Unterschied zwischen den am Antrieb eingeleiteten und am Abtrieb erforderlichen Betriebsbedingungen in den Grenzen der Getriebe-Übersetzungsverhältnisse automatisch angepasst. Werden Antriebsdrehzahl und Antriebsdrehmoment als konstant angenommen, so wird sich bei steigendem Drehmomentbedarf auf der Sekundärseite die Ausgangsdrehzahl vermindern und bei sinkendem Drehmomenterfordernis steigern. Wenn schliesslich das Sekundärdreh- moment dem Primärdrehmoment gleich geworden ist, verschwindet praktisch das den Planetenradträger P ? i nach links drängende Differenzmoment und die für diesen Betriebszustand vorgesehene Mitnahmevorrichtung tritt in Funktion. Zu diesem Zweck sind die Antriebstrommel AT und der Planetenradträger .
P ? i als über-und ineinander laufende Trommeln ausgebildet. Sie laufen nicht mit Mantel-und Seitenflächen streng aufeinander gleitend, aber mit glatten Flächen sehr nahe aneinander. Eine dünne Schichte des im Getriebe vorhandenen Schmieröles stellt eine Adhäsionsverbindung her, welche dazu ausreicht, die im beschriebenen Betriebszustand wenig belasteten Planetenradträger so lange im Gleichlauf mitzunehmen, bis entweder von der getriebenen oder von der treibenden Seite her, dieser Gleichgewichtszustand, sei es durch eine momentane oder länger andauernde höhere Belastung oder sei es durch eine Steigerung der Motorleistung, aufgehoben wird. Im Gleichgewichtszustand dreht sich das Gesamtgetriebe im Gleichlauf des An-und Abtriebes und die einzelnen Teile des ganzen Getriebes stehen zueinander still.
Tritt die Gleichgewichtsstörung ein, so bleiben die Planetenradträger im Vergleich zur Antriebstrommel AT zurück, bis schliesslich das Getriebe mit zunächst am Gesperre anliegendem Planetenradträger PT2 seine vorbeschriebene Aufgabe selbsttätig wieder aufnimmt.
Zur Herstellung des Rückwärtsganges ist dem Getriebe ein Umkehrgetriebe mit Schaltung, allenfalls mit einer einheitlichen Unter-oder Übersetzung des Vorwärtsganges in bekannter Ausführung anzuschliessen.
Die Fig. 2 stellt ein Getriebe mit den gleichen Hauptmerkmalen dar, nur mit dem Unterschied, dass das Element III statt mit Stirn-mit Kegelzahnrädern ausgestattet ist. Hier ist das vom Element II angetriebene Sonnenrad S, mit einem Kegelrad KR2 fest verbunden und mit diesem auf der Sekundärwelle Ab drehbar angeordnet. Im rechten Winkel zur Ausgangswelle sind auf dieser die Achsen der Kegelräder KR3 fest aufgesetzt. Die Kegelräder KR3 kämmen einer-
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Automatic transmission for motor vehicles, machine tools, elevators, etc. like
The invention relates to an automatic transmission for motor vehicles, machine tools, elevators and the like. Like. Devices with alternating force or. Power requirement, which automatically performs a speed and torque conversion adapted to the respective operating requirements in the ratio between input and output. The transmission according to the invention is an epicyclic transmission.
The known epicyclic gears usually have the following parts: An input (drive)
Shaft together with the links of a gear connected to it (e.g. sun gear), a middle part, mostly in the form of a planet gear carrier (web) with planet gears rotatably mounted on it, and an output (output) shaft including the associated
Parts of a gear (e.g. sun gear on the output shaft).
It is already known in such, but not automatic transmissions, the middle part in the direction in which it is fixed
The output shaft would rotate, to be provided with an optionally releasable lock. It is also known to make a device which, after the working resistance has decreased below a certain value
Circulation of the middle part causes in one of the locked opposite direction. In the former
Trap, on hold or just in one
In the direction of the locked middle part, a speed and transmission ratio is established between the input and output sides that is constant to the
Tooth ratio of the gear concerned corresponds.
However, it is described after the second
Execution of the middle part additionally by a
The driving device is rotated within the limits of the zero value up to the angular velocity of the drive shaft, so the number of revolutions of the output shaft can increase up to that of the drive shaft. These previously known take-away devices suffer in the least
Stage, decreasing to the synchronization of a work-destroying slip, where the
Loss of performance is derived, for example, in the form of harmful warming.
In addition, only a speed, but not a torque conversion is achieved by driving devices of this type, because in the intermediate stage a derivative of the
There is no reaction moment at a fixed external point.
The essence of the invention is characterized by two epicyclic gear sets to which the engine power is supplied in different ways and which transmit their power to a third epicyclic gear set, which acts together with one of the other two gear sets on the output shaft.
It is essentially irrelevant whether the individual epicyclic gear units are driven or driven via a sun gear or a planet gear carrier.
An essential embodiment of the transmission according to the invention is that individual transmission parts are designed as locking gears that lock in one direction of rotation and, in a further design, other gear parts can be supported on these as locking gears.
In the drawing, the subject of the invention is shown in FIGS. 1 and 2 in two different exemplary embodiments in axial sections.
In the description, the drive and output are assumed to be clockwise when viewed from the left, and this direction of rotation is referred to as right.
The transmission (Fig. 1) consists of three elements, u. between the primary from the sun gear
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the epicyclic gear element II, driven at the same primary speed by the sun
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Planetary gear carrier PT3 connected sun gear and through the sun gear S5 firmly connected to the output shaft Ab.
The transmission works in the following way: The sun gear and the drive drum AT are firmly connected to the drive shaft An; this participates as the second drive branch described above through the sun gear g, which is firmly attached to a hollow shaft. The sun gear is about the in the planet carrier
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wheel S2 with the output shaft Ab in connection. The planetary gear carrier PTi is also available as a
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the whole gear enclosing drum formed. If the output sun gear 82 is stationary or if the working resistance has an effect in it, the planet gear carrier P? i turn left without work with right-hand drive.
This counterclockwise rotation is prevented by the locking mechanism G2, so that the output shaft rotates at a speed corresponding to the reduction ratio of the gear element I. At the same time, however, the sun gear 83 rotating on the hollow shaft RM is also driven at the primary speed via the drum AT and thus the planet gear carrier PT3 of the element via the planet gear pairs PR2
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fixed hollow shaft RM is supported on the fixed environment by holding the planetary gear carrier PT2 free to the right, but to the left by the locking mechanism G * i.
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on the output shaft firmly keyed sun gear 85 brought into rotation.
The sun gear 85 therefore runs at the speed to which the output shaft can be accelerated depending on the working resistance that occurs. The work removed on the output side at the sun gear 85 is not lost or does not have to be used in addition, for example for driving, because it is returned to the primary drive of the element I and so the sun gear 85 only takes on the function of a control element. In this way the planetary gear carrier PT i receives the respective sum of two to one another and each of them has variable drive powers. One depends on the engine power, the other on the achievable speed of the output shaft.
Element I is also driven in two ways. First, directly from the main drive shaft and in addition, the planetary gear carrier P? i driven by element III via planetary gears PR3 and sun gear 85. These two movements are also dependent on the one hand on the engine power and on the other hand on the output requirements.
This device therefore automatically adapts the speed and torque to the difference between the operating conditions introduced at the drive and the operating conditions required at the output within the limits of the transmission gear ratios. If the drive speed and drive torque are assumed to be constant, the output speed will decrease with increasing torque requirement on the secondary side and increase with decreasing torque requirement. When the secondary torque has finally become equal to the primary torque, does the planetary gear carrier P practically disappear? i differential torque pushing to the left and the entrainment device provided for this operating state comes into operation. For this purpose the drive drum AT and the planet carrier are used.
P? i designed as drums running over and into one another. They do not run with surface and side surfaces so that they slide strictly against one another, but with smooth surfaces they run very close to one another. A thin layer of the lubricating oil in the gearbox creates an adhesive bond which is sufficient to keep the planetary gear carriers, which are not under stress in the described operating state, in synchronism until this equilibrium state is established either from the driven or the driving side, be it through a momentary one or longer lasting higher loads or be it through an increase in engine power. In the state of equilibrium, the entire gear unit rotates synchronously with the input and output and the individual parts of the entire gear unit are stationary with respect to one another.
If the equilibrium disturbance occurs, the planetary gear carriers remain behind compared to the drive drum AT until finally the transmission with the planetary gear carrier PT2 initially resting on the locking mechanism automatically resumes its task as described above.
In order to produce the reverse gear, a reversing gear with shifting, if necessary with a uniform reduction or translation of the forward gear in a known design, must be connected to the transmission.
2 shows a transmission with the same main features, the only difference being that element III is equipped with bevel gears instead of spur gears. Here, the sun gear S driven by element II is firmly connected to a bevel gear KR2 and rotatably arranged with it on the secondary shaft Ab. The axes of the bevel gears KR3 are firmly attached to the output shaft at right angles to the output shaft. The bevel gears KR3 mesh
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