AT519361B1

AT519361B1 - transmission assembly

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Publication number: AT519361B1
Application number: ATA50206/2017A
Authority: AT
Original assignee: Ing Johann Kropfreiter
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2018-06-15
Also published as: AT519361A4; EP3596358A1; WO2018165687A1

Abstract

Es wird eine Getriebeanordnung mit zwei gleichen, je drei Wellen (3, 4, 5) aufweisenden Umlaufrädergetrieben (1, 2) zwischen einem Getriebeeingang (6) und einem Getriebeausgang (7) beschrieben, wobei von den drei Paaren einander entsprechender Wellen (3, 4, 5) der beiden Umlaufrädergetriebe (1, 2) ein Wellenpaar (3) dem Getriebeeingang (6) und dem Getriebeausgang (7) zugeordnet ist, während die Wellen (4, 5) der beiden übrigen Wellenpaare in einem starren Übersetzungsverhältnis antriebsverbunden sind, und wobei zumindest eines der Wellenpaare der starr miteinander antriebsverbundenen Wellen (4, 5) an eine Einrichtung (10) zur Drehmomentbeaufschlagung angeschlossen ist, die das angeschlossene Wellenpaar (4, 5) mit einem von der Welle (12, 22) des Getriebeausgangs (7) oder des Getriebeeingangs (6) abgeleiteten Beschleunigungsmoment beaufschlagt, dadurch gekennzeichnet, dass die starr miteinander antriebsverbundenen Wellen (4, 5) der beiden Wellenpaare ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis aufweisen.A transmission arrangement with two identical epicyclic gearboxes (1, 2), each having three shafts (3, 4, 5), between a transmission input (6) and a transmission output (7) is described, one of the three pairs of corresponding shafts (3, 4, 5) of the two epicyclic gearboxes (1, 2) a pair of shafts (3) is associated with the transmission input (6) and the transmission output (7), while the shafts (4, 5) of the two remaining pairs of shafts are drive-connected in a rigid transmission ratio, and at least one of the shaft pairs of the shafts (4, 5) rigidly connected to one another is connected to a device (10) for applying torque, which drives the connected shaft pair (4, 5) with one of the shaft (12, 22) of the transmission output (7 ) or the transmission input (6) derived accelerating torque, characterized in that the rigidly drive-connected shafts (4, 5) of the two shaft pairs a different translation have relationship ratio.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Getriebeanordnung mit zwei gleichen, je drei Wellen aufweisenden Umlaufrädergetrieben zwischen einem Getriebeeingang und einem Getriebeausgang, wobei von den drei Paaren einander entsprechender Wellen der beiden Umlaufrädergetriebe ein Wellenpaar dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang zugeordnet ist, während die Wellen der beiden übrigen Wellenpaare in einem starren Übersetzungsverhältnis antriebsverbunden sind, und wobei zumindest eines der Wellenpaare der starr miteinander antriebsverbundenen Wellen an eine Einrichtung zur Drehmomentbeaufschlagung angeschlossen ist, die das angeschlossene Wellenpaar mit einem von der Welle des Getriebeausgangs oder des Getriebeeingangs abgeleiteten Beschleunigungsmoment beaufschlagt.Description: The invention relates to a gear arrangement with two identical, three-shaft epicyclic gearboxes between a gearbox input and a gearbox output, one of the three pairs of corresponding shafts of the two epicyclic gearboxes being assigned to the gearbox input and the gearbox output, while the Shafts of the other two pairs of shafts are connected to the drive in a rigid transmission ratio, and at least one of the pairs of shafts of the shafts rigidly connected to one another is connected to a device for applying torque, which acts on the connected shaft pair with an acceleration torque derived from the shaft of the transmission output or the transmission input.

[0002] Um in ihrer Drehzahl stufenlos änderbare, mechanische Getriebeanordnungen zu erhalten, ist es bekannt, zwei in unterschiedlicher Weise miteinander gekoppelte Umlaufrädergetriebe zwischen einem Getriebeeingang und einem Getriebeausgang vorzusehen und zum Beispiel durch Beaufschlagung einzelner Getriebeglieder mit einem Bremsmoment so anzusteuern, dass sich ausgangsseitig eine gewünschte Drehzahl einstellt. Die Einflussmöglichkeiten auf die Übersetzungsverhältnisse bleiben allerdings beschränkt.In order to obtain infinitely variable mechanical transmission arrangements in terms of speed, it is known to provide two epicyclic gears that are coupled to one another in different ways between a transmission input and a transmission output and to be controlled, for example, by applying individual braking elements with a braking torque in such a way that there is an output side sets the desired speed. However, the options for influencing the translation ratios remain limited.

[0003] Bei einer als Drehmomentwandler eingesetzten Getriebeanordnung mit zwei gleichen, je drei Wellen aufweisenden Umlaufrädergetrieben zwischen dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang ist es bekannt (DE 26 35 946 A1), die nicht dem Getriebeeingang und dem Getriebeausgang zugeordneten, einander entsprechenden Wellen der beiden Umlaufrädergetriebe miteinander über eine starre Antriebsverbindung zu koppeln, wobei die starren Antriebsverbindungen zwischen den beiden einander entsprechenden Wellenpaaren eine gegensinnige Übersetzung mit einem Produkt der beiden Übersetzungsverhältnisse ungleich 1 aufweisen, sodass aufgrund der zwischen den beiden Umlaufrädergetrieben vorgegebenen Übersetzungsverhältnisse bei gleichbleibenden Antriebsbedingungen eine selbständige Anpassung der Drehzahl und des Drehmoments auf der Getriebeausgangsseite an die dort auftretenden Belastungen erfolgt. Durch das von 1 ungleiche Produkt der vorgegebenen Übersetzungsverhältnisse der beiden starren Antriebsverbindungen zwischen den beiden Umlaufrädergetrieben wird durch die Drehzahl der Getriebeabtriebswelle die Bewegung der beiden Umlaufrädergetriebe eindeutig bestimmt, was einer weitergehenden Einflussnahme auf die Abtriebsgeschwindigkeit entgegensteht.In a gear arrangement used as a torque converter with two identical, three-shaft epicyclic gears between the transmission input and the transmission output, it is known (DE 26 35 946 A1) that not associated with the transmission input and the transmission output, corresponding shafts of the two epicyclic gears to couple with each other via a rigid drive connection, the rigid drive connections between the two corresponding pairs of shafts having an opposite ratio with a product of the two gear ratios not equal to 1, so that due to the gear ratios given between the two epicyclic gears with constant drive conditions, an independent adjustment of the speed and the Torque on the transmission output side to the loads occurring there. Due to the fact that the product of the given transmission ratios of the two rigid drive connections between the two epicyclic gearboxes, which is not the same, the movement of the two epicyclic gearboxes is clearly determined by the speed of the gearbox output shaft, which prevents further influence on the output speed.

[0004] Um eine weitgehende Einflussnahme auf die jeweilige Gesamtübersetzung und damit eine Anpassungsmöglichkeit an unterschiedliche Getriebeanforderungen zu erlauben ist es darüber hinaus bekannt (DE 10 2011 101 887 A1, US 4 109 551 A, GB 2 309 272 A, DE 199 60 028 A1, DE 34 24 421 A1, WO 2007/046722 A1), dass die beiden Wellenpaare der starr miteinander antriebsverbundenen Wellen ein gegensinniges, aber gleiches Übersetzungsverhältnis aufweisen und dass zumindest eines der Wellenpaare der starr miteinander antriebsverbundenen Wellen an eine Bremseinrichtung angeschlossen ist. Zufolge der gleichen, aber gegensinnigen Übersetzungsverhältnisse der beiden starren Antriebsverbindungen zwischen den beiden Umlaufrädergetrieben kann die Drehzahl der Abtriebswelle bei gleichbleibender Drehzahl der Antriebswelle durch ein Bremsen der Wellenpaare aus den starr miteinander antriebsverbundenen Wellen verändert werden. Die aufzubringenden Bremsmomente sind allerdings mit Energieverlusten verbunden. Außerdem wird der Übersetzungsbereich durch die konstruktiv vorgegebenen Übersetzungsverhältnisse zwischen den beiden Wellenpaaren der starr miteinander antriebsverbundenen Wellen begrenzt.In order to allow extensive influence on the respective overall ratio and thus an adaptation to different transmission requirements, it is also known (DE 10 2011 101 887 A1, US 4 109 551 A, GB 2 309 272 A, DE 199 60 028 A1 , DE 34 24 421 A1, WO 2007/046722 A1), that the two pairs of shafts of the shafts rigidly connected to one another have an opposite but identical transmission ratio and that at least one of the pairs of shafts of the shafts rigidly connected to one another is connected to a braking device. As a result of the same, but opposite, gear ratios of the two rigid drive connections between the two epicyclic gearboxes, the speed of the output shaft can be changed by braking the shaft pairs from the rigidly connected drive shafts while the speed of the drive shaft remains the same. However, the braking torques to be applied are associated with energy losses. In addition, the gear ratio range is limited by the structurally predetermined gear ratios between the two pairs of shafts of the shafts rigidly connected to one another by the drive.

[0005] Anstelle der Bremseinrichtung kann auch in einer der beiden starren Antriebsverbindungen zwischen den beiden Umlaufrädergetrieben eine der beiden starr miteinander antriebsverbundenen Wellen mit einer hydraulischen Kupplung versehen sein (US 3 119 282 A), mit deren Hilfe das übertragbare Drehmoment gesteuert wird, sodass eine einer Bremseinrichtung ähnliche Wirkung erreicht wird. Eine weitere Möglichkeit, die Drehzahl der Abtriebswelle bei gleichbleibender Drehzahl der Antriebswelle durch eine Beeinflussung der Drehzahl der Wellenpaare /12Instead of the braking device can also be provided in one of the two rigid drive connections between the two epicyclic gears one of the two rigidly drive-connected shafts with a hydraulic clutch (US 3 119 282 A), with the help of which the transmissible torque is controlled so that a a braking device similar effect is achieved. Another option is to control the speed of the output shaft while the speed of the drive shaft remains the same by influencing the speed of the shaft pairs / 12

AT 519 361 B1 2018-06-15 österreichisches patentamt aus den starr miteinander antriebsverbundenen Wellen zu verändern, besteht darin (DE 1 121AT 519 361 B1 2018-06-15 Austrian patent office to change from the rigidly connected drive shafts consists in (DE 1 121

939 B), über eine durch das eine Wellenpaar zwischen den beiden Umlaufgetrieben angetriebene Olpumpe und einen Regler einen Ölmotor anzutreiben, der mit dem anderen Wellenpaar antriebsverbunden ist, sodass wiederum das Übersetzungsverhältnis mithilfe des Drehmoments gesteuert werden kann, das durch eines der beiden Wellenpaare übertragen wird, [0006] Um eine Getriebeanordnung mit zwei Umlaufrädergetrieben so auszugestalten, dass bei vorgegebenen Antriebsbedingungen auf der Eingangsseite gewünschte Drehzahlen auf der Ausgangsseite der Getriebeanordnung durch eine vorteilhafte Einflussnahme auf die beiden miteinander verbundenen Umlaufrädergetriebe sichergestellt und damit die Beschränkungen hinsichtlich der maximalen Übersetzung der Getriebeanordnung vermieden werden können, wurde vom Anmelder bereits vorgeschlagen, eines der Wellenpaare der starr miteinander antriebsverbundenen Wellen an eine Einrichtung zur Drehmomentbeaufschlagung anzuschließen, die das angeschlossene Wellenpaar mit einem von der Welle des Getriebeausgangs oder Getriebeeingangs abgeleiteten Beschleunigungsmoment beaufschlagt. Aufgrund des gleichen, gegensinnigen Übersetzungsverhältnisses der beiden starren Antriebsverbindungen zwischen den Umlaufrädergetrieben kann die Drehzahl der Abtriebswelle unabhängig von der Drehzahl der Antriebswelle durch eine Drehmomentbeaufschlagung des angeschlossenen Wellenpaars weitgehend beliebig gewählt werden, wobei sich vorteilhafte Konstruktionsbedingungen ergeben, weil das Drehmoment von der Welle des Getriebeausgangs oder des Getriebeeingangs abgeleitet werden kann, sodass kein gesonderter Antrieb für die Drehmomentbeaufschlagung des angeschlossenen Wellenpaars vorgesehen werden muss.939 B), via an oil pump driven by one pair of shafts between the two epicyclic gears and a regulator, to drive an oil motor which is drive-connected to the other pair of shafts, so that in turn the transmission ratio can be controlled by means of the torque which is transmitted by one of the two pairs of shafts In order to design a gear arrangement with two epicyclic gears in such a way that, given predetermined drive conditions on the input side, desired speeds on the output side of the gearing arrangement are ensured by advantageously influencing the two connected epicyclic gears, thereby avoiding the restrictions with regard to the maximum transmission ratio of the gear arrangement can, has already been proposed by the applicant to connect one of the shaft pairs of the rigidly drive-connected shafts to a device for torque application, which the connected wel lenpaar with an acceleration torque derived from the shaft of the transmission output or transmission input. Due to the same, opposite gear ratio of the two rigid drive connections between the epicyclic gearboxes, the speed of the output shaft can be chosen largely arbitrarily regardless of the speed of the drive shaft by applying torque to the connected shaft pair, with advantageous design conditions because the torque from the shaft of the gearbox output or of the transmission input can be derived, so that no separate drive for the torque application of the connected shaft pair has to be provided.

[0007] Wegen der gleichen, aber gegensinnigen Übersetzungsverhältnisse im Bereich der beiden Wellenpaare der miteinander starr antriebsverbundenen Wellen wird über das eine Wellenpaar eine kurze und über das andere Wellenpaar eine lange Übersetzung vorgegeben. Wird das Wellenpaar mit der kurzen Übersetzung stillgesetzt, so ergibt sich eine der langen Übersetzung des anderen Wellenpaars entsprechende, hohe Drehzahl für die ausgangsseitige Welle der Getriebeanordnung. Mit der Stillsetzung des Wellenpaars mit der langen Übersetzung wird das kurze Übersetzungsverhältnis wirksam. Mit einer an das Wellenpaar mit der kurzen Übersetzung angeschlossenen Einrichtung zur Drehmomentbeaufschlagung kann somit das Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung über das der langen Übersetzung gesteigert werden, weil mit der vorgeschlagene Drehmomentbeaufschlagung im Vergleich zum Stand der Technik das Wellenpaar mit der kurzen Übersetzung nicht nur bis zum Stillstand abgebremst, sondern auch in entgegengesetzter Richtung angetrieben werden kann, wodurch die sonst durch die lange Übersetzung gegebene Beschränkung des Übersetzungsverhältnisses aufgehoben wird. Dies bedeutet bei einer entsprechenden Ableitung eines Beschleunigungsmoments von der Abtriebswelle, dass die Abtriebswelle auf höchste Drehzahlen beschleunigt werden kann. Das gegensinnig gleiche Übersetzungsverhältnis der Wellen der miteinander starr antriebsverbundenen Wellenpaare kann allerdings manchen Anforderungen insbesondere hinsichtlich des Beschleunigungsverhaltens nur zum Teil genügen.Because of the same, but opposite gear ratios in the region of the two pairs of shafts of the rigidly connected drive shafts, a short gear ratio and a long gear ratio is specified via one pair of shafts. If the pair of shafts with the short ratio is stopped, a high speed corresponding to the long ratio of the other pair of shafts results for the output shaft of the gear arrangement. When the shaft pair with the long gear ratio is stopped, the short gear ratio becomes effective. With a device for torque loading connected to the pair of shafts with the short transmission ratio, the transmission ratio of the gear arrangement can thus be increased over that of the long transmission ratio, because with the proposed torque loading compared to the prior art, the shaft pair with the short transmission ratio not only braked to a standstill , but can also be driven in the opposite direction, whereby the limitation of the gear ratio otherwise given by the long translation is eliminated. With a corresponding derivation of an acceleration torque from the output shaft, this means that the output shaft can be accelerated to the highest speeds. However, the mutually identical transmission ratio of the shafts of the shaft pairs rigidly connected to the drive can only partially meet certain requirements, in particular with regard to the acceleration behavior.

[0008] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeanordnung der eingangs geschilderten Art so anzupassen, dass besonderen Vorgaben insbesondere hinsichtlich des Beschleunigungsverhaltens gut entsprochen werden kann.The invention is therefore based on the object of adapting a gear arrangement of the type described in such a way that special requirements, in particular with regard to the acceleration behavior, can be met well.

[0009] Ausgehend von einer Getriebeanordnung der eingangs geschilderten Art löst die Erfindung die gestellte Aufgabe dadurch, dass die starr miteinander antriebsverbundenen Wellen der beiden Wellenpaare ein unterschiedliches Übersetzungsverhältnis aufweisen.Starting from a gear arrangement of the type described above, the invention achieves the object in that the rigidly drive-connected shafts of the two pairs of shafts have a different transmission ratio.

[0010] Durch das unterschiedliche Übersetzungsverhältnis zwischen den antriebsverbundenen Wellen der beiden Wellenpaare kann in einfacher Weise bestimmten Getriebeanforderungen entsprochen werden, weil aufgrund einer entsprechenden Drehmomentbeaufschlagung des angeschlossenen Wellenpaars die Drehzahl und die Beschleunigung der Abtriebswelle unter für den Anwendungsfall vorteilhaften Übersetzungsverhältnissen zwischen den antriebsverbundenen Wellen der beiden Wellenpaare gesteuert werden können.Due to the different transmission ratio between the drive-connected shafts of the two pairs of shafts, certain transmission requirements can be met in a simple manner, because due to a corresponding torque application of the connected shaft pair, the speed and the acceleration of the output shaft under advantageous transmission ratios between the drive-connected shafts of the two Wave pairs can be controlled.

[0011] Weisen die starr miteinander antriebsverbundenen Wellen der beiden Wellenpaare eine[0011] The rigidly interconnected shafts of the two pairs of shafts have one

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AT 519 361 B1 2018-06-15 österreichisches patentamtAT 519 361 B1 2018-06-15 Austrian patent office

Übersetzung für unterschiedliche Drehrichtungen auf, so kann die Drehzahl des Getriebeausgangs zusätzlich erhöht werden. Es ist aber auch bei einer entsprechenden Drehmomentbeaufschlagung möglich, die Drehrichtung des Getriebeausgangs in einfacherWeise zu wechseln.Gear ratio for different directions of rotation, the speed of the gearbox output can be increased further. However, it is also possible to change the direction of rotation of the transmission output in a simple manner with an appropriate application of torque.

[0012] Um eine Übersetzung für unterschiedliche Drehrichtungen zu erhalten, können die starr miteinander antriebsverbundenen Wellen der beiden Wellenpaare je ein Zahnrad aufweisen, wobei die Zahnräder eines der beiden Wellenpaare unmittelbar und die Zahnräder des anderen Wellenpaars unter Zwischenschaltung eines Zwischenzahnrads miteinander kämmen, was einfache Konstruktionsbedingungen schafft. Außerdem ergibt sich die Möglichkeit, wenigstens zwei wahlweise zum Einsatz kommende Zwischenzahnräder vorzusehen, was eine zusätzliche Anpassung des Übersetzungsverhältnisses erlaubt.In order to obtain a translation for different directions of rotation, the rigidly drive-connected shafts of the two pairs of shafts can each have a gear, the gears of one of the two pairs of shafts meshing directly and the gears of the other pair of shafts with the interposition of an intermediate gear, which is simple design conditions creates. In addition, there is the possibility of providing at least two intermediate gears optionally used, which allows an additional adjustment of the transmission ratio.

[0013] Werden die Antriebsverbindungen für starre Übersetzungsverhältnisse zwischen den Wellen der beiden Wellenpaare je an eine Einrichtung zur gesteuerten Beaufschlagung des jeweils angeschlossenen Wellenpaars mit einem vom Getriebeausgang oder dem Getriebeeingang abgeleiteten Drehmoment angeschlossen, so kann mit einfachen konstruktiven Mitteln die Drehzahl der Abtriebswelle nicht nur bis Null verringert, sondern auch der Drehsinn umgekehrt werden, je nach Beaufschlagung der Antriebsverbindungen mit von der Abtriebswelle oder der Antriebswelle abgeleiteten Drehmomenten in Abhängigkeit von der Ansteuerung der jeweiligen Einrichtung zur gesteuerten Beaufschlagung des jeweils angeschlossenen Wellenpaars.If the drive connections for rigid gear ratios between the shafts of the two pairs of shafts are each connected to a device for the controlled application of the respectively connected pair of shafts with a torque derived from the transmission output or the transmission input, then the rotational speed of the output shaft can be increased not only to simple design means Reduced zero, but also reversed the direction of rotation, depending on the action of the drive connections with torques derived from the output shaft or the drive shaft, depending on the activation of the respective device for the controlled action of the respectively connected shaft pair.

[0014] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0015] Fig. 1 [0016] Fig. 2 [0017] Fig. 3 [0018] Fig.4 [0019] Fig. 5 [0020] Fig. 6 eine erfindungsgemäße Getriebeanordnung in einem schematischen Blockschaltbild, eine abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung, eine gegenüber der Fig. 2 abgewandelte Ausführungsvariante, eine zusätzliche konstruktive Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung, eine weitere Konstruktionsvariante einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung und eine zusätzliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung.In the drawing, the subject of the invention is shown for example. 1, 2, 3, 4, 4, 5, 6, a gear arrangement according to the invention in a schematic block diagram, a modified embodiment of a Gear arrangement according to the invention, an embodiment variant modified compared to FIG. 2, an additional structural configuration of a gear arrangement according to the invention, a further construction variant of a gear arrangement according to the invention and an additional embodiment of a gear arrangement according to the invention.

[0021] Die Getriebeanordnung gemäß der Fig. 1 umfasst zwei Umlaufrädergetriebe 1, 2 mit je drei Wellen 3, 4 und 5, wobei die Welle 3 des Umlaufrädergetriebes 1 dem Getriebeeingang 6 und die Welle 3 des Umlaufrädergetriebes 2 dem Getriebeausgang 7 zugeordnet sind. Die Wellen 4 des einen und die Wellen 5 des anderen Wellenpaars sind miteinander über starre Antriebsverbindung 8, 9 verbunden, die gegensinnige, unterschiedlich große Übersetzungen aufweisen, sodass das Produkt der beiden Übersetzungsverhältnisse ungleich 1 ist. Aufgrund dieser gegensinnigen Übersetzungsverhältnisse ergibt sich durch die starre Antriebsverbindung 8 eine kurze und durch die Antriebsverbindung 9 eine lange Übersetzung zwischen den beiden Umlaufrädergetrieben 1,2 mit der Folge, dass bei einem undrehbaren Festhalten der Antriebsverbindung 8 das Umlaufrädergetriebe 2 über die lange Übersetzung der Antriebsverbindung 9 und beim Stillsetzen dieser Antriebsverbindung 9 das Umlaufrädergetriebe 2 über die kurze Übersetzung der Antriebsverbindung 8 angetrieben wird.1 comprises two epicyclic gears 1, 2, each with three shafts 3, 4 and 5, the shaft 3 of the epicyclic gear 1 being assigned to the transmission input 6 and the shaft 3 of the epicyclic gear 2 to the transmission output 7. The shafts 4 of the one and the shafts 5 of the other pair of shafts are connected to one another via rigid drive connections 8, 9 which have opposite, differently sized translations, so that the product of the two transmission ratios is not equal to 1. Due to these opposing transmission ratios, the rigid drive connection 8 results in a short and the drive connection 9 a long translation between the two epicyclic gears 1, 2, with the result that if the drive connection 8 is held non-rotatably, the epicyclic gear 2 via the long translation of the drive connection 9 and when this drive connection 9 is stopped, the epicyclic gear 2 is driven via the short transmission ratio of the drive connection 8.

[0022] Durch eine Einrichtung 10 zur Drehmomentbeaufschlagung beispielsweise des Wellenpaars 4 kann Einfluss auf das Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung genommen werden. Wird über die Einrichtung 10 kein Drehmoment auf die Antriebsverbindung 8 ausgeübt, können also die Wellen 4 unabhängig von der Einrichtung 10 bewegt werden, so kann die ausgangseitige Welle 3 des Umlaufrädergetriebes 2 hinsichtlich der Drehzahl und der Drehrichtung unabhängig von der eingangsseitigen Welle 3 des Umlaufrädergetriebes 1 bewegt werden, weil sich innerhalb der beiden Umlaufrädergetriebe 1,2 wegen der bestehenden Freiheitsgrade selbständig ein Übersetzungsverhältnis entsprechend dem Drehzahlverhältnis der beiden Wel3/12A device 10 for applying torque to the shaft pair 4, for example, can influence the transmission ratio of the gear arrangement. If no torque is exerted on the drive connection 8 via the device 10, that is to say the shafts 4 can be moved independently of the device 10, the output-side shaft 3 of the epicyclic gear mechanism 2 can be independent of the input-side shaft 3 of the epicyclic gear mechanism 1 with regard to the speed and direction of rotation be moved, because within the two epicyclic gears 1, 2, because of the existing degrees of freedom, a gear ratio corresponding to the speed ratio of the two Wel3 / 12

AT 519 361 B1 2018-06-15 österreichisches patentamt len 3 einstellt. Dies bedeutet aber zugleich, dass durch eine Einrichtungen 10 zur entsprechenden Drehmomentbeaufschlagung zumindest eines der Wellenpaare 4 und 5 ein beliebigesAT 519 361 B1 2018-06-15 Austrian patent office len 3. However, this also means that at least one of the shaft pairs 4 and 5 is arbitrary by means 10 for the corresponding application of torque

Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung eingestellt werden kann.Gear ratio of the gear arrangement can be adjusted.

[0023] In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Umlaufrädergetriebe 1, 2 als Planetengetriebe dargestellt, was keinesfalls zwingend ist, wie es auch nicht erforderlich ist, die den Steg 11 der Planetengetriebe tragenden Wellen 3 als ein- und ausgangseiteige Wellen einzusetzen, weil sich hierfür auch die beiden anderen Wellen 4, 5 der Umlaufrädergetriebe 1, 2 eignen. Nach der Fig. 1 wird der Steg 11 des Umlaufrädergetriebes 1 von einer Antriebswelle 12 über ein Zahnrad 13 angetrieben. Von den üblicherweise über den Umfang des Sonnenrads 14 verteilt angeordneten Planetenrädern 15 der Umlaufrädergetriebe 1, 2 ist aus Übersichtlichkeitsgründen nur eines angedeutet. Die das Sonnenrad 14 tragenden Wellen 4 und die Wellen 5 für das Hohlrad 16 sind über die Antriebsverbindungen 8 und 9 starr miteinander verbunden, wobei das jeweils hierfür eingesetzte Zahnradpaar 17, 18 bzw. 19, 20 durch eine andere Art der Antriebsverbindung mit einer geeigneten Übersetzung ersetzt werden kann, z. B. durch einen Ketten- oder Riementrieb. Zur Anpassung an besondere Anforderungen ist das Übersetzungsverhältnis der Zahnradpaare 17, 18 und 19, 20 unterschiedlich.In the illustrated embodiments, the epicyclic gear 1, 2 are shown as a planetary gear, which is not mandatory, as it is also not necessary to use the shaft 11 of the planetary gear shafts 3 as input and output-side shafts, because this also the other two shafts 4, 5 of the epicyclic gear 1, 2 are suitable. 1, the web 11 of the epicyclic gear 1 is driven by a drive shaft 12 via a gear 13. For reasons of clarity, only one of the planetary gears 15 of the epicyclic gears 1, 2, which are usually distributed over the circumference of the sun gear 14, is indicated. The shafts 4 carrying the sun gear 14 and the shafts 5 for the ring gear 16 are rigidly connected to one another via the drive connections 8 and 9, the gear pair 17, 18 and 19, 20 used for this purpose in each case by a different type of drive connection with a suitable transmission ratio can be replaced, e.g. B. by a chain or belt drive. To adapt to special requirements, the gear ratio of the gear pairs 17, 18 and 19, 20 is different.

[0024] Die ausgangseitige Welle 3 des Umlaufrädergetriebes 2 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel symmetrisch zum Getriebeeingang 6 über ein Zahnrad 21 mit einer Abtriebswelle 22 verbunden. Bei einer vorgegebenen Drehzahl der Antriebswelle 12 hängt somit die Drehzahl der Abtriebswelle 22 von der Einstellung der Einrichtung 10 ab.The output-side shaft 3 of the epicyclic gear 2 is connected symmetrically to the transmission input 6 via a gear 21 with an output shaft 22 according to the embodiment. At a predetermined speed of the drive shaft 12, the speed of the output shaft 22 thus depends on the setting of the device 10.

[0025] Die Einrichtung 10 beaufschlagt die Wellen 4 der Umlaufrädergetriebe 1, 2 mit einem Beschleunigungsmoment, das von der Abtriebswelle 22 abgeleitet wird. Zu diesem Zweck wird die Einrichtung 10 über ein mit dem Zahnrad 21 kämmendes Zahnrad 23 an die Abtriebswelle 22 angeschlossen und über eine Antriebsverbindung 24 mit der Welle 4 des Umlaufrädergetriebes 1 verbunden. Solange über die Einrichtung 10 das volle Drehmoment auf die Antriebsverbindung 24 übertragen wird, wird die Antriebsverbindung 8 mit der Wirkung beschleunigt angetrieben, dass sich die Drehzahl der Abtriebswelle 22 erhöht. Erst beim Überschreiten des durch die Einrichtung 10 übertragbaren Drehmoments wird die Beschleunigung der Wellen 4 der Umlaufrädergetriebe 1,2 verringert.The device 10 acts on the shafts 4 of the epicyclic gear 1, 2 with an acceleration torque which is derived from the output shaft 22. For this purpose, the device 10 is connected to the output shaft 22 via a gear 23 meshing with the gear 21 and connected to the shaft 4 of the epicyclic gear 1 via a drive connection 24. As long as the full torque is transmitted to the drive connection 24 via the device 10, the drive connection 8 is driven accelerated with the effect that the speed of the output shaft 22 increases. Only when the torque that can be transmitted by the device 10 is exceeded is the acceleration of the shafts 4 of the epicyclic gears 1, 2 reduced.

[0026] Beim Einsatz einer Getriebeanordnung gemäß der Fig. 1 in einem Fahrzeug ist jedoch eine Beschleunigung der Abtriebswelle 22 aufgrund einer Entlastung der Abtriebswelle 22, beispielsweise aufgrund einer Bergabfahrt, nicht erwünscht. Gemäß der Fig. 2 werden daher Vorkehrungen zum Bremsen der Abtriebswelle 22 getroffen, indem auf die Antriebsverbindung 9 mit der langen Übersetzung ein Bremsmoment ausgeübt wird, und zwar über eine Einrichtung 25, die im einfachsten Fall aus einer entsprechenden Bremse bestehen kann. Mit dem Abbremsen der Antriebsverbindung 9 wird der Einfluss der kurzen Übersetzung der Antriebsverbindung 8 auf die Übersetzungsverhältnisse größer, bis bei Stillstand der Antriebsverbindung 9 die kurze Übersetzung der Antriebsverbindung 8 ausschließlich für das Übersetzungsverhältnis der Getriebeanordnung bestimmend wird.When using a gear arrangement according to FIG. 1 in a vehicle, however, an acceleration of the output shaft 22 due to a relief of the output shaft 22, for example due to a downhill run, is not desired. According to FIG. 2, provision is therefore made for braking the output shaft 22 by exerting a braking torque on the drive connection 9 with the long transmission ratio, specifically via a device 25, which in the simplest case can consist of a corresponding brake. When the drive connection 9 is braked, the influence of the short transmission ratio of the drive connection 8 on the transmission ratios increases until the drive transmission 9 is at a standstill and the short transmission ratio of the drive connection 8 is exclusively decisive for the transmission ratio of the transmission arrangement.

[0027] Eine einfache Bremse lässt allerdings keine feinfühlige Reduzierung der Drehzahlen der Wellen 5 zu. Um hier Verbesserungen zu schaffen, können die beiden Wellen 5 der Umlaufrädergetriebe 1, 2 neben der Antriebsverbindung 9 eine parallele Antriebsverbindung 26 mit einem ähnlichen, aber unterschiedlichen Übersetzungsverhältnis aufweisen, sodass sich die Antriebsverbindungen 9, 26 bei ihrer starren Verbindung durch die Einrichtung 25 gegenseitig sperren und dadurch die Wellen 5 stillgesetzt werden. Erst beim Zulassen eines Schlupfs zwischen dem Zahnrad 20 der Antriebsverbindung 9 und dem Zahnrad 27 der Antriebsverbindung 26 können sich die Wellen 5 in Abhängigkeit vom zugelassenen Schlupf drehen. Durch eine entsprechende Abstimmung der Einrichtungen 10 und 25 lässt sich somit die Getriebeanordnung an die jeweiligen Anforderungen hinsichtlich einer Beschleunigung und einer Bremsung anpassen, wobei es vorteilhaft ist, die Einrichtungen 10 und 25 entsprechend anzusteuern, wie dies durch die Pfeile 28 angedeutet wird.However, a simple brake does not allow a sensitive reduction in the speeds of the shafts 5. In order to make improvements here, the two shafts 5 of the epicyclic gear 1, 2 can have, in addition to the drive connection 9, a parallel drive connection 26 with a similar but different transmission ratio, so that the drive connections 9, 26 are mutually blocked when they are rigidly connected by the device 25 and thereby the waves 5 are stopped. Only when a slip is permitted between the gearwheel 20 of the drive connection 9 and the gearwheel 27 of the drive connection 26 can the shafts 5 rotate depending on the permitted slip. Appropriate coordination of devices 10 and 25 thus allows the gear arrangement to be adapted to the respective requirements with regard to acceleration and braking, it being advantageous to control devices 10 and 25 accordingly, as indicated by arrows 28.

[0028] Die Ausführungsform nach der Fig. 2 lässt keine Drehrichtungsumkehr der AbtriebswelleThe embodiment of FIG. 2 does not change the direction of rotation of the output shaft

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AT 519 361 B1 2018-06-15 österreichisches patentamt zu, weil die Übersetzungsbedingungen lediglich eine Drehzahlverringerung der Abtriebswelle 22 entsprechend dem Übersetzungsverhältnis der kurzen Antriebsverbindung 8 erlauben. Damit mit einfachen konstruktiven Mitteln eine Drehrichtungsumkehr der Abtriebswelle 22 bewerkstelligt werden kann, kann nach der Fig. 3 die Antriebsverbindung zusätzlich mit einer Einrichtung 25 zur Drehmomentbeaufschlagung über einen Trieb 29 verbunden werden, der über das Zahnrad 21 in Abhängigkeit von der Drehzahl der Abtriebswelle 22 und der als steuerbare Bremse dienenden Einrichtung 25 mit der Wirkung angetrieben wird, dass die Drehzahl der Abtriebswelle 22 nicht nur unabhängig vom Übersetzungsverhältnis der kurzen Antriebsverbindung 8 verringert, sondern darüber hinaus auch der Drehsinn der Abtriebswelle 22 gewechselt werden kann.AT 519 361 B1 2018-06-15 Austrian patent office, because the translation conditions only allow a reduction in speed of the output shaft 22 according to the ratio of the short drive connection 8. In order that the direction of rotation of the output shaft 22 can be reversed using simple structural means, the drive connection according to FIG. 3 can additionally be connected to a device 25 for applying torque via a drive 29, which via the gearwheel 21 is a function of the speed of the output shaft 22 and The device 25 serving as a controllable brake is driven with the effect that the speed of the output shaft 22 is not only reduced independently of the transmission ratio of the short drive connection 8, but also the direction of rotation of the output shaft 22 can be changed.

[0029] Die Getriebeanordnung nach der Fig. 4 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 dadurch, dass die Einrichtung 10 zur Drehmomentbeaufschlagung der Wellen 4 an einem Umlaufrädergetriebe 30 angreift, das über das Zahnrad 23 angetrieben wird und mit seiner Abtriebswelle 31 Teil der Antriebsverbindung 24 zur Welle 4 des Umlaufrädergetriebes 1 ist. Durch eine Bremseinrichtung 32 kann in vorteilhafter Weise das Übersetzungsverhältnis zwischen der Abtriebswelle 22 und der Welle 4 des Umlaufrädergetriebes 1 eingestellt werden, und zwar von außerhalb der strichpunktiert eingegrenzten Getriebeanordnung. Es braucht wohl nicht besonders hervorgehoben zu werden, dass ein solches zusätzliches Umlaufrädergetriebe 30 bei unterschiedlichen Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung eingesetzt werden kann.4 differs from that of FIG. 1 in that the device 10 for applying torque to the shafts 4 engages an epicyclic gear 30 which is driven by the gear 23 and with its output shaft 31 part of the drive connection 24 to the shaft 4 of the epicyclic gear 1. By means of a braking device 32, the transmission ratio between the output shaft 22 and the shaft 4 of the epicyclic gear 1 can be set in an advantageous manner, specifically from outside the gear arrangement delimited by dash-dotted lines. It need not be particularly emphasized that such an additional epicyclic gear 30 can be used in different design variants of a gear arrangement according to the invention.

[0030] Wie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 zeigt, können die starren Antriebsverbindungen 8, 9 mit einer Übersetzung für unterschiedliche Drehrichtungen ausgeführt werden, indem z. B. die beiden Zahnräder 17 und 18 der Antriebsverbindung 8 zum Unterschied zu den Zahnrädern 19, 20 der Antriebsverbindung 9 nicht unmittelbar, sondern über ein Zwischenzahnrad 33 miteinander in Antriebsverbindung stehen. Dadurch wird es möglich, die Drehzahl der Abtriebswelle 22 zusätzlich zu steigern, weil das die Abtriebswelle 22 antreibende Umlaufgetriebe 2 zusätzlich im Antriebssinn für die Abtriebswelle 22 beaufschlagt werden kann.5, the rigid drive connections 8, 9 can be carried out with a translation for different directions of rotation by z. B. the two gears 17 and 18 of the drive connection 8, in contrast to the gears 19, 20 of the drive connection 9, are not directly connected to one another, but via an intermediate gear 33 in a drive connection. This makes it possible to additionally increase the speed of the output shaft 22 because the epicyclic gear 2 driving the output shaft 22 can also be acted upon in the drive direction for the output shaft 22.

[0031] Entsprechend der Fig. 6 ist wiederum bezüglich der beiden Antriebsverbindungen 8 und 9 eine Übersetzung für eine Drehrichtungsumkehr durch das Vorsehen eines Zwischenzahnrads 33 vorgesehen, was eine hohe Steigerung der Drehzahl der Abtriebswelle 22 erlaubt. Die Beaufschlagung der Antriebsverbindung 8 mit einem entsprechenden Drehmoment erfolgt im Falle des Ausführungsbeispiels über zwei die Antriebsverbindung 24 ergebende Zahnräder 34 und 35, von denen das abtriebseitige Zahnrad 35 die Welle 4 des Umlaufrädergetriebes 2 antreibt. Durch eine Einrichtung 25 zum Bremsen der Antriebsverbindung 9 und damit der Welle 5 des Umlaufrädergetriebes 2 kann in einfacher Weise die Abtriebswelle 22 im gegenläufigen Drehsinn angetrieben werden.6 is again a translation for a reversal of the direction of rotation provided by the provision of an intermediate gear 33 with respect to the two drive connections 8 and 9, which allows a high increase in the speed of the output shaft 22. In the case of the exemplary embodiment, the drive connection 8 is acted upon by a corresponding torque via two gearwheels 34 and 35 which result in the drive connection 24, of which the gearwheel 35 on the output side drives the shaft 4 of the epicyclic gear mechanism 2. By means of a device 25 for braking the drive connection 9 and thus the shaft 5 of the epicyclic gear 2, the output shaft 22 can be driven in the opposite direction in a simple manner.

[0032] Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, deren Teillösungen ausgetauscht werden können, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen.The invention is of course not limited to the illustrated embodiments, the partial solutions can be exchanged without leaving the inventive concept.

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Claims

claims

1. Gear arrangement with two identical planetary gear drives (1, 2) each having three shafts (3, 4, 5) between a gear input (6) and a gear output (7), the three pairs of corresponding shafts (3, 4, 5) of the two epicyclic gearboxes (1, 2) a pair of shafts (3) is assigned to the gearbox input (6) and the gearbox output (7), while the shafts (4, 5) of the other two pairs of shafts are drive-connected in a rigid transmission ratio, and where at least one of the pairs of shafts of the shafts (4, 5) rigidly connected to one another is connected to a device (10) for applying torque, which connects the connected pair of shafts (4, 5) with one of the shafts (12, 22) of the transmission output (7) or applied to the transmission input (6) derived acceleration torque, characterized in that the rigidly drive-connected shafts (4, 5) of the two pairs of shafts have a different transmission ratio isen.

2. Gear arrangement according to claim 1, characterized in that the rigidly drive-connected shafts (4, 5) of the two pairs of shafts have a translation with a different direction of rotation.

3. Gear arrangement according to claim 2, characterized in that the rigidly drive-connected shafts (4, 5) of the two pairs of shafts each have a gear 17, 18, 19, 20) and that the two gears (19, 20) one of the two pairs of shafts comb immediately and the gears (17, 18) of the other shaft pair with the interposition of an intermediate gear (33).

4. Gear arrangement according to claim 3, characterized in that at least two optionally used intermediate wheels (33) are provided.

5. Gear arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device (10) for applying torque to the connected shaft pair (4) between the connected shaft pair (4) and the transmission input (6) or the transmission output (7) provided planetary gear (30), which is acted upon by a braking device (32).

6. Gear arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the drive connections (8, 9) for rigid transmission ratios between the shafts (4, 5) of the two pairs of shafts each to a device (10, 25) for the controlled application of each connected shaft pairs with a torque derived from the transmission output (7) or the transmission input (6).