DE102016001319A1

DE102016001319A1 - Continuously variable speed converter

Info

Publication number: DE102016001319A1
Application number: DE102016001319.2A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-02-01
Filing date: 2016-02-01
Publication date: 2017-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen stufenlos arbeitenden Drehzahlwandler (1), der mit einer Eingangsdrehzahl (N1) und einer Ausgangsdrehzahl (N5) und einer regelbare Kopplungsdrehzahl (N) arbeitet, bestehend mindestens aus drei in Reihe angeordneten Differentialgetrieben (2, 3, 4), und einem weiteren Differentialgetriebe (5), von denen jedes der Differentialgetriebe (2–5) jeweils einen Korb (k), zwei Antriebsräder (a, e), sowie mindestens ein Ausgleichsrad (c) aufweisen, sowie aus einem Umschaltgetriebe (7), wobei die Körbe (k) der äußeren Differentialgetriebe (2, 3) jeweils mit einem Antriebsrad (a, e) des inneren Differentialgetriebes (4) gleichläufig gekoppelt sind und der Korb (k4) des inneren Differentialgetriebes (4) über das Umschaltgetriebe (7) mit den Antriebsrädern (e2, e3) der äußeren Differentialgetriebe (2, 3) gleichläufig gekoppelt ist, wobei das Umschaltgetriebe auf zwei Drehzahlen (n1) und (n2) umschaltbar ist, ein äußeres Differentialgetriebe (3) über eine regelbare Bremse (6) verfügt und in eine der Kopplungen zwischen den Körben (k) der äußeren Differentialgetriebe (2, 3) mit jeweils einem Antriebsrad (a, e) des inneren Differentialgetriebes (4) eine weitere regelbare Bremse (8) angeordnet ist, wobei die Ausgangdrehzahl (N5) aus dem Korb (k) des mittleren Differentialgetriebe (4) entnehmbar ist.The invention relates to a continuously variable speed converter (1) which operates with an input speed (N1) and an output speed (N5) and a controllable coupling speed (N) consisting of at least three differential gears (2, 3, 4) arranged in series, and a further differential gear (5), each of the differential gear (2-5) each having a basket (k), two drive wheels (a, e), and at least one differential gear (c), and from a change gear (7), wherein the baskets (k) of the outer differential gear (2, 3) are each coupled in the same direction to a drive wheel (a, e) of the inner differential gear (4) and the basket (k4) of the inner differential gear (4) via the change gear (7) the drive wheels (e2, e3) of the outer differential gear (2, 3) is coupled in the same direction, wherein the reversing gear at two speeds (n1) and (n2) is switchable, an outer differential gear (3) via a reg Elbare brake (6) and in one of the couplings between the baskets (k) of the outer differential gear (2, 3), each with a drive wheel (a, e) of the inner differential gear (4) is arranged a further controllable brake (8), wherein the output speed (N5) from the basket (k) of the central differential gear (4) can be removed.

Description

Die Erfindung betrifft einem Drehzahlwandler, der, abhängig oder unabhängig von einer Eingangsdrehzahl uneingeschränkte Ausgangsdrehzahlen zu realisieren ermöglicht.The invention relates to a speed converter which, depending on or independent of an input speed allows to realize unrestricted output speeds.

Drehzahlwandler unter Verwendung von Differentialgetrieben sind bekannt.Speed converters using differential gears are known.

In der DE 26 35 946 A wird ein Drehmomentwandler beschrieben, bei dem zwei differenziell rückgekoppelte Differentialgetriebe genutzt werden, um unabhängig von der Eingangsdrehzahl die Ausgangsdrehzahl zu verändern.In the DE 26 35 946 A describes a torque converter in which two differentially differentiated differential gear are used to change the output speed regardless of the input speed.

Bei der GB 473 677 werden zwei Differentialgetriebe eingesetzt, um die Drehzahl stufenweise und kontinuierlich zu reduzieren.In the GB 473,677 Two differential gears are used to reduce the speed gradually and continuously.

Die FR 2 631 899 verwendet drei Differentialgetriebe, wobei ein Differentialgetriebe eine Blockadefunktion hat und ein weiteres eine Abbremsfunktion. Dabei kommen zwei Planetenräder zum Einsatz, die gegenläufig drehen.The FR 2 631 899 uses three differential gears, one differential gear having a blocking function and another a braking function. Two planetary gears are used, which rotate in opposite directions.

Aus der DE 20 2013 008 129 U1 ist ein Drehzahlwandler bekannt, bei dem eine Eingangsdrehzahl in eine konstante oder stetig steigende oder stetig fallende Ausgangsdrehzahl gewandelt wird.From the DE 20 2013 008 129 U1 For example, a speed converter is known in which an input speed is converted into a constant or constantly rising or constantly falling output speed.

Nachteilig bei diesem Drehzahlwandler ist, dass der Drehzahlwandler ein Steuergetriebe benötigt, um zwischen den Übersetzungsverhältnissen kleiner 1, größer 1 bzw. 1:1 zu wechseln.A disadvantage of this speed converter is that the speed converter requires a control gear to change between the ratios smaller than 1, greater than 1 or 1: 1.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit einem Drehzahlwandler, abhängig oder unabhängig von einer Eingangsdrehzahl, uneingeschränkt stetig ansteigende Drehzahländerungen bzw. eine Beibehaltung der aktuellen Ausgangsdrehzahl zu generieren, und dabei den Prozesszeit bzw. den Anstiegswinkel der Ausgangsdrehzahländerung zu regeln.The object of the invention is to generate with a speed converter, depending on or independent of an input speed, unrestricted continuously increasing speed changes or maintaining the current output speed, and thereby to control the process time or the angle of rise of the output speed change.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Ansprüchen 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the claims 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Der erfindungsgemäße Drehzahlwandler, der mit einer Eingangsdrehzahl (N1) und einer Ausgangsdrehzahl (N5) und einer regelbare Kopplungsdrehzahl (N) arbeitet, besteht mindestens aus:
drei in Reihe angeordneten Differentialgetrieben, und einem weiteren Differentialgetriebe, von denen jedes der Differentialgetriebe jeweils einen Korb, zwei Antriebsräder, sowie mindestens ein Ausgleichsrad aufweisen, sowie aus einem Umschaltgetriebe, wobei
die Körbe der äußeren Differentialgetriebe jeweils mit einem Antriebsrad des inneren Differentialgetriebes gleichläufig gekoppelt sind und
der Korb des inneren Differentialgetriebes über ein Umschaltgetriebe mit den Antriebsrädern der äußeren Differentialgetriebe gleichläufig gekoppelt ist, und das Umschaltgetriebe auf zwei Drehzahlen (n1) und (n2) umschaltbar ist,
eine Drehzahl (n2), die der zweifachen Korbdrehzahl des mittleren Differentialgetriebes entspricht und zum stetigen Ansteigen der Ausgangdrehzahl (N5) führt und
eine Drehzahl (n1), die kleiner ist als (n2) und zum Stillstand des Drehzahländerung bzw. zur Beibehaltung der vorhandenen Ausgangdrehzahl (N5) führt.The speed converter according to the invention, which operates with an input speed (N1) and an output speed (N5) and a controllable coupling speed (N), consists at least of:
three series-arranged differential gears, and a further differential gear, of which each of the differential gear each having a basket, two drive wheels, and at least one differential gear, as well as from a switching gear, wherein
the baskets of the outer differential gear are respectively coupled in unison with a drive wheel of the inner differential gear and
the basket of the inner differential gear is coupled in the same direction to the drive wheels of the outer differential gear via a change-over gear, and the change-over gear can be switched over to two rotational speeds (n1) and (n2),
a speed (n2), which is twice the basket speed of the central differential gear and leads to a steady increase in the output speed (N5) and
a speed (n1) that is less than (n2) and stops the speed change or maintains the existing output speed (N5).

Die Eingangsdrehzahl (N1) auf das Antriebsrad eines der äußeren Differentialgetriebe ist übertragbar. Das Antriebsrad des jeweils anderen äußeren Differentialgetriebes verfügt über eine regelbare Bremse und in einer der Kopplungen zwischen den Körben der äußeren Differentialgetriebe mit jeweils einem Antriebsrad des inneren Differentialgetriebes ist eine weitere regelbare Bremse angeordnet, wobei der Ausgangdrehzahl (N5) aus dem Korb des mittleren Differentialgetriebe entnommen wird. Das Umschaltgetriebe kann bei einer weiteren Ausführung auch entfallen, wenn das mittlere Differentialgetriebe durch eine drehzahlvariable Komponente ersetzt wird.The input speed (N1) on the drive wheel of one of the outer differential gears is transferable. The drive wheel of the respective other outer differential gear has a controllable brake and in one of the couplings between the baskets of the outer differential gear, each having a drive wheel of the inner differential gear, a further controllable brake is arranged, wherein the output speed (N5) taken from the basket of the central differential gear becomes. The change-over can also be omitted in a further embodiment, when the central differential gear is replaced by a variable-speed component.

In einer Vorteilhaften Ausführung sind am Drehzahleingang N1 ein Anschlussgetriebe und am Drehzahlausgang N5 ein weiteres Abschlussgetriebe angeordnet, wobei deren Übersetzungsverhältnis kleiner als 1:1 ausgeführt ist. Das ermöglicht es, mit kleineren Drehzahlen in der Startphase zu arbeiten.In an advantageous embodiment, a connection transmission is arranged at the speed input N1 and a further final transmission is arranged at the speed output N5, the gear ratio of which is smaller than 1: 1. This makes it possible to work with lower speeds in the starting phase.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained with reference to the drawings. Show it:

1 das Prinzip des Drehzahlwandlers, 1 the principle of the speed converter,

2 der Umschaltgetriebe, 2 the gearbox,

3 die signaltechnische Steuerung und 3 the signal control and

4 der Aufbau eines Drehzahlwandlers. 4 the structure of a speed converter.

1 zeigt einen Drehzahlwandler 1, mit dem eine stetig ansteigende oder ein Stillstand der Drehzahländerung bzw. die Beibehaltung einer vorhandenen Ausgangdrehzahl realisierbar ist. 1 shows a speed converter 1 with which a steadily increasing or a standstill of the speed change or the maintenance of an existing output speed can be realized.

Der stufenlose Drehzahlwandler 1 mit einer Eingangsdrehzahl N1 und einer Ausgangsdrehzahl N5 und einer regelbare Kopplungsdrehzahl N, besteht aus drei in Reihe angeordneten Differentialgetrieben 2, 3, 4, von denen jedes der Differentialgetriebe 2, 3, 4 jeweils einen Korb k, zwei Antriebsräder a, e sowie ein Ausgleichsrad c aufweisen, und einem Umschaltgetriebes 7.The stepless speed converter 1 with an input speed N1 and an output speed N5 and a controllable coupling speed N, consists of three differential gears arranged in series 2 . 3 . 4 , each of which is the differential gear 2 . 3 . 4 each have a basket k, two drive wheels a, e and a differential gear c, and a change gear 7 ,

Die Körbe k2, k3 der äußeren Differentialgetriebe 2, 3 sind mit jeweils einem Antriebsrad a4, e4 des inneren Differentialgetriebes 4 gleichläufig gekoppelt, wobei der Korb k4 des Differentialgetriebes 4 über das Umschaltgetriebe 7 mit den Antriebsräder e2, e3 der Differentialgetriebe 2, 3 gleichläufig gekoppelt ist. The baskets k2, k3 of the outer differential gear 2 . 3 are each having a drive wheel a4, e4 of the inner differential gear 4 coupled in the same direction, wherein the basket k4 of the differential gear 4 over the change gear 7 with the drive wheels e2, e3 of the differential gear 2 . 3 is coupled in the same direction.

Durch das Umschaltgetriebe 7 sind zwei Drehzahlen n1 und n2 übertragbar, wobei das Umschalten mittels einer Kupplung 13 vornehmbar ist.Through the gear change 7 two speeds n1 and n2 are transferable, the switching by means of a clutch 13 is vornehmbar.

Die Drehzahl n2 (n2 = N1·2) beträgt dem zweifachen der Korbdrehzahl k4 des Differentialgetriebes 4 und führt zum stetigen Ansteigen der Ausgangdrehzahl N5.The speed n2 (n2 = N1 * 2) is twice the basket speed k4 of the differential gear 4 and leads to the steady increase in output speed N5.

Die Drehzahl n1 (n1 = n2 – N:2) ist kleiner als n2 und führt zum Stillstand des Drehzahländerung bzw. Beibehaltung das vorhandene Ausgangdrehzahl N5.The speed n1 (n1 = n2 - N: 2) is smaller than n2 and leads to a standstill of the speed change or maintaining the existing output speed N5.

Die Eingangsdrehzahl (N1) ist auf das Antriebsrad a eines der äußeren Differentialgetriebe 2, 3 übertragbar, während das Antriebsrad a des jeweils anderen äußeren Differentialgetriebes 2, 3 über eine regelbare Bremse 6 verfügt.The input speed (N1) is on the drive gear a of one of the outer differential gears 2 . 3 transferable while the drive wheel a of the other outer differential gear 2 . 3 via a controllable brake 6 features.

In eine der Kopplungen zwischen den Körben k der äußeren Differentialgetriebe 2, 3 mit jeweils einem Antriebsrad a des inneren Differentialgetriebes ist eine weitere regelbare Bremse 8 angeordnet. Dadurch lässt sich der Drehzahlfluss aus dem Differentialgetriebe 2 steuern: entweder als N2 oder als N3 oder als Teildrehzahl N2 und Teildrehzahl N3.In one of the couplings between the baskets k of the outer differential gear 2 . 3 with one drive wheel a of the inner differential gear is another controllable brake 8th arranged. This allows the speed flow from the differential gear 2 control: either as N2 or as N3 or as part speed N2 and part speed N3.

Die Ausgangdrehzahl N5 wird aus dem Korb k des mittleren Differentialgetriebes 4 entnommen.The output speed N5 is from the basket k of the central differential gear 4 taken.

Die Funktionsweise des Drehzahlwandlers nach 1 soll erläutert werden:
Die Eingangsdrehzahl N1 von z. B. einem Motor beträgt +200 U/t, und die Last wird an der Ausgangsdrehzahl N5 angelegt. Die Kopplung N kann über die Teststelleinrichtung v der Bremse 6 entriegelt werden.The operation of the speed converter after 1 should be explained:
The input speed N1 of z. B. an engine is +200 U / t, and the load is applied to the output speed N5. The coupling N can via the test adjustment device v of the brake 6 be unlocked.

Beispielexample

a) Stillstand der Ausgangsdrehzahl N5, Leerlaufa) Standstill of output speed N5, idle

Es erfolgt eine Drehzahlübertragung von der Eingangsdrehzahl N1 über der Antriebsrad a2 und Korb k2 des Differentialgetriebes 2 halbiert auf die Kopplung N3 (N3 = 100 U/t) und weiter über der Antriebsrad a4 und das Antriebsrad e4 des Differentialgetriebes 4 gegenläufig auf die Kupplung N4 (N4 = –100 U/t).There is a speed transmission from the input speed N1 on the drive wheel a2 and basket k2 of the differential gear 2 halved to the coupling N3 (N3 = 100 U / t) and further over the drive wheel a4 and the drive wheel e4 of the differential gear 4 opposite to the coupling N4 (N4 = -100 U / t).

Die Drehzahl N4 wird über den Korb k3 und des Antriebsrad a3 des Differentialgetriebes 3 verdoppelt auf die Kopplung N übertragen N = –200 U/t.The speed N4 is via the basket k3 and the drive wheel a3 of the differential gear 3 doubled to the coupling N transmitted N = -200 U / t.

b) Stetig ansteigende Ausgangsdrehzahl N4b) Constantly increasing output speed N4

Die Bremse 6 wird aktiviert und bremst die Kopplung N auf eine Drehzahl zwischen –200 U/t bis 0 U/t und bleibt während des Prozesses unverändert.The brake 6 is activated and brakes the coupling N to a speed between -200 U / t to 0 U / t and remains unchanged during the process.

Über das Umschaltgetriebe 7, wird die Drehzahl n2 zur Kopplung N2 durchgeschaltet n2 = N5·2 und n2 bleibt während das Prozess eingeschaltet.About the change gear 7 , the speed n2 is switched through to the coupling N2 n2 = N5 · 2 and n2 remains while the process is switched on.

Die anliegende Eingangsdrehzahl N1, wird über das Antriebsrad a2 und Korb k2 des Differentialgetriebes 2 halbiert auf die Kopplung N3 übertragen (N3 = 100 U/t) und weiter über das Antriebsrad a4 und Korb k4 des Differentialgetriebe 4 halbiert auf die Kopplung N5 (N5 = 50 U/t).The applied input speed N1, via the drive wheel a2 and basket k2 of the differential gear 2 halved transmitted to the coupling N3 (N3 = 100 U / t) and continue on the drive gear a4 and basket k4 of the differential gear 4 halved to the coupling N5 (N5 = 50 U / t).

Über das Umschaltgetriebe 7 erfolgt eine Drehzahlübersetzung der Ausgangsdrehzahl N5 mit einem Übersetzungsverhältnis N5·2, d. h. N2 = 100 U/t. Diese Kopplungsdrehzahl N2 wird auf die Antriebsräder e2, e3 der Differentialgetriebe 2, 3 gleichläufig übertragen.About the change gear 7 there is a speed ratio of the output speed N5 with a gear ratio N5 · 2, ie N2 = 100 U / t. This coupling speed N2 is applied to the drive wheels e2, e3 of the differential gears 2 . 3 transmitted in the same direction.

Es liegen somit beim Differentialgetriebe 2 folgende Drehzahlen an: N1 = 200 U/t und N2 = 100 U/t, was zu einer Kopplungsdrehzahl von N3 = 150 U/t führt.It is therefore the differential gear 2 following speeds: N1 = 200 U / t and N2 = 100 U / t, resulting in a coupling speed of N3 = 150 U / t.

Am Differentialgetriebe 3 liegen jetzt folgende Drehzahlen an: N = 0 U/t und N2 = 100 U/t, was zu einer Korbdrehzahl von N4 = 50 U/t führt.At the differential gear 3 The following speeds are now present: N = 0 U / t and N2 = 100 U / t, which results in a basket speed of N4 = 50 U / t.

Beim Differentialgetriebes 4 liegen folgende Drehzahlen an: N3 = 150 U/t, N4 = 50 U/t, womit die Ausgangsdrehzahl N5 100 U/t beträgt.At the differential gear 4 the following speeds are available: N3 = 150 U / t, N4 = 50 U / t, whereby the output speed N5 is 100 U / t.

Nach dem zweiten Zyklus beträgt der Ausgangsdrehzahl N5 = 100 U/t, das bedeutet, dass sich die Ausgangsdrehzahl N5 von 0 auf 50 und weiter auf 100 U/t erhöht hat.After the second cycle, the output speed is N5 = 100 U / t, which means that the output speed N5 has increased from 0 to 50 and further to 100 U / t.

Der ganze Prozess wiederholt sich zyklisch so lange, bis das Umschaltgetriebe 7 der Drehzahl von n2 auf n1 umschaltet. Das ist kein sprunghafter Prozess, sondern ein stetig steigender Prozess.The whole process repeats cyclically until the gearbox 7 the speed switches from n2 to n1. This is not a jumpy process, but a steadily increasing process.

Im Beispiel wurde davon ausgegangen, dass durch die Bremse Z das Antriebsrad a3 vollständig stillgelegt war. Lässt die Bremse Z eine Drehzahl für das Antriebsrad a3 zu, verändert sich der Anstiegswinkel für die Drehzahländerung. Je weniger gebremst wird, desto flacher ist der Drehzahlanstieg.In the example it was assumed that the drive wheel a3 was completely shut down by the brake Z. If the brake Z allows a speed for the drive wheel a3, the angle of rise for the speed change changes. The less braked, the flatter the speed increase.

Durch die Anschluss- bzw. Abschlussgetriebe 9, mit den Übersetzungsverhältnissen kleiner als 1:1 sind, werden am Ausgang N5 des Drehzahlwandlers 1 neben der Bremskraftstärke Z eine zusätzliche Feinheit der Drehzahländerung und tiefere Drehzahlgrenzen in unteren Bereich erreicht.Through the connection or final gear 9 , with gear ratios smaller than 1: 1, are at the output N5 of the speed converter 1 In addition to the brake force Z, an additional fineness of the speed change and lower speed limits in the lower range achieved.

c) Stillstand der Drehzahländerung bzw. Beibehaltung der vorhandene Ausgangsdrehzahl N5c) Standstill of the speed change or maintenance of the existing output speed N5

An der Kopplung N2 liegt noch die Drehzahl n2 von dem Umschaltgetriebe 7 an.At the coupling N2 is still the speed n2 of the change gear 7 at.

Nach dem Zyklus 4 liegen an den Kupplungen folgende Drehzahlen an: N5 = 250 U/t, N = 200 U/t, N2 = 500 U/t, N3 = 350 U/t, N4 = 250 U/t und nach Zyklus 5 N5 = 300 U/t. Der Prozess läuft als ansteigende Drehzahländerung.After cycle 4, the following speeds are present at the clutches: N5 = 250 U / t, N = 200 U / t, N2 = 500 U / t, N3 = 350 U / t, N4 = 250 U / t and after cycle 5 N5 = 300 U / t. The process runs as an increasing speed change.

Über das Umschaltgetriebe 7 wird die Drehzahl von n2 auf n1 umgeschaltet, n1 = n2 – N1:2 = 500 U/t, wobei die Kopplungsdrehzahl N über der Feststelleinrichtung v der Bremse 6 festgestellt wird, so dass die Kopplung N nicht mehr regelbar ist.About the change gear 7 the speed is switched from n2 to n1, n1 = n2 - N1: 2 = 500 U / t, where the coupling speed N is above the locking device v of the brake 6 is determined, so that the coupling N is no longer controllable.

Nach dem Umschalten des Umschaltgetriebes 7, von n2 auf n1 erfolgt die Beibehaltung des aktuellen Drehzahlzustandes der Ausgangsdrehzahl N5.After switching the change gear 7 , from n2 to n1, the maintenance of the current speed state of the output speed N5.

Nachdem die Drehzahl n1 geschaltet ist, werden bei den Kopplungen folgende Drehzahlen an liegen, Zyklus 6, N5 = 300 U/t, N1 = 200 U/t und N2 = (300·2 – 200:2) 500 U/t N3 = 350 U/t, N4 = 250 U/t und nach Zyklus 6 ist immer noch N5 = 300 U/t. Der Prozess kommt zum Stillstand der Ausgangsdrehzahländerung N5.After the speed n1 is switched, the following speeds will be present at the couplings, cycle 6, N5 = 300 U / t, N1 = 200 U / t and N2 = (300 · 2 - 200: 2) 500 U / t N3 = 350 U / t, N4 = 250 U / t and after cycle 6 is still N5 = 300 U / t. The process comes to a standstill of the output speed change N5.

Während der Beibehaltung der aktuellen Ausgangdrehzahl N5, wird die Kopplungsdrehzahl N über die Feststelleinrichtung v der Bremse 6 festgestellt, so dass die Kopplung N nicht mehr regelbar ist.While maintaining the current output speed N5, the coupling speed N becomes the decelerator v of the brake 6 determined, so that the coupling N is no longer controllable.

d) gegenläufige Ausgangdrehzahl gegenüber der Eingangsdrehzahl N1d) opposite output speed compared to the input speed N1

Die Bremse 8 dient dazu, eine positive Eingangsdrehzahl +N1 in eine negative Ausgangsdrehzahl –N5 umzuwandeln, wobei die Drehzahl –N5 wertmäßig betrachtet maximal die Hälfte der Eingangsdrehzahl N1 einnehmen kann. Dies erfolgt bei deaktivierter Feststelleinrichtung v und deaktivierter Bremse 6, dass heißt, die Kopplung N ist frei bei geschlossener Kupplung 13.The brake 8th is used to convert a positive input speed + N1 into a negative output speed -N5, wherein the speed -N5 considered in terms of maximum can take up half of the input speed N1. This is done with deactivated locking device v and deactivated brake 6 , that is, the coupling N is free when the clutch is closed 13 ,

2 zeigt, das Umschaltgetriebe 7, das zwei Drehzahlen n1 und n2 generiert und über die Kupplung 13 umgeschaltet wird. 2 shows the change gear 7 that generates two speeds n1 and n2 and over the clutch 13 is switched.

Die Drehzahl n2 (N5·2) wird durch die Ausgangsdrehzahl N5 gebildet und führt zum stetigen Drehzahlanstieg der Ausgangsdrehzahl N5.The rotational speed n2 (N5 * 2) is formed by the output rotational speed N5 and leads to the steady increase in the rotational speed of the output rotational speed N5.

Die Drehzahl n1 (n2 – N1:2) wird durch die Eingangsdrehzahl N1 und Ausgangsdrehzahl N5 generiert und führt zum Stillstand der Ausgangsdrehzahländerung bzw. Beibehaltung der aktuellen Ausgangsdrehzahlen N5.The speed n1 (n2 - N1: 2) is generated by the input speed N1 and output speed N5 and stops the output speed change or maintains the current output speeds N5.

Der Umschaltgetriebe 7 besteht aus einem Differentialgetriebe 5 und drei Übersetzungsgetriebe 10, 11, 12 und der Kupplung 13.The gearbox 7 consists of a differential gear 5 and three transmission gears 10 . 11 . 12 and the clutch 13 ,

Die Ausgangsdrehzahl N5 wird über ein Übersetzungsgetriebe 10 mit der des Antriebsrades a der Differentialgetriebe 5 und weiter über die Kupplung 13 als Drehzahl n2 mit den Kopplung N2 verbunden, wobei das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes 10 gleich 2:1 beträgt.The output speed N5 is via a transmission gear 10 with the drive of the differential gear a 5 and continue on the clutch 13 connected as rotation speed n2 with the coupling N2, wherein the transmission ratio of the transmission gear 10 equal to 2: 1.

Die Eingangsdrehzahl N1 wird über das Übersetzungsgetriebe 11 gegenläufig mit dem Antriebsrad e des Differentialgetriebes 5 verbunden, wobei das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes –1:2 beträgt.The input speed N1 is via the transmission gear 11 in opposite directions with the drive wheel e of the differential gear 5 connected, wherein the transmission ratio of the transmission gear is -1: 2.

Der Korb k des Differentialgetriebes 5, wird über das Übersetzungsgetriebe 12 und über ein Einwegläufer-Zahnrad R als Drehzahl n1 ebenfalls mit der Kopplung N2 verbunden, wobei das Übersetzungsverhältnis des Übersetzungsgetriebes 12 2:1 beträgt. Einwegläufer-Zahnrad R bedeutet, dass eine Drehzahlübertragung nur in eine Richtung möglich ist. Der Betrieb mit der Drehzahl n2 führt wird zum stetigen Drehzahlanstieg der Ausgangsdrehzahl N5.The basket k of the differential gear 5 , is via the transmission gear 12 and via a one-way gear R as speed n1 also connected to the coupling N2, wherein the transmission ratio of the transmission gear 12 2: 1. One-way gear R means that a speed transmission is only possible in one direction. The operation at the speed n2 leads to the steady speed increase of the output speed N5.

Der Betrieb mit der Drehzahl n1 führt zum Stillstand der Ausgangsdrehzahländerung bzw. Beibehaltung das Aktuelle Ausgangsdrehzahlen N5.The operation with the speed n1 stops the output speed change or maintains the current output speed N5.

3 zeigt bei einer eingangsabhängigen Drehzahl N1, dass durch eine signaltechnische Steuerung die Schaltkomponenten der Bremsstärke Z, X der Feststelleinrichtung V und die der Kupplung 13 gesteuert werden. 3 shows at an input-dependent speed N1, that by a signal control, the switching components of the braking force Z, X of the locking device V and the clutch 13 to be controlled.

Die signaltechnische Steuerung besteht aus einer Endsteuerung 14, einem Manipulator 15, einem Subtrahierer 17, einen Freigabeschalter 19 und zwei Vergleichern 17 und 18.The signaling control consists of a final control 14 a manipulator 15 , a subtractor 17 , a release switch 19 and two comparators 17 and 18 ,

Der Eingangsdrehzahlwert N1 wird über den Manipulator 15 signaltechnisch dahingehend manipuliert, dass durch eine Eingabe der Wert der Weiterleitung der Eingangsdrehzahl N1 bestimmt wird, z. B. N1 = 100 U/t soll weiterverarbeitet werden als Drehzahl N1' = 50 U/t.The input speed value N1 is transmitted via the manipulator 15 signal technically manipulated to the effect that is determined by an input, the value of the forwarding of the input speed N1, z. B. N1 = 100 U / t should be further processed as speed N1 '= 50 U / t.

Der manipulierte Eingangsdrehzahlwert N1' wird mit der Ausgangsdrehzahl N5 durch einen Vergleicher 16 signaltechnisch verglichen: N1' > N5 oder N1' = N5 und durch das Ergebnis des Vergleichers 16 werden jeweils die Kupplung 13 und die Kopplung N gesteuert. The manipulated input speed value N1 'is compared with the output speed N5 by a comparator 16 signal compared: N1 '> N5 or N1' = N5 and by the result of the comparator 16 are each the clutch 13 and the coupling N controlled.

Ist N1' > N3 wird die Kopplungswelle N entriegelt und die Kupplung 13 geschlossen. Ist N1' = N3 wird die Kopplungswelle N festgestellt und die Kupplung 13 geöffnet.If N1 '> N3, the coupling shaft N is unlocked and the clutch 13 closed. If N1 '= N3, the coupling shaft N is detected and the clutch 13 open.

Die Ausgangdrehzahl N3 wird von der Eingangsdrehzahl N1' über einen Subtrahierer 17 signaltechnisch subtrahiert N1' – N3 und je nach Größe der Differenz N1' – N3 wird über eine Endsteuerung 14 die Bremsstärke Z, X der Bremsen 6 und 8 für die Kopplungsdrehzahl N und N3 geregelt. Die Aktivierung der Steuerung 14 erfolgt in Abhängigkeit von der Leerlaufdrehzahl P. Dazu wird ein vorgegebener Wert für die Leerlaufdrehzahl P mit der Eingangsdrehzahl N1 durch einen Vergleicher 18 verglichen. Erst wenn die Eingangsdrehzahl N1' die vorgegebene Leerlaufdrehzahl P übersteigt, wird die Steuerung 14 aktiviert.The output speed N3 is derived from the input speed N1 'via a subtractor 17 technically subtracted N1 '- N3 and depending on the size of the difference N1' - N3 is via a final control 14 the braking force Z, X of the brakes 6 and 8th regulated for the coupling speed N and N3. The activation of the controller 14 occurs as a function of the idle speed P. For this purpose, a predetermined value for the idle speed P with the input speed N1 by a comparator 18 compared. Only when the input speed N1 'exceeds the predetermined idle speed P, the controller 14 activated.

Durch einen Freigabeschalter 19 werden entsprechend der vorgegebenen Betriebsart die Schaltkomponenten x, y, v und 13 zum Steuern freigegeben (= 1) oder blockiert (= 0).Through a release switch 19 be according to the given mode, the switching components x, y, v and 13 released for control (= 1) or blocked (= 0).

4 zeigt eine vorteilhafte Anordnung des Drehzahlwandlers. 4 shows an advantageous arrangement of the speed converter.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Stufenlose DrehzahlwandlerStepless speed converter
22: Differentialgetriebedifferential gear
33: Differentialgetriebedifferential gear
44: Differentialgetriebedifferential gear
55: Differentialgetriebedifferential gear
66: Bremse/FeldbremseBrake / Brake field
77: Umschaltgetriebe (n1, n2)Change gear (n1, n2)
88th: Bremsebrake
99: Abschluss bzw. AnschlussgetriebeTermination or connecting gear
1010: Übersetzungsgetriebe (2:1)Transmission gear (2: 1)
1111: Übersetzungsgetriebe –(1:2)Transmission - (1: 2)
1212: Übersetzungsgetriebe (2:1)Transmission gear (2: 1)
1313: Kupplungclutch
1414: Endsteuerungend control
1515: Manipulatormanipulator
1616: Vergleichercomparator
1717: Subtrahierersubtractor
1818: Vergleichercomparator
1919: Freigabeschalterrelease switch
Z/XZ / X: BremskraftreglerBrake pressure regulator
VV: FeststelleinrichtungLocking device
PP: LeerlaufwertIdling value
RR: Einwegläuferdisposable runners

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 2635946 A [0003]
GB 473677 [0004]
FR 2631899 [0005]
DE 202013008129 U1 [0006]

Claims

Continuously variable speed converter ( 1 ) operating at an input speed (N1) and an output speed (N5) and a controllable coupling speed (N) consisting of at least three series-connected differential gears ( 2 . 3 . 4 ), and another differential gear ( 5 ), of which each of the differential gears ( 2 - 5 ) each have a basket (k), two drive wheels (a, e), and at least one compensating wheel (c), and from a reversing gear ( 7 ), wherein the baskets (k) of the outer differential gear ( 2 . 3 ) each with a drive wheel (a, e) of the inner differential gear ( 4 ) are coupled in the same direction and the basket (k4) of the inner differential gear ( 4 ) via the change gear ( 7 ) with the drive wheels (e2, e3) of the outer differential gear ( 2 . 3 ) is coupled in the same direction, wherein the change-over gear at two speeds (n1) and (n2) is switchable, an outer differential gear ( 3 ) via a controllable brake ( 6 ) and in one of the couplings between the baskets (k) of the outer differential gear ( 2 . 3 ) each having a drive wheel (a, e) of the inner differential gear ( 4 ) another controllable brake ( 8th ), wherein the output speed (N5) from the basket (k) of the central differential gear ( 4 ) is removable.

Continuously variable speed converter according to claim 1, characterized in that the change-over gear ( 7 ) from the differential gear ( 5 ) and translation gears ( 10 . 11 . 12 ), wherein the switching between the two rotational speeds (n1 and n2) by means of a clutch ( 13 ), wherein the output speed (N5) via the transmission gear ( 10 ) with a ratio of 2: 1 with the drive wheel (a) of the differential gear ( 5 ) and further via the coupling ( 13 ) is connected as speed (n2) to the coupling (N2), the input speed (N1) via the transmission gear ( 11 ) with a gear ratio of -1: 2 in opposite directions with the drive wheel (s) of the differential gear ( 5 ) and the basket (k) of the differential gear ( 5 ) via the transmission gear ( 12 ) and via a one-way rotor (R) with the speed (n1) is also connected to the coupling (N2).

Continuously variable speed converter according to claim 1 or 2, characterized in that the input speed (N1) and / or the output speed (N5) by an arranged connecting gear ( 9 ) or a final transmission ( 9 ) in the ratio smaller than 1: 1 are translatable.

Continuously variable speed converter according to one of claims 1 to 3, characterized in that the input speed N1 via a manipulator ( 15 ) can be manipulated by means of speed range values, wherein the manipulated input speed N1 with the output speed N5 is controlled by a comparator ( 16 ) is technically comparable and based on the result of the comparator ( 16 ) each clutch ( 13 ) and thus the coupling (N) are controllable, wherein at N1> N3 in coupling shaft (N) unlocked and the clutch ( 13 ) are closed and at N1 = N3 the coupling shaft (N) is detected and the clutch ( 13 ) are open.

Continuously variable speed converter according to one of claims 1 to 4, characterized in that by means of a subtractor ( 17 ) the output speed (N3) can be subtracted from the input speed N1 - N3, whereby depending on the size of the difference N1 - N3 via a final control ( 14 ) the braking force Z, X of the brakes 6 and 8th are adjustable for the coupling speed N and N3.

Continuously variable speed converter according to claim 5, characterized in that the activation of the control ( 14 ) in dependence on the idling speed (P), in which a predetermined value for the idling speed (P) with the input speed (N1 ') by a comparator ( 18 ) and only when the input speed (N1 ') exceeds the predetermined idle speed (P), the controller ( 14 ) is activated.

Continuously variable speed converter according to one of claims 1 to 6, characterized in that the middle speed transmission ( 4 ) is replaceable by a speed-varying component (continuously variable transmission).