DE19503923A1 - Getriebe - Google Patents
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- F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
- F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
- F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths
- F16H37/084—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths at least one power path being a continuously variable transmission, i.e. CVT
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Description
Die Erfindung richtet sich einerseits auf ein Getriebe, an
dererseits auf ein Steuerungsverfahren für dieses.
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Getriebekon
struktionen bekannt geworden, unter anderem auch das
hydraulische Getriebe, bei dem eine Hydropumpe über einen
Ölkreislauf einen Hydromotor antreibt. Bei derartigen,
hydraulischen Getrieben sinkt der Wirkungsgrad unter stei
genden Drehzahlen jedoch rapide ab, da sich mit zunehmender
Strömungsgeschwindigkeit des Hydrauliköls Strömungswider
stände nachteilig bemerkbar machen. Deshalb wird gerade
dann, wenn dem Getriebe seine maximale Leistung abverlangt
wird, besonders viel Energie vergeudet, so daß der antrei
bende Verbrennungsmotor relativ stark überdimensioniert
werden muß.
Aus diesen Nachteilen der aus dem Stand der Technik vorbe
kannten Anordnungen resultiert das die vorliegende Erfin
dung initiierende Problem, ein stufenloses Getriebe zu kon
struieren, das gerade bei dem maximalen Energiedurchsatz
seinen besten Wirkungsgrad hat.
Die Lösung dieses Problems gelingt bei einem Getriebe dann,
wenn die angetriebene Welle mit dem Sonnenrad, und die Ab
triebswelle mit dem Planetenträger eines Planetengetrie
besatzes drehfest gekoppelt ist, wobei dessen Hohlrad mit
einer der gegeneinander verdrehbaren Einheiten einer Hydro
pumpe drehfest gekoppelt ist, und wobei in eine oder beide
der an der Hydropumpe angeschlossenen Förderleitungen ein
oder mehrere Elemente zur Drosselung des geförderten Flüs
sigkeitsstroms eingeschaltet sind. Wie weiter unten noch
erläutert werden wird, sinkt bei einer derartigen Anordnung
mit steigender Drehzahl der Abtriebswelle die Fördermenge
der Hydropumpe ab, bis diese schließlich bei einer maxima
len Drehzahl vollständig zu null wird. Dies bedeutet, daß
bei hohen Drehzahlen, bei denen an der Abtriebswelle die
größte Leistung abgegriffen wird, keine Strömungsverluste
in der Hydraulik auftreten und daher der Wirkungsgrad sein
Maximum erreicht. Aufgrund seines günstigen Wirkungsgrads
ermöglicht ein derartiges Getriebe eine Reduzierung der
Baugröße des Antriebsmotors.
Eine Möglichkeit zur Verstellung des Übersetzungsverhält
nisses des elfindungsgemäßen Getriebes besteht darin, daß
die Fördermenge der Hydropumpe verstellbar ist. Bei unver
änderter Eindrosselung kann durch Verstellung der Förder
menge der Hydropumpe deren Bremswirkung verändert und auf
diesem Weg eine Verstellung der Getriebeübersetzung er
reicht werden. Hierfür eignen sich beispielsweise Axialkol
benpumpen, da bei diesen die Neigung der die axialen Kolben
betätigenden Schrägscheibe während des Betriebs verstellbar
ist. Diesem Zweck dienen axiale Steuerkolben, die mit dem
Pumpengehäuse drehfest verbunden sind.
Ein Drosselelement kann bspw. durch einen Hydromotor gebil
det sein, dessen Gehäuse an dem Gehäuse und/oder Chassis
des Getriebes und/oder Antriebsmotors unverdrehbar festge
legt ist, während seine rotierende Einheit drehfest mit der
Antriebswelle gekoppelt ist. Ein Hydromotor setzt je nach
mechanischer Belastung dem geschluckten Hydrauliköl einen
mehr oder weniger großen Arbeitswiderstand entgegen und
kann daher zu einer Drosselung der Ölströmung verwendet
werden. Ein besonderer Vorteil einer solchen Anordnung
liegt darin, daß die infolge der Abdrosselung der antrei
benden Hydropumpe entzogene Energie nicht verloren geht,
sondern in Form eines zusätzlichen Drehmoments wieder auf
die Antriebswelle des Getriebes eingeleitet wird.
Da auch über eine Veränderung der Drosselung die Bremswir
kung der Hydropumpe und damit das Übersetzungsverhältnis
des erfindungsgemäßen Getriebes beeinflußt werden kann,
sieht die Erfindung vor, daß das Schluckvolumen des Hydro
motors verstellbar sein kann. Wenn demnach das Schluckvolu
men des Hydromotors niedriger als das Fördervolumen der Hy
dropumpe eingestellt ist, stützt sich der Förderstrom der
Hydropumpe auf dem Hydromotor ab, so daß die Hydropumpe ab
gebremst wird. Es bietet sich an, als Hydromotor einen Axi
alkolbenmotor zu verwenden, da bei diesem eine Verstellung
des Schluckvolumens dadurch möglich ist, daß die Neigung
der von den axialen Steuerkolben betätigten Schrägscheibe
verändert wird. Ein solcher Hydromotor basiert auf einer
Wirkungsumkehr des Hydropumpen-Prinzips, so daß der Hydro
motor zumindest prinzipiell baugleich mit der an den Plane
tengetriebesatz gekoppelten Hydropumpe ausgeführt sein
kann.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, daß ein Drosselele
ment als Drosselventil ausgeführt ist, das in oder an eine
an der Hydropumpe angeschlossene Förderleitung eingeschal
tet oder angeschlossen ist. Auch ein solches Drosselelement
kann zur Abbremsung der Hydropumpe herangezogen werden,
schafft jedoch eine ungünstigere Anordnung, da die der Hy
dropumpe entzogene Energie nicht wiedergewonnen werden
kann. Andererseits kann ein solches Ventil gleichzeitig als
Überlastsicherung dienen.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Durchflußmenge
des Drosselventils verstellbar ist. Hierdurch kann das
Übersetzungsverhältnis des erfindungsgemäßen Getriebes wie
bei der vorhergehenden Ausführungsform stufenlos verändert
werden.
Weiterhin hat es sich als günstig erwiesen, einen vorbe
schriebenen Hydromotor und ein oder mehrere, ebenfalls be
reits beschriebene Drosselventile miteinander zu kombinie
ren. Hierbei ist es denkbar, mit Hilfe des Hydromotors eine
Verstellung des Getriebes über sehr weite Bereiche vorzu
nehmen, da die von dem Hydromotor auf genommene Energie
vollständig wieder in die Antriebswelle eingespeist wird,
während mit Hilfe des Drosselventils in bestimmten Be
triebsphasen eine besonders sanfte und feinfühlige Verstel
lung vorgenommen werden kann, um bspw. ein ruckfreies An
fahren eines Fahrzeugs od. dgl. zu ermöglichen.
Eine weitere, günstige Weiterbildung der Erfindung zeichnet
sich dadurch aus, daß die Druckleitung der Hydropumpe über
die eingeschalteten Drosselelemente (Hydromotor) unter Aus
bildung eines Kreislaufs zur Saugleitung der Hydropumpe zu
rückgeführt ist. Indem solchermaßen der Hydraulikkreislauf
zwischen Hydropumpe und Drosselelementen geschlossen wird,
ist ein zuverlässiger Dauerbetrieb gewährleistet, da der
Hydropumpe ständig gerade so viel Öl angeboten wird, wie
diese benötigt. Ein Trockenlauf der Hydropumpe ist daher
völlig ausgeschlossen. Mit Hilfe von äußeren Druckspeichern
kann der Kreislauf im Bedarfsfall mit einem Vordruck beauf
schlagt werden, um bei häufigen Lastwechseln ein Rucken zu
vermeiden.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Steuerkolben für
die Hydropumpe sowie ggf. den Hydromotor hydraulisch betä
tigt sind. Der hierzu erforderliche Hydraulikdruck kann da
bei besonders vorteilhaft einem Gasdruck-/Federspeicher
entnommen werden, der von den Hydropumpen des erfindungsge
mäßen Getriebes gespeist wird.
Die Steuerung der Verstelleinrichtungen kann bspw. mit
Hilfe eines Steuercomputers erfolgen, dem die Drehzahl des
Antriebsmotors mitgeteilt wird, und der mit Hilfe eines be
stimmten Fahrprogrammes die entsprechende Einstellung der
Hydropumpen sowie der Drosselelemente vornimmt.
Das Grundprinzip des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen
Getriebes besteht darin, daß das Getriebeübersetzungsver
hältnis durch Einflußnahme je nach Bauform auf die Drehzahl
des Hohlrads oder auf die Relativdrehzahl zwischen Hohlrad
und Planetenträger vermittels der von einem Drosselelement
(Hydromotor) gesteuerten Abbremsung der Hydropumpe ver
stellt wird. Die Randbedingungen der erfindungsgemäßen An
ordnung bestehen einerseits darin, daß das Sonnenrad des
Planetengetriebesatzes starr mit der Motorwelle gekoppelt
ist und daher ständig mit der Motordrehzahl rotiert. Befin
det sich ein mit dem erfindungsgemäßen Getriebe versehenes
Fahrzeug bspw. im Stillstand, so muß der über die Getrie
beabtriebswelle sowie ein Differentialgetriebe mit den an
getriebenen Rädern des Fahrzeugs drehfest verbundene Plane
tenträger ebenfalls stillstehen. Demzufolge drehen sich die
Planetenräder entsprechend der Rotation des Sonnenrads und
übertragen daher dessen Drehbewegung auf das Hohlrad. In
diesem Betriebszustand rotiert also das Hohlrad entgegenge
setzt zur Drehrichtung des Sonnenrads. Indem nun die Dreh
zahl des Hohlrads aus dem soeben beschriebenen Gleichge
wichtszustand ausgelenkt wird, indem bspw. das Hohlrad
durch die Hydropumpe abgebremst wird, so wird gleichzeitig
auch der Planetenträger in Rotation versetzt und das Fahr
zeug fährt an.
Eine sinnvolle Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß bei Nullförderung bzw. Nullstellung des
Sonnenrads über die Planetenräder auf das Hohlrad übertra
gen wird, so daß keine Leistung an der Abtriebswelle abge
geben wird (Leerlauf). Bei Nullförderung wird von der Hy
dropumpe keine Leistung erzeugt, so daß diese das Hohlrad
nicht abbremst. Dadurch kann sich das Hohlrad auf beliebige
Drehzahlen beschleunigen, die ihm von dem Sonnenrad über
die Planetenräder mitgeteilt werden.
Andererseits wird je nach Bauform die Drehzahl des Hohlrads
oder die Relativdrehzahl zwischen Hohlrad und Planetenträ
ger/Abtriebswelle bei voller Drosselung zu null. Hierdurch
rotiert bei der Bauform mit einer Koppelung zwischen Hydro
pumpe und Abtriebswelle in diesem Betriebszustand die Ab
triebswelle mit derselben Drehzahl wie die Antriebswelle
des erfindungsgemäßen Getriebes. Bei voller Drosselung ist
der Ölkreislauf im Stillstand und die Hydropumpe kann nicht
fördern. Sie ist daher auf null abgebremst und teilt ihren
Stillstand sowohl dem Hohlrad als auch dem Planetenträger
mit, indem sie diesen dieselbe Drehzahl aufprägt. Indem
diese beiden Elemente des Planetengetriebesatzes keine
Relativbewegung mehr ausführen, bleiben die Planetenräder
ebenfalls stehen und sorgen aufgrund ihres Verzahnungsein
griffs mit dem Sonnenrad dafür, daß sowohl Planetenträger
als auch Hohlrad mit derselben Geschwindigkeit wie das
Sonnenrad rotieren. Nun ist die Verbindung zwischen An- und
Abtriebswelle des erfindungsgemäßen Getriebes starr und das
Drehzahlübersetzungsverhältnis beträgt 1 : 1.
Dieser synchrone Betrieb kann durch eine Kopplung an einen
Steuercomputer einer bestimmten Drehzahl des Motors zuge
ordnet werden. Das erfindungsgemäße Getriebe schafft also
einen stufenlosen Übergang von dem Stillstand bis zur
Höchstdrehzahl der Abtriebswelle und übernimmt dabei zu
sätzlich die Funktion einer herkömmlichen Kupplung, indem
beim Stillstand zusätzlich eine Leerlauffunktion auftritt.
Es hat sich als besonders günstig erwiesen, daß bei teil
weiser Drosselung die abgezweigte Energie über den Hydromo
tor zurückgeführt wird. Diese Maßnahme hat den Effekt, daß
auch bei geringen Drehzahlen der Abtriebswelle, bei denen
ein erheblicher Anteil der von dem Antriebsmotor zugeführ
ten Energie in der Hydropumpe abgezweigt wird, über den Hy
dromotor wieder auf die Antriebswelle einwirken kann. Dies
hat zur Folge, daß innerhalb des Getriebes kaum Energie
verloren geht und der Antriebsmotor jeweils nur soviel En
ergie abgeben muß, wie auch tatsächlich an der Abtrieb
sachse benötigt wird.
Bei einer besonderen Betriebsart (Hydromotor treibt Hydro
pumpe) wird die Hydropumpe nicht nur auf ihre Drehzahl null
abgebremst, sondern sogar entgegen ihrer Förderrichtung in
Drehung versetzt, so daß nun das Hohlrad nicht nur mit ei
ner der Drehung des Sonnenrads entsprechenden Drehzahl um
läuft, sondern sogar mit einer höheren Geschwindigkeit. Da
durch rollen die Planetenräder auf dem Sonnenrad in dessen
Drehrichtung ab und erteilen dabei dem Planetenträger eine
Drehzahl, die über der synchronen Drehzahl des Sonnenrades
liegt (übersynchroner Bereich, Spar- oder Economy-Gang).
In einer anderen dieser Betriebsphase (Brems- oder Schiebe
betrieb) wird die Hydropumpe ähnlich wie im Stillstand des
Fahrzeugs angetrieben, wobei das Hohlrad in seiner normalen
Drehrichtung angetrieben ward. Diese Funktionsweise bewirkt
eine Verlangsamung der Abtriebswelle, wenn der Arbeitspunkt
des Getriebes auf eine unterhalb der aktuellen Drehzahl
entsprechende Drehzahl verstellt wird.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist nicht nur ein Ab
bremsen bis zur Drehzahl Null möglich, sondern die Erzeu
gung eines aktiven Gegenmoments, das ein Rückwärtsfahren
erlaubt.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile auf der Basis
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
eines Ausführungsbeispieles der Erfindung sowie anhand der
Zeichnung. Diese zeigt in der einzigen Figur eine Prin
zipskizze eines erfindungsgemäßen Getriebes, wobei die zen
trale Baueinheit im Längsschnitt und dadurch detaillierter
dargestellt ist.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen erfindungsgemä
ßen Antrieb mit einem Verbrennungsmotor 1, dessen Abtriebs
welle 2 gleichzeitig die Antriebswelle des erfindungsgemä
ßen Getriebes 3 darstellt, und dessen Abtriebswelle 4 bspw.
mit den Rädern eines Fahrzeugs drehfest gekoppelt sein
kann.
Auf der Antriebswelle 2 des Getriebes 3 ist das Sonnenrad 5
eines Planetengetriebesatzes 6, der aus Planetenrädern 7
und Hohlrad 8 besteht, unverdrehbar festgelegt. Der Plane
tenträger 9 ist mit der Abtriebswelle 4 des Getriebes 3 un
verdrehbar verbunden.
Bei vorgegebener Drehzahl der Antriebswelle 2 richtet sich
die Drehzahl der Abtriebswelle 4 nach der Drehzahl des
Hohlrades 8. Um dessen Drehzahl relativ zur Abtriebswelle 4
beeinflussen zu können, ist innerhalb des Hohlrades 8 eine
Hydropumpe 10 angeordnet, deren Gehäuse mit dem Hohlrad 8
integriert oder einstückig ausgebildet ist.
Die Schrägscheibe 11 der als Axialkolbenpumpe ausgeführten
Hydropumpe 10 ist auf der Abtriebswelle 4 um eine zu dieser
rechtwinkligen Achse 12 verdrehbar, ansonsten jedoch unver
rückbar festgelegt. Die Neigung der Schrägscheibe 11 wird
von mehreren Steuerzylindern 13 beeinflußt. Bei einer Rela
tivdrehung des Hohlrades 8 im Verhältnis zum Planetenträger
9 und damit zur Abtriebswelle 4 werden die Pumpkolben 14
von der Schrägscheibe 11 in Richtung der Abtriebswelle 4
periodisch hin- und herbewegt, wodurch bspw. an der unteren
Druckleitung 15 Hydrauliköl angesaugt und durch die Hydro
pumpe 10 zur oberen Druckleitung 16 gefördert wird.
Die beiden Hydraulikleitungen 15, 16 sind über einen Hydro
motor 17 verbunden, so daß sich ein geschlossener Ölkreis
lauf 15, 10, 16, 17 ergibt. Der Hydromotor 17 ist nach dem
selben Prinzip aufgebaut wie die Hydropumpe 10, mit dem Un
terschied, daß hier das Wirkprinzip bei Normalbetrieb umge
kehrt ist und nicht eine Drehbewegung den Ölkreislauf 15,
16 in Bewegung versetzt, sondern der Ölstrom 15, 16 wird
von dem Hydromotor mittels seiner Schrägscheibe 18 und dar
auf einwirkenden, treibenden Axialkolben 19 in eine mecha
nische Bewegung umgesetzt und als zusätzliche Antriebsener
gie auf die Antriebswelle 2 eingeleitet. Gleichzeitig
stützt sich hierbei der von der Hydropumpe 10 kommende Öl
strom 16 durch den Hydromotor 17 ab, dessen Schluckvolumen
variabel begrenzt wird, welches eine Drehzahlbegrenzung der
Hydropumpe 10 bewirkt.
Die von der Hydropumpe 10 innerhalb des Getriebes 3 abge
griffene Energie wird also durch den Hydromotor 17 wieder
auf die Eingangswelle 2 des Getriebes 3 zurückgeführt und
geht demzufolge nicht verloren. Dies bedeutet, daß der An
triebsmotor 1, von Reibungsverlusten abgesehen, nur soviel
Energie liefern muß, wie an der Abtriebswelle 4 des Getrie
bes auch effektiv entnommen wird.
Je stärker die Schrägscheibe 11 gegenüber der Abtriebswelle
4 und deren Drehpunkt 12 geneigt wird, um so größer ist die
Förderleistung der Hydropumpe 10 und demzufolge auch ihr
Bremsmoment. Andererseits steigt mit einer zunehmenden Nei
gung der Schrägscheibe 18 des Hydromotors 17 dessen Ar
beitsleistung an, wodurch umgekehrt die Strömungsgeschwin
digkeit innerhalb des Hydraulikkreislaufs 15, 10, 16, 17
aussteigt.
Da die Schrägscheibe 18 des Hydromotors 17 ohnehin mit der
selben Drehzahl wie das Sonnenrad 5 rotiert, kann ihre
Neigung in Bezug auf die Neigung der Schrägscheibe 11 so
verstellt werden, daß ihr Schluckvolumen bei dieser Dreh
zahl gerade eben der Förderleistung der Hydropumpe 10 ent
spricht. Wird nun durch eine Veränderung der Neigung der
Schrägscheibe 18 das Schluckvolumen des Hydromotors 17 ver
ringert, so reduziert sich auch die Drehzahl der Hydropumpe
10, und die Drehzahl der Abtriebswelle 4 steigt an.
Wird die Schrägscheibe 18 exakt rechtwinklig zur An
triebswelle 2 verstellt, so kommt die Strömung innerhalb
des Ölkreislaufs 15, 10, 16, 17 vollständig zum Erliegen,
und die Hydropumpe 10 wird demzufolge ebenfalls zum Still
stand abgebremst. Dies bedeutet, daß die Relativdrehzahl
zwischen Hohlrad 8 und Planetenträger 9 zu Null wird, und
dies hat zur Folge, daß sich die Planetenräder 7 nicht mehr
um ihre Achsen 20 drehen können. Aus diesem Grund können
sie nicht mehr auf dem Sonnenrad 5 abrollen und der Plane
tenträger 9 und demzufolge die Abtriebswelle 4 hat dieselbe
Drehzahl wie das Sonnenrad 5 bzw. die dieses antreibende
Welle 2. In diesem Zustand rotieren Sonnenrad 5, Hohlrad 8
und der Planetenträger 9 mit derselben Drehzahl, sozusagen
als starre Einheit, und die Drehzahl an der Abtriebswelle 4
folgt der Drehzahl des Antriebsmotors 1.
In diesem Zustand strömt keinerlei Öl mehr um, so daß die
Verluste des Getriebes 3 auf die Reibungsverluste in den
Lagern beschränkt und daher äußerst gering sind, das Ge
triebe hat seinen optimalen Wirkungsgrad.
Indem die Neigung der Schrägscheibe 18 verstellt wird, läßt
sich bei geringeren Geschwindigkeiten des Fahrzeugs eine
drehmomentverstärkende, jedoch die Drehzahl des Antriebsmo
tors 1 untersetzende Getriebeeinstellung vornehmen.
Claims (41)
1. Getriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die angetriebene
Welle (2) mit dem Sonnenrad (5), und die Abtriebswelle
(4) mit dem Planetenträger (9) eines Planeten
getriebesatzes (6) drehfest gekoppelt ist, wobei des
sen Hohlrad (8) mit einer der gegeneinander verdrehba
ren Einheiten einer Hydropumpe (10) drehfest gekoppelt
ist, und wobei in eine oder beide der an der Hydro
pumpe (10) angeschlossenen Förderleitungen (15, 16) ein
oder mehrere Elemente (17) zur Drosselung des
geförderten Flüssigkeitsstroms eingeschaltet sind.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fördermenge der Hydropumpe (10) verstellbar ist.
3. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ein Drosselelement durch
einen Hydromotor (17) gebildet ist, dessen Gehäuse an
dem Gehäuse und/oder Chassis des Getriebes (3)
und/oder Antriebsmotors (1) unverdrehbar festgelegt
ist, während seine rotierende Einheit drehfest mit der
Antriebswelle (2) gekoppelt ist.
4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Schluckvolumen des Hydromotors (17) verstellbar
ist.
5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ein Drosselelement durch ein
Drosselventil gebildet ist, das in oder an eine an der
Hydropumpe (10) angeschlossene Förderleitung (15,16)
eingeschaltet oder angeschlossen ist.
6. Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das die Durchflußmenge des Drosselventils verstellbar
ist.
7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch eine Kombination aus einem Hydromo
tor (17) und aus einem oder mehreren, vor- oder
nachgeschalteten Drosselventilen andererseits.
8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Druckleitung (16) der
Hydropumpe (10) über die eingeschalteten Drosselele
mente (17) unter Ausbildung eines Kreislaufs zur Saug
leitung (15) der Hydropumpe (10) zurückgeführt ist.
9. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtung (13) der
Hydropumpe (10) und/oder des Drosselelements (17)
hydraulisch und/oder pneumatisch betätigt ist.
10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
der Hydraulikdruck zur Betätigung der Verstelleinrich
tung(en) (13) einem Gasdruck- oder Federspeicher ent
nommen wird, der von der (den) Hydropumpe(n) (10, 17)
gespeist wird.
11. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen (13) der
Drosselelemente (17) und/oder der Hydropumpe (10) an
mechanische Elemente zur Erfassung der Drehzahl, ins
besondere Fliehkraftregler, gekoppelt sind.
12. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verstelleinrichtungen (13) der
Drosselelemente (17) und/oder der Hydropumpe (10) an
einen Steuercomputer gekoppelt sind.
13. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Steuercomputer mit einem Sensor zur Erfassung der
Drehzahl des Antriebsmotors (1) gekoppelt ist.
14. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Hohlrad (8) mit dem ge
häuseseitigen Teil der Hydropumpe (10) einstückig aus
gebildet ist.
15. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das Hohlrad (8) einen Zahnkranz
aufweist, der, ggf. über ein oder mehrere, zwischenge
schaltete Zahnräder, mit einem Zahnrad der Hydropumpe
kämmt.
16. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die nicht mit dem Hohlrad
(8) gekoppelte Einheit der Hydropumpe (10) beweglich,
aber unverdrehbar an dem Gehäuse und/oder Chassis des
Getriebes (3) festgelegt ist.
17. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die nicht mit dem Hohlrad (8) ge
koppelte Einheit der Hydropumpe (10) mit der Abtriebs
welle (4) drehfest verbunden ist.
18. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Ab
triebswelle (4) ein durch Federkraft an diese anlegba
res, hydraulisch lösbares Bremsband vorhanden ist
(Parkstellung).
19. Getriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß
das Bremsband bei Ausfall der Hydraulik und/oder des
Antriebsmotors (1) durch eine Handpumpe gelöst werden
kann (Anschieben).
20. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ge
kennzeichnet durch ein zusätzliches Bremsband, das auf
das Hohlrad (8) einwirkt und mechanisch durch Handbe
trieb anlegbar ist (Anschieben).
21. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß mehrere Hydropumpen (10) me
chanisch und/oder hydraulisch parallel und/oder in
Reihe geschalten sind (Schwerlastbetrieb bei Last
kraftwagen und/oder Schleppern).
22. Verfahren zum Betrieb eines Getriebes nach einem der
vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch
15, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebeüberset
zungsverhältnis durch Einflußnahme auf die Drehzahl
des Hohlrads (8) vermittels der von einem Drossel
element (17) gesteuerten Abbremsung der Hydropumpe
(10) verstellt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verminderung der Drehzahl des Hohlrads (8)
durch stärkere Drosselung eine Erhöhung der Drehzahl
der Abtriebswelle (4) zur Folge hat.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn
zeichnet, daß ohne Drosselung die Rotation des Sonnen
rads (5) über die Planetenräder (7) auf das Hohlrad
(8) übertragen wird, so daß keine Leistung an der
Abtriebswelle (4) abgegeben wird (Leerlauf).
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch
gekennzeichnet, daß bei voller Drosselung die Drehzahl
des Hohlrads (8) zu Null wird und demnach das Getriebe
(3) bei dieser Übersetzung seinen günstigsten Wirkungs
grad erreicht.
26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet,
daß der Betriebszustand, bei dem die Drehzahl des
Hohlrads (8) zu Null wird, einer bestimmten Drehzahl
der Antriebswelle (2) zugeordnet ist.
27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrere Stufen vorhanden sind, bei denen
der Betriebszustand mit maximalem Wirkungsgrad des
stufenlosen Getriebeteils (3) bei jeweils
unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen zwischen
Antriebswelle (2) und Geamt-Abtriebswelle erreicht
wird (Stützstufen).
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß bei teilweiser Drosselung die ab
gezweigte Energie über den Hydromotor (17) zurückge
führt wird.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 bis 28, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Umkehrung der Wirkungsweise
des Hydromotors (17) dessen Gegendruck höher wird als
derjenige der Hydropumpe (10), so daß die Drehzahl des
Hohlrads (8) umgekehrt wird und die Abtriebswelle (4)
schneller rotiert als bei dem Betriebszustand mit
Stillstand des Hohlrads (8), d. h., maximalem Wirkungs
grad des Getriebes (3) (Spar- oder Economy-Gang).
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 29, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Vergrößerung des
Schluck- oder Pumpvolumens des Hydromotors (17) die
Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Ölkreislaufs
(15, 10, 16, 17) zwangsläufig erhöht wird (Hydromotor (17)
treibt Hydropumpe (10) hydraulisch an), so daß die
Drehzahl des Hohlrads (8) erhöht und dadurch die Ab
triebswelle (4) abgebremst wird (Schiebe- oder Brems
betrieb).
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 30, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Erhöhung der Strömungs
geschwindigkeit durch den Hydromotor (17) und Verklei
nerung des Schluckvolumens der Hydropumpe (10)
(Hydromotor (17) treibt Hydropumpe (10) hydraulisch
an) die Drehzahl des Hohlrads (8) größer wird als bei
Stillstand der Abtriebswelle (4), so daß diese in ent
gegengesetzter Richtung angetrieben wird
(Rückwärtsgang).
32. Verfahren zum Betrieb eines Getriebes nach einem der
vorhergehenden Ansprüche in Verbindung mit Anspruch 17
(Getriebetyp gem. Figur), dadurch gekennzeichnet, daß
das Getriebeübersetzungsverhältnis durch Einflußnahme
auf die Relativdrehzahl zwischen Hohlrad (8) und
Planetenträger (9) vermittels der von einem Drossel
element (17) gesteuerten Abbremsung der Hydropumpe
(10) verstellt wird.
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Verminderung der Relativdrehzahl zwischen
Hohlrad (8) und Planetenträger (9) durch stärkere
Drosselung eine Erhöhung der Drehzahl der Ab
triebswelle (4) zur Folge hat.
34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekenn
zeichnete daß ohne Drosselung die Rotation des Sonnen
rads (5) über die Planetenräder (7) auf das Hohlrad
(8) übertragen wird, so daß keine Leistung an der
Abtriebswelle (4) abgegeben wird (Leerlauf).
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch
gekennzeichnet, daß bei voller Drosselung die
Relativdrehzahl zwischen Hohlrad (8) und Planetenträ
ger (9)/Abtriebswelle (4) zu Null wird und demnach die
Abtriebswelle (4) mit derselben Drehzahl rotiert wie
die Antriebswelle (2).
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,
daß der synchrone Betrieb, bei dem die Drehzahlen von
Antriebs- (2) und Abtriebswelle (4) identisch sind,
einer bestimmten Drehzahl der Antriebswelle (2) zu
geordnet ist.
37. Verfahren nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrere Stufen vorhanden sind, bei denen
der synchrone Betrieb des synchronen Getriebeteils bei
jeweils unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen
zwischen der Antriebswelle (2) und der Gesamt-Ab
triebswelle erreicht wird (Stützstufen).
38. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch
gekennzeichnet, daß bei teilweiser Drosselung die ab
gezweigte Energie über den Hydromotor (17) zurückge
führt wird.
39. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 38, dadurch
gekennzeichnet, daß bei Umkehrung der Wirkungsweise
des Hydromotors (17) die Strömungsrichtung innerhalb
des Ölkreislaufs (15, 10, 16, 17) umgekehrt wird, so daß
die Relativdrehzahl zwischen Hohlrad (8) und Planeten
träger (9)/Abtriebswelle (4) umgekehrt wird und die
Abtriebswelle (4) schneller rotiert als die Antriebs
welle (2) (übersynchroner Bereich, Spar- oder Economy-
Gang).
40. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 39, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Vergrößerung des
Schluck- oder Pumpvolumens des Hydromotors (17) die
Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Ölkreislaufs
(15, 10, 16, 17) zwangsläufig erhöht wird (Hydromotor
(17) treibt Hydropumpe (10) hydraulisch an), so daß die
Relativdrehzahl zwischen Hohlrad (8) und Planetenträ
ger (9)/Abtriebswelle (4) erhöht und dadurch die Ab
triebswelle (4) abgebremst wird (Schiebe- oder Brems
betrieb).
41. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 40, dadurch
gekennzeichnet, daß bei einer Erhöhung der Strömungs
geschwindigkeit durch den Hydromotor (17) und Verklei
nerung des Schluckvolumens der Hydropumpe (10)
(Hydromotor (17) treibt Hydropumpe (10) hydraulisch
an) die Drehzahl des Hohlrads (8) größer wird als bei
Stillstand der Abtriebswelle (4), so daß diese in ent
gegengesetzter Richtung angetrieben wird
(Rückwärtsgang).
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19605386C1 (de) * | 1996-02-14 | 1997-06-12 | Gottfried Keller | Hydrostatisches Koppelgetriebe |
EP0797027A3 (de) * | 1996-02-14 | 1998-07-22 | Gottfried Keller | Hydromechanisches Getriebe |
DE202008005120U1 (de) | 2008-04-09 | 2008-07-10 | Lachenmeier, Dieter | Stufenloses-drehmomentgeregeltes-Getriebe |
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-
1995
- 1995-02-07 DE DE19503923A patent/DE19503923C2/de not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
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DE-Z.: antriebstechnik 6(1967)Nr. 12 * |
Entwurf VDI 2152 VDI-Z114 (1972) Nr.5-April * |
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DE202008005120U1 (de) | 2008-04-09 | 2008-07-10 | Lachenmeier, Dieter | Stufenloses-drehmomentgeregeltes-Getriebe |
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DE102010007402B4 (de) * | 2010-02-03 | 2015-03-12 | Dieter Lachenmeier | Stufenloses-schlupffreies Getriebe |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19503923C2 (de) | 1997-07-24 |
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