DE19503923C2 - Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung - Google Patents
Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit LeistungsverzweigungInfo
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Description
Die Erfindung richtet sich auf ein hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit
Leistungsverzweigung, dessen angetriebene Welle mit dem Sonnenrad, und
die Abtriebswelle mit dem Planetenträger eines Planetengetriebesatzes
drehfest gekoppelt ist, wobei das Hohlrad des Planetengetriebesatzes mit einer
der gegeneinander verdrehbahren Einheiten einer Hydropumpe drehfest
gekoppelt ist, und wobei ein Hydromotor derart an die Förderleitungen der
Hydropumpe angeschlossenen ist, daß die Druckleitung der Hydropumpe über
den eingeschalteten Hydromotor unter Ausbildung eines Kreislaufs zur Saug
leitung der Hydropumpe zurückgeführt ist, wobei das Gehäuse des
Hydromotors an dem Gehäuse und/oder Chassis des Getriebes und/oder
Antriebsmotors unverdrehbar festgelegt ist, während seine rotierende Einheit
drehfest mit der Antriebswelle gekoppelt ist.
Aus dem Stand der Technik sind eine Reihe von Getriebekonstruktionen
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 steigenden
Drehzahlen jedoch rapide ab, da sich mit zunehmender
Strömungsgeschwindigkeit des Hydrauliköls Strömungswiderstände nachteilig
bemerkbar machen, während beim Stillstand der Abtriebswelle die
Regelungseigenschaften oftmals äußerst ungünstig sind. Ein derartiges
Getriebe ist bspw. in einem Entwurf für die VDI-Norm 2152 auf Seite 17
dargestellt. Dort ist das Sonnenrad und der Planetenradträger in bekannter
Form mit der Antriebswelle einerseits, der Abtriebswelle andererseits
verbunden, und eine Hydropumpe eines hydrostatischen Umlaufgetriebes ist
mit dem Hohlrad drehfest verbunden. Bei dieser Anordnung existiert jedoch
neben der hydraulischen Kopplung zwischen Hydropumpe und Hydromotor in
Form eines geschlossenen Ölkreislaufs eine mechanische Kopplung in Form
einer das Pumpengehäuse mit dem Motorläufer verbindenden Welle.
Außerdem ist der Läufer des Hydromotors, dessen Gehäuse am
Getriebechassis festgelegt ist, mit der Abtriebswelle über ein stirnverzahntes
Getriebe gekoppelt. Bei der maximalen Drehzahl der Abtriebswelle ist somit die
Relativdrehzahl des Hydraulikmotors maximal, so daß sich, insbesondere im
übersynchronen Bereich des Getriebes, hohe Reibungsverluste ergeben.
Ferner ist bei Stillstand der Abtriebswelle in dem Hydraulikmotor überhaupt
keine Relativdrehzahl vorhanden, so daß der Ölstrom in diesem Zeitpunkt
vollständig zum Erliegen kommt. Wenn die Motorwelle sich weiterdreht, wie das
bei üblichen Verbrennungsmotoren der Fall ist, darf jedoch das Hohlrad nicht
stillstehen, da ansonsten die Abtriebswelle anlaufen würde. Das Hohlrad läßt
sich jedoch bei unterbrochenem Ölstrom allenfalls bei Stillstand blockieren,
während die Hydropumpe bei jeder anderen Drehzahl des Hohlrades auf
Nullförderung gestellt werden muß, da ansonsten das Öl in Strömung versetzt
wird. Dieses könnte allenfalls durch Reduzierung des Schluckvolumens des
Hydromotors auf Null erreicht werden, wodurch wiederum eine Regelung der
Drehzahl des Hohlrades auf hydraulischem Wege nicht mehr möglich ist.
Neben ungünstigen, energetischen Verhältnissen im Hochlastbetrieb ist hier
demnach eine Regelung der Abtriebswellendrehzahl bei niedrigen Drehzahlen
und insbesondere im Stillstand kaum möglich.
Eine demgegenüber bereits verbesserte Ausführungsform ist in dem Aufsatz
"Planeten- und Überlagerungsgetriebe" in der Zeitschrift "antriebstechnik", 6.
Jahrgang (1967), Nr. 12, insbesondere in dem Bild 25b offenbart. Dort sind die
Elemente des Planetengetriebes in der bekannten Form zwischen Antriebs- und
Abtriebswelle einerseits sowie mit einem verdrehbaren Teil einer
Hydropumpe andererseits verschalten. Diese Hydropumpe ist über einen
Ölkreislauf mit einem Hydromotor gekoppelt, der wiederum mit seiner
Läufereinheit an der Antriebswelle angekoppelt ist. Hier sind jedoch die
Gehäuse beider Hydroelemente an dem Getriebechassis festgelegt. Dem
Vorerfinder ist es hiermit gelungen, die Regelungseigenschaften im Stillstand
zu verbessern, indem anders als bei dem VDI-Entwurf kein einziges der beiden
Hydroelemente mit der Abtriebswelle gekoppelt ist, so daß bei einem Stillstand
derselben und bei drehender Antriebswelle (Verbrennungsmotor) sich das
Hohlrad drehen kann und demzufolge ein Ölstrom fließt, welcher gute,
hydraulische Regelungseigenschaften hervorbringt. Dennoch ist der
Wirkungsgrad dieses Getriebes über den gesamten Drehzahlbereich der
Abtriebswelle nicht sehr günstig. Denn im synchronen Betrieb, wo Sonnenrad,
Planetenradträger und Hohlrad des Planetengetriebes mit derselben Drehzahl
umlaufen, hat auch die Hydropumpe entsprechend hohe Relativdrehzahl.
Da andererseits zur Übertragung von Energie von der An- auf die Abtriebswelle
die Drehzahl des Hohlrades auf hydraulischem Weg geregelt werden muß,
kann die Hydropumpe nicht auf Nullförderung gestellt werden, und demzufolge
treten innerhalb des Ölkreislaufs Strömungsverluste auf. Wird andererseits die
Strömung innerhalb des Kreislaufs auf Null reduziert, kann das Hohlrad
ausschließlich durch vollständige Blockierung stabilisiert werden, so daß in
dem Planetengetriebe erhebliche Reibungsverluste auftreten. Deshalb wird
gerade dann, wenn dem Getriebe seine maximale Leistung abverlangt wird,
besonders viel Energie vergeudet, so daß der antreibende Verbrennungsmotor
relativ stark überdimensioniert werden muß.
Aus diesen Nachteilen der aus dem Stand der Technik vorbekannten
Anordnungen resultiert das die vorliegende Erfindung initiierende Problem, ein
stufenloses Getriebe zu konstruieren, das gute Regelungseigenschaften beim
Stillstand der Abtriebswelle aufweist und gerade bei dem maximalen
Energiedurchsatz seinen besten Wirkungsgrad hat.
Die Lösung dieses Problems gelingt bei einem Getriebe dann, wenn die nicht
mit dem Hohlrad gekoppelte Einheit der Hydropumpe mit der Antriebswelle
drehfest verbunden ist. 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 maximalen
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. Da
beim Stillstand der Antriebswelle an beiden Hydroelementen eine
Relativdrehzahl auftritt, ist das Öl in Bewegung und erlaubt eine präzise
Regelung.
Eine Möglichkeit zur Verstellung des Übersetzungsverhältnisses des
erfindungsgemäßen Getriebes besteht darin, daß die Fördermenge der
Hydropumpe verstellbar ist. Bei unverändertem Schluckvolumen des
Hydromotors kann durch Verstellung der Fördermenge der Hydropumpe deren
Bremswirkung verändert und auf diesem Weg eine Verstellung der
Getriebeübersetzung erreicht werden. Hierfür eignen sich beispielsweise
Axialkolbenpumpen, 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 Hydromotor setzt je nach mechanischer Belastung dem geschluckten
Hydrauliköl einen mehr oder weniger großen Arbeitswiderstand entgegen und
kann dazu verwendet werden, die der antreibenden Hydropumpe entzogene
Energie in Form eines zusätzlichen Drehmoments wieder auf die Antriebswelle
des Getriebes einzuleiten. Da auch über eine Veränderung dieses
Arbeitswiderstands die Bremswirkung der Hydropumpe und damit das
Übersetzungsverhältnis des erfindungsgemäßen Getriebes beeinflußt werden
kann, sieht die Erfindung vor, daß das Schluckvolumen des Hydromotors
verstellbar sein kann. Wenn demnach das Schluckvolumen des Hydromotors
niedriger als das Fördervolumen der Hydropumpe eingestellt ist, stützt sich der
Förderstrom der Hydropumpe auf dem Hydromotor ab, so daß die Hydropumpe
abgebremst wird. Es bietet sich an, als Hydromotor einen Axialkolbenmotor 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 Hydromotor
zumindest prinzipiell baugleich mit der an den Planetengetriebesatz gekop
pelten Hydropumpe ausgeführt sein kann.
Indem der Hydraulikkreislauf zwischen Hydropumpe und Hydromotor
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
beaufschlagt 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 betätigt sind. Der hierzu erforderliche
Hydraulikdruck kann dabei besonders vorteilhaft einem Gasdruck-/Feder
speicher entnommen werden, der von den Hydropumpen des
erfindungsgemäßen 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 bestimmten Fahrprogrammes die entsprechende
Einstellung der Hydropumpen sowie der Drosselelemente vornimmt.
Das Grundprinzip des oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Getriebes
besteht darin, daß das Getriebeübersetzungsverhältnis durch Einflußnahme auf
die Relativdrehzahl zwischen Hohlrad und Planetenträger vermittels der von
dem Hydromotor gesteuerten Abbremsung der Hydropumpe verstellt wird. Die
Randbedingungen der erfindungsgemäßen Anordnung bestehen einerseits
darin, daß das Sonnenrad des Planetengetriebesatzes starr mit der Motorwelle
gekoppelt ist und daher ständig mit der Motordrehzahl rotiert. Befindet sich ein
mit dem erfindungsgemäßen Getriebe versehenes Fahrzeug bspw. im
Stillstand, so muß der über die Getriebeabtriebswelle sowie ein Differentialge
triebe mit den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs drehfest verbundene
Planetenträger 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 entgegengesetzt zur Drehrichtung des Sonnenrads. Indem nun die
Drehzahl des Hohlrads aus dem soeben beschriebenen Gleichgewichtszustand
ausgelenkt wird, indem bspw. das Hohlrad durch die Hydropumpe abgebremst
wird, so wird gleichzeitig auch der Planetenträger in Rotation versetzt und das
Fahrzeug fährt an.
Eine sinnvolle Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß bei
Nullförderung bzw. Nullstellung der Hydropumpe die Drehzahl des Sonnenrads
über die Planetenräder auf das Hohlrad übertragen wird, so daß keine
hydraulische Leistung an der Abtriebswelle abgegeben wird (Leerlauf). Bei
Nullförderung wird von der Hydropumpe keine hydraulische 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 die Relativdrehzahl zwischen Hohlrad und Planetenträ
ger/Abtriebswelle bei voller Reduzierung des Schluckvolumens des
Hydromotors zu null. Hierdurch rotiert in diesem Betriebszustand die Ab
triebswelle mit derselben Drehzahl wie die Antriebswelle des
erfindungsgemäßen Getriebes, der Ölkreislauf ist 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 zugeordnet 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 mittlerem Schluckvolumen
des Hydromotors die abgezweigte Energie über den Hydromotor zurückgeführt
wird. Diese Maßnahme hat den Effekt, daß auch bei geringen Drehzahlen der
Abtriebswelle, bei denen ein erheblicher Anteil der von dem Antriebsmotor
zugeführten Energie in der Hydropumpe abgezweigt wird, über den Hydromotor
wieder auf die Antriebswelle einwirken kann. Dies hat zur Folge, daß innerhalb
des Getriebes kaum Energie verloren geht und der Antriebsmotor jeweils nur
soviel Energie abgeben muß, wie auch tatsächlich an der Abtriebsachse
benötigt wird.
Bei einer besonderen Betriebsart (Hydromotor treibt Hydropumpe) 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 einer der Drehung des Sonnenrads entsprechenden Drehzahl um
läuft, sondern sogar mit einer höheren Geschwindigkeit. Dadurch 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 Betriebsphase (Brems- oder Schiebebetrieb) wird die
Hydropumpe ähnlich wie im Stillstand des Fahrzeugs angetrieben, wobei das
Hohlrad in seiner normalen Drehrichtung angetrieben wird. 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
ansteigt.
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 (19)
1. Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung, dessen
angetriebene Welle (2) mit dem Sonnenrad (5), und die Abtriebswelle (4)
mit dem Planetenträger (9) eines Planetengetriebesatzes (6) drehfest
gekoppelt ist, wobei das Hohlrad (8) des Planetengetriebesatzes (6) mit
einer der gegeneinander verdrehbaren Einheiten einer Hydropumpe
(10) drehfest gekoppelt ist, und wobei ein Hydromotor (17) derart an die
Förderleitungen (15, 16) der Hydropumpe (10) angeschlossenen ist, daß
die Druckleitung (16) der Hydropumpe (10) über den eingeschalteten
Hydromotor (17) unter Ausbildung eines Kreislaufs zur Saugleitung (15)
der Hydropumpe (10) zurückgeführt ist, wobei das Gehäuse des
Hydromotors (17) 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,
dadurch gekennzeichnet, daß die nicht mit dem Hohlrad (8) gekoppelte
Einheit der Hydropumpe (10) mit der Abtriebswelle (4) drehfest
verbunden ist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad
(8) mit dem gehäuseseitigen Teil der Hydropumpe (10) einstückig
ausgebildet ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlrad
(8) einen Zahnkranz aufweist, der ggf. über ein oder mehrere,
zwischengeschaltete Zahnräder, mit einem Zahnrad der Hydropumpe
kämmt.
4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fördermenge der Hydropumpe (10) verstellbar
ist.
5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schluckvolumen des Hydromotors (17) ver
stellbar ist.
6. Getriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstelleinrichtung (13) der Hydropumpe (10) und/oder des Hydromotors
(17) hydraulisch und/oder pneumatisch betätigt ist.
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Hydraulikdruck zur Betätigung der Verstelleinrichtung(en) (13) einem
Gasdruck- oder Federspeicher entnommen wird, der von der (den)
Hydropumpe(n) (10, 17) gespeist wird.
8. Getriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtungen (13) der Hydropumpe (10) und/oder des
Hydromotors (17) an mechanische Elemente zur Erfassung der Dreh
zahl, insbesondere Fliehkraftregler, gekoppelt sind.
9. Getriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstelleinrichtungen (13) der Hydropumpe (10) und/oder des
Hydromotors (17) an einen Steuercomputer gekoppelt sind.
10. Getriebe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Steuercomputer mit einem Sensor zur Erfassung der Drehzahl des
Antriebsmotors (1) gekoppelt ist.
11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Abtriebswelle (4) ein durch
Federkraft an diese anlegbares, hydraulisch lösbares Bremsband
vorhanden ist (Parkstellung).
12. Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
Bremsband bei Ausfall der Hydraulik und/oder des Antriebsmotors (1)
durch eine Handpumpe gelöst werden kann (Anschieben).
13. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet
durch ein zusätzliches Bremsband, das auf das Hohlrad (8) einwirkt und
mechanisch durch Handbetrieb anlegbar ist (Anschieben).
14. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Hydropumpen (10) mechanisch und/oder
hydraulisch parallel und/oder in Reihe geschalten sind
(Schwerlastbetrieb bei Lastkraftwagen und/oder Schleppern).
15. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Getriebeübersetzungsverhältnis durch Einflußnahme auf die Relativ
drehzahl zwischen Hohlrad (8) und Planetenträger (9) vermittels der von
dem Hydromotor (17) gesteuerten Abbremsung der Hydropumpe (10)
derart verstellt wird, daß eine Verminderung der Relativdrehzahl
zwischen Hohlrad (8) und Planetenträger (9) durch Verminderung des
Schluckvolumens des Hydromotors (17) eine Erhöhung der Drehzahl der
Abtriebswelle (4) zur Folge hat und bei voller Reduzierung des
Schluckvolumens des Hydromotors (17) die Relativdrehzahl zwischen
Hohlrad (8) und Planetenträger (9)/Abtriebswelle (4) zu Null wird und
demnach die Abtriebswelle (4) mit derselben Drehzahl rotiert wie die An
triebswelle (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinrichtung
für die Verstelleinrichtungen (13) der Hydraulikelemente (10, 17) derart
ausgebildet ist, daß der synchrone Betrieb, bei dem die Drehzahlen von
Antriebs- (2) und Abtriebswelle (4) identisch sind, einem bestimmten
Drehzahlbereich der An- und/oder Abtriebswelle (2; 4) zugeordnet ist.
16. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß zur Erzeugung einer
Leerlauffunktion die Hydropumpe (10) auf Nullförderung verstellt wird, so
daß die Rotation des Sonnenrads (5) über die Planetenräder (7) auf das
Hohlrad (8) übertragen und keine Leistung an der Abtriebswelle (4) abge
geben wird.
17. Getriebe nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß die Wirkungsweise des
Hydromotors (17) und die Strömungsrichtung innerhalb des Ölkreislaufs
(15, 10, 16, 17) umkehrbar ist, so daß die Relativdrehzahl zwischen
Hohlrad (8) und Planetenträger (9)/Abtriebswelle (4) umgekehrt wird und
die Abtriebswelle (4) schneller rotiert als die Antriebswelle (2) (Spar- oder
Economy-Funktion).
18. Getriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß durch
Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Hydromotors
(17) und durch Verkleinerung 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 entgegengesetzter Richtung angetrieben wird
(Rückwärtsgang).
19. Getriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, daß durch
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
Planetenträger (9)/Abtriebswelle (4) erhöht und dadurch die Ab
triebswelle (4) abgebremst wird (Schiebe- oder Bremsbetrieb).
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