DE1952966A1

DE1952966A1 - Kraftuebertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE1952966A1
Application number: DE19691952966
Authority: DE
Inventors: Elias Orshansky Jun
Original assignee: URS SYSTEMS CORP
Current assignee: URS SYSTEMS CORP
Priority date: 1968-10-21
Filing date: 1969-10-21
Publication date: 1970-04-23
Also published as: US3580107A; GB1265223A; DE1952966B2; FR2021172A1; JPS5039224B1; CA929766A; BE740528A

Description

Dipl.-ln«. W. PAAP 8 MÖNCHEN 22, Dipl.-Ing. H. MITSCHERUCH 1 Q¹^QRR μλ»«{ο·π) ·2 Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN ι ^vJ*. ν» υ υ Dr. r.r. not. W. KÖRBER ²¹ · ^Okt« ^196<> PATENTANWÄLTE

URS SYSTEMS CORPORATION

South El Gamino Real

San Mateo, California 94402, Y.St.A.

Patentanmeldung Kraftübertragungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Kraftübertragungsvorrichtung bzwo ein Getriebe.

Sas erfindungsgemäße Getriebe ist geeignet, entsprechend einer kontinuierlich variablen Drehzahl-Drehmoment-Charakteristik zu arbeiten, die sich über einen großen Bereich der Drehmomentvervielfachung von z«B. 18:1 oder mehr erstrecken kann, wobei eine jbut Drehmomentunterteilung dienende Planetenradgetriebe- und Hydraulikeinrichtung veranlaßt wird, wiederholt ein Arbeitsspiel zu durchlaufen, wobei so viele Stufen durchlaufen werden, wie es erforderlich ist, um eine Änderung des Drehmoments über den gewünschten großen Bereich zu erzielene Der Planetengetriebe- und Hydraulikteil des Getriebes durchläuft jeweils nur einen relativ kleinen Bereich der Drehmomentvervielfachung, doch da die Einrichtung veranlaßt wird, mehrere Arbeitsspiele auszuführen, kann sie diesen Bereich immer wieder durchlaufen, ohne daß eine Unterbrechung des Kraftflusses zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle eintritt, und ohne daß die mit der Antriebswelle gekuppelte Kraftmaschine in irgendeinem Zeitpunkt entlastet wird und daher durchgeht. Hierbei ergeben sich Zeitpunkte, in denen zwei Sätze von Zahnrädern in Eingriff stehen, jedoch ergibt

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sich während der Kraftübertragung niemals ein Zeitpunkt, in welchem keine Getriebeteile ineinandergreifen·

Die Zweckmäßigkeit einer nacheinander mehrere Arbeitespiele durchlaufenden Anordnung ergibt sich aus der Tatsache, daß bei jedem gegebenen Drehmomentvervielfachungsbereich, die Abmessungen der hydraulischen Vorrichtungen und die auf hydraulischem Wege übertragbare Leistung von der Größe dieses Bereichs abhängen. Die "Nennleistung" oder "Leistungsaufnahme" einer hydraulischen Vorrichtung ergibt sich als das Produkt aus dem höchsten Drehmoment, das die Vorrichtung gegebenenfalls aufrechterhalten muß, was sogar dann geschehen kann, wenn sich die Vorrichtung im Stillstand befindet, und der höchsten Drehzahl, die die Vorrichtung gegebenenfalls aufrechterhalten muß, was auch dann geschehen kann, wenn die Vorrichtung bei dieser Drehzahl kein Drehmoment überträgt. Es kann vorkommen, daß die Vorrichtung niemals ihre Nennleistung erreicht, doch bestimmt ihre Nennleistung ihre Abmessungen und die Herstellungskosten. Wenn bei einer Planetengetriebe? und Hydraulikeinrichtung der Drehmomentvervielfachungsbereich während eines einzigen Arbeitsspiels z.B. 2:1 beträgt, ist die Nennleistung der hydraulischen Vorrichtungen gleich der dem Getriebe zugeführten Eingangsleistung. Wenn der Drehmomentvervielfachungsbereich 3*1 beträgt, entspricht die Nennleistung der hydraulischen Vorrichtungen dem doppeltenWert der Eingangsleistung. Beträgt der Bereich 4-xl, entspricht die Nennleistung der hydraulischen Vorrichtungen dem Dreifachen der Eingangsleistung usw., so daß bei einem Bereich von 18:1 die Nennleistung dem 17-fachen der Eingangsleistung entsprechen würde. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit ist es erwünscht, die Abmessungen der hydraulischen Vorrichtungen in vernünftigen Grenzen zu halten, da eine Erhöhung der Nennleistung zu einer Steigerung der Herstellungskosten, der Abmessungen und des Gewichtes führt, und da außerdem keine hydraulischen Vorrichtungen zum Übertragen sehr hoher Leistungen zur Verfugung stehen.

Der hydraulisch übertragene Teil der Leistung nimmt ferner zu, wenn man den Bereich vergrößert, der während eines einzigen Arbeitsspiels durchlaufen wird· Je* kleiner dieser Bereich ist« Bit eines desto höheren Wirkungsgrad arbeitet die Planetengetriebe- und Hydraulikeinrichtung, denn erstens haben die hydraulischen Vorrichtungen kleinere Abmessungen, und zweitens wird auch der hydraulisch übertragene feil der Leistung kleiner· Allgemein gesprochen er~ gi^te sich die Nennleistung der hydraulischen Vorrichtung als üAs Produkt aus der Eingangsleistung und dem Glied (S - 1) wobei E das gesamte Untersetzungsverhältnis während eines Arbeitsspiels bezeichnet. Wenn Untersetzungsbereiche in der Größenordnung von 18:1 erforderlich sind, ist Ab nicht möglich, unter Benutzung von Vorrichtungen mit vernünftigen Abmessungen eine solche Untersetzung mit Hilfe eines einzigen Arbeitsspiels zu erzielen· Bei einem Getriebe zua Übertragen einer Leistung von 1000 PS, bei dem ein Untersetzungsbereioh von 18ti vorgesehen sein soll, müßten die benötigten hydraulischen Vorrichtungen so bemessen sein, daß sie eine Leistung von 17000PS übertragen können, wenn nur mit einem einziges Arbeitsspiel gearbeitet werden soll·

Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Getriebes besteht darin, daß ein kleiner Untersetzungsbereich vorgesehen ist, der bei den noch zu beschreibenden Berechnungen und grafischen Barsteilungen einem Bereich von etwa 1,7:1 entspricht, wobei man für ein Getriebe zum Übertragen von 1000 PS hydraulische Vorrichtungen mit einer Nennleistung von nur 700 PS benötigt, und daß das Getriebe über ein die Ausgangsdrehzahl bestimmendes Getriebe mehrmals geschaltet werden kann, so daß man einen Gesamtuntersetzungsbereich von 18:1 oder einen beliebigen anderen Gesamtuntersetzungsbereich erzielen kann·

Wenn beim Übergang von einem Bereich zu einem anderen Bereich zunächst ein neuer Bereich zur Wirkung gebracht wird, braucht in diesem neuen Bereich nicht sofort nach dem Einrücken eine Leistung übertragen zu werden j hierin besteht

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ein sehr wichtiger Vorteil, denn dies bedeutet, daß man keine Leistungßumschaltkupplungen benötigt· Ferner werden beim Übergang von einem Bereich zu einem anderen Bereich die betreffenden leile für den neuen Bereich eingerückt, bevor die dem vorherigen Bereich zugeordneten Teil· ausgerückt werden, so daß die Kraftmaschine niemals entlastet wird, und daher nicht durchgehen kann· Dies ist insbesondere in Fällen von Bedeutung, in denen ein Getriebe in Verbindung mit eine» Surbinentriebwerk oder einem Sieseimotor verwendet wird. Ferner läuft im Zeitpunkt des UmsclaLtens vom einen Bereich zum nächsten Bereich der Abtriebsteil des Getriebes nahezu oder genau synchron, und daher treten beim Umschalten des Getriebes keine Stöße auf; infolgedessen kann man Klauen- oder Zahnradkupplungen benutzen, statt kostspielige Reibungskupplungen vorzusehen· Dieses Verhalten des Getriebes beim Umscfeptlten ermöglicht die Verwendung des Getriebes in Fällen, in denen außerordentlich hohe Leistungen übertragen werden müsse?

Ein weiteres wichtiges Merkmal besteht darin, daß bei jeder Drehzahl, bei der sich ein Schaltvorgang abspielt, die beiden Kupplungen gleichzeitig eingerückt siM» Statt eine der Kupplungen auszurücken, kann man beide Kupplungen eingerückt lassen, so daß die Kraft dann auf rein mechanischem Wege übertragen wird. Das Getriebe kann bei jeder dieser Unschaitdrehzahlen als ein rein mechanisch arbeitendes Getriebe benutzt werden, so daß sich ein sehr hoher Wirkungegrad ergibt und die hydraulischen Vorrichtungen nur einer minimalen Abnutzung ausgesetzt sind.

Es gibt bereits zahlreiche bekannte Konstruktionen, bei denen hydraulische Vorrichtungen veranlaßt werden, innerhalb eines gegebenen Untersetzungsbereichs mehrere Arbeitsspiele zu durchlaufen, doch arbeiten bei diesen Konstruktionen Flanetenräder in ständig zunehmender Anzahl zusammen, und die hydraulischen Vorrichtungen werden jeweils von einem Planetenrad zu einem anderen Planetenrad umgeschaltet, oder

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die hydraulischen Vorrichtungen arbeiten nicht bei allen Arbeitsspielen unter identischen Bedingungen, und daher muß man bei ihrer Bemessung eine Kompromißlösung anstreben. Im Gegensatz hierzu ermöglicht es die Erfindung, eine Planetenradbaugruppe zu veranlassen, so viele Arbeitsspiele zu durchlaufen, wie erforderlich sind, und die hydraulischen Vorrichtungen arbeiten bei jedem Arbeitsspiel unter identischen Bedingungen.

Bei den erfindungsgemäßen Getriebe werden zwei Reaktionsvorrichtungen verwendet, von denen eine entweder durch die Eingangswelle oder die Ausgangswelle gebildet sein kann; wenn dies der Pail ist, ist der Planetenradanordnung nur eine Reaktionsvorrichtung zugeordnet·

Man kann das erfindungsgemäße Getriebe als ein jeweils mehrere Arbeitsspiele durchlaufende Getriebe betrachten, das ein Flanetenradxystem und ein hydraulisches System umfaßt, die mit zwei Reaktionsvorrichtungen verbunden sind, wobei mindestens eine Reaktionsvorrichtung dem Flanetenradsystem und die zweite Reaktionsvorrichtung entweder dem Planetenradsystem oder der Eingangswelle oder der Ausgangswelle zugeordnet ist. Das Planetenradsystem hat zwei Abtriebsteile, die so arbeiten, daß sich die Drehzahl des einen erhöht, während die Drehzahl des anderen abnimmt· Diese Abtriebsteile werden abwechselnd bei verschiedenen Untersetzungsverhältnissen mit der Hauptabtriebswelle beim Erreichen gleicher Drehzahlen in der Weise verbunden, daß die Planetengetriebe- und Hydraulikeinrichtungen ihre Arbeitsspiele immer erneut wiederholen können. Bei der nacheinander erfolgenden Herstellung von zwei solchen Verbindungen der beiden Abtriebsteile kehrt die Planetengetriebe- und Hydraulikeinrichtung in ihren ursprünglichen Betriebszustand zurück. Somit haben die Hauptteile des Getriebes während zweier Teilarbeitsspiele ein vollständiges Arbeitsspiel durchlaufen und können daher immer wieder erneut benutzt werden.

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Ansteller hydraulischer Vorrichtungen kann man auch beliebige andere Vorrichtungen benutzen, die geeignet sind, eine variable Drehmoment-Drehzahl-Besiehuxig herzustellen, z.B. eine elektrische Motorgeneratoranordnung mit einer Bremsvorrichtung oder gegebenenfalls. sogar einen Reibungstrieb, vorausgesetzt, daß an bestimmten Punkten des Getriebes eines der Bauglieder dieser verstellbaren Vorrichtung geeignet ist, ein Bauteil des Planetengetriebes im Ruhezustand zu halten, während sich die andere Seite ungehindert drehen kann. Biese Wirkung läßt sich gewöhnlich am leichtesten bei einer hydraulischen Vorrichtung erzielen, doch ist es auch möglich, eine elektrische oder mechanische Vorrichtung zu verwenden. Der zur Änderung des Drehmoments dienende !Teil des Getriebes umfaßt somit insgesamt das Planetengetriebe und eine hydraulische, elektrische, mechanische oder sonstige Vorrichtung zum Variieren des Drehmoments, und dieser das Drehmoment variierende !Teil ist geeignet, die Reaktionsvorrichtungen des einen oder anderen Teils des Planetengetriebes abwechselnd festzuhalten, wobei es sich entweder um das zugehörigen Reaktionsgetriebe oder die zugehörige Eingangswelle oder die Ausgangswelle in Kombination mit einem weiteren Reaktionsgetriebe handeln könnte,

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwei Reaktionsvorrichtungen vorgesehen sind, von denen eine geeignet ist, das gesamte benötigte Reaktionsdrehmoment zu erzeugen, während die andere frei umläuft. Dieses Merkmal ermöglicht ein Umschalten von einem Bereich zu einem anderen Bereich an der Haupt ausgangs welle, ohne daß durch das dem neuen Bereich zugeordnete Getriebe sofort nach dessen Einrücken Kraft übertragen wird·

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem etwas vereinfachten Längsschnitt entlang der Linie 1-1 in Fig. 2 eine grundsätzliche erfindungs-

gemäße Getriebekonstruktion, wobei eine mögliche andere Stellung der Winkelplatten für die hydraulischen Vorrichtungen und die zugehörigen Verbindungsteile mit gestrichelten Linien angedeutet ist.

Fig. IA ist eine etwas vereinfachte schematische Darstellung einer bei dem Getriebe nach Fig. 1 verwendbaren Steuereinrichtung, wozu bemerkt sei, daß alle dargestellten Hocken tatsächlich auf einer einzigen Welle angeordnet sind, daß die unter hohem Druck stehenden hydraulischen Leitungen gestrichelt angedeutet sind, und daß die unter niedrigem Druck stehenden hydraulischen Leitungen durch Vollinien wiedergegeben sind·

I¹Ig. 2 ist ein Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. Fig. 4 ist ein Schnitt län_t:s der Linie 4-4 in Fig. Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig.

Fig· 6 ist ein Tergröfierter Ausschnitt aus Fig. IA und zeigt eine der \ 3rg3hi<e&enen zur Schaltungsbetätigung dienenden Ventil- und Npckenanordnungen der Steuereinrichtung, wobei verschiedene Stellungen der Nockenrolle und einiger zugehöriger Bauteile mit gestrichelten Linien angedeutet sind, und wobei die hydraulischen Hoch- und Niederdruckleitungen in der gleichen Weise dargestellt sind wie in Fig. IA.

Fig. 7 ist ebenfalls ein vergrößerter Ausschnitt aus Fig· IA, der eine Servosteuereinrichtung zum Hegeln der Hubstrecke einer oder beider hydraulischer Vorrichtungen nach Fig. 1 zeigt.

Fig. 8 ähnelt Fig· I₉ zeigt jedoch eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, bei der zusätzlich Umsteuer- und Anlaßgetriebe bzw. Zahnräder vorgesehen sind.

Fig· 9 ist eine auseinandergezogene Darstellung der Hockenanordnung, die zur Steuerung des Getriebes nach Fig. über eine Einrichtung ähnlich derjenigen nach Fig. IA die-

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~λ®& ^.üia_s wobei dia witfi&a'LLich alle a-if einer 3-3ild angeordneten Nocken in den -rlclrilgea. i-©lat-iv@n kolStellungen dargestellt sind.

Figc 1OA und 1OB bilden zusammen ©ine Fi£. 1 ähnelnde Darstellung einer weiteren abgeänderten Ausführungsform der Erfindung mit einer zweiten Drehmomentunterteilungseinrick»· tung, wobei der dargestellte Schnitt längs der Linie 10-10 in Fig. 12 verläuft.

Fig. II ist ein Schnitt längs ö©r Linie 11-11 in S- gu. I0A und 1OB.

sTig. 12 ist βία Schnitt längs &fiv Idniu 12-12 in FiJ₉ iOA und 1OB.

Fig. IJ ist eine auseinan&eiv^zogene cifii Darstellung einer Nockenanordnung, di© bsi f5in«r Bteuerein=- richtung für das Getriebe nach Fig. 1OA und lÖB verwendet werden kann·

Fig» 14 ähnelt Fig. 1, zeigt je&eon eino weitere abgeänderte Ausführungsform der Erfindung mit einem Drehmomentunterteilungsgetriebe, bei dem die Eingangswelle eine der Reaktionsvorrichtungen (mit der Eingangswelle gekuppelt) bildet, wobei das Getriebe vollständig umsteuerbar ist, wobei eine hydraulische Vorrichtung mit einer bestimmten Bewegungsstrecke arbeitet, und wobei die Grenzstellungen der Winkelplatte der anderen hydraulischen Vorrichtung mit gestrichelten Linien angedeutet sind.

Fig. 15 ist eine auseinandergezogene Barstellung einer Nockenanordnung, die zur Steuerung des Getriebes nach Fig. 14 dienen kann.

Fig. 16 zeigt in einer grafischen Darstellung die charakteristischen Drehzahlen des Planetenträgers, der Sonnenräder und der Zahnkränze des Planetengetriebes nach Fig. 1 während eines volxständigen Arbeitsspiels zur Änderung der Drehzahl der Hauptausgangswelle.

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Fig. 17 tat eine Fig, 16 ähnelnde, weitere Einzelheiten zeigende grafische Darstellung der Beziehungen zwischen den Drehzahlen bei den Getrieben nach Fig«, I und 8 und veranschaulicht das Umschalten von einem Zahnrad oder •Jang zum nächstes, wobei alle verfügbaren Drehzahlverii".lv>nisse durchlaufen werden, wobei die senkrechte Achse die Drehzahlen der betreffenden Teile als Vielfache von. 1000 U/min angibt, während auf der waagerechten Achse die Abtriebsdrehzahl der Ausgangswelle aufgetragen ist.

Fig. 18 <saigt in einer grafischen Darstellung di*s übertragen© Leistung₍ das Ausgangsdreiiiaoment €.%b Ge"jriel>*s£ und die durch die hydraulische Einrichtung übertragene Leistung, wobei auf der senkrechten Achse sowohl das Dreh-* moment in Vielfachen von 1000 "inch-pounds" (I inch-pound » 1,152 cmkg) und die Leistung aufgetragen sind, während auf der waagerechten Achse die Ausgangsdrehzahl für das Getriebe nach Fig* 8 und auf der rechten Seite des 800 U/min entsprechenden Punktes auch die Ausgangsdrehzahl des Getriebes nach Fig, I aufgetragen ist.

Fig_β 19 zeigt grafisch die hydraulischen Drehmomente der beiden hydraulischen Vorrichtungen nach Fig. 1 und 8 t-ei den verschiedenen Ausgangsdrehzahlen der Abtriebswelie«

Fig. 20 ist eins grafische Darstellung der hydraulischen Brücke in dsa beides, hydraulischen Vorrichtungen, wcd äen zugehörigen hydraulischen Leitungen nach Fig. 1 und 8 tei den verschiedenen Drehzahlen der Abtriebswelle.

Fig. 21 ist eine Fig. 17 ähnelnde, für das Getriebe nach Fig. 1OA und IQB geltende grafische Darstellung, bei der für das mit einer Drehmomentunterteilung arbeitende Getriebe die Drehzahlen der verschiedenen Planetenräder und der Teile des Drehmomentteilers über der Abtriebswellendrehzahl aufgetragen sind, und wobei die Betriebsbereich Ia, I, II, III, IV und V entsprechend den in Fig. 13 wiedergegebenen dargestellt sind, innerhalb deren die Ausgangewelle durch verschiedene Teile angetrieben wird·

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Fig« 22 ist ©fei® !iff* 18 ähnelnde_s für das Getriebe nach. Fig. 10Δ und 1OB geltende grafische Darstellung, in der das Ausgangsarehmoment, die Leistung und die durch die hydraulische Einrichtung übertragene Leistung über der Ausgangsdrehzahl aufgetragen sind.

Fig. 23 ist eine schematische Darstellung eines mit der Ausgangswelle gekuppelten Planetengetriebes der iß FIg₁ 1, 8 und 10 gezeigten Art»

Fig. 2* ähnelt Fig. 23, zeigt Jedoch ein mit der Eingangswelle gekuppeltes Planetengetriebe der in Fig· 14 dargestellten Art·

Fig. 25 zeigt in einer grafischen Darstellung die Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs über dem Ausgangsdrehmoment des Getriebes nach Fig. 23, wobei die schraffierte Fläche die im Anlaßbereich verloren gehende Leistung wiedergibt *

Fig. 26 ist eine Fig. 25 ähnelnde, für das Getriebe nach Fig. 24 geltende grafische Darstellung.

Fig. 27 ist eine Fig. 16 ähnelnde, Jedoch für das Getriebe nach Fig. 14 geltende grafische Darstellung, in der die Drehzahlen der Planetenräder über der Drehzahl der Ausg&ngswelle während eines halben Arbeitsspiels aufgetragen sind, Kobei eine Umschaltung einer hydraulischen /orrichtung von einer Beaktionsvorrichtung auf die ande.ee Reair'äionsvorrichtuiig in dem Seitpuakt dargestellt ist, in dem die Heaktionsvorriehtungen mit der gleichen Drehzahl zwischen zwei Getriebeschaltvorgängen arbeiten.

Fig. 28 ist eine Fig. 17 ähnelnde, Jedoch für das Getriebe nach Fig. 14 geltende grafische Darstellung, in der die Drehzahlen der verschiedenen Bauteile über der Drehzahl der Ausgangswelle aufgetragen sind.

Fig. 29 ist eine Fig. 18 ähnelnde, Jedoch für das Getriebe nach Fig. j.4 geltende grafische Darstellung, in der das Drehmoment und die Leistung über der Drehzahl der Ausgangswelle aufgetragen sind.

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Fig· 30 iet eine fig* 19 äb^elad«, Jüiac-. fur da* triebe nach Pig· 14 geltende grafIseks Bsu-'steirang, iu

^aa hydraulische Drehmoment der ΐι^ίί"·^ i.ec*i-3R Vor.ci sh« f jagen über der Drehzahl der Ausgangswelle aufgetragen 1st»

Fig. 31 ist eine Fig. 20 ähnelnd«, ,jedoch für das Getriebe nach Fig· 14 geltende grafische Darstellung, in der die hydraulischen Brücke in den hydraulischen Leitungen über der Drehzahl der Abtriebswelle aufgetragen sind«

In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsformen der Erfindung dargestellt· Das in Fig. 1 bis 7 gezeigtes Getriebe umfaßt ein mit der Eingangswelle Terbundenes Bauteil« zwei Reaktionsvorrichtungen bildend©, mit den hydraulischen Vorrichtungen verbundene Bauteile sswie swei Bauteile , die den Abtrieb bilden, wobei.in jedes Zeitpunkt während des Betriebs das eine oder das aade^e Ba¹J-V-..1 oder beide Bauteile mit der Haupt ausgangswelle verbund* .. xst bzw. sind. Fig. 8 und 9 zeigen Vorrichtungen, di& es ermöglichen, das Getriebe in einem Teilbereich ia Rückwärtsgang zu betreiben und das Getriebe aus den Ruhezustand in Gang zu setzen· Gemäß Fig. 1OA bis 13 kann das Grunlgetriebe nach Fig. 1 bis 7 nit einer Drehmomentunterteilu^gsvorrisntung und Anlaßzahnrädern versehen werden· Gemäß Fig. 14 und 15 ist es auch möglich, dieses Getriebe innerhalb gleich großer Bereiche sowohl im Vorwärtsgang als auch im Rückwärtsgang zu betreiben. Fig. 14- zeigt ferner, daß eine der hydraulischen Vorrichtungen mit der Eingangswelle verbunden werden kann, und daß die andere hydraulische Vorrichtung abwechselnd mit der einen oder anderen der Reaktionsvorrichtungen des Planetengetriebes verbunden werden kann.

Zwar ist in den Zeichnungen das Eingangsglied des Planetengetriebes als der Planetenträger dargestellt, die Ausgangsglieder sind als die beiden Zahnkränze dargestellt, und die Reaktionsvorrichtungen oder -glieder sind als die beiden Sonnenräder dargestellt, doch sei bemerkt, daß es gemäß der Erfindung möglich ist, auch andere Planetenrad-

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anordnungen zu verwenden, vorausgesetztj daß sie ein einziges Eingangsglied, zwei Reaktionsglieder und zwei Ausgangsglieder umfassen, und daß alle diese Glieder am Beginn jedes Arbeitsspiels unter den gleichen negativen Drehzahlbedingungen arbeiten»

Bas Grundgetriebe 1Ö nach Fig· 1 umfaßt eine durch eine nicht dargestellte Kraftmaschine bzw. einen Motor antreibbare Eingangswelle 11, die durch einen Keilverzahnungsabschnitt 12 mit einem Planetenträger 13 verbunden ist, so daß der Planetenträger das Eingangsglied einer Plane tenradanordnung 14 bildet· Der Planetenträger 15 trägt sechs zwei Sätze bildende Planetenzahnräder, und zwar drei Planetenräder 15 und drei Planetenräder 16· Jedes der Planetenräder Vp und 16 weist gemäß Fig. 1, 3 und 4 einen axial weiter außen angeordneten Satz von Zähnen 17 bzw· und gemäß Fig· 5 eines axial weiter innen liegenden Satz von Zähnen 19 bzw» 20 auf· Bei bestimmten Planetenradübersetzungs verhältnis sen können die Zähne 1? und 19 gemäß Fig. 14 ebenso wie die Zähne 18 und 20 durch die gleichen eine größere Länge aufweisenden Zähne gebildet sein· Die axial weiter innen liegenden Zähne 19 Jfedss Planetenradee 15 kämmen gemäß Fig. 5 mit den entsprechenden axial weiter innen angeordneten Zähnen 20 mindestens eines der Planetenräder 16· Die axial weiter außen angeordneten Zähne 17 Jedes Planetenrades 15 kämmen sowohl gemäß Fig· 1 und 3 mit einem Zahnkranz 21 als auch mit einem Seaktionszahnrad 22, bei dem es sich um eines der beiden Sonnenzahnräder der Planetenradanordnung 14 handeln kann. Auf seiner entgegengesetzten Seite kämmen die Zähne 18 des Planetenrades 16 mit einem Zahnkranz 23 und gemäß Fig. 1 und 4 mit einem Reaktionszahnrad 24, bei dem es sich ebenfalls um ein Sonnenzahnrad handeln kann. Das Reaktions- oder Sonnenzahnrad 22 ist gemäß Fig, 1 an einem Ende einer Hohlwelle 25 befestigt, die die Eingangswelle 11 umschließen kann, und das Reaktions- oder Sonnenzahnrad 24 ist mit einem Ende einer Hohlwelle 26 verbunden, die gleichachsig mit den WeI-

Ιβη 25 und 11 angeordnet sein kann. Sie Zahnkränze 21 und 23 sind auf Hohlwellen 27 und 28 angeordnet, die mit den Wellen 25 und 26 konzentrisch sind und die Ausgangsglieder der Planetenradanordnung 14 bilden.

Gemäß Fig. 1 sind das Reakfcions- oder Sonnenzahnrad 22 und die lugehörige Welle 25 vorzugsweise durch ein Zahnrad 30 auf der Welle 25 und ein weiteres Zahnrad 31 mit einer hydraulischen Vorrichtung 32 verbunden, die mit einer variablen Hublänge arbeitet. Das Heaktions- oder Sonnenzahnrad 24 und die zugehörige Welle 26 sind vorzugsweise auf ähnliche Weise durch Zahnräder 33 und 34 mit einer hydraulischen Vorrichtung 35 verbunden, die ebenfalls mit einer variablen Hublänge arbeitet· Die hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 sind durch hydraulische Leitungen 36 und 37 verbunden, so daß die Vorrichtung 32 als Pumpe arbeiten kann, während die Vorrichtung 35 a&s Motor arbeitet, oder umgekehrt, so daß die Vorrichtung 35 als Pumpe und die Vorrichtung 32 als Motor arbeitet. Bei einem dritten Betriebszustand kann eine der Vorrichtungen 32 und 35 einen Hub ausgeführt haben und sich im Stillstand befinden, während die andere Vorrichtung beim Hub Null umläuft, ohne dem zugehörigen Sonnenzahnrad irgendeinen Widerstand entgegenzusetzen.

Die Ausgangszahnkränze 21 und 23 sowie die zugehörigen Hohlwellen 27 und 28 arbeiten mit mehreren, das Übersetzungsverhältnis der letzten Stufe bestimmenden Zahnrädern und verschiedenen Kupplungen zusammen. Die Hohlwelle 27 trägt Ausgangszahnräder 40 upd 41, während die Hohlwelle 28 Ausgangszahnräder 42 und 43 trägt· Jedes der Ausgangszahnräder 40 bis 43 kann mit einem letzten Ausgangszahnrad 44 bzw· 45 bzw. 46 bzw. 47 kämmen; diese Ausgangszahnräder sind frei drehbar auf einer Ausgangswelle 50 gelagert, und jedes dieser Zahnräder kann mit der Ausgangswelle 50 zum Zweck des Antreibens dieser Welle jeweils durch eine von vier Kupplungen 51» 52, 53» 54 verbunden werden, die mit der Ausgangs-

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welle 50 durch. Keil verzahnungen verbunden sind· Bas Zahnrad 24 hat innere Kupplungs zähne 55 t äie ^{mit den} Zähnen einer verschiebbaren Zahn- bzw. Klauenkupplung 51 zusammenarbeiten, die Kupplung 52 kann in innere Kupplungszähne 56 des Zahnrades 45 eingreifen. Entsprechend weist das Zahnrad 46 innere Kupplungszähne 57 auf, die Bit den Zähnen oder Klauen eines verschiebbaren Kupplungsteils 53 zusammenarbeiten können; schließlich weist die letste Kupplung 54 Kupplungszähne auf, die mit inneren Kupplungszähnen 58 des Zahnrades 47 zusammenarbeiten können.

Nachstehend wird die Wirkungsweise des Getriebes nach Pig. 1 bis 7 näher erläutert. Wenn man die Beziehung zwischen der Drehzahl und dem Drehmoment bei einea mit variabler Drehzahl arbeitenden Getriebe mit einer mit kon-· stanter Drehzahl umlaufenden Eingangswelle variiert, variiert die auf hydraulischem Wege zu übertragende Leistung entsprechend dem Verhältnis zwischen der höchsten und der niedrigsten Drehzahl der Ausgangswelle, wenn man von einer gegebenen Drehzahl der Eingangswelle ausgeht; je größer der Wert dieses Verhältnisses ist, desto größer müssen, die Abmessungen der hydraulischen Vorrichtungen sein, und die Arbeitsweise variiert derart, daß bei einem Getriebe zum Übertragen einer Leistung von 1000 PS mit einem Uhtersetzungsverhältnis von 10:1 die Nennleistung jeder hydraulischen Vorrichtung 32 und 35 9000 PS d.h. das Neunfache der Eingangsleistung betragen muß. Bei einer Untersetzung von 4il müßte die Nenieistung jeder hydraulischen Vorrichtung dem Dreifachen der Eingangsleistung entsprechen. Bei einer Untersetzung von 6:1 wäre eine Nennleistung entsprechend dem Fünffachen der Eingangsleistung erforderlich, land bei einer Untersetzung von 18:1 würde die Nennleistung der hydraulischen Vorrichtungen dem 17-fachen der Eingangslei— stung entsprechen müssen} mit anderen Worten, man kann die Eingangsleistung mit der Größe (R - 1) multiplizieren, wobei E das Gesamtuntersetzungsverhältnis bezeichnet, um die erforderliche Nennleistung der hydraulischen Vorrichtungen

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*u erhalten. Gegenwärtig let es nicht möglich, eine hydraulische Vorrichtung ait einer Nennleistung von 9000 oder I7OOO BS vorzusehen. Solche Vorrichtungen stehen sur Verfügung, und seihst wenn sie beschaffbar wären,

sie außerordentlich kostspielig sein und viel Raum beanspruchen.

Die Erfindung ermöglicht es jedoch nunmehr* den Gesamtuntersetzungabereich in mehrere Schritte oder Stufen »tt unterteilen und 4ede Stufe als gesonderte Einheit zu behandeln, so daß die hydraulische Vorrichtung 32 oder 35 eine Stufe bei einer bestimmten Drehzahl der Ausgangswelle durchläuft, wobei z.B. das Zahnrad 40 mit dem Zahnrad 44 kämmt. Kach dem Durchlaufen dieses Teils des Untersetzungsbereiohe könnten die Zahnräder 42 und 46 in Eingriff gebracht und danach die Zahnräder 40 und 44 außer Eingriff gebraoht werden, um die Drehzahl der Ausgangswelle entsprechend su ändern. Danach können die Zahnräder 41 und 45 in Kingriff und die Zahnräder 42 und 46 außer Eingriff gebracht werden, so daß ein dritte; Teilarbeitsspiel durchlaufen wird· Schließlich kann man die Zahnräder 43 und 4? in Eingriff und die Zahnräder 41 und 45 außer Eingriff bringen, so daß das Getriebe 10 mit seiner maximalen Ausgangsdrehzahl arbeitet·

Da sich die soeben beschriebenen vier Teilarbeitsspiele bsw. die beiden vollständigen Arbeitsspiele wiederholen, kann man das Getriebe Io als ein mit sich wiederholenden Arbeitsspielen arbeitendes Getriebe bezeichnen. Dieser Wiederholung der Arbeitsspiele bei dem erfindungsgemäßen Getriebe kommt eine sehr große Bedeutung su· Die Ausdrücke "Wiederholung" und "erneutes Durchlaufen' eines Arbeitsspiels" bezeichnen die Tatsache, daß die Wirkungswelse der Planetenradanordnung 14, der beiden Zahnkränze und 23 sowie der beiden Sonnenräder 22 und 24 mit einem Betriebszustand beginnen kann, bei dem der Zahnkranz 21 mit seiner niedrigsten Drehzahl umläuft, während der Zahnkranz 23 mit seiner höchsten Drehzahl umläuft, wobei die

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Drehzahl des Zahnkranzes 21 zunimmt, während diejenige des Zahnkranzes 23 abnimmt. Nimmt man an, daß der Zahnkranz 21 ursprünglich #it der Ausgangswelle 50 durch die Ausgangszahnräder 40 und 44 verbunden ist, kann sich die Drehzahl der Ausgangewelle 50 bis zu maximalen Drehzahl des Zahnkranzes 21 erhöhen. In diesem Zeitpunkt hat der Zahnkranz 23 seine niedrigste Drehzahl erreicht, und daher können die Zahnräder 42 und 46 in Eingriff und die Zahnräder 40 und 44 außer Eingriff gebracht werden, was mit Hilfe der Kupplungen 53 und 51 bewirkt wird. Dann kann die Drehzahl der Ausgangswelle 50 weiter erhöht werden, während die Drehzahl des Zahnkranzes 23 von ihrem niedrigsten Wert auf ihren Höchstwert ansteigt. Sobald der Zahnkranz 23 seine höchste Drehzahl erreicht, spielt sich ein weiterer Schaltvorgang ab, der es ermöglicht, die Antriebskraft über die Zahnräder 41 und 45 zu übertragen, wobei dann der Zahnkranz 21 den Antrieb bei seiner niedrigstenDrehzahl übernimmt und bis zum Erreichen seiner höchsten Drehzahl zur Wirkung kommt. Diese Beziehungen sind in Fig. 16 grafisch dargestellt, wo das Eingangsglied durch den Planetentrager 13 gebildet wird, der mit konstanter Drefc-ahl umläuft.

Der Verlauf der Drehzahlen der Reaktions- oder Sonnenräder 22 und 24 und der Zahnkränze 21 und 23 ist für den ganzen Drehzahlbereich des Getriebes in Fig. 17 dargestellt, wo die Linien 61, 62, 63 und 64 anzeigen, wo jeder Zahnkranz 21 und 23 während der betreffenden Teile der Arbeitespiele zur Wirkung kommen und wobei diese Linien jeweils den Teil des Drehzahlbereichs bezeichnen, der mit Hilfe des Grundgetriebeβ nach Fig· 1 erzielbar ist·

Die Wiederholung der Arbeltsspiele erfolgt, da sich gemäß Fig. 17 zuerst die Drehzahl des Zahnkranzes 21 erhöht, während sich diejenige des anderen Zahnkranzes 23 verringert; dann überträgt der Zahnkranz 23, dessen Drehzahl sich verringert hat, die Kraft, wobei sich seine Drehzahl erhöht, während die Drehzahl des vorher schnell umlaufenden Zahnkranzes 21 zurückgeht, bis ein Punkt erreidht

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wird, an den dieser Zahnkranz die Kraft erneut übertragen und eine weitere Steigerung der Drehzahl bewirken kann. Somit durchlaufen die Zahnkränze 21 und 23 immer wieder das gleiche Arbeitsspiel· Damit die Ausgangsdrehzahl der Ausgangswelle 50 während dieser sich wiederholenden Arbeitsspiele zunehmen kann, bestehen zwischen allen Zahnradpaaren 40, 44 bzw· 41, 45 bzw. 42, 46 bzw. 43, 4? unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse, so daß bei jedem der aufeinander folgenden Arbeitsspiele der Planetenradanord- *nung 14 die Drehzahl der Ausgangswelle 50 ständig erhöht wird.

Diese Wiederholung der Arbeitsspiele wird durch das Zusammenwirken der hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 mit der Planetenradanordnung 14 herbeigeführt. In dem Zeitpunkt, in dem der Zahnkranz 21 mit einer minimalen Drehzahl umläuft, während die Drehzahl des Zahnkranzes 23 einem Maximum entspricht, befindet sich gemäß Fig. 16 das Sonnenrad 24 im Stillstand, da es durch die hydraulische Vorrichtung 35 festgehalten wird, die in diesem Zeitpunkt mit ihrem vollen Hub arbeitet. Das andere Sonnenrad 22 kann frei umlaufen, da es mit der hydraulischen Vorrichtung 32 verbunden ist, die in diesem Zeitpunkt mit dem Hub Null arbeitet. Die Hublänge der hydraulischen Vorrichtung 32 bzw· 35 ist durch die Stellung einer Winkelplatte angedeutet, d.h. in dem soeben beschriebenen Fall befindet sich die Winkelplatte 65 der hydraulischen Vorrichtung 32 in ihrer in Fig. 1 in Vollinien wiedergegebenen Stellung, die der Hubstrecke Null entspricht, während die Winkelplatte 66 der Vorrichtung 35 gemäß Fig. 1 ihre mit Vollinien wiedergegebene geneigte Stellung entsprechend dem Betrieb mit vollem Hub einnimmt.

Um die Drehzahl des Zahnkranzes 21 zu erhöhen, beginnt die hydraulische Vorrichtung 32, ihren Hub zu vergrößern, so daß ihre Winkelplatte 65 gemäß Fig. 1 aus ihrer Stellung für den Hub Null in Richtung auf ihre mit gestri-

chelten Linien angedeutete Stellung entsprechend des vollen Hub bewegt wird, während die hydraulische Vorrichtung 35 beginnt, ihren Hub zu verkleinern, so daß sich ihre Wiukelplatte 66 gemäß Fig. 1 aus ihrer Stellung entsprechend dem vollen Hub in Richtung auf die mit gestrichelten Linien angedeutete Stellung entsprechend dem Hub Null bewegt. Wenn dieser Betriebszustand erreicht ist, befindet sich das Getriebe in einem Betriebszustand, bei dem der Zahnkranz 21 mit seiner höchsten Drehzahl und der Zahnkranz 23 mit seiner niedrigsten Drehzahl umläuft. Im untersten Antriebsbereich des Getriebes nach Fig. 1 wird die Ausgangswelle 50 über die Zahnräder 40 und 44 angetrieben, da die Kupplungszähne 51 und 55 in Eingriff stehen. Sobald der Zahnkranz ,21 seine höchste Drehzahl erreicht, kommt die Kupplung 53 in Eingriff mit den Kupplungszähnen 57 des Zahnrades 46, das in diesem Zeitpunkt wegen des Übersetzungsunterschiedes mit der gleichen Drehzahl umläuft wie die Ausgangswelle 50» und nachdem die Kupplung 53 eingerückt ist, beginnt die Umschaltung der Kraftübertragung von dem Zahnrad 40 auf das Zahnrad 42, das dann die Ausgangxwelle 50 über das Zahnrad 46 und die Kupplung 53 antreibt. Bei noch höheren Ausgangsdrehzahlen werden ähnliche Schaltvorgänge durchgeführt, so daß die Kraft zunächst über die Zahnräder 41 und 45 und schließlich über die Zahnräder 43 und 47 übertragen und somit der gesamte Bereich durchlaufen wird, der in Fig. 17 durch die Linien 61, 62, 63 und 64 bezeichnet ist.

Ein volles Arbeitsspiel umfaßt somit die Zeitspanne zwischen dem Auftreten der niedrigsten Drehzahl des Zahnkranzes 21 entsprechend der höchsten Drehzahl des Zahnkranzes 23 und dem Punkt, an dem sich die höchste Drehzahl des Zahnkranzes 21 ergibt, wobei gleichzeitig der Zahnkranz seine niedrigste Drehzahl erreicht, sowie die Zeitspanne, die vergeht, bis erneut der Punkt erreicht wird, an dem der Zahnkranz 21 wieder mit seiner niedrigsten Drehzahl und der Zahnkranz 23 wieder mit seiner höchsten Drehzahl umläuft.

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Die beschriebenen SehaltTorgänge können so oft durchgeführt werden, wie es der Zahl der vorhandenen Ausgangszahnradpaare 40, 44 bzw. 41, 45 bzw. 42, 46 bzw. 43, 47 usw. entspricht.

Qa die Beschleunigung und Abbreasung der Ausgangszahnkränze 21 und 23 durch eine Veränderung der Hübstrecke der hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 bewirkt wird, übertragen diese Vorrichtungen im Verlauf ihres Arbeitsspiels jeweils eine variable Leistung· Wenn z.B. die hydraulische Vorrichtung 32 nit dem Hub Null arbeitet, wie es in Fig· 1 dadurch angedeutet ist, daß die Winkel oder Schwenkplatte 65 ihre mit Vollinien wiedergegebene Stellung entsprechend de« Hub Hull einnimmt, und wenn die hydraulische Vorrichtung 35 mit ihrem maximalen Hub arbeitet, wie es der mit Vollinien wiedergegebenen Stellung der Schwenkplatte 66 für den vollen Hub entspricht, nimmt die Vorrichtung 35 da· volle Reaktionsdrehmoment auf, während die Vor» richtung 32 frei umläuft. Jedoch ist die übertrageneLeistung gleich Null, denn die Vorrichtung 35 dreht sich nicht, sondern sie nimmt das Drehmoment im Ruhezustand auf. Ferner ist die übertragene Leistung gleich Null, wenn die Vorrichtung 32 mit ihrem maximalen Hub und die Vorrichtung 35 ait dem Hüb Mull arbeitet.

In der Zwischenzeit jedoch, wahrend die eine hydraulische Vorrichtung vom Hüb Null auf ihren maximalen Hüb und die andere hydraulische Vorrichtung von ihrem maximalen Hüb auf den Hüb Mull übergeht, variiert die hydraulische Leistung in der aus Fig· 18 ersichtlichen Weise. Wegen des Verlaufs der diese Leistungsänderung wiedergebenden Kurve 68 kann jede solche Änderung als Buckel bezeichnet werden, und man erkennt, daß jedem Paar von Ausgangszahnrädern ein solcher Buckel zugeordnet ist; die in Fig. 18 dargestellten Buckel 61A, 62A, 63A und 64A entsprechen den die Drehzahlen wiedergebenden Linien 61, 62, 63 und 64 in Fig. 17. Bei einer gegebenen Eingangsleistung und gegebenen Abmessungen

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der hydraulischen Vorrichtungen 52 und 35 auß die Zahl der benötigten Ausgangszahnradpaare um so größer sein« Je größer der geforderte üntersetzungsbereich ist. Innerhalb des durch die Länge Jedes Buckels in Fig. 18 bestimmten Bereichs Kann Jedoch die hydraulisch übertragene Leistung ziemlich gering sein, da das Verhältnis zwischen der höchsten und der niedrigsten Ausgangsdrehzahl bei Jedem Buckel klein ist; im Fall von Fig. 17 und 18 beträgt dieses Verhältnis innerhalb Jedes Buckels nur 1,73· Die vier Buckel 61A bis 64A überdecken einen Gesamtbereich der Drehmomentvervielfachung von 9ί'1 längs der Kurve 69 zwischen den Ausgangsdrehzahlen von 800 und 7200 U/min. Wie im folgenden näher erläutert, wobei auf den Betriebszustand beim Anfahren eingegangen wird, läßt sich ein Bereich von 18:1 erzielen. Zunächst sei auf die Beziehung zwischen der Kurve 68 und einer Kurve 68a hingewiesen, die die übertragene Leistung repräsentiert und erkennen läßt, daß nur ein sehr kleiner Teil der übertragenen Leistung während der sich wiederholenden Arbeitsspiele durch die hydraulische Einrichtung übertragen wird.

Die von den hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 in verschiedenen Zeitpunkten und während verschiedener Abschnitte des Arbeitsspiels aufgenommenen Drehmomente sind in Fig. 19 dargestellt, wo die Kurven entsprechend bezeichnet sind. Die scharfen Änderungen des Drehmoments werden Jeweils durch die Umschaltung von einer Drehzahl der Ausgangswelle auf eine andere Drehzahl herbeigeführt. Auch die Wiederholung der Arbeitsspiele ist aug Fig. 19 deutlich zu ersehen. Man erkennt ferner, daß die Drehmomentwerte nicht als Prozentsätze des Ausgangsdrehmoments entsprechend der Kurve 69 in Fig. 18 ansteigen, sondern daß wiederholt relativ kleine Drehmomente auftreten. Ein wichtiges Ergebnis stellt die in Fig. 20 wiedergegebene Druckkurve dar, die wiederum Wiederholungen bei relativ niedrigen Werten erkennen läßt und den Rollentausch der hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 zeigt, die bei den verschiedenen Teilarbeitsspielen abwechselnd als Pumpe oder als Motor arbei-

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ten. In Pig. 20 ist der niedrige Druck mit LP und der hohe Druck mit HP "bezeichnet·

Eine geeignete Steuereinrichtung für das Getriebe nach Fig. 1 ist teilweise inFig. 1 und zum anderen Teil in Figo IA dargestellt, und einige Einzelheiten sind aus Fig. 6 und 7 ersichtlich. Die Umschaltung von einer übersetzung auf eine andere Übersetzung erfolgt durch die Betätigung von in Fig. 1 gezeigten hydraulischen Steuervorrichtungen 71, 72, 73 und 74, durch die die ihnen zugeordneten Kupplungen 51, 52, 53 und 54 nacheinander eingerückt werden· Während des eingerückten Zustandes irgendeiner der Kupplungen 51 bis 54 und des betreffenden Zahnradpaars 40, 44 bzw. 41, 45 bzw· 42, 46 büw. 43, 47 müssen sich die hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 in bestimmten Stellungen befinden, und die Steuereinrichtung hat die Aufgabe, bei dem Getriebe erstens zu bestimmen, welche Zahnräder in Eingriff su bringen sind, und zweiten·, welche Stellungen die hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 einnehmen· Somit muß die Steuereinrichtung Signale zur änderung de· Hub·· der hydraulischen Vorrichtungen und zur Durchführung der aufeinander folgenden Schaltrorgänge erzeugen, bei denem die verschiedenen Zahnradpaare 40, 44 usw. ein- bzw. amafekuppelt werden.

Die Steuereinrichtung nach lig. 1 und IA bewirkt eine Änderung de· Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit Tom der Stellung «Ine· in Fig» IA gezeigtes Handgriff· 70. Bei de« su ändernden Ober- bzw· Übersetzungsverhältnis handelt es sich Jeweils um da· Verhältnis zwischen der Drehzahl *·* Eingangswell· 11 und Auagangswelle 50. Per Qritt 70 kann durch eine Bedienungsperson mit der Hand oder aber durek eine füllvorrichtung verstellt werden, dl« di· Änderungen der Singangedrehzahl, der Ausgangedrehzahl und des die Last anzeigenden Brück· des hydraulischen Mediums fühlt, bei Jeder Einstellung für eine bestimmt· Leistung einen Auegleich herbeiführt, üb eine optimal· Motordrehzahl bei eine«

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möglichst geringen Kraftstoffverbrauch zu erzielen, und auch andere Faktoren, z.B. die Besohleujiigung des Fahrzeugs, den Schlupf der Räder usw. berücksichtigen kann. Diese Fühlvorrichtung ist hier weder dargestellt noch beschrieben, da zahlreiche bekannte Konstruktionen zur Verfügung stehen, die bestimmten Verwendungszwecken angepaßt werden können.

Alle zur Verwendung bei diesem Getriebe geeigneten Steuereinrichtungen übersetzen die ihnen zugeführten Informationen in das erforderliche Übersetzungsverhältnis, das durch die Stellung des Griffe 70 repräsentiert bzw· angezeigt wird. Ein· erfahrene Bedienungsperson übt die Funktion der erwähnten Fühl vorrichtung dadurch aus, daß sie den Griff 70 auf zweckmäßige Weise mit der Hand betätigt. Hierbei handelt es eich u* eine Anordnung, bei der die _v Bewegung des Griffs 70 von eine? Stellung zur nächsten bewirkt, daß der gesamte übersetxungsbereich «wischen der Eingangsdrehzahl und der Auegangedrehzahl überstrichen wird·

pii_t wie erwähnt, »ehrere noch χμ erläuternde Aufgaben sa erfüllen sind, kann jeder eineeine Sehaltrorgang durch einen eeetiaaten Vock«n bewirkt werden, und säetliohe »oeke* können auf - einer felle 60 angeordnetj »«in, - die gedreht wird, ua e*s t)eersetiune«T*rhaltnis tu ändern t soeit drehen sich . ; alle loQken gleichseitig, wobei jeder locken eine bestirnte Aufgabe erfüllt. Beispieleweiee betätigt gemäß Fig. IA ein lecken 75 die hydraiaieoae Steuervorrichtung 71 (Tig. I) für die Kvcpplung 51, «im Mocke* 76 betätigt die hydrauliseme ateuerrorrichtung 72 für die leppimng 52, ein locken 77 »«tätigt die kydraulisuhe eteuerrorrichtuag 73 fur die' : 53, «nd ein Xeeken 78 setltigt die aydraulieche

flteuerrorrichtung 7^- for die tupplme 5^. In der Zwischen-■eit bringt ein weiterer locken 79 die hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 bei jede* Übereetsungererhältnie in rerschiedene Stellungen, uad dieser Vergaag wiederholt sieh iaaer wieder, wenn ein· Umechaltung von eines Sahnradpaar

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auf ein andere β Zahnradpaar "bewirkt wird. Gesatl^ 2?ig. IA wirken die Nocken 75» 76, 77» 78 und 79 auf zugehörige Ventil· 81, 82, 83, 84 und 80. Da viele dieser Nocken gleichartige Ventile "betätigen und die hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 ebenfalls durch eine Servosteuereinrichtung betätigt werden, dürfte es nicht erforderlich sein, die betreffenden Teile mehrfach darzustellen. Es dürfte somit genügen, nur eine Ventilanordnung an Hand von fig. 6 und nur einen Servomotor an Hand von Fig. 7 im einzelnen 7U beschreiben, wobei diese Teile in ihrer Kombination mit verschiedene Winkelstellungen einnehmenden Hocken in verschiedenen Ausführungsformen für die verschiedenen Getriebe nach Fig. 1, 8, lOA-lOB und 14 gezeigt werden.

Fig. 6 zeigt eine Ventil- und'Nockenanordnung zum Betätigen eines Kupplungszylinders. Als Beispiel wurde der Nocken 75 *ua Betätigen des Ventils 81 für die hydraulische Steuervorrichtung 71 und die Kupplung 51 (Fig. 1) gewählt. Mit dem Nocken 75 arbeitet "ine Nockenrolle 85 zusammen, die auf eine« Arm 86 gelagert ist, der seinerseits auf einer ortsfesten Achse 87 gelagert iei- * Γ der gleichen Achse 87 ist ein weiterer Arm 88 gelagert, und das freie Ende des Arms 88 ist mit der Achse der Nockenrolle 85 durch eine Zugefeder 89 verbunden. Ferner ist der Arm 88 mit einer Stange 90 verbunden, mittels deren ein Kolbenschieber 91 des Ventils 81 in eine Stellung gebracht werden kann, die sich nach der Stellung des Nockens 75 richtet. Die Nockenrolle 85 ist durch eine Druckfeder 92 gegen den Nocken 75 vorgespannt.

Wird der Nocken 75 in Richtung des Pfeils gedreht, führt sein Vorsprung 93 eine Drehbewegung aus, und die Feder 92 drückt die Nockenrolle 85 in die in Fif. 6 mit gestrichelten Linien angedeutete Stellung, wenn sie von dem Vorsprung 93 abläuft, wie es bei 85a durch einen gestrichelten Kreis angedeutet ist. Beim Erreichen dieser Stellung sieht die Feder 89 den Arm 88 in dessen mit gestrichelten

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Linien angedeutete Stellung, sobald die Totpunktstellung durchlaufen ist, so daß eine Sennappbewegung erzeugt wird, um den Kolbenschieber 91 aus seiner Kupplungseinrückstellung in seine Kupplungsausrückstellung zu bringen.

Dem Ventil 81 wird ein Druckmittel ständig über eine Leitung 94 zugeführt, und daher kann das Druckmittel bei der Kupplungseinrückstellung zu einer Leitung 95 strömen, während gleichzeitig eine Leitung 96 bewirkt, daß das entgegengesetzte Ende des Betätigungszylinders der Steuervorrichtung 71 über eine Ablauf-leitung 97 entleert wird, die gemäß Fig. IA in ständiger Verbindung mit einem dem Atmosphärendruck ausgesetzten Behälter 99 steht. Zur Erleichterung des Verständnisses von Fig«, IA und 6 sind die hydraulischen Hochdruckleitungen gestrichelt und die Rückleitungen in Vollinien gezeichnete

Die Ventile 82, 83 und 84 werden in der gleichen Weise über Leitungen 94 und 97 betätigt, und diesen Ventilen sind der Leitung 95 entsprechende Leitungen 95a» 95b und 95c sowie der Leitung 96 entsprechende Leitungen 96a, 96b und 96c zugeordnet, die sämtlich dazu dienen, die betreffende Kupplung 52 bzw. 53 bzw. 54 ein- oder auszurücken. Jedes der Ventile 82, 83, 84 wird durch einen gesonderten Nocken 76 bzw. 77 bzw. 78 betätigt. Daher kann man einen Satz von Nocken 75, 76, 77 und 78 auf der einen Welle 60 und einen Satz von Ventilen 81, 82, 83 und 84 vorsehen, wobei Jedes Ventil einem Nocken zugeordnet ist und sich die Zahl der zu einem Satz gehörenden Teile nach der Zahl der durchzuführenden einzelnen Kupplungsvorgänge richtet. Die richtige Reihenfolge der Betätigung der Ventile 81 bis 84 ist durch eine geeignete Wahl der Form und Winkelstellung der Nocken 75 bis 78 gewährleistet· Daher werden für die verschiedenen Ausführungsbeispiele im folgenden jeweils nur die Nocken und Nockenrollen an Hand von Fig. 9 bzw. 13 bzw. 15 beschrieben, da alle Ventile ebenso ausgebildet sein können wie das soeben beschriebene Ventil 81.

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Der Hub der hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 kann durch eine Vorrichtung der in Fig. 7 gezeigten allgemeinen Art geregelt werden, die grundsätzlich einen Servosteuerkolben umfaßt, der als Folge- oder Nachführkolben arbeitet. Der Nocken 79 betätigt eine Nockenrolle 100, die durch eine Feder 101 gegen den Nocken vorgespannt ist. Die Nockenrolle 100 bestimmt die Stellung einer Stange 102, die an einer Stange 103 angelenkt ist, welche auf einer Achse 104 gelagert ist. Die Stange 103 ist ferner gelenkig ^mit einer Stange 105 verbunden, die an einem Kolbenschieber 106 eines Primärservoventils 80 angelenkt ist· Sobald sich der Kolbenschieber 106 in der einen oder anderen Richtung bewegt, läßt er das Druckmittel zum einen oder anderenEnde eines Zylinders 107 strömen, so daß ein darin arbeitender Kolben 108 entsprechend bewegt wird. Der Kolben 108 übt eine Zugkraft auf eine Kolbenstange 110 aus, so daß ein Arm 111 eine Winkelbewegung um eine Lagerachse 112 ausführt, wie es auch aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Lagerachse 112 bildet die Lagerung für die Schwenkplatte 66 der hydraulischen Vorrichtung 35· Diese Bewegung des Arms 111 wird gemäß Fig. 7 über eine Stange 113 auf einen Arn 114 übertragen, der mit einer geeigneten Hebelübersetzung eine Stange 115 betätigt, die mit der Stange 103 an der Lagerung 104 verbunden ist, um die Stange 105 wieder in ihre Ausgangsstellung zu bringen, so daß der Servoventil-Kolbenschieber 106 in seine neutrale Stellung nach Fig. 7 zurückgeführt und jede weitere Bewegung des Kolbens 108 verhindert wird. Dies« einfache Form einer Nachführungs-Servosteuerung ermöglicht es somit, daß die Bewegung des Kolbens 108 und daher auch des Arms 111 der Bewegung der Nockenrolle 100 unter gleichzeitiger Verstärkung der nutzbaren Kraft folgt. In manchen. Fällen kann oder sollte aan kompliziertere Vorrichtungen vorsehen, dooh läßt die Beschreibung der einfachen Anordnung nach Fig. 7 die gewünschte Wirkungsweise erkennen.

Dem Ventil 80 wird das Druckmittel über eint zu der Leitung 94 parallele Hydraulikleitung 116 zugeführt und aus

dem Ventil über eine zu der Leitung 97 parallele, ebenfalls in dem Behälter 99 mündende Leitung 117 abgeführt»

Ebenso wie bei den Kupplungseinrück-und Ausrückventilen 81 bis 84- kann jede der als Pumpe oder Motor betreibbaren hydraulischen Vorrichtungen durch einen anderen Nocken und eine zugehörige Servosteuereinrichtung betätigt werden. Bei der vereinfachten Konstruktion nach Fig. 1, bei der nur der grundsätzliche Aufbau des Umschaltteils des Getriebes dargestellt ist, sind die hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 durch eine Stange 120 verbunden, so daß sie sich gemeinsam bewegen, damit die eine Vorrichtung mit ihrem vollen Hub arbeitet, während die andere Vorrichtung mit dem Hub Null arbeitet, und umgekehrt. Aus diesem Grund sind in Fig. IA nur der Nocken 79 und die ihm zugeordneten Teile dargestellt.

Gemäß Fig. IA wird Öl aus dem Behälter oder Sumpf 99 über eine Leitung 121 angesaugt und durch eine gegebenenfalls durch den Motor gesondert angetriebene Pumpe 122 zu einer Leitung 123 gefördert, die durch ein das überschüssige öl zu dem Sugpf 99 zurückleitendes Überdruckventil 124 ständig unter den erforderlichen Steuerdruck von z.B. etwa 35 atü gehalten wird. An die leitung 123 schließt sieb, eine Zweigleitung 94 an, die zu allen Kupplungsbetätigungsventilen 81 bis 84 sowie zu der den Servo st euer zylinder 80 Ol zuführenden Leitung 116 führt. In Fig. IA bezeichnen die Pfeile die Bückleitungen 97 und 117, über die das Öl zu dem Sumpfbehälter 99 xurüekgeleitet wird.

In Fig« IA befindet sich der Griff 70 in der Stellung für das niedrigste Übersetzungsverhältnis des Getriebes „■ und daher ist die Kupplung 51 eingerückt, da das Druck-Öl der Steuervorrichtung 71 zugeführt worden ist; dies bedeutet, daß sich das dem Nocken 75 zugeordnete Ventil 81 in einer solchen Stellung befindet, daß die Kupplung 51 betätigt wird, und daß daher die Nockenrolle 85 mit dem

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Vorsprung 93 des Nockens 75 zusammenarbeitet. Die Nockenrollen der anderen Ventile 82, 83 und 84 liegen gleichzeitig an den einen kleineren Durchmesser aufweisenden Teilen der Nocken 76, 77 und 78 an, so daß die übrigen Kupplungen 52, 53 und 54· im Ruhezustand verbleiben und nicht eingerückt werden. Bei dieser bestimmten Stellung arbeitet die hydraulische Vorrichtung 35 mit ihrem maximalen Hub und die Vorrichtung 32 mit dem Hub Null, und daher befindet sich der Servosteuerkolben 108 in der in Fig. 1Δ mit Vollinien wiedergegebenen Stellung. Wird der Griff 70 gemäß Fig. IA in Richtung des Pfeils 125 bewegt, durchlaufen alle übrigenNocken 76, 77 und 78 nacheinander die Arbeitsspiele» deren Ablauf aus der grafischen Darstellung der Drehzahlen und Drehmomente ersichtlich ist.

Bei jedem mit einer Drehmomentunterteilung arbeitenden Planetengetriebe ergeben sich ohne Rücksicht darauf, ob sich bestimmte Arbeitsspiele wiederholen, oder ob die Getriebe auf gebräuchlichere Art ausgebildet sind, stets erhebliche Schwiirxgkeiten bei der Inbetriebsetzung und Umsteuerung. An Hand von -Yig* " λ6. 9 wird im folgenden beschrieben, auf welche Weise c'iesö ^cixwierigkeiten gemäß der Erfindung vermieden werden. In Fig. 8 und 9 sind bereits beschriebenen Teilen entsprechende Teile jeweils mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, und in Fig. 9 ist nur ein Teil der Steuereinrichtung, nämlich die Nockenanordnung, dargestellt.

Ub sich die Bedingungen zu vergegenwärtigen, die beim Hochfahren von der Drehzahl Null erfüllt sein nüssen, betrachte aan das in Pig. 8 dargestellte Getriebe 150 unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die sich wiederholende Arbeitsspiele durchlaufenden Getriebeteile, d.h. die Zahnkränze 21 und 23, während des Betriebs niemals die Drehzahl Null erreichen. Daher auß bei der Planetenradanordnung 14 ein Bauteil gefunden werden, das tatsächlich die Drehzahl Null erreicht, denn anderenfalls könnte das Getriebe

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nicht ohne Zuhilfenahme einer Reibungskupplung in Betrieb gesetzt werden. Die einzigen Bauteile, die bei dieser Konstruktion tatsächlich die Drehzahl Null erreichen, sind gemäß Fig. 16 und 17 die Sonnenräder 22 und 24. Wenn das Getriebe im Verlauf der sich wiederholenden Arbeitsspiele nach Fig. 18 seine niedrigste Ausgangsdrehzahl erreicht hat, und wenn man annimmt, daß die Drehzahl ständig von ihrem höchsten Wert in Richtung auf ihren niedrigsten Wert herabgesetzt wird, der gemäß Fig. 17 und 18 an dem Punkt P erreicht wird, wird das Getriebe so geschaltet» daß die Ausgangswelle 50 mit dem Sonnenrad 22 verbunden ist, wie es in Figo 17 durch die Linie 67 angedeutet ist. An diesem Schaltpunkt läuft das Sonnenrad 22 frei um.

Wenn gemäß Fig. 8 die Zahnräder 40 und 44 in Eingriff stehen und die Kupplung 51 über die Kupplungszähne 55 des Zahnrades 44 dieses Zahnrad mit der Ausgangswelle 50 gekuppelt hat, kann sich die Drehzahl bei dem Getriebe 150 nach Fig. 8 noch weiter verringern und den Wert Null erreichen, wenn man eine Kupplung 151 durch eine Keilveraahnung mit einer Verlängerung 152 der Ausgangswelle 50 verbindet und in Kupplungszahne 153 eines mit dem Zahnrad JO kämmenden Zahnrades 154 eingreifen läßt. Nachdem die Kupplung 151 in Eingriff mit den Zähnen 153 gebracht worden ist, wird die Kupplung 51 ausgerückt, und danach folgt die Kraftübertragung der Linie 67 in. Fig· 17 von dem Punkt P zu einem Punkt Q, an dem die Ausgangsdrehzahl wegen des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Zahnrad 30 und dem Zahnrad 154 den Wert Null erreicht.

Wenn in den Rückwärtsgang geschaltet werden soll, wird eine weitere Kupplung 155 in Eingriff mit Kupplungszähnen 156 eines weiteren Zahnrades 157 gebracht, das durch ein zusammen mit dem Zahnrad 30 und dem Sonnenrad 22 umlaufendes Zahnrad 158 angetrieben wird; jedoch erfolgt die Kraftübertragung hierbei unter Vermittlung durch ein Zwischenzahnrad 159, das bewirkt, daß das Zahnrad 157 in einer

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Richtung umläuft, die der Richtung entgegengesetzt ist, in welcher sich das Zahnrad 158 ursprünglich drehte, so daß jetzt die Drehrichtung der Ausgangswelle 50 umgekehrt wird. Das Getriebe 150 arbeitet jetzt im Rückwärtsgang und erreicht hierbei eine zunehmende Drehzahl, die durch die mögliche Drehzahl des Sonnenrades 22 begrenzt ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann eine bestimmte maximale Drehzahl in der Vorwärtsrichtung erzielt werden, die erheblich höher ist als die maximale Drehzahl im Rückwärtsgang. Eine solche Betriebsweise ist z.B. bei Lastkraftwagen, Personenwagen usw„ üblich. Wenn gleich hohe Drehzahlen sowohl im Vorwärtsgang als auch im Rückwärtsgang erforderlich sind, z.B. bei Bulldozern, Lokomotiven oder dergleichen, kann man weitere Zahnradpaare für entsprechende Übersetzungsverhältnisse vorsehen, oder man kann eine andere Konstruktion benutzen, wie sie im folgenden an Hand von Fig. 14 beschrieben wird·

Die Wirkungsweise des Getriebes nach Fig. 8 wird im folgenden an Hand der grafischen Darstellungen in Fig. 17 und 18 erläutert.

Gemäß Fig. 17 beginnt ein erster Bereich 140 bei einem Ruheausgangsdrehmoment 141 (Fig. 18), und innerhalb dieses Bereichs wird zunehmender Leistung ein konstantes Drehmoment entwickelt. In diesem Bereich 140 beginnt die Kurve 68a für die Ausgangsleistung bei Null, und gemäß Fig. 18 erhöht sie sich längs der Linie 142 bis auf die Vollleistung. Wie in Fig. 20 durch den Kurvenabschnitt 143 dargestellt, kann der Druck in den hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 über dem Nennwert für den kontinuierlichen Betrieb liegen.

Gemäß Fig. 17 kann das Getriebe dann in einem zweiten Bereich 67 bei der Übertragung einer konstanten Leistung arbeiten, wie es dem waagerechten Teil der Kurve 68a in Fig. 18 entspricht. Während dieser Zeitspanne nimmt das Ausgangs-

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drehmoment entsprechend der Kurve 69 in Fig· 18 ab, während sich die Ausgangsdrehzahl entsprechend der Linie in Fig. 17 erhöht.

Der dritte Betriebsbereich, innerhalb dessen eine WJsierholung der Arbeitsspiele stattfindet, und der gemäß Fig. 18 die Buckel 61A bis 64A umfaßt, arbeitet das Getriebe gemäß der Kurve 68a in Fig. 18 mit einer konstanten übertragenen Leistung, einem konstanten mittleren hydraulischen Druck entsprechend der Linie 144 in Fig. 20 und bei sich gemäß Fig. 18 ändernden Werten des Ausgangsdrehmoments und der Ausgangsdrehzahl.

Die beiden ersten Bereiche 140 und 67 (Fig„ 17) entsprechen den Bedingungen beim Anfahren, während der dritte Bereich als der normale Betriebsbereich betrachtet wird, innerhalb dessen sich die Arbeitsspiele in der beschriebenen Weise wiederholen.

Aus Fig. 18 bis 20 sind weitere Merkmale der Wirkungsweise des Getriebes nach Fig. 8 ersichtlich.

In Fig. 18 sind die übertragene Leistung und das Ausgangsdrehmoment des Getriebes mit der durch die hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 übertragenen Leistung verglichen. Gemäß Fig. 18 übertragen die hydraulischen Vorrichtungen längs der Buckel 61A bis 64A nur eine kleine Leistung, die übertragene Leistung steigt längs der Linie 145 an, sie erreicht einen Höchstwert bei der Ausgangsdrehzahl Null im Punkt Q, und verringert sich dann beim Betrieb im Eückwärtsgang längs der Linie 146. Das Ausgangsdrehmoment des Getriebes entspricht bei der Drehzahl Null und niedrigen Ausgangsdrehzahlen einem hochliegenden FIa-' teau 141 und geht danach längs der Kurve 69 (Vorwärtsfahrt) bzw. einer Kurve 147 (Rückwärtsfahrt) zurück. Die übertragene Leistung nimmt gemäß der Kurve 68a von Null bei der Ausgangsdrehzahl Null längs der Linie 142 bis auf ihren Höchstwert zu, und dieser Höchstwert bleibt nach dem Er-

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reichen einer Drehzahl von etwa 400 U/min sowohl bei der Vorwärtsfahrt als auch der Rückwärtsfahrt erhalten-,

Fig. 19 veranschaulicht die Drehmomente der hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 hei den verschiedenen Drehzahlen der Ausgangswelle 5^· Da es sich um Vektorgrößen handelt, treten sowohl positive als auch negative Drehmomente auf, was sich gemäß Fig. 20 jeweils danach richtet, welche der hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 (jeweils als Pumpe "bzw. als Motor arbeitet.

Fig. 20 zeigt die hydraulischen Drücke in den Leitungen 36 und 37 bei verschiedenen Drehzahlen der Ausgangswelle. Hierbei zeigen Fließbilder, was jeweils innerhalb bestimmter Abschnitte der Bereiche geschieht, und sie lassen erkennen, welche der hydraulischen Vorrichtungen 32 und 35 als Pumpe oder als Motor im Verlauf jedes Abschnitts eines vollständigen Arbeitsspiels, d.h. zweier Buckel oder Teilarbeitsspiele zur Wirkung kommt.

In Fig. 9 sind nur die Nock^a und Nockenrollen einer geeigneten Steuereinrichtung i'uä- <?.*? Getriebe 150 nach Fig. 8 dargestellt. Die übrigen Tel;... der Steuereinrichtung können grundsätzlich der Darstellung in Fig. 1 und IA entsprechen, so daß sich eine erneute Beschreibung erübrigen dürfte, da auch die Ventile und die übrigen Teile wiederum in der gleichen Weise arbeiten.

Mit Hilfe eines Griffs 170 wird eine Welle 160 gedreht, auf der sämtliche Nocken sitzen, und zwar nicht nur die Nocken 75, 76, 77 und 78, die in der an Hand von Fig. IA beschriebenen Weise wirken, sondern auch ein mit einer Nockenrolle 171 für die Kupplung 151 zusammenarbeitender Anfahrnocken 161, ein mit einer Nockenrolle 172 zusammenarbeitender Nocken 162 für die dem Rückwärtsgang zugeordnete Kupplung 155» ein mit einer Nockenrolle 173 zusammenarbeitender Steuernocken für die hydraulische Vorrichtung 32 sowie ein mit einer Nockenrolle 174 zusammenarbeitender

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Steuernocken 164 für die hydraulische Vorrichtung 35« Im Anfahrbereich müssen beide hydraulische Vorrichtungen 32 und 35 mit ihrem vollen Hub arbeiten können. Die Vorrichtung 35 erzeugt eine Reaktionskraft über das Sonnenrad 24, die Planetenräder 16 und 17 sowie das Sonnenrad 22. Die Vorrichtung 32 wird dann durch die Vorrichtung 35 hydraulisch angetrieben und bringt über die Zahnräder 31 und 30 ein Drehmoment auf das Zahnrad 154 auf. Der Rückwärtsgang arbeitet ähnlich, doch dreht sich die Ausgangswelle 50 hierbei in der entgegengesetzten Richtung. Da die Schwenkplatten 65 und 66 in diesem Fall unabhängig voneinander arbeiten müssen, kann man das in Fig. 1 gezeigte Gestänge nicht verwenden. Jedoch arbeitet die an Hand von Fig. 7 beschriebene Einrichtung mit jeder der beiden Schwenkplatten 65 und 66 zusammen, und eine nähere Erläuterung in dieser Hinsicht dürfte sich erübrigen.

Fig. 1OA, 1OB, 11 tind 12 zeigen eine insgesamt mit 200 bezeichnete Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Getriebes, das das beschriebene Grundgetriebe umfaßt und mit einem zweiten Drehmomentunterteiler kombiniert ist. Diese abgeänderte Konstruktion dient dazu, die Nennleistung der hydraulischen Vorrichtungen bei einem bestimmten Buckelverhältnis zu verringern oder das Buckelverhältnis bei gegebenen Abmessungen der hydraulischen Vorrichtungen zu vergrößern. Hieraus ergeben sich mehrere Vorteile:

Erstens wird die Nennleistung der beiden hydraulischen Vorrichtungen bei einem Buckelverhältnis R kleiner als das Produkt aus der Eingangsleistung und der Größe (R - D.

Zweitens kann man die Zahl der mit der Ausgangswelle zusammenarbeitenden Enduntersetzungszahnräder bei gleichen Abmessungen der hydraulischen Vorrichtungen verringern, z.B. von vier Zahnradpaaren auf zwei Zahnradpaare, wobei sich eine Verbesserung hinsichtlich der Beziehungen zwischen

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ÖAD

der Drehzahl und der Belastung der Zahnräder ergibt₀

Drittens kann man die grundsätzliche Planetenradanordnung so ausbilden, daß sich ein Buckelverhältnis von etwa 3:1 oder mehr ergibt. Hierbei kommt man mit einer einfacheren Konstruktion der Planetenradanordnung aus, da man keine abgestuften Ritzel oder zusätzliche Zwischenzahnräder benötigt.

Gemäß Figo 1OA und 1OB ist eine Eingangswelle 211 vorgesehen, die über eine Keilverzahnung 212 einen Träger 213 einer Planetenradanordnung 214 mit zwei Sätzen von Planetenritzeln 215 und 216 antreibt, welche über ihre ganze Länge einen gleichbleibenden Durchmesser haben können„ Dies ist möglich, da das Buckelverhältnis bezogen auf die gegebene hydraulische Leistung größer ist als bei den Getrieben nach Fig. 1 und 8, so daß das Planetenrad-Übersetzungsverhältnis niedriger ist, und da es dieses niedrigere Übersetzungsverhältnis ermöglicht, bei Zahnkränzen von gegebenem Teilkreisdurchmesser kleinere Ritzel zu verwenden. In der Planetenradanordnung 214· können sechs Ritzel, d.h. drei Ritzel 215 und drei Ritzel 216 untergebracht werden, wahrend bei den Getrieben nach Fig. 1 und 8 die Ritzel 15 und 16 wegen des kleineren Buckelverhältnisses größer sein und mit einer höheren Übersetzung arbeiten müssen; außerdem wurden diese Ritzel an ihren Eingriffsstellen nicht zueinander passen, so daß man abgestufte Ritzel verwenden müßte, deren Herstellung kostspieliger ist·

Jedes der Ritzel 215 kämmt mit zwei Ritzeln 216 und umgekehrt und außerdem kämmt jedes Ritzel 215 mit einen Ausgangszahnkranz 221, während jedes Ritzel 216 mit einen Ausgangszahnkranz 223 kämmt. Ferner kämmt jedes Ritzel 215 mit einem Reaktions- oder Sonnenrad 222 und jedes Ritzel 216 mit einem Reaktions- oder Sonnenrad 224. Der Ausgangszahnkranz 221 arbeitet mit zwei Zahnrädern 240 und

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244 mit einem "bestimmten Übersetzungsverhältnis zusammen, die diesen Zahnkranz mit der Ausgangswelle 250 verbinden, während der Ausgangszahnkranz 223 niit zwei Zahnrädern 242 und 246 zusammenarbeitet, die eine andere übersetzung lieferne Die Ausgangswelle 250 trägt Kupplungen 251 und 252, die mit der Ausgangswelle durch Keilverzahnungen verbunden sind, damit die Kraft übertragen werden kann; die Kupplung 251 kann in das Zahnrad 244 und die Kupplung 252 in das Zahnrad 246 eingerückt werden.

Die Wirkungsweise dieses Getriebes entspricht bis zu diesem Punkt der Beschreibung allgemein der Wirkungsweise des Getriebes nach Fig. 1; zuerst wird ein erstes Zahnradpaar 240, 244 durch die Kupplung 251 mit der Ausgangswell© 250 gekuppelt; dann liefern die Zahnräder 242 und 246, die durch die Kupplung 252 mit der Ausgangswelle 25O gekuppelt werden, den nächsten Gang, und sofort danach wird die Kupplung 251 aus dem Zahnrad 244 ausgerückt, so daß die Kraftübertragung im nächsten Bereich erfolgt·

Bei dem Getriebe 200 nach Fig. 1OA und 1OB wird die Antriebskraft von den Reaktionszahnrädern 222 und 224 aus nicht auf rein hydraulischem Wege übertragen, sondern sie wird durch einen zweiten hydromechanischen Kreis übertragen, der die Leistung teilweise mechanisch und teilweise hydraulisch überträgt. Bei dieser Anordnung kann man die Abmessungen der hydraulischen Vorrichtungen 232 und 235 im Vergleich zu den Abmessungen verkleinern« die bei den Getrieben nach Fig. 1 und 8 bei einer gegebenen Zahl von Buckeln erforderlich sind, oder man kann die Zahl der Buckel bei gleichbleibenden Abmessungen der hydraulischen Vorrichtungen verringern, oder man kann diese beiden Maßnahmen gegebenenfalls kombinieren.

Bei dem Getriebe 200 ist das Zahnrad 222 gemäß Fig. 1OB durch eine Hohlwelle 225 alt eine» Zahnrad 230 verbunden, das seinerseits zur Aufrechterhaltung der richtigen Drehrichtung über ein Zwischenzahnrad 201 ein Zahnrad 202 an-

origina

treibt, das das Eingangszahnrad für ein Sonnenrad 203 einer zur Drehmomentunterteilung dienenden Planetenradanordnung 204 bildet. Das Sonnenrad 203 kämmt mit in einem Träger 206 gelagerten Planetenräder 205· Der Planetenträger 206 weist auf seiner Außenseite eine Verzahnung auf, die ein mit einem Zahnrad 208 kämmendes Zahnrad dQ7 bildet. Das Zahnrad 208 kann mit der hydraulischen Vorrichtung 232 durch Einrücken einer Kupplung 209 verbunden werden. Außerdem kämmt mit den Planetenrädern 205 ein Zahnkranz 210, der durch eine Welle 253 und ein Zahnrad 254 mit einem Zahnrad 255 kämmt, das auf der das zweite Reaktionszahnrad 224 tragenden Welle 226 sitzt.

Die hydraulische Vorrichtung 235 wird abwechselnd durch ein Zahnrad 256 und eine Kupplung 257 mit dem Zahnrad 254 oder durch ein Zwischenzahnrad 260, ein Zahnrad 261 und eine Kupplung 262 mit dem Zahnrad 202 verbunden.

Ohne zunächst auf die Aufahrvorrichtung und den Rückwärtsgang einzugehen, soll im folgenden der Ablauf der sich wiederholenden Arbeitsspiele bei dem Getriebe 200 beschrieben werden. Danach wird au" β as Anfahren und den Betrieb im Hückwärtsgang eingegangen.

Würde der Drehmomentunterteiler nicht benutzt, würde der Betrieb des Getriebes dann, wenn die Zahnräder 240 und 244 mit der Ausgangswelle 250 gekuppelt sind, dem in Fig. gestrichelt eingezeichneten Buckel 280 entsprechen. Wenn die Zahnräder 242 und 246 mit der Ausgangswelle 250 gekuppelt sind, würde sich entsprechend der in Fig. 22 gestrichelt eingezeichnete Buckel 280a ergeben. Der Drehmomentunterteiler bewirkt, daß jeder der Buckel 2hO und 280a in zwei kleinere Buckel unterteilt wird, von denen keiner jemals die durch das hydraulische System übertragene maximale Leistung erreicht, die bei den Buckeln 280 und 280a erreicht wird.

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Bei der Konstruktion, die eine solche vorteilhafte Betriebsweise ermöglicht, handelt es sich um eine Vorrichtung, wie sie s.B_e, jedoch nicht ausschließlich, durch die Plane tenradanordmmß 204 gebildet sein kann, die z.B. den Zahnkranz 210 und das Sonnenrad 203 umfaßt, von denen eich eine8 an einem Ende eines Hauptbuckelο 280 oder 280a im Stillstand befindet, während das betreffende andere Bauteil am anderen Ende des betreffenden Buckels zum Stillstand kommt, wobei außerdem ein oder mehrere Bauteile vorgesehen sind, z.B. der Planetenträner 206, der durch geeignete Wahl des Buckels veranlaßt werden kann, in der Mitte eines Hauptbuckels 280 oder 280a zum Stillstand zu kommen und in diesem Zeitpunkt die gesamte erforderliche lieaktionskraft aufbringt. Ferner muß die Vorrichtung zwischen den soeben beschriebenen Grenzzustanden kontinuierlich verstellbar sein. Fig. 21 zeigt die Drehzahlen der Bauteile 203, 206 und 210, die über der Drehzahl der Ausgangswelle 250 aufgetragen sind; es sei bemerkt, daß sich der Zahnkranz 210 an einem Punkt 281 im Stillstand befindet, daß das Sonnenrad 203 an einem Punkt 283 zur Ruhe kommt, und daß der Planetenträger 206 seine Ruhestellung an den Punkten 281 und 283 erreicht, die dem arithmetischen Mittel der Ausgangedrehzahlen entsprechen.

Nachstellend wird die Wirkungsweise des Getriebes 200 bein Durchlaufen der sich wiederholenden Arbeitsspiele beschrieben· An dem Punkt 281 sind die AusgangsZahnräder 240 und 244 durch die Kupplung 251 mit der Ausgangewelle 250 verbunden, und der Zahnkranz 221 arbeitet hierbei mit «einer niedrigsten Betriebsdrehzahl· An diesem Punkt 281 laufen das Sonnenrad 222, die zugehörige Welle 225 und da her auch die Zahnräder 230, 201, 202 und 203 frei um; daher muß die Reaktionskraft bei der Planetenradanordnung 214 durch ein geeignetes anderes Element aufgebracht werden. Bei diesem anderen Element handelt es sich um das Sonnenrad 224, das sich an dem Punkt 281 im Stillstand befindet; Daher müssen die Zahnräder 267, 255, 254 und 210 an dem

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Punkt 281 ebenfalls stillstehen. Die mit ihrem vollen Hub arbeitende hydraulische Vorrichtung 235 liefert die Reaktionskraft, die erforderlich ist, um diese Zahnräder dadurch festzuhalten, daß gemäß Figo 11 eine Kupplung 270 eingerückt ist, die ein mit dem Zahnrad 267 kämmendes Zahnrad 268 trägt. An dem Punkt 281 wird die hydraulische Vorrichtung 232 mit dem Planetenträger 206 durch das Einrücken der Kupplung 209 in das Zahnrad 208 verbunden; da die hydraulische Vorrichtung 232 jedoch mit dem Hub Null arbeitet, setzt sie der Drehung des Planetenträgers 206 keinen Widerstand entgegen, so daß dieser Planetenträger bei der dem Punkt 281 in Fig. 21 entsprechenden Drehzahl frei umläuft.

Wenn die Drehzahl der Ausgangewelle 250 gemäß Fig. längs der Linie 282 erhöht wird, wird der Hub der hydrau lischen Vorrichtung 232 vergrößert, um den Planetenträger 206 absubremeen und eine Beaktionskraft für die Flauet·»« radanordnung 214 und damit auch für da· Sonnenrad 203 und die «ugehörigen Zahnräder 202, 201, 230 und 222 su er»e«#en, so daß ein suaätilioher Reaktionekraft-Leitungeweg für dem Zahakraa» 221 und daher auea für die Autgasgnwlle so* Ter*· füguBf steht· Gleieaeeitif beeinnt dl· faydvealleeh· richtung 232« al· Pumpe *u arbeiten und dl· Torrichtung 235 über die Leitung·» 236 und 23? hydraul!··» anzutreiben. Wenn diese Vergrößerung des Hubes der Vorrieh- tung 232 erfolgt, verkleinert sich der Hub der Vorrichtung 235» und die von dieser Vorrichtung au· ertragene Beaktion*- kraft wird daher verkleinert. Pie Summe der auf die Auegangswelle aufgebrachten Drehmomente verkleinert sich, ae daß sich ein kleineres Ausgangsdrehmoment ergibt· Gleich·* zeitig ist das Sonnenrad 222 abgebremst worden, während das Sonnenrad 224 gezwungen wurde, sich schneller jbu drehen, so daß die Drehzahl der Ausgangswelle 250 längs der Linie 282 in Fig. 21 zunehmen kann. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis die hydraulische Vorrichtung 232 bei der Drehzahl Null mit ihrem vollen Hub arbeitet, um so den PIa-

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netenträger 206 im Stillstand zu halten und es dem durch die Zahnräder 255, 254 und 210 auf das Sonnenrad 224 aufgebrachten mechanischen Drehmoment zu ermöglichen, das mechanische Drehmoment auszugleichen, das durch die Zahnräder 230, 201, 202 und 203 auf das Sonnenrad 222 aufgebracht wird. An diesem Punkt 284 in Fig. 21 arbeitet die hydraulische Vorrichtung 235 mit dem Hub Null, so daß sie keine Reaktionskraft erzeugt und durch Ausrücken der Kupplung 270 aus dem Zahnrad 268 auf das Sonnenrad 203 umgeschaltet werden kann, wobei annähernd gleichzeitig die Kupplung 262 in das Zahnrad 261 eingerückt wird, das mit dem Sonnenrad 203 durch die Zahnräder 260 und 202 verbunden ist·

An dem Punkt 284- beginnt die hydraulische Vorrichtung 235» *ls Pumpe zu arbeiten, während die hydraulische Vorrichtung 232 als Motor arbeitet· Wenn sich der Hub der Vorrichtung 235 rergrößert, treibt diese Vorrichtung dl· Vorrichtung 232 entgegengesetzt *u der vorherigen Drehriehtuag «er Vorrichtung 232 an, und daher wird das flonnen-H4 205 allmahlioh auf die Drehsahl lull gebracht, wahrend der !ahnte**» 210 schneller amgetrieben wird, leno die· eeM» atatii* τ— i— ■»■!■■«■ gg» wt üeer ti· ZOmrttder 255, 25* «*& 210 utortra«·»· BtaJrtionskreft ao, dft. sie*, die durch die hydraulische Vorrichtung 232 erseue«* te Beaktionskraft verringert, bis sie bei dieser maximalen Betriebedrehzahl dee Zahnkranzes 210 gleich Null ist. An diesem Punkt 283 wird das gesamte Seaktionsdrehmoment erneut durch die hydraulische Vorrichtung 235 aufgebracht, jedoch in diesem Zeitpunkt über die Zahnräder 261, 260, 202, 201 und 230 auf das Sonnenrad 222.

Bezüglich dieses Veils des Arbeitsspiels zwischen den Punkten 281 und 283 sei an Hand von Fig. 21 bemerkt, daß die Drehzahlen der Elemente der Planetenradanordnung 214 nach Fig, 1OA und 1OB in der gleichen Weise geändert werden wie bei den weiter oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung4 mit anderen Worten, die Drehzahl

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des Zahnkranzes 223 nimmt von ihrer maximalen Betriebsdrehzahl his auf ihre niedricste Betriehsdreh.7-a.hl ah, während sich die Drehzahl des Zahnkranzes 221 von ihrem niedrigsten Wert auf ihren höchsten Wert steif·ort. In dem Betriebspunkt 283 nach Fig. 21 ist es dann möglich, die Ausgangsleistung von den. Zahnrädern 240 und 244 auf die Zahnräder 242 und 246 dadurch zu überführen, daß man die Kupplung 252 einrückt und sofort danach die Kupplung 251 ausrückt.

Wenn das Getriebe seine Drehzahl von dem Punkt 283 aus erhöht, wird die hydraulische Vorrichtung 235» die Jetzt durch dip Zahnräder 261, 260 und 202 mit dem Sonnenrad 203 und durch die Zahnräder 201 und 230 mit dem Sonnenrad 222 verbunden ist, durch die Jetzt als Pumpe arbeitende hydraulische Vorrichtung 232 hydraulisch angetrieben. Wenn sich die Ausgangsdrehzahl erhöht, wird eine ständig größer werdende Reaktionskraft durch die Planetenradanordnung 204 sowie die Zahnräder 210, 254 und 255 auf das Sonnenrad 224 aufgebracht. Beim Erreichen des arithmetischen Mittels an dem Punkt 285 in Fig. 21 und 22 der Drehzahnlen des durch den Buckel 280a bezeichneten Bereichs ist der Planetenträger 206 zum Stillstand gebracht worden, so daß er wiederum die durch die Sonnenräder 222 und 224 über die zugehörigen Zahnräder aufgebrachte Reaktionekraft ausgleicht; da die hydraulische Vorrichtung 233 jetzt keine Reaktionekraft er zeugt, kann sie von des Zahnrad 261 und den dem Sonnenrad 203 des Drehmosentunterteilere zugeordneten Zahnrädern ge trennt und wieder mit dem Zahnrad 268 verbunden werden. Jetzt arbeitet die hydraulisch· Vorrichtung 235 als Pumpe und treibt die hydraulisch« Vorrichtung 232 erneut im entgegengesetzten Sinn an.

Der Zahnkranz 210 wird allmählich auf die Drehzahl Mull gebracht, der Hub der hydraulischen Vorrichtung 235 wird entsprechend vergrößert, der Hub der hydraulischen Vorrichtung 232 verkleinert sich, und die Ausgangszahnrä der 242 und 246 werden auf ihre höchste Betriebsdrehzahl gebracht. An dem Punkt 286, der der höchsten Betriehsdreh-

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zahl dieser Zahnräder entspricht, arbeitet der Zahnkranz 221 mit seiner niedrigsten Betriebsdrehzahl, und in Fig. 1OA nicht dargestellte, eine geeignete Übersetzung liefernde Ausgangszahnräder könnten eingerückt werden, um die Ausgangswelle 250 erforderlichenfalls auf eine Drehzahl zu bringen, die höher ist als Jede in Pig· 21 angegebene Drehzahl. Wenn sich ein solcher Schaltvorgang abspielt, entsprechen die Betriebsbedingungen innerhalb des Getriebes 200 abgesehen von denen der Ausgangswelle 250 und des zusätzlichen Zahnradpaare den Betriebsbedingungen an dem Punkt 281 in Pig. 21.

Zur Erleichterung des Verständnisses der Wirkungsweise des Getriebes im Bereich des Buckels 280a nach Fig. sei bemerkt, daß das Sonnenrad 203 der Planetenradanordnung 204 des Drehmomentteilers an dem Punkt 283 eine Rolle spielt, die analog zu der Rolle des Zahnkranzes 210 der planetenradanordnung 204 an dem Punkt 281 ist. Außerdem entspricht die Aufgabe des Zahnkranzes 210 an dem Punkt 283 der Aufgabe des Sonnenrades 203 an dem Punkt 281, wozu bemerkt sei, daß die Vorrichtung zum Übertragen eines Drehmomente, z.B. die dargestellten Zahnräder, so ausgebildet ist, daß dieser Betriebszustand erreicht werden kann. Vernachläßigt man bei der hydraulischen Vorrichtung 232 die Drehrichtung, arbeiten somit die hydraulischen Vorrichtungen 232 und 235 in der gleichen Weise an einander entsprechenden Punkten der Buckel 280 und 280a ohne Rücksicht darauf, ob die Vorrichtung 235 durch eine geeignete Einrichtung mit dem Sonnenrad 203 oder dem Zahnkranz 210 der Planetenradanordnung 204 des Drehmomentteilers verbunden ist.

Somit durchläuft das Getriebe 200 anstelle des Hauptbuckels 280 zwei Teilbuckel 28? und 288 sowie anstelle des Hauptbuckels 280a zwei leilbuckel 289 und 290.

Zwischen den bezüglich des Drehmoments und der Drehzahl erreichbaren Grenzzustände der hydraulischen Vorrichtungen wird ein Teil des Reaktionsdrehffoments durch die

Sftf.f1?/14 ff

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hydraulische Einrichtung und ein anderer Teil durch eine Reaktions- oder Stützwirkung über den Planetenträger 206 auf mechanischem Wege durch die Planetenradanordnung 204· des Drehmomentteilers übertragen. Diese Wirkungsweise ermöglicht es, die hydraulischen Vorrichtungen 232 und 235 auf vorteilhaftere Weise auszunutzen als bei den Getrieben nach Fig. 1 und 8, so daß man bei der den Hauptbuckeln und 280a entsprechenden gleichen Zahl von Schaltvorgangen bezüglich der Ausgangswelle mit kleineren hydraulischen Vorrichtungen auskommt. Die günstigere Auslegung des Getriebes ermöglicht es diesen kleineren Vorrichtungen 232 und 235 dann, wenn die eine oder andere Vorrichtung ihre Haltewirkung ausübt, das erforderliche Drehmoment zu erzeugen.

Die Arbeitsweise beim Anfahren unterscheidet sich wiederum von der Wirkungsweise im Bereich der Buckel 287 bis 290, und sie ist in Fig. 21 und 22 von dem Punkt 281 aus in Richtung auf einen der Ausgangsdrehzahl Null entsprechenden Punkt 291 dargestellt. Der Punkt 292 ist in Fig. 22 als der Punkt eingetragen, an dem das maximale Drehmoment auftritt, während der Punkt 291 einem gleich großen Drehmoment, Jedoch bei der Drehzahl Null, entspricht. In Fig. 21 bezeichnet der Punkt 281 das untere Ende des letzten Buckels 287, und der Jetzt zu beschreibende Betriebsvorgang beginnt mit dieser Drehzahl und schreitet in Richtung auf die Drehzahl Null fort. Am unteren Ende des Buckels läuft der Zahnkranz 221 mit einer gewissen Drehzahl um, und man muß ein Element finden, auf das die Antriebskraft übertragen werden kann, und das tatsächlich die Drehzahl Null erreicht; das Sonnenrad 222 ist ein solches Element. Daher wird am unteren Ende des niedrigen Drehzahlen entsprechenden Buckels 287 gemäß Fig. 10a eine Kupplung 265 in ein Zahnrad 266 eingerückt, das mit dem Zahnrad 230 kämmt, woraufhin die Kupplung 251 ausgerückt wird. Die Antriebskraft wird daher von dem Sonnenrad 222 aus zu den Zahnrädern 230 und 266 und durch die Kupplung 265 auf die Ausgangswelle 250 übertragen. Außerdem wird die Verbindung

zwischen der hydraulischen Vorrichtung 232 (Fig. 10B) und dem Planetenträger 206 durch das Ausrücken der Kupplung 209 gelöst, und die Vorrichtung 232 wird durch eine Kupplung 267 mit dem Zahnrad 260 gekuppelt. Die hydraulische Vorrichtung 235 ist auf ihren vollen Hub eingestellt. Befindet sich Jedoch im Stillstand, während die hydraulische Vorrichtung 232 umläuft, Jedoch mit dem Hub Null arbeitet. Wenn der Hub der hydraulischen Vorrichtung 232 von Null in Richtung auf ihren vollen Hub vergrößert wird, kann diese Vorrichtung Druckflüssigkeit aus der hydraulischen Vorrichtung 235 aufnehmen und ihr Drehmoment über die Zahnräder 260, 202, 201 und 230 auf das Ausgangszahnrad 266 und die Ausgangswelle 250 übertragen. Es ist erforderlich, die Verbindung zwischen der hydraulischen Vorrichtung 235 und den Zahnrädern 268 und 269 zu unterbrechen und diese Vorrichtung mit den Zahnrädern 256, 254 und 255 zu kuppeln; zu diesem Zweck wird die Kupplung 270 nach dem Einrücken der Kupplung 257 ausgerückt. Dias geschieht, während sich die hydraulische Vorrichtung 235 bei ihrem maximalen Hub im Stillstand befindete

Gemäß Fig₃ ;?I nimmt an diesem Punkt 281 die Drehzahl der Zahnrades 224 zu, und daher arbeitet die hydraulische Vorrichtung 235 mit einer höheren Drehzahl und fördert ständig mehr Flüssigkeit zu der hydraulischen Vorrichtung 232, um die Tatsache auszugleichen, daß sich der Hub der Vorrichtung 232 vergrößert. Dieser Betriebszustand bleibt erhalten, bis die Drehzahl auf einen dem Punkt 292 in Fig. dX und 22 entsprechenden Wert absinkt, wobei an diesem Punkt der in der Zwischenzeit "zunehmende Druck einen maximalen Wert erreicht hat.

Für den Rückwärtsgang sind ein Zahnrad 271, eine Kupplung 272 und ein Zwischenza-hnrad 273 in der an Hand von , Fig. 8 beschriebenen Weise vorgesehen, abgesehen davon, daß der Drehmomentteiler zur Wirkung kommt, so daß die Wirkungsweise gemäß Fig» 21 und 22 die gleiche ist wie zwischen-den Punkten 291 und 281, abgesehen davon, daß die Umkehrung der

^BAD

Drehrichtung der Ausgangswelle 250 durch das Zwischenzahnrad 273 herbeigeführt wird.

Eine geeignete Steuereinrichtung für das Getriebe 2CX) iet teilweise in Fig. 10A, teilweise in Pig. 1OB und teilweise in Fig. 13 dargestellt. Die Einzelheiten können den aus Fig. IA, 6 und 7 ersichtlichen ähneln. Die Einrichtung kann einen Hebel 300 und einen Schaltquadranten 310 umfassen, wobei die Beziehungen zwischen den Nocken auf einer Nockenwelle 320, den zugehörigen Nockenrollen, den hydraulischen Vorrichtungen und den Kupplungen der nachfolgenden Aufstellung entsprechen.

pp lung	Hydraulische	Nocken	Nockenr
	Vorrichtung
265	301	311	321
251	302	312	322
252	303	313	323
267	304	314	324
257	305	315	325
270	306	316	326
209	307	317	327
262	308	318	328
272	309	319	329

Der Hebel 300 und die Welle 320 betätigen ferner einen Nocken 332, der die hydraulische Vorrichtung 232 über eine Nockenrolle 333 und eine Anordnung ähnlich derjenigen nach Figi 7 steuert, sowie einen Nocken 335, der auf ähnliche Weise die hydraulische Vorrichtung 235 über eine Nockenrolle 336 und eine zweite Anordnung ähnlich derjenigen nach Fig. 7 steuert.

Der Quadrant 310 trägt römische Ziffern, die den Terschiedenen in Fig. 21 gezeigten Bereichen entsprechen.

Die verschiedenen in Fig. 8, 1OA und 1OB sowie Fig. dargestellten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Getriebe können zweckmäßig für den Fall beschrieben werden, daß die

BAD

hydraulische Vorrichtung, die nicht mit der die Reaktionskraft erzeugenden Flanetenradanordnung gekuppelt ist, während des Anfahrens eingerückt ist. Fig. 8, 10Δ und 1OB zeigen Ausführungsformen, bei denen die hydraulische Vorrichtung während des Anfahrens mit einem Ausgangeglied gekuppelt ist (mit einem Ausgangsglied gekuppeltes Getriebe), während Fig. 14 eine Ausführungsform zeigt, bei der die betreffende hydraulische Vorrichtung während des Anfahren» mit einem Eingangsglied gekuppelt ist (mit einem Eingangeglied gekuppeltes Getriebe)· Bei der Ausführungeform nach Fig. 14 bleibt die hydraulische Vorrichtung über den ganzen Bereich der Ausgangsdrehzahlen mit dem Eingangsglied gekuppelt.

Um sich den Unterschied bezüglich der Wirkungsweise zwischen einem mit einem Eingangsglied gekuppelten Getriebe nach Fig. 14 und mit einem Ausgangsglied gekuppelten Getrieben nach Fig. 8 bis 13 zu vergegenwärtigen, betrachte man jeweils die einfachste Form einer mit einem Ausgangsglied gekuppelten Flanetenradanordnung (Fig. 23) und einer mit einem Eingangsglied gekuppelten Flanetenradanordnung (Fig. 24).

Die mit einem Ausgangsglied gekuppelte Flanetenradanordnung nach Fig. 23 umfaßt ein Eingangsglied S, ein Ausgangsglied C und ein Reaktionsglied E. Eine hydraulische Vorrichtung A ist durch Zahnräder mit dem Heaktionsglied R in Form eines Zehnkranzes verbunden, und eine zweite hydraulische Vorrichtung B ist durch Zahnräder mit dem Ausgangsglied G verbunden. Die beiden hydraulischen Vorrichtungen A und B sind verstellbar· Bei einer solchen Anordnung ergibt sich das Ausgangsdrehmoment als die Summe des durch den Motor B erzeugten Drehmoments und des durch die Planetenradanordnung übertragenen Drehmoments. Damit die Flanetenradanordnung ein maximales Drehmoment erzeugen kann, Muß die Pumpe A die gesamte maximale Reaktionskraft der Planetenradanordnung abstützen.

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Beim Anfahren, d.h. wenn ein etatisches Drehmoment erzeugt werden muß, befindet sich die Vorrichtung B im Stillstand, übt jedoch ein maximales Drehmoment aus, und die Vorrichtung A arbeitet mit der maximalen Drehzahl und bringt die volle Reaktionskraft auf die Planetenradanordnung auf. Der Vorrichtung A wird somit die volle Eingangsleistung zugeführt, da sich das Ausgangsglied im Stillstand befindet. Da das maximale etatische Drehmoment auf das Ausgangsglied des Getriebes und daher auch auf das .Ausgangsglied der Planetenradanordnung aufgebracht werden soll, muß die Vorrichtung A eine maximale Reaktionskraft erzeugen. Gleichzeitig muß die Vorrichtung A umlaufen, da sich das Ausgangsglied der Planetenradanordnung im Stillstand befindet. Da die Vorrichtung B beim Aufbringen eines statischen Drehmoments stillsteht, muß die gesamte der Vorrichtung A zugeführte Leistung mit Hilfe eines Überlaufventils und der Kühleinrichtung des Getriebes vernichtet werden.

Fig. 25 ist eine grafische Darstellung der sich bei der Anordnung nach Fig. 23 abspielenden Vorgänge. Für den Arbeitsbereich mit konstantem Ausgangsdrehmoment(a) ist die abzuführende und durch die Kühleinrichtung zu vernichtende Leistung durch die schraffierte Fläche (b) dargestellt. Bei einem Fahrzeug, das häufig abwechselnd im Vorwärtsgang und im Rückwärtsgang oder bei sehr niedrigen Drehzahlen oder unter Erzeugung eines statischen Drehmoments betrieben wird, bereitet es besonders große Schwierigkeiten, die entstehende Wärme abzuführen.

Fig. 24 zeigt eine einfache mit einem Eingangsglied gekuppelte Planetenradanordnung mit einem Eingangsglied S, einem Ausgangsglied C und einem Reaktionsglied R, das durch Zahnräder mit der hydraulischen Vorrichtung A ber~ bunden ist, während die hydraulische Vorrichtung B durch Zahnräder mit dem Eingangsglied S verbunden ist· Bei de« an dem Punkt 1 erscheinenden Drehmoment handelt es sich um das durch den Motor aufgebrachte Eingangsdrehmoment,

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während das an dem Punkt 2 erscheinende Drehmoment, das der Planetenradanordnung zugeführt wird, gleich der Summe des Eingangsdrehmomente des Motors und des der Eingangswelle durch den hydraulischen Motor B zugeführten Drehmoments ist· Das Ausgangsdrehmoment entspricht natürlich dem mit dem Übersetzungsverhältnis der Plane tenradanordnung multiplizierten Drehmoment, das an dem Punkt 2 erscheint. Innerhalb des Anfahrbereichs (a¹) nach fig· 26 bleibt das Ausgangsdrehmoment konstant. Nunmehr sei an Hand von Fig. die Abnahme der Drehzahl von dem Punkt 3 aus betrachtet, An diesem Punkt 3 steht das Reaktionsglied R still, und daher befindet sich auch die Vorrichtung A im Stillstand. Da die Eingangswelle umläuft, muß der Hub der Vorrichtung B an dem Punkt 3 gleich Null sein, damit keine Druckflüssigkeit von der Vorrichtung A abgegeben werden kann und die Vorrichtung A im Stillstand gehalten wird.

Es sei angenommen, daß die Vorrichtung A mit konstanter Verdrängung arbeitet. Innerhalb des Anfahrbereichs (A¹) ist daher auch der Druck konstant, denn das Ausgangsdrehmoment ist konstant, und daher muß die Planetenradanordnung ein konstantes Reaktionsdrehmoment aufbringen.

Wenn die Ausgangsdrehzahl von dem Punkt 3 aus abnimmt, muß die Vorrichtung A umlaufen, um eine Reaktionskraft zu erzeugen, und daher nimmt sie Energie auf. Um diese Drehbewegung zu ermöglichen, muß die Vorrichtung B ihren Hub von Null aus vergrößern, und da sie als Motor arbeitet, führt sie der Eingangswelle Energie zu, so daß das Drehmoment an dem Punkt 2, das der Planetenradanordnung zugeführt wird, vergrößert wird. Da jedoch in diesem Bereich das Ausgangsdrehmoment konstant ist, ist auch dasin die Planetenradanordnung eingeleitete Drehmoment konstant, und der Motor B führt der Eingangswelle ein ständig größer werdendes Drehmoment zu, und daher braucht der Antriebsmotor unter der Annahme, daß er mit einem Regler versehen ist, nur ein ständig kleiner werdendes Eingangsdrehmoment aufzubringen. Bei der Drehzahl Null der Ausgangs-

gangswelle wird das gesamte Drehmoment, das der Planetenradanordnung an dem Punkt 2 zugeführt werden muß, durch die hydraulische Vorrichtung B erzeugt, und daher braucht im Idealfall der Antriebsmotor überhaupt kein Drehmoment EU erzeugen· In der Praxis muß der Antriebsmotor natürlich ein Drehmoment liefern, das ausreicht, um die gesamten Verlust« in der hydraulischen Einrichtung und der Planetenradanordnung zu decken, die in Fig. 26 durch die schraffierte Fläche (b¹) repräsentiert sind. Diese schraffierte Fläohe (b') kann mit der schraffierten Fläche (b) in Fig. 25 verglichen werden.

Innerhalb des Anfahrbereichs, innerhalb dessen das Ausgangedrehmoment konstant ist, erweist sich somit das mit der Eingangswelle gekuppelte Getriebe bezüglich der Abführung von Wärme bei der Erzeugung eines statischen Drehmoments und beim Betrieb mit niedriger Drehzahl als erheblich vorteilhafter, und es belastet die Kühleinrichtung nicht stärker, als sie unter normalen Betriebsbedingungen belastet wird. Aus der hydraulischen Einrichtung läuft keine Flüssigkeit aus, abgesehen von kurzzeitigen Überlastungen, die den konstruktiv vorgesehenen Punkt überschreiten.

Dieses in Fig. 14 und 15 dargestellte Getriebe ist von einfacherer Konstruktion. Bestimmte Teile, die an Hand von Fig· 1 beschriebenen Teilen entsprechen, tragen um 400 erhöhte Bezugszahlen, während Teile« denen keine in Fig. 1 'dargestellten Gegenstücke entsprechen, Belugszahlen oberhalb von 500 tragen. Das Getriebe 400 umfaßt hjdraulische Vorrichtungen von kleiner Kennleistung, es wird keine gesonderte Planetenradanordnung zur Drehmomentunterteilung verwendet, und dieses Getriebe zeigt beim Anfahren ein außerordentlich gutes Betriebsverhalten. Der Anfahrvorgang verdient besondere Aufmerksamkeit, denn ein statisches Drehmoment wird bei jedem aus dem Stand anfahrenden Fahrzeug und z.B. insbesondere bei einem Arbeitsfahrzeug benötigt, beispielsweise bei einem gegen

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einen Erdhaufen fahrenden Bulldozer. Wenn bei einem mit der Ausgangswelle gekuppelten Getriebe ein statisches Drehmoment erzeugt werden soll, muß die gesamte Motorleistung mit Hilfe von Überdruckventilen und einer Kühlanlage vernichtet werden. Bei dem mit der Eingangswelle .gekuppelten Getriebe 400 nach Fig» 14 ist dies dagegen nicht der Fall, und obwohl der Motor nur eine Leistung entwickelt, die genügt, um die inneren Verluste des Getriebes zu decken, kann das Getriebe das volle statische Drehmoment erzeugen. Aus diesem Grund erweist sich ein mit der Eingangswelle gekuppeltes Getriebe bei· Arbeitsfahrzeugen wie Bulldozern, Planiermaschinen usw. als außerordentlich vorteilhaft. Ferner läßt es sich vorteilhaft bei Lastkraftwagen und Omnibussen für den innerstädtischen Verkehr verwenden, die häufig anhalten und wieder anfahren* müssen.

Die Beziehungen zwischen den Drehzahlen der verschiedenen Teile des Getriebes nach Fig. 14 sind in Fig. 27 grafisch dargestellt. Bei diesem Getriebe wird eine hydraulische Vorrichtung 432 von einem Sonnenrad 424 auf ein Sonnenrad 422 an dem Punkt 500, der gleichen Drehzahlen entspricht umgeschaltet, und die andere hydraulische Vorrichtung 435 ist ständig mit der Eingangswelle verbunden. Die Nennleistung der hydraulischen Vorrichtungen zeigt, daß die Vorrichtungen 432 und 435 nicht die gleiche Größe haben. Die Nennleistung der Vorrichtung 432 ergibt sich als das Produkt aus der Eingangsleistung und der Größe (R - l)/2, während die Nennleistung der Vorrichtung 435 oberhalb des Anfahrbereichs bei einem Buckelverhältnis von 3*1 einem Viertel der Eingangsleistung entspricht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Vorrichtung 435 mit einer konstanten Drehzahl arbeitet und daher ihre Nennleistung gleich der übertragenen maximalen Leistung ist. Wegen der sich beim Anfahren ergebenden Bedingungen kann jedoch die Nennleistung der Vorrichtung 435 gleich derjenigen der Vorrichtung 432 sein.

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Sie Beziehungen zwischen den Drehzahlen der verschiedenen Teile sind in Pig. 28 grafisch dargestellt. Die Beziehung zwischen dem Drehmoment und der Leistung geht aus Fig. 29 hervor» und die Drehmomente der hydraulischen Vorrichtungen und die auftretenden Drücke sind aus Fig· 30 und 31 ersichtlich·

Das Getriebe 400 nach Fig. 14 ist von erheblich einfacherer Konstruktion als das Getriebe 200 mit dem beschriebenen Drehmoment teiler in Form einer Planetenradanordnung. Das Getriebe 400 umfaßt eine Eingangswelle 411, die über eine Keilverzahnung 412 einen Flanetenträger.413 für die Ritzel 415 und 416 einer Planetenradanordnung 414 antreibt. Die Ritzel 415 und 416 können ebenso wie bei dem Getriebe nach Fig. 1OA und 1OB durchgehende Zähne aufweisen, die somit nicht abgestuft sind. Die Ritzel 415 und 416 können miteinander kämmen; die Ritzel 415 kämmen ferner mit einem Zahnkran« 421 und einem Sonnenrad 422, während die Ritzel 416 mit einem Zahnkranz 423 und einem Sonnenrad 424 kämmen; die Zahnkränze 421 und 423 bilden die Ausgangszahnräder, während die Sonnenräder 422 und 424 als Reaktionszahnräder wirken. Die Zahnräder 421, 422, 423 und 424" sind auf zugehörigen Hohlwellen 427 dzw. 425 bzw. 428 bzw. 426 angeordnet. Wie nachstehend erläutert, ist das Getriebe 400 innerhalb seines ganzes Betriebsbereichs voll umsteuerbar.

Gemäß Fig· 29 ergeben sich beim Betrieb in der Vorwärtsrichtung zwei Hauptbuckel 550 und 551» die nacheinander zuerst durch die Zahnräder 440 und 444 und dann durch die Zahnräder 442 und 446 hervorgerufen werden, die durch Kupplungen 451 und 452 mit der Ausgangswelle 450 verbunden werden können· Bei diesem Getriebe können die Zahnräder 540 und 544 durch ein Zwischenaahnrad 501 verbunden sein, während die Zahnräder 542 und 546 durch ein Zwischenzahnrad 502 verbunden sein können, um einen Betrieb mit der entgegengesetzten Drehrichtung innerhalb des vollen Drehzahlbereichs zu ermöglichen, so daß das Getriebe 100-pro-

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zentig umsteuerbar ist· Wenn eine Umeteuerbarkeit nicht über den ganzeh Drehzahlbereich erforderlich ist,. z.B. bei Lastkraftwagen für den Uberlandverkehr, kann man die Zahnräder 502, 542 und 546 fortlassen und nur den einen Satz von Umsteuerzahnrädern 540 und 544 vorsehen.

Ein vorteilhaftes Merkmal des Getriebes 400 besteht darin, daß keine zusätzliche Schaltvorrichtung für das Anfahren benötigt wird, so daß man kein besondere· Anfahrgetriebe vorzusehen braucht· Nimmt man an, daß sich das Fahrzeug im Stillstand befindet und sein Motor mit einer eingeregelten Drehzahl läuft, und nimmt man zur Erläuterung an, daß die Drehzahl des Motors konstant ist, läuft die Eingangswelle 411 mit der Drehzahl des Motors um, die Ausgangswelle 450 steht öü.11, und in diesem Zeitpunkt ist die Kupplung 451 in das Zahnrad 444 eingerückt, was bedeutet, daß das Zahnrad 440 und daher auch der Zahnkranz 421 stillsteht. Der Planetenträger 415 läuft dann mit der Eingangsdrehzahl um, und der Zahnkranz 423 mit den zugehörigen Zahnrädern dreht sich, ohne daß eine Antriebskraft übertragen wird. Das Heaktions- oder Sonnenrad 422 ist in diesem Zeitpunkt durch ein Zahnrad 430, ein Zahnrad 431, eine Kupplung 503 und eine Welle 504 mit der hydraulischen Vorrichtung 432 verbunden und läuft entgegengesetzt zur Eingangswelle um, wie es in Fig. 28 an dem Funkt Q dargestellt ist. Dieser Zustand repräsentiert den Punkt, an dem die Drehzahl der Ausgangswelle gleich Null ist. Die hydraulische Vorrichtung 432 mit ihrer Schwenkplatte 465 arbeitet dann mit ihrem vollen Hub und ihrer maximalen zwangsläufigen Verdrängung, und die hydraulische Vorrichtung 435 mit ihrer Schwenkplatte 466 arbeitet ebenfalls mit ihrer maximalen zwangsläufigen Verdrängung, und daher arbeitet das' Getriebe anfänglich bei einem statischen Drehmoment als ein regeneratives Getriebe, und die der Vorrichtung 432 zugeführte Leistung wird zu der Vorrichtung 435 zurückgeleitet und über ein Zahnrad 505 auf einer Welle 506 der Vorrichtung 435 einem Zahnrad 507 auf der Eingangswelle zugeführt. Daher ißt die dem die Eingangswelle 411 antrei-

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benden Motor entnommene äußere Leistung, die an der Keilverzahnung 508 aufgenommen wird, nur auf die in den hydraulischen und mechanischen Vorrichtungen auftretenden Verluste begrenzt·

Wenn der Hub der Vorrichtung 435 in Richtung auf Null verringert wird, wird die hydraulische Vorrichtung 432 abgebremst, da ihre Ausgangsleistung durch die Verkleinerung des Hubes der Vorrichtung 435 begrenzt ist, und das Fahrzeug setzt sich in Bewegung· Die Drehzahl des Zahnkranzes 421 der Planetenradanordnung nimmt entsprechend der Linie 510 in Fig· 28 zu· Wenn die hydraulische Vorrichtung 435 den Hub Null erreicht, steht die hydraulische Vorrichtung 432 still; dies tritt gemäß Fig· 28 an dem Punkt •in. Danach arbeitet die hydraulische Vorrichtung 432 in der entgegengesetzten Richtung während sich die Vorrichtung 435 vom Hub Null in Richtung auf den vollen negativen Hub verstellt und ein Teil der Leistung von der Eingangswelle 411 zu der hydraulischen Vorrichtung 435» von letzterer zu der hydraulischen Vorrichtung 432, von dieser zu dem Zahnrad 401 und zu der Planetenradanordnung 414 übertragen wird; der verbleibende Teil der Leistung wird durch die Eingangswelle 411 dem Planetenträger 413 zugeführt und über den Zahnkranz 421 auf die Ausgangszahnräder 440 und 444 über» tragen.

In der Zwischenzeit verbleibt die hydraulische Vorrichtung 432 in ihrer Stellung für die volle positive Verdrängung, wenn diese Vorrichtung mit fester Verdrängung arbeitet. Es ist möglich, die hydraulische Vorrichtung 432 verstellbar auszubilden, üb den Druck jeweils auf einen optimalen Wert bringen zu können, doch ist dies nicht erforderlich, und die Möglichkeit der Benutzung einer Vorrichtung ait fester Verdrängung erweist sich wegen ihrer ziemlich geringen Kosten als besonders wirtschaftlich.

Wenn sich die Vorrichtung 435 von ihrem vollen Hub bis auf den Hub Null verstellt hat und beim Hub Null um-

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läuft, muß die Vorrichtung 432 stillstehen. Wenn sich die Vorrichtung 435 auf ihren vollen negativen Hub eingestellt hat, arbeitet die Vorrichtung 432 mit einer Drehzahl, die dem Umschaltpunkt 512 in Pig· 28 und 29 entspricht. An dem Punkt 512 wird eine Kupplung 520 in ein Zahnrad 521 eingerückt, und danach wird die Kupplung 503 aus dem Zahnrad 431 ausgerückt, und daher ist die hydraulische Vorrichtung 432 jetzt über die Zahnräder 521 und 522 sowie die Welle 426 mit dem Sonnenrad 424 verbunden, und im weiteren Verlauf des Arbeitsspiels verringert sich die Drehzahl der hydraulischen Vorrichtung 432, da die hydraulische Vorrichtung 435 wieder in ihre Stellung für den Hub Null zurückkehrt, die sie gemäß Fig, 28 an dem Punkt erreicht, so daß die Vorrichtung 432 an diesem Punkt wieder stillgesetzt wird. Dieses Arbeitsspiel wiederholt sich für den zweiten Hauptbuckel 551» und gemäß Fig, 28 und 29 wird ein Schaltvorgang an einem Punkt 514 durchgeführt. Die Buckel 550 und 551 unterscheiden sich von den weiter oben beschriebenen Buckeln 61A bis 64A₀ Jedoch ist die zu übertragende hydraulische Leistung ebenso wie die Nennleistung der hydraulischen Vorrichtungen 432 und 435 immer noch klein,

Fig. 30 und 31 bedürfen im Hinblick auf die vorstehende Beschreibung mehrer Ausführungsbeispiele keiner weiteren Erläuterung.

Man kann einen anderen Anfahrvorgang durchführen, indem man das Getriebe als ausschließlich hydrostatisch arbeitendes Getriebe im Bereich der Ausgangsdrehzahl Null betreibt. Bei dieser Betriebsweise würde eine hydraulische Vorrichtung durch Zahnräder wie in Fig. 8 mit der Ausgangswelle und die andere hydraulische Vorrichtung wie in Fig. 14 mit der Eingangswelle verbunden sein.

In Verbindung mit dem Getriebe nach Fig. 14 kann man eine Steuereinrichtung ähnlich den bereits beschriebenen verwenden. Ferner kann man in Fig. 14 nicht dargestellte hydraulische Vorrichtungen zum Betätigen der Kupp-

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lungen vorsehen. Bei den Kupplungen 453 und 454 handelt es sich üb Rückwärtsgangkupplungen. Die in Fig. 15 gezeigten Nocken und Nockenrollen sind den Kupplungen nach Fig. 14 entsprechend der folgenden Aufstellung zugeordnet. Ein Steuerhebel 600 dient zum Drehen einer Welle 610, die sämtliche Nocken tragen kann. Zur Betätigung der Steuerventile kann man eine Anordnung ähnlich der an Hand von Fig. 6 beschriebenen vorsehen.

Kupplung Nocken Nockenrolle

451 601 611

452 602 612

453 603 613

454 604 614 520 . 605 615 " 503 606 616

Für die hydraulische Vorrichtung 432 braucht man keine Steuereinrichtung vorzusehen, wenn sie als mit fester Verdrängung arbeitende Vorrichtung benutzt wird. Bei der Verwendung einer verstellbaren hydraulischen Vorrichtung muß man einen weiteren Nocken und die zugehörigen Steuerteile vorsehen. Zu der hydraulischen Vorrichtung gehören ein Nocken 635 und eine Nockenrolle 636 zum Betätigen einer Anordnung ähnlich derjenigen nach Fig. 7·

Zwar zeigen die Zeichnungen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das Eingangsglied der PIanetenradanordnung 14 bzw. 214 bzw. 414 durch einen Planetenträger 13 bzw. 213 bzw. 413 gebildet ist, bei denen ferner die Zahnkränze 21, 23 bzw. 221, 223 bzw. 421, 423 als Ausgangsglieder wirken, und bei denen die Sonnenzahnräder 22, 24 bzw. 222, 224 bzw. 422, 424 die Heakfcionsglieder bilden, doch sei bemerkt, daß es sich bei diesen Konstruktionen lediglich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung handelt. Tatsächlich kann bei der Anwendung der Grundgedanken der Erfindung das Eingangsglied ein Sonnenzahnrad oder ein Zahnkranz sein, das Ausgangsglied

■f.' ■

kann zwei Plane tonträger oder zwei Sonnenzahnräder umfassen, und bei den Reaktionsgliedern kann es sich um zwei Planetenträger oder zwei Zahnkränze handeln· Ferner kann die Ausgangsanordnung einen Planetenträger und ein Sonnenzahnrad oder ein Sonnenzahnrad und einen Zahnkranz umfassen, während die Reaktionsanordnung einen Planetenträger und einen Zahnkranz oder ein Sonnenzahnrad und einen Zahnkranz umfassen kann, usw» Die Erfindung sieht somit eine fünf Elemente umfassende Planetenradanordnung mit einem einzigen Eingangsglied, einem Paar von Ausgangsgliedern und einem Paar von Reaktionsgliedern vor, wobei diese Elemente gemäß der vorstehenden Beschreibung jeweils die eine oder andere Aufgabe übernehmen können.

Patentansprüche:

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

[I.) Kraftübertragungsvorrichtung, bei der mehrere Zahnradsätse «ine Eingangewelle mit einer Ausgangswelle verbinden, wobei alle Zahnradsätze nacheinander zur Wirkung gebracht werden, um die Ausgangswelle Jβweile innerhalb eines vorgewählten Drehzahlbereichs anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, daß sich Übersetzungsverhältnisse der Zahnradsätze (40, 44; 42, 46; 41, 45; 43, 47) überlappen, und daß Vorrichtungen (71, 51; 73, 53; 72, 52; 74, 5*0 vorgesehen sind, mittels deren jeder Zahnradsatz von der Ausgangswelle (50) getrennt werden kann, nachdem der nächstfolgende Zahnradsatz mit der Ausgangswelle verbunden worden ist.

2· Kraftübertragungsvorrichtung"nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Zahnradsätzen eine Planetenradanordnung (14) vorgesehen und mit der Eingangswelle (11) verbunden ist, daß zwei Ausgangszahnkränze (21, 23) ait den Planetenrädern (15, 16) der Anordnung kämmen, daß zwei Reaktionszahnräder (22, 24) mit den Planetenrädern kämmen, und daß Vorrichtungen (25« 30, 31* 32, 35« 34, 33« 26) vorgesehen sind, die die Reaktionszahnrader miteinander verbinden und eine Regelung des auf die Planetenräder aufgebrachten Reaktionsdrehmoments ermöglichen·

3· Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine Eingangswelle und eine Ausgangswelle vorgesehen sind, gekennzeichnet durch zwei Zwischenwellen (27, 28), wobei die Zahnradanordnung eine mit der Eingangswelle (11) verbunden· Planetenradanordnung (14) umfaßt, ferner Ausgangszahnkränse (21, 23), die jeweils durch eine der Zwischenwellen unterstützt sind und mit den Planetenrädern (15, 16) kämmen, wobei mit jeder der Zwischenwellen mindestens zwei Zahnradpaare (40 bis 47) verbunden sind, die wahlweise mit der Ausgangswelle (50) verbunden werden kön-

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nen, ferner durch zwei mit den Planetenrädern kämmende Reaktionszahnräder (22, 24) und die Reaktionszeit)räder miteinander verbindende Vorrichtungen (25, 30, 31» 32, 35» 34, 33, 26) zum Regeln des durch Jedes Reaktionszahnrad auf die Planetenräder aufgebrachten Reaktionsdrehmoments.

4. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Wahlweisen Verbinden der Zahnradpaare (40 bis 47) Kupplungen (51 bis 54) umfassen, mittels deren jedes der Zahnradpaare mit der Ausgangswelle (50) verbunden werden kann, ferner Vorrichtungen (71 bis 74) zum Einrücken der Kupplungen derart, daß die Ausgangswelle gleichzeitig durch zwei Zahnradpaare angetrieben wird, von denen je eines mit jeder der Zwischenwellen (27» 28) verbunden ist, sowie eine Vorrichtung zum Ausrücken einer der Kupplungen nach dem Einrücken der anderen Kupplung.

5. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Verbinden der ReaktionsZahnräder (22, 24) zwei hydraulische Pumpen- bzw. Motorvorrichtungen (32, 35) umfassen, von denen jede in bestimmten Zeitpunkten als Pumpe und in anderen Zeitpunkten als Motor arbeiten kann, daß die Pumpen- und Motorvorrichtungen durch Vorrichtungen (36, 37) so verbunden sind, daß die als Motor arbeitende Vorrichtung durch die als Pumpe arbeitende Vorrichtung angetrieben werden kann, wobei ein Zahnradpaar (30, 31) das eine Reaktionszahnrad (22) mit der einen Pumpen- und Motorvorrichtung (32) verbindet, wobei ein Zahnradpaar (33« 34) das andere Reaktionszahnrad (24) mit der anderen Pumpen- und Motorvorrichtung (35) verbindet, und wobei eine Vorrichtung zum Regeln der Ausgangsleistung der Pumpen- und Motorvorrichtungen vorge*- sehen ist.

6· Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Antreiben der Ausgangswelle (50) in der Rückwärtsrichtung, wobei diese Vor-

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richtung einen mit dem einen Reaktionszahnrad (22) und der Ausgangswelle verbundenen Satz von Umsteuerzahnrädern (158, 159, 157) umfaßt, ferner eine Kupplung (155) zum Herstellen und Lösen einer Antriebsverbindung zwischen den erwähnten Zahnrädern und der Ausgangswelle sowie eine Vorrichtung zum Abkuppeln der Zahnradpaare (40 bis 47) von der Ausgangswelle vor dem Einrücken der erwähnten Zahnräderο

7· Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Verbinden der Reaktionszahnräder (222, 224) zwei hydraulische Pumpen- und Motorvorrichtungen (232, 235) umfaßt, von denen jede in einem bestimmten Zeitpunkt als Pumpe und in einem anderen Zeitpunkt als Motor arbeiten kann, daß sie Pumpen- und Motorvorrichtungen durch Vorrichtungen (236, 237) so verbunden sind, daß eine der Vorrichtungen angetrieben wird und als Motor arbeitet, wenn die andere Vorrichtung als Pumpe arbeitet, daß zwei erste Zahnradsätze (230, 201, 202, 260j 203, 207, 208) vorgesehen sind, um wahlweise das eine Reaktionszahnrad (222) mit der als Pumpe arbeitenden Pumpen- und Motorvorrichtung (232) zu verbinden, daß zwei weitere Zahnradsätze (255, 254, 256, 269, 268) vorgesehen sind, um das andere Reaktionszahnrad (224) wahlweise mit der als Motor arbeitenden Pumpen- und Motorvorrichtung (235) zu verbinden, daß eine Vorrichtung (253) zum Verbinden eines der beiden ersten Zahnradsätze mit einem der beiden zweiten Zahnradsätze vorgesehen ist, und daß eine Vorrichtung zum Regeln der Ausgangsleistung der Pumpen- und Motorvorrichtungen vorgesehen ist©

8. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Zahnradsätze jedes der beiden Paare ein Zwischenzahnrad (273) umfaßt, so daß jeder der beiden erwähnten Zahnradsätze die Ausgangswelle (250) in der Rückwärtsrichtung antreiben kann.

9· Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsglieder der Planetenradan-

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Ordnung (214) zwei Zahnkränze (221, 223) vorgesehen sind, von denen jeder durch eine der beiden Wellen unterstützt ist und mit den Planetenrädern (215, 216) der Planetenradanordnung kämmt, und daß als Reaktionszahnräder zwei mit den Planetenrädern kämmende Sonnenzahnräder (222, 224) vorgesehen sind·

10, Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zahnradpaar der Zahnräder (40 bis 47) mit einem festen Übersetzungsverhältnis arbeitet, daß ein mit variabler Drehzahl arbeitendes Getriebe (14) durch eine Eingangswelle (11) angetrieben wird, daß dieses Getriebe durch Vorrichtungen (27» 28) mit den Zahnradpaaren verbunden ist, damit diese angetrieben werden können, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, mittels deren die Drehzahlen des mit variabler Drehzahl arbeitenden Getriebes variiert werden können, um die Drehzahl einiger der Zahnradpaare zu erhöhen und gleichzeitig die Drehzahl der übrigen Zahnradpaare zu verringern, daß der Endabschnitt des Drehzahlbereichs des mit variabler Drehzahl arbeitenden Getriebes das gleiche übersetzungsverhältnis zwischen einen der Zahnradpaare und einem anderen der Zahnradpaare liefert, und daß Vorrichtungen (51 bis 54) vorgesehen sind, um gleichzeitig eines der Zahnradpaare, die mit dem gleichen Übersetzungsverhältnis arbeiten, mit der Ausgangswelle (50) zu verbinden und das andere mit dem gleichen Übersetzungsverhältnis arbeitende Zahnradpaar von der Ausgangswelle abzukuppeinο

11. Mit sich wiederholenden Arbeitsapielen arbeitende Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Planetenradanordnung (14) mit einem Eingangsglied, zwei Ausgangsgliedern (21, 23) und zwei Reaktionsgiiedern (22, 24), eine das Eingangsglied bildende Eingangswelle (11), eine erste und eine zweite die beiden Ausgangsglieder tragende Ausgangswellen (27, 28), eine erste und eine zweite die beiden Reaktionsglieder tragende Reaktions-

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wellen (25t 26), mindestens ein Ausgangszahnrad (40 bis 43) auf jeder der Auegangswellen, eine die Kraft abgebende Ausgangswelle (50) mit mehreren Antriebszahnrädern (44 bis 47)« von denen jedes durch eines der Ausgangszahnräder antreibbar ist, so daß jeweils ein Zahnradpaar zur Wirkung kommt, wobei diese Zahnradpaare unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen der Eingangswelle und der Ausgangewelle liefern, Vorrichtungen (51 bis 54), mittels deren die verschiedenen Zahnradpaare getrennt veranlaßt werden können, eine Antriebskraft auf die Ausgangswelle zu übertragen, zwei hydraulische Vorrichtungen (32, 35)» "«on denen jede als Motor und in einem anderen Zeitpunkt als Pumpe arbeiten kann, wobei jede dieser Vorrichtungen mit einer gesonderten drehbaren Welle verbunden ist, und wobei die Vorrichtungen durch hydraulische Leitungen (36, 37) verbunden sind, mindestens zwei zusätzliche Zahnräder (30, 33)« Ton denen je eines mit der zugehörigen Reaktionswelle drehfest verbunden ist, sowie zwei Zahnräder (31, 34), von denen je eines auf der Welle der betreffenden hydraulischen Vorrichtung angeordnet und durch das zusätzliche Zahnrad antreibbar ist, so daß jedes Ausgangssahnrad die Ausgangswelle bei einem anderen Verhältnis zwischen der Eingangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl antreiben kann, und daß eine Umschaltung von einem Ausgangszahnrad auf der ersten Ausgangswelle (27) auf ein Ausgangszahnrad auf der zweiten Ausgangswelle (28) und umgekehrt in einem Zeitpunkt bewirkt werden kann, in dem eine der beiden Ausgangswellen ait ihrer niedrigsten Drehzahl und die andere Ausgangswelle mit ihrer höchsten Drehzahl umläuft, und wenn die eine hydraulische Vorrichtung als Pumpe und die andere als Motor betrieben wird, wobei die eine Vorrichtung mit ihrem vollen Hub und die andere Vorrichtung mit dem Hub Null arbeitet, so daß die Kraftübertragungsvorrichtung die Antriebskraft beim Durchlaufen sich wiederholender Arbeitsspiele abwechselnd über die erste und die zweite Ausgangswelle auf die Hauptausgangswelle (50) übertragen kann.

12. Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradpaare (44-0, 540; 542) jeweils auf einer der Ausgangswellen (427, 428) angeordnet sind, daß ein Zahnradpaar die Hauptausgangswelle (450) direkt in der Vorwärtsrichtung antreiben kann, und daß das betreffende andere Zahnradpaar mit einem Zwischenzahnrad (501, 502) zusammenarbeitet, damit die Hauptausgangswelle in der Rückwärtsrichtung angetrieben werden kann.

13. Mit sich wiederholenden Arbeitsspielen arbeitende Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Flanetenradanordnung (14) mit einem Planetenträger (13).» einem ersten und einem zweiten Satz von durch den Planetenträger unterstützten Planetenrädern (15» 16), wobei eine erste Verzahnung Jedes Planetenrades des ersten Satzes mit einer ersten Verzahnung mindestens eines der Planetenräder des zweiten Satzes kämmt, und wobei «jedes Planetenrad Jedes Satzes eine zweite Verzahnung aufweist, mit einem ersten und einem zweiten Sonnenzahnrad (22, 24), wobei die zweite Verzahnung der Planetenräder des ersten Satzes (15) mit dem ersten Sonnenzahnrad kämmt, während die zweite Verzahnung der Planetenräder des zweiten Satzes (16) mit dem zweiten Sonnenzahnrad kämmt, sowie mit einem ersten und einem zweiten Zahnkranz (21, 23), wobei die zweite Verzahnung der Planetenräder des ersten Satzes mit dem ersten Zahnkranz und die zweite Verzahnung der Planetenräder des zweiten Satzes mit dem zweiten Zahnkranz kämmt, eine den Planetenträger antreibende Eingangswelle (11), eine das erste Sonnenzahnrad tragende erste Sonnenzahnradwelle (25)» eine das zweite Sonnenzahnrad tragende zweite Sonnenzahnradwelle (26), eine den ersten Zahnkranz tragende erste Welle (27) mit mindestens eine» Ausgangs zahnrad (40, 41), eine den zweiten Zahnkranz tragende zweite Welle (28) mit mindestens einem Ausgangezahnrad (42, 43), eine Ausgangswelle (50) zum Abgeben der durch die Kräftübertragungsvorrichtung übertragenen Kraft, mehrere

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auf der Ausgangswelle angeordnete Antriebszahnräder (44 bis 47), von denen jedes jeweils durch eines der erwähnten Ausgangszahnräder antreibbar ist, so daß mehrere Zahnradpaare vorhanden sind, wobei entweder alle Antriebszahnräder oder alle AusgangsZahnräder an der zugehörigen Welle befestigt sind, während die betreffenden anderen Zahnräder auf der zugehörigen Welle frei drehbar gelagert sind, Kupplungsvorrichtungen (51 bis 54-)» mittels deren jedes der frei drehbaren Zahnräder gesondert mit der zugehörigen Welle (50) gekuppelt werden kann, zwei hydraulische Vorrichtungen (32, 35)» von denen jede als Motor und in einem anderen Zeitpunkt als Pumpe arbeiten kann, wobei jede dieser Vorrichtungen mit einer gesonderten drehbaren Welle verbunden ist und hydraulische Leitungen (36, 37) die Vorrichtungen miteinander verbinden, mindestens ein zusätzliches Zahnrad (30, 33) auf der ersten bzw. der zweiten Sonnenzahnradwelle, das mit der Welle drehfest verbunden ist, sowie Zahnräder (31» 34) auf mindestens einer der mit der betreffenden hydraulischen Vorrichtung verbundenen Welle, wobei dieses Zahnrad durch das erwähnte zusätzliche Zahnrad antreibbar ist, wobei jedes Ausgangszahnrad die Ausgangswelle mit einem anderen Verhältnis zwischen der Ein— gangsdrehzahl und der Ausgangsdrehzahl antreiben kann, und wobei eine Umschaltung zwischen einem Ausgangszahnrad auf der ersten Zahnkranzwelle auf ein Ausgangszahnrad auf der zweiten Zahnkranzwelle und umgekehrt in einem Zeitpunkt durchgeführt werden kann, in dem die eine Zahnkranzwellβ mit ihrer kleinsten Drehzahl und die andere Zahnkranzwelle mit ihrer höchsten Drehzahl umläuft, und wenn eine der hydraulischen Vorrichtungen als Pumpe und die andere Vorrichtung als Motor arbeitet, wobei die erste Vorrichtung mit ihrem vollen Hub und die andere Vorrichtung mit dem Hub Null arbeitet, so daß die Kraftübertragungsvorrichtung die zu übertragende Kraft im Verlauf sich wiederholender Arbeitsspiele abwechselnd über die eine oder die andere Zahnkranzwelle übertragen kann. ■ ■

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14·. Mit sich wiederholenden Arbeitsspielen arbeitende Kraftubertragungsvorrichtung nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer festen Verdrängung bei der ersten hydraulischen Vorrichtung (432), wobei die beiden Zahnräder (4-31» 521) auf der Welle (504·) der ersten hydraulischen Vorrichtung angeordnet und mit ihr getrennt kuppelbar sind, wobei das eine Zahnrad (4-31) mit dem zusätzlichen Zahnrad (430) auf der ersten Sonnenzahnradwelle (425) und das andere Zahnrad (521) mit dem zusätzlichen Zahnrad (522) auf der zweiten Sonnenzahnradwelle (426) kämmt, ferner durch eine Vorrichtung zum Variieren des Hubes der zweiten hydraulischen Vorrichtung (435)» von ihrem vollen Hub in der einenRichtung über den Hub Null bis zum vollen Hub in der entgegengesetzten Richtung, ein auf der Welle (506) der zweiten hydraulischen Vorrichtung angeordnetes erste s Kupplungszahnrad (505) sowie ein auf der Eingangswelle (411) angeordnetes, mit dem ersten Kupplungszahnrad kämmendes zweites Kupplungszahnrad (50?)» wobei die Anordnung derart ist, daß die Kraftübertragungsvorrich'-ung mit der Eingangswelle gekuppelt ist.

15· Μ"*', sich wiederholenden Arbeitsspielen arbeitende Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein zur Drehmomentunterteilung dienendes Planetengetriebe (204-) mit ersten, zweiten und dritten Elementen unter Einschluß eines Sonnenzahnrades (203), von Planetenrädern (205), eines Planetenträgers (210) und Zahnkränzen, wobei diese Elemente nicht notwendigerweise in der angegebenen Reihenfolge zur Wirkung kommen, wobei das erste Element (203) in Antriebsverbindung mit der ersten Sonnenzahnradwelle (225) steht, wobei das zweite Element (210) _A in Antriebsverbindung mit der zweiten Sonnenzahnradwelle (226) steht, wobei Vorrichtungen (208, 209) vorgesehen sind, mittels deren eine Verbindung zwischen dem dritten Element und der ersten von zwei hydraulischen Vorrichtungen (232, 235) hergestellt bzw. gelöst werden kann, und wobei

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BAD ORiGIMAL

eine Vorrichtung vorgesehen ist, mittels deren in anderen Zeitpunkten eine Verbindung zwischen dem ersten "bzw. dem zweiten Element und der zweiten hydraulischen Vorrichtung (235) hergestellt bzw. gelöst werden kann.

16. Mit eich wiederholenden Arbeitsspielen arbeitende Kraftübertragungsvorrichtung nach Anspruch 13» gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten einer festen Verdrängung bei der ersten hydraulischen Vorrichtung (232) sowie eine Vorrichtung zum Variieren des Hubes der zweiten hydraulischen Vorrichtung (235) von ihrem vollen Hub in der einen Strömungsrichtung durch die hydraulischen Leitungen (236, 237) über den Hub Null bis zum vollen Hub in der entgegengesetzten Strömungsrichtung, wobei die zweite hydraulische Vorrichtung direkt mit der Eingangswelle (211) gekuppelt ist, während die beiden erwähnten Zahnräder (260, 208) auf der Welle der ersten hydraulischen Vorrichtung angeordnet und mit dieser getrennt kuppelbar sind.

Patentanwalt

»64417/14*0

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