DE2015945A1 - Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

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DE2015945A1 DE19702015945 DE2015945A DE2015945A1 DE 2015945 A1 DE2015945 A1 DE 2015945A1 DE 19702015945 DE19702015945 DE 19702015945 DE 2015945 A DE2015945 A DE 2015945A DE 2015945 A1 DE2015945 A1 DE 2015945A1
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DE19702015945
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English (en)
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Fritz Dipl.-Ing. 7053 Rommelshausen Grabow
Original Assignee
Daimler-Benz AG, 7000 Stuttgart-Untertürkheim
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    • F16H47/00Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
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Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft .. . Da im 7866/4
Stuttgart-Untertürkheim . EPT Eo/S
23. März 1970
. 20159Λ&
Betr.: Pa tent-und Gebrauchsmusterhilf sanmeldung Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, das"θ'ίηβη an die MotorweHe anschließenden stufenlosen Wandler und darauffolgendeZahnradpaare aufweist» die über Schaltkupplungen wahlweise ein- oder auskuppelbar sind.
Getriebe dieser Art sind für schwere Fahrzeuge und für Zugmaschinen bestimmt und sollen wandelbare Untersetzungen von 1:1 bis 1:16 zulassen. Dies ist jedoch mit den bekannten Wandlern allein nicht möglich, da beispielsweise ein hydrostatischer Wandler*der aus einer Pumpe und aus einem Ittotor besteht, nur etwa eine maximale Wandlung von 4:4 zuläßt * - . wenn nicht ein übermäßig großer hydrostatischer Motor oder auch mehrere Motoren verwendet werden"sollen.
Um dennoch einen großen Wandlungsbere ich zuzulassen, ist es bekannt, ein derartiges Getriebe mit einem hydrostatischen >
Wandler zu versehen, dem mehrere aus Zahnradpaaren bestehende |
Untersetzungsstufen nachgeschaltet sind. Bei diesel hekann« v
ten Bauart wird der Wandlungsbereioh mehrere Male^^ dutchfanren, wozu die Wandlungsherelohe durch mechäßisehe Schaltung mit Zugkraftunterbrechung gewählt werden. ;
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Getriebe:der eingangs genannten Art zu schaffen., das hohe wandelbare Untersetzungen aufweist, die ohne Zugkraftunterbrechmig;■<$&?ahfahren werden können» Die Erfindung besteht dai?ia^ daß eines Schaltkupplung vorgesehen ist, mit dei? die Motorwelle mit der eingekuppelten Zahnrad stufe unter Umgehung des Wandlers kuppelbar ist, und daß der Wandler"eine Einrichtuag zum
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inneren Entkuppeln aufweist. Bs wird damit die Möglichkeit geschaffen, daß der Wandler, nachdem er seinen durch eine Zahnradstufe untersetzten Wandlungsbereich einmal durchfahren hat, seinen Wand lungsbereich in einer anderen Zahnrad stufe noch einmal durchfahren kann, ohne daß eine Zugkraftunterbrechung auftritt, da während des Umschaltens des Wandlers und des Zahnradpaares die Motorwelle direkt mit der Getriebeabtriebswelle gekuppelt werden kann, während gleichzeitig eine innere Entkupplung des Wandlers vorgenommen wird, in der er in seine Ausgangsregelstellung zurückgebracht werden kann, ohne daß er dabei ein Drehmoment überträgt.
Eine baulich vorteilhafte Ausfuhrungsform der Erfindung erhält man, wenn ein hydrostatischer Wandler vorgesehen ist, dessen Kreislauf im Bereich seiner Pumpe kura schließbar ist. Bin derartiger hydrostatischer Wandler erlaubt in einfacher Weise ein inneres Entkuppeln, während welchem sein Wandlungsbereich umgeschaltet werden kann, ohne daß er dabei ein Drehmoment überträgt.
Eine einfache Ausführungsform der Erfindung, bei der der Wandler zweimal seinen Wandlungsbereich durchläuft, erhält man, wenn an die Motorwelle über ein Zahnradpaar der stufenlose Wandler angeschlossen ist, an dessen Abtrieb zwei wahlweise einkuppelbare Zahnradpaare anschließen, und wenn die MotorwelLe über eine Schaltkupplung mit einem der Zahnradpaare verbunden ist. TJm zu erreichen, daß bei dieser Aueführungsform das Kuppeln der Motorwelle mit dem Abtrieb ruckfrei erfolgt, ist es vorteilhaft, wenn das Übersetzungsverhältnis des dem stufenlosen Wandler vorgeschalteten Zahnradpaares umgekehrt dem Übersetzungsverhältnis des mit der Motorwelle kuppelbaren Zahnradpaares entspricht. Um den Wirkungsgrad zu verbessern, ist es zweckmäßig, wenn im direkten Gang die Motorwelle mit der Abtriebewelle kuppelbar ist und der Wandler entkuppelbar ist. Hierdurch werden im direkten Gang Wirkungsgradverluste in dem Wandler vermieden.
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Ip. weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann zur Regelung des hydrostatischen Wandlers und zum Schalten der Schaltkupplungen ein Hydrauliksystem vorgesehen sein, dessen Regelschieber und Schaltventile über eine gemeinsame Schalteinrichtung betätigbar sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Schalteinrichtung eine Steuerkurve für den Regelschieber des hydrostatischen Wandlers und dazu in den Regelstellungen des Wandlers zugeordneten · Abständen versetzte Schaltnocken für die SchaTtventile aufweist. Hierdurch läßt sich in einfacher Weise eine exakte Zuordnung der einzelnen Schaltvqrgänge erzielen.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausfuhrungsform beispielsweise dargestellt.
Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Getriebe und eine ,sehematische Darstellung des Schaltungen er-, mögLichenden Hydrauliksystems.
Zu dem Getriebe führt von einem nicht dargestellten Antriebsmotor eine Motorwelle 1, auf der ein Zahnrad 2 eines Zahnradpaares 3 angeordnet, ist, mit dem eine hydrostatische Pumpe kleines hydrostatischen Wandlers5 angetriebenwird. Der hydrostatische Wandler 5 besitzt außerdem einen hydrostatischen Motor 6, dessen Abtriebewelle 7 an zwei Zahnradstufen 8 und 9 angeschlossen ist, die mit der an die angetriebene Achse anschließenden Abtriebswelle 10 des Getriebes in Verbindung | stehen. Zwischen dem auf der Abtriebswelle 7 des hydrostatischen Motors 6 angeordneten Zahnrad 11 und dem koaxial dazu liegenden Zahnrad 12 ist eine hydraulisch schaltbäre Schaltkupplung 13 angeordnet. Eine ähnliche Schaltkupplung 14 ist zwischen den beiden anderen koaxial zueinander liegenden Zahnrädern 15 und 16 der beiden Zahnradpaare 8 und 9 vorgesehen.
Das koaxial zu der Abtriebswelle 10 liegende Zahnrad I5 des ersten Zahnradpaares 8 ist außerdem über eine hydraulisch schaltbare Schaltkupplung 17 mit dem Zahnrad 2 verbunden. >· :.:-.
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Die hydrostatische Pumpe 4 und der hydrostatische Motor 6 des hydrostatischen Wandlers 5 sind mit in Kreisbahnen geführten Verstellscheiben 18 und 19 versehen, die, um eine Regelung zu erzielen, verstellbar sind und den Hub der Kolben 20 bzw. 21 der Pumpe 4 und des Motors 6 begrenzen. Das Verstellen der Scheiben 18 und 19 erfolgt über einen hydraulisch betätigbaren Kolben 22 und ein entsprechend ausgebildetes Verstellgestänge 23.
Von einer auf der Motorwelle 1 angeordneten Zahnradpumpe wird dem Hydrauliksystem Drucköl zugeführt, das ggf. durch einen Speicher 25 auf einem konstanten Niveau gehalten werden kann. Das Hydrauliksystem enthält einen Regelschieber 26, über den der federbelastete Kolben 22 der Verstelleinrichtung des hydrostatischen Wandlers 5 mit Druck beaufschlagbar ist. Die Verstellung des Regelschiebers 26 erfolgt über eine Steuerkurve 27 einer Schalteinrichtung. In dem Hydrauliksystem sind weitere Schaltventile 28, 29 und 30 vorgesehen, von denen eines 28 derart ausgebildet ist, daß es den Kreislauf 31 des hydrostatischen Wandlers im Bereich der Pumpe 4 kurzschließen kann. Dieses Schaltventil 28 dient außerdem noch zur Be- oder Entlastung der zwischen Motorwelle 1 und dem Zahnradpaar 8 angeordneten Schaltkupplung 17. In der dargestellten Stellung entlastet dieses Schaltventil 28 die Schaltkupplung 17, die in den Behälter 32 entleeren kann. Die Betätigung des Schaltventiles 28 erfolgt über Schaltnocken 33 der Schalteinrichtung.
Für die beiden zwischen den Zahnradpaaren 8 und 9 angeordneten Schaltkupplungen 13 und 14 ist je ein eigenes Schaltventil 29 und 30 vorgesehen, die jeweils in einer Schaltstellung Drucköl zu den Schaltkupplungen 13 oder 14 hinführen und in der anderen Schaltstellung die zu den Schaltkupplungen 13 und 14 führenden Leitungen mit dem Sammelbehälter 32 verbindet, so daß die Schaltkupplungen 13 und 14 sich entleeren können. Die Betätigung der beiden Schaltventile 29 und 30 erfolgt ebenfalls
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über Schaltnocken 34 und 35. der gemeinsamen Schalteinrichtung.
Die Schalteinrichtung kann mittels eines Schaltknopfes 36 o.dgl. in der Sehemadarstellung der Zeichnung von rechts nach links zur Einstellung der einzelnen Schaltbereiche von der strichpunktiert dargestellten Nullstellung verschoben werden. In der dargestellten Schaltstellung der Schalteinrichtung ist das Schaltventil 30 der in der Zeichnung oberen Schaltkupplung 13 so eingestellt, daß diese an die Druckversorgung angeschlossen und damit eingeschaltet ist. Die übrigen Schaltventile 28 und,29 sind so eingestellt, daß die Schaltkupplungen 16 und 17 geöffnet sind und der normale Kreislauf des hydrostatischen Wandlers 5 von seiner Pumpe 4 zu seinem Motor 6 gegeben ist. Durch Verschieben der Schalteinrichtung nach links wird nur der Regelschieber 26 über seine Steuerkurve 2? verstellt, der dann über den Hydraulikkolben 22 die stufenlose Regelung des hydrostatischen Wandlers 5 bewirkt. Die Steuerkurve 27 ist so bemessen, daß an ihrem.Ende das Untersetzungsverhältnis 1:1 des hydrostatischen Wandlers 5 erreicht ist. In diesem Bereich ist das als größte Untersetzung, z. B. 1:3,5» ausgebildete Zahnrädpaar 9 im Einsatz, das zusammen mit dem Wandlungsbere ich, z.B. 1:3,5, des hydrostatischen Wandlers 5 die größte Gesamtuntersetzung ermöglicht.
Wenn der vollständige Wandlungsbereich des hydrostatischen Wandlers 5 durchfahren ist, muß eine Umschaltung erfolgen, in der das andere Zahnradpaar 8 zum Einsatz kommt, nachdem der Wandler in seine Ausgangsstellung, d.h. in seine größte Untersetzung, zurückgeführt worden ist. Dies geschieht durch Be- tätigung des Hege!schiebers 26 und der Schaltventile 28, 29 und 30 über die in entsprechenden Abständen auf der Schalteinrichtung angeordneten Schaltnocken 33, 34 und 35 1111Oi die Steuerkurve 27. Sowie der hydrostatische Wandler 5 sein Untersetzungsverhältnis von 1:1 erreicht hat, wird die Schaltkupplung zwischen der Motorwelle 1 und dem Zahnradpaar 8 d'urch Verschieben des Sehaltventiles 28 mittels des Steuernockens 33 geschlossen, während gleichzeitig der Kreislauf 31 des hydrostatischen Wandlers 5 im Bereich der Pumpe 4 kurzgeschlossen wird. Da der hydrostatische Wandler 5 dann kein Drehmoment übertragen kann,
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wird in dieser Schaltstellung das Drehmoment der MotorwelLe 1 ausschließlich von der Schaltkupplung 17 über das Zahnradpaar 8, über die Schaltkupplung 15 und über das nächste Zahnrad paar 9 auf die Abtriebswelle 10 übertragen. Um hier ein ruckfreies Einkuppeln der Schaltkupplung 17 zu ermöglichen, muß durch entsprechende Wahl der Untersetzung des Zahnradpaares 8 sichergestellt werden, daß in der Schaltkupplung 17 auf beiden Seiten die Drehzahl der Motorwelle 1 gegeben ist. Gleichzeitig wird durch entsprechende Ausbildung der Steuerkurve 27 der Regelschieber 26 so verstellt, daß der hydrostatische Wandler 5 die Regelstellung einnimmt, die seinem maximalen Untersetzungsver- e* haltnis entspricht. Wird die Schalteinrichtung weiter nach Links geschoben, so wird die Schaltkupplung 17 wieder geöffnet und der Kurzschluß des Kreislaufes des hydrostatischen Wandlers 5 aufgehoben. Gleichzeitig wird von dem Schaltnocken 54 das Schaltventil 29 derart betätigt, daß die Schaltkupplung 15 eingeschaltet bleibt. Ebenfalls gleichzeitig wird über einen entsprechenden Schaltnocken 55 der Schalteinrichtung das Schaltventil 50 geöffnet, so daß die andere Schaltkupplung 14 geöffnet wird. Das Umschalten auf den nächsten Schaltbereich erfolgt daher ohne Unterbrechung der Zugkraft zwischen dem Motor und den angetriebenen Rädern.
In der nunmehr eingenommenen Schaltstellung wird durch die A Steuerkurve der Schalteinrichtung das Untersetzungsverhältnis des hydrostatischen Wandlers 5 geregelt. Da sich wegen der Drehzahlangleichung an der Motorwelle 1 die Untersetzungsverhältnisse des dem hydrostatischen Wandler 5 vorgeschalteten Zahnradpaares 5 und des nachgeschalteten Zahnradpaares 8 entsprechen, liegt als Getriebeuntersetzung unmittelbar die Untersetzung des hydrostatischen Wandlers 5 vor.
Nach weiterem Verschieben der Schalteinrichtung nach links wird das Untersetzungsverhältnis des hydrostatischen Wandlers 1:1, so daß der direkte Gang erreicht ist. In dieser Stellung wird durch einen Schaltnocken 55 der Schalteinrichtung das Schaltventil 29 betätigt und die an die Motorwelle 1 anschließende Schaltkupplung 17 eingeschaltet. Gleichzeitig wird in der
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beschriebenen Weise der hydrostatische Wandler 5-entkuppelt. Es erfolgt nunmehr eine direkte Übertragung des Drehmomente's von der Motorwelle 1 auf die Abtriebswelle 10 über die beiden Schaltkupplungen 16 und 17.
Anstelle des dargestellten hydrostatischen Wandlers 5 können alle stufenlosen-Getriebe verwendet werden, _die eine innere Entkupplung ermöglichen,, beispielsweise !Reibradgetriebe. Es muß nur sichergestellt werden können, daß eine Umgehung des stufenlosen Getriebes möglich ist, während gleichzeitig das stufenlose Getriebe so schaltbar ist, daß es kein Drehmoment übertragen kann.
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Claims (7)

- 8 - Da im 7968/4 Patent- und Schutzansprüche:
1. Getriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, das einen an die ''—Motorwelle anschließenden stufenlosen Wandler und darauf folgende ZahnrPdpaare aufweist, die über Schaltkupplungen wahlweise ein- oder auskuppelbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltkupplung (17) vorgesehen ist, mit der die Motorwelle (1) mit dem eingekuppelten Zahnrad paar (9) unter Umgehung des Wandlers (5) kuppelbar ist, und drjß der Wandler (5) eine Einrichtung zum inneren BntkupoeIn aufweist.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein hydrostatischer Wandler (5) vorgesehen ist, detsen Kreislauf (31) im Bereich seiner Pumpe (4) kurzschließbar ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Motorwelle (1) über ein Zehnradpaar (3) der r-:tufenlose Wandler (5) angeschlossen ist, an dessen Abtrieb (7) zwei wahlweise einkuppelbare Zahnrad paare (b und ')) anscr ließen, und daß die Motorwelle (1) über eine Schaltkupplung (17) mit einem der Zahnradpasre (8) verbunden ist.
■4. Getriebe nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis des dem stjfenlosen Wandler {['<) vorgeschalteten Zahnradpaares (3) umgekehrt dem übersetzungsverhältnis des mit der Motorwelle (1) kupoelbaren Zahnradpaares (y) entspricht.
5. Getriebe nach einem oder mehreren 'jer Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im direkten Gang j ie i'iotoi'-e J i c-(1) mit der Abtriebsv.e 1 \ e (1C) kuooelber ist urri d-r ;.■■■-. α·.ί ] η ent kuppelbar ist.
6. Getriebe nach einem oder mehreren der »' n-- oruche 1 bi.; : , dadurch gekennzeichnet, αεβ zur j*fje 1'Ja-- des ;. ; ro.-.- ( ■ · t; isci et; Λ·ο.α·1ΐ6Γ5 (5) ^ni "up; Schalten der ScL^ It k ivulau 'en (1;. ,1f,i,
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-'9 - ' . ■..■■."■"■ Palm 7.968/4
ein Hydrauliksystem vorgesehen ist, dessen-Rege!Schieber (26) und SchaItventile (28, 29, 50.) über eine gemeinsame Schalteinrichtung betätigbar sind.
7. Getriebe nach Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung eine Steuerkurve (27) für den Regelschieber (26) des hydrostatischen Wandlers (5) und dazu in den Regelstellungen des Wandlers (5) zugeordneten Abständen versetzt Schaltnocken (33» 34, 35) für die Söhaltventile (28, 29, 30) aufweist.
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