DE202012101273U1 - Device for automatically and continuously changing the torque and speed of an output shaft depending on the driving resistance - Google Patents

Device for automatically and continuously changing the torque and speed of an output shaft depending on the driving resistance Download PDF

Info

Publication number
DE202012101273U1
DE202012101273U1 DE202012101273U DE202012101273U DE202012101273U1 DE 202012101273 U1 DE202012101273 U1 DE 202012101273U1 DE 202012101273 U DE202012101273 U DE 202012101273U DE 202012101273 U DE202012101273 U DE 202012101273U DE 202012101273 U1 DE202012101273 U1 DE 202012101273U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gear
output
gears
input
planetary gear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE202012101273U
Other languages
German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IVANOV, KONSTANTIN S., KZ
YAROSLAVCEVA, ELENA K., RU
Original Assignee
Konstantin S. Ivanov
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konstantin S. Ivanov filed Critical Konstantin S. Ivanov
Priority to DE202012101273U priority Critical patent/DE202012101273U1/en
Publication of DE202012101273U1 publication Critical patent/DE202012101273U1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
    • F16H1/46—Systems consisting of a plurality of gear trains each with orbital gears, i.e. systems having three or more central gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0833—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts, i.e. with two or more internal power paths

Abstract

Einrichtung zur automatischen und kontinuierlichen Drehmoment- und Drehzahlveränderung einer Abtriebswelle je nach Fahrwiderstand in Form von einem Umlaufgetriebe, die eine zweifachfreie Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr mit einer überlagerter Differentialverbindung in Form von einem Eingangsglied (Planetenradträger 1) mit einem dazu angeschlossenen Eingangsumlaufrad (2, 3) und einen Abtriebsräderzug mit Null-Beweglichkeit aufweist, wobei d4, 9), einen Block von Zentralrädern (5, 6) und ein Ausgangs-Umlaufrad (7, 8) mit einem Ausgangs-Planetenradträger (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsumlaufrad (2, 3) und das Ausgangsumlaufrad (7, 8) jeweils in Form von einem Zweiradblock ausgebildet sind.Device for automatic and continuous torque and speed change of an output shaft depending on the driving resistance in the form of an epicyclic gearbox, which has a double-free input device for power supply with a superimposed differential connection in the form of an input member (planetary gear carrier 1) with a connected input planetary gear (2, 3) and has an output gear train with zero mobility, wherein d4, 9) comprises a block of central gears (5, 6) and an output planetary gear (7, 8) with an output planetary gear carrier (10), characterized in that the input planetary gear ( 2, 3) and the output planetary gear (7, 8) are each designed in the form of a two-wheel block.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur automatischen und kontinuierlichen Drehmoment- und Drehzahlveränderung einer Abtriebswelle je nach Fahrwiderstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device for automatic and continuous torque and speed variation of an output shaft depending on the driving resistance according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung kann im Maschinenbau, vorwiegend im Kraftwagenbau eingesetzt werden. Sie kann als stufenlos regelbares Zahnradgetriebe oder als automatisches stufenloses Getriebe verwendet werden.The invention can be used in mechanical engineering, predominantly in motor vehicle construction. It can be used as a continuously variable gear transmission or as an automatic continuously variable transmission.

Aus dem Stand der Technik ist ein schaltbares kontinuierliches Ausgleichstriebwerk mit einem hydrodynamischen Wandler in Kombination mit einem Planetengetriebe bekannt (Patent US 4932928 , Cl. F16H 47/08, US Cl. 475/51; 475/47. 1990). Dieses Kraftübertragungswerk ist in Form von einem hydrodynamischen Wandler und einem zweifachen Umlaufgetriebe ausgebildet. Das Triebwerk weist eine zweifachfreie Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr und einen Abtriebsräderzug (Ausgangsräderzug) mit einer Null-Beweglichkeit auf. Die Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr besteht aus zwei Eingangsgliedern (einem Sonnenrad und einem Planetenradträger der ersten Reihe), die mittels des hydrodynamischen Wandlers beweglich miteinander verbunden sind. Der Abtriebsräderzug (Ausgangsräderzug) mit der Null-Beweglichkeit ist in Form von einem Umlaufrad und einem Ringrad einer ersten Reihe, Zahnrädern einer zweiten Reihe und einem Ausgangs-Planetenradträger ausgebildet.From the prior art, a switchable continuous balancing engine with a hydrodynamic converter in combination with a planetary gear is known (patent US 4932928 , Cl. F16H 47/08, US Cl. 475/51; 475/47. 1990). This power transmission plant is in the form of a hydrodynamic converter and a double epicyclic gear. The engine has a double input power input device and a zero output output gear train. The input device for power supply consists of two input members (a sun gear and a planet carrier of the first row), which are movably connected to each other by means of the hydrodynamic converter. The output gear train (output gear train) with the zero-mobility is in the form of a planetary gear and a ring gear of a first row, gears of a second row and an output planet carrier formed.

Die Mängel dieses Fahrzeugantriebs sind: Die Ausführung von zwei Freiheitsgraden der Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr sorgt für verschiedene Drehzahlen von dem Sonnenrad und dem Planetenradträger (d. h. für die Differenzkopplung dazwischen). Diese Ausführung wird nur durch den hydrodynamischen Wandler gesichert und setzt einen gewissen Leistungsaufwand voraus, um den hydrodynamischen Effekt zu erzeugen. Der hydrodynamische Wandler mit seinem hydrodynamischen Effekt weist aber einen äußerst niedrigen Wirkungsgrad (ca. 0,5), einen engen Drehzahlverlaufbereich und eine geringe Anlaufsicherheit auf. Das führt dazu, dass andere zusätzliche Freilaufgetriebe, Überholungskupplungen eingesetzt werden müssen. Das macht den Aufbau noch komplizierter und beeinträchtigt die Funktionsqualität des Getriebes (Laufruhe). Folglich ist der Aufbau der Kraftübertragung mit dem hydrodynamischen Wandler kompliziert, unzuverlässig beim Anlauf und hat einen niedrigen Nutzeffekt sowie eine schlechte Betriebsqualität.The deficiencies of this vehicle drive are: The execution of two degrees of freedom of the input device for power supply provides for different speeds of rotation of the sun gear and the planet carrier (i.e., for the differential coupling therebetween). This design is secured only by the hydrodynamic converter and requires a certain amount of power to produce the hydrodynamic effect. However, the hydrodynamic converter with its hydrodynamic effect has an extremely low efficiency (about 0.5), a narrow speed profile range and low starting safety. As a result, other additional freewheel transmissions, overrunning clutches must be used. This makes the structure even more complicated and affects the functional quality of the transmission (smoothness). Consequently, the structure of the power transmission with the hydrodynamic converter is complicated, unreliable at startup and has a low efficiency as well as a poor quality of operation.

Aus dem Patent RU 2234626 (Cl. F16H 47/08. 2004) ist eine Einrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur automatischen und kontinuierlichen Drehmoment- und Drehzahlveränderung einer Abtriebswelle je nach Fahrwiderstand bekannt.From the patent RU 2234626 (CI F16H 47/08, 2004) is a device for carrying out a method for automatic and continuous torque and speed change of an output shaft depending on the driving resistance known.

Diese Einrichtung ist in Form von einem hydrodynamischen Wandler und einem dreifachen Umlaufgetriebe ausgebildet. Die Einrichtung weist eine zweifachfreie Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr und einen Abtriebsräderzug mit einer Null-Beweglichkeit in Form von Zahnrädern einer dritten Reihe auf. Die Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr besteht aus zwei Eingangsgliedern (zwei Sonnenrädern einer ersten und einer zweiten Reihe), die mittels des hydrodynamischen Wandlers beweglich miteinander verbunden sind, einem Umlaufrad und einem Planetenradträger.This device is designed in the form of a hydrodynamic converter and a triple planetary gear. The device comprises a double-free input device for power supply and an output gear train with a zero mobility in the form of gears of a third row. The input device for power supply consists of two input members (two sun gears of a first and a second row), which are movably connected to each other by means of the hydrodynamic converter, a planetary gear and a planet carrier.

Die Mängel dieser Einrichtung sind: Die Ausführung von zwei Freiheitsgraden der Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr sorgt für verschiedene Drehzahlen von zwei Sonnenrädern. Diese Ausführung wird nur durch den hydrodynamischen Wandler gesichert, der einen niedrigen Wirkungsgrad, einen engen Drehzahlverlaufbereich und eine geringe Anlaufsicherheit aufweist. Deswegen müssen andere zusätzliche Vorrichtungen eingesetzt werden, die den Aufbau verwickeln und die Laufruhe beeinträchtigen. Folglich wird der Aufbau der Kraftübertragung mit dem hydrodynamischen Wandler komplizierter, unzuverlässig beim Anlauf und hat einen niedrigen Nutzeffekt sowie eine schlechte Betriebsqualität.The shortcomings of this device are: The execution of two degrees of freedom of the input device for power supply provides for different speeds of two sun gears. This design is secured only by the hydrodynamic converter, which has a low efficiency, a narrow speed profile range and low tarnish. Therefore, other additional devices must be used, which entangle the structure and affect the smoothness. As a result, the structure of power transmission with the hydrodynamic converter becomes more complicated, unreliable on startup, and has a low efficiency as well as a poor quality of operation.

Aus dem Stand der Technik ist auch ein selbstanpassendes Zahnradgetriebe (Ausgestaltungen) mit einer automatisch regelbaren Geschwindigkeit in Form von einem zweifachen Umlaufgetriebe bekannt. Es weist eine zweifachfreie Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr und einen Abtriebsräderzug aus Zahnrädern einer zweiten Reihe mit einer Null-Beweglichkeit auf. Die Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr besteht aus zwei Gliedern (einem Zentralrad und einem Umlaufrad, oder einem Planetenradträger und einem Umlaufrad einer ersten Reihe). (s. vorläufiges Patent RK 14477 , Cl. F16H 1/00, 1/28, 61/25, 2004). Bei diesem Getriebe überträgt eine Eingangswelle das Eingangsantriebsmoment auf eine Leistungszufuhrvorrichtung. Der Ausgangsräderzug überträgt die Widerstandskräfte von der Abtriebswelle auf die Leistungszufuhrvorrichtung. Sind zwei Freiheitsgrade in der Leistungszufuhrvorrichtung vorhanden, so sind das Eingangsmoment und die Widerstandskräfte am Umlaufrad unabhängig und frei einstellbar. In einem allgemeinen Fall stören die an das Umlaufrad übertragenen Widerstandskräfte sein statisches Gleichgewicht. Jedoch unterstellt sich die Umlaufradbewegung nach dem Anfahren dem Prinzip einer virtuellen Verschiebungen, welches die Kraft- und kinematischen Kenndaten zusammenbringt, wobei das Gleichgewicht erhalten bleibt. Eine solche Verbindung lässt den Zusammenhang zwischen den kinematischen und den Kraftkenndaten zu und stellt eine Differenzialverbindung dar. Eine solche Verbindung setzt Grenzbedingungen in Bezug auf die relative Bewegung der Glieder der zweifachfreien Eingangsvorrichtung und führt zur Bestimmtheit ihrer Bewegung im Betrieb mit zwei Freiheitsgraden.From the prior art, a self-adaptive gear train (embodiments) with an automatically adjustable speed in the form of a double epicyclic gear is known. It has a dual input power supply input and output gear train of second series gears with zero displacement. The input device for power supply consists of two links (a central gear and a planetary gear, or a planet carrier and a planetary gear of a first row). (see provisional patent RK 14477 , Cl. F16H 1/00, 1/28, 61/25, 2004). In this transmission, an input shaft transmits the input drive torque to a power supply device. The output gear train transmits the drag forces from the output shaft to the power supply device. If two degrees of freedom are present in the power supply device, the input torque and the resistance forces on the planetary gear are independent and freely adjustable. In a general case, the drag forces transmitted to the planet gear disturb its static balance. However, the subordinate Umlaufradbewegung after starting the principle of a virtual displacements, which brings the force and kinematic characteristics together, while maintaining the balance. Such a connection allows the relationship between the kinematic and force characteristics and provides a differential connection. Such a connection sets boundary conditions with respect to the relative movement of the members of the dual-input apparatus and results in their movement being determined in two degree of freedom operation.

Der Mangel dieser Kraftübertragung besteht darin, dass kein Gleichgewicht vorliegt. Dies führt dazu, dass das Gleichgewicht dank den Reibungskräften erzeugt wird. Der weitere Mangel ist eine unzureichende Funktionssicherheit beim Anlauf, wenn die Abtriebswelle unter der Wirkung eines angelegten Widerstandsmoments unbeweglich ist. In diesem Fall hat das Getriebe nur einen Freiheitsgrad. Die Größe des zu überwindenden Anlass-Widerstandsmoments hängt von den Verhältnissen zwischen den geometrischen Abmessungen der Glieder und den Reibungskräften ab. Jedoch enthält die Beschreibung dieses Getriebes keine baulichen Merkmale, welche die Überwindung des Anlass-Widerstandsmoments und den Anlauf sicherstellen.The lack of this power transmission is that there is no equilibrium. This results in the balance being created thanks to the frictional forces. The other shortcoming is inadequate functional reliability during start-up when the output shaft is immovable under the effect of an applied resistance moment. In this case, the transmission has only one degree of freedom. The magnitude of the starting resisting torque to be overcome depends on the relationships between the geometric dimensions of the links and the frictional forces. However, the description of this transmission contains no structural features that ensure the overcoming of the starting torque and the start-up.

Aus dem Stand der Technik (Patent GB 2238090 A , 22.05.1991) ist ein Kraftübertragungssystem bekannt. Es enthält eine zweifachfreie Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr und einen Abtriebsräderzug mit einer Null-Beweglichkeit. Die Leistungszufuhreingangsvorrichtung besteht aus zwei Gliedern (einem Planetenradträger und einem Umlaufrad). In diesem System überträgt die Eingangswelle des Eingangsantriebsmoment auf die Leistungszufuhrvorrichtung. Der Ausgangsräderzug seinerseits überträgt die Widerstandskräfte von der Abtriebswelle auf die Leistungszufuhrvorrichtung. Sind zwei Freiheitsgrade in der Leistungszufuhrvorrichtung vorhanden, so sind das Eingangsmoment und die Widerstandskräfte am Umlaufrad unabhängig und frei einstellbar. Im allgemeinen Fall stören die an das Umlaufrad übertragenen Widerstandskräfte sein statisches Gleichgewicht. Jedoch unterstellt sich die Umlaufradbewegung nach dem Anfahren dem Prinzip der virtuellen Verschiebungen, welches die Kraft- und kinematischen Kenndaten zusammenbringt, wobei das Gleichgewicht erhalten bleibt. Eine solche Verbindung lässt den Zusammenhang zwischen den kinematischen und den Kraftkenndaten zu und stellt eine Differenzialverbindung dar. Eine solche Verbindung setzt Grenzbedingungen in Bezug auf die relative Bewegung der Glieder der zweifachfreien Eingangsvorrichtung und führt zur Bestimmtheit ihrer Bewegung im Betrieb mit zwei Freiheitsgraden.From the prior art (patent GB 2238090 A , 22.05.1991) a power transmission system is known. It incorporates a dual input power input device and zero payload output gear train. The power supply input device consists of two members (a planet carrier and a planetary gear). In this system, the input shaft of the input drive torque transmits to the power supply device. The output gear train, in turn, transmits the drag forces from the output shaft to the power supply device. If two degrees of freedom are present in the power supply device, the input torque and the resistance forces on the planetary gear are independent and freely adjustable. In the general case, the resistance forces transmitted to the planetary wheel interfere with its static balance. However, after starting, the orbiting wheel movement assumes the principle of virtual displacements, which brings together the force and kinematic characteristics, maintaining the equilibrium. Such a connection allows the relationship between the kinematic and force characteristics and provides a differential connection. Such a connection sets boundary conditions with respect to the relative movement of the members of the dual-input apparatus and results in their movement being determined in two degree of freedom operation.

Jedoch erfolgt der Bewegungsanfang in diesem Transmissionssystem mittels einer externen Zwangsbremsung von einem der beweglichen Glieder. Nachdem die Bewegung begonnen hat, muss die Bremsung zwangsläufig abgestellt werden.However, the start of movement in this transmission system is by means of an external emergency braking of one of the movable members. After the movement has begun, the braking must be turned off inevitably.

Der Nachteil dieses Systems besteht darin, dass kein Gleichgewicht vorliegt. Das führt dazu, dass das Gleichgewicht durch die Reibungskräfte ausgeglichen wird. Die weiteren Mängel sind: Es ist keine automatische Drehmoment- und Drehzahlveränderung der Abtriebswelle je nach Fahrwiderstand während der gesamten Laufzeit des Transmissionssystems möglich. Die Konstruktion wird dadurch erschwert, dass sie mit einer Bremse ausgerüstet ist.The disadvantage of this system is that there is no equilibrium. As a result, the balance is balanced by the frictional forces. The other shortcomings are: There is no automatic torque and speed change of the output shaft depending on driving resistance during the entire term of the transmission system possible. The design is made more difficult by the fact that it is equipped with a brake.

Aus dem Stand der Technik ist ein Getriebe mit automatisch regelbarer Drehzahl bekannt (s. vorläufiges Patent RK 3208 , Cl. F16H 63/00, 1996). Es enthält eine zweifachfreie Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr, die aus zwei Gliedern (einem Planetenradträger und einem Umlaufrad) besteht, und einen Abtriebsräderzug (Verschlusswerk) mit einer Null-Beweglichkeit in Form von einem selbsthemmenden Zahnradgetriebe, z. B., Wellengetriebe mit einem beweglichem Gehäuse. In diesem Getriebe überträgt die Eingangswelle das Eingangsantriebsmoment auf die Leistungszufuhrvorrichtung und der Ausgangsräderzug überträgt die Widerstandskräfte von der Abtriebswelle auf die Leistungszufuhrvorrichtung (Umlaufrad). Sind zwei Freiheitsgrade in der Leistungszufuhrvorrichtung vorhanden, so sind das Eingangsmoment und die Widerstandskräfte am Umlaufrad unabhängig und frei einstellbar. Nach dem Anfahren unterstellt sich die Umlaufradbewegung dem Prinzip der virtuellen Verschiebungen, welches die Kraft- und kinematischen Kenndaten zusammenbringt, wobei das Gleichgewicht erhalten bleibt. Eine solche Verbindung lässt den Zusammenhang zwischen den kinematischen und den Kraftkenndaten zu und stellt eine Differenzialverbindung dar und stellt die Bestimmtheit der Bewegung sicher. Die Anwendung des selbsthemmenden Getriebes im Ausgangsräderzug sorgt für einen zuverlässigen Anlauf und für den Übergang aus dem einfachfreien in den zweifachfreien Zustand.From the prior art, a transmission with automatically adjustable speed is known (see provisional patent RK 3208 , Cl. F16H 63/00, 1996). It contains a double-free power input device consisting of two links (a planetary gear carrier and a planetary gear) and a zero-mobility output gear train (shutter) in the form of a self-locking gear transmission, e.g. B., shaft gear with a movable housing. In this transmission, the input shaft transmits the input drive torque to the power supply device and the output gear train transmits the drag forces from the output shaft to the power supply device (planetary gear). If two degrees of freedom are present in the power supply device, the input torque and the resistance forces on the planetary gear are independent and freely adjustable. After starting, the Umlaufradbewegung assumed the principle of virtual displacements, which brings the force and kinematic characteristics together, maintaining the balance. Such a connection allows the relationship between the kinematic and the force characteristics and provides a differential connection and ensures the certainty of the movement. The application of the self-locking gear in the output gear train ensures a reliable start-up and the transition from the single-free to the double-free state.

Der Mangel dieses Getriebes ist eine komplizierte Bauweise, wobei ein Verschlusswerk (ein Abtriebsräderzug) in Form von einem selbsthemmenden Zahnradgetriebe eingesetzt werden muss.The lack of this gear is a complicated construction, with a shutter (an output gear train) must be used in the form of a self-locking gear transmission.

Der nächste kommende Stand der Technik gegenüber der Erfindung ist eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur automatischen und kontinuierlichen Drehmoment- und Drehzahlveränderung einer Abtriebswelle je nach Fahrwiderstand (Patent RU 2398989 , Cl. F16H 3/74. 2007). The closest prior art to the invention is a device for carrying out the method for automatically and continuously changing the torque and speed of an output shaft depending on the driving resistance (Patent RU 2398989 , Cl. F16H 3/74. 2007).

Diese bekannte Einrichtung ist in Form von einem Umlaufgetriebe ausgebildet. Das Umlaufgetriebe umfasst eine zweifachfreie Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr mit einer überlagerten Differentialverbindung in Form von einem Eingangsglied (Planetenradträger) mit einem dazu angeschlossenen Eingangs-Umlaufrad und einem Abtriebsräderzug mit einer Null-Beweglichkeit. Der Abtriebsräderzug weist einen Block von Sonnenrädern, einen Block von Zentralrädern (Ringrädern) und ein Ausgangs-Umlaufrad mit einem Ausgangs-Planetenradträger auf. Der Abtriebsräderzug hat unterschiedlich große Radienverhältnisse in den Blöcken der Sonnen- und Zentralräder (Ringräder). Der Ausgangsräderzug ist mit solchen geometrischen und Trägheitskenndaten ausgebildet, welche die Überwindung des Ausgangs-Widerstandsmoments beim Start bei einer zulässigen Beschleunigung des Ausgangsumlaufrades sicherstellen.This known device is designed in the form of a planetary gear. The epicyclic gearbox includes a dual input power input device having a superimposed differential link in the form of an input member (planetary gear carrier) with an input idler gear connected thereto and a zero payload output gear train. The output gear train includes a block of sun gears, a block of central gears (ring gears), and an output planetary gear with an output planet carrier. The output gear train has different radii ratios in the blocks of the sun and central wheels (ring gears). The output gear train is formed with such geometric and inertial characteristics that ensure the overcoming of the output resistance torque at the start at an allowable acceleration of the Ausgangsumlaufrades.

Die Mängel dieser Einrichtung sind:

  • – kein Gleichgewicht; das führt dazu, dass das Gleichgewicht durch die Reibungskräfte erzeugt wird,
  • – ein niedriger Nutzeffekt,
  • – ein kleiner Regelungsbereich des Übersetzungsverhältnisses,
  • – keine Möglichkeit, das erforderliche maximale Übersetzungsverhältnis sicherzustellen,
  • – kein Rückwärtsgang und
  • – ein schwerer sperriger Getriebezug zur Überwindung des Ausgangs-Start-Widerstandsmoments.
The shortcomings of this device are:
  • - no balance; this causes the balance to be created by the frictional forces,
  • A low efficiency,
  • - a small regulation area of the gear ratio,
  • No possibility to ensure the required maximum transmission ratio
  • - no reverse and
  • - A heavy, bulky gear train to overcome the output start-resisting torque.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, deren Nutzeffekt gesteigert, deren Regelungsbereich des Übersetzungsverhältnisses erweitert, deren Aufbau vereinfacht, ein maximal benötigtes Übersetzungsverhältnis sicherstellt, ein Rückwärtsgang, eine Zuverlässigkeit und eine Verbesserung der Betriebsqualität erreicht ist.It is an object of the invention to provide a device whose efficiency is increased, whose control range of the transmission ratio extends, simplifies the structure, ensures a maximum transmission ratio required, a reverse gear, a reliability and an improvement in the operating quality is achieved.

Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruch 1 gelöst.The stated object is solved by the features of claim 1.

Dabei ist das Eingangs- und das Ausgangs-Umlaufrad jeweils in Form von Zweiradblöcken ausgebildet. Die Zahnräder der Einrichtung sind mit solcher Anzahl von Zähnen ausgebildet, welche das Gleichgewicht und die Erweiterungsmöglichkeit des Regelbereiches des Übersetzungsverhältnisses sicherstellen. Die Zahnräder der Einrichtung sind auch mit solcher Anzahl von Zähnen ausgebildet, welche das maximale vorgegebene Übersetzungsverhältnis sicherstellen. Die Einrichtung weist ein Rücklaufgetriebe mit einem Rückwärtsgang-Umlaufrad, ein Ringrad für den Rückwärtsgang und einer Bremse auf. Die Zahnräder des Rücklaufgetriebes sind mit einer solchen Anzahl von Zähnen ausgebildet, welche das vorgegebene Übersetzungsverhältnis beim Rückwärtsgang sicherstellen.In this case, the input and the output planet wheel are each in the form of two-wheeled blocks. The gears of the device are formed with such a number of teeth, which ensure the balance and the expansion possibility of the control range of the transmission ratio. The gears of the device are also formed with such a number of teeth, which ensure the maximum predetermined transmission ratio. The device comprises a reverse gear with a reverse gear, a ring gear for the reverse gear and a brake. The gears of the return gear are formed with such a number of teeth, which ensure the specified gear ratio in reverse.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:

1 schematisch eine Einrichtung zur automatischen und kontinuierlichen Drehmoment- und Drehzahlveränderung einer Abtriebswelle je nach Fahrwiderstand und 1 schematically a device for automatic and continuous torque and speed change of an output shaft depending on driving resistance and

2 eine Einrichtung mit Rückwärtsgang. 2 a device with reverse gear.

Die Einrichtung zur automatischen und kontinuierlichen Drehmoment- und Drehzahlveränderung der Abtriebswelle je nach Fahrwiderstand weist eine zweifachfreie Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr mit einer überlagerter Differentialverbindung in Form von einem Eingangsglied (Planetenradträger 1) mit einem dazu angeschlossenen Eingangs-Umlaufrad 2, 3 und einen Abtriebsräderzug mit einer Null-Beweglichkeit. Der Abtriebsräderzug enthält einen Block von Sonnenrädern 4, 9, einen Block von Zentralrädern 5, 6, ein Ausgangs-Umlaufrad 7, 8 und einen Ausgangs-Planetenradträger 10.The device for automatic and continuous torque and speed variation of the output shaft depending on driving resistance has a double-free input device for power supply with a superimposed differential connection in the form of an input member (planet carrier 1 ) with a connected input impeller 2 . 3 and an output gear train with a zero mobility. The output gear train contains a block of sun gears 4 . 9 , a block of central wheels 5 . 6 , an output planetary gear 7 . 8th and an output planet carrier 10 ,

Bei der Beschreibung der Funktion der Einrichtung sind folgende Bezeichnungen verwendet:

M1, M10
– äußere Momente am Eingangsplanetenradträger 1 und Ausgangsplanetenradträger 10,
zi i = 2, 3, ... 9, 11, 12
– Zahnzahlen bei den Zahnrädern,
ri i = 2, 3, ... 9, 11, 12
– Radien der Wälzkreise bei den Zahnrädern,
m
– Zahnmodul,
r1, r10
– die Radien des Eingangsplanetenradträgers 1 und des Ausgangsplanetenradträgers 10,
Rij
– die Reaktion seitens des Gliedes i auf das Glied j,
M4-9, M5-6
– die innere Momente an den Radblöcken 4, 9 und 5, 6,
F1
– die Kraft, die vom Eingangs-Planetenradträger 1 auf das Umlaufrad 2, 3 übertragen wird,
R10
– die Kraft, die vom Ausgangs-Planetenradträger 10 auf das Umlaufrad 7, 8 übertragen wird,
u1-10
– das Übersetzungsverhältnis der Einrichtung,
umax
– das maximale Übersetzungsverhältnis der Einrichtung,
ur
– das Übersetzungsverhältnis des Rückwärtsgangs,
ω1, ω10
– die Drehgeschwindigkeiten des Eingangsplanetenradträgers 1 und des Ausgangsplanetenradträgers 10 und
ω4, ω5
– die Drehgeschwindigkeiten der Radblöcke 4, 9 und 5, 6.
When describing the function of the device, the following terms are used:
M 1 , M 10
- External moments on the input planet carrier 1 and output planetary carrier 10 .
z i i = 2, 3, ... 9, 11, 12
- Numbers of teeth on the gears,
r i i = 2, 3, ... 9, 11, 12
- radii of the rolling circles at the gears,
m
- tooth module,
r 1 , r 10
- the radii of the input planetary gear carrier 1 and the output planetary carrier 10 .
R ij
The reaction on the part of the member i to the member j,
M 4-9 , M 5-6
- the inner moments on the wheel blocks 4 . 9 and 5 . 6 .
F 1
- the power coming from the input planet carrier 1 on the planet wheel 2 . 3 is transmitted
R 10
- the power coming from the output planet carrier 10 on the planet wheel 7 . 8th is transmitted
u 1-10
- the translation ratio of the organization,
u max
The maximum transmission ratio of the device,
u r
The gear ratio of the reverse gear,
ω 1 , ω 10
- The rotational speeds of the Eingangsplanetenradträgers 1 and the output planetary carrier 10 and
ω 4 , ω 5
- The rotational speeds of the wheel blocks 4 . 9 and 5 . 6 ,

Die Funktionsweise der Einrichtung ist wie folgt:
Die Abtriebswelle überträgt die durch das Ausgangs-Widerstandsdrehmoment M10 = R10r10 erzeugte Ausgangs-Widerstandskraft R10 vom Ausgangs-Planetenradträger 10 mit dem Radius r10 auf das Ausgangs-Umlaufrad 7, 8. Das Ausgangs-Umlaufrad 7, 8 leitet diese Kraft an die Zahnräder 9 und 6 in Form von Reaktionen R89 und R76 weiter.The functioning of the device is as follows:
The output shaft transmits the output resistance R 10 generated by the output resistance torque M 10 = R 10 r 10 from the output planet carrier 10 with the radius r 10 on the output planetary gear 7 . 8th , The output planetary gear 7 . 8th directs this force to the gears 9 and 6 in the form of reactions R 89 and R 76 on.

Der Block der Zahnräder 4, 9 ist im Gleichgewichtszustand und überträgt die Reaktion R89 auf das Eingangsumlaufrad 2, 3 in Form einer Reaktion R42.The block of gears 4 . 9 is in equilibrium state and transmits the reaction R 89 to the input planetary gear 2 . 3 in the form of a reaction R 42 .

Der Block der Zahnräder 5, 6 ist im Gleichgewichtszustand und überträgt die Reaktion R76 auf das Eingangsumlaufrad 2, 3 in Form einer Reaktion R53.The block of gears 5 . 6 is in equilibrium state and transmits reaction R 76 to the input planetary gear 2 . 3 in the form of a reaction R 53 .

Die Größen der Reaktionen R42 und R53 sind ungleich und im allgemeinen Fall auf dem Umlaufrad 2, 3 nicht ausgeglichen. Um das Umlaufrad 2, 3 auszugleichen, kann die erforderliche Bedingung für Auswahl der Radien r2, r3 der Räder 2 und 3 erfüllt werden, welche sein Gleichgewicht sicherstellt. Dann werden die Bedingungen für das Gleichgewicht des Eingangsumlaufrades 2–3 unter Berücksichtigung der Reaktion R12 seitens des Eingangsgliedes 1 wie folgt aussehen: R12 = R42 + R53, R42r2 = R53r3 The sizes of the reactions R 42 and R 53 are unequal and in the general case on the planet wheel 2 . 3 not balanced. To the planet wheel 2 . 3 can balance the required condition for selection of radii r 2 , r 3 of the wheels 2 and 3 be fulfilled, which ensures its balance. Then the conditions for the balance of the input orbital wheel 2 - 3 taking into account the reaction R 12 by the input element 1 look like this: R 12 = R 42 + R 53 , R 42 r 2 = R 53 r 3

Die Reaktion R21 = R12 wird an den Eingangs-Planetenradträger 1 übertragen. Dieser Reaktion entsprechen die Eingangstriebkraft F1 = R21 und das Eingangsantriebsmoment M1 = F1r1 am Eingangs-Planetenradträger 1.The reaction R 21 = R 12 is applied to the input planet carrier 1 transfer. This reaction corresponds to the input drive force F 1 = R 21 and the input drive torque M 1 = F 1 r 1 at the input planet carrier 1 ,

Die ganze Konstruktion wird im Gleichgewichtszustand sein, wenn nur ein Eingangsglied vorhanden ist.The whole construction will be in equilibrium when there is only one input member.

Zum Zweck der Analyse der wirkenden Kräfte kann das Gleichgewicht der Kräfte betrachtet werden, welche seitens des Eingangs-Planetenradträgers 1 und des Ausgangs-Planetenradträgers 10 auf die Zwischenradblöcke 5, 6 und 4, 9 übertragen werden.For the purpose of analysis of the forces acting on the balance of the forces can be considered, which on the part of the input Planetenradträgers 1 and the output planet carrier 10 on the Zwischenradblöcke 5 . 6 and 4 . 9 be transmitted.

Die Eingangswelle überträgt die durch das Eingangsdrehmoment M1 erzeugte Eingangstriebkraft F1 vom Eingangs-Planetenradträger 1 auf das Eingangsumlaufrad 2, 3. Das Eingangsumlaufrad 2, 3 übergibt diese Kraft auf die Zahnräder 4 und 5 in Form von Reaktionen R24 und R35. Die Abtriebswelle überträgt die durch das Ausgangs-Widerstandsdrehmoment M10 erzeugte Ausgangs-Widerstandskraft R10 vom Ausgangs-Planetenradträger 10 auf das Ausgangs-Umlaufrad 7, 8. Das Ausgangs-Umlaufrad 7, 8 überträgt diese Kraft auf die Zahnräder 9 und 6 der zweiten Reihe in Form von Reaktionen R89 und R76.The input shaft transmits the input driving force generated by the input torque M 1 F 1 from the input planet gear carrier 1 on the input wheel 2 . 3 , The input wheel 2 . 3 transfers this force to the gears 4 and 5 in the form of reactions R 24 and R 35 . The driven shaft transmits the generated by the starting resistance torque M 10 output resistance R 10 from the output planet gear carrier 10 on the output planetary gear 7 . 8th , The output planetary gear 7 . 8th transfers this force to the gears 9 and 6 the second series in the form of reactions R 89 and R 76 .

Hier werden nur die Umfangskomponenten der Reaktionen berücksichtigt. Die Normalkomponenten werden von der Säule aufgenommen. Das Eingangsdrehmoment wird vom Motor erzeugt. Das Ausgangs-Widerstandsmoment M10 wird von einer Außenlast (äußeres Widerstandsmoment) erzeugt.Here only the peripheral components of the reactions are considered. The normal components are taken up by the column. The input torque is generated by the motor. The output resistance moment M 10 is generated by an external load (outer resistance moment).

Die an den Block der Sonnenräder 4, 9 weitergeleiteten Reaktionen erzeugen ein inneres Kräftemoment M4-9 = R24r4 – R89r9.The to the block of sun gears 4 . 9 Forwarded reactions generate an internal moment M 4-9 = R 24 r 4 - R 89 r 9 .

Die an den Block der Ringräder 5, 6 übertragenen Reaktionen erzeugen ein inneres Kräftemoment M5-6 = R35r5 – R76r6.The to the block of ring wheels 5 . 6 transferred reactions generate an internal moment of force M 5-6 = R 35 r 5 - R 76 r 6 .

Hier sind ri i = 4, 5, 6, 9 – die Radien der Wälzkreise der Zahnräder 4, 5, 6, 9. Here are r i i = 4, 5, 6, 9 - the radii of the pitch circles of the gears 4 . 5 . 6 . 9 ,

Die inneren Momente sind durch äußere Momente bedingt. Sind die äußeren Momente M1 und M10 ausgeglichen (M1 = M10), stellt das Vorhandensein eines geschlossenen Kreises in Form der Zahnrädern 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 4 die Bedingung M4-9 = M5-6 wenn die inneren Momente in Bezug auf ihre Richtung entgegengesetzt und untereinander ausgeglichen sind. Sind äußere und innere Momente ausgeglichen, so ist auch das ganze System im Gleichgewichtszustand. in diesem Fall hat das System einen einfachfreien Zustand (einen Freiheitsgrad), d. h. es ist keine relative Bewegung der Zahnräder im geschlossenen Kreis vorhanden. Das System wird sich um eine Mittenachse als ein Ganzes drehen. Somit brauchen keine zusätzlichen Mittel (z. B. in Form einer Bremse, die eines der Räder anhält) angewendet zu werden, um das System in den einfachfreien Zustand zu bringen. Die inneren Momente M4-9 und M5-6 werden durch äußere Momente M1 und M10 und die Anzahl der Zähne der Zahnräder ausgedrückt. Dies ermöglicht es, den Zusammenhang zwischen den Abmessungen der Zahnräder oder den Zahnzahlen der Zahnräder festzustellen, welcher die Bewegung und das Gleichgewicht des Systems im einfachfreien Zustand sicherstellt. In diesem Fall kann das Gleichgewicht des Systems auch nach dem Prinzip einer virtuellen Verschiebung (eventuellen Arbeiten) bei gleichen Drehgeschwindigkeiten aller Glieder bestimmt werden.The inner moments are conditioned by external moments. If the external moments M 1 and M 10 are balanced (M 1 = M 10 ), the presence of a closed circle in the form of the gears represents 2 . 3 . 5 . 6 . 7 . 8th . 9 . 4 the condition M 4-9 = M 5-6 when the internal moments are opposite and balanced with respect to their direction. If external and internal moments are balanced, then the whole system is in equilibrium. in this case the system has a single-free state (one degree of freedom), ie there is no relative movement of the gears in the closed circuit. The system will rotate around a center axis as a whole. Thus, no additional means (eg, in the form of a brake that stops one of the wheels) need to be applied to bring the system into the single-free state. The internal moments M 4-9 and M 5-6 are expressed by external moments M 1 and M 10 and the number of teeth of the gears. This makes it possible to determine the relationship between the dimensions of the gears or the numbers of teeth of the gears, which ensures the movement and balance of the system in the single-free state. In this case, the balance of the system can also be determined according to the principle of virtual displacement (possible work) at the same rotational speeds of all members.

Die innere Momente M4-9 und M5-6 an den Radblöcken 4, 9 und 5, 6 werden anhand der äußeren Momente und der Anzahl der Zähne der Zahnräder beschrieben.The inner moments M 4-9 and M 5-6 at the wheel blocks 4 . 9 and 5 . 6 are described on the basis of the external moments and the number of teeth of the gears.

Die vom Eingangsplanetenradträger 1 und Ausgangsplanetenradträger 10 auf das Eingangsumlaufrad 2, 3 und das Ausgangsumlaufrad 7, 8 übertragenen Kräfte werden definiert als F1 = M1/r1 R10 = M10/r10 The from the input planetary carrier 1 and output planetary carrier 10 on the input wheel 2 . 3 and the output planetary gear 7 . 8th transmitted forces are defined as F 1 = M 1 / r 1 R 10 = M 10 / r 10

Die Radien der Planetenradträger 1 und 10 werden wie folgt ermittelt:

Figure 00130001
The radii of the planet carrier 1 and 10 are determined as follows:
Figure 00130001

Die durch das Umlaufrad 2, 3 an die Räder 4 und 5 übertragenen Reaktionen betragen

Figure 00130002
The through the impeller 2 . 3 to the wheels 4 and 5 be transferred reactions
Figure 00130002

Die durch das Umlaufrad 7, 8 an die Räder 9 und 6 übertragenen Reaktionen betragen

Figure 00130003
The through the impeller 7 . 8th to the wheels 9 and 6 be transferred reactions
Figure 00130003

Das Übersetzungsverhältnis des Getriebes (ohne Rücksicht auf Reibung) beträgt

Figure 00130004
The gear ratio of the gearbox (regardless of friction) is
Figure 00130004

Folglich ist M10 = u1-10M1.Consequently, M 10 = u 1-10 M 1 .

Das durch die Reaktionen an dem Rädersatz 4, 9 erzeugte innere Moment ist M4-9 = R24r4 – R89r9 This through the reactions to the wheelset 4 . 9 generated inner moment is M 4-9 = R 24 r 4 -R 89 r 9

Bei ri = mzi/2 i = 4, 9 ergibt das Einsetzen

Figure 00140001
At r i = mz i / 2 i = 4, 9 results in insertion
Figure 00140001

Das durch die Reaktionen am Räderblock 3, 6 erzeugte innere Moment ist M5-6 = R35r5 – R76r6 That through the reactions at the wheel block 3 . 6 generated inner moment is M 5-6 = R 35 r 5 - R 76 r 6

Bei ri = mzi/2 und i = 5, 6 ergibt das Einsetzen

Figure 00140002
At r i = mz i / 2 and i = 5, 6 results in insertion
Figure 00140002

Die Gleichgewichtsbedingung des Getriebes im einfachfreien Zustand liegt dann vor, wenn keine relative Gliederbewegung vorhanden ist. In diesem Fall ergibt sich nach der statischen Gleichgewichtsbedingung für die äußeren Kräfte M1 = M10. Dann u1-10 = 1. The equilibrium condition of the transmission in the single-free state exists when no relative member movement is present. In this case, the static equilibrium condition for the external forces results M 1 = M 10 . Then u 1-10 = 1.

Das Getriebe weist einen geschlossenen Kreis der Zahnräder auf. Er ermöglicht es, alle inneren Kräfte über die äußeren Kräfte zu definieren. Dabei liegt für die inneren Kräfte eine grundsätzliche Möglichkeit eines gegenseitigen Ausgleichs vor. Das Gleichgewicht der inneren Kräfte wird durch folgende Bedingung ausgedrückt:
M4-9 = M5-6. Unter Rücksicht auf die ermittelten Formeln

Figure 00150001
The transmission has a closed loop of gears. It makes it possible to define all internal forces via the external forces. There is a fundamental possibility of a mutual compensation for the internal forces. The balance of internal forces is expressed by the following condition:
M 4-9 = M 5-6 . In consideration of the determined formulas
Figure 00150001

Die Formel (1) ermöglicht es, so viele Zähne für die Räder so zu wählen, welche das Gleichgewicht sowohl der äußeren als auch der inneren Kräfte im einfachfreien Zustand sicherstellen.The formula (1) makes it possible to select as many teeth for the wheels so as to ensure the balance of both the external and internal forces in the single-free state.

Die Erhöhung des Ausgangs-Widerstandsmoments wird die Verminderung der Umdrehungsgeschwindigkeit der Abtriebswelle sowie den Wechsel der Einrichtung in den zweifachfreien Zustand mit einer relativen Bewegung der Zahnräder im geschlossenen Kreis verursachen. In diesem Fall kann das Gleichgewicht des Systems auch nach dem Prinzip der virtuellen Verschiebungen (der eventuellen Arbeiten) definiert werden.Increasing the output resisting torque will cause the reduction of the rotational speed of the output shaft as well as the change of the device to the double-free state with a relative movement of the gears in the closed loop. In this case, the balance of the system can also be defined according to the principle of virtual displacements (of possible work).

Bei den äußeren Kräften wird die Gleichgewichtsbedingung durch die Gleichheit der Arbeiten oder der Leistungen am Ein- und am Ausgangs-Planetenradträger festgelegt. Bei den inneren Kräften wird die Gleichgewichtsbedingung durch die Gleichheit der Arbeiten oder der Leistungen an den Zwischen-Radblöcken 4, 9 und 5, 6 bestimmt. Bei bekannten Drehgeschwindigkeiten der äußeren Glieder können die Drehgeschwindigkeiten der inneren Zwischenglieder eindeutig über die Drehgeschwindigkeiten der äußeren Glieder beschrieben werden. Deswegen wird das Gleichgewicht der äußeren Kräfte des zweifachfreien Systems unter Berücksichtigung der Kraft- und der kinematischen Kenngrößen das Gleichgewicht der inneren Kräfte bedingen. Das zweifachfrei laufende System wird im Gleichgewicht sein.In the external forces, the equilibrium condition is determined by the equality of the work or the performances on the input and output planetary carrier. In the internal forces, the equilibrium condition becomes the equality of the works or the performances on the intermediate wheel blocks 4 . 9 and 5 . 6 certainly. At known rotational speeds of the outer links, the rotational speeds of the inner links may be clearly described by the rotational speeds of the outer links. Therefore, the balance of the external forces of the double-free system, taking into account the force and the kinematic characteristics, will determine the balance of internal forces. The double-running system will be in balance.

Das Getriebe wechselt in den zweifachfreien Zustand, wenn
M10 > M1 The gear changes to the double-free state when
M 10 > M 1

Dabei wird nach dem Prinzip der virtuellen Verschiebungen ein Gleichgewicht der äußeren Kräfte vorliegen
M1ω1 = M10ω10 In this case, according to the principle of virtual displacements, there will be a balance of external forces
M 1 ω 1 = M 10 ω 10

Der geschlossene Kreis ermöglicht es, das Gleichgewicht der inneren Kräfte nach dem Prinzip der virtuellen Verschiebungen gemäß der Formel M4-9ω4 = M5-6ω5 sicherzustellen, weil die Momente an den Radblöcken ihrer Richtung nach entgegengesetzt und die Drehgeschwindigkeiten der Radblöcke gleich gerichtet sind. In diesem Fall wird die Bewegungsübertragung unter Erhaltung von zwei Freiheitsgraden bestehen, solange innere Momente vorliegen. Ein möglichst großes Widerstandsmoment wird beobachtet, wenn einer der Radblöcke anhält und in den einfachfreien Zustand übergeht. Der Stopp des Radblocks erfolgt, wenn das innere Moment am Radblock gleich Null wird.The closed circle makes it possible to ensure the balance of the internal forces according to the principle of virtual displacements according to the formula M 4-9 ω 4 = M 5-6 ω 5 , because the moments at the wheel blocks in their direction opposite and the rotational speeds of the wheel blocks are addressed the same. In this case, the motion transfer will consist of preserving two degrees of freedom as long as there are internal moments. The largest possible moment of resistance is observed when one of the wheel blocks stops and goes into the single-free state. The wheel block stops when the internal moment at the wheel block becomes zero.

Beim Radblock 4, 9 entspricht die Haltbedingung des Radblocks der Gleichung M4-9 = 0 oder z4z3(z9 + z8)(z8 – Z7) = umaxz9z7(z4 + z2)(z2 – z3). (2) wobei

Figure 00170001
At the wheel block 4 . 9 The hold condition of the wheel block corresponds to the equation M 4-9 = 0 or z 4 z 3 (z 9 + z 8 ) (z 8 - Z 7 ) = u max z 9 z 7 (z 4 + z 2 ) (z 2 - z 3 ). (2) in which
Figure 00170001

Die Formel (2) ermöglicht es, eine solche Anzahl der Zähne bei den Zahnrädern zu wählen, welche das Gleichgewicht sowohl der äußeren als auch der inneren Kräfte im zweifachfreien Zustand beim möglichst großen Widerstandsmoment sicherstellen.The formula (2) makes it possible to choose such a number of teeth in the gears, which ensure the balance of both the outer and the inner forces in the double-free state at the highest possible moment of resistance.

Ähnlich sieht auch die Formel aus, welche die Bedingung für das Halten des Radblocks 5, 6 festlegt: z2z5(z9 + z8)(z8 – z7) = umaxz8z6(z4 + z2)(z2 – z3). (3) Similarly, the formula that specifies the condition for holding the wheel block 5 . 6 sets: z 2 z 5 (z 9 + z 8 ) (z 8 - z 7 ) = u max z 8 z 6 (z 4 + z 2 ) (z 2 - z 3 ). (3)

Die Formel (3) wird benutzt, wenn das Moment am Radblock 5, 6 gleich Null wird.The formula (3) is used when the moment at the wheel block 5 . 6 becomes zero.

Somit ermöglichen die Formeln (1), (2) und (3), solche Zahnmengen für die Zahnräder zu wählen, um den Bewegungsanfang im einfachfreien Zustand und die Bewegung im Normalbetrieb mit zwei Freiheitsgraden bei einem vorgegebenen maximalen Übersetzungsverhältnis sicherzustellen. Neben den Formeln (1), (2) und (3), welche das Gleichgewicht des Systems sicherstellen, gibt es bekannte Formeln, die den Zusammenhang zwischen den Zahnmengen der Zahnräder in jedem Planetensatz beschreiben (Fluchtungsbedingungen) z5 = z4 + z2 + z3.(4) z6 = z9 + z8 + z7.(5) Thus, the formulas (1), (2) and (3) allow to select such sets of teeth for the gears to ensure the start of movement in the single-free state and the movement in normal operation with two degrees of freedom at a given maximum transmission ratio. In addition to the formulas (1), (2) and (3), which ensure the balance of the system, there are known formulas that describe the relationship between the tooth sets of gears in each planetary gear set (misalignment conditions) z 5 = z 4 + z 2 + z 3 (4) z 6 = z 9 + z 8 + z 7 (5)

Deswegen läuft die Zahngetriebesynthese darauf hinaus, die Anzahl der Zähne bei den Zahnrädern unter Verwendung von zwei Formeln (1) und (2) oder (1) und (3) zur Festlegung des Gleichgewichts des Systems und von zwei Formeln (4) und (5) zur Festlegung der Geometrie des Systems zu bestimmen.Therefore, the gear transmission synthesis proceeds to the number of teeth in the gears using two formulas (1) and (2) or (1) and (3) to determine the equilibrium of the system and of two formulas (4) and (5 ) to determine the geometry of the system.

Von den acht Zahnmengen der Zahnräder sollten vier in Frage gestellt werden, und alle übrigen werden dann anhand des Systems von vier Formeln ermittelt werden.Of the eight tooth sets of gears, four should be questioned, and all the rest will be determined by the system of four formulas.

In vielen Fällen (z. B. bei einer Kraftübertragung im Fahrzeug) wird die Sicherstellung eines Rückwärtsgangs der Abtriebswelle des Getriebes benötigt. Der Rückwärtsgang des Ausgangs-Planetenradträgers kann sichergestellt werden, indem das Getriebe mit einem zusätzlichen Umlaufrad 11 und einem Ringzahnrad 12 sowie einer Bremse 13 ergänzt werden, wobei das Umlaufrad 11 und das Ringzahnrad 12 im Eingriff sind (2). Beim Normalbetrieb laufen die Zahnräder 11 und 12 frei. Um den Rückwärtsgang zu erzeugen, wird das Zahnrad 12 durch die Bremse 13 angehalten. Das Getriebe wechselt in den einfachfreien Zustand mit dem fest vorgegebenen Übersetzungsverhältnis, welches für den Rückwärtsgang sorgt.In many cases (eg in the case of a power transmission in the vehicle) it is necessary to ensure a reverse gear of the output shaft of the transmission. The reverse gear of the output planet carrier can be ensured by the gearbox with an additional planetary gear 11 and a ring gear 12 as well as a brake 13 be supplemented, the planetary gear 11 and the ring gear 12 are engaged ( 2 ). During normal operation, the gears run 11 and 12 free. To generate the reverse, will the gear 12 through the brake 13 stopped. The transmission changes to the single-free state with the fixed transmission ratio, which ensures the reverse gear.

Es kann der Zusammenhang für die Zahnzahlen der Zahnräder ermittelt werden, um den Rückwärtsgang sicherzustellen (2).It can be determined the relationship for the numbers of teeth of the gears to ensure the reverse gear ( 2 ).

Ansetzen der Formeln für die Zusammenhänge der Übertragungskenngrößen beim unbeweglichen Zahnrad 12.Setting the formulas for the relationships of the transfer characteristics in the stationary gear 12 ,

Das Übersetzungsverhältnis vom Zentralrad 4 an den Eingangs-Planetenradträger 1 beim stehenden Zahnrad 12.The gear ratio of the central wheel 4 to the input planet carrier 1 when standing gear 12 ,

Figure 00180001
Figure 00180001

Das Übersetzungsverhältnis vom Zentralrad 5 an den Eingangs-Planetenradträger 1 beim stehenden Zahnrad 12.The gear ratio of the central wheel 5 to the input planet carrier 1 when standing gear 12 ,

Figure 00190001
Figure 00190001

Der Zusammenhang zwischen den Umdrehungsgeschwindigkeiten der Zahnräder 9 und 6 beim unbeweglichen Ausgangs-Planetenradträger 10 wird wie folgt definiert:

Figure 00190002
The relationship between the rotational speeds of the gears 9 and 6 at the immovable output planet carrier 10 is defined as follows:
Figure 00190002

Der Zähler und der Nenner des linken Teils der Formel wird durch ω1 geteilt, um das Übersetzungsverhältnis des Rückwärtsganges ur = u (12) / 1-10 = –ω1/ω10 bei unbeweglichen Zahnrad 12 zu bekommen

Figure 00190003
The numerator and the denominator of the left part of the formula is divided by ω 1 to the gear ratio of the reverse gear u r = u (12) / 1-10 = -ω 1 / ω 10 at immovable gear 12 to get
Figure 00190003

Hier u10-1 = 1/ur

Figure 00190004
Here u 10-1 = 1 / u r
Figure 00190004

Dann ergibt das EinsetzenThen the insertion results

Figure 00200001
Figure 00200001

Die Formel (5) ermöglicht, die Anzahl der Zähne der Zahnräder 11 und 12 für den Rückwärtsgang bei bekannter Anzahl der Zähne des Direktganges und beim vorgegebenen Übersetzungsverhältnis des Rückwärtsganges ur zu wählen.The formula (5) allows the number of teeth of the gears 11 and 12 to choose for the reverse gear with a known number of teeth of the direct gear and the given gear ratio of the reverse gear u r .

Angenommene Bezeichnungen: Accepted terms:

  • M1, M10 M 1 , M 10
    – äußere Momente am Eingangsplanetenradträger 1 und am Ausgangsplanetenradträger 10,- External moments on the input planet carrier 1 and at the output planetary carrier 10 .
    zi i = 2, 3, ... 9, 11, 12z i i = 2, 3, ... 9, 11, 12
    – Zahnzahlen bei den Zahnrädern 2 bis 12,- Numbers of teeth in the gears 2 to 12 .
    ri i = 2, 3, ... 9, 11, 12r i i = 2, 3, ... 9, 11, 12
    – Radien der Wälzkreise der Zahnräder 2 bis 12,- Radii of the rolling circles of the gears 2 to 12 .
    mm
    – Zahnmodul,- tooth module,
    r1, r10 r 1 , r 10
    – Radien des Eingangsplanetenradträgers 1 und des Ausgangsplanetenradträgers 10,- Radii of the input planetary gear carrier 1 and the output planetary carrier 10 .
    Rij R ij
    – Reaktion seitens des Gliedes i auf das Glied j,Reaction of the member i to the member j,
    M4-9, M5-6 M 4-9 , M 5-6
    – innere Momente an den Radblöcken 4, 9 und 5, 6,- Inner moments on the wheel blocks 4 . 9 and 5 . 6 .
    F1 F 1
    – Kraft, die vom Eingangs-Planetenradträger 1 auf das Umlaufrad 2, 3 übertragen wird,- Power coming from the input planet carrier 1 on the planet wheel 2 . 3 is transmitted
    R10 R 10
    – Kraft, die vom Ausgangs-Planetenradträger 10 auf das Umlaufrad 7, 8 übertragen wird,- Power coming from the output planet carrier 10 on the planet wheel 7 . 8th is transmitted
    u1-10 u 1-10
    – Übersetzungsverhältnis des Getriebes,- gear ratio of the gearbox,
    ω1, ω10 ω 1 , ω 10
    – Drehgeschwindigkeiten des Eingangsplanetenradträgers 1 und des Ausgangsplanetenradträgers 10,- Speeds of rotation of the input planetary gear carrier 1 and the output planetary carrier 10 .
    ω4, ω5 ω 4 , ω 5
    – Drehgeschwindigkeiten der Radblöcke 4, 9 und 5, 6 und- Rotational speeds of the wheel blocks 4 . 9 and 5 . 6 and
    ur u r
    – Übersetzungsverhältnis des Rückwärtsgangs.- Gear ratio of the reverse gear.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 4932928 [0003] US 4932928 [0003]
  • RU 2234626 [0005] RU 2234626 [0005]
  • RK 14477 [0008] RK 14477 [0008]
  • GB 2238090 A [0010] GB 2238090A [0010]
  • RK 3208 [0013] RK 3208 [0013]
  • RU 2398989 [0015] RU 2398989 [0015]

Claims (6)

Einrichtung zur automatischen und kontinuierlichen Drehmoment- und Drehzahlveränderung einer Abtriebswelle je nach Fahrwiderstand in Form von einem Umlaufgetriebe, die eine zweifachfreie Eingangsvorrichtung zur Leistungszufuhr mit einer überlagerter Differentialverbindung in Form von einem Eingangsglied (Planetenradträger 1) mit einem dazu angeschlossenen Eingangsumlaufrad (2, 3) und einen Abtriebsräderzug mit Null-Beweglichkeit aufweist, wobei der Abtriebsräderzug einen Block von Sonnenrädern (4, 9), einen Block von Zentralrädern (5, 6) und ein Ausgangs-Umlaufrad (7, 8) mit einem Ausgangs-Planetenradträger (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangsumlaufrad (2, 3) und das Ausgangsumlaufrad (7, 8) jeweils in Form von einem Zweiradblock ausgebildet sind.Device for the automatic and continuous torque and speed change of an output shaft depending on the driving resistance in the form of an epicyclic gear, the a double-free input device for power supply with a superimposed differential connection in the form of an input member (planet carrier 1 ) with an input impeller ( 2 . 3 ) and a zero payload output gear train, the output gear train comprising a block of sun gears ( 4 . 9 ), a block of central wheels ( 5 . 6 ) and an output planetary gear ( 7 . 8th ) with an output planet carrier ( 10 ), characterized in that the input planetary gear ( 2 . 3 ) and the output planetary gear ( 7 . 8th ) are each formed in the form of a two-wheeled block. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (2 bis 9) mit solchen Zahnzahlen ausgebildet sind, welche das Gleichgewicht gemäß folgender Formel sicherstellen: (z4z3 – z2z5)(z9 + z8)(z8 – z7) = (z9z7 – z8z6)(z4 + z2)(z2 – z3) wo die verschiedenen Zahnräder mit zi i = 2, ... 9 – die Zahnzahlen bei den Zahnrädern mit dem Indizes i sind.Device according to claim 1, characterized in that the gears ( 2 to 9 ) are formed with such numbers of teeth, which ensure the equilibrium according to the following formula: (z 4 z 3 - z 2 z 5 ) (z 9 + z 8 ) (z 8 - z 7 ) = (z 9 z 7 - z 8 z 6 ) (z 4 + z 2 ) (z 2 - z 3 ) where the different gears with z i i = 2, ... 9 - are the numbers of teeth on the gears with the indices i. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (2 bis 9) mit solchen Zahnzahlen ausgebildet sind, welche ein maximales vorgegebenes Übersetzungsverhältnis umax gemäß der Formel z4z3(z9 + z8)(z8 – Z7) = umaxz9z7(z4 + z2)(z2 – z3) sicherstellen.Device according to claim 2, characterized in that the gears ( 2 to 9 ) are formed with such numbers of teeth which a maximum predetermined transmission ratio u max according to the formula z 4 z 3 (z 9 + z 8 ) (z 8 - Z 7 ) = u max z 9 z 7 (z 4 + z 2 ) (z 2 - z 3 ) to ensure. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (2 bis 9) mit solchen Zahnzahlen ausgebildet sind, welche ein maximales vorgegebenes Übersetzungsverhältnis umax nach der Formel z2z5(z9 + z8)(z8 – z7) = umaxz8z6(z4 + z2)(z2 – z3) sicherstellen.Device according to claim 3, characterized in that the gears ( 2 to 9 ) are formed with such numbers of teeth, which a maximum predetermined transmission ratio u max according to the formula z 2 z 5 (z 9 + z 8 ) (z 8 -z 7 ) = u max z 8 z 6 (z 4 + z 2 ) (z 2 -z 3 ) to ensure. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Rücklaufgetriebe aufweist, welches ein Umlaufrad (11) eines Rückwärtsgangs, ein Ringrad (12) des Rückwärtsgangs und eine Bremse (13) umfasst.Device according to claim 4, characterized in that it comprises a return gear, which is a planetary gear ( 11 ) of a reverse gear, a ring gear ( 12 ) of the reverse gear and a brake ( 13 ). Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (11, 12) des Rücklaufgetriebes mit solchen Zahnzahlen ausgebildet sind, welche ein vorgegebenes Übersetzungsverhältnis ur beim Rückwärtsgang nach der Formel
Figure 00240001
sicherstellen.Device according to claim 5, characterized in that the gears ( 11 . 12 ) of the return gear are formed with such numbers of teeth which a predetermined transmission ratio u r in reverse according to the formula
Figure 00240001
to ensure.
DE202012101273U 2012-04-10 2012-04-10 Device for automatically and continuously changing the torque and speed of an output shaft depending on the driving resistance Expired - Lifetime DE202012101273U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202012101273U DE202012101273U1 (en) 2012-04-10 2012-04-10 Device for automatically and continuously changing the torque and speed of an output shaft depending on the driving resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE202012101273U DE202012101273U1 (en) 2012-04-10 2012-04-10 Device for automatically and continuously changing the torque and speed of an output shaft depending on the driving resistance

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE202012101273U1 true DE202012101273U1 (en) 2012-05-02

Family

ID=46512777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE202012101273U Expired - Lifetime DE202012101273U1 (en) 2012-04-10 2012-04-10 Device for automatically and continuously changing the torque and speed of an output shaft depending on the driving resistance

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE202012101273U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017100933A1 (en) 2017-01-18 2018-07-19 Konstantin S. Ivanov Transmission and device for automatic and continuous torque and output speed change according to driving resistance
WO2018134664A1 (en) 2017-01-18 2018-07-26 Ivanov Konstantin S Transmission and device for torque and output speed modification depending on driving resistance

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE963208C (en) * 1954-11-06 1957-05-02 Gustav Hessmert Hacksaw machine, especially with a horizontal straight cut
US4932928A (en) 1988-12-05 1990-06-12 Crockett Samuel J Shiftless, continuously-aligning transmission
GB2238090A (en) 1989-10-16 1991-05-22 John Harries Power transmission system comprising two sets of epicyclic gears
WO2002079685A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-10 Celerity Consultancy Ltd. A swivel
RU2234626C2 (en) 2002-07-30 2004-08-20 Игорь Владимирович Волков Method and device for automatic change of torque and speed of output shuft
RU2398989C2 (en) 2007-10-22 2010-09-10 Константин Самсонович Иванов Method of automatic and continuous variation of output shaft torque and rpm depending upon resistance to motion and device to this end

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE963208C (en) * 1954-11-06 1957-05-02 Gustav Hessmert Hacksaw machine, especially with a horizontal straight cut
US4932928A (en) 1988-12-05 1990-06-12 Crockett Samuel J Shiftless, continuously-aligning transmission
GB2238090A (en) 1989-10-16 1991-05-22 John Harries Power transmission system comprising two sets of epicyclic gears
WO2002079685A1 (en) * 2001-03-28 2002-10-10 Celerity Consultancy Ltd. A swivel
RU2234626C2 (en) 2002-07-30 2004-08-20 Игорь Владимирович Волков Method and device for automatic change of torque and speed of output shuft
RU2398989C2 (en) 2007-10-22 2010-09-10 Константин Самсонович Иванов Method of automatic and continuous variation of output shaft torque and rpm depending upon resistance to motion and device to this end

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017100933A1 (en) 2017-01-18 2018-07-19 Konstantin S. Ivanov Transmission and device for automatic and continuous torque and output speed change according to driving resistance
WO2018134664A1 (en) 2017-01-18 2018-07-26 Ivanov Konstantin S Transmission and device for torque and output speed modification depending on driving resistance
DE212018000129U1 (en) 2017-01-18 2019-08-21 Konstantin S. Ivanov Transmission and device for torque and output speed change depending on driving resistance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014118211B4 (en) Transmission system of a hybrid electric vehicle
DE102013205073B4 (en) MULTI-STAGE TRANSMISSION
EP2018492B1 (en) Transmission device for distributing a drive torque to at least two output shafts
DE1555071C3 (en) Group design planetary gear change for motor vehicles
DE102013212656B4 (en) Fluid supply for rotating piston of a clutch
AT509721B1 (en) TRANSFER CASE
DE10257884A1 (en) Power transmission system
DE102004050123A1 (en) Power shift transmission for a vehicle
DE102014106783A1 (en) MODULAR ASSEMBLY OF A POWER TRANSMISSION UNIT FOR A VEHICLE
DE112012006415T5 (en) Power transmission unit for vehicles
WO2007079956A1 (en) Gear arrangement for variable torque distribution
DE112009002196T5 (en) An automatic transmission for electric vehicles
EP2606259B1 (en) Power split gearbox for a motor vehicle
DE102013112981B4 (en) Continuously variable transmission for a vehicle
DE19956996A1 (en) Vehicle automatic gearbox has housing with cover section at one end in one piece with housing, cut-out section at other end, via which transfer wheel supporting wall can be removed
DE102016106910A1 (en) Gear with pinion for reduced backlash
DE60018375T2 (en) Powertrain for automatic transmission
DE102014203673B4 (en) MULTI-STAGE TRANSMISSION
DE102014117689A1 (en) Continuously variable transmission for a vehicle
DE102019122813A1 (en) Axial force actuator
WO2007131849A1 (en) Actuating mechanism for a clutch
WO2007131848A1 (en) Transmission device for distributing a drive torque to at least two output shafts
DE10118201A1 (en) Slip-limiting helical gear differential
DE10357996A1 (en) Seven-speed planetary gear
DE102006022174A1 (en) Transmission device for distributing drive torque to two output shafts, has planetary gear sets that are provided between differential cage of differential and output of each side

Legal Events

Date Code Title Description
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F16H0001280000

Ipc: F16H0001460000

R207 Utility model specification

Effective date: 20120621

R082 Change of representative

Representative=s name: JECK - FLECK - HERRMANN PATENTANWAELTE, DE

R163 Identified publications notified
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: IVANOV, KONSTANTIN S., KZ

Free format text: FORMER OWNER: IVANOV, KONSTANTIN S., ALMATY, KZ

Effective date: 20130225

Owner name: YAROSLAVCEVA, ELENA K., RU

Free format text: FORMER OWNER: IVANOV, KONSTANTIN S., ALMATY, KZ

Effective date: 20130225

R082 Change of representative

Representative=s name: JECK - FLECK - HERRMANN PATENTANWAELTE, DE

Effective date: 20130225

Representative=s name: JECK - FLECK PATENTANWAELTE, DE

Effective date: 20130225

R163 Identified publications notified

Effective date: 20130320

R156 Lapse of ip right after 3 years