DE2258617A1

DE2258617A1 - Hydromechanische antriebs- und lenkungsuebertragung

Info

Publication number: DE2258617A1
Application number: DE19722258617
Authority: DE
Inventors: Bradley Oliver Reed
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-04-20
Filing date: 1972-11-30
Publication date: 1973-10-25
Also published as: JPS4916132A; GB1438297A; DE2258617C2; JPS609948B2; US3815698A; NL172002C; IT979164B; FR2181277A5; SE387421B; SE7601141A0; NL172002B; SE7601141A; NL7305402A

Description

Dr. Horst Schüler

Paier.tenvvalt 29,. November 1972

6 Frankfürt/Main 1 · vo/cs

iSiiddastr. 52

2273-35-QR-675

GENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road
Schenectady, N.Y., U.S.A.

Hydromechanische Antriebs- und Lenkungsübertragung

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte hydromechanische Antriebs— und Lenkungsübertragung für Fahrzeuge, die endlose Raupen oder Ketten als Mittel zum Antrieb eines Fahrzeuges verwenden, und insbesondere auf eine, derartige Kraftübertragung, bei der sowohl die Antriebs- als auch Lenkungsverhältnisse unendlich variabel sind, um die bestimmten Erfordernisse der Fahrzeugbewegung zu erfüllen.

In bekannten Übertragungen in Verbindung mit Fahrzeugen der in Rede stehenden Art, bei denen Kupplungsanordnungen in dem Steuerungspfad verwendet werden, traten Schwierigkeiten bei der Steuerung auf. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Kupplung in dem Steuerungspfad der Kraftübertragung nicht erforderlich.

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Weiterhin wurde gefunden, daß bei gewissen bekannten Steuerungsoder Lenkungsübertragungen die Lenkrichtung nachteilig beeinflußt wurde, wenn man sich von dem einen Übersetzungsbereich in den anderen bewegte. Bisher war es in derartigen Übertragungen notwendig, die Lenkrichtung bei jeder Änderung von einem Übersetzungsbereich in den anderen umzukehren. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, die Lenkrichtung umzukehren, wenn man sich von dem einen Übersetzungsbereich in den anderen bewegt.

Bei Fahrzeugen der die Erfindung ausnutzenden Art ist es höchst erstrebenswert, eine höchste Beweglichkeit zu erzielen, und die Kraftübertragung, deren Verwendung in derartigen Fahrzeugen vorgeschlagen wird, muß dafür sorgen, daß unendlich variable Geschwindigkeiten für die Ketten oder Raupen, wenn sich das Fahrzeug geradeaus bewegt, und desgleichen unendlich variable und differenziert zugeführte Geschwindigkeiten für die Ketten oder Raupen erhalten werden, wenn sich das Fahrzeug in einer Wendebewegung befindet. Um die gewünschte Lenkungsbeweglichkeit unter einer kontinuierlichen Antriebskraft zu erreichen, die von einer Antriebskraftquelle zugeführt wird, wird erfindungsgemäß die Verwendung hydraulischer Elemente anstelle von Übersetzungsverhältnisänderungen vorgeschlagen, die durch Betätigung eines Schalthebels durch eine Bedienungsperson herbeigeführt werden.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lenkungsübertragung zur Verwendung in Verbindung mit Raupen- oder Kettenfahrzeugen zu schaffen, die eine unterschiedliche Geschwindigkeit bzw. Drehzahl zwischen der Raupe oder Kette auf der einen Seite und der Raupe oder Kette auf der anderen Seite benutzen, um den Lenkungsvorgang herbeizuführen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Lenkungsübertragung in Verbindung mit Raupen- oder Kettenfahr-

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zeugen zu schaffen, durch die die gleiche Differenz in der Ausgangsgeschwindigkeit zwischen der Raupe oder Kette/auf der anderen Seite für eine gegebene Differenz in der Geschwindigkeit des Hydraulikmotors beibehalten wird, und zwar unabhängig von dem Betriebsbereich der Übertragung.

Weiterhin soll eine derartige verbesserte Lenkungsübertragung eine kleinere Anzahl von Teilen oder Komponenten, wie z.B. Zahnräder, verwenden und deshalb leichter im Gewicht sein und weniger Raum einnehmen als eine typische bekannte Lenkungsübertragung.

Bei der Steuerung eines Fahrzeuges durch, selektive Änderung der Drehzahl von Ausgangswellen, die Antriebskraft auf die Raupen oder Ketten auf jeder Seite des Fahrzeuges ausüben, wurde gefunden, daß es äußerst vorteilhaft ist, eine Übertragung mit der Kombination eines hydraulischen und mechanischen Antriebes zu ver-■ sehen, die mit der neuartigen Getriebeanordnung zusammengefaßt werden, die im folgenden näher beschrieben wird»

Die erfindungsgemäße Übertragung bildet hydraulische Antriebsmittel durch Planetenübersetzung -zu jeder Ausgangswelle von dem Motorabschnitt einer Pumpmotoreinheit, die zu der Welle gehört. Die Ausgänge der zwei Pumpmotoreinheiten sind durch ein Planetendifferential miteinander gekoppelt. Di© Pumpmot©reinheiten werden von dem Antriebskraftgeber angetrieben, der ©iß Triebwerk oder ein Primärantrieb ist, der mit dem Eingang d®r Übertraguag oder Transmission gekoppelt ist. Der Antriebskraftgeber liefert zusätzlich Antriebskraft an den mechanischen Antriebsteil der

■ Transmission. Es ist ,wesentlich für aen Antrieb des Fahrzeuges, in dem die erfindwagsgemäße Übertragung eingesetzt ist, damit es

- sich auf einer geraden Linie bewegt, daß der Pumpt eil. von jeder Hydraulikeinheit die gleiche"Verschiebung aufweist, damit itar Motorteil praktisch mit der gleichen Drehzahl, läuft» Das Wenden des ,Fahrzeuges wisrd dadurch herbeigeführt, daß der ZyIladerinfeaIt

#auf der einen Seite in' bezug auf die Raupe oder Kette

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oder die Verschiebung von dem einen Pumpenteil in bezug auf den anderen verändert wird, um eine Drehzahidifferenz zwischen den zwei zugehörigen Motorteilen zu erhalten. Die Art und Weise, wie die Veränderung des ZylinderInhalts bzw. die Verschiebung der Pumpe in Jeder Pumpmotoreinheit herbeigeführt wird, ist in der Technik allgemein bekannt und wird deshalb an dieser Stelle nicht näher beschrieben.

Die mechanische Antriebsvorrichtung wird durch ein geeignetes Getriebe zwischen dem Eingang der Transmission und dem Planetengetriebe geschaffen, das die Kopplung zwischen der hydraulischen Antriebsvorrichtung und den Ausgangswellen bildet.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen verschiedener Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer die Erfindung umfassenden Transmission.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Pumpmotoreinheit zur Verwendung in Verbindung mit der Erfindung.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht nach einem Schnitt entlang der Linien 3-3 in Fig. 2 und zeigt eine variable Pumpeinheit, die in der hydraulischen Antriebsvorrichtung einer die Erfindung enthaltenden Übertragung benutzt werden kann.

Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine steuernde Planetengetriebeanordnung, die in Verbindung mit der Erfindung benutzt wird.

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Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine andere 'Planetengetriebeanordnung, die in Verbindung mit der Erfindung benutzbar ist.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgeraäße Übertragung bzw. Transmission des hydr©mechanischen Typs gezeigt, bei der drei Bereiche vorgesehen sind. Die Bezugszahl 12 bezeichnet ein Krafteingangszahnrad, das durch geeignete bekannte Mittel mit einem Primärantrieb gekoppelt sein kann, wie z.B. ein Triebwerk_oder ein Motor oder eine ähnliche Vorrichtung, die. zu Zwecken der Klarheit nicht dargestellt sind. Die Antriebskraft, die auf das auf einer Welle

13 starr angebrachte Eingangszahnrad 12 ausgeübt wird, wird durch ein Übertragungszahnrad 15 über en Zahnrad 17 auf die hydraulischen Pump- und Motoreinheiten 18 und 20 übertragen. Die Antriebskraft» wird hydraulisch auf die rechten und linken'Ausgangswellen

14 und 16 durch ausgangsseitige Planetenradsätze 23! und 25 übertragen, die auf entsprechende Weise über Planetenräder 23a und 25a mit den hydraulischen Pump- und-Motor^einheiten 18 und 20 gekoppelt sind. Anstelle eines Kegelraddxfferentials wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Planetensteuerungsdifferential verwendet. Dieses weist ein Ringzahnrad 21c, einen Planetenträger 21b und ein Sonnenzahnrad 21a auf. Der Ausgang von der Pumpmotoreinheit 18 ist mit dem Planetenträger 21b des Steuerdifferentials 21 verbunden, der seinerseits das Sonnenrad 23a antreibt. Der Ausgang von der Pumpmot©reinheit 20 ist über eine Welle 19 mit dem Sonnenrad 21a des Steuerdifferentials 21 und mit dem Sonnenrad 25a gekoppelt, wie es vorstehend bereits beschrieben wurde.

Wie weiterhin aus Fig. 1 hervorgeht, wird mechanische Antriebskraft von dem Transmissionseingang 12 auf ein für einen zweiten Bereich sorgendes Sonnenrad 28a und ein Kupplungselement 30 des dritten Bereiches übertragen, die beide auf einer gemeinsamen

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Drehwelle 13 befestigt sind. In dem zweiten Betriebsbereich der Übertragung ist eine Antriebskraft von dem Sonnenrad 28a durch einen Planetenträger 28b des zweiten Bereichs auf einen weiteren Planetenträger 36b übertragbar.

Das Ringzahnrad 28c des Planetensatzes 28 ist frei drehbar, aber durch eine Bremse D arretierbar. Das Sonnenrad 36a des Planetensatzes 36 ist mit einem Übertragungszahnrad 40 gekoppelt. Das Ringzahnrad 36c des Planetensatzes 36 steht mit einem Übertragungszahnrad 38 in Verbindung.

Das Übertragungszahnrad 38 steht mit einem Übertragungszahnrad 42 in Eingriff, das an einer drehbaren Querwelle 44 fest angebracht ist, wobei das Zahnrad 42 mit dem Ringzahnrad 23c des ausgangsseitigen Planetensatzes 23 in Eingriff steht. Das Übertragungszahnrad 40 ist mit dem Ringzahnrad 21c des Planetendifferentials 21 durch ein Zwischenzahnrad 41 gekoppelt.

Zu dem Kupplungselement 30 gehört ein zweites Kupplungselement 46, Beide Elemente zusammen sind mit E bezeichnet. Das Kupplungselement 46 ist auf einer Welle 48 befestigt. Ein Übertragungszahnrad 50 ist ebenfalls auf der Welle 48 befestigt und steht mit einem Übertragungszahnrad 52 in Verbindung, das auf der Querwelle 44 starr angebracht ist. Das Übertragungszahnrad 52 treibt ein Ringzahnrad 25c des Planetenzahnradsatzes 25 an.

Die Querwelle 44 kann durch Betätigung eines Bremselementes C abgebremst werden und sorgt somit für eine Verriegelung der Ringzahnräder 23c und 25c gegen Drehung, die für die Übertragung von Kraft auf die Sonnenräder 23a und 25c der Planetenträger 23b bzw. 25b im ersten Betriebsbereich der Transmission sorgen.

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Bevor nun die Wirkungsweise der Übertragung erklärt wird, kann ein besseres Verständnis des Aufbaues der als Beispiele dargestellten hydraulischen Pumpraotoreinheiten 18 und 20, die im wesentlichen ähnlich sind, und der verschiedenen Planetenradsätze hilfreich sein.

Gemäß den Figuren 2 und 3 umfaßt das Hydrauliksystem eine variable Pumpeinheit 55 und eine Motoreinheit 56. Die Pumpeinheit 55 ist in Fig. 3 genauer dargestellt. Auch wenn diese Einheiten als Pump- und Motoreinheiten bezeichnet sind, so können unter gewissen Umständen die Funktionen der Einheiten selbstverständlich umgekehrt werden; das würde bedeuten, daß der Motor als eine Pumpe zur Zuführung von Kraft zum Antrieb der Pumpe wirken kann, die dann als ein Motor arbeitet«, In dieser Beziehung können das Hydrauliksystem und die das System bildenden Einheiten als reversibel- bezeichnet werden, da die Funktionen der einzelnen Hydraulikeinheiten und das Hydrauliksystem als ganzes in der Tat reversibel sind. Die Einheiten 55 und 56 enthalten jeweils eine Reihe Kugelkolben 57 bzw. 58, die in Zylinderblöcken 59 und 60 frei hin-und herbewegbar sind. Der Zylinderblock 59 der Pumpe ist durch einen Flansch 61 mit dem Übertragungszahnrad 17 verbunden, um sich mit diesem zu allen Zeiten mit einer. Drehzahl zu drehen, die der Drehzahl des primären Antriebes direkt proportional ist. Der Flansch 61 kann an dem Zylinderblock 59" durch irgendwelche geeigneten Mittel befestigt sein, wie z.B. durch Bolzen 62; in ähnlicher Weise ist der Zylinderblock 60 in bezug auf die Pumpmotoreinheit 18 mit dem Planetenträger 21b des Planetendifferentials 21 und dem Planetenrad 23b und in bezug auf die Purapmotoreinheit 20 mit den Sonnenrädern.21a und 25a verbunden. Die Kugelkolben 57 und 58 sind in Zylindern 59a und 60a hin- «nd herbewegbar, die in den Zylinderblöcken 59 bzw. 60 ausgebildet sind. Ein möglichst kleiner Spielraum- 'ist zwischen den Regelkolben und 'den Zylindern ausgebildet, um eine freie Bewegung der Kugelkolbea bei minimaler Leckage su gestatten. Mit den Zylindern stehen

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Strömungsmittelkanäle 64 und 65 in Verbindung, die radial innen von den Zylinderblöcken münden. Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, werden die Zylinderblöcke um einen feststehenden Drehbolzen 66 gedreht, in dem zwei axial verlaufende Strömungsmittelkanäle 68 und 69 ausgebildet sind, die teilweise um den Drehbolzen herumführen.

Der Drehbolzen 66 wird von einem Drehbolzenträger 67 gehaltert, der von der Gehäuseseitenwand 51 ausgeht und an dieser durch Bolzen 72 befestigt ist. Der Drehbolzen und der Drehbolzenträger halten auch das Übertragungszahnrad 17 für eine Rotation auf Rollenlagern 73, die zwischen der Welle unddem Drehbolzen angeordnet sind. Ein Pumpenlaufring 75 wird von dem Drehbolzenträger 67 durch den Bolzen 77 schwenkbar gehalten, wobei sich die diametral entgegengesetzte Seite des Laufringes 75, die von einem Einstellglied oder Betätigungsarm 78 gehalten wird, zwischen dem Laufring und einem Betätigungsglied 79 zur Einstellung des Laufringes erstreckt, das durch eine Kugelverbindung 80 mit dem Laufring verbunden ist. Die Stellung des Laufringes 75 in bezug auf den Zylinderblock 59 kann in bekannter Weise verändert werden. Der Motorlaufring 76 ist in diesem Ausführungsbeispiel starr gehalten und in bezug auf den Zylinderblock 60 durch das Halterungsteil 76* und den Bolzen 77 exzentrisch angeordnet, der^sich zwischen dem Laufring und dem Drehbolzenträger 67 befindet.

Wie in Fig, 3 dargestellt ist, umfaßt das Betätigungsglied 79 zur Einstellung des Laufringes ein Gehäuse 81 mit einem inneren zylinderförmigen Hohlraum 82, der Strömungsmittelöffnungen 83 und 84 aufweist, die jedes entsprechende Ende des Hohlraumes mit einem weiteren hydraulischen Steuerraum 85 verbinden. In dem Hohlraum 82 ist ein Kolben 86 für eine Hin- und Herbewegung angeordnet , wobei die Stellstange oder das Teil 88 durch eine öffnung 87 in dem Gehäuse 81 hindurchfuhrt. Das Ende dieser Stellstange ist an der Seitenwand 51 der Transmission schwenkbar an-

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gebracht. Eine Pleuelstange 90 führt durch die Öffnung 93 in dem Gehäuse 51 hindurch und in die Steuerkammer 85 hinein, wobei die im Abstand angeordneten Kolben 91 und 92, die an der Pleuelstange befestigt sind, in der Kammer 85 hin- und herbewegbar sind. Zur Steuerkammer 85 führen Strömungsmittelauslässe 95 und 96, und zwischen diesen Auslässen ist ein Einlaß 97 angeordnet. Indem nun Druckströmungsmittel in den Einlaß 97 eingelassen und die Pleuelstange 90 auf geeignete Weise angeordnet wird, tritt das Strömungsmittel, das zwischen den im Abstand angeordneten Kolben 91 und 92 durch den Einlaß 97 in die Kammer 85 eingeführt wird, entweder in den Einlaßkanal 83 oder 84 ein, um in die Kammer 82 zu strömen und anschließend das Gehäuse 81 für das Betätigungsglied zur Einstellung des Laufringes so zu drücken, daß dieses sich relativ zum Kolben 86 in Längsrichtung bewegt. Diese Bewegung des Betätigungsgliedgehäuses 81 bewegt den Betätigungsarm in der Weise, daß der Laufring 75 um den Bolzen 77 heruisi in eine exzentrische Stellung in bezug auf den Zylinderblock 59 geschwenkt wird.

Aus Fig. 2 wird deutlich, daß jedes hydraulische Strömungsmittel, das aus dem Hydrauliksystem austritt, zum Boden des Gehäuses strömt, um sowohl zur Schmierung der sich bewegendes Teile der Übertragung zu dienen als auch ein Reservoir für eine zur Ergänzung des hydraulischen Strömungsmittels in desa Hydrauliksystem zu wirken. Die Pumpe 100 wird vob einem-Zahnrad 102 angetrieben, das mit einem Zahnrad 101 einer zum Zahnrad 17 gehörigen Welle einkämmt. In den entsprechenden Hydraulikleitsingea 105 uiid 106, die in gestrichelten Linien dargestellt sind und zu- den Kanälen 68 und 69 führen, sind Regulierventile 103 und 104 angeordnet. Auf diese Weise kann jeder erforderlich werdende Strömungsmittelersatz innerhalb des Hydrauliksystemes in dea Miederdruckkanal des Drehbolzens 66 eingespeist werden.

Nun wird die Arbeitsweise des Hydrauliksystems beschrieben,, Anhand von Fig. 3 und indem die Stellung um den Laufring 75 herum

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als Zahlen einer Uhr bezeichnet werden, wird dargelegt, daß bei einer Rotation des Zylinderblockes 59 die Kugeln 57 durch Zentrifugalkraft nach außen gegen die innere Oberfläche des Laufringes 75 gedrückt werden. Es sei ferner darauf hingewiesen, daß, wenn die Kugeln an der Innenfläche des Laufringes 75 entlanggleiten, die Exzentrizität des Laufringes in bezug auf den Zylinderblock die Kugeln zwingt, sich innerhalb der Zylinder 59a hin- und herzubewegen. Wenn in den Kanal 69 im Drehbolzen ein Niederdruck-Hydraulikmittel eingeführt und der Zylinderblock in Uhrzeigerrichtung gedreht wird, werden bei einer Vorwärtsbewegung der Kugeln von der 3-Uhr-Stellung in die 9-Uhr-Stellung die Zylinder 59a mit dem Niederdruck-Hydraulikmittel gefüllt, und zwar sowohl wegen der Bewegung der Kugeln nach außen in diesen Zylindern, wodurch im Zylinder ein Niederdruckbereich erzeugt wird, als auch wegen des Druckes des Hydraulikmittels im Kanal 69, der die Strömung in die Zylinder drückt. Wenn die Zylinder 59a die 9-Uhr-Stellung passieren, verbinden die Strömungsmittelkanäle 64 die Zylinder 59a und den Drehbolzenkanal 68 miteinander. Wenn die Zylinder nun von der 9-Uhr-Stellung zu der 3-Uhr-Stellung vorrücken, werden die Kugelkolben 57 nach innen in die Zylinder 59a gedrückt und pressen anschließend das Strömungsmittel unter hohem Druck aus den Zylindern heraus und durch die Öffnungen 64 in den Kanal 68, bis die Zylinder die 3-Uhr-Stellung erreichen; anschließend wird dieser Zyklus in jeder Umdrehung des Zylinderblockes wiederholt. Durch Steuerung des Betrages der Exzentrizität des Kugelpumpen-Laufringes 75 in bezug auf den Zylinderblock kann die Kapazität der Kugelpumpe oder die Gesamtmenge des Strömungsmittels reguliert werden, das von der Kugelpumpe während einer Umdrehung gepumpt wird. Eine einfache Modifikation des Aufbaues würde eine Bewegung des Laufringes 76 gestatten, um auf Wunsch die Exzentrizität der Motoreinheit 56 zu verändern.

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Wenn der vorstehend beschriebene Strömungsraittelstrom umgekehrt wird, d.h. wenn das unter Druck stehende Strömungsmittel in eine derartige Hydraulikeinheit hineingedrückt wird, wodurch die Kugelkolben aufgrund des durch das Strömungsmittel hervorgerufenen Druckes nach außen bewegt werden, wird eine Reaktion zwischen den Kugeln und dem exzentrischen Laufring herbeigeführt, um eine Relativdrehung zwischen dem Zylinderblock und dem Laufring·zu bewirken. Wenn deshalb die Motoreinheit 56 mit den Drehbolzenkanälen 68 und 69 verbunden ist, kann die Pumpeinheit 55 zum Antrieb dieser Motoreinheit verwendet werden, und auf diese Weise kann für einen kontinuierlich variablen Geschwindigkeitsbereich zwischen der Pumpeinheit 55 und der Motoreinheit 56 gesorgt werden, indem die Exzentrizität der Pumpeinheit 55 verändert wird„ Wenn die Pumpeinheit 55 und die Motoreinheit 56 die gleiche Kapazität haben, wird ihre Drehgeschwindigkeit die gleiche sein. Wenn der Laufring 76 der Motoreinheit 56 feststehend ist, wird deutlich, daß die Drehzahl der Motoreinheit durch die Exzentrizität des Laufringes 75 gesteuert wird« Wenn die Kapazität der Pumpeinheit 55 größer ist als diejenige der Mot©reinheit 56, muß sich die Motoreinheit 56 schneller drehen als di® Pumpeiaheit 55, um die gleiche Strömungsmittelmenge zu bewältigen,, Indem ferner die Exzentrizität der Pumpeinheit umgekehrt wird, kann die Motoreinheit in einer umgekehrten Richtung angetrieben werden. Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß die'Drehbolzenkänäle 68 and 69 einen geschlossenen hydraulischen Kreis bilden, -der die Pumpeinheit 55 und die Motoreinheit 56 miteinander verbindet» Der gesamte Strom des durch die Pumpeinheit 55 gepumpten Hydraulikmittels wird zum Antrieb der Motoreinheit 56 ausgeautzt»

In Fig. 4 ist ein Schnitt, durch das Steuerdiffereatial 21'gelegt. Das äußere Ringzahnrad, ist .mit der Bezugsz&hl 21c und das Sonnenrad ist mit der Bezugszahl 21a bezeichnet. Der PiaBetonträger 21b ist mit Antriebszahnrädern 21d versehen, die frei um ihre eigene ' Achse drehbar sind.· Es sei darauf - hingewiesen, daß das Sonnen-

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rad 21a mit einem Innensatz der Antriebszahnräder 21d einkämmt, die ihrerseits jeweils mit einem von einem äußeren Satz Antriebszahnräder 21e einkämmen, und jedes Zahnrad des äußeren Satzes

auch

der Antriebszahnräder 21e steht/mit dem Ringzahnrad 21c in Eingriff. Mit der vorstehend beschriebenen Anordnung und einer geeigneten Auswahl der Zahnraddurchmesser, die von einem Fachmann auf einfache Welse bestimmt werden können, wird ein Planetenge-

s triebesatz erhalten, in dem das Ringzahnrad eine Ausgangdrehzahl liefert, die einen Mittelwert der Drehgeschwindigkeit des Planetenrades und des Planetenträgers darstellt.

Fig. 5 stellt einen Typ des Planetenzahnradsatzes dar, wie er für die Zahnradsätze 23 und 25 und desgleichen die Planetenzahnradsätze 28 und 36 verwendet wird. Bei dem Zahnradsatz 23 ist das äußere Ringzahnrad mit der Bezugszahl 23c, der Planetenträger mit der Bezugszahl" 23b und das Planetenrad mit der Bezugszahl 23a bezeichnet. Die Wirkungsweise dieser Art eines Planetensatzes ist allgemein bekannt.

Es wird nun Insbesondere anhand von Fig. 1 der Steuer-,oder Lenkvorgang beschrieben. Um die Lenkung zu bewirken, werden die Pumpmotor einheit en 18 und 20 zur Lieferung der Steuerleistung verwendet. Wenn der mit der Transmission verbundene Primärantrieb arbeitet und Eingangsleistung an das Eingangszahnrad 12 liefert, wird diese Leistung durch die Zahnräder 15 und 17 zu den Eingängen 18a und 20a der Pump- und Motoreinheiten 18 und 20 übertragen, wodurch die mit den Pumpeinheiten 18a und 20a verbundenen Pumpzy1Inderblöcke gedreht werden. Wenn jedoch der Hub der den Laufring einstellenden Betätigungsglieder 79, die zu den entsprechenden Pumpeinheiten 18a und 20a gehören, auf einen Nullhub eingestellt sind, d.h. wenn von den Pumpen kein öl geliefert wird, werden die Motoreinheiten 18b und 20b, die zu den entsprechenden Pumpeinheiten 18a und 20a gehören, nicht angetrieben oder gedreht, und es wird keine Leistung auf die Ausgangswellen 14 und

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16 übertragen. Wenn die Bedienungsperson des Fahrzeuges, in dem die Übertragung arbeitet, das Fahrzeug in eine bestimmte Richtung zu wenden wünscht, dreht er einfach das Steuerrad des Fahrzeuges in die Richtung, in die er zu fahren wünscht. Dadurch wird ein Signal erzeugt, das auf das Betätigungsglied 79 zur Einstellung des Laufringes der Pumpeinheiten 18a und 20a durch irgendeinen verschiedener bekannter Steuermechanismen übertragen wird. Die Steuermechanismen sind der Klarheit halber in den Zeichnungen nicht gezeigt. Da die Laufringe 75 der Pumpeinheiten 18a und 20a in bezug auf ihre entsprechenden Zylinderblöcke in einem Verhältnis exzentrisch angeordnet sind, das durch den gewünschten Steuereffekt bestimmt ist, wird Öl gleichzeitig zu den Motoreinheiten 18b und 20b gefördert.

Da der Steuervorgang dieses Fahrzeuges dadurch bewirkt wird, daß die eine Raupenkette langsamer angetrieben wird als die andere Raupenkette, was von der Steuerungsrichtung abhängt, wird der eine der Pumplaufringe in einer-Weise eingestellt, daß er eine Vorwärtsbewegung auf die entsprechende zugehörige Ausgangswelle ausübt, während der andere Pumpenlaufring so eingestellt wird, daß er entweder.eine Rückwärtsbewegung oder eine kleinere Vorwärtsbewegung auf die entsprechende zugehörige Ausgaagswelle ausübt. Dieser Vorgang ist insofern allgemein bekannt, als die Pumpeneinheit entweder vorwärts öder rückwärts geschobea wird. Er führt zu der gewünschten Steu@ru.ngs-Oder Lenkungswirkungo

Um die Ausgangswellen 14 und 16 im ersten Betriebsbereieb' und insbesondere in einer ersten Bictitung anzutreibea_p wird di® Bremse C angezogen, die Bremse D gelöst und di® Kupplung E getreaat« Die Pumpeinheiten 18a und 20a werden iß der Weis© betätigt, daß sie Öl zu den Motoreinheiten 18b und 20b liefern, wodureto.die Motoreinheiten die Sonnenzahnräder 23a und 25a drehesi. Da die Ringzahnräder 23c und 25c durch die Bremse C sowie die Zafearäder 42 bzw. 52.an einer Bewegung gehindert sind, übt die Rotation der

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Sonnenräder 23a und 25a eine Drehung auf die Planetenträger 23b und 25b aus, die mit den Ausgangswellen 14 und 16 fest verbunden sind. Durch eine Hubwirkung gleichen Grades der Pumpeinheiten 18a und 20a und da die Motoreinheiten 18b und 20b im wesentlichen ähnlich sind, drehen sich die Ausgangswellen 14 und 16 mit der gleichen Geschwindigkeit und treiben, wenn sie mit einer Antriebsvorrichtung eines Fahrzeuges richtig verbunden sind, das Fahrzeug auf einer geraden Linie an.

Um die Ausgangswellen 14 und 16 in dem ersten Betriebsbereich, aber entgegengesetzt zur ersten Richtung anzutreiben, wird die Bremse C angezogen, die Bremse D gelöst und die Kupplung E ausgekuppelt. Die Pumpeinheiten 18a und 20a werden in entgegengesetzter Richtung zur oben beschriebenen betätigt und bewirken die entgegengesetzte Drehung der Sonnenräder 23a und 25a, um auf die Ausgangswellen 14 und 16 eine umgekehrte Bewegung auszuüben.

Es wird nun der zweite Betriebsbereich beschrieben. Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Transmission beim übergang vom ersten Betriebsbereich zum zweiten Betriebsbereich wird vom ersten Bereich aus stoßfrei herbeigeführt, indem die Pumpen 18a und 20a bis + 80 % des Maximalhubes hochgefahren werden, wo der Bereichsübergang ausgeführt ist. Während des Betriebes der Transmission im ersten Betriebsbereich wird eine Bewegung des Zwischenzahnrades 41, des Zahnrades 40, des Planetenrades 36a, des Planetenträgers 36b und des Planetenträgers 28b durch die Verbindung des Zwischenzahnrades 41 mit dem Ringzahnrad 21c herbeigeführt, ohne daß Antriebsleistung auf die Ausgangswellen 14 und 16 übertragen wird. Zur gleichen Zeit dreht sich das Sonnenrad 28a aufgrund seiner Verbindung mit dem Eingangszahnrad 12. Wenn sich die Pumpen 18a und 20a ihrem Hub von 80 % des Maximalhubes nähern und bei richtiger Auswahl der Übersetzungsverhältnisse bewirkt die Wechselwirkung des Planetenrades 28a und des Planetenträgers 28b eine Verlangsamung der Rotation des Ringzahnrades

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28c praktisch am + 80 % - Punkt des Hubes zum Halt. Bis zum Punkt von + 8O% des Hubes der Pumpen 18a und 20a ist keine Übertragung eines mechanischen Antriebes auf die Ausgangswellen 14 «ad 16 ausgeübt worden. Am Hubpunkt von + 80 % wird jedoch die Bremse D durch bekannte mechanische Mittel betätigt und die Bremse C wird gelöst, wodurch eia syachroner Übergang des Betriebsbereiches vom ersten Bereich ztisa zweiten Bereich bewirkt wird. Der Bereichsübergang wird ohne Unterbrechung des Kraftstromes zn «tea Ausgangswellen 14 und 16 und ohne wesentlich© Änderung entweder in der Eingangsdrehzahl oder der Ausgangswellendrehzahl der Transmission herbeigeführt.

Eine weitere Arbeit im aweiten Bereich wird durch die -Verkleinerung im Hub der Pumpen 18a und 20a bewirkt,- di© d®n Beitrag oder Anteil des hydraulischen Antriebes auf di© Sonnen- oder Pias©-. tenräder 23a verkleinert, während auf di© Riagsahöräder 23c umd 25c sowie die Planetenträgersät'ze, 23b und 25b und somit auf die Ausgangswellen 14 und 16 der gleiche übertragen wird. Der letztgenannte Übergang wird auf die Ausgang® über das Eiagsahnrad 21e_s Zwischenzahnrad 41, Zahnrad 40_P Plaasteorad 3Sa₁, Planetenträger 36b, Ringzahnrad 36c, Übertragungszahnrad 38, Üb©rtragungszata~ räder 42 und 52" und über das Eingzahnrad 23c-zum Planetenträger 23b und Ausgangswelle 14 und über "das Riag^ahnrad 2§e zum Plaß©- tenträger 25b sowie""zur Ausgangswelle 16 herbeigeführt«, Gleielazeitig wird mechanische Leistung sm d©a Ausgangswellen 14 rad 18 über die Welle 13, das Plaaetenrad 23a„ den Planet©aträger 2Sb₉ den Planetenträger 36b und das Biaggafenrad 36e Übertrages, rasa mit der oben beschriebenen Aiatriefogvesrfceilung der hydrauliseiaea Leistung kombiniert zu werden. Di©'tif@it®3Pe Variaagsamung der SI©-= toren.l8b und 20b und di© U8sk@.fa3rang ito?©? Rotation- vergrößert weiter die Drehgeschwindigkeit ύ®τ Awsgaagsw©llea₀ Während ©iaer Steuerung mittelt das Eimgsahisipad Sie ύ®& Plaa@t@ag@trieb©satseg 21 die Geschwindigkeit ύΦτ Jtotos?©n 18b und 2Qb «ad ibertrtgt <ii©°

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sen Mittelwert auf das Planetenrad 36a, ,das seinerseits die Wirkung auf das Übergangszahnrad 38 und auf die Ringzahnräder 23c und 25c überträgt.

Beim Übergang vom zweiten Betriebsbereich zum dritten Betriebsbereich werden die Pumpmotoreinheiten 18 und 20 auf -80 % geschoben, wo das Zahnrad 50, die Welle 48 und das Kupplungselement 46 mit der gleichen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl rotieren, wie die Eingangswelle 13 und das Kupplungselement 30. Die Bremse D ist gelöst und die Kupplung E ist eingekuppelt, um die Übergangs zahnräder 50 und 52 und das Übergangszahnrad 42 mittels der Querwelle 44 anzutreiben und Antriebsleistung auf die Ringzahnräder 23c und 25c der ausgangsseitigen Planetengetriebesätze 23 bzw. 25 zu übertragen. Diese Verschiebung wird ebenfalls ohne Unterbrechung des Kraftstromes zu den Ausgangswellen 14 und 16 und ohne wesentliche Änderung in entweder der Eingangsdrehzahl oder der Ausgangs· wellendrehzahl herbeigeführt. Die Drehzahl bzw. Geschwindigkeit im dritten Bereich wird durch Verlangsamung der Rotation der Motoren 18b und 20b vergrößert und geht durch eine Nullrotation bei +100 % Hub der Pumpeinheiten 18a und 20a, der die Wellen 14 und 16 auf maximale Drehzahl antreibt.

Nachdem somit eine verbesserte Übertragung oder Transmission des hydromechanischen Typs gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, so sei abschließend bemerkt, daß auf Wunsch innerhalb der hier gegebenen Lehren selbstverständlich auch ein Zweigeschwindigkeitsbereich oder andere Betriebsbereiche und desgleichen Änderungen im Getriebe erzielt werden können. Auch wenn Pumpmotoreinheiten 18 und 20 mit Kugelkolben beschrieben worden sind, so ist deren Beschreibung lediglich als Beispiel anzusehen, und die hier beschriebenen könnten ohne weiteres durch eine geeignete bekannte, für ein variables Verhältnis sorgende Vorrichtung ersetzt werden.

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Schließlich kann anstelle der hier beschriebenen Raupen- oder Kettenfahrzeuge die Transmission auch bei auf Rädern angetriebenen Fahrzeugen angewendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Hydromechanische Antriebs- und Lenkungsübertragung mit einem Eingang, einem ersten und einem zweiten Ausgang und Mitteln zur Verbindung des Einganges mit den Ausgängen, gekennzeichnet durch einen hydraulischen Antrieb und einen mechanischen Antrieb, von denen der hy draulische Antrieb einen ersten und zweiten hydraulischen Motor, die mit dem Eingang gekoppelt sind, rsnd Mittel aufweist zur selektiven Veränderung der Ausgangsdrehgeschwindigkeit von jedem hydraulischen Motor, Mittel zur Verbindung des ersten Motors mit dem ersten Ausgang und Mittel zur Verbindung des zweiten Motors mit dem zweiten Ausgang, ein Lenkungsdifferential mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang, Mittel zur Kopplung des ersten hydraulischen Motors mit dem ersten Eingang des Lenkungsdifferentials und Mittel zur Kopplung des zweiten hydraulischen Motors mit dem zweiten Eingang des Lenkungsdifferentials, wobei der Ausgang des Lenkungsdifferentials eine durchschnittliche Ausgangsgröße der ersten und zweiten Eingänge liefert, ferner Mittel zur Kopplung des mechanischen Antriebes mit dem ersten und zweiten Ausgang und Mittel zur selektiven Kopplung des Ausganges des Lenkungsdifferentials mit dem mechanischen Antrieb.

2. Hydromechanische Übertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die ersten und zweiten hydraulischen Motoren Pumpmotoreinheiten mit Kugelkolben sind.

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3. Hydromechanische Übertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Lenkungsdifferential ein Planetensatz ist, wobei der erste Eingang einen Planetenträger aufweist, der zweite Eingang ein Sonnenrad und der Ausgang ein Ringzahnrad ist.

4. Hydromechanische Übertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Mittel zur selektiven Kopplung des mechanischen Antriebes mit den ersten und zweiten Ausgängen vorgesehen sind.

Hydromechanische Übertragung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein erster und zweiter Betriebsbereich vorgesehen sind, von denen der erste Betriebsbereich eine Hubbewegung der ersten und zweiten mit Kugelkolben versehenen Pumpmotoreinheiten in einer vorbestimmten Relation erfolgt, so daß eine Leistungsübertragung vom Eingang zu den ersten und zweiten Ausgängen erzielbar ist, und der zweite Betriebsbereich in einer vorbestimmten Kombination der Antriebsleistung erfolgt, die von dem hydraulischen Antrieb und dem mechanischen Antrieb von dem Eingang zu den ersten und zweiten Ausgängen übertragbar ist.

6. Hydromechanische Übertragung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Motor mit einer ersten Ausgangswelle gekoppelt ist und die Mittel für diese Kopplung einen ersten Planetengetriebesatz umfassen_r der ein Sonnenrad, einen Pia- < netenträger und ein Ringzahnrad aufweist, wobei der erste Motor mit dem Sonnenrad und die Ausgangswelle mit dem Plane- · tenträger gekoppelt ist, und der zweite Motor mit einer zwei-

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ten Ausgangswelle gekoppelt und die Mittel zu dieser Kopplung einen zweiten Planetengetriebesatz umfassen, der ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Ringzahnrad aufweist, wobei der Motor mit dem Sonnenrad und die Ausgangswelle mit dem Planetenträger gekoppelt ist, und daß ferner Mittel zur Kopplung des mechanischen Antriebes mit dem Ringzahnrad des ersten Planetengetriebesatzes und dem Ringzahnrad des zweiten Planetengetriebesatzes vorgesehen sind.

Hydromechanische Übertragung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß im ersten Betriebsbereich die übertragung der Antriebsleistung von dem Eingang zum Sonnenrad des ersten Planetengetriebesatzes und zum Sonnenrad des zweiten Planetengetriebesatzes erfolgt und im zweiten Betriebsbereich die Antriebsleistung vom Eingang sowohl auf das Sonnenrad als auch auf das Ringzahnrad des ersten Planetengetriebesatzes und sowohl auf das Sonnenrad als auch auf das Ringzahnrad des zweiten Planetengetriebesatzes übertragbar ist.

8. Hydromechanische übertragung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß der übergang vom ersten zum zweiten Betriebsbereich bei etwa plus 80 % des maximalen Hubes der ersten und zweiten Kugelkolben-Pumpmotoreinheiten erfolgt und die Drehgeschwindigkeit der ersten und zweiten Ausgangswellen durch Veränderung des plus 80 % des Maximums betragenden Hubes der ersten und zweiten Kugelkolben-Pumpmotoreinheiten in negativer Richtung vergrößerbar 1st.

9. Hydromechanische MuItibereichs-Lenkungsübertragung, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Differentials, das auf zwei geschwindigkeitsunabhängige Aus-

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gangsgrößen des einen Bereiches anspricht, um die Durchschnittsgeschwindigkeit der Ausgangsgrößen als eine Eingangsgröße zu einem weiteren Bereich einzuführen.

10. Lenkungsübertragung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß das Differential ein mechanisches Differential ist und der eine Bereich ein erster Bereich und der weitere Bereich ein zweiter, höherer Bereich als der erste Bereich ist.

11, Lenkungsübertragung nach Anspruch 10, dadurch g e k β η η ζ ei ebnet , daß der erste Bereich ein hydrostatischer Bereich mit rechten und linken hydraulischen Komponenten ist, die eine variable hydraulische Verschiebung aufweisen, und der zweite Bereich ein hydromechanischer Bereich ist.

12. Hydromechanische Multibereichs-Lenkungsübertragung, gekennzeichnet durch einen Leistungseingang, einen hydrostatischen ersten Bereich, der einen mechanischen Antrieb, der auf den Leistungseingang anspricht, eine einstellbare hydraulische Antriebs- und Lenkungsvorrichtung, die auf den Antrieb anspricht, zwei Ausgangswellen, die auf die Antriebs- und Lenkungsvorrichtung ansprechen, wobei die Drehzahl von jeder Ausgangswelle durch die einstellbare Antriebs- und Lenkungsvorrichtung zur Erzielung einer Lenkung unabhängig einstellbar ist, und zwei Übertragungs-Ausgangsvorrichtungen umfaßt, von denen die eine Vorrichtung auf jede Aus gangswelle des ersten Bereiches anspricht,

und einen hydromechanischen zweiten Bereich, der einen mecha-

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nischen Antriebseingang, der auf den Leistungseingang anspricht, einen Getriebesatz und Ausgangszahnräder zur übertragung der Ausgangsgröße des zweiten Bereiches auf die zwei

en Übertragungs-Ausgangsvorrichtung^ufweist,

ein die Geschwindigkeit mittelndes Differential mit zwei Eingangselementen und einem Ausgangselement, die zwischen den ersten und zweiten Bereichen angeordnet sind, wobei jedes Eingangselement mit einer unterschiedlichen Ausgangswell· des ersten Bereiches verbunden ist und das Ausgangeelement mit dem Getriebesatz des zweiten Bereiches verbunden ist, so daß bei einem Betrieb im zweiten Bereich auf diesen eine Drehzahl übertragbar ist, die der Mittelwert der zwei Ausgangsgrößen der einstellbaren hydraulischen Antriebs- und Lenkung»vorrichtung ist, wodurch die Lenkung in beiden Bereichen durch Einstellung der Antriebs- und Lenkungsvorrichtung des ersten Bereiches erfolgt, wobei die Ausgangsdrehzahl der übertragung im ersten Bereich eine Funktion des Leistungseinganges und der hydraulischen Antriebs- und Lenkungsvorrichtung ist und die Ausgangsdrehzahl der übertragung im zweiten Bereich eine Funktion der Ausgangsgröße des ersten Bereiches, des Leistungseinganges, des Getriebesatzee und der Ubertragungs-Ausgangsvorrichtung? ist.

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