DE2423626C3 - Stufenloses leistungsverzweigendes Verbundgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses leistungsverzweigendes Verbundgetriebe wie es im Oberbegriff des Patentanspruches 1 umrissen ist.

Aus der US-PS 35 80 107 ist ein dem Oberbegriff zugrundegelegtes stufenloses Verbundgetriebe bekannt, das für Lastwagen und andere Kraftfahrzeuge geeignet ist und mit dem es möglich ist, den Motor unabhängig von der Fahrgeschwindigkeit konstant bei einer Drehzahl zu betreiben. Dieses bekannte Getriebe hat hydraulische Einheiten als stufenlose Drehmomentwandler, die mit jeweils einem Reaktionsglied einer fünfgliedrigen Planetengetriebeanordnung fest gekoppe'! sind. Davon getrennt sind Abtriebsglieder der Planetengetriebeanordnung vorgesehen, die über zu schaltende Kupplungen mit der Abtriebsv/elle kuppelbar sind. Bei diesem vorbekannten Getriebe- sind auch bei vier Gangstufen die unteren Gangstufen so ausgebildet, daß ihre Kupplungen großes Drehmoment zu übertragen haben.

Aus der US-PS 32 12 858 ist ein anderes Verbundgetriebe bekannt, bei dem eine lösbare Kupplung für die Verbindung zwischen der einen hydraulischen Einheit und einem Glied des (eingangsseitigen) Planetengetriebes vorgesehen ist. Diese Kupplung bildet eine der Kupplungen, mit denen die beiden verschiedenen Gangstufen eingeschaltet werden. Der Abtrieb des eingangsseitigen P'anetengetriebes ist mit dem Abtrieb des Verbundgetriebes stets fest verbunden.

Eine Analyse der Verluste eines stufenlosen leistungsverzweigenden Verbundgetriebes mit beispielsweise hydraulischen Einheiten des stufenlosen Drehmomentwandler .^eigt, daß für einen gegebenen Bereich der Drehmoment- und Geschwindigkeitsveränderung der größte Verlust während des rezirkulaiiven Betriebs auftritt, während dem innerhalb des stufenlosen Drehmomentwandlers eine in entgegengesetzter Richtung erfolgende Leistungsübertragung auftritt. In diesem Zustand ist die Gesamtleistung innerhalb des Verbundgetriebes sogar höher als 100% der Antriebsleistung, was auf einen gewissen Blindleistungsanteil

hinweist. Der geringste l.eistiingsvcrlust tritt auf. wenn das Verbundgetriebe nicht-rc/irkulaliv arbeitet. Diese Bedingung liegt vor. wenn die Leistung vom Antrieb ausgehend auf den rein mechanischen LcisUingsweg des variablen Planelengetriebes und auf den Weg durch den slufenlosen Drehmomentwandler aufgeteilt wird und erst hinter dem Planetengetriebe wieder vereinigt wird. Die Einsparung an Verlustleistung mit Hilfe dieses Prinzips ist insbesondere dann groß, wenn das Verbundgetriebe einen großen Bereich der Drehmo >o mcntänderung von beispielsweise 8:1 bis 14:1 haben soll

Es im eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein technisch möglichst wenig aufwendiges Vcrbundgelrie· be her/uslellen. bei dem der Lcistungsvcrlust des slufenlosen Drehmomentwandlers möglichst gering ist.

iiic.c Aiif"t'be wird bei einem *.vie im O^^rb'^riff Ί'*ν Patentanspruchs I umrissenen slufenlosen leistung*- verzweigenden Verbundgetriebe erfindungsgemäß gelöst. wie dies im Kenn/eichen des Patentanspruches I eingegeben ist. Weitere Ausgestaltungen und Weitcrbildüngen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein leislungsvcrzweigendes Getriebe nach dem Ciedankcn der Erfindung befaßt eine Planetengelrieheanordnung. die ein Hohlrad mit Innenverzahnung, bei Pl.intMengctrieben als Außenkranz bezeichnet, einen Planetetiträger. der einen ersten und einen /weilen Sat/ miteinander kämmender Planetenräder hat. und die ein erstes und ein zweites Zeniralrad umfaßt. Die Antriebseinrichtung kann entweder der Außenkran/ oder der Phinetcnträgcr sein. Das hierfür jeweils nicht verwendete feil ist dann eines der beiden Abtriebsglieder. Diis andere Abtricbsglicd ist eines der /.cntralrädcr. während das andere 7.entralrad als Rcaklionsglied dieni hin stufenloser Drehmomentwandler verbindet eines der Abtriebsgliedcr mit dem Rcaktionsglied jeweils direkt oder jeweils über Zahnräder (Ansprüche 1.4 und 5).

Bei einer hydromechanischen Ausführungsform (Ansprach 2) eines erfindungsgemäßen Getriebes ist eine erste hydraulische Einheit vorgesehen, die in Antriebsverbindung mit dem Reaktionsglied steht. Eine zweite vorgesehene hydraulische Einheit isi mit dem einen der Abtriebsglieder in Antriebsverbindung. Die beiden hydraulischen Einheiten sind hydraulisch miteinander verbunden, und es dient jeweils eine hydraulische Einheit als Pumpe und die andere als Motor (und umgekehrt).

Eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemä-Ben Getriebes hat als stufenlosen Drehmomentwandler ein Reibradgetriebe (Anspruch 3).

Bei einem erfindungsgemäßen Getriebe sind Kupplungen vorgesehen, mit denen sich aufeinander folgend jeweils ein Abtriebsglied in einem vorgegebenen Drehzahl- bzw. Übersetzungsbereich mit der Abtriebswelle verbinden läßt und mit denen sich das jeweils andere Abtriebsglied von der Abtriebswelle trennen läßt, nachdem das jeweils eine Abtriebsglied mit der Abtriebswelle verbunden worden ist.

Eine Weiterbildung der Erfindung (Anspruch 10) besteht darin, ein Reduktions- bzw. Untersetzungsgetriebe zusätzlich vorzusehen, das in dem einen unteren Gang oder den mehreren unteren Drehzahl- bzw. Gangstufen und das in der einen Rückwärtsgangstufe oder den mehreren Rückwärtsgangstufen mit der Abtriebswelle zu verbinden ist. und zwar zwischen der Abtriebswelle und den beiden Abiriebsgliedern der ersten Pia net enget riebeanordnimg.

Dieses Untersetzungsgetriebe kann eine zweite Planelcngetriebcanordnung (Anspruch 13) umfassen, deren Abtriebsglicder jeweils mit einem Zcntralrnd gekuppelt werden und in der der Planetenirägei Planclenrädcr trägt, die mil dem Zeniralrad kämmen und der mit der Abtriebswclle verbunden ist. Es umfaßt auch einen Außenkranz, der ebenfalls mit denselben Planetenrädcrn kämmt und dem ein Bremsband oder eine andere Einrichtung zugeordnet isi. um diesen Außenkranz stillzusetzen, wenn dies gewünscht ist. Tür den Rückwärtsfahrbelricb kann ein zweiter Salz l'lanetenräder (Anspruch 17) vorgesehen sein, der mit dem ersten Salz Planetcnräder kämmt und der vom selben Planctenlräger getragen wird. Zu diesem Sat/ Planelcnräder fehlt ein zugehöriges Zeniralrad. es ist je'-!'."."h für diese wiriW ein Anll(<nkr:in/ vnrgrsrhi'n.

und dieser Aullcnkranz ist ebenfalls mil einer Kupplung oder Bremse in Verbindung, durch die dieser zweite Außenkranz während des Rückfahrbetriebes gebremst bzw. stillgesetzt werden kann.

Das crfindungsgemäßc Getriebe hai einen einfacheren konstruktiven Aufbau, hat kleinere hydraulische Einheiten und der rczirkiilalive l.cislungsanteil ist entwedci beseitigt oder sehr klein gemacht Ein wichtiger iiesiehtspunkt bei diesem Getriebe ist. dall der über den Drehmomentwandler übertragene l.eistungsanieil klein gehalten ist.

Bei iler hydromechanischen Ausführung des erfindungsgemäßen Getriebes ist die hydraulische Leistungsübertragung klein gehalten, obwohl Unübersichtlichkeit, übermäßige Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen und hohe Belastungen der Leistungszweige des Getriebes vermieden sind. Man erreicht eine hohe Zuverlässigkeit und ein Minimum an Kosten, man kann standardmäßige hydraulische Einheiten verwenden, die für die veranschlagten Geschwindigkeit*- und l.eistungsbedingungcn hohe Lebensdauer haben. Als Kupplungen können außerdem solche preiswerten Ausführungsformen verwendet werden, wie sie in großen Stückzahlen für Kraftfahrzeug-Drehmoment wandlcrget riebe verwendet werden. Eür vergleichbare Leistungsbemessung kann eine kleinere Anzahl von Friktion*- bzw. Rcibelementcn in den Kupplungen vorgesehen sein, als in lcisiungsgcschaltetcn Getrieben, und zwar deshalb, weil beim erfindungsgemäßen Getriebe bei allen Schaltpunkten die Kupplungselement tatsächlich synchron laufen. Die Anzahl der notwendigen Elemente ist daher nicht von ihrer thermischen Kapazität, son. :rn von ihrem Drehmomentaufnahmevermögen abhängig. Diese gleichen Ergebnisse lassen sich auch mit Reibradgetrieben als stufenlose Drehmomentwandler erreichen.

Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Getriebes zusammen mit einem Kolbenmotor können die Auspuffemissionen vermindert und der spezifische Treibstoffverbrauch verbessert werden, indem man den Motor in seinem günstigsten Drehzahlbereich arbeiten läßt, und zwar bei allen Fahrbedingungen. Außerdem ermöglicht es die Erfindung, einen kleineren Motor zu verwenden, da das Getriebe es ermöglicht, jeweils die volle Motorleistung bei jeglicher Fahrzeuggeschwindigkeit auszunutzen, ausgenommen bei unteren Gangstufen. in denen die Antriebskraft des Fahrzeuge* beschränkt wird. Dieselben Betrachtungen gelten auch für Kreiskolbenmotoren. Es ergeben sich auch Vorteile für die Leistungsübertragung bei Gasturbinen. Der I laupinachtcil für die Herstellung solcher Turbinen sind

heule die Herstellungskosten. Diese beruhen aber /υ einem gmllc'n IuI auf der Kompliziertheit der Ausführungsform der (iastui binen. wobei diese Kompli zicriheil auf der Notwendigkeit beruht, diese fur den Betrieb son Fahrzeugen auf variierendes Drehmoment und \,\ leiende Geschwindigkeit auszulegen. Der I iiiwelk'iuyp einer Turbine ist nicht nur wesentlich wirlschafilichcr herzustellen als die /weiwcllcnaiisfüh mn;· die normalerweise für Fahrzeuge verwendet wird, sondern sie ist auch wesentlich wirtschaftlicher, wenn sie im Bereich ihres maximalen Wirkungsgrades betrieben wird. Mit dem crfindungsgcmaHen Getriebe kann die Turbine in diesem Bereich betrieben werden.

Lin weilerer wichtiger Vorteil des erfindungsgcmii· Ilen Getriebes in hydromcchanischcr Ausführungsform ist. daß der Anfahrbetrieb und der Rückwärlsbelrieb

llydromeehanisches Anfahren schütz! das hydraulische System vor Überdrücken, weil beim Anfahren der maximale Druck vom Motordrehmoment abhängt. In hydrostatischen Anfahrsysicmen war es notwendig, ein sorgfältig arbeitendes System zum Schutz gegen Überdrücke vorzusehen, weil das hydraulische System als Pumpe nahe dem Hub Null außerordentlich hohe Drücke entwickelt, selbst bei sehr kleinem Antriebsmoiiienl des Motors.

In der Beschreibung zu den Figuren sind Ausfiihrungsbcispielc von Getrieben nach der Erfindung näher erläute .:

Fig. I zeigt eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht eines Getriebes. Statt die aufgeschnittenen Teile als Schnitte darzustellen, sind diese nur in ihren Außenlinien wiedergegeben. Die inneren Teile der hydraulischen Einheit sind nicht dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die Antriebseinrichtung der ersten und FFaupt-Planetengetriebeanordnung ein Planetcnträgcr. Die beiden Abtriebsgliedcr sind ein innenverzahntes Hohlrad, bei Planetengetriebcn als Außenkranz bezeichnet, und ein Zentralrad, die beide mit demselben Satz, von Planetcnrädern kämmen.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes nach I"ig. I.

F i g. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht nach der Schnittlinie i-3 nach Fig. 2. wobei diese Ansicht übersichtlicher ist.

F-" ι g. 4 zeigt einen Schnitt 4-4 nach F i g. 3. in dem nur der Träger und seine Planetenräder, diese teilweise aufgebrochen, gezeigt und andere Teile weggelassen sind

I ig 3 zeigt ein Drehz.ahllinien-Diagramm für ein (j el riebe nach den F i g. I bis 4.

Fig. b zeigt das Zugkraft-Diagramm und den Prozentanleil hydraulisch übertragener Leistung für die verschiedenen Gangstufen eines Getriebes nach den· Fig. I bis4.

Fig. 7 zeigt eine Fig.2 entsprechende Ansicht einer anderen Ausgestaltung eines Getriebes, bei dem ein Außenkranz. Antriebsglied und der Planetcnträgcr und das Zentralrad jeweilige Abtriebsglieder sind.

Fig. 8 zeigt eine Ansicht entsprechend Fig. 2 einer weiteren Ausführung, bei der nur eine Anfahr- und eine Rückwärts-Gangstufe vorgesehen sind, so daß dieses Getriebe nur drei Vorwärtsgangstufen hat.

F i g. 9 zeigt eine F i g. 2 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführung, die nur zwei Vorwärtsgänge hat und bei der der Außenkranz Reaktionsglied ist.

F i g. 10 zeigt ein Drehzahl-Diagramm zu F i g. 9.

F i g. 11 zeigt eine F i g. 9 entsprechende Ansicht einer anderen Ausführung, bei der die hydraulischen Finhciten η. κ h Fig. 9 durch ein Reibradgetriebe ersetzt sind. Im übrigen entspricht das Getriebe nach Γ i g. 11 demjenigen nach I i g. 9, und die Tabelle, hier nach ^ I if. 11Λ ist güllig für die Schaltzustände der Kupplungen.

I ig. 12 zeigt cine F i g. 11 entsprechende Ansicht einer weiteren Ausführung, die jedoch in diesem Falle drei Gangstufen anstelle von zwei wie in Fig. Il hat

,„ und aus der Tabelle (F i g. 12A) gehen die Schallzustände der Kupplungen in den verschiedenen Gangsiufcn des Getriebes nach Fig. 12 hervor.

I ig. 13 zeigt im Schnitt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführung, und zwar ein Zweigangge-

,₅ triebe, das speziell für Personenwagen geeignet ist. Es hat weniger Kupplungen und dafür größere hydraulische [iinhcitCn. hpynijpn auf Hip l.pkliinp und tiip Schaltzustände seiner Kupplungen für die verschiedenen Gangstufen gehen aus der Tabelle (F"ig. 13A) hervor.

F i g. 14 zeigt ein Drehzahldiagramm für ein Getriebe nach Fig. 13, wobei in diesem Diagramm die Drehzahlen der Planetengetriebeteile in Prozenten der Antriebsdrchzahl angegeben und über der Ablriebsdrehzahl, diese gerechnet in Bruchteilen 0.0 bis 1,5 der Antriebsdrehzahl, aufgetragen sind.

Fig. 15 zeigt das Drehmoment- und Leistungsdiagramm, wobei das Abtriebsdrehmoment, die insgesamt übertragene Leistung und der hydraulisch übertragene Leistungsanteil über der Abtriebsdrehzahl, diese gerechnet wie in Fig. 14, aufgetragen sind.

Fig. Ib zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführung. Diese Ansicht entspricht im wesentlichen F i g. 2. jedoch sind zusätzlich eine Bremse zum Stillsetzen der Welle einer der hydraulischen Einheiten in Bezug auf das Gehäuse, eine Kupplung zum Verkoppeln des Antriebsgliedes und eines Abtriebsgliedes (das eine ist dabei der Abtriebs-Außenkranz) der Haupt-Planetengetriebeanordnung und ein Ersatz der Klauenkupplungen für die Friktionskupplungen im Abtriebsieil vorgesehen sind.

Fig. 17 bis 20 sind Einzelansichten von Ausschnitten, die andere Ausführungsformen für das Zusammenkuppeln von zwei Teilen der Haupt-Planetengetriebeanordnung zeigen.

Der Ausschnitt nach Fig. 17 zeigt dabei eine Kupplung zum Kuppeln des Abtriebs-Zentralrades und des Trägers miteinander, wobei auch benachbarte Teile gezeigt sind. In einer ähnlichen Ansicht gemäß Fig. 18 ist eine Kupplung gezeigt, die das Abtriebs-Zentralrad und den Abtriebs-Zahnkranz kuppelt.

Eine ähnliche Ansicht gilt Fig. 19, die eine Kupplung für das Zusammenkuppeln des Trägers und des Reaktions-Zentralrades zeigt Die ähnliche Ansicht nach F i g. 20 zeigt eine Kupplung für das Kuppeln des Reaktions-Zentralrades und des Abtriebs-Zentralrades miteinander.

Die F i g. 1 bis 4 zeigen ein Viergang-(Wechsel)-getriebe 10 das speziell für die Verwendung bei schweren Lastwagen, eingeschlossen Geländefahrzeugen, bestimmt ist. Es hat vier Gänge und zwei Gänge davon arbeiten im Anfahrbereich und bei niedrigen Geschwindigkeiten.
Von einer Antriebseinrichtung wie z. B. einer

Antriebswelle II. die mit konstanter Geschwindigkeit oder mit vorgegebenen Geschwindigkeiten rotiert, ausgehend, wird eine Abtriebswelle 12. angetrieben und zwar in einem weiten Geschwindigkeitsbereich unter

Verwendung des Getriebes 10. Nach den I ig I und .' UmFiIl)I dns Getriebe 10 eine PlanetengciricbeaMord nung 15 mit einem Planeieniräger lh. tier this Anlriebsglied des Planeiengelriebes 15 ist und der mit der tiingangswelli Il über das Verbindungsglied 17 verbunden ist. Der l'lanetentriiger 16 trügt zwei Sätze von Planeienräüc'rn 18 und 19, die miteinander kilinnten. wie dies um besten aus F i g. J /u ersehen ist.

Der Abtrieb der Planetengetriebeanordnung 15 ist zweifach, mit anderen Worten, bei dieser beispielhaften Ausführungsform sind zwei Ablriebsglieder vorgesehen, lines dieser Abtriebsglieder ist ein llohlrad bzw. Außenkranz 20. der mit den Planelenriidcrn 18 kämmt. Das andere Abtriebsglied ist ein Zcnlralrad 21. das ebenfalls mit demselben Satz Planetenrädern 18 kämmt. Schließlich ist ein Reaktionsglied vorhanden, das hier ein /entralrad 22 ist. Das Zentralrad 22 kämmt mit dem

.ΪΪΙΪΛ I 111111.11.1

als Motor, und clic vorher als Motor arbeitende I inheil arbeitet dann als l'inii|>e. Die Drehzahlanderuni/en der Ahirichswclle 12 in einem leclen Hereich hangt \on der Arbeitsweise dieser hydraulischen I inheilen Π und lh

"> ah. In einem jeden Bereich wird der I lnb b/w. die Verdrängung der einen Einheit, bezogen .uif den der iinderen Einheit, verändert, was /ti einer Geschwindigkeitsänderung in tier l'lanetengetriebeanordniing 15. ausgehend von einer Minimalgeschwindigkcit des

i<> Guschwirulitrkeitsbereiches bis zu einer Maximalgcschwindigkeil des Bereiches, führt Hei Mavimalgeschwindigkcii "der bei Minimalgcschwindigkcil erfolgt ein I Inischalten in die nächste Gaiigsiiifc.

Das Keaklionsglied. hier das /eniralrad 22. ist immer mit einer der beiden hydraulischen Einheiten verbunden Ils ist nämlich die Einheit JJ und das eine der Ablriehsglieder. in diesem Augenblick das /entralrad 2ί, ίϋΐϋΐ','Γ !ϊϊ!1 der -»nd'Pp hyⁱ!r-!M''H'hiⁱn Finhfit ift

und I"} haben voneinander getrennte Wellen 23 und 24 für jeweils eines der Planetenräder. Es befinden sich aber alle Planetenrader im selben Planctenträger 16, so daß sie dazu dienen, die F.ingangsleistung von der Antriebswelle 11 über den Träger 16 an die beiden Ausgangszahnräder 20 und 21 und das Reaktionszeit tralrad 22 zu übertragen.

Zur Ermöglichung von Hilfsantrieben kann ein Teil oder Zahnrad 25 für eine Leistungsabnahme vorgesehen sein. Hierzu siehe F i g. 2, da das Zahnrad 25 in Fig. I nicht gezeigt ist. Das Zahnrad 25 wird mit dem Verbindungsglied 17 angetrieben, das den Planetenträger 16 mit der Antriebswelle Il verbindet. Mit dem Zahnrad 25 kann auch eine hydraulische Hillspumpe (nicht dargestellt) angetrieben werden, die für Schmierung. Kühlung und Versorgung des hydraulischen Hauptsystems dient.

Der Außenkranz 20, der eines der zwei Abtriebsglieder ist. ist über ein sich radial erstreckendes Teil 26 mit der zentralen Welle 27 verbunden, die koaxial zur Antriebswelle Il und zur Abtriebswelle 12 ist. Es sei darauf hingewiesen, daß alle Teile der Planetengetriebeanordnung 15, ausgenommen die Planetenrader selbst und deren Wellen, koaxial in Bezug auf eine gemeinsame Achse sind. Das Zentralrad 21. das das andere Abtriebsglied ist, ist in diesem Falle mit einer koaxialen Hohlwelle 28 verbunden.

Das Zentralrad 22. das das Reaktionsglied ist. ist mit einer anderen Hohlwelle 29 verbunden, die konzentrisch zu den Wellen 27 und 28 ist. Die Welle 29 ist als zu den Wellen 27 und 28 außen liegend gezeigt. Die Welle 29 ist mit einem Zahnrad 30 verbunden, das wiederum in ein Zahnrad 31 eingreift. Das Zahnrad 31 ist mit einer Hilfswelle 32 verbunden, die in Antriebsverbindung mit einer hydraulischen Einheit 33 mit variablem Hub steht.

Die Welle 28, die von dem Zentralrad 21 angetrieben wird, ist mit einem Zahnrad 34 verbunden, das wiederum mit einem Zahnrad 35 kämmt. Das Zahnrad 35 ist auf einer Hohlwelle 37 befestigt, die mit der Welle 32 konzentrisch ist. Diese Welle 37 ist in Antriebsverbindung mit einer hydraulischen Einheit 36, die ebenfalls veränderbaren Hub hat. Die zwei hydraulischen Einheiten 33 und 36 sind hydraulisch miteinander verbunden, so daß, wenn die Einheit 36 als Pumpe arbeitet, die Einheit 33 als Motor arbeitet und umgekehrt. Bei Betrieb dieser Einrichtung wechseln die beiden Einheiten ihre Arbeitsweise: Die eine ari^-itet als Pumpe während die andere als Motor arbeitet. An einem bestimmten Punkt gibt es eine Umschaltung und die zunächst als Pumpe arbeitende Einheit arbeitet dann verbunden.

Das Getriebe besitzt auch ein Reduktionsgeiriebe 40. das eine /weile Planetengetriebcanordrnmg umfassen kann. Die Reduktionsgetriebeanordnung 40 isl hier mil einem Zcntralrad 41 und einem Planctenirager 42. mit einem ersten Satz Planeteniräger 43 und mit einem

*5 zweiten Satz Planetenräder 44. dargestellt. Die Planelenräder kämmen untereinander nach im wesentlichen demselben Prinzip, wie die Planelenräder 18 und 19 miteinander kämmen. Das Getriebe 40 hai zwei AuUenkränze. einen Außenkran/ 45. der mit den Planetenrädern 43 kämmt, und einen Außenkran/ 46. der mil den Planetenrädern 44 kämmt. Der Außcnkranz 45 und die Planetenrader 43 werden für Vorwärtsgcschwindigkeiien zum Anfahren und für niedrige Geschwindigkeiten verwendet. Der Außenkran/ 46 und die Planetenrader 44 werden für Rüekwäitsgeschwindigkeiten verwendet.

Mit dem Außenkranz 45 steht ein Bremsband odei eine Kupplung 47 in Verbindung, die gegenüber dem Außenumfang des Außcnkranzes 45 angezogen oder mit einem Anteil des Außenkranzes 45 verbunden weiden kann, um diesen zu stoppen oder an das Gehäuse zu koppeln, so dal) der Außenkranz 45 relativ zu dem Gehäuse in Stillstand gehalten wird, wobei das Gehäuse die Anordnung aufnimmt. In ähnlicher Weise kann ein Bremsband oder eine Kupplung 48 betätigt werden, um diese mit dem äußeren Umfang des Außenkranzes 46 in Verbindung zu bringen, der das Rückwärtsgetriebe ist, um dieses Getriebe zum Stillstand zu bringen. Da die Planetenräder 43 die einzigen Planetenrader sind, die mit dem Zentralrad 41 in Eingriff stehen und da die Planetenräder 44 mit den Planetenrädern 43 kämmen, wird klar, daß der Außenkranz 46 in entgegengesetzter Richtung zu dem Außenkranz 45 umläuft.

Auf diese Weise ist das Antriebsglied der zweiten Planetengetriebe- oder Reduktionsgetriebeanordnung 40 das Zentralrad 41 und das Abtriebsrad ist der Planetenträger 42, der über einer Verbindung 49 mit der endgültigen Abtriebswelle 12 verbunden ist. Es ist ein

Satz Kupplungen vorgesehen, um den Übergang von einer Gangstufe zur anderen durch Umschalten vorzunehmen, in jedem Falle wird der einzulegende Gang eingelegt ehe der zu lösende Gang gelöst ist. Kurzzeitig laufen sie beide mit gleicher Drehzahl, mit

anderen Worten, das Umschalten erfolgt im wesentlichen synchron. Einem jeden der Abtriebsglieder 20 und 21 ist je eine Kupplung zugeordnet, eine für den Anfahrbereich und den Bereich für niedrige Geschwin-

digkcilcn und die andere für die höheren Geschwindigkeilen. (ede der Kupplungen h;it ein Teil, eins mit einem der Ablriebsglieder 20 oder 21 verbunden ist. Ein anderes Teil ist entweder mit den) /enlralrad Μ oder nut der Verbindung 49 verbunden, die direkt mil der ^s Abiriebsvi eile 12 verbunden ist.

Die ersie und niedrigste Giingsiufe (Stufe I in den I i g. 2A. ^ri und 6) wird erhalten, wenn die Kupplung 50 eingekuppelt ist. die die Vollwelle 27 (und damit ilen Abtriebs AuUcnkran/ 20) mit dem /cnirnlrad 41 liber die Hohlwelle SI verbindet, und wenn außerdem das Bremsband oder die Kupplung 47 an dem AuUenkran/ 45 anliegt und ihn festhält. Da die hydraulischen Einheilen Jl und 16 in der Weise arbeiten, dall sie die Dreh/ahl der Abtricbswcllc 12 in der von den "5 Kupplungen 50 und 47 betriebenen Gangstufe steigern, ist es möglieh, sobald das Maximum der Gesehwindig kr-it prrnirhl is!, synchron auf dir /u/rilr Gangslllfr· (Stufe II) für r.iedrige Gcsehwindigkcitcn um/usehaltcn. In dieser G.jngslufe verbindet die Kupplung 53 die Welle 28 mit dem Zenlralrad 41. Daraufhin wird die Kupplung 50 gelöst, jedoch bleibt die Kupplung oder das Bremsband 47 an dem Außenkran/ 45.

So wie die Gesehwindigkeil in der zweiten Gangstufe für niedrige Geschwindigkeit ansteigt, wird ein weilerer ²S Schaltpunkt erreicht, bei dem in einen neuen Überset-/ungsbcrcich umgeschaltet werden kann, und /war wenn die Maximalgeschwindigkeit der /weilen Gangs'ufe erreich! worden ist. Um in die dritte Gangslufc (Stufe IM in den F i g. 2A, 5 und 6) umzuschalten, wird die ^⁰ Kupplung 54 eingekuppelt, die die Vollwelle 27 und damit den AuDenkranz 20 direkt mit der Abtriebswelle 12 verbindet und es wird daraufhin die Kupplung 53 ausgekuppelt, wobei auch die Kupplung 47 ausgekuppelt ist. wobei die Kupplung 47 das Bremsband ist. das bis zu diesem Zeitpunkt den Außenkranz 45 festgehalten hat.

Die Antriebsverbindung ist jetzt direkt und in dieser dritten Schaltstufe erfolgt wiederum eine Geschwindigkeiissteigerung durch die Wirkung des hydraulischen Systems bis wieder ein Umschalten durchführbar wird. In diesem Zeitpunkt wird die Kupplung 55 eingekuppelt, um die Antriebsleistung direkt vom Abtriebsglied 2t und seiner Welle 28 auf die endgültige Abtriebswelle 12 zu übertragen. Daraufhin, wird die Kupplung 54 gelöst. Die Geschwindigkeit steigt in dieser Gangstufe IV an und bringt die Abtriebswelle auf ihre äußerste Endgeschwindigkeit bzw. -drehzahl.

In der Rückwärtsstufe ist die Arbeitsweise ganz ähnlich, ausgenommen, daß an Stelle der Betätigung der Kupplung oder des Bremsbandes 47, mit dem der Aiißenkranz 45 festgehalten wird, die Kupplung bzw. das Bremsband 48 benutzt wird, um den Außenkranz 46 festzuhalten. In diesem Zustand erfolgt weiterhin die Kraftübertragung von dem Zentrairad 41 auf die Planetenräder 43 über die kämmenden Planetenräder 44 und die Richtung ist deshalb umgekehrt. Der Planetenträger überträgt damit die Antriebsleistung auf die endgültige Abtriebswelle 12 in Rückwärtsrichtung. Das Anfahren in Rückwärtsrichtung erfolgt durch ^ Einkuppeln der beiden Kupplungen 48 und 50 und wenn höhere Rückwärtsgeschwindigkeit gewünscht ist. läßt sich die Kupplung 53 synchron einkuppeln und dann die Kupplung 50 lösen, wenn die Maximalgeschwindigkeit im niedrigsten Rückwärtsgang bei eingekuppelter Kupplung 50 erreicht worden ist. Es ist ersichtlich, daß es bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform für Rückwärtsfahrt keine andere Auswahl als die beiden innersten I Ibcrset/ungsbereiche gibt.

Die beiden hydraulischen Einheiten Jl und 36 sind Rücken an Rucken angeordnet und werden durch ein Tninsfcrleil 56 voneinander getrennt. Dieses Teil 56 weist I.eilungen auf, mit denen öl zwischen den hydraulischen Einheiten 33 und 36 übertragen wird. Wie schon erwähnt, wird die hydraulische Einheit 33 mittels der Welle 32 angetrieben, die eine teleskopierbar Welle oder eine Hohlwelle ist, die durch die zylindrische Öffnung in der Welle 37 der hydraulischen Einheit 16 hindiirchpaßt.

Die eine hydraulische Einheit 13 ist immer mil dem /cniralrad 22 verbunden, das immer Reaktionsglied ist und die andere hydraulische Einheit 16 ist mit dem einen Abiriebsglied 21 verbunden, das über die Planctenräder 18 mil dem anderen Abtriebsglied 20 verbunden ist. Es liegt keine Verbindung einer hydraulischen Einheil mit einem Anlriebsglied vor. Der L.eistungsanleil, der durch die hydraulischen Einheiten 33 und 16 läuft und der gegebenenfalls der Abtriebswelle 12 zugeführt wird, ist additiv und nicht rezirkulativ bzw. rücklaufcnd, ausgenommen in ganz wenigen kleinen Bereichen, wo dies glücklicherweise hingenommen werden kann.

Da die hydraulische Einheit 13 entweder eine Pumpe oder ein Motor ist, während die Einheit 36 die dazu entgegengesetzte Funktion ausübt, kann das Reaktions-/entralrad 22 schneller oder langsamer als der Träger 16 laufen. Wenn das Zentralrad 22 mit der gleichen Umdrehungsrichtung wie der Träger 16 läuft, arbeitet die hydraulische Einheit 33 als Motor in den Gangstufen I und Il (siehe Fig. 5). Wenn das Zenlralrad 22 entgegengesetzt dem Träger 16 läuft, dann arbeitet die mit ihm verbundene hydraulische Einheit 33 als Pumpe in den Gangstufen 1 und III. In den Gangstufen II und IV tritt das Entgegengesetzte ein. In dem Zustand, in dem das Zentralrad 22 stillsteht, oder nahezu die Geschwindigkeit Null hat, arbeitet die hydraulische Einheit 33, die diesem Rad zugeordnet ist. mit ihrem maximalen Hub. Die hydraulische Einheit 36 hat dann den Hub bzw. die Verdrängung Null. In diesem Zustand wird keine hydraulische Leistung übertragen. Wenn die Getriebeverhältnisse derart sind, daß das Zentralrad 22 niemals seine LJmdrehungsrichtung ändert, tritt überhaupt kein rezirkulativer Leistungsanteil auf.

Beginnend von einem Punkt, bei dem keine hydraulische Leistung übertragen wird, und bei dem das Zenlralrad 22 stillsteht, fängt der Betrieb an. Es ist zu erkennen, daß der Abtriebs-Außenkranz 20 in der niedrigsten Gangstufe I für das Anlaufen herangezogen wird. Wenn das Reaktionszentralrad 22 in einer Umdrehungsrichtung läuft, wird das Zahnrad 20 langsamer. Wenn dann etwas rezirkulativer Leistungsanteil auftritt, während das Zentralrad 22 in entgegengesetzter Umdrehungsrichtung läuft, nimmt die Drehzahl des Außenkranzes 20 zu. Wie anfangs darauf hingewiesen, ist der Abtriebs-Außenkranz 20 über die Kupplung 50 mit dem Zentralrad 41 des letzten Abtriebsplanetengetriebes verbunden, womit ein hohes Übersetzungsverhältnis für das Anfahren erreicht wird. Sobald der Außenkranz 20 schneller wird, infolge der Wirkung des Zentralrades 22 (das allmählich langsamer wird und zum Stillstand kommt oder sogar in Rückwärtsumlauf kommt, sofern etwas rezirkulativer Leistungsanteil benutzt wird) steigt die Drehzahl der Abtriebswelle 12. Gleichzeitig nimmt die Drehzahl des anderen Abtriebs-Zentralrades 2t ab.

An einem Punkt bzw. bei einem Zustand sind die Drehzahlen der Räder 20 und 2t gleich groß. An diesem

Punkt ist es möglich, die Kupplung 53 einzukuppeln und bald darauf die Kupplung 50 zu lösen, womit nun in die /weile Anfahrstufe, Gangstufe II, gekommen ist. Her Geschwindigkeitsanstieg setzt sich in wie beschriebener Weise fort bis ein Punkt erreicht wird, an dein der AuQenkranz 20 und die Welle 27 dieselbe Drehzahl erreicht haben, wie sie die Abtriebswellc 12 hai. An diesem Punkt erfolgt das nächste Umschalten in Gangstufe III durch Einkuppeln der Kupplung 54 und gleichzeitiges Lösen der Kupplung 53 und auch des Bremsbandes 47. Der weitere Geschwindigkeitsanstieg in dieser dritten Gangstufe gehl solange, bis die Welle 28 mit derselben Drehzahl wie die Abtriebswellc 12 läuft. Dann erfolgt wiederum ein Umschalten, und zwar in die Gangstufe IV, in dem man die Kupplung 55 einkuppelt und unmittelbar darauf die Kupplung 54 löst. Diese vierte Gangslufe reicht dann bis zu Maximalgcschwindigkeit der Abtriebswelle 12.

Wahrend dies altes abläuft, tritt nur ein absolutes Minimum an rezirkulativem Leistungsanleil auf. Daraus zeigt sich die praktische Nützlichkeit des einfachen Aufbaues eines erfindungsgemäßen Getriebes. Der Prozentanteil an hydraulisch übertragener Leistung im ganzen Bereich ist sehr sehr klein. Im obersten Bereich z. B. bei rund 55 bis 100 km/h (35 bis 65 mph) beträgt die hydraulische Leistung etwa 18% bei 55 km/h. nahezu Null bei ungefähr 80 km/h und nur 13% bei 100 km/h. Falls kein rezirkulativer Leistungsanteil verwendet wird, sind die Prozentanteile etwas höher, aber die Drücke sind im allgemeinen niedriger, wodurch im Ganzen verbesserter Wirkungsgrad gegeben ist. Der wesentliche Anteil der Betriebsdauer eines Lastwagens fällt in diesen Geschwindigkeitsbereich und daher wird damit günstiger Treibstoffverbrauch und günstige Emission erreicht.

Das Getriebe hat auch in den niedrigen Geschwindigkeitsbereichen und beim Anfahren sehr günstigen Wirkungsgrad, weil das Anfahren sowohl mit dem mechanischen System als auch mit dem hydraulischen System erfolgt, um den Lastwagen aus dem Stand anzufahren. Dies ist günstiger, als wenn nur ein hydrostatisches System aliein verwendet werden würde. Der Wirkungsgrad eines solchen würde höchstens ungefähr 75% betragen.

Das hydromechanisch^ Anfahren erfordert die Verwendung eines Rückwärlsgetnobcs. Mit den wie gezeigten Ausführungsformen ist es möglich, unter Verwendung derselben Ausgangs-Planetengctriebeanordnung 40 mit seinen zusätzlichen AuOenkränzen 45 und 46 rückwärts zu fahren, wobei diese Außenkränzc als Rückwärtsgang dienen.

Bei der in den Fig. I bis 4 gezeigten Ausführungsform haben beide hydraulischen Einheilen 33 und 36 veränderbaren Hub bzw. Verdrängung. Das bedeutet, daß sie beide kleinere Größen haben können. Wie dies im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach F i g. 7 gezeigt wird, kann eine der hydraulischen Einheiten eine solche mit festem Hub bzw, Verdrängung sein. Damit wird eine zusätzliche Komplizicrung durch Veränderung der einen Einheit vermieden. Das bedeutet aber. daß. wenn eine der Einheiten konstanten Hub hat, diese Einheit mit dem Reaktionsglicd verbunden sein muß.

Die Drehzahl-Diagramme der F i g. 5 und 6 zeigen die Arbeitsweise des Getriebes bei allen Vorwärtsgeschwindigkeiten. Es sei darauf hingewiesen, daß die Rückwärtsgeschwindigkeiten das Spiegelbild der Gangstufen I und Il sind. Das Diagramm nach F i g. 5 zeigt die Vorwarisdreh/ahlen, aufgetragen über den Geschwindigkeiten dor Teile der Planctengeiriebcanurdnunp. .wobei die Drehzahlen in Prozent der Antriebsdrehzahl angegeben sind. Die tatsächliche Fahrtgeschwindigkeii ist für einen Lastwagen auf der Abszisse für die vier Gangsuifcn aufgetragen. Ein Studium dieser Diagramme zeigt genau den Arbcitsverlauf in den· Getriebe 10. Wenn rezirkulativer Leistungsanteil auftritt, gilt der Linicn/ug 22 in Fig. 5 und wenn kein rczirkulativer

■ο Lcistungsanicil auftritt,gilt der Linicäizug2Z4.

Aus F i g. 6 sind zwei Zusammenhänge zu entnehmen: und zwar die Zugkraft und der Prozcnianicil der hydraulisch übertragenen Leistung, beide über der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgetragen. Die Zugkraft

IS ergibt eine glatte gleichmäßige Kurve, wohingegen die Kurve des Prozentanteils hydraulisch übertragener Leistung Unstetigkeiten hat. Die Anteile der Kurve A. soweit sie unterhalb der Nullgeschwindigkeit liegen und die unter die Ncgativgcschwindigkcitcn gehen, geben

ίο den Prozenianieil hydraulischer Leistung wieder, die rczirkulativ ist. Wie zu sehen ist. tritt dieser Umstand nur an wenigen Stellen auf und der Prozentanteil liegt dann unter 20%, was vertretbar ist. Wenn keine rezirkulativc Leistung auftritt, gilt die Kurve B.

Die F i g. 7 und 7A zeigen eine andere Ausführungsform eines Vier-Gang-Gelriebes mit anderen Antriebsund Abtricbscinrichtungen. Dieses Getriebe 60 nach F i g. 7 hat jedoch relativ geringe Unterschiede gegenüber demjenigen nach Fig. 2. Aus diesem Grunde haben die meisten Einzelteile in Fig. 7 mit I"ig. 2 übereinstimmende Bezugszeichen. Die etwas unterschiedliche Darstellung der Kupplungseinrichtung macht keinen Unterschied, da dies nur eine Sache der Wiedergabe ist.

Das Getriebe 60 hat eine Planetcngctriebcanordnung 61 mit einem Außenkranz 62, der als Antriebseinrichtung dient und über das Teil 63 mit der Antriebswelle 11 verbunden ist. Der Planctenträgcr 64 arbeitet, soweit dies seine Funktion als Planetenträgcr betrifft, genau wie der Träger 16. Der Träger 64 dient jedoch als Abtriebseinrichtung und ist mit der /cntralwellc 27 über das Teil 65 verbunden. Der einzige Unterschied zum Zwecke der Darstellung ist der, daß hier eine hydraulische Einheit 66 mit konstanter Verdrängung bzw. Hub verwendet ist anstelle einer hydraulischen Einheit 33 mit variablem Hub. Diese Einheit 66 mit konstantem Hub kann auch in einer Ausfi'ihrungsform nach den F i g. 1 bis 4 ohne weitere Veränderung verwendet werden und in einem Getriebe 60 kann cmc Einheit 33 mit veränderbarem Hub allein mit dieser Veränderung angewendet werden.

Die Betriebsweise eines Getriebes 60 ist grundsätzlich dieselbe, soweit dies die Gangstufen betrifft. Es liegt der kleine Unterschied vor, daß der Außenkranz 62 immer als Antriebseinrichtung dient und daß der Träger 64 eine der beiden Abtriebseinrichtungen ist und die Funktion des Außenkranzes 20 nach F i g. 2 übernimmt. Die Gcschwindigkeits- bzw. Drehzahldiagrammc nach den F i g. 5 und 6 sind im wesentlichen identisch für die Ausführungsform nach den Fig. 7 und 7A. Auch die Folge des Einkuppeins und Lösens der Kupplungen ist wieder dieselbe. Bei der Ausführungsform nach F i g. 7 wird jedoch ein größerer Anteil an Leistung in den oberen Bereichen der Gangstufen I und III hydraulisch

6; übertragen, als dies für die Ausführungsform nach den F i g. I bis 4 gilt. In den unteren Geschwindigkeitsbereichcn dieser Gangstufen überträgt die Ausführungsfurm nach F i g. 7 ein geringeres Maß an Leistung hydraulisch.

als hei dem Getriebe nach den Γ ig. I bis 4.

Die Γ i p. H /eigt ein Gelriebe 70, das im wesentlichen identisch mit dem Getriebe 60 nach Fig.b ist. das jedoch einfacher ist und drei Vorwürlsgänge hat und bei dem einige Kupplungen weggelassen sind, verbunden mit entsprechenden Vorteilen und Nachteilen. Die l'lanetengetriebcanordnung 61 und die hydraulischen Einheilen 36, 66 usw. sind die gleiche:». Der ein/ige Unterschied 1st das Weglassen einiger Kupplungen bei diesem Drei-Gang-Getriebe. Der Abtrieb vom Träger M über das Teil 65 geht zu der Welle 71. Die Welle 71 ist über eine Kupplung 72 mit der Abtricbswcllc 12 zu verbinden. Der Abtrieb von dem Zcniralrad 2! läuft zu einer Welle 73. aui der das Zentralrad 41 befestigt ist. Die Welle 73 ist über eine Kupplung 74 mit dem Träger 42 und damit mit der Abiriebswcllc J2 kuppelbar.

In der niedrigsten Gcschwindigkcitsslufe ist nur die Kupplung 47 eingekuppelt, die mit dem Außenkranz 45 (oder einem damit verbundenen Teil) in Eingriff ist. um den Auüenkranz 45 fest/uhaitcn. Die Leistung wird ao dementsprechend über das Zcniralrad 4! und den Träger 42 dem Teil 49 und damit der Abtricbswelle 12 zugeführt. Dies ist die einzige Anfahrts- und Langsamfahr-Stufe (Stufe I) dieses speziellen Getriebes. Rückwärtsfahrt wird durch Einstellung der relativen Hübe »5 bzw. Verdrängungen der hydraulischen F.inhcitcn 36 und 66 in der Weise erreicht, daß sie beide sogar schneller laufen, als ihre laufgeschwindigkeit bei Stillstand der Abtriebswcllc 12 ist. Auf diese Weise wird die Welle 12 in Rückwärtsrichtung gedreht und läuft in der Vorwärtsgeschwindigkeit entgegengesetzter Umdrchup^srichtung.

Wenn in dieser niedrigsten Gangslufc (I) die Geschwindigkeit der Abtricbswcllc 12 erreicht ist. wird die Kupplung 72 eingekuppelt und die Kupplung 47 gelöst, womit die Gangslufe Il erreicht ist. Die Gangstufc III erhält man bei einer späteren synchronen Umschaltung, bei der die Kupplung 74 eingekuppelt wird und die Kupplung 72 gelöst wird. Die Arbeitsweise ist grundsätzlich die bereits beschriebene. 4»

Die F i g. 9 und 10 betreffen ein Getriebe 80. das nur zwei Vorwärtsgangstufen hat. Bei dem in Fig.9 bezeigten Getriebe ist die Antriebswelle 11 mit der Abtriebswcllc 12 über eine Planctcngctricbcanordnung 81 verbunden. Der Antrieb des Planetcngeiricbcs 81 erfolgt von der Antriebswelle 11 über ein Teil 82 auf den l'lanctenträgcr 83. Der Planclcnträgcr 83 trägt einen ersten Satz f'lancicnrädcr 84 und einen /weilen Salz l'liinctenräder 84.1. Die Planctcnrädcr 84;i kämmen mit zwei Ablriebszahnrädcrn, von denen das eine das /emriilrad 85 und das andere ein Auflcnkran/ 86 sind. Die Planetcnrädcr 84 kämmen mit dem Kcaktions/ahnrad. das in diesem Falle der Außcnkranz 87 des l'lanelcngetricbes ist.

Das Zcniralrad 85 sitzi auf der Welle 88. auf der sich das Zentralrad 89 befindet, das Teil einer /weilen Planelengetricbcanordnung 90 ist. Die Anordnung 90 hat Plancicnrädcr 91. die in das Zcntralrad 89 eingreifen und sieh im l'laniMcnlräger 92 befinden, Die l'lancicnrii-(lcr 91 greifen auch in den Außenkran? 93 ein. Fs ist cine So Hrcmsc oder Kupplung 94 vorgesehen, die an dem Gehäuse befcstigi ist und die derart ausgebildet ist. dall sie den AnRenkranz 93 festhält, wenn diese Kupplung 94 eingekuppelt ist. Der Träger 92 ist über ein rotations symmetrisches Teil 95 mit der Abiriebswcllc 12 *s verbunden. Der ReaktionsAiißcnkran? 87 ist über ein Teil % mit einem Zahnrad 97 verbunden, das mit einem Zahnrad 98 kiiniml. Das Zahnrad 98 sit/l auf einer Welle

99. auf der auch eine hydraulische Einheit 100 sitzt. Der AuBenkranz 86 im über ein Teil 101 mit einer Welle 102 verbunden, auf der sich ein Zahnrad 103 befindet. Mittels einer Kupplung 104 ist er mit dem Träger 92 kuppelbar. Das Zahnrad 103 kämmt mit einem Zahnrad 105. das auf einer Hohlwelle 106 befestigt ist. Auf der Welle 106 befindet sich wiederum eine andere, hydraulische Einheit 107. Zwischen den Einheiten 100 und 107 ist eine Platte 108 eingefügt, in der sich die Ubcrtragungslcitungcn für die Verbindung zwischen den Einheiten 100 und 107 befinden.

Das Zcntralrad 85 wird für niedrige Geschwindigkeiten benutzt. Es wirkt über die Welle 88 und das Zentralrad 89. Der Außcnkranz. 93 wird dabei mittels der eingekuppelten Kupplung 94 festgehalten. Die Ausgangsleistung läuft damit vom Zentralrad £5 über die Welle 88 zum Zcntralrad 89. zu den Planclenrädern 91 und über den Träger 92 zur Abtricbswcllc 12. Die zweite Geschwindigkeitsstufe erhall man, indem man die Kupplung 94 lösi, nachdem die Kupplung 104 eingekuppelt ist. In diesem Falle wird die Leistung vom Abiricbs-Außcnkranz 86 über die Welle 102. über die Kupplung 104 und über den Träger 92 direkt auf die Abtricbswcllc 12 geleitet. Die Linien des in Fig. 10 gezeigten Diagramms zeigen, welche Vorgänge in diesem Getriebe ablaufen und an welchem Punkt die Umschaltung erfolgt. Bei dem Getriebe 80 erfolgt der Gcschwindigkcitsrückgang auf Null durch schnelleren !.auf der hydraulischen Einheilen 100 und 107, als diese im Rcstbcrcich der Geschwindigkeitsstufe laufen. Rückwärtslauf wird erreicht, indem man diese Einheiten noch schneller laufen läßt.

Die Fig. Il zeigt ein Zwei-Gang-Gctricbc 110, das anstelle einer hydraulischen Einheit eine variable Friklionscinhcit hat. Das Getriebe 110 ist nahezu identisch dem Getriebe 80 nach Fig.9. ausgenommen, daß die hydraulischen Einheiten 100 und 107 durch eine Friklionscinhcit 111 ersetzt sind. Diese Einheit Hl umfaßt Friktionsscheiben 112 und 113 und eine Anzahl Rollen 114, die sich zwischen den Scheiben befinden. Die Winkeleinstellung der Achsen 115 der Rollen 114 ergeben die Geschwindigkeitsveränderung, wobei sich die Geschwindigkeiten der Scheiben 112 und 113 relativ zueinander ändern. Die üblicherweise drei Rollen 114 berühren die Scheibe 113 (abweichend von der gezeigten Stellung) auf einem Radius, der verschieden ist von demjenigen, mit dem sie die Scheibe 112 berühren. Die Scheibe 112 ist auf einer "'eile 116 und die Scheibe 113 auf einer Welle 117 befestigt. Wie dies bekannt ist, sind die Rollen 114 einstellbar in einem nicht dargestellten stationären Gehäuse angebracht. Da sich die Scheiben 112 und 113 in zueinander entgegengesetzten Riehtungen drehen, ist ein Leerlaufzahnrad 118 zwischen die Zahnräder 119 und 120 eingefügt, die miteinander nicht direkt in Eingriff stehen. Das Zahnrad 119 befindet sich auf einem Teil 96 und wird durch den Rcaktions-Außenkranz 87 angetrieben.

Die Arbeitsweise dieses Getriebes 110 ist ähnlich derjenigen des Getriebes 80 nach F i g, 9, ausgenommen, daß weder die Scheibe 112 noch 113 während des ßciricbes zum Stillstand kommen können. Dementsprechend sind die relativen Proportionen der Zahnräder 86 und 87 verschieden. Auch die Linien des Drehzahl-Diagramms wurden dementsprechend etwas verschieden von den in F i g. 10 gezeigten sein.

Fig. 12 mit I2A /eigt ein Drci-Gang-Gclricbc 130 mit variabler Friktionscinhcil. Dieses Getriebe isi im wesentlichen identisch dem Getriebe 110 nach I i μ. II.

ausgenommen. Jail es drei Gange h,n, wobei es aU w\\ dem in Pig-B gezeigten Getriebe insoweit isi. »ic dii die zweite Planctengctriebennordnung und die Kupp hingen betrifft. In Fig. 12 ist jedoch das Zahnrad 41 aiii der Welle 88 befestigt- Der Hauptunicrscliicd /um Getriebe 70 nach Fig.8 ist die Verwendung einer veränderbaren Friktionseinheit Ul und die Verwendung der Abtriebs- und Rcaklions-Getricbeieile, wie sie in den Fig.9 und 1! gezeigt sind. Dementsprechend sind identische Teile verwendet, soweit die Einheilen identisch sind. Die erreichte Betriebsweise isi sehr ähnlich derjenigen nach Fig.8, ausgenommen, dall der Stillstand durch die Verhältnisse der Teile der Planetengetriebeanordnung 81 erreicht wird.

Die Fig. 13 bis 15zeigen ein Pcrsonenwagen-Geiriebe. Die bisher beschriebenen Getriebe sind nämlich für Personenwagen zu groß und zu aufwendig. Das Cietricbc 140' nach Fig. 13 bis 15 ist in verschiedener Minsicht einfacher als die voranstchcnd beschriebenen Getriebe. Es hat nur z.wci Kupplungen und das zugesetzte Abtricbs-Planetcngciricbe 40 nach Fig. I ist weggelassen, wobei bestimmte Zahnräder an Stelle desselben benutzt werden. Die hydraulischen F.inheitcn sind hier, auf die Eingangsleistung bezogen, größer bemessen. Da Personenwagen-Getriebe selten mehr als 150 PS zu übertragen haben, ist dies durchführbar. Für Lastwagen ist das jetzt zu beschreibende Getriebe jedoch weniger geeignet, als die voranstehend beschriebenen Gelriebe. Lastwagen-Getriebe haben Leistungen von 500 PS und :>ogar mehr zu übertragen und die Größe der hydraulischen Eiahcitcr·. die dafür erforderlich wären, würde außerordentlich groß sein, wenn man ein Getriebe nach Fig. 13 für Lastwagen verwenden wollte.

Die Antriebswelle U führt über die Verbindung 17 auf den Planetcnträgcr 16 einer Planctcngctriebcanordnung 141'. die zwei miteinander kämmende Sätze von Planctenrädern 142', 143' hat. Die Planctcnräder 142' kämmen mit dem Zentralrad 22, das in der Anordnung Ι4Γ als Rcaktionsglied arbeitet. Der Außenkran/ 20 und das Zentralrad 21 sind die beiden Abtriebe, wie in F i g. I bis 4 und beide kämmen mit den Planetenrädcrn 143'. Der Abtriebs-Außenkranz 20 ist über ein sich radial erstreckendes Teil 26 mit der Welle 27 verbunden, die direkt mit der Abtriebswelle 12 über die Kupplung 144' zu kuppeln ist.

Das Abtriebs-Zentralrad 21 ist auf einer Hohlwelle 143' befestigt, auf der sich ein Zahnrad 146' befindet. Das Zahnrad 146' kämmt mit einem Zahnrad 147', das auf einer Welle 143' befestigt ist, die mit einer hydraulischen Einheit ISO' in Antriebsverbindung steht. Die Welle 148' ist außerdem mit einem Zahnrad IST fest verbunden, das mit einem Zahnrad 152' kämmt, das sich auf einer Hohlwelle 153' befindet. Die Welle 153' kann über die Kupplung 154' mit der Abtriebswellc 12 gekuppelt werden. Der Reaktions-Außenkranz 22 ist über eine Hohlwelle ISS' mit einem Zahnrad 156' verbunden, das mit einem Zahnrad 157' kämmt. Das Zahnrad 157' ist auf einer Welle 158' befestigt, die mit einer hydraulischen Einheit 160' in Antriebsverbindung steht.

Die hydraulischen Einheiten ISO' und 160' sind über Leitungen Ι6Γ und 162' hydraulisch miteinander verbunden. Wie bei allen anderen beschriebenen Ausfuhrungsformen, haben diese Einheiten grundsätzlich die gleichen Funktionen' Beide hydraulischen Einheiten ISC und 16C sind sowohl in ihrem Hub als auch in ihrer Geschwindigkeit variabel. Sie sind derart

ii, daß, wenn eine Linheii inn nuixinnilcm Hub arbeitet, die andere Eiuhcii den Huh Null hai und umgekehrt. Hei Vorwarisaniricb gehen weder die Einheit 110' noch die Einheit 160' über die Mine. Hei Riicktviirtsiiiuricb bleibt die Einheit 150' auf vollem I liib. und die Einheil 16O^- gehl über die Mille.

Obgleich es sich hier um ein /itei-G.ing-Gcmcbc handelt, wird ein unerwartet hoher Anteil der Leistung mechanisch übertragen. Dies zeig! Γ ig. I¹S. zu deren

ίο Erklärung jedoch zunächst das Drehzahl Diagramm von I"ig. 14 erläutert werden soll. Das Diagramm Fig. 14 ist mit Bezugs/eichen versehen, die denen des Getriebes 140' nach I"ig. I i entsprechen. Dementsprechend isi die Drehzahl des Trägers 16 konstant K)O¹Mi

>5 der Aniriebsdrehzahl. Die Abtriebsdrch/ahl isi mit 12 bezeichnet, da dies die Drehzahl der Abiriebswclle 12 ist. Die Drehzahlen der Zahnrader 20, 21 und 22 siiul entsprechend bezeichnet. Die beiden Gangstiifen siirI mil I und Il bezeichnet.

»o Die Gangsiufe i reicht von 0 bis i).~> auf der Abiriebs-Dreh/ahlskala. Die Abtriebs-Drehzahl wird hier in Bruchteilen der Antricbs-Dreh/ahl angegeben. In der Gangstufc I treibt das Abtriebs-Zemralrad 21 die Abtriebswclle 12 über die Zahnräder 146'. 147'. 151'und

»5 152' und über die Kupolung 154'. Beim Punkt /'erreicht die Drehzahl des Abtriebs-Außenkranzes 20 die Abtricbsdrehzahl. Deshalb kann in diesem Punkt eine synchrone Umschaltung durch Einkuppeln der Kupplung 144' und Lösen der Kupplung 154' erfolgen. Von da ab treibt der Abtricbs-Außcnkranz 20 die Abtriebswelle 12 direkt über die Kupplung, so daß der Außenkranz 20 und die Abtricbswcllc 12 mit gleicher Drehzahl laufen. Die Gangstufc Il reicht von 0.5 bis 1.5 der Drehzahlskala.

Da das Getriebe 140' für Personenwagen vorgesehen ist, braucht das Untersetzungsvcrhähnis nicht sehr !weh sein. Bei Lastwagen ist ein solches üblicherweise erforderlich mit 14 oder 15 : I cder mehr. Bei Personenwagen jedoch ist ein solches von b : I gänzlich ausreichend, eingeschlossen den »Overdrive«. Wie in Fig. 15 gezeigt, steigt der hydraulisch übertragene Leistungsanleil von Null bei Drehzahl 0 auf 50°/» bei dem Abtricbs-Drehzahlmaß 025, fällt wieder auf Null bei dem Abtricbs-Drehzahlmaß 0.5. steigt dann auf 25¹Mi beim Abiriebs-Drchzahlmaß 1 und erreicht wieder Null beim Abtricbs-Drchzahlmaß 1.5. Der Grund dafür, dall der Pro/.cntantcil der Leistung im Bereich von 0 bis 0.5 (Gangsiufe I) eine andere Charakteristik hat als in dem Bereich 0,5 bis 1,5 (Gangsiufe II) ist, daß die Gangstufc I die hydraulische Einheit 150' mit dem Abtricbs-Zeniralrad 21 (über die Zahnräder 156'. 157') mit der Abtriebswclle 12 (über die Zahnräder Ι5Γ. 152' und die Kupplung 153') verbunden ist, während die andere hydraulische Einheit 160' mit dem Reaktions-Zcntralrad 22 (über die Zahnräder 156'. 157') verbunden ist. In Gangstufe Il liegt jedoch ein Zustand vor. der als doppelte Verzweigung bezeichnet werden kann. Es sind dann nämlich beide hydraulischen Einheiten 150' und 160' mit Reaktionsgliedern verbunden. Sie übertragen die Leistung zwischen den Zentrairadern 21 und 22. Dieser Leistungsanteil beträgt aber nur 50% der übertragenen Leistung, denn die anderen 50% werden durch die Reaktion zwischen den Planelenrädern 142' und 143' übertragen. Aus diesem Grunde ist die Gangstufe Il sehr günstig, und das Getriebe 140' arbeitet wirtschaftlich entsprechend dem geringen Anteil hydraulisch übertragener Leistung.
Am Punkt P der ,Umschaltung, der bei dem

Abiriebs-Dreh/uhlmaU 0,5 liegt, wird keine Leistung hydraulisch übertrugen, wie Ii μ. 15 zeigt Dementsprechend liegt dort ein Minimum an Unterbrechung des Drehmomentes bei der Umschaltung vor, denn da keine Leistung hydraulisch übertragen wird, ist der damit verbundene Verlust im hydraulischen System ein Minimum.

Zur Krlüutpvung des Anfahrvorganges sei die Drehmomentenkurve betrachtet. Das Abtriebsdrehmoment nach l·"ig. 15 hat ein Verhältnis von b:l im Uereich konstanter Leistung, der für die Abtriebsdreh-/ahl vim 0.25 bis 1,5 reicht. Unter 0,25 bis 0 ergibt sich für das Drehmoment eine Grenze darin, was die Rader aufnehmen können. Dementsprechend hu( es keinen Sinn, gröUeres Drehmoment auf die Räder /ti übertragen. Das Abtriebsdrehmoment ergibt sich dementsprechend als gerade Linie konstanten Wertes. Da die Drehzahl ansteigt, nimmt dementsprechend clic Leistung wie gezeigt ab, sowohl für die hydraulische Leistung als auch für die gesamte Antriebsleistung.

Um die gewünschten Drehzahlverände.ungen /ti erreichen, arbeiten die hydraulischen Einheiten 150' und 160' in der nachfolgend beschriebenen Weise. Bei der Abtriebsdrehzahl 0 arbeitet die mit dem Rad 21 verbundene Einheit 130' mit maximalem Hub. Die Einheit 160' ist dann mit dem Rad 22 verbunden und arbeitet mit Hub 0. Beim Anstieg auf das Drehzahlmaß 0,25 bleibt die Einheit 150' bei vollem Hub und der Hub der Einheit 160' steigt an, bis er seinen vollen Wert erreicht. Vom AblriebsdrehzahlmaB 0.25 bis zum Mall 0,5 fällt bei der Einheit 150' der Hub von seinem vollen Wen auf Null ab und die Einheit 160' bleib», bei vollem Hub, bis ihre Drehzahl den Wert Null erreicht. Demzufolge hat am Punkt /' der Umschaltung die Einheit 160' vollen Hub und die Einheit 150' den Hub Null. Der Zyklus wiederholt sich nunmehr und die Einheit 160 bleibt bei vollem Hub bis zum Drehzahlmaß 1.0. währenddessen der Hub der Einheit 150' von Null auf vollem Hub bei 1,0 ansteigt. Weiler auf das DrehzahlmaU 1.5 zu, nimmt der Hub der Einheit 160' vom vollen Wert auf Null ab, währenddessen die Einheit 150' konstanten Hub bis zum Abtriebsdrehzahlmaß 1,5 beibehält. Es ist möglich, die Einheiten 150' und 160' linear zu verändern, so daß sie vom Wert des vollen Hubes zum Hub Null kontinuierlich übergehen. Diese Maßnahme ist leichter durchzuführen, führt aber im Ergebnis zu etwas höheren Drücken. Der Vorteil dieser Maßnahme ist in Bezutj auf Wirkungsgrad einerseits und konstruktive Belange andererseits abzuwägen.

Rückwärtsbetrieb wird dadurch erreicht, daß man die Einheit 150' bei vollem Hub beläßt und die Einheit 160' über die Mitte, was zu einer Überdrehzahl führt, wie durch den Pfeil A iü der linken oberen Ecke der Fig. 14 gezeigt ist, weg verstellt. Es ist jedoch unerwünscht, hydraulische Einheiten zu überdrehen, und dies kann dadurch vermieden werden, daß man die Motordrehzahl bei Rückwärtsbetrieb begrenzt, 'is ist ohnehin kaum jemals notwendig, ein Fahrzeug mit voller Rückwärtsgeschwindigkeit zu fahren.

Die Fig. 16bis 20zeigen ein Vier-Gang-Getriebe mit hohem Wirkungsgrad und direktem Antrieb bei bestimmten Punkten. Fig. 16 zeigt das Getriebe 140, das in vielen Einzelheiten dem Getriebe nach Fig. 2 gleich ist. Für im "vesentlichen identische Teile sind gleiche Bezugszeichen verwendet worden, und diese Teile brauchen nicht wieder beschrieben zu werden. Die Beschreibung beschränkt sich dementsprechend auf diejenigen Teile, die verschieden sind, wobei diese Teile einladt um 100 höhere Bezugszeichen als die ihnen entsprechenden Teile nach F i g. 2 haben.

Die hydraulische Einheit 33 befindet sich auf einer Welle 132, die über die Einheit 33 herausragt und eine Kupplung 133 führt. Die Kupplung 133 kann eine l-rikiionskupplung sein und hat eine oder mehrere Scheiben 134, die auf der Welle 132 befestigt sind. Die Kupplungsscheiben 135 sind am Gehäuse 136 des Cietriebes 140 befestigt. Auf diese Weise können die Welle 132, die Einheit 33 und die Zahnräder 31, 30 und 22 stillgesei/t werden.

In der Planetengetriebeanordnung 15 bleibt alles beim Gleichen, ausgenommen, daß eine Kupplung 137 zwischen die Antriebswelle und den Antriebs-Außenkranz 20 des Planetengetriebes 15 eingefügt ist. Damit können Antrieb und Abtrieb des Planeiengctriebes miteinander gekuppelt werden.

Für den Unicrseizungs-Getriebeteil des Getriebes sind Klauenkupplungen an Stelle vo" Friktienskupplun-

" gen vorgesehen, obwohl auch Friktiorsskupplungen hier verwendet werden können. Die Vorteile der Klauenkupplungcn werden noch erläutert. Die Klauenkupplung 150 befindet sich auf dem mit Keilnuten versehenen Teil der Welle 27 und kann dort zwischen einer

»5 Kupplungsklaue 151, die an dem Zentralrad 141 befestigt ist. und einer Kupplungsklaue 152. die an dem Vcrbindungsieil 149 der Antriebswelle 12 befestigt ist. hin und her gleiten. In entsprechender Weise ist eine Kupplungsklaue 153 an dem Verbindungsteil 149

3» befestigt, das wiederum mit dem Träger 142 verbunden ist, und eine Kupplungsklaue 154 ist an dem Zentralrad 141 befestigt, während die Klauenkupplung 155 gleitend auf dem Keilwellenteil der Welle 28 sitzt.

Mit Rücksicht auf F i g. 5, die auch für das vorliegende Getriebe die notwendige information liefen, ist hier kein weiteres Drehzahldiagramm erforderlich. Für den vorliegenden Fall kommt insbesondere der Lip.ienzug 22a, vergleichsweise zum Linienzug 22, in Betracht.

Das beschriebene Getriebe 140 hat erstens einen

♦° holien Wirkungsgrad im direkten Antrieb bei maximalem Übersetzungsverhältnis und auch an einigen anderen Punkten des Untersetzungsbereiches. Zweitens macht es der direkte Antrieb möglich, die Kiauenkupplungcn 150 bis 156 durch Friktionskuppiungcn 50,53,54 und 55 in dem Untersetzungsgetriebe zu ersetzen. Es ist möglich, bei einer Ausführungsform nach Fig. 2 Klauenkupplungen zu verwenden und sie unter Synchronbedingung mit entsprechender Kontrolle bzw. Steuerung zu schalten. Die Ausführungsform nach Fig. 16 sieht einfaches Schalten unter perfekter .Synchronbedingung vor. Außerdem ergibt die Ausführung nach Fig. 16 einen höheren Wirkungsgrad bei bestimmten Punkten des Untersetzungsbereiches, was besonders wichtig ist, und bei maximaler Abtriebsdrehzahl bzw. -geschwindigkeit.

Mit Bezug auf F i g. 5 sei darauf hingewiesen, daß das Reaktionsglied 22a die Drehzahl Null bei maximaler Abtriebsdrehzahl entsprechend 104 km/h (65 mph) am Ende der Gangstufe IV erreicht. Das Glied 22g erreicht

Co auch die Drehzahl Null beim Umschaltpunkt von Stufe Il auf Stufe III bei ungefähr 25 km/h und bei einer Drehzahl entsprechend einer Geschwindigkeit von ungefähr 6 km/h in der Gangstufe I. Es hat die Drehzahl Null an diesen Punkten deshalb, weil die hydraulische

^J5 Einheit 33, die diesem Teil zugeordnet ist, mit Hub arbeitet, während die hydraulische Einheit 36, die dem Zentralrad 21 zugeordnet ist, an diesem Punkt den Hub Null hat Deshalb ist bei einem Getriebe nach F i g. 2 mit

einem Rad 22a ebenso wie bei einem Getriebe mich I i g. 16 die mit 22a verbundene hydraulische I -!innen 33 stillgesetzt, vermöge des Umslandcs. das in der hydraulischen Einheit 36 kein Öl umlaufen kann. Die Schwäche eines hydraulischen Stillsetzcns bzw. I csthiil tens liegt in dem Umstand, daß, obwohl an diesen Punkten theoretisch keine Leistung hydraulisch übertragen wird, im praktischen Betrieb eine 1.eckströnning auftritt, da beträchtliche Drücke auftreten, l'.s treten also Verluste auf. die auf einer Rotation beruhen, die sich aus Konipressionsverluslcn ergibt. Dementsprechend tritt also, selbst wenn hydraulisch keine Leistung übertragen wird, ein gewisser Verlustantcil bei einem Getriebe nach F i g. 2 auf. Dieser Verlust kann ungefähr i bis 4"/(i betragen. Wenn man jedoch ein mechanisches l-'cstsct/en des Rades 22a durch Blockieren mil dem Gehäuse 136 vorsieht, es also stillscl/t. wie dies in Fig. 16 durch die Kupplung 133 erfolgt, dann isi die hydraulische F.inheil 33 nicht unter Belastung. Sie liinft lediglich um, und der in ihr auftretende Druck ist nur gleich dem Ladedruck, so daß die Verluste vernachlas sigbar sind. I olglich hat das Getriebe 140 nach Fig. Ib bei den drei erwähnten Punkten des Geschwindigkeitbcreiehes einen höheren Wirkungsgrad (direkter Antrieb).

Line weitere Besonderheit ist eine folge dieses Siillsctzens b/w. Blockierens. Wenn das Rad 22.» stillgesetzt ist. liegt absoluter Synchronismus für diejenigen Teile vor. die notwendigerweise am Punkt des Schaltens von der Stufe Il in die Stufe III eingekuppelt und ausgekuppelt werden müssen. Daher ist es hier möglich. Klauenkupplungen 150 bis 154 zu verwenden, ohne irgendwelche sorgfältig arbeitende elektronische Steuereinrichtungen verwenden zu miis sen. damit das Umschalten absolut synchron crfnlgi. Hinzu kommt, daß. wenn eine Planetcngetriebcanordnung 15 bei ein und demselben Drchzahlpunkl festgesetzt wird, der beim Umschalten von Stufe III auf Stufe IV und von Stufe I auf Stufe Il vorliegt, absolut synchroner l-auf zwischen denjenigen Teilen vorliegt, die eingekuppelt und ausgekuppelt werden müssen, und auch daher sind Klauenkupplungen bei diesen Umschaltungen vorteilhaft. Dies gilt auch sowohl für die Reaktionskupplungen des endständigen Abtriebs-Planetengetriebes 40 als auch für die Rückwärtsfahrkupplung 48 desselben Planetengetriebes 40.

An Stelle der Kupplungen 133 und 137 können Klauenkupplungen nicht so zufriedenstellend verwendet werden. Die Kupplung 133 setzt die hydraulische Einheit 33 in bezug auf das Gehäuse fest und die Kupplung 137 verbindet die beiden Teile 16 und 20 des Antriebs-Planetengetriebes 15. womit sie Antrieb und ersten Abtrieb direkt miteinander verbinden.

Die erste Art des Stillsetzens bzw. Blockierens, bei dem die Kupplung 133 eingekuppelt ist. tritt auf. wenn das Teil 22;i die Drehzahl Null erreicht hat. Das zweite Stillsetzen, bei dem die Kupplung 137 eingekuppelt ist. tritt bei Punkten gleicher Drehzahl auf. Für die Kupplungen 136 und 1Ϊ7 werden Friktionskupplungen verwendet, um die hier betroffenen Teile stillzusetzen, trotz Lecksirömung und andere Verluste in der hydraulischen Einheit. Es ist natürlich möglich, auch hier Klsücrikuppiur.ger. zu verwenden, wenn ein sorgfältig arbeitendes System zum Einkuppeln derselben und zur Bestimmung von deren Synchronlauf verwendet wird. An dem Punkt, an dem die Umschaltung von der Gangsiufe I auf die Stufe Il erfolgt, und an dem Punkt der Umschaltung von III nach IV. konvergieren alle Drehzahllinicn an einem Punkt des Diagramms, was bedeutet. daU alle Planetengetricbeleile gleiche Dreh zahl erreichen Dementsprechend ist es ohne weiteres möglich, an diesen Punkten legliche zwei Planeiengetnebeteile umeinander zu koppeln und dünn die Leistung ausschließlich mechanisch /ti übertragen. Das hydraulische System ist dann nicht unter Druck, l'.s ist

ίο /. U. möglich, die Kupplung 137 /u benutzen, die den Antrieb mit dem ersten Abirieb direkt verbindet. Andererseits ist es auch möglich, statt dessen eine Kupplung 160 (I ig. 17) /u benutzen, die den Antrieb mit dem zweiten Abtrieb, dem /cntralrad 21. direkt

ij verbindet. Andere Möglichkeiten sind, eine Kupplung IhI zu betreiben, um den zweiten Abtrieb, das /eniraiiad i\. mit dem ersten Abtrieb.dem Auiicnkran/ 20 oder dessen Fortsetzung 26. direkt zu verbinden bzw zu koppeln, /.um Zwecke der zeichnerischen Daisicl

ao lung zeigen I ig. 19. daß es auch möglich ist. den Antrieb mit dem Rcakiions/.entralrad 22.7 mittels der Kupplung 162 direkt zu verbinden bzw. zu kuppeln und I i g. 20. du· Möglichkeit, die Rcaktionswelle 29 mit der zweiten Antriebswelle 28 mittels der Kupplung 163 direkt /u

»5 verbinden. Ls ist natürlich unnolwendig und sogar unpraktisch, alle die genannten Kupplungen 137 und 160 bis 163 in ein und demselben Getriebe zu verwenden. I s ist jeweils nur eine dieser Kupplungen notwendig. Aus dem Gesichtspunkt der Einfachheit der Konstruktion und der Ölzuführung ist die Kupplung 137 möglicher weise am einfachsten vorzusehen. Für die Kupplung 133. mit der das Reaktionsteil 22;i mit dem Gehäuse 136 gekuppelt werden kann, ist die beste örtliche Anbringung dargestellt.

Wie bereits zuvor gesagt, sind die Drehzahllinien genau diejenigen der F i g. 5. soweit man die Linien 22.Ί anstelle der Linien 22 heranzieht. Wenn das Rad 22 verwendet wird, ist es noch möglich, ein Stillsetzen b/w Blockieren auch beim Maximalverhällnts vorzusehen.

was jedoch nicht die Umschaltung von der Gangslufe Il in die Stufe III synchronisiert, wie dies zu erkennen ist. Dies liegt daran, daß die Linie 22 die Linie der Drehzahl Null vor und hinter dem Umschaltpunkt kreuzt während mit dem Teil 22a das Stillsetzen exakt beim Umschultpunkt erfolgt, der dort liegt, wo er sein soll, um Synchronlauf für das Umschalten zu haben. Soweit dies das Stillsetzen bzw. Blockieren bei Punkten mit übereinstimmenden Drehzahlen betrifft, bleiben sie exakt so wie in F i g. 5 für beide Teile 22 und 22a gezeigt ist und es ist keine Alternative erforderlich.

Wie schon oben darauf hingewiesen wurde, ergib! sich mit dem direkten Koppeln von zwei Teilen dci Planelengetriebeanordnung 15. wobei diese Kopplung am Punkt gleicher Drehzahl erfolgt, den Vorteil, dall ar diesem Punkt die ganze Leistung bereits mechanise! übertragen wird. An diesen Punkten sind Verluste in hydraulischen System vermieden. Dasselbe tritt auf wenn das Reaktionsteil 22a mit dem Gehäuse 13( blockiert und damit stillgesetzt wird. Dieses Geiricbi hat also seinen höchsten Wirkungsgrad an den Punkten bei denen ein Blockieren. Kuppeln oder Stillsetzet entweder durch die Kupplung 133 oder die Kupplunj S 37 erfolgt. Es ermöglicht eine wirtschaftliche Vcrwcn dung der Klaucnkupplungen 150 bis 155. die einfache und billiger sind als Fhklionskupplungcn.

Hierzu 16 Blatt Zeichnungen

Claims (24)

Patentansprüche:

1. Stufenloses leistungsverzweigendes Verbundgetriebe mit einem eingangsseitigen viergljcdrigen Planetengetriebe, bei dem ein Antriebsglied mit der Getriebe-Antriebswelle verbunden ist, jeweils eines von zwei Abtriebsgliedern über Schaltkupplungen

— zur Erzeugung verschiedener Übersetzungsbereiche — wechselweise mit der Abtriebswelle kuppel- bar sind und ein Reaktionsglied mit der einen Einheit eines zwei Einheiten aufweisenden, stufenlos veränderbaren Drehmomentwandlers verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß die andere Einheit (36, 107, 113, 150') des stufcnlosen Drchmomentwandlers(33,36;66,36; 100,107; 112,113; 160'. 150') mit dem einen (21; 86) der beiden Abtricbsglieder (20 bzw. 64,21; 85,86) fest gekoppelt ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Drehmomentwandler zwei mitein- ander verbundene hydraulische Einheiten (33,36; 66, 36; 100,107; 150'. 160') vorgesehen sind, von denen wenigstens diejenige Einheil (36, 107, 150'), die mit dem Abtriebsglied (20, 21,64, 85,86) verbunden ist. variablen Hub hat.

3. Getriebe nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentwandlcrcinhciicn in bekannter Weise ein stufenlos einstellbares Reibradgetriebe (111) sind, das zwei Friktionsscheiben (112,

113) und einen Satz Rollen (114) aufweist.

4. Getriebe nach Anspruch I. 2 oder 3. dadurch gekennzeichnet, daß Hie Pls'-etengciriebeanordnung (15, 61, 81, 14Γ) in an sich bekannter Weise einen ersten Satz Planeteriräder {18, 84, 143') und einen zweiten Satz Planetenräder (19,84a, 142') hat. die sich in dem einzigen Träger (16,64,83) befinden und wobei die Planetenräder der Sätze miteinander kämmen, und daß die für verschiedene Überscizungsbcrciche vorgesehenen beiden Abtriebsglieder (20, 21, 64, 85, 86) in Antriebsverbindung mit dem ersten Satz Planetenräder sind, insbesondere kämmen, und wobei das Reaktionsglied (22, 22.7. 87) mit dem zweiten Satz Planetenräder in Antriebsverbindung ist. insbesondere kämmt.

5. Getriebe nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Planetenträger (16, 83) das Antriebsglied ist und daß die Abtriebsglicdcr ein Zentralrad (21, 85) und einen Außenkran/ (20, 86) sind und daß das Reaktionsglied ein Zcntralrad (22, 223,/oder ein Außenkranz (87) ist (F i g. 2,9.11₁12,13, 16).

6. Getriebe nach Anspruch I, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Planetcngetricbcanordnung (61) in an sich bekannter Weise zwei Sätze Planetenträger (18,19) hat, die sich in einem einzigen Träger (64) befinden und miteinander kämmen, und daß dieser Träger eines der für zwei verschiedene leistungsverzweigte Übersetzungsstufen vorgesehenen Abtriebsglieder der Planetengetriebcanordnung ist und daß das andere Abtriebsglied ein Zcntralrad (21) ist, das mit einem ersten Satz (18) der Planetenräder kämmt, daß das Reaktionsglied ein Zahnrad (22), insbesondere ein Zentralrad, ist. das mit dem zweiten Satz (19) der Planetenräder kämmt, und daß das Antriebsglied ein Außenkranz (62) ist, der mit dem zweiten Satz (19) der Planetenräder kämmt(Fig. 7.8).

7. Getriebe nach einem der Ansprüche I bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß auch das zweite Ablricbsglied der Planetengetriebeiinordnung mil einer Kupplung in einem lcistungsverzwcigten Übersetzungsbereich mit der Abtriebswellc (12) des Getriebes kuppelbar ist (Fig, 13).

8. Getriebe nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste zentrale Welle (27) vorgesehen ist, die koaxial zur Plnnetengetriebeanordnung (14Γ) ist und die fest mit dem Außenkranz (20) verbunden ist, daß eine zweite hohle (Hilfs-)Wellc (145') vorgesehen ist, die koaxial zur ersten zentralen Welle (27) ist und die fest mit dem Abtriebs-Zentralrad (21) verbunden ist. daß auf der /weiten Welle (145') ein Zahnrad (146') eines ersten Zahnradgetriebes (146', 147') befestigt ist. daß das erste Zahnradgetriebe ein zweites Zahnrad (147') hat, das auf einer Welle (148') befestigt ist. die in Antriebsverbindung mit der zweiten hydraulischen Einheit (150') ist, daß auf dieser Welle (148') außerdem ein weiteres erstes Zahnrad (15Γ) eines zweiten Zahnradgetriebes (15Γ, i52') befestigt ist. daß ein zweites Zahnrad (152') dieses /weiten Zahnradgetriebes fest auf einer ersten hohlen (Hilfs-)Wclle (153') befestigt ist, daß eine dritte hohle (Hilfs-)Wcllc (155') vorgesehen ist. die koaxial mit der zweiten Welle (154') ist. wobei iieh auf dieser dritten Welle das Reaktions-Zentralrad (22) fest angebracht befindet, und daß auf dieser Welle des weiteren ein Zahnrad (156') befestigt ist. das mit einem zusätzlichsn Zahnrad (157') kämmt, und chis auf einer Welle (158') befestigt ist, die in Antriebsverbindung mit der ersten hydraulischen Einheit (16O')steht(Fig. 13).

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Kupplung (i44') mit der zentralen Welle (27) verbunden ist, und daß die zweite Kupplung (154') mit der ersten hohlen Welle (153') verbunden ist.

10. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Kupplung (50, 54, 72, 74, 104, 122, 153) der Kupplungscinrichtungen vorgesehen ist, mit der sich wenigstens eine der Abtriebsglieder (20, 21,64,85,86) direkt mit der Abtricbswelle (12) kuppeln läßt, und daß ein Reduktionsgetriebe (40), das der Abtricbswelle (12) vorgeschaltet ist, und eine zweite Kupplung (53, 55, 47, 94, 151, 154) der Kupplungseinrichtungcn vorgesehen sind, mit der wenigstens eines der Abtriebsglieder (20, 21, 85) mit diesem Reduktionsgetriebe gekuppelt werden kann (Fig. 2, 7, 8, 9, II, 12.16).

11. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß erste Kupplungen (50, 54; 72, 74; 152, 153) vorgesehen sind, mit denen jedes der Abtriebsglieder (20, 21, 64, 85, 86) wahlweise direkt mit der Abtriebswelle(12)zu kuppeln ist(Fig.2,7,8,12,16).

12. Getriebe nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der zweiten Kupplung über das Reduktionsgetriebe ein erster Vorwärts-Gang einzukuppeln ist. daß über eine der ersten Kupplungen, durch die das Abtriebsglicd der Planetengetriebeanordnung direkt mit der Abtriebswelle (12) gekuppelt wird, ein zweiter, von dem ersten abweichender Vorwärts-Gang einzukuppeln ist, und daß mit der anderen der ersten Kupplungen, mit der das Abtriebsglied direkt mit der Abtriebswelle (12) zu kuppeln ist, ein dritter Vorwärts-Gang einzukuppeln ist (F i g. 8,12).

13. Getriebe nach einem der Ansprüche IO, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgetriebc ein zweites Planetengetriebe (40) ist, das einen Planetenträger (42,142,92) hat, der mit der Abtriebswelle (12) verbunden ist, das wenigstens einen Satz Planetenräder (43, 44, 91, 143, 144) hat, die sich in dem Planetenträger befinden, das ein Zentralrad (41, 89, 141) hat, das mit der zweiten Kupplungseinrichtung (50, 53, 151, 154) in Verbindung ist und mit einem Satz der Planetenräder kämmt, und das eine weitere Kupplung (47, 94, 147) hai, mit der der Außenkranz (45, 93, 145) des Planetengctriebes festgehalten werden kann, der insbesondere das Reaktionsglied ist.

14. Getriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebs-Zentralrad (21, 85) der Planetengctriebeanordnung (15, 61, 81) koaxial auf einer Welle (28, 73,88) befestigt ist, auf der auch das Zcnlralrad(41,89, 14!) des Rcduktions-Planctcngctriebcs befestigt ist.

Γ3. Getriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 14. dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kopplungseinrichtung zwei Kupplungen (50, 53; 151, 154) umfaßt, mit denen beide Abtriebsglieder (20, 21) wahlweise mit dem Reduktionsgetriebe zu verbinden sind (F ig. 2,7,16).

16. Getriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch die vierte Kupplung(50,151), die neben den drei Kupplungen (53,54,55; 152.153,154) vorgesehen ist, das eine Abtriebsglied (20) mit dem Reduktionsgetriebe (40) für langsamere Abtriebsdrehzahl einzukuppeln ist. als dies der Fall ist bei der Kupplung (43,154), mit der das andere Abtricbsglicd (21) mit dem Reduktionsgetriebc zu kuppeln ist, wobei diese vierte Kupplung das erste Abtriebsglied von dem Reduktionsgetriebc abkuppelt, nachdem das zweite Abtriebsglied (21) mit der Abtriebswelle durch die andere Kupplung (53, 154) verbunden worden ist (F i g. 2,7,16).

17. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 16. dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsgetriebe einen zweiten Satz Planetenräder (44, 144) hat, der sich in dem Planetenträger (42,142) befindet und mit dem ersten Satz Planetenrädcr (43, 143) dieses Reduktionsgetriebes kämmt, daß ein zweiter Außen- _4J kranz (46, 146) vorgesehen ist, eic· mit dem zweiten Satz Planetenräder (44, 144) kämmt, und daß eine zweite weitere Kupph-ng (48,148) vorhanden :st, mit der der zweite Außenkran/. (46, 146) festgehalten werden kann, so daß der Rückwärtsgang ohne Drehrichtungsumkehr der Antriebswelle (11) möglich ist {Fig. 2.7,16).

18. Getriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Festlegung eines Außenkranzes (45, 93) des Reduktionsgetriebes vorgesehene weitere Kupplung (47, 94) für den Rückwärtsgang einzukuppeln ist (F i g. 8,9,11,12).

19. Getriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die mit de^r Antriebswelle (11) verbundene Planelengetriebeanordnung (15, 61,81) und das Reduktionsgetriebc (40) koaxial zueinander ausgebildet und ausgerichtet sind.

20. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen Reibungskupplungen sind.

21. Getriebe nach einem der Ansprüche I bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (133) vorgesehen ist, mit der die Antriebswelle (132) der ersten Einheit (33) des stufenlosen Drehinomeniwandlers oder das mit ihr verbundene Reaktionsglied (22ajder leistungsverzweigten Planetengeiriebeanordnung (15) im Bereich der Null-Drehzahl der Antriebswelle (132) bzw. dieses Rcaktionsgliecles (22;i)festgehalten werden kann(Fig. 16).

22. Getriebe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festhalten der Antriebswelle (132) bzw. des Reaktionsgliedes (22a) eine mit dem Getriebegehäuse verbundene Kupplung (133), insbesondere eine Reibungskupplung, vorgesehen ist.

23. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kupplungseinrichtung (137) vorgesehen ist, mit der zwei Teile der mit der Antriebswelle (11) verbundenen leistungsverzweigten Planetengetriebeanordnung (15) miteinander lösbar gekuppelt werden können, wobei zu diesen zwei Teilen das Antriebsglied (!6), jedes der beiden Abtricbsglieder (20, 21) und das Reaktionsglicd(22a,lgehören(Fig. 16,17,1»», 19,20).

24. Getriebe nach Ansprucn 21. 22 oder 23. dadurch gekennzeichnet, daß Kupplungen des Reduktionsgetriebes als Klauenkupplungen (150, 155) ausgebildet sind (F ig. 16).