DE2647240C3

DE2647240C3 - Stufenlos einstellbares hydraulischmechanisches Verbundgetriebe

Info

Publication number: DE2647240C3
Application number: DE2647240A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Getrag Getriebe und Zahnradfabrik Hermann Hagenmeyer GmbH and Co
Current assignee: Magna PT BV and Co KG
Priority date: 1976-10-20
Filing date: 1976-10-20
Publication date: 1979-06-21
Also published as: DE2647240B2; US4181040A; JPS575990B2; DE2647240A1; GB1557750A; JPS5351368A; SE7711636L

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verzweigungsgetriebe mit den im Oberbegriff des Hauptanspruches aufgeführten Merkmalen.

Bei einem bekannten derartigen Ver. Λ-eigungsgetriebe (DE-OS 23 54 289) werden von einem Antriebsmotor einerseits eine hydrostatische und andererseits eine hydrodynamische Pumpe angetrieben. Die hydrostatische Pumpe treibt einen hydrostatischen Motor an, der mit dem Sonnenrad des Umlaufrädersatzes verbunden ist, das über eine Kupplung mit dem Steg des Umlaufrädersatzes verbindbar ist. Die hydrodynamische Pumpe treibt eine Turbine eines Föttinger-Wandlers (Trilok-Prinzip) an, die über eine Kupplung mit dem Steg des Umlaufrädersatzes verbindbar ist, der über eine Kupplung mit dem Steg des Umlaufrädersatzes verbindbar ist, der über eine Bremse feststellbar ist. Der Abtrieb der gesamten Anordnung ist schließlich mit dem Hohlrad verbunden und führt zur Kraftfahrzeugantriebsachse. Der hydrodynamische Wandler ist durch eine zwischen hydrodynamischer Pumpe und Turbine vorgesehene Kupplung überbrückbar, wodurch ein unmittelbar mechanischer Antrieb zum Steg möglich ist. Zur Drehrichtungsumkehr wird die Antriebsverbindung zwischen Antriebsmotor und Steg gelöst und es wird der Steg festgestellt. Der Antrieb in Rückwärtsrichtung erfolgt dann allein vom hydrostatischen Motor auf das Sonnenrad und von hier über die Planetenräder des stillgesetzten Steges zum Hohlrad. Dies ist aber nur bei sehr geringem Antriebsleistungsbedarf möglich, weil anderenfalls ein überdimensionierter hydrostatischer Antriebszweig erforderlich ist. Von Nachteil ist bei dieser bekannten Anordnung, daß ein »fließender« Nulldurchgang bei der Drehrichtungsumkehr nicht möglich ist, Weil im Nullpunkt Umschaltvorgänge, nämlich das Stillsetzen des Steges, erforderlich sind. Außerdem ist bei dieser bekannten Anordnung der Leistungsbedarf für den hydrostatischen Antriebsteil

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·;ο relativ groß, der die gesamte Rückwärtsfahrleistung aufbringen muß. Schließlich ist von Nachteil, daß bei eingeschalteten hydraulischen Antriebsleistungszweigen der Wirkungsgrad der Anordnung relativ schlecht ist, verglichen mit einer Anordnung, bei der ein wesentlicher Teil der Leistung unmittelbar mechanisch übertragen wird, wie dies auch von anderen stufenlos in ihrer Obersetzung veränderbaren Getrieben bekannt ist. Beispielsweise ist eine Anordnung bekannt (Maschinenmarkt, Jahrgang 64, 1968, Nr. 81, Seite 1567 bis 1570), bei der ein wesentlicher Teil des Leistungsflusses unmittelbar mechanisch übertragen wird, weshalb die Leistung im Nebenzweig kleiner bleiben kann. Allerdings ist bei dieser bekannten Anordnung die Drehrichtungsumkehr nicht möglich und es ist auch nur ein sehr begrenzter Drehzahlvariationsbereich wirtschaftlich zu verwirklichen, der bei dem dort besprochenen Beispiel nur 1 :1,5 beträgt.

Es sind auch schon stufenlos einstellbare hydrostatischmechanische Verbundgetriebe bekannt (Technische Rundschau Nr. 8, vom 28. Febrjar 1959, Seite 3), deren Getriebeeingangswelle über zwei Leistungszweige mit einem dreiwelligen Umlaufrädergetriebe verbunden ist. Ein rein mechanischer Leistungszweig ist mit einem Sonnenrad des Umlaufrädergetriebes gekoppelt. Der zweite Leistungszweig treibt über einen stufenlos einstellbaren hydrostatuchen Drehmomentwandler und eine Zwischenübersetzung ein Hohlrad des Umlaufrädergetriebes, während dessen Umlaufrädersteg mit der Getriebeausgangswelle verbunden ist Von Nachteil ist, daß recht große hydrostatische Drehmomentwandler erforderlich sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht somit darin, ein Getriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches so auszubilden, daß es bei gutem Wirkungsgrad einen großen Drehzahlregelbereich aufweist und dabei eine Drehrichtungsumkehr ermöglicht.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindung. gemäß dadurch, daß getriebeeingangsseitig ein dritter rein mechanischer Leistungszweig mit einem Sonnenrad des Umlaufrädergetriebes verbunden ist, daß das Turbinenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers unmittelbar und der stufenlos einstellbare Drehmomentwandler über eine Zwischenübersetzung mit einem Hohlrad des Umlaufrädergetriebes gekoppelt sind, und daß die Getriebeausgangswelle vom Umlaufrädersteg angetrieben ist.

Vorteile des erfindungsgemäßen Getriebes liegen darin, daß eine Drehzahlumkehr möglich ist und darüber hinaus ein großer Drehzahländerungsbereich erzielbar ist. Da stets ein wesentlicher Teil der Leistung rein mechanisch übertragen wird, läßt sich ein hoher Wirkungsgrad vor allem in den hauptsächlich genutzten Betriebsbereichen erzielen, was einen wirtschaftlichen Einsatz des Getriebes ermöglicht. Schließlich ist bei dem erfindungsgemäßen Getriebe eine »fließende« Dreh richtungsumkehr möglich, weil im Drehrichtungsumkehrpunkt keine Schaltvorgänge erforderlich sind, sondern es gnügt, die Drehzahl des Hohlrades zu verändern, also zu verringern, oder zu erhöhen.

Eine Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich dann, Wenn der stufenlos einstellbare Drehmoment-Wandler als hydrostatischer Antrieb ausgebildet ist. Mit einem hydrostatischen Antrieb lassen sich die im Zusammenwirken mit den übrigen Teilen der Antriebsanordnung erforderlichen Bedingungen sehr gut erfüllen, ohne daß sich ungünstige Wirkungsbereiche stärk

auf den Gesamtwirkungsgrad auswirken.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Schemaschnitt dargestellt.

Ein Antriebsmotor 1 treibt eine Welle 2 an, auf der ein Sonnenrad 3 verkeilt ist Drehfest mit der Welle 2 verbunden ist ferner ein Zahnrad 4, das mit einem weiteren Zahnrad 5 kämmt, das auf der Welle einer Hydraulikpumpe ti angebracht ist und auf diese Drehenergie von der Welle 2 überträgt

Mit dem Sonnenrad 3 kämmen an einem Steg 7 drehbar gelagerte Planetenräder 8, mit deren Zähnen andererseits ein Hohlrad 9 in Eingriff steht Die Räder 3, 8 und 9 bilden zusammen mit dem Steg 7 einen Umlaufrädersatz bekannter Art Der Steg 7 ist an einer Abtriebswelle 10 angebracht die ihre Leistung beispielsweise über ein aufgekeiltes Kegelrad 11 auf ein Tellerrad 12 eines im übrigen nicht dargestellten Kraftfahrzeugachsantriebs überträgt

Mit dem Hohlrad 9 kämmt ein weiteres Zahnrad 13, das auf einer Welle J4 drehsiarr angebracht ist, die von einem Hydraulikmotor 15 angetrieben ist Der hydraulikmotor 15 ist in bekannter Weise regelbar. Er ist über Hydraulikleitungen 16 unter Zwischenschaltung einer Regeleinheit 17 mit der Hydraulikpumpe 6 verbunden. Die Regeleinheit 17 gestattet es, den Hydraulikfluß zum Motor zu steuern. Darüber hinaus ist der Hydraulikmotor 15 selbst steuerbar. Beispielsweise handelt es sich hierbei um einen Axialkolbenmotor, dessen Taumelscheibe einstellbar ist

Ein hydrodynamischer Wandler 18 bildet eine weitere Leistungsverzweigung zusätzlich zu dem Leistungsfluß über das Sonnenrad 3 zum Steg 7 und über den hydrostatischen Antrieb 6, 15, das Zahnrad 13 und das Hohlrad 9 zum Steg 7. Zu diesem Zweck ist ein Pumpenrad 19 des hydrodynamischen Wandlers 18 über eine Scheibe 20 drehstarr mit der Welle 2 verbunden. Ein Turbinenrad 21 des hydrodynamischen Wandlers 18 ist mit einer Hohlwelle 22, die die Welle 2 konzentrisch umgibt drehsta. r verbunden und es ist die Hohlwelle 22 andererseits über eine Scheibe oder Glocke 23 mit dem Hohlrad 9 verbunden. Dadurch ist ein v/eiterer Leistungszweig von der Welle 2 zum Steg 7 geschaffen. Ein Leitrad 24 des hydrodynamischen Wandlers 18 stützt sich über einen Freilauf 25 gegen das Gehäuse ab.

Mit der beschriebenen Antriebsanordnung ist es möglich, den Antriebsmotor 1 stets im günstigsten, beispielsweise wirtschaftlichsten oder abgasärmsten oder geräuschärmsten Betriebsbereich arbeiten zu lassen und dennoch den Abtrieb 10, 11, 12 mit einer gewünschten Drehzahl eines großen Drehzahlvariationsbereiches zu betreiben, wobei auch eine Drehrich tungsumkehr möglich ist Drehzahlsteuerung und Drehrichtungsumkehr werden durch den hydrostatischen Antrieb 6, 15 bewirkt Wird beispielweise der

ίο hydrostatische Antrieb abgeschaltet und dadurch das Hohlrad 9 blockiert, so erfolgt der gesamte Antrieb unmittelbar mechanisch über Sonnenrad, Planetenräder und Steg. Der hydrodynamische Wandler 18 ist bei dieser Betriebsart vorzugsweise entleert Das Übersetzungsverhältnis als Verhältnis der Drehzahl des Sonnenrades 3 zur Drehzahl des Steges 7 ist um Eins größer als das Verhältnis der Zähnezahlen vom Hohlrad 9 zum Sonnenrad 3. Wird der hydrodynamische Wandler 18 gefüllt und über den hydrostatischen Antrieb das Zahnrad 13 so angetr.oen, daß das Hohirad 9, zusätzlich auch über den hydrodynamischen Wandler 18 angetrieben, gleichsinnig mit dem Sonnenrad umläuft dann ist die Abtriebsdrehrichtung des Steges gleich der Drehrichtung des Sonnenrades und es liegt die Orehzahl des Steges zwischen den beiden Drehzahlen von Sonnenrad und Hohlrad im Verhältnis der Durchmesser bzw. Zähnezahlen. Wird dabei, als Sonderfall, das Hohlrad mit der gleichen Drehzahl angetrieben wie das Sonnenrad, dann stehen die Planetenräder 8 relativ zu Sonnenrad 3 und Hohlrad 9 still und es läuft der Steg 7 mit derselben Drehzahl um wie Sonnenrad 1 und Hohlrad 9. Durch Variation der Drehzahl des Hohlrades kann die Drehzahl des Steges gesteuert werden. Wird die Drehrichtung des Hohlrades

η 9 umgekehrt (vorzugsweise bei entleertem hydrodynamischem Wandler 18) durch entsprechende Umsteuerung des Hydraulikmotors 15, ist es möglich, die Drehzahl des Steges herunterzusteuern bis auf Null t^nd weiter bis in die entgegengesetzte Drehrichtung.

Das Zahnrad 13 kann auch in die Innenverzahnung des als Zahnkranz ausgebildeten Hohlrades 9 eingreifen, mit der auch die Planetenräder 8 kämmen, oder es ist, wie dargestellt, das Hohlrad 9 mit einer zusätzlichen Außenverzahnung versehen, in die das Zahnrad 13

r> eingreift.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

47 Patentansprüche:

1. Stufenlos in beiden Abtriebsdrehrichtungen einstellbares, leistungsverzweigendes hydraulischmechanisches Verbundgetriebe, dessen Getriebeeingangswelle über mehrere Leistungszweige mit zwei Wellen eines dreiwelligen Umlaufrädergetriebes verbunden ist, dessen dritte Welle die Getriebeausgangswelle bildet, wobei in einem ersten Leistungszweig ein hydrodynamischer Drehmomentwandler und in einem zweiten Leistungszweig ein stufenlos einstellbarer Drehmomentwandler vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß getriebeeingangsseitig ein dritter rein mechanischer Leistungszweig (2) mit einem Sonnenrad (3) des Umlaufträgergetriebes (3,7 bis 9) verbunden ist, daß das Turbinenrad (21) des hydrodynamischen Drehmomentwandler (18) unmittelbar und der stufenlos einstellbare D-. shmomentwandler (6, 15) über eine Zwischenübersetzung (13,19) mit einem Hohirad (9) des Umlaufrädergetriebes gekoppelt sind, und daß die Getriebeausgangswelle (10) vom Umlaufrädersteg (7) angetrieben ist

2. Getrieben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stufenlose einstellbare Drehmomentwandler als hydrostatischer Antrieb (6, 15) ausgebildet ist.