DE2816777A1

DE2816777A1 - Zweigwegegetriebe mit zwei drehzahlbereichen

Info

Publication number: DE2816777A1
Application number: DE19782816777
Authority: DE
Inventors: Barry Lewis Frost
Original assignee: Clark Equipment Co
Current assignee: Doosan Bobcat North America Inc
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1978-10-19
Also published as: GB1595124A; JPS6135420B2; US4181041A; DE2816777C2; JPS53129763A; CA1075038A

Description

PalenlanwSltO·
lnS- ^Ε· ^Eder

l»p].-Ing. K. Schic

CLAEK EQUIPMENT COMPANY Buchanan, Mich. / USA

"Zweiwegegetriebe mit zwei Drehzahlbereichen¹'

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Maschinenteile und -mechanismen,und insbesondere auf Zweiwegegetriebe mit zvzei Drehzahlbereichen.

Ein bekanntes regelbares Zweiwegegetriebe (TJS-PS 3,918,325) ist vorzugsweise als hydromechanisches Getriefte mit zwei Drehzahlbereichen ausgelegt, d.h. es schließt in jedem seiner "beiden Drehzahrbereiche einen mechanischen und einen hydraulischen Kraftübertragungsweg ein. Der mechanische Kraftübertaigungsweg dieses "bekannten Getriebes sieht die Kombination zweier Planetenradsätze vor, die auf einem gemeinsamen Planetenradträger giLagert sind und miteinander kämmen. Außerdem kämmt jeder Satz Planetenräder mit einem getrennten Antriebsglied, insbesondere zwei getrennten äußeren Zentralrädern, wobei, einer der. Planetenradsätze mit dem inneren Zentral- oder Reaktionsrad in Kämmeingriff steht. Der gemeinsame Planetenradträger weist das Abtriebsglied für beide Planetenradsätze auf uns ist treibend mit einer Abtriebswelß verbunden. Dieses Planetensystem wird in Kombination mit einer Drehzahlregelvorrichtung, vorzugsweise einer hydraulischen Pumpe-Motor-Konstruktion verwendet, welche wahlweise betätigbare Langsamlauf— und Schnellauf-Kupplungen zur Steuerung der Verbindung mit dem abtriebsSeiten Planetensystem einschließt. Über diese Schnellauf- und langsamlauf-Kupplungen lassen sich somit wechselweise die zwei Drehzahl-

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bereiche an die Abtriebswelle kuppeln.

Dieses bekannte Getriebe arbei"tefc zwar sehr gut, aber der als Reibkupplung ausgebildete Kupplungsmechanismus ist hinsichtlich Kosten, Größe, Verschleiß und Lebensdauer mit allen geläufigen Kachteilen bekannter Mechanismen dieser Art behaftet.

Eine andere bekannte Konstruktion (US-PS 3,777,594) sieht ein regelbares Getriebe mit mehreren Drehzahlbereichen ohne die üblichen Kupplungen vor. Es verwendet vielmehr eine verhältnismäßig große Kuppelrfvorrichtung, die durch axiale Verschiebung in Eingriff mit einem ersten und außer Eingriff mit einem zweiten Rad brinfoar ist, sobald die wirksamen Teilkreisgeschwindigkeiten der versdhiebbaren * Kuppelvorrichtung und des zweiten Rades im wesentlichen gleich sind. Fig. 3 der genannten Patentschrift zeigt die Verwendung zweier einfacher Planetengetriebe mit einer verschiebbaren äußeren I Kuppelvorrichtung, die abwechselnd die Antriebswelle mit dem äusseren Zentralrad eines ersten Planetengetriebes und dem PIanetenradträger eines zweiten Planetensatzes kuppeln kann. Dieser Mechanismus verwertet die Tatsache, daß kämmende. Räder (einschl. Stirnräder, Schraubräder etc.) sich axial gegeneinander bewegen, siange sie kämmen, ohne Unterbrechung des zwischen ihnen erfolgenden Kraftflusses,und daher in einen bestimmten Kraftübertragungsweg einlaufen oder ihn verlassen können und zwar ohne geräuschvoHenZahneingriff, ohne durch einseitige Belastung bedingtes Festfressen und ohne Sperrwirkung, wie sie sich bei Keilnutverbindungen aufgrund deren Unfähigkeit, sich unter Last gegeneinander zu bewegen, ergeben kann.

Nachteilig sind bei diesem bekannten Getriebe die Größe und die Außenanordnung der Kuppelvorrichtung, die die Konstruktion komplizieren und die Herstellungskosten erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes

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Zweiwegegetriebe mit zwei stufenlos regelbaren Drehzahlbereichen zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Getriebe nadi der Erfindung gekennzeichnet durch den Gegenstand des Anspruchs 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprächen.

Bei dem Getriebe nach der Erfindung sind somit vier Glieder in einem ersten Planetengetriebe und vier weitere Glieder in eism zweiten Planetengetriebe eingeschlossen. Das vierte Glied steht ständig in Kämmeingriff mit dem zweiten Glied, während das achte Glied mit dem dritten Glied drehend und drehbar verbunden ist und außerdem ständig mit dem sechsten Glied kämmt. Eine Antriebswelle ist treibend mit dem vierten und dem siebten Glied verbunden und mit einer Drehzahlregelvorrichtung, über welche die Drehgeschwindigkeit der mit ihr verbundenen Steuerwelle regelbar ist. Die Steuerwelle ist wiederum mit dem ersten unf fünften Glied drehend und drehbar verbunden, und eine Abtriebswelle ist mit dem dritten Glied drehend und drehbar verbunden. Außerdem ist eine Vorrichtung vorgesehen, um abwechselnd das erste Glied in Kämmeingriff mit dem zweiten Glied zu bringen, sobald die Teilkreisgeschwindigkeit des zweiten Glieds gegenüber dem dritten Glied im wesentlichen der Teilkreisgeschwindigkeit des ersten Glieds entspricht, und aus diesem Kämmeingriff auzurücken, sobald das erste und zweite Glied unter last drehen. Über diese Vorrichtung ist außerdem auch das fünfte Glied in Kämmeingriff mit dem sechsten Glied bringbar, sobald die Teilkreisgeschwindigkeit des sechsten Glieds gegenüber dem siebten Glied im wesentlichen der Teilkreisgeschwindigkeit des "fünften Glies entspricht, und ist wieder ausrückbar, sobald das fünfte und das sechste Glied unter Last drehen. Diese Verschiebevorrichtung wird nur betätigt, sobald die Steuerwelle mit einer gegenüber der Drehzahl des ersten und sechsten vorbestimmten Drehzahl dreht.

Vorzugsweise ist die Steuerwelle als Hohlwelle ausgebildet,

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die über die Drehzahlregelvorrichtung drehbar ist und ein erstes -und ein zweites inneres Zentralrad trägt, die mit ersten und zweiten Planetenräder der beiden Planetengetriebe in Eirg?iff bringbar sind. Außerdem gehört zur Verschiebevorrichtung vorzugsweise ein Kolben, der drehbar auf der Hohlwelle gelagert und in beide Eichtungen zur Hin- und Herbewegung derHohlwelle betätigbar ist, um abwechselnden und/ oder gleichzeitigen Kämmeingriff des ersten und zweiten inneren Zentralrades mit den zugehörigen ersten und zweiten Planetenrädern zu gestatten.

Durch die Verwendung der über eine verschiebbare Innenwelle verschiebbaren inneren Zentralräder .ergibt sich ein Getriebe kompakter Konstruktion mit weniger Teilen und weniger rotierenden Massen, so daß sich der Aufbau gegenüber bekannten Getrieben sehr veieLnfacht. Durch Verschiebung des inneren Zentralrades gegenüber den Planetenrädern nimmt dieses lediglich ein Drittel der Last auf und ermöglicht eine rasche Schaltverschiebung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht, teils im Schnitt, eines Zweiwegegetriebes mit zwei Drehzahlbereichen nach einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Anordnung der Antriebsglieder und der hydraulischen Einheiten gegenüber dem Mittelpunkt der Planetengetriebe nach der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines mit einem Kraftantrieb verbundenen Getriebes nach der Erfindung.

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Fig. 1 zeigt ein Zweiwegegetriebe 10 mit zwei stufenlos regelbarenDrehzahlbereichen, welches aus einfachen Planetensätzen und einer Schiebewelle besteht. Die einzelnen „Glieder des Getriebes 10 sind in einem (nur teilweise dargestellten) Gehäuse 11 in ihrer Arbeitsstellung zueinander festgelegt, wobei das Gehäuse 11 in bekannter Weise die Getriebeglieder schützend einschließen kann und volle Schmierfunktion gewährleistet. Das Getriebe 10 weist eine Antriebswelle 12 auf, welche von einem Kraftantrieb 14 (Jig. 3)j z.B. einem Verbrennungsmotor, Elektromotor oder einer anderen Kraftquelle getrieben wird und zwei koaxiale Antriebsräder 18 und 18 aufweist, die auf ihr befestigt oder einstückig mit ihr ausgebildet sind. Das erste Antriebsrad 16 kämmt mit einem Zwischenrad 20, welches über den Steg 22 mit einem Ende einer Trommel 24 verbunden ist, deren anderes Ende mit einem zweiten Steg 26 in Verbindung steht. Die Trommel 24 weist einen fest verbundenen oder einstückig mit ihr ausgebildeten Innenzahnkranz 32 auf. Dieser Innenzahnkranz ist das äußere Zentralrad 32 eines ersten bzw. Langsamlauf-Planetengetriebes 30(zu welchem Planetenräder 34, ein Planetenradträger 36 und ein inneres Zentralrad oder Reaktionsrad 38 gehören, wie noch beschri&en vird) und kämmt mit einer Anzahl auf den Bolzen 40 des Planetenradträgers 36 sitzender erster Planetenräder 34 (wovon hier nur eines dargestellt ist). Der Langsamlauf-Planetenradträger 36 wiederum besbeht aus treibend verbundenen inneren und äußeren Abschnitten 41 und 43, wobei der äußere Abschnitt 43 fest mit der Abtriebswelle 44 des Getriebes 10 verbunden ist und außerdem das Lager des Steges 26 trägt. Das innere Zentralrad 38 für den Langsamlauf ist auf einer Hohlwelle 48 ausgebildet, aufweicher auch im axialen Abstand ein zweites inneres Zentralrad bzw. Reaktionsrad 48 für den Schnellauf vorgesehen ist, welches im wesentlichen den gleichen wirksamen Teilkreisdurchmesser wie das Rad 38 besitzt.

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Das zweite Antriebsrad 18 kämmt mit einem Zahnkranz 52 am äußeren Abschnitt 56 eines Schnellauf-Planetenradträgers 54, der mit einem inneren Abschnitt 58 treibend gekuppelt ist. Die Innenabschnitte 41 und 58 der beiden Planetenradträger sind über ein Lager 60 zueinander festgelegt. Auf dem Planetenradträger 54 sind über Bolzen 68 eine Anzahl Schnellauf-Planetenräder 62 gelagert, welche mit dem auf dem Innenabschnitt 41 des Langsam-Planetenradträgers 36 gelagerten, äußeren Schnellauf-Zentralrad 64 kämmen. Die Planetenräder 62 können außerdem mit einem inneren Schnelllauf-Zentralrad 48, wie noch beschrieben wird, kämmen. Das innere Zentralrad 48, die Planetenräder 62, der Planetenradträger 54- und das äußere Zentralrad 64 sind die Glieder eines zweiten, für den Schnellaufbereich bestimmten Planetengetriebes 66.

Der Zahnkranz 52 kämmt mit einem Rad 70, welches zur besseren Veranschaulichung in Fig. 1 aus seiner in Fig. 2 gezeigten wahren Stellung versetzt dargestellt ist. Dieses Rad 70 ist an einer Antriebswelle 72 befestigt oder einstückig mit dieser ausgebildet, welche mit einem ersten (versetzt aus seiner eigentlichen Lage gezeigten) Abschnitt 76 einer schematisch angedeuteten Drehzahlregelvorrichtung 74 treibend gekuppelt ist. Zu dieser Drehzahlregelvorrichtung gehört auch ein zweiter über eine Antriebswelle 80 mit einem Rad 82 treibend verbundener zweiter Abschnitt 78. Das aus seiner in Fig. 2 gezeigten wahren Lage versetzt in Fig. 1 dargestellte Rad 82 kämmt mit einem auf einer Hohlwelle 46 befestigten Rad 84. Die Drehzahlregelvorrichtung 74· kann z.B. eine Pumpe-Motor-Konstruktion (Sundstend Hydro-Transmission Division der Sundstrand Corporation, Arnes, Iowa) sein. Funktion der Drehzahlregelvorrichtung 74 ist es. im wesentlichen, eine der Drehzahl des Kraftantriebs proportionale Drehzahl auf derjeinen und eine regelbare Drehzahl auf der anderen zweier Wellen 72 und 80 je nach Erfordernis zu erzeugen,um dem Zweiwegegetriebe die nachstehend beschriebene Arbeitsweise zu ermöglichen.

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Da die Hohlwelle 46 (über die Räder 82,84) mit der Welle 80 gekuppelt ist, wirkt sie als Steuerwelle, die drehend und drehbar mit der Drehzahlregelvorrichtung 74- und den "beiden inneren Zentralrädern 38,48 verbunden ist. Mit der Drehzahlregelvorrichtung 74 läßt sichjsomit die Drehzahländerung der Welle 46 steuern, so daß sich für das Zweiwegegetriebe das noch zu beschreibende Arbeitsprinzip ergibt.

Am Endabschnitt 86 der Hohlwelle 46 ist ein drehbar gelagerter Kolben 88 in einer im wesentlichen zylindrischen Kammer 90 abgedichtet axial hin- und herbewegbar. An entgegengesetzten Enden der Kammer 90 münden Einlaß- und Auslaßöffnungen 92 und 94 für ein unter Druck stehendes Medium ein, welches zur axialen Verschiebung der Hohlwelle dient. Mit axialem Abstand voneinander auf der Hohlwelle 46 angeordnete Nadellager 96 stehen über ihre Nadelkörper in direkter Verbindung mit derAbtriebswelle 44 und ermöglichen somit sowohl eine Drehbewegung als auch eine axiale Verschiebung der Hohlwelle 46 gegenüber der Abtriebswelle 44.

Wie schon der Name besagt, versteht man unter einem Zweiwegegetriebe ein Getriebe mit zwei getrennten Kraftübertragungswegen, wobei das Getriebe 10 in bevorzugter Ausführung hydromechanisch ausgelegt ist. d.h. mit ejnem mechanischen und einem hydraulischen "Übertragungsweg in jedem seiner beiden Drehzahlbereiche.

Der erste Abschnitt 76 der Drehzahlregelvorrichtung 74-kann z.B. eine Motor-Pumpe-Konstruktion, vorzugsweise eine hydraulische Einheit mit veränderlichem Hub sein. Der zweite Abschnitt 78 der Drehzahlregelvorrichtung 74 kann eine Pumpe-Motor-Konstruktion,vorzugsweise eine hydraulische Einheit mit konstantem Hub sein. Sind die Abschnitte 76 und 78 als hydraulische Einheiten vorgesehen, dann sind sie natürlich auch hydraulisch auf an sich bekannte Weise miteinander verbunden. Die Drehzahlregelvor-

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richtung 74 kann aber z.B. auch als durch Zugkraft betätigbare Vorrichtung ausgebildet sein. Zum besseren Verständnis wird hier das Zweiwegegetriebe 10 zwar als hydromechanische Anordnung beschrieben, ist aber selbstverständlich nicht hierauf beschränkt.

Wie ersichtlich, ist die Antriebswelle 12 mit dem ersten Abschnitt 76 der Drehzahlregelvorrichtung 74 über ein sich durch die Räder 18,52 und 70 ergebendes Vorgelege gekuppelt. Der zweite Abschnitt 78 der Drehzahlregelvorrichtung 74·» welcher mit dem ersten Abschnitt 76 in Wirkverbindung "steht, ist mit der Hohlwelle 46 über ein aus den Rädern 82 und 84 bestehendes Vorgelege gekuppelt. Die Hohlwelle 46 dient natürlich gleichzeitig zur Drehung beider innerer Zentralräder 38 und 48.

Sind die beiden Abschnitte 76 und 78 der Drehzahlregelvorrichtung 74 als hydraulische Einheiten ausgebildet, dann wirkt der Abschnitt 76 als Pumpe und der Abschnitt 78 als Notor. Umgekehrt wirkt der Abschnitt 78 als Pumpe wenn der Abschnitt 76als Motor wirkt. Die Abschnitte 76 und 78 regeln das auf die Hohlwelle oder Steuerwelle 46 von den Planetengetrieben 30 und 66 über die als Reaktionsglieder wirkenden inneren Zentralräder 38 und 48 übertragene Drehmoment. Wie aus Fig. 1 ersichtlich,gewährleistet der axiale Abstand der inneren Zentralräder 38 und 49, daß bei vollem Kämmeingriff zwischen dem inneren Zentralrad 38 und dem Planetenrad 34 das innere Zentralrad 48 und das Planetenrad 62 völlig ausser Eingriff sind. Sobald das hydraulische Medium durch die Öffnung 92 einströmt, wird der Kolben 88 und damit die Hohlwelle 46 axial nach links verschoben. Diese axiale Verschiebung bringt die Räder 48 und 62 allmählich in Kämmeingriff. Im Verlauf dieser Verschiebung stehen· die inneren Langsam- und Schnellauf-Zeriralräder 38 und 48 krzfristig gleichzeitig mit ihren jeweiligen Planetenrädern in Eingriff, so daß die Welle 44 durch die Wirkung beider Planetengetriebe 30 gedreht wird. Durch die weitergehende axiale Verschiebung der Hohlwelle 46 ergbit sich ein vollständiger Kämmeingriff

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zwischen dem inneren Zentralrad 48 des Schnellaufbereichs und den zugehörigen Planetenrädern 62 und völliges Ausrükken des inneren Zentralrads 38 für den Langsamlauf aus seinem Eingriff mit den zugehörigen Planetenrädern 34. Beim Umschalten in den Lamgsamlauf erfolgt die axiale Verschiebung der Hohlwelle 46 natürlich in umgekehrter Richtung, so daß die Glieder des für den Langsamlauf bestimmten Planetengetriebes 30 wieder in Eingriff gelangen und die Glieder des Schnellauf-Planetensatzes 66 ausgerückt werden.

Wie ersichtlich wird das äußere Langsam-Zentralrad 32 von der Antriebswelle 12 über die Räder 16 und 20 getrieben. Das zweite äußere Zentralrad 64 für den Schnellauf ist auf dem Abschnitt 41 des Langsam-Planetenradträgers gelagert und wird daher von diesem getrieben. Die Eingangswelle 12 kämmt außerdem mit dem Schnellauf-Planetenträger 54 über die Räder 18 und 52.

Das Getriebe 10 arbeitet wie nachstehend beschrieben: Nul'l-Le istung, d.h. Stillstand der Ab±?riebswelle 44 und des Planetenträgers 36 wird erreicht, wenn das äußere Zentralrad 32 und das." innere Zentralrad 38 für den Langsambereich gleiche, entgegengesetzte Teilkreisgeschwindigkeiten haben. Die Langsam-Planetenräder 34 rotieren dann auf den Bolzen 40 um ihre Mittelachsen, und da der Planetenradträger 36 stillsteht, ist die Abtriebsleistung-ITull. Da gleichzeitig daslinnere Zentralrad 38 entgegengesetzt zum äußeren Zentralrad 32 getrieben wird, wirkt der Abschnitt v?8 der Drehzahlregelvorrichtung 74 als Pumpe und der Abschnitt 76 als Motor, d.h. es erfolgt eine Kraft-Rückführung. Rückführung heißt, daß die Drehzahlregelvorrichtung 74 dem Planetengetriebe 30 wieder Kraft zurückführt, so daß die gesamte, im Planetengetriebe erzeugte Leistung zu diesem Zeitpunkt der Leistung des Hauptantriebs plus der durch die Drehzahlregelvorrichtung 74 erzeugten Leistung entspricht.

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Bei Weiterdrehung des ersten äußeren Zentralrades 32 und damit allmählicher Abnahme der TeilkEisgeschwindigkeit des inneren Zentralrades 38 wirkt das innere Zentralrad 38 als Reaktionsglied, und der Planetenradträger 36 beginnt zu drehen, wobei seine Umlaufgeschwindigkeit mit abnehmender Drehzahl des inneren Zentralrades 38 zunimmt. Natürlich ist die Drehzahl des Planetenradträgers 36 abhängig von den geometrischen Abmessungen der einzelnen Glieder des Planetengetriebes 30· Mit der Verlangsamung der Drehgeschwindigkeit des inneren Zentralrades 38 auf Null erhöht sich allmählich die Ausgangsleistung, und sobald das innere Zentralrad 38 zum Stillstand gekommen ist, wirkt es als reines Reaktionsglied. Da zu diesem Zeitpunkt auch die Hubwirkung des Abschnitts 76 der Drehzahlregelvorrichtung 74- sich auf nahe Null verringert hat und keine Kraft-Rückführung erfolgt, arbeitet das Getriebe 10 als rein mechanisches System.

Sobald jedoch das innere Zentralrad 38 (über die Drehzahlregel-Abschnitte 76 und 78) in gleicher Richtung wie das äußere Zentralrad 32 getrieben wird, nimmt die Drehzahl des Planetenradträgers 36 und der Abtriebswelle 44 mit zunehmender Drehzahl des inneren Zentralrades 38 zu. Die höchste Abtriebsdrehzahl im Langsamlauf wird bei Drehung des inneren Zentralrades mit Höchstgeschwindigkeit oder nahezu Hochstgeschwindigkeit in gleicher Richtung wie das äußere Zentralrad 32 erreicht, wobei das äußere Zentralrad 32, das innere Zentralrad 38 und der Planetenradträger 36 alle in gemeinsamer Drehrichtung rotieren. Das Getriebe arbeitet nun als Verzweigungsgetriebe, d.h. die übertragene Leistung verzweigt sich zwischen dem mechanischen System und dem regelbaren System, bzw. dem Planetengetriebe 30 und der Drehzahlregelvorrichtung 7²S deren Abschnitte 76 und 78 nun als Pumpe und Motor wirken. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehzahl des Schnellauf-Planetenradträgers 54 über das Antriebsrad 18 gesteuert, während die Drehzahl des äußeren Schnellauf-Zentralrades 64 von der Geschwindigkeit des Langsam-Planetenradträgers 36 während des Laiigsambetriebs abhängig isSbO 9 8 4 2 / 1 1 1 A

Bei höchster Drehzahl im Langsamlauf ist die Teilkreisgeschwindigkeit der Schnellauf-Planetenräder 62 gleich oder im wesentlichen gleich der Teilkreisgeschwindigkeit des inneren Schnellauf-Zentralrades 48, und es ist nun hydraulischer Druck auf der rechten Seite des Kolbens 88 aufbringbar, um die Hohlwelle 46 axial nach links zu verschieben. Ein (nicht dargestelltes) Sieuersystem kann die wirksame Teilkreisgeschwindigkeit der Räder 62 erfassen und den Zeitpunkt sozialisieren, zu dem diese Geschwindigkeit gegenüber dem Planetenradträger 64 im wesentlichen gleich der wirksamen Teilkreisgeschwindigkeit des inneren Zentralrades 48 ist. Um die Zahnlücken und Zähne des inneren Zentralrades und der zugehörigen Planetenräder vor ihrem Kämmeingriff fluchtend auszurichten, wird, wie an sich bekannt, die axiale Versdiebung der Hohlwelle kurz vor Erreichen eines echten synchronen Drehzahlsrerhältnisses eingeleitet. In anderen Worten, es ist ein geringer Drehzahlunterschied zwischen den in Eingriff zu bringenden Rädern erforderlich, um einen wirksamen Kämmeingriff beim Umschalten in Schnellauf oder in Langsambetrieb zu erreichen. Dabei stehen dann sowohl die Langsamais auch die Schnellauf-Planetengetriebe 30 und 66 kurzzeitig in Eingriff, aber bei Fortsetzung der axialen Verschiebung der Hohlwelle 46 wird lediglich das innere Schnellauf-Zentralrad 48 mit den zugehörigen Planetenrädern 62 in Eingriff gebracht.

Bei Betrieb im Schnellauf erfolgt bei Drehung des inneren Schnellauf-Zentralrades 48 mit Höchstdrehzahl in gleicher Richtung wie der Schnellauf-Planetenradträger 54 bis zur V^erlangsamung der Geschwindigkeit des.'inneren Zentralrades 48 auf Null durch Betätigung der Drehzahlregelvorrichtung 74 wieder eine Rückführung. Sobald die Drehzahl des inneren Zentralrades 48 bis auf Null abgenommen hat, verschwindet der Rückführeffekt wieder, und wenn dann das innere Zentralrad 48 entgegengesetzt zu seinem Planetenradträger 54 dreht, ergibt sich wieder eine Verzweigung desKräfteflusses. Das äußere Schnellauf-Zentralrad 64 ist dabei das Abtriebsglied des Planetengetriebes 66 und treibt aufgrund seiner Verbin-

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eine Vertmdung von Schnellauf- bzw. Langsamlauf-Kupplungen erforderlich, sind. Der Wegfall der neutralen Zwischenstellung und der Kupplungen für die beiden DrehzahlbeiiEiche vereinfacht nicht nur die Konstruktion des Getriebes sondern natürlich auch dessen Steuerung. Außerdem entfallen dadurch auch die sich durch Verschleiß der Kupplungsscheiben und Kupplungsgeräusii ergebenden Schwierigkeiten und alle anderen kupplungsbedingten Einflüsse. Durch das Fehlen der Kupplungen ergibt sin außerdem bei geringeren Herstellungskosten eine kompakte Einheit mit geringerem Wartung'saufwand als bekannte Getriebe, welche^ einen zwangsläufigen Drehzahlwechsel gewährleistet.

Selbstverständlich lassen sich im Rahmen der Erfindung statt der beschriebenen Elemente auch äquivalente andere ¹MIe verwenden. Z.B. ist es denkbar, das Antriebssystem für das äußere Zentralrad für den Langsamlauf, den Schnelllauf -Planetenradträger und die Drehzahlregelvorrichtung abgewandelt auszulegen.

Patentanwälte

Dipl.-Ing. E. Eder

DIpL-lng. ICÄchlc-schke

8 München 4Q₁£Ka6bothstraße34

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dung mit dem Langsam-Planetenradträger 36 die Antriebswelle 44. Wie bereits ausgeführt, ist das Getriebe 1^ in beiden Drehzahlbereichen hydromechanisch ausgelegt und wirkt bei einer Abtriebsleistung Null rückführend, wie an sich bekannt. Das Getriebe 10 verwendet aber außerdem auch eine axial verschiebbare, als Steuerwelle wirkende Hohlwelle 46, die als von der Drehzahlregelvorrichtung 74 betätigtes Antriebsglied wirkt und sowohl das innere Zentralrad 38 für den Langsamlauf als auch das innere Zentralrad 48 für den Schnellauf trägt. Eine wesentliche Verbesserung bsi diesem Getriebe 10 ist die axiale Verschiebung der inneren Zentralräder 38 und 48, die ein Umschalten in Schnellauf oder Langsambetrieb von einem Drebzahlbereich in den anderen ohne die Verwendung einer neutralen Zwischenstellung und ohne Kupplungen für den jeweiligen Drehzahlbereich gestattet. Zwischen den Planetenrädern und den inneren Zentralrädern muß allerdings eine wälzende bzw. kämmende relative Bewegung erfdgen, um eine axiale Verschiebung der inneren Zentralräder unter Last zu ermöglichen. Wenn z.B. der Planetenradträger 36 und das innere Zentralrad 38 mit exakt gleichen Geschwindigkeiten drehen, dann drehen sie als eine Einheit, da zwischen ihnen eine Teilkreisgeschwindigkeit Null gegeben ist und das innere Zentr-alrad daher durch Drehmoment sperrung nicht verschiebbar ist. Sobald jedoch das innere Zentralrad und Planetenräder mit geringfügig unterschiedlichen Teilkreisgeschwindigkeiten drehen, dann lassen sich die inneren Zentralräder axial unter Last aufgrund der angreifenden Wälzwirkung verschieben. Grundsätzlich läßt sich die Hohlwelle 46 unter Last verschieben, sobald die inneren Zentralräder und der abtriebseitige Planetenradträger mit unterschiedlichen Drehzahlen umlaufen, wobei die axiale "fe-schiebung der inneren Zentralräder erfolgt, sobald die Räder 38 und 48 für den Schnellauf und Langsamlauf mit im wesentlichen gleichen Teilkreisgeschwindigkeiten drehen.

Die gleichzeitige axiale Verschiebung der inneren Zentralräder ermöglicht ein Umschalten von einem Drehzahlbereich in den anderen, ohne daß eine neutrale Zwischenstellung oder

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eerseite

Claims

Patentanwälte

DIpL-Ing. E. Edsr Am.altsakte: 9841 3k DIpI--Ing. K. Schisschke

CMEK EQUIPMENT CQMEAUT Buchanan, Mich. / USA

"Zweiwegegetriebe mit zwei Drehzahlbereichen"

Patentansprüche

Zweiwegegetriebe mit zwei Drehzahlbereichen, gekenn— zeichnet durch

a) ein erstes Planetengetriebe (30), welches vier treibend verbundene Glieder (38,34,36,32) des Zweiwegegetriebes (10) -enthält,

b) eine. Steuerwelle (46) mit veränderlicher Drehzahl, welche mit dem ersten Glied (38) drehend und drehbar verbunden ist,

c) eine mit der Steuerwelle (46) verbundene Drehzahlregelvorrichtung (74),über welche die Drehzahl der Steuerwelle (46) gesteuert veränderbar ist,

d) eine erste Welle (44), die mit dem dritten Glied (36) drehend und drehbar verbunden ist,

e) durch ständigen Kämmeingriff zwischen dem vierten Glied (32) und dem zweiten Glied (34), und

f) durch eine Verschiebevorrichtung (88), über welche das erste Glied (38) in Kämmeingriff mit dem zweiten Glied (3^) bewegbar ist, sobald das zweite Glied mit einer im wesentlichen gleichen Teilkreisgeschwindigkeit wie das erste Glied gegenüber dem dritten

Glied dreht, ^$gfp| 2^ f Y%^{iten Glied} (34) ausrück-

ORIGiNAL INSPECTED

bar ist, sobald sich, das erste (38) und das zweite (34) Glied unter Last drehen.
2. Getriebe nach Anspruch. 1, gekennzeichnet durch eine Drehanordnung (16,20,24), durch welche das vierte Glied (32) und damit auch das zweite Glied (34) bei aus dem zweiten Glied (34) ausgerückter Stellung des ersten Glieds (38) drehbar ist, wobei auch das zweite Glied (34) über diese Anordnung drehbar ist, sobald das erste Glied (38) mit dem zweiten Glied (34) kämmt und die Steuerwelle (36) mit einer gegenüber der Drehzahl des zi-eLten Glieds (34) bestimmten Drehzahl dreht.
3· Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichen durch

a) ein zweites Planetengetriebe (66), das mit dem ersten Planetengetriebe (30) im axialen Abstand von diesem treibend verbunden ist und vier weitere, treibend verbundene Glieder (48,62,54 und 64) des Zweiwegegetriebes (10) enthält,

b) durch drehende und drehbare Verbindung des achten Glieds (64) mit dem dritten Glied (36), wobei das achte Glied (64) mit dem sechsten Glied (62) ständig kämmt,

c) durch drehende und drehbare Verbindung der Steuerwelle (46) mit dem fünften Glied (48) und

d) ferner dadurch gekennzeichnet, daß über die Vsschiebevorrichtung (88) das fünfte Glied (48) mit dem sechsten Glied (62) in Kämmeingriff bringbar ist, sobald das sechste Glied gegenüber dem siebten Glied mit im wesentlichen gleicher Teilkreisgeschwindigkeit wie dasffüünfte Glied dreht, und aus dem zweiten Glied (62-* wieder ausrückbar ist, sobald das fünfte und das;sechste Glied unter Last drehen, wobei das fünfte Glied (48) nur dann in vollem Kämmeingriff mit dem sechsten Glied si:eht, wenn das erste Glied nicht mit dem zweiten Glied kämmt.

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4. Getriefte nach Anspruch 3? gekennzeichnet durch eine Drehanordnung (12,18,52), über welche das siebte Glied (54) und damit das sechste Glied (62) drehbar ist, sobald das fünfte Glied (48) nicht mit dem sechsten Glied (62) kämmt,und durch Vielehe das sechste Glied (62) drehbar ist, sobald das fünfte Glied (48) mit dem sechsten Glied (62) kämmt und die Steuerwelle (46) mit gegenüber der Drehzahl des sechsten Glieds (62)bestimmter Drehzahl dreht.
5· Getriebe nach An Spruch 4, dadurch gekennzeichnet*, daß das erste Glied (38) in Kämmeingriff mit dem zweiten Glied (34) bringbar und aus diesem ausrückbar ist während das fünfte Glied (48) noch mit dem sechsten Glied (62) kämmt und umgekehrt, sobald die Steuerwelle (46) mit einer gegenüber der Drehzahl des zweiten und des sechsten Glieds (34,62) bestimmten Drehzahl dreht.
6. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Planetengetriebe (36) ein erstes inneiss Zentralrad (38) als erstes Glied, ein erstes äußeres Zentralrad (32) als viertes Glied, einen ersten Planetenradtrager (36) als drittes Glied und ein auf dem ersten Planetenträger gelagertes erstes Planetenrad (34) als zweites Glied aufweist, wobei das erstePlanetenrad (34)sowohl mit dem inneren Z.entralrad (38) als auch mit dem äußeren Zentralrad (32) kämmt, und daß das zweite Planetengetriebe (66) ein zweites inneres Zentralrad (48) als fünftes Glied, ein zweites äußeres Zentralrad (64) als achtes Glied, einen zweiten Planetenradtrager (54) als siebtes Glied und ein auf dem Planetenradtrager (54) gelagertes zweites Planetenrad (62) als sechstes Glied einschließt, wobei das zweite Planetenrad (62) sowohl mit dem zweiten inneren als auch mit dem zweiten äußeren Zentralrad (48,64) kämmt.
7· Getriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die wirksamen Teilkreise der inneren Zentralräder (38,48)

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mit den wirksamen Teilkreisen der zugehörigen Planeteniäder (34,62) tangential "berühren, daß das erste innere Zentralrad (38) durch axiale Verschiebung in und außer Eingriff mit dem ersten Planetenrad (34) bringbar ist, solange das zweite innere Zentralrad (48) noch mit dem zweiten Planetenrad (62) kämmt und daß das zweite innere Zentralrad (48) durch aiale Verschiebung in und außer Eingriff mit dem zweiten Planetenrad (62) bringbar ist während das erste innere Zentralrad (38) noch mit dem ersten Planetenrad (34) kämmt ud die Steuerwelle (46) mit einer gegenüber der Drehzahl der ersten und zwei ten Planetenräder (34,62) bestimmten Drehzahl dreht.
8. Getriebe nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die erste Welle (44) eine Abtriebswelle ist.
9· Getriebe nach Anspruch 7? dadurch gekennzeichnet, daß die Drehanordnung für das vierte Glied eine Antriebswelle (12), ein auf dieser befestigtes erstes Antriebsrad (16) und ein mit diesem kämmendes erstes Zwischenrad (20) einschließt, welches mit dem vierten Glied (32) zur Drehung mit diesem treibend verbunden ist.
10. Getriebe nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Drehanordnung für das siebte Glied die Antriebswelle (12), einjzweites auf dieser befestigtes Antriebsrad (18) und ein mit diesem kämmendes zweites Zwischenrad" (52) einschließt, welches· an einem Abschnitt des siebten Glieds (54) befestigt ist.

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DIpI.-Ing. E Eder

Dipl.-Ing. K.^bhieschke

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