DE2831824C2 - Hydrostatic-mechanical transmission with power split for motor vehicles - Google Patents
Hydrostatic-mechanical transmission with power split for motor vehiclesInfo
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- F16H2037/088—Power split variators with summing differentials, with the input of the CVT connected or connectable to the input shaft
Description
auf der das Sinnennsd des Planetenräclergetriebes tragenden Vorgelegewelle sitzenden Zahnrad steht. Dadurch stützt sich das Sonnenrad in seiner Prehriehtung als Reaktipnselement aueh über diese Zahnräder und die überholkupplung bei deren Fassen am Außenring der Eingangskupplung an der Eingangswelle ab.on which the senses of the planetary crawler gear bearing countershaft seated gear. As a result, the sun gear is supported in its direction of rotation as a reaction element also via these gears and the overrunning clutch when it is grasped Outer ring of the input coupling on the input shaft.
Ein Ausführungsbeispiel des hydrostatisch-mechanischen Getriebes nach der Erfindung ist (Π der einzigen Figur der Zeichnung dargestellt und im nachfolgenden erläutert. Die Zeichnungsfigur zeigt eine schematisch wiedergegebene Gesamtdarstellung des Getriebes,An embodiment of the hydrostatic-mechanical Transmission according to the invention is shown (Π the single figure of the drawing and in the following explained. The drawing shows a schematically reproduced overall representation of the transmission,
Mit -einer in der Zeichnung nur schematisch wiedergegebenen Kraftübertragungseinrichtung wird die Antriebskraft von einev Brennkraftmaschine 10 auf die Antriebsräder 12 eines Schwerlastkraftfahrzeuges, beispielsweise eines Ackerschleppers, übertragen. Dabei führt eine mit der Brennkraftmaschine .10 gekoppelte Eingangswelle 14 direkt zu einem Zapfwellenanschluß 16.With a power transmission device shown only schematically in the drawing the driving force from an internal combustion engine 10 the drive wheels 12 of a heavy-duty vehicle, for example an agricultural tractor, are transmitted. Included leads an input shaft 14 coupled to the internal combustion engine .10 directly to a power take-off shaft connection 16.
Die Kraftübertragungseinrichtung umfaßt ein hydrostatisch-mechanisches Getriebe 18, ein daran angeschlossenes dreigängiges Stufenschalt- und Urckehrgetriebe 20 für mehrere Vorwärts- und Rückwärts-Geschwindigkeiten und ein damit verbundenes Ausgleichsgetriebe 22, über das die Antriebskraft zu den Antriebsrädern 12 gelangt Mittels des Getriebes 18 läßt sich jedes beliebige Obersetzungsverhältnis zwischen den Obersetzungszahlen der einzelnen Geschwindigkeitsbereiche stufenlos einstellen.The power transmission device comprises a hydrostatic-mechanical Gearbox 18, an attached three-speed step-change gearbox and reverse gearbox 20 for multiple forward and reverse speeds and an associated differential gear 22, via which the drive force reaches the drive wheels 12 by means of the transmission 18 any gear ratio between the gear ratios of the individual speed ranges infinitely adjustable.
Die Kraftübertragung von der Brennkraftmaschine auf die Antriebsräder über das hydrostatisch-mechanische Getriebe 18 erfolgt beim Einrücken einer Eingangskupplung 24, durch weiche die Eingangswelle 14 mit einer sie umgebenden hohlen Ausgangswelle 26 in Antriebsverbindung gebracht werden kann. An dem der Eingangskupplung 24 entgegengesetzten Ende ist an der hohlen Ausgangswelle 26 ein Antriebszahnrad 28 befestigt, welches in ständigem Eingriff steht mit einem auf einer parallel und auf Abstand zur Eingangswelle 14 gelagerten 7wischenwelie 32 endseitig befestigten Zahnrad 30, welch letzteres ständig in ein weiteres Zahnrad 34 eingreift, über welches mit einem festgelegten Übersetzungsverhältnis ein Zahnkranz 44 eines Planetenrädergetriebes 36 in eine formschlüssige Antriebsverbindung mit der Ausgangswelle 26 gelangt.The power transmission from the internal combustion engine to the drive wheels via the hydrostatic-mechanical Transmission 18 occurs upon engagement of an input clutch 24 through which the input shaft is engaged 14 can be brought into drive connection with a hollow output shaft 26 surrounding it. To the The end opposite the input coupling 24 is a drive gear 28 on the hollow output shaft 26 attached, which is in constant engagement with one on a parallel and at a distance from the input shaft 14 mounted 7wischenwelie 32 end-mounted gear 30, the latter constantly in another Gear 34 engages, via which a ring gear 44 with a fixed gear ratio Planetary gear transmission 36 comes into a form-fitting drive connection with the output shaft 26.
Das Plane?enrädergetriebe36 umfaßt einen Planetenradträger 38, der mit einer Abtriebswelle 40 verbunden ist welche gleichzeitig die Eingangswelle des Stufenschalt- und Umkehrgetriebes 20 ist. Diese Abtriebswelle 40 ist auf Abstand parallel zur Achse der Eingangsweile 14 drehbar gelagert Die am Planetenradträger 38 drehbar gelagerten Planetenräder 42 wälzen sich an dem mit dem Zahnrad 34 verbundenen Zahnkranz 44 und an einem mit einer weiteren Vorgelegewelle 48 endseitig verbundenen Sonnenrad 46 ab. Insofern bildet der Zahnkranz 44 des Planetenrädergetriebes das Endglied der aus dem Antriebszahnrad 28 und dem Zahnrad 34 bestehenden Getriebekette für die von der Brennkraftmaschine 10 ausgehende einseitige Drehmomentübertragung. Die Vorgelegewelle 48 fluchtet hierbei mit der Achse der Abtriebswelle 40. Das auf dieser Vorgelegewelle 48 sitzende Sonnenrad 46 ist über die Vorgelegewelle 48 mit einem hydrostatischen Verstellgetriebe verbunden, über welches das Drehmoment in beiden Richtungen übertragen werden kann. Dieses hydrostatische Verstellgetriebe besteht aus zwei hydrostatischen Einheiten 50 und 52.The planetary gear transmission 36 comprises a planetary gear carrier 38, which is connected to an output shaft 40 which at the same time is the input shaft of the step shift and reverse gear 20 is. This output shaft 40 is at a distance parallel to the axis of the input shaft 14 rotatably mounted The planet gears 42 rotatably mounted on the planet gear carrier 38 roll against each other the ring gear 44 connected to the gear 34 and on one with a further countershaft 48 sun gear 46 connected at the end. In this respect, educates the ring gear 44 of the planetary gear, the end link of the drive gear 28 and the Gear 34 existing gear chain for the one-sided torque transmission emanating from the internal combustion engine 10. The countershaft 48 is aligned with the axis of the output shaft 40. That This countershaft 48 seated sun gear 46 is via the countershaft 48 with a hydrostatic Connected adjusting gear, via which the torque can be transmitted in both directions. This hydrostatic variable speed drive consists of two hydrostatic units 50 and 52.
Pie hydrostatischen Einheiten 50 und 52 können als hierfür üblicherweise verwendete Verdrftngerkolbehelemente ausgebildet sein, wobei die mit dem Sonnenrad 46 mechanisch verbundene Einheit 50 mit fester Verdrftngwng und die mit der m den mit festgelegten übersetzungsverhältnis umlaufenden Zahnräder 28,34 und 30 gehörenden Zwischenwelle 32 verbundene Einheit 52 mit variabler Verdrängung betrieben wird. Beide hydrostatische Einheiten sind durch Leitungen 54Pie hydrostatic units 50 and 52 may be formed as commonly used for this purpose Verdrftngerkolbehelemente, wherein the unit is mechanically connected to the sun gear 46 50 connected with fixed Verdrftngwng and 28,34 and 30 associated with the m the transmission ratio with specified circumferential gears intermediate shaft 32, unit 52 is operated with variable displacement. Both hydrostatic units are connected by lines 54
ίο miteinander hydraulisch verbunden, um so ein hydrostatisches Verstellgetriebe zu schaffen, dessen Drehzahlübersetzungsverhältnis stufenlos regelbar ist, indem in bekannter Weise die mit variabler Verdrängung arbeitende Einheit 52 über die zugehörige Verstellvorrichtung gesteuert wird.ίο connected to each other hydraulically so as to be a hydrostatic one To create variable speed gear, its speed ratio is infinitely variable by using the variable displacement in a known manner working unit 52 via the associated adjusting device is controlled.
In dem als Summiergetriebe wirksamen Planetenrädergetriebe 36 ist der Zahnkranz 44 ständig Leistungseingang. Das Sonnenrad 46 des Planetenrädergetriebes ist bei konstanter Drehrichtung der Antriebsweife 40 in zwei möglichen Drehrichtungen betreibbar.In the planetary gear train that acts as a summing gear 36, the ring gear 44 is a constant power input. The sun gear 46 of the planetary gear train is with a constant direction of rotation of the drive shaft 40 in two possible directions of rotation operable.
In der ersten gleichsinnig mit dem äahnkranz 44 und der Abtriebswelle 40 verlaufenden Drehlichtung gibt das Sonnenrad 46 Antriebsleistung über den das hydrostatische Verstellgetriebe 50, 52 enthaltenden Leistungszweig an die Antriebswelle 40 ab, wodurch das Gesamtgetriebe in Leistungsverzweigung arbeitet In der zweiten gegensinnig zum Zahnkranz 44 und zur Abtriebswelle 40 verlaufenden Drehrichtung dient dasIn the first one in the same direction as the gear rim 44 and of the output shaft 40 running direction of rotation, the sun gear 46 provides drive power via the hydrostatic variable speed gears 50, 52 containing power branch to the drive shaft 40, whereby the Overall transmission in power split works in the second opposite to the ring gear 44 and to The output shaft 40 is used in the direction of rotation
3ΰ Sonnenrad 46 als Reaktionselement des Planetenrädergetriebes 36 und stützt sich über das hydrostatische Verstellgetriebe 50,52 ab.3ΰ sun gear 46 as a reaction element of the planetary gear 36 and is supported by the hydrostatic adjustment gear 50, 52.
Das hydrostatisch-mechanische Getriebe 18 weist weiterhin eine Überholkupplung 58 auf, die automatischThe hydrostatic-mechanical transmission 18 also has an overrunning clutch 58, which is automatic
das Überdrehen kontrolliert und die direkt an der Eingangswelle 14 des Getriebes angeordnet ist wobei sie die trennbare Eingangskupplung 24 umgibt Die Überholkupplung 58 wirkt hierbei mit dem Außenring 94 der Eingangskupplung 24 zusammen und ist in einem Zahnrad 90 untergebracht, welches in ständigem Eingriff mit einem auf der das Sonnenrad 46 tragenden Vorgelegewelle 48 sitzenden Zahnrad 92 steht Insoweit stützt sich das Sonnenrad 46 in seiner Drehrichtung als Reaktionselement, also bei gegensinnigem Umlauf zum Zahnkranz 44 und zur Abtriebswelle 40, auch über die Zahnräder 90 und 92 und die Überholkupplung 58 bei deren Fassen am Außenring 94 der Eingangskupplung 24 an der Eingangswelle 14 ab.the overspeeding is controlled and which is arranged directly on the input shaft 14 of the transmission it surrounds the separable input clutch 24. The overrunning clutch 58 here acts with the outer ring 94 of the input clutch 24 together and is housed in a gear 90 which is in constant To this extent, there is engagement with a gear 92 seated on the countershaft 48 carrying the sun gear 46 the sun gear 46 is supported in its direction of rotation as a reaction element, that is to say when rotating in the opposite direction to the Toothed ring 44 and to the output shaft 40, also via the gears 90 and 92 and the overrunning clutch 58 their gripping on the outer ring 94 of the input coupling 24 on the input shaft 14.
In der ersten gleichsinnig mit dem Zahnkranz 44 und der Abtriebswelle 40 verlaufenden Drehrichtung des Sonnenrades läuft die Überholkupplung 58 frei um, so daß keine Antriebsverbindung zwischen dem Zahnrad 90 und dem Zahnrad 92 besteht Voneinander abweichende Umlaufgeschwindigkeiten der Wellen 32 und 4t> werden lediglich durch die hydrostatischen Einheiten hervorgerufen. Wenn jedoch beispielsweise durch plötzliches Einrücken der Eingangskußpiung 24 während des Anfahrens des Fahrzeuges ein hohes Eingangsdrehmoment erzeugt wird, wird den hydrosta*In the first direction of rotation of the running in the same direction as the ring gear 44 and the output shaft 40 The overrunning clutch 58 revolves freely so that there is no drive connection between the gearwheel 90 and gearwheel 92, there are rotating speeds of shafts 32 that differ from one another and 4t> are only given by the hydrostatic Units evoked. However, if, for example, by sudden engagement of the input kissing 24 If a high input torque is generated while the vehicle is starting, the hydrosta *
»o tischen Einheiten uin verhältnismäßig hohes Geschwindigkeitsverhältnis auferlegt, wobei die hydrostatische Einheit SO unter Bedingungen der Rückgewinnung der Antriebskraft darüber hinaus einer besonders iiohen Drehmomentbelastung ausgesetzt ist. Infolge der»Optical units and a relatively high speed ratio imposed, the hydrostatic unit SO under conditions of recovery of the Driving force is also exposed to a particularly iiohen torque load. As a result of
besonderen Lage der Überholkupplung 58 innerhalb des hydrostatisch-mechanischen Getriebes wird nun das während dieser Rückgewinnung der Antriebskraft ansteigende Übersetzungsverhältnis zwischen den WeI-The special position of the overrunning clutch 58 within the hydrostatic-mechanical transmission is now the during this recovery of the driving force increasing transmission ratio between the
len 32 und 48 durch die Überholkupplung 58 begrenzt. Indem bei Erreichen der gewünschten Höhe des Übersetzungsverhältnisses über die Zahnräder 90 und 92 eine Antriebsverbindung zwischen der Brennkraftmaschine 10 und dem Sonnenrad 46 herbeigeführt wird.len 32 and 48 limited by the overrunning clutch 58. By when the desired level of the transmission ratio is reached via the gears 90 and 92 a drive connection between the internal combustion engine 10 and the sun gear 46 is brought about.
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