DE2831971A1

DE2831971A1 - Hydromechanisches getriebe mit mehreren betriebsarten und synchronisierter schaltung

Info

Publication number: DE2831971A1
Application number: DE19782831971
Authority: DE
Inventors: George A Schauer
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1977-08-01
Filing date: 1978-07-20
Publication date: 1979-02-22
Also published as: GB2001714A; FR2399588A1; JPS5445452A

Description

Sundstrand Corporation, Rockford, Illinois V.St.A.

Hydromechanisch^ Getriebe mit mehreren Betriebsarten und synchronisierter Schaltung

Die Erfindung bezieht sich auf hydromechanische Getriebe mit mehreren Betriebsarten einschließlich einer nur hydrostatischen Niedrigdrehzahl-Betriebsart, wobei der Abtrieb von einem in das Umlaufgetriebesystem eingeschalteten Hydrogetriebe ableitbar ist und die Geschwindigkeit und Richtung desselben durch die Winkellage einer mit wenigstens einer der Hydraulikeinheiten des Hydrogetriebes zusammenwirkenden Taumelscheibe bestimmt sind. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine oder mehrere zusätzliche Betriebsarten, bei denen der Abtrieb von dem Umlaufgetriebesystem abgeleitet wird, wobei Verbindungen sowohl zum Hydrogetriebe als auch zur Antriebswelle bestehen.

909808/0726

Dabei ist es erwünscht, zwischen den Betriebsarten ein synchronisiertes Schalten zu erzielen, wobei die Kupplungselemente mit gleichen Geschwindigkeiten und in die gleiche Richtung laufen, und ferner am oberen Ende einer Betriebsart sämtliche Elemente des Umlaufgetriebesystems mit der gleichen Drehzahl, die im wesentlichen der Drehzahl der Antriebswelle entspricht, laufen zu lassen. Dabei wird ein Umlaufgetriebesystem mit Elementen von zwei einfachen Umlaufgetriebe einheit en erhalten, deren jede ein Zentralrad aufweist, deren eines mit dem Hydrogetriebe verbunden ist und deren anderes wahlweise mit der Antriebswelle verbindbar ist. Dies ermöglicht gute Übersetzungsverhältnisse zwischen den Elementen des Umlaufgetriebesystems und eine gute größenmäßige Auslegung der Planetenräder. Bei der Auslegung eines hydromechanischen Getriebes ist das K-Verhältnis zu beachten, das das Verhältnis zwischen einem Hohlrad und einem Zentralrad bei feststehendem Planetenträger ist, wobei das Zentralrad und das Hohlrad in gleicher Richtung umlaufen. Wenn Hohlrad und Zentralrad zueinander entgegengesetzt umlaufen, handelt es sich um ein negatives K-Verhältnis. Bei K = 2 sind die Planetenräder eines Umlaufgetriebes halb so groß wie das Zentralrad. Es 1st unmöglich, ein Verhältnis von K = 1 zu erreichen, da der Durchmesser der Planetenräder 0 wäre. Mit K kleiner als 2 müssen die Durchmesser der Planetenräder weniger als halb so groß wie der Durchmesser des Zentralrads sein, und es wird schwierig, geeignete Lagerbefestigungen der Planetenräder am Planetenträger vorzusehen. Ein hydromechanisches Getriebe, bei dem K-Verhältnisse von weniger als 2 möglich sind, wobei gleichzeitig Planetenradgrößen von praktisch ausführbaren Abmessungen möglich sind, stellt einen technischen Fortschritt in bezug auf ein hydromechanisch.es Getriebe mit mehreren Betriebsarten und synchronisierter Schaltung zwischen den Betriebsarten dar.

909808/0726

In der US-PS 3 969 957 ist ein Getriebe mit zwei Betriebsarten angegeben, wobei ein Umlaufgetriebesystem verwendet wird, bei dem das GrößenTerhältnis zwischen den Elementen des Umlaufgetriebes zu berücksichtigen ist. Dieser Stand der Technik ermöglicht jedoch nicht ein K-Verhältnis von weniger als 2 mit erwünschter Größenabmessung der Planetenräder.

In der US-PS 3 383 953 ist eine Kraftübertragung mit ineinandergreifenden Planetenrädern auf einem mit zwei Zentralrädern kämmenden gemeinsamen Planetenträger angegeben.

In den US-Patentschriften 3 433 095 und 3 590 658 sind hydromechanische Getriebe mit mehreren Betriebsarten angegeben, bei denen ein Umlaufgetriebesystem mit zwei einfachen Umlaufgetriebeeinheiten verwendet wird; in der ersten US-PS werden eine erste und eine dritte Betriebsart durch Bremsen bzw. Kuppeln des gleichen Elements des Umlaufgetriebes mit der Antriebswelle in diesen Betriebsarten erläutert. Diese Patente zeigen jedoch weder den wahlweisen Antrieb des einen Zentralrads von der Antriebswelle in der einen Betriebsart noch die Wirkung des durch das Hydrogetriebe getriebenen Zentralrads als umgekehrtes Hohlrad im Zusammenwirken mit zwei Sätzen von Planetenrädern auf einem gemeinsamen Planetenträger, die miteinander kämmen, wobei der gemeinsame Planetenträger mit der Abtriebswelle des hydromechanischen Getriebes verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines hydromechanischen Getriebes mit mehreren Betriebsarten, wobei im Fall eines Getriebes mit zwei Betriebsarten das K-Yerhältnis in der zweiten, mit höherer Drehzahl ablaufenden Betriebsart weniger als 2 sein kann und im Fall eines Getriebes mit

909808/0726

drei Betriebsarten ein größerer Bereich möglicher K-Verhältnisse in den verschiedenen Betriebsarten möglich ist.

Ein hydromechanisches Getriebe mit mehreren Betriebsarten und synchronisierter Schaltung zwischen den Betriebsarten umfaßt nach der Erfindung ein TJmlaufgetriebesystem mit mehreren Elementen, die so zueinander in Beziehung stehen, daß funktionell eine Vierelementen-Kombination gebildet ist, das Umlaufgetriebesystem umfaßt zwei Zentralräder, deren eines mit einem hydrostatischen Getriebe verbunden ist und deren anderes wahlweise mit einer Antriebswelle verbindbar ist. Ferner sind die Übersetzungsverhältnisse des Umlaufgetriebesystems so ausgelegt, daß beim Schalten von einer ersten in eine zweite Betriebsart ein synchronisiertes Schalten aufgrund gleicher Geschwindigkeit von Kupplungselementen erfolgt und am oberen Ende der zweiten Betriebsart sämtliche Elemente des Umlaufgetriebesystems mit gleicher Drehzahl umlaufen.

Nach der Erfindung soll das hydromechanische Getriebe eines oder mehrere der vorgenannten Merkmale aufweisen.

Bei dem hydromechanischen Getriebe ist das zweite Zentralrad effektiv ein umgekehrtes Hohlrad, und jedes Zentralrad ist mit einem Satz Planetenräder in Eingriff bringbar, so daß die beiden Sätze Planetenräder auf einem gemeinsamen, mit der Abtriebswelle verbundenen Planetenträger angeordnet sind und die Planetenräder des einen Satzes mit den Planetenrädern des anderen Satzes kämmen, wodurch sich eine zusätzliche Wahlmöglichkeit bei der Auswahl der Größen der Planetenräder zum Erhalt erwünschter K-Verhältnisse ergibt und die Planetenräder immer noch ausreichend groß sind, um mechanische Kriterien wie z. B. Lagerbefestigungen zu erfüllen.

909808/0726

Ferner ist nach der Erfindung vorgesehen, daß bei einem hydromechanischen Getriebe zwei Zentralräder, ein Hohlrad ■und ein Träger Torgesehen sind, wobei das eine Zentralrad mit einem Hydrogetriebe zum Betrieb in einer ersten, Fiedrigdrehzahl-Betriebsart verbunden ist und ein Element des Umlaufgetriebesystems gegen Rotation gehalten ist; eine zweite Betriebsart wird dadurch erhalten, daß das andere Zentralrad mit der Antriebswelle verbunden wird, die dem Getriebe über eine Kraftübertragung mit einer Kupplung Leistung zuführt. Zusätzlich sind die Übersetzungsverhältnisse des Umlaufgetriebesystems so wählbar, daß die miteinander in Eingriff gelangenden Elemente der Kupplung zum Zeitpunkt des Schaltens aus der ersten in die zweite Betriebsart mit der gleichen Geschwindigkeit und in der gleichen Richtung umlaufen.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das hydromechanisch^ Getriebe eine dritte, höherdrehzahlige Betriebsart hat, und zwar durch Verwendung einer zusätzlichen Kraftübertragung von der Antriebswelle zum Umlaufgetriebesystem, mit einer zweiten wahlweisen einrückbaren Kupplung, wobei die in Eingriff gelangenden Kupplungselemente zum Zeitpunkt des Schaltens aus der zweiten in die dritte Betriebsart mit gleicher Geschwindigkeit laufen.

Zwechmäßigerweise ist bei dem hydromechanischen Getriebe mit drei Betriebsarten vorgesehen, daß das Umlaufgetriebesystem mehrere Elemente aufweist, die einer Antriebs- und einer Abtriebswelle koaxial zu diesen zugeordnet sind; ferner sind eine wahlweise betätigbare Kupplungsbremse und zwei wahlweise betätigbare Kupplungen vorgesehen, deren eine in jeder der drei Betriebsarten wirksam ist, wobei die Kupplungsbremse und die Kupplungen gruppenartig so angeordnet sind,

909808/0726

daß Elemente davon mit der An- und der Antriebswelle leoaxial sind und auf einer Seite des Umlaufgetriebesystems liegen; eine Hydroeinheit eines Hydrogetriebes ist mit wenigstens einem Element des Umlaufgetriebesystems verbunden und in bezug auf die Achse der An- und Abtriebswelle versetzt angeordnet.

Durch die Erfindung wird also ein hydromechanisches Getriebe mit mehreren Betriebsarten angegeben, das ein Umlaufgetriebesystem umfaßt, wobei Teile von zwei Umlaufgetriebeeinheiten funktionell eine Vierelementen-Kombination bilden, jeder Umlaufgetriebeeinheit je ein Zentralrad zugeordnet ist und ein Zentralrad einem Hydrogetriebe mit wenigstens einer Verstelleinheit zugeordnet ist. Eine Kupplungsbremse ist wahlweise betätigbar und haltert in einer ersten, Niedrigdrehzahl-Betriebsart ein Hohlrad gegen Rotation, und in einer zweiten Betriebsart betätigt eine von einer Antriebswelle ausgehende Kraftübertragung mit einer wahlweise betätigbaren Kupplung das zweite Zentralrad für eine zweite, höherdrehzahlige Betriebsart. Die Kupplungselemente bewegen sich mit gleicher Geschwindigkeit, wenn in die zweite Betriebsart geschaltet wird, und sämtliche Elemente des Umlaufgetriebesystems laufen am oberen Ende der zweiten Betriebsart mit gleicher Geschwindigkeit - um, die angenähert gleich der Drehzahl der Antriebswelle-.,ist. Eine dritte Betriebsart mit höherer Drehzahl wird durch eine zusätzliche Kraftübertragung zwischen der Antriebswelle und dem in der ersten Betriebsart von der Kupplungsbremse gehaltenen Element des Umlaufgetriebesystems erreicht, wobei-diese Kraftübertragung eine zweite wahlweise betätigbare Kupplung umfaßt, deren Kupplungselemente zum Zeitpunkt des Schaltens zwischen der zweiten und der dritten \l Betriebsart'mit gleicher Geschwindigkeit laufen, so daß ein synchronisiertes Schalten erfolgt.

909808/0726

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm des hydromechanisehen Getriebes nach Fig. 1;

Fig. 3 ein Geschwindigkeitsdiagramm der Planetenelemente des Getriebes nach Fig. 1;

Figo 4 eine Schnittansicht 4-4 nach Fig. 1 j

Fig. 5 ein Kupplungseinrückdiagramm des hydromechanischen Getriebes nach Fig. 1j

Fig. 6 eine Grafik, in der das K-Yerhältnis für

die zweite Betriebsart über dem Drehmomentverhältnis für die erste Betriebsart aufgetragen ist;

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines

zweiten Ausführungsbeispiels des hydromechanischen Getriebes mit drei Betriebsarten;

Fig. 8 ein Diagramm des hydromechanisehen Getriebes nach Fig. 7;

909808/0726

Pig. 9 ein Geschwindigkeitsdiagramm der Planetenelemente des zweiten Ausführungsbeispiels;

Pig. 10 ein Kupplungseinrückdiagramm des zweiten Ausführungsbeispiels; und

Pig. 11 eine schematische Darstellung eines dritten Ausfuhrungsbeispiels der Erfindung.

Das erste Ausführungsbeispiel des hydromechanischen Getriebes mit zwei Betriebsarten mit synchronisierter Schaltung und mit koaxialen Elementen wird unter Bezugnahme auf die Pig. 1-5 erläutert.

Dem hydromechanischen Getriebe 20 sind eine Antriebswelle und eine damit koaxiale Abtriebswelle 22 zugeordnet.

Das hydromechanische Getriebe umfaßt ein Umlaufgetriebesystem mit mehreren Elementen, die im wesentlichen als zwei Umlaufgetriebeeinheiten ausgebildet sind und als Vier-Elementen-Kombination wirken. Die Umlaufgetriebe-Elemente umfassen ein Zentralrad 25 und ein Zentralrad 26. Das Zentralrad 25 kämmt mit Planetenrädern 27, und das Zentralrad 26 kämmt mit Planetenrädern 28, die ihrerseits mit einem innenverzahnten Hohlrad 29 kämmen. Es sind mehrere Planetenräder 27 und 28 Torgesehen, die zwei Sätze von Planetenrädern definieren, die drehbar auf einem gemeinsamen Planetenträger angeordnet sind, der mit der Abtriebswelle 22 verbunden ist. Zusätzlich zu ihrer Verbindung mit einem gemeinsamen Planetenträger kämmen die Sätze von Planetenrädern 27 und 28 miteinander.

909808/07 2 6

Diese gemeinsame Anordnung auf dem Planetenträger 30 und das Ineinandergreifen ist durch die Linien 31 in Fig. 1 angedeutet.

Das hydromechanisch^ Getriebe umfaßt als einen Getriebeteil ein Hydrogetriebe, das zwei Hydroeinheiten wie Axialkolbenpumpen aufweist, wobei der Hub der Kolben jeder Hydroeinheit in bekannter Weise von einer Taumelscheibe gesteuert wird. Die erste Hydroeinheit 35 ist eine Verstelleinheit V, die mit der Antriebswelle 21 so verbunden ist, daß diese durch sie verläuft. Die zweite, mit 36 bezeichnete Hydroeinheit F ist eine Konstanteinheit, die mit der Verstelleinheit 35 in Hydraulikverbindung steht und mit einer die Antriebswelle umgebenden rohrförmigen Hohlwelle 37 verbunden ist, an die das Zentralrad 25 angeschlossen ist.

Ferner umfaßt das hydromechanische Getriebe eine Kupplungsbremse B, die an einem Gehäuse 40 befestigt ist und ein mit dem Hohlrad 29 zusammenwirkendes Element aufweist.

Eine wahlweise betätigbare Kupplung F ist in einer Kraftübertragung von der Antriebswelle 21 angeordnet und weist Kupplungselemente auf, die der Antriebswelle 21 und dem Zentralrad 26 zugeordnet sind.

In der Betriebsart I ist die Kupplungsbremse B eingerückt, hält das Hohlrad 29 gegen Rotation und bildet einen Drehpunkt. Wenn die Taumelscheibe der Verstelleinheit 35 in Richtung einer negativen Verstellung bewegt wird, bewegt sich das auch mit S.. bezeichnete Zentralrad 25 mit zunehmender Geschwindigkeit in eine negative Richtung, wie das Geschwindigkeitsdiagramm von Fig. 3 zeigt; da das Hohlrad 29 den Drehpunkt bildet, erhöht sich die Drehzahl des Planeten-

909808/0726

trägers 30 in positive Richtung, und die Drehzahl des auch mit Sp bezeichneten Zentralrads 26 erhöht sich ebenfalls in positive Richtung. Der Betrieb in der Betriebsart I ist durch den Pfeil in Fig. 3 bezeichnet, wobei die Höchstdrehzahl in der Betriebsart I durch die Gerade 50 angegeben ist.

Beim Schalten in die Betriebsart II wird die Kupplung P eingerückt und die Kupplungsbremse B gelöst, so daß die Antriebswelle 21 mit dem Zentralrad 26 verbunden ist. Dies ist ein synchronisiertes Schalten, da entsprechend der Geraden 50 das Zentralrad 26 in positiver Umlaufrichtung eine Drehzahl hat, die gleich der Drehzahl der Antriebswelle ist und am Punkt 51 liegt. Dann wird die Verstelleinheit betätigt, um die Verstellung in negativer Richtung zu reduzieren und dann eine Verstellung in positiver Richtung entsprechend dem Pfeil II in Pig. 3 zu bewirken, so daß das Zentralrad 25 von einer negativen Rotation entsprechend dem Punkt 52 im Diagramm zu einer maximalen positiven Bewegung entsprechend dem Punkt 53 gebracht wird, wobei die Höchstdrehzahl in der Betriebsart II durch eine Gerade 54 angegeben ist. Die Gerade 54- zeigt, daß bei der Höchstgeschwindigkeit in der Betriebsart II sämtliche Elemente des Umlaufgetriebesystems mit derselben Geschwindigkeit umlaufen, die gleich der Drehzahl der Antriebswelle 21 ist. Die in Pig. 3 verdeutlichten Beziehungen sind von den miteinander verknüpften Übersetzungsverhältnissen der Elemente des Umlaufgetriebes abgeleitet, wobei diese Übersetzungsverhältnisse durch die seitlichen Abstände zwischen den Geraden für die Umlaufgetriebe-Elemente von Pig. 3 angedeutet sind. Es ist zu beachten, daß in der Betriebsart II die durch die Drehzahl des Planetenträgers 30 re-

909808/0726

präsentierte Abtriebsdrehzahl sich τοη einem Punkt 55
auf der Geraden 50 zu einem Punkt 56 auf der Geraden 54
verschoben hat, und daß in der Betriebsart II das Hohlrad 29 nicht mehr den Drehpunkt bildet, da die Kupplungsbremse gelöst wurde.

Tatsächlich weist das hydromechanische Getriebe zwei Umlaufgetriebeeinheiten auf, wobei das Zentralrad 25 als
umgekehrtes Hohlrad mit Außenverzahnung wirkt und kein
äußeres, umgebendes Hohlrad vorgesehen ist.

Durch die Verwendung des Zentralrads 25 mit den untereinander in Eingriff stehenden Gruppen von Planetenrädern 27 und 28, die auf dem gemeinsamen Planetenträger 30 angeordnet sind, ist in der Betriebsart II ein K-Verhältnis anwendbar, das kleiner als 2 sein kann und doch Planetenräder mit einer zweckmäßigen Größe aufweist» Das K-Verhältnis ist das Verhältnis des Hohlrads zum Zentralrad eines
Umlaufgetriebes, wenn der Planetenträger ortsfest gehalten ist und das Hohlrad und das Zentralrad in gleicher Richtung umlaufen. Wenn Hohlrad und Zentralrad entgegengesetzt zueinander umlaufen, handelt es sich um ein negatives K-Verhältnis. In Pig. 6 ist das Drehmomentenverhältnis in
der Betriebsart I gegen das K-Verhältnis in der Betriebsart II bei synchronisiertem Schalten eingetragen, und die Kurve 57 zeigt, das ein K-Verhältnis von weniger als 2 in der Betriebsart II erforderlich ist, wenn das Drehmomentenverhältnis in der Betriebsart I größer als 3 ist und synchronisiertes Schalten erwünscht ist_e Bei dem erläuterten Aufbau ist es möglich, in der Betriebsart II ein K-Verhältnis von weniger als 2 zu haben und doch Planetenräder ausreichender Größe zu verwenden, die ein mechanisches Be-

909808/0726

festigen im Umlaufgetriebesystem ermöglichen. Die Planetenräder haben einen ausreichenden Durchmesser zur Aufnahme geeigneter Lager, so daß sie drehbar auf dem Planetenträger 30 befestigbar sind. Da der Satz Planetenräder 27 mit dem Satz Planetenräder 28 in Eingriff steht, sind die Planetenräder 27 in bezug auf Größe nicht beschränkt, da sie nur mit dem Zentralrad 25 zu kämmen brauchen.

Das hydromechanische Getriebe nach den Fig. 1-5 kann auch im Rückwärtsgang mit geringer Geschwindigkeit laufen, wobei die Kupplungsbremse B eingerückt ist und die Verstelleinheit 35 in solcher Richtung arbeitet, daß eine Verstellung in positiver Richtung erfolgt, wobei sich das Zentralrad 25 von einer Nulldrehzahlgeraden 60 nach oben bewegt, so daß das Zentralrad 26 in negativer Richtung umläuft, der Planetenträger 30 sich ebenfalls in negativer Richtung bewegt und die Abtriebswelle 22 im Rückwärtsgang getrieben wird.

Es ist zu beachten, daß das Ausführungsbeispiel nach den Pig. 1-5 ein symmetrisches hydromechanisches Zweifachgetriebe ist, bei dem die Antriebs- und die Abtriebswelle zusammen mit dem Umlaufgetriebesystem koaxial sind und das Hydrogetriebe mit der Verstelleinheit 36 mit einer die Antriebswelle 21 umgebenden Hohlwelle 37 verbunden ist. Dadurch ergibt sich eine GetriebeanOrdnung, die nur wenig Platz benötigt und daher in größerem Umfang verwendbar ist.

Das zweite Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 7-10 dargestellt. Eine Anzahl Elemente dieses Getriebes entsprechen Elementen des Ausführungsbeispiels nach den Fig. 1-5 und haben daher entweder gleiche oder einfach gestrichene Bezugszeichen.

909808/0726

Das Getriebe ist ein Dreifachgetriebe mit einer Betriebsart III, die bei höherer Geschwindigkeit als die Betriebsart II des ersten Ausführungsbeispiels stattfindet.

In den beiden ersten Betriebsarten I und II arbeitet das Getriebe in der gleichen Weise wie dasjenige nach den Fig. 1-5, was aus dem Planetenelemente-Geschwindigkeitsdiagramm nach Pig. 9 und dem Kupplungsdiagramm nach Pig. 10 ersichtlich ist. Am Ende der Betriebsart I läuft der Planetenträger 30' mit einer durch die Gerade 50' in Pig. 9 angegebenen Geschwindigkeit, und nach dem Einrücken der Kupplung P¹ läuft das Getriebe am Ende der Betriebsart II so, daß sämtliche Elemente mit gleicher Drehzahl, die der Drehzahl der Antriebswelle entspricht, umlaufen (vgl«, die Gerade 54¹).

Die dritte, bei höherer Drehzahl arbeitende Betriebsart III ergibt sich durch eine zusätzliche Kraftübertragung mit einer von der Antriebswelle 21' über kämmende Zahnräder 71 und 72 getriebenen, versetzt angeordneten Welle 70, die eine wahlweise betätigbare Kupplung J aufweist, wobei Kupplungselemente derselben mit der Welle 70 und mit einem mit dem Hohlrad 29' verbundenen Glied 73 verbunden sind. Somit wird am Ende der Betriebsart II die Kupplung P* ausgerückt, und die Kupplung J wird eingerückt, so daß das Hohlrad 29' mit der Antriebswelle 21' verbunden ist. Dies hält das Hohlrad 29' auf der Antriebswellendrehzahl, das Hohlrad bildet einen Drehpunkt, und die Verstellung der Verstelleinheit erfolgt in negative Richtung, so daß sich das Zentralrad 25' von einem Punkt 53* zu einem Punkt 52' bewegt, wodurch die Geschwindigkeit des Planetenträgers 30 von einem Punkt 56' zu einem Punkt 75 auf einer die Höchstgeschwindigkeit in der Betriebsart III darstellenden Geraden 76 ansteigt.

909808/0726

Bei den erläuterten Getrieben ist es möglich, in den verschiedenen Betriebsarten verschiedene K-Verhältnisse zu haben. Z. B. ist in der Betriebsart II das K-Verhältnis kleiner als 2, während es in der Betriebsart I im Bereich von -4 oder -5 und in der Betriebsart III im Bereich von -5 liegen kann.

Pig. 11 zeigt eine drittes Ausführungsbeispiel, das ein kompaktes hydromechanisches Getriebe mit drei Betriebsarten ist, wobei die verschiedenen Getriebeteile in Gruppen unterteilt sind. Soweit der Aufbau dieses Ausführungsbeispiels dem Dreifach-Getriebe nach den Pig. 7-10 entspricht, sind die gleichen Bezugszeichen ohne Strich, jedoch in Verbindung mit "100" verwendet worden, und die wahlweise einrückbaren Elemente, d. h. die Kupplungsbremse und die wahlweise betätigbaren Kupplungen, haben gleiche Buchstaben mit einem vorhergehenden "A".

Dabei ist das hydrostatische Getriebe in bezug auf die Antriebswelle 121 und die Abtriebswelle 122, die koaxial sind, versetzt, wobei eine Welle 180 mit der Verstelleinheit 135 verbunden ist und ein Zahnrad 181 trägt, das mit einem mit der Antriebswelle verbundenen Zahnrad 182 kämmt. Die Hydraulikeinheit 136 weist eine Welle 183 mit einem Zahnrad 184 auf, das mit einem mit dem Zentralrad 125 verbundenen Zahnrad 185 kämmt, so daß dieses Zentralrad dem Hydrogetriebe rotationsmäßig zugeordnet ist. Eine HilfsAntriebswelle 190 ist mit der Welle 180 über Zahnräder 191 und 192 auf diesen beiden Wellen zwangsläufig verbunden, und die Hilfs-Antriebswelle 190 trägt Kupplungselemente AJ und auch Kupplungselemente der Kupplung AP. Das Hohlrad 129 ist mit einem rohrförmigen Glied 195 verbunden, .das Elemente der Kupplung AJ und der Kupplungsbremse AB trägt. Kupplungs-

909808/0726

elemente sind dem Zentralrad 126 und auch auf der HilfsAntriebswelle 190 angeordneten Kupplungselementen zugeordnet. Dieses Ausführungsbeispiel arbeitet in der gleichen Weise, wie im Planetenelemente-Geschwindigkeitsdiagramm Ton Pig. 9 dargestellt ist, wobei in der Betriebsart I die Kupplungsbremse AB eingerückt ist, so daß der Träger 130 auf die Geschwindigkeit am Punkt 55' gebracht wird. In der Betriebsart II wird die Kupplungsbremse AB gelöst, und die Kupplung AP wird eingerückt und verbindet das Zentralrad 126 über die Hilfs-Antriebswelle 190 und zugeordnete Getriebeteile mit der Antriebswelle 121, so daß der Träger 150 die Geschwindigkeit am Punkt 56' in Pig. 9 erreicht. Pur die Betriebsart III wird die Kupplung AP ausgerückt und die Kupplung AJ eingerückt, so daß das Hohlrad 129 wirksam mit der Antriebswelle verbunden und der Träger 130 auf die Höchstgeschwindigkeit am Punkt 75 in Pig. 9 gebracht wird.

Bei dem Aufbau nach Pig. 11 ist das Umlaufgetriebesystem mit der Antriebs- und der Abtriebswelle koaxial, und die Kupplungsund Kupplungsbremsen-Elemente sind ebenfalls koaxial und auf einer Seite des Umlaufgetriebesystems gruppenweise angeordnet; das hydrostatische Getriebe ist versetzt und in solcher Beziehung zum übrigen hydromechanischen Getriebe angeordnet, daß ein kompaktes hydromechanisches Getriebe erhalten wird.

909808/0726

_ ZA-

L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche

f 1.jHydromeehanisch.es Getriebe mit drei Betriebsarten,

ein Umlaufgetriebesystem mit einer ersten und einer zweiten Umlaufgetriebeeinheit, die je ein Zentralrad (25·, 26') aufweisen und funktionell als Vierelementen-Kombination wirken,

eine wahlweise betätigbare Kupplungsbremse (B¹) und nur zwei wahlweise betätigbare Kupplungen (J", J), die dem Umlaufgetriebe syst em zum Erhalt von drei Betriebsarten zugeordnet sind,

ein wirksam mit dem Zentralrad (25') der ersten Umlaufgetriebeeinheit verbundenes Hydrogetriebe,

eine Abtriebswelle (22^f) und eine damit koaxiale Antriebswelle (21·),

einen wirksam mit der Abtriebswelle (22·) verbundenen Träger (30·) des Umlaufgetriebesystems, wobei die wahlweise betätigbare Kupplungsbremse (B¹) in einer ersten, Niedrigdrehzahl-Betriebsart (i) ein Element (29') des Umlaufgetriebesystems gegen Rotation hält,

eine erste Kraftübertragung mit einer ersten Kupplung (I¹¹)» die die Antriebswelle (21·) und das Umlaufgetriebesystem in einer zweiten Betriebsart (II) verbindet, und

572-(B 00 531)-schö

909808/0728

eine zweite Kraftübertragung (70, 71, 72), die die Antriebswelle (21·) und das Element (29') verbindet und eine zweite Kupplung (j) zum Erhalt der dritten, Hochdrehzahl-Betriebsart (III) aufweist,

wobei die Kupplungsbremse (B¹) und die Kupplungen (i", J) miteinander auf einer Seite des Umlaufgetriebesystems gruppiert sind und Elemente aufweisen, die koaxial mit der Antriebswelle (21') und der Abtriebswelle (22·) umlaufen, und wobei das Hydrogetriebe in bezug auf die Antriebs- und die Abtriebswelle (21', 22·) versetzt angeordnet, seine eine Einheit (55') mit der Antriebswelle (21·) zwangsläufig verbunden und seine andere Einheit (36·) mit dem Zentralrad (25·) der ersten Umlaufgetriebeeinheit zwangsläufig verbunden ist.
2. Hydromechanisches Getriebe mit mehreren Betriebsarten,

gekennzeichnet durch

eine Antriebswelle (21 ') und eine Abtriebswelle (22·),

ein Umlaufgetriebesystem mit zwei Umlaufgetriebeeinheiten mit je mehreren Elementen zur Bildung von zwei Zentralrädern (25', 26¹), einem Hohlrad (29') und einem Planetenträger (30') mit zwei Gruppen von Planetenrädern (27', 28¹), wobei Elemente so untereinander verbunden sind, daß funktionell eine Yierelementen-Kombination gebildet ist,

einem drehzahlverstellbaren Hydrogetriebe mit zwei Hydroeinheiten (35^f, 36')» wobei die eine Einheit (35') wirksam mit der Antriebswelle (21·) und die andere Einheit (36') mit dem Zentralrad (25') des einen Umlaufgetriebes verbunden ist,

eine wahlweise betätigbare Kupplungsbremse (B"), die ein von einem Zentralrad verschiedenes Element (29^f) des Umlaufgetriebe-

909808/0726

systems gegen Rotation hält, so daß das Hydrogetriebe eine erste Niedrigdrehzahl-Betriebsart (i) ausführt,

eine Kraftübertragung mit einer Kupplung (i¹¹)» die die Antriebswelle (21·) und das Zentralrad (26') der anderen Umlaufgetriebeeinheit verbindet, so daß bei eingerückter Kupplung (I") eine zweite Zwischendrehzahl-Betriebsart (II) ausführbar ist, und

eine zweite Kraftübertragung mit einer zweiten Kupplung (J), die die Antriebswelle (21') und das wahlweise von der Kupplungsbremse (B¹) gehaltene Element (29') verbindet und in einer Hochdrehzahl-Betriebsart (III) wirksam ist,

wobei die Übersetzungsverhältnisse des Umlaufgetriebesystems so aufeinander abgestimmt sind, daß die eingerückten Teile der Kupplungen (P¹, J) zum Zeitpunkt des Einrückens zum synchronisierten Schalten gleiche Geschwindigkeit haben.
3# Hydromechanisch.es Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebswelle (21') und die Abtriebswelle (22·) koaxial sind, und daß das Hydrogetriebe ebenfalls mit den Wellen (21·, 22«) und mit einer Hohlwelle (37) fluchtet, mit der die zweite Hydroeinheit (36') zum Herstellen der Verbindung mit dem Zentralrad (25') der einen Umlaufgetriebeeinheit verbunden ist.
4. Hydromechaniscb.es Getriebe mit mehreren Betriebsarten,

gekennzeichnet durch

eine Antriebswelle (21) und eine Abtriebswelle (22),

909808/0726

ein Umlaufgetriebesystem mit mehreren Elementen, die zwei Zentralräder (25, 26), ein Hohlrad (29) und einen Träger (30) mit zwei Sätzen von Planetenrädern (27, 28) bilden, wobei die Elemente so verbunden sind, daß sie funktionell eine Vierelementen-Kombination bilden,

ein geschwindigkeitsverstellbares Hydrogetriebe mit zwei Hydroeinheiten (35, 36), wobei die eine Hydroeinheit (35) wirksam mit der Antriebswelle (21) und die andere Hydroeinheit (36) mit dem einen Zentralrad (25) verbunden ist,

eine wahlweise betätigbare Kupplungsbremse (B), die ein von einem Zentralrad verschiedenes Element (29) des Umlaufgetriebe systems gegen Rotation hält, so daß das Hydrogetriebe eine erste, Niedrigdrehzahl-Betriebsart (i) ausführt, und

eine Kraftübertragung mit einer Kupplung (P) ₉ die die Antriebswelle (21) und das andere Zentralrad (26) miteinander verbindet, so daß eine zweite Betriebsart (il) erhalten wird,

wobei die Übersetzungsverhältnisse des Umlaufgetriebesystems so ausgelegt sind, daß die Zentralräder (25, 26), das Hohlrad (29) und der Träger (30) bei Höchstgeschwindigkeit in der zweiten Betriebsart (II) sämtlich mit der gleichen Geschwindigkeit und derjenigen der Antriebsxirelle (21) umlaufen.
5. Hydromechanisches Getriebe mit mehreren Betriebsarten,

gekennzeichnet durch

eine erste und eine zweite Umlaufgetriebeeinheit mit je einem

909808/0726

Zentralrad (25 "bzw. 26), die funktionell als Vi er element en-Kombination wirken,

eine wahlweise betätigbare Kupplungsbremse (B) und eine wahlweise betätigbare Kupplung (P), die dem Umlaufgetriebesystem zugeordnet sind zwecks Bewirkens der beiden Betriebsarten (I, II),

ein mit dem Zentralrad (25) der ersten Umlaufgetriebeeinheit, einer Abtriebswelle (22) und einer Antriebswelle (21) verbundenes Hydrogetriebe, wobei die wahlweise betätigbare Kupplungsbremse (B) in einer ersten, Niedrigdrehzahl-Betriebsart (i) ein Element (29) des Umlaufgetriebesystems gegen Rotation hält, und

eine die Kupplung (P) enthaltende Kraftübertragung zum Verbinden der Antriebswelle (21) und des Zentralrads (26) der zweiten TJmlaufgetriebeeinheit in der zweiten Betriebsart (II).
6. Hydromechanisches Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Antriebswelle (21) und die Abtriebswelle (22) koaxial sind, und daß eine Hohlwelle (37) die Antriebswelle (21) umgibt und mit dem Zentralrad (25) der ersten Umlaufgetriebeeinheit verbunden ist, wobei das Hydrogetriebe symmetrisch mit den Wellen (21, 22, 37) angeordnet ist und zwei Hydroeinheiten (35, 36) umfaßt, deren eine (35) mit der Antriebswelle (21) und deren andere (36) mit der Hohlwelle (37) verbunden ist.

90980 8/0726