DE2844116C2

DE2844116C2 - Hydromechanisches Überlagerungslenkgetriebe

Info

Publication number: DE2844116C2
Application number: DE2844116A
Authority: DE
Inventors: Bernard Orsay Besson; Jacques La Celle Saint Cloud Guernet
Original assignee: Societe Anonime de Vehicules Industriels et dEquipements SA SAVIEM
Current assignee: Societe Anonime de Vehicules Industriels et dEquipements SA SAVIEM
Priority date: 1977-10-10
Filing date: 1978-10-10
Publication date: 1987-01-29
Also published as: DE2844116A1; FR2468799A1; US4548098A; GB2064025A; FR2468799B1; IT7828484A0; GB2064025B; CA1142776A

Description

Die Erfindung betrifft ein hydromechanisches Überlagerungslenkgetriebe der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.
Aus der DE-OS 14 80 725 ist ein gattungsgemäßes Überlagerungslenkgetriebe bekannt, das es gestattet, mit einem Kettenfahrzeug oder einem Fahrzeug mit starr angeordneten Rädern kontinuierlich Kurven beliebigen Radius&min; fahren zu können. Hierbei ist, um die einzelnen Getriebeaggregate räumlich möglichst klein zu halten, der gesamte Antrieb für die beiden Ketten in einen Fahr- und einen Lenkantrieb aufgeteilt.
Bei der bekannten Anordnung erfolgt der Fahrantrieb, ausgehend von dem Fahrmotor, über das Geschwindigkeitswechselgetriebe, das die Eingangsseite zweier Summationsdifferentiale antreibt, an deren Ausgänge die beiden Kettenantriebsräder angekuppelt sind. Zum Lenken treibt ferner die Ausgangswelle des Fahrmotors ein verstellbares hydrostatisches Getriebe, dessen Ausgangswelle über ein Kegelradgetriebe gegenläufig zwei Nullwellen antreibt, die über entsprechende Zahnräder mit zwei weiteren Eingangswellen der Summationsdifferentiale gekuppelt sind.
Da bei hohen Geschwindigkeiten und engen Kurvenradien enorme Leistungen für den Lenkantrieb erforderlich sind, liegt zusätzlich parallel zu dem hydrostatischen Getriebe ein weiterer hydrodynamischer Zweig, der Föttinger-Kupplungen enthält und einen mehr oder weniger großen Teil der zur Lenkung erforderlichen Leistung an dem hydrostatischen Getriebe vorbei auf die Nullwellen übertragen soll. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem wesentlich kleineren hydrostatischen Getriebe auszukommen, als wenn die gesamte Lenkleistung nur über das hydrostatische Getriebe den Nullwellen zugeführt werden müßte.
Damit die Nullwellen auch über den hydrodynamischen Zweig mit der jeweils richtigen Drehrichtung antreibbar sind, enthält dieser Zweig insgesamt zwei Föttinger-Kupplungen, deren beide Pumpenräder über ein Kegelradgetriebe gegensinnig von dem Fahrmotor in Umdrehungen versetzt werden, während die beiden Pumpenräder fest mit einer der Nullwellen verbunden sind.
Bei dem bekannten Überlagerungslenkgetriebe wird die Lenkbewegung durch Verstellen des Übersetzungsverhältnisses in dem hydrostatischen Getriebe bewirkt, wodurch die Nullwellen je nach zu fahrendem Radius mehr oder weniger schnell in Umdrehungen versetzt werden. An den beiden Summationsdifferentialen ergibt sich eine Überlagerung der Drehzahlen an den Eingängen, wodurch die gewünschte Drehzahldifferenz für die beiden Ketten zustandekommt. Abhängig von dem eingestellten Übersetzungsverhältnis in dem hydrostatischen Getriebe und der damit zu übertragenden Leistung bzw. dem Drehmoment wird die zu der jeweiligen Drehrichtung der Nullwelle gehörende Föttinger- Kupplung mehr oder weniger gefüllt, um so das Schlupfverhalten der Föttinger-Kupplung und damit das von ihr übertragene Drehmoment entsprechend anzupassen.
Diese voneinander zunächst unabhängigen Stelleinrichtungen aufeinander abzustimmen und gleichzeitig miteinander zu betätigen erfordert einen erheblichen steuerungstechnischen Aufwand.
Bei einem in der DE-OS 24 12 562 beschriebenen Überlagerungslenkgetriebe wird von der Ausgangswelle des Fahrmotors über ein Kegelrädergetriebe sowohl ein hydrostatisches Getriebe als auch ein als Planetengetriebe ausgebildetes Wendegetriebe starr angekuppelt angetrieben. Am Ausgang des hydrostatischen Getriebes ist ein Summationsdifferential angeschlossen, dessen Ausgang die Nullwelle für die beiden Summationsdifferentiale der Kettenräder treibt und dessen anderer Eingang von dem Ausgang des Wendegetriebes beaufschlagt ist.
Die Lenkung erfolgt bei diesem Überlagerungslenkgetriebe ausschließlich durch Verstellung des hydrostatischen Getriebes, sofern große Kurvenradien gefahren werden sollen. Dabei sind die beiden Wendegetriebekupplungen gelost, während eine Bremse, mit der ein anderer Eingang des Summationsdifferentials abgebremst werden kann, angezogen ist.
Sollen kleine Kurvenradien durchfahren werden, die eine größere Drehzahl der Nullwelle erfordern, dann wird die Bremse des Summationsdifferentials gelöst und je nach Lenkrichtung eine der Bremsen für die Wendegetriebekupplungen angezogen, wodurch an dem Summationsdifferential jetzt die Leistungen aus dem hydrostatischen Getriebe und die über das Wendegetriebe übertragene mechanische Leistung im Sinne einer Drehzahlerhöhung am Ausgang des Summationsdifferentials einander überlagert werden.
Bei dieser bekannten Anordnung wird die zum Lenken erforderliche Leistung für große Kurvenradien ausschließlich über das hydrostatische Getriebe übertragen. Erst unterhalb eines vorbestimmten Lenkradius wird ein mechanischer Zweig hinzugeschaltet, der hauptsächlich die Aufgabe hat, die Drehzahl am Ausgang des Summationsdifferentials auf eine Drehzahl zu erhöhen, die auch bei vollständiger Verstellung des hydrostatischen Getriebes nicht mehr erreicht werden kann.
Eine solche Anordnung ist schwer zu bedienen und Fehlbedienungen sind nicht ausgeschlossen.
Eine weitere Antriebs- und Lenkeinrichtung für ein Kettenfahrzeug ist in der DE-PS 11 41 545 beschrieben, wobei jedem der Summationsdifferentiale, die in dem Leistungszweig zwischen dem Fahrmotor und den Kettenantrieben liegt, ein hydrostatisches Überlagerungsgetriebe zugeordnet ist. Die Pumpe eines jeden hydrostatischen Getriebes wird von dem Innenzahnrad des zugehörigen als Planetengetriebe ausgebildeten Summationsdifferentials angetrieben, während der hydrostatische Motor auf ein Vorgelege einwirkt, das außerdem über den Planetensteg des entsprechenden Summationsdifferentials beaufschlagt ist.
Bei dieser Anordnung müssen die hydrostatischen Getriebe für die maximal mögliche Lenkleistung dimensioniert werden und sind deshalb groß, wenn schnellfahrende Kettenfahrzeuge zu lenken sind. Schließlich ist es aus der GB-PS 6 85 877 bekannt, einen hydrodynamischen Drehmomentwandler oder eine Föttinger-Kupplung in Verbindung mit einem mechanisch arbeitenden Geschwindigkeitswechselgetriebe zu verwenden. Bei dieser Anordnung ist vorgesehen, in einer bestimmten Stellung des mechanischen Getriebes das Drehmoment gleichzeitig über die hydrodynamische Kupplung und den Steg des Planetengetriebes zu übertragen.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein hydromechanisches Überlagerungslenkgetriebe für Kettenfahrzeuge und Fahrzeuge mit nicht schwenkbaren Rädern zu schaffen, dessen den Lenkradius bestimmenden hydrostatischen Getriebe ein weiterer Antriebsleistung übertragender Zweig parallelgeschaltet ist, der eine Unterdimensionierung des hydrostatischen Getriebes ermöglicht und sich selbsttätig im Sinne einer Entlastung des hydrostatischen Getriebes einstellt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch das Überlagerungslenkgetriebe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Die Drehzahl der Nullwelle hängt wesentlich von der Größe des Pumpvolumens der Pumpe des hydrostatischen Getriebes ab, so daß eine genaue Regelung möglich ist. Bei einem schlagartigen Vergrößern des Pumpvolumens entsteht infolge der Trägheit ein Überdruck in dem hydraulischen Kreis des hydrostatischen Getriebes und damit eine Drosselung, die eine Herabsetzung der auf dem hydrostatischen Wege übertragenen Leistung mit sich bringt. Infolgedessen erhöht sich unmittelbar das auf dem mechanischen Wege übertragene Drehmoment, und der Nullwelle wird ein zusätzliches Drehmoment zugeführt.
Zweckmäßigerweise enthält das hydromechanische Getriebe außerdem eine zusätzliche Strömungskupplung. Damit es bei der Steuerung der Drehzahl der Nullwelle durch das hydrostatische System bleibt, ist das größte Drehmoment, das von der Strömungskupplung übertragen wird, vorzugsweise kleiner als das Drehmoment, das von dem hydromechanischen System an die Nullwelle übertragen wird. Die Strömungskupplung kann beispielsweise mittels einer Reibungskupplung gesteuert werden oder durch Änderung ihres Füllgrades.
Um die Umkehrung der Drehrichtung der Nullwelle zu ermöglichen, weist das Getriebe zweckmäßigerweise ein Wendegetriebe auf, das in dem mechanischen Zweig vor der Nullwelle angeordnet ist.
Infolge dieser Anordnung wirkt das Wendegetriebe nur auf den mechanischen Zweig, während die Drehrichtungsumkehr im hydrostatischen Zweig durch Umkehrung des Übersetzungsverhältnisses im hydrostatischen Getriebe bewirkt wird. Zufolge dessen ist die Betätigung des Wendegetriebes erheblich erleichtert, da es bei der Drehzahl Null der Nullwelle und praktisch ohne Last geschaltet werden kann.
Die Steuerung des Überlagerungslenkgetriebes vollzieht sich durch Einwirkung auf das Schöpfvolumen der Pumpe und das Schluckvolumen des Motors des hydrostatischen Getriebes. Diese Steuerung wird derart durchgeführt, daß es möglich ist, verschieden große Drehmomente der Nullwelle in Abhängigkeit von ihrer Drehzahl zu erzeugen.
Zweckmäßigerweise sind Steuermittel für das Schöpfvolumen und das Schluckvolumen von Pumpe und Motor des hydrostatischen Getriebes vorgesehen, die das Schluckvolumen des Motors verkleinern, ohne die Drehrichtung zu ändern, wenn das Schöpfvolumen der Pumpe von einer Drehzahl Null der Nullwelle bis zu dem größten Wert vergrößert wird.
Bei einer anderen Ausführungsform ermöglichen es diese Steuermittel, das Schöpfvolumen des Motors von einer Drehzahl Null der Nullwelle bis zu einer etwa mittleren Drehzahl konstant auf ihrer maximalen Größe zu halten und das Schluckvolumen des Motors erst daran anschließend zu verkleinern, bis die Drehzahl der Nullwelle ihren maximalen Wert erreicht. Die Steuermittel ermöglichen es gleichzeitig, von einer Drehzahl Null der Nullwelle an bis zu der vorgenannten, etwa mittleren Drehzahl das Schöpfvolumen der Pumpe bis auf seinen Maximalwert zu vergrößern und sodann das Schöpfvolumen konstant auf dem Maximalwert bis zur maximalen Drehzahl der Nullwelle zu halten. Bei dieser Art der Steuerung werden im Bereich der mittleren Drehzahl der Nullwelle sehr große Drehmomente erhalten, was für eine Reihe von Anwendungsfällen wichtig ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 ein hydromechanisches Überlagerungslenkgetriebe gemäß der Erfindung zum Lenken eines Kettenfahrzeuges in schematischer Darstellung,
Fig. 2 das Getriebe gemäß Fig. 1 mit weiteren Einzelheiten in einer ausführlicheren schematischen Darstellung,
Fig. 3 eine grafische Darstellung der Anderung des Ausgangsdrehmomentes des Getriebes in Abhängigkeit von der Drehzahl der Nullwelle bei einer ersten Art der Steuerung, und
Fig. 4 eine entsprechende grafische Darstellung der gleichen Größen bei einer anderen Art der Steuerung, die es ermöglicht, sehr große Drehmomente im Bereich der mittleren Drehzahl zu erhalten.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines hydromechanischen Überlagerungslenkgetriebes dargestellt. Die Ketten 1 und 2 werden von Rädern 3 und 4 mitgenommen, die über Differentiale 5 und 6 mit der Ausgangswelle 7 eines Geschwindigkeitswechselgetriebes 8 verbunden sind, das mit der Motorwelle 9 einer Brennkraftmaschine 10 in Verbindung steht.
Die anderen Wellen 11 und 12 der Differentiale 5 und 6 sind von einer Nullwelle 13 angetrieben, die mit der Motorwelle 9 über eine Richtungsstellvorrichtung 14 in Verbindung steht, die ein hydromechanisches Getriebe enthält. Wenn das Fahrzeug sich geradeaus bewegt, dreht sich die Nullwelle 13 nicht, und die Kraft wird auf die Ketten 1 und 2 ausschließlich über das Übersetzungsgetriebe 8 übertragen. Wenn eine Kurvenfahrt bewirkt werden soll, wird die Nullwelle 13 in dem einen oder dem anderen Sinne angetrieben, je nach der Richtung der Schwenkung, derart, daß mit Hilfe der Differentiale 5 und 6 die Drehbewegung auf die Antriebsräder 3 und 4 der Ketten 1 und 2 übertragen wird, wobei eine der Ketten gegenüber der anderen beschleunigt wird, damit die Änderung der Fahrtrichtung des Fahrzeuges zustandekommt.
Die Stellvorrichtung 14, die das Richtungsgetriebe darstellt, enthält mehrere Wege für die Übertragung der Leistung von der Motorwelle 9 auf die Nullwelle 13: Einen hydrostatischen Weg 15, einen mechanischen Weg 16 und einen zusätzlichen hydrodynamischen Weg 17.
Das Getriebe enthält ein gekuppeltes Ausgangssystem, das aus einem mechanischen Getriebe 16 und einem hydrostatischen Getriebe 15 besteht, der eine hydrovolumetrische Pumpe 18 mit veränderlichem Pumpvolumen enthält, die über einen hydraulischen Kreis 19 mit einem Empfänger verbunden ist, der durch einen hydrostatischen Motor 20 dargestellt wird, der ein veränderliches Schluckvolumen aufweist.
Die Verzweigung der Leistung geschieht mit Hilfe eines Planetengetriebes 21, dessen eine Welle mit der Motorwelle 9 verbunden ist, während die beiden anderen Wellen die Eingangswelle 22 der Pumpe 18 mit veränderlichem Pumpvolumen bzw. das mechanische Getriebe 16 antreiben. Die Ausgangswelle 23 des hydrostatischen Motors 20 treibt ebenfalls die Nullwelle 13 an. Die fortdauernde Drehzahländerung der Nullwelle 13 kommt durch die Steuerung des Pumpvolumens der Pumpe 18 und des Schluckvolumens des Motors 20 des hydrostatischen Getriebes zustande. Die Umkehrung der Bewegungsrichtung macht es notwendig, ein Wendegetriebe 24 vorzusehen, das in dem mechanischen Getriebe 16 parallel zu dem hydrostatischen Getriebe 15 angeordnet ist. Die Umkehr der Drehrichtung der Ausgangswelle 23 des hydrostatischen Motors 20 kommt durch Umkehrung des hydraulischen Durchsatzes infolge einer Verstellung der Pumpe 18 zustande. Das Wendegetriebe 24 kommt daher wegen seiner Anordnung vor dem Angriffspunkt der Ausgangswelle 23 des Motors 20 an der Nullwelle 13 nur in dem mechanischen Weg 16 zur Wirkung.
Ersichtlich wäre es möglich gewesen, das Wendegetriebe 24 vor oder nach der Gesamtheit des gekuppelten Ausgangssystems anzuordnen. jedoch ist offensichtlich, daß die in der Zeichnung dargestellte und oben beschriebene Anordnung vorzuziehen ist, weil sie die Funktion des Wendegetriebes erleichtert. Tatsächlich wird bei einer Anordnung in dem gekuppelten Ausgangssystem angesichts der fehlenden Drehgeschwindigkeit der Welle 13 gleichsam die Gesamtheit der Kraft auf dem hydrostatischen Wege 15 übertragen, so daß die Beanspruchung und die Drehgeschwindigkeit des mechanischen Weges 16 sehr gering sind und sich die Betätigung des Wendegetriebes bei geringem Drehmoment und geringer Geschwindigkeit vollzieht.
Der hydrodynamische Weg 17 enthält eine zusätzliche Strömungskupplung 25, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einer ein- und ausschaltbaren Reibungskupplung 26 gesteuert wird, wobei der gesamte hydrodynamische Weg 17 parallel zu dem mechanischen Weg 16 angeordnet ist und insbesondere parallel zu dem Planetengetriebe 21 zur Verzweigung der Leistung. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Strömungskupplung 25 eine konstante Füllung auf, was zu ihrer Steuerung die Verwendung der Reibungskupplung 26 notwendig macht. Wohlgemerkt wäre es möglich, diese Einrichtung durch eine Strömungskupplung mit variabler Füllung zu ersetzen, die sodann mittels der Füllung gesteuert werden würde.
Wenn die Strömungskupplung 25 aktiviert wird, d. h. im vorliegenden Fall, wenn die Reibungskupplung 26 eingerückt wird, wird ein zusätzliches Drehmoment auf die Nullwelle 13 übertragen, wobei die Steuerung der Drehzahl jedoch immer durch den hydrostatischen Weg 15 mittels Veränderung des Pumpvolumens der Pumpe 18 erfolgt.
In Fig. 2 sind insbesondere die verschiedenen Hauptelemente der ein hydromechanisches Getriebe enthaltenden Getriebeanordnung 14 dargestellt, die in ihrer Gesamtheit in Fig. 1 gezeigt ist. In der Fig. 2 findet sich wiederum die Eingangs- oder Motorwelle 9 und die Ausgangs- oder Nullwelle 13, der es das zugehörige Getriebe ermöglicht, kontinuierlich die Drehgeschwindigkeit und außerdem die Drehrichtung zu verändern. Die identischen Teile tragen dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1.
Die Eingangswelle 9 treibt die Pumpe 27 der Strömungskupplung 25 an wie auch den Planetensteg 28 eines Planetengetriebes, dessen Sonnenrad 29 fest angeordnet ist und dessen äußerer Zahnkranz 30 auch dem Planetengetriebe 21 zugeordnet ist, das zur Verzweigung der Leistung dient und in Fig. 1 ebenfalls dargestellt ist. Der Planetensteg 31 des Planetengetriebes 21 ist mit der Eingangswelle 32 des Wendegetriebes 24 verbunden. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das Wendegetriebe 24 aus einem Differential mit Kegelzahnrädern, von denen das eine Kegelrad 33 fest auf der Eingangswelle 32 sitzt, während das andere Kegelrad 34 mit der Nullwelle 13 verbunden ist. Die Achsen der beiden Seitenräder 35 sind in dem äußeren Korb 36 gelagert, der mit Hilfe einer Mehrscheibenreibungskupplung 37 stillgesetzt werden kann, die am Getriebegehäuse befestigt ist. Der äußere Korb 36 ist im übrigen mit einem zweiten Mehrscheiben-Reibungsgetriebe 38 formschlüssig verbunden, dessen geführter Teil 39 unmittelbar mit der Nullwelle 13 in Verbindung steht.
Das Sonnenrad 40 des Planetengetriebes 21 ist über Zahnräder 41, 42 und 43 mit der Antriebswelle 44 der Taumelscheibe 45 der hydrovolumetrischen Pumpe 18 mit veränderlichem Hubraum verbunden. Die Pumpe 18 besteht aus einer hydrostatischen Vorrichtung mit axialen Kolben 46, die in einem Zylinderblock verschiebbar sind, der um eine Achse verdrehbar ist, die mit Bezug auf die Hauptachse 44, welche die Taumelscheibe 45 trägt, geneigt ist. Die Neigung des Zylinderblocks, durch die der Hubraum der Pumpe 18 verändert wird, wird von dem Hebel 47 eingestellt, der von der Stange 48 bewegt wird. Der hydrovolumetrische Motor 20 mit veränderlichem Hubraum besteht in gleicher Weise wie die Pumpe 18 aus einer hydrostatischen Vorrichtung mit axialen Kolben, deren Zylinderblock durch Betätigung des Druckhebels 49 mehr oder weniger geneigt werden kann. Die Pumpe 18 ist mit dem Motor 20 durch hydraulische Leitungen 50 verbunden, durch welche die hydraulische Flüssigkeit von der Pumpe zu dem Motor und umgekehrt gefördert wird. Die Ausgangswelle 51 des Motors 20 ist über Zahnräder 52, 53 und 54 mit der Nullwelle 13 und außerdem mit dem Ausgang 55 des 60 Wendegetriebes 24 verbunden.
Die Turbine 56 der hydraulischen Kupplung 25 ist mit der Mehrscheiben-Reibungsschaltkupplung 57 verbunden, deren geführter Teil 58 unmittelbar mit der Eingangswelle 32 des Wendegetriebes 24 verbunden ist. Wenn die Schaltkupplung 57 eingerückt ist, treibt die Turbine 56 der Kupplung 25 unmittelbar die Welle 32 an und bewirkt auf diese Weise die unmittelbare Hinzugabe eines zusätzlichen Drehmoments.
Die Schaltkupplungen 38 und 37, die das Wendegetriebe 24 steuern, werden hydraulisch über Leitungen 59 und 60 durch Elektroventile 61 und 62 mit drei Wegen und zwei Stellungen eingerückt, die von dem hydraulischen Generator 63 mit unter Druck stehender hydraulischer Flüssigkeit versorgt werden. Die Steuerschaltkupplung 57 der hydraulischen Kupplung 25 wird über die Leitung 64 durch das Elektroventil 65 mit drei Wegen und zwei Stellungen hydraulisch gesteuert und ebenfalls von dem Generator 63 mit unter Druck stehender hydraulischer Flüssigkeit versorgt.
Die Leitungen 50 des hydraulischen Stromkreises, welche die Pumpe 18 und den Motor 20 verbinden, enden in gleicher Weise über Rückschlagventile 65 an Druckschaltern 66 und 67, welche die Rolle von Druckfühlern spielen, die in der Lage sind, den Druck der hydraulischen Flüssigkeit in dem hydrostatischen Getriebe zu messen. Der Druckschalter 66 mißt den kleinsten Druck und der Druckschalter 67 den größten Druck in dem hydraulischen Kreis. Die Druckschalter 66 und 67 liefern ein Ausgangssignal, wenn diese Drücke vorbestimmte Größen über- bzw. unterschreiten.
Die Veränderung der Hubräume der Pumpe 18 und des Motors 20, welche die Drehgeschwindigkeit der Nullwelle 13 bestimmt, kann auf verschiedene Weise bewerkstelligt werden.
In Fig. 2 ist beispielsweise eine mögliche Art der vorgenannten Steuerung dargestellt. Hierbei geht die Steuerung der Drehgeschwindigkeit der Nullwelle 13 mit Hilfe eines Steuerhebels 68 vor sich, der um eine Achse 69 verschwenkbar ist und einer Doppelwippe 70 eine Schwenkbewegung in dem einen oder anderen Sinne des Doppelpfeils 71 auferlegen kann. Die Wippe 70 trägt eine Schwenkachse für die Stange 48, die andererseits an dem Steuerhebel 47 für den Hubraum der Pumpe 18 gelenkig befestigt ist. Wenn der Wippe 70 eine derartige Schwenkbewegung erteilt wird, drückt sie auf einen Stößel 72, der sich relativ zu festen Führungen 73 verschiebt und eine Verschwenkung des Hebels 49 im Sinne des Pfeiles 74 hervorruft, wodurch der Hubraum des Motors 20 verringert wird, ohne dessen Drehrichtung umzukehren. Wohlgemerkt besteht wegen der Anordnung der Doppelwippe 70 diese Wirkung auf den Stößel 72, die eine Verkleinerung des Hubraums des Motors 20 zur Folge hat, für die beiden Schwenkrichtungen der Wippe 70 und des Hebels 68, sei es, daß hierdurch eine Vergrößerung, oder sei es, daß hierdurch eine Verkleinerung des Hubraums der Pumpe 18 hervorgerufen wird.
Die schwenkbare Wippe 70 trägt außerdem an ihrem Umfang einen Anschlag 75, der wechselweise mit den elektrischen Kontakten 76 oder 77 in Berührung treten kann und hierbei ein Signal in die Zentrale 78 schickt, um über die Elektroventile 61 und 62 das Einrücken der Kupplungen 37 oder 38 zu bewirken. Zu diesem Zweck sind die Kontakte 76 und 77 mit der Zentrale 78 durch elektrische Leitungen 79 und 80 verbunden, während die Elektroventile 61 und 62 mit der Zentrale 78 durch elektrische Leitungen 81 und 82 in Verbindung stehen.
Der elektrische Kontakt 83 kann der Zentrale 78 über die elektrische Leitung 84 ein Signal zusenden, wenn er durch das Ende des Hebels 49 betätigt wird, der den Hubraum des Motors 20 beeinflußt. Dieses Signal übt durch Vermittlung der Zentrale 78 eine Wirkung auf das Elektroventil 65 aus, das mit der Zentrale über die Leitung 85 in Verbindung steht, was das Einrücken der Kupplung 57 und das Wirksamwerden der hydraulischen Kupplung 25 mit konstanter Füllung zur Folge hat.
Die Fig. 3 und 4 stellen verschiedene Möglichkeiten der Steuerung des Getriebes dar, und zwar in Abhängigkeit von der Veränderung des Pumpvolumens der Pumpe des hydrostatischen Getriebes.
Zunächst wird diese Wirkungsweise beschrieben, ohne die Wirkung der zusätzlichen hydraulischen Kupplung 25 zu berücksichtigen. In einer ersten Situation, die einer langsamen Verstellung entspricht, bewirkt man eine allmähliche Vergrößerung des Pumpvolumens der Pumpe 18 des hydrostatischen Getriebes. Die Vergrößerung des Pumpvorganges der Pumpe in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit der Nullwelle 13 ist in Fig. 3 mit 86 bezeichnet und mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Die Drehrichtung der Ausgangswelle ist durch die Stellung der Pumpe 18 mit veränderlichem Pumpvolumen festgelegt, wie auch durch die Steuerung der Schaltkupplungen des Wendegetriebes 24. Für eine Geschwindigkeit Null kann das Wendegetriebe 24, das eventuell gebremst werden kann, das Bremsen der Nullwelle 13 sicherstellen.
Das Schluckvolumen des hydraulischen Motors 20, der mit der Nullwelle 13 verbunden ist, wird gleichzeitig derart beeinflußt, daß es sich fortschreitend in dem Maße vermindert, wie sich die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle vergrößert. Diese Veränderung ist in Fig. 3 durch eine strichpunktierte Linie 87 dargestellt.
Unter Berücksichtigung der Theorie des gleichen Durchsatzes durch die hydrostatische Pumpe und den hydrostatischen Motor ist das Drehmoment C über den gesamten Geschwindigkeitsbereich konstant, wie dies durch die Gerade 88 in Fig. 3 dargestellt ist.
Sobald eine Geschwindigkeitszunahme eintritt, wird das Drehmoment vollständig von dem hydrostatischen Motor 20 übertragen. ln dem Maße, in dem die Drehzahl der Nullwelle 13 zunimmt, vermindert sich das von dem hydrostatischen Motor 20 übertragene Drehmoment, während der Anteil des über das Wendegetriebe 24 auf mechanischem Wege übertragenen Drehmoments zunimmt. Die übertragene Leistung vergrößert sich proportional zu der Drehzahl der Nullwelle, wobei der Anteil der auf hydrostatischem Wege übertragenen Kraft immer kleiner wird. Bei der größten Geschwindigkeit V _max der Nullwelle wird die Gesamtheit des Drehmomentes C und der Leistung auf dem mechanischen Wege und über das Wendegetriebe 24 übertragen. Die übertragene Leistung hat ebenfalls die maximale Größe.
In einer zweiten Betriebsweise, die einer schnellen Verstellung entspricht, wird das Pumpvolumen der Pumpe 18 schlagartig vergrößert. Im Hinblick auf die Trägheit in dem hydrostatischen Getriebe tritt in dessen hydraulischem Kreis ein Überdruck und eine Drosselung der hydraulischen Flüssigkeit ein, was ein Abfallen der Leistung zur Folge hat. Infolgedessen wird über das die Leistung teilende Umlaufrädergetriebe 21 das unmittelbar auf mechanischem Wege übertragene Drehmoment vergrößert, und es ergibt sich ein zusätzliches Drehmoment in der Nullwelle 13. Dieses zusätzliche Drehmoment hat seinen größten Wert bei der Drehzahl Null der Nullwelle 13 und kann die gleiche Größe annehmen wie das nominelle Drehmoment C. Die Kurve der Änderung des Ausgangsdrehmoments in Abhängigkeit von der Drehzahl der Nullwelle bei dieser Betriebsweise ist durch die Linie 89 der Fig. 3 dargestellt, wobei man sieht, daß das Drehmoment sich von der Größe 2 C bei der Geschwindigkeit Null bis zu der Größe Cbei der größten Geschwindigkeit verändert.
Wenn es für die Funktion des Fahrzeugs oder der sonstigen Einrichtung, die das Getriebe enthält, notwendig ist, daß die Nullwelle ein Drehmoment abgibt, das größer ist als das Drehmoment, das durch die oben beschriebene Steuerung zustandekommt, wird parallel zu dem mechanischen Getriebe eine zusätzliche hydraulische Kupplung 25 benutzt. Das auf diesem hydrodynamischen Wege übertragene Drehmoment ist C 1 und vorzugsweise kleiner als das Drehmoment C, das auf dem hydromechanischen Wege übertragen wird, um die Steuerung der Geschwindigkeit dem hydrostatischen Getriebe vorzubehalten. Die Kupplung 25 wird vorzugsweise wahlweise in Tätigkeit gesetzt, wenn die Ausgangsdrehzahl eine ausreichende Größe wie V1 erreicht, um einen annehmbaren Schlupf zu erlangen. Wenn die Betriebszustände, die z. B. der Druck in dem hydraulischen Kreis des hydrostatischen Getriebegliedes, der durch die Druckschalter 66 und 67 gemessen wird, dieser begrenzten Geschwindigkeit V 1 entsprechen, wird die zusätzliche Kupplung 25 mittels der Schaltkupplung 57 wirksam gemacht. Das zustandekommende Drehmoment ist in Fig. 3 durch die Linie 90 dargestellt, die zunächst aus einem Teil der Linie 89 besteht, die sodann um die Größe C 1 entsprechend den größeren Drehmomenten nach oben verschoben wird.
In Fig. 4 sind verschiedene Möglichkeiten für die Beeinflussung der Hubräume der Pumpe und des Motors des hydrostatischen Getriebes dargestellt, die es erlauben, größere Werte des Ausgangsdrehmoments bei mittleren Geschwindigkeiten Vm zu erlangen.
In dem vorstehenden Fall wird das Pumpvolumen der Pumpe 18 zunächst vergrößert, bis die Drehgeschwindigkeit die mittlere Größe Vm erreicht hat. Das Pumpvolumen der Pumpe wird sodann auf seinem größten konstanten Wert gehalten. Die Veränderung des Pumpvolumens der Pumpe 18 ist in Fig. 4 durch die Linie 91 gestrichelt dargestellt. Die Veränderung des Schluckvolumens des Motors 20 geht derart vor sich, daß es von der Geschwindigkeit Null bis zu der mittleren Geschwindigkeit Vm der Nullwelle 13 auf seinem größten Wert gehalten wird und sodann, bis die größte Drehzahl erreicht ist, vermindert wird, wie dies strichpunktiert durch die Linie 92 in Fig. 4 dargestellt ist. Das erzeugte Drehmoment, das gleich dem nominellen Drehmoment C für die Geschwindigkeit Null ist, wächst bis zur doppelten Größe 2 C bei der mittleren Geschwindigkeit Vm, um sodann bei der größten Geschwindigkeit bis zu der nominellen Größe abzunehmen, wie das durch die Kurve 93 in Fig. 4 dargestellt ist.
Die vorstehende Kurve, die ein Verhalten bei einer langsamen oder stufenlosen Verstellung des Pumpvolumens der Pumpe wiedergibt, kann durch die Kurve 94 ersetzt werden, die es erlaubt, das Ausgangsdrehmoment von der Geschwindigkeit Null bis zu der Geschwindigkeit Vm auf der doppelten Größe des nominellen Wertes zu halten, indem die Verstellung des Pumpvolumens der Pumpe schlagartig geschieht, wodurch in dem hydraulischen Kreis des hydrostatischen Getriebes eine Drosselwirkung erzeugt wird und, wie oben beschrieben, ein zusätzliches Drehmoment zustandekommt.
Es ist gleichfalls möglich, die zusätzliche hydrodynamische Kupplung 25 dieses Mal von den niedrigen Drehgeschwindigkeiten der Nullwelle an zu verwenden, derart, daß die Kurve 95 zustandekommt, bei der das Drehmoment von der Geschwindigkeit Null bis zu der mittleren Geschwindigkeit Vm einen konstanten Wert 2C+C1 beibehält, um sodann bis zu dem Wert C+C1 bei der größten Geschwindigkeit abzunehmen. Das beschriebene hydromechanische Getriebe bietet zahlreiche Vorteile gegenüber einem rein hydrostatischen Getriebe, durch welches die gesamte Energie hydraulisch übertragen wird. Bei dem hydromechanischen Getriebe ist der Wirkungsgrad größer, da ein bedeutender Teil der Energie unmittelbar auf dem mechanischen Wege übertragen wird, wobei die Energie bei maximaler Drehzahl vollständig von dem mechanischen System übertragen wird. In dem hydromechanischen Getriebe können die notwendigen hydrostatischen Bauteile unterdimensioniert sein im Vergleich zu denjenigen, die in einem rein hydrostatischen Getriebe notwendig wären.
Außerdem bringt die Hinzufügung eines zusätzlichen hydrodynamischen Weges eine Vergrößerung der Anwendungsmöglichkeiten des Getriebes mit sich, die nur durch die Notwendigkeit beschränkt sind, die Kontrolle der Ausgangsdrehzahl bei dem hydrostatischen System zu halten. Die verschiedenen Verstellmöglichkeiten des hydrostatischen Getriebes ermöglichen es, die Leistung des Getriebes im Vergleich zu einem rein hydrostatischen Getriebe bedeutend zu vergrößern.
Schließlich ist es möglich, eine zusätzliche Leistung und ein zusätzliches Drehmoment an der Nullwelle 13 durch Drosselung in dem hydraulischen Stromkreis des hydrostatischen Getriebes zu erzeugen, indem das Pumpvolumen der Pumpe des Getriebes in geeigneter Weise verändert wird.
Wie zu erkennen ist, bringt es die besondere Anordnung des Wendegetriebes mit sich, daß dieses bei der Drehzahl Null und bei normaler hydromechanischer Funktion und dem halben Ausgangsdrehmoment wegen der Drosselung in dem hydraulischen Stromkreis des hydrostatischen Getriebes unter einem sehr kleinen Drehmoment geschaltet werden kann, wobei das auf mechanischem Wege übertragene Drehmoment sehr groß ist.
Das Getriebe ist in allen Fällen verwendbar, in denen eine Veränderung des Verhältnisses der Drehzahl einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle zwischen gleichen oder ungleichen Größen notwendig ist, wobei eine Umkehrung der Drehrichtung bei der Funktion eingeschlossen ist. Ein derartiges Getriebe ist besonders geeignet, um die Lenkung von Kettenfahrzeugen zu bewirken.

Claims

1. Hydromechanisches Überlagerungslenkgetriebe für Kettenfahrzeuge und Fahrzeuge mit nicht schwenkbaren Rädern, bei dem die für die Kurvenfahrt erforderliche Leistung über eine Nullwelle und mit den Ketten oder Rädern gekuppelte Summierungsdifferentiale dem Fahrantrieb überlagert wird, der ein von einer Ausgangswelle einer Brennkraftmaschine angetriebenes Geschwindigkeitswechselgetriebe aufweist, das mit den Summierungsdifferentialen gekuppelt ist, wobei zwischen der Ausgangswelle der Brennkraftmaschine und der Nullwelle ein verstellbares hydrostatisches Getriebe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß über einen eingangsseitigen Leistungsflußteiler (21) dem hydrostatischen Getriebe (15) ein ein Wendegetriebe (24) enthaltender mechanischer Leistungsübertragungspfad (16) parallel liegt, der ausgangsseitig starr an den Ausgang (23) des hydrostatischen Getriebes (15) angekuppelt ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hydrostatische Getriebe (15) eine volumetrische Pumpe (18) mit veränderlichem Pumpvolumen und einen volumetrischen Motor (20) mit veränderlichem Schluckvolumen enthält.

3. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem eine zusätzliche hydrodynamische Kupplung (25) enthält, die parallel zu dem mechanischen Leistungsübertragungspfad (16) angeordnet ist und eine Steuereinrichtung (26) aufweist, die in Abhängigkeit von dem Arbeitszustand des hydrostatischen Getriebes (15) arbeitet.

4. Getriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendegetriebe (24) in dem mechanischen Leistungsübertragungspfad (16) hinter der hydrodynamischen Kupplung (25) angeordnet ist.

5. Getriebe nach den Ansprüchen 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß es Druckfühler (66, 67) aufweist, die den Druck der Hydraulikflüssigkeit in dem hydrostatischen Getriebe (15) messen und das Einschalten der zusätzlichen hydrodynamischen Kupplung (25) veranlassen, sobald der Druck einer vorbestimmten Drehzahl der Nullwelle (13) entspricht.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das größte von der hydrodynamischen Kupplung (25) übertragbare Drehmoment kleiner ist als das nominell von dem hydrostatischen Getriebe (15) übertragene Drehmoment.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische Kupplung (25) eine konstante Füllung aufweist und die Mittel zu ihrer Steuerung eine Reibungskupplung (26) enthalten.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hydrodynamische 60 Kupplung (25) eine solche mit veränderlicher Füllung ist.

9. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der eingangsseitige Leistungsflußteiler von einem Planetengetriebe (21) gebildet ist, dessen Sonnenrad (40) die Pumpe (18) des hydrostatischen Getriebes (15) antreibt.

10. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Wendegetriebe (24) ein Differentialgetriebe mit Kegelräderpaaren (33, 34, 35) sowie zwei wechselweise zu betätigende Reibungskupplungen (37, 38) enthält.

11. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zur Steuerung des Schöpfvolumens der Pumpe (18) und des Schluckvolumens des Motors (20) des hydrostatischen Getriebes (15) enthält, die ohne Änderung der Drehrichtung des Motors (20) das Schluckvolumen des Motors (20) verkleinern, wenn das Schöpfvolumen der Pumpe (18) von der Drehzahl Null der Nullwelle (13) bis zu deren größten Drehzahl erhöht wird.

12. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zur Veränderung des Schöpfvolumens der Pumpe (18) und des Schluckvolumens des Motors (20) des hydrostatischen Getriebes (15) enthält, die das Schluckvolumen des Motors (20) bis zu einer etwa mittleren Drehgeschwindigkeit der Nullwelle (13) auf seinem größten Wert halten und anschließend das Schluckvolumen bis zum Erreichen der größten Drehzahl der Nullwelle (13) verkleinern, wobei die Mittel gleichzeitig das Schöpfvolumen der Pumpe (18), ausgehend von der Drehzahl Null, bis zu einer mittleren Geschwindigkeit der Nullwelle (13) bis zu dem jeweiligen Maximalwert vergrößern, der von daankonstantist.