DE2903564C3 - Stufenloses fliehkraftgeregeltes Verbundumlaufrädergetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein stufenloses fliehkraftgeregeltes Verbundumlaufrädergetriebe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Umlaufräderuntersetzungs- und Wendegetriebe nach dem Oberbegriff ist dabei aus der DE-PS 8 77 329 bekannt.

Mit dem dort beschriebenen Getriebe ist eine verläßliche Wendemöglichkeit gegeben, die bei jeder Drehzahl und unter jeder Last ein Umsteuern zuläßt. Die Getriebeteile unterliegen keinem Verschleiß bis auf die Bremsen, die in öl umlaufen und heute so ausgelegt werden können, daß fast kein Verschleiß auftritt bei absoluter Haltesicherheit.

Bei dem aus der DE-PS 5 75 645 bekannten fliehkraftgeregelten Kegelrad-Umlaufrädergetriebe kommt eine Verschleißkupplung zur Anwendung. Das führt unter Last zu erheblichen Reibwerten mit schwer zu bewältigenden Schwierigkeiten bei der Fliehkraftregelung, wodurch die Betriebssicherheit gemindert ist. Ferner ist mit dem Getriebe kein Umsteuern möglich.

Das aus der DE-PS 6 25 229 bekannte fliehkraftgeregelte Umlaufrädergetriebe verwendet ebenfalls Ol als Übertragungsmittel, wobei der Flüssigkeitsumlauf durch Fliehgewichte gesteuert wird. Durch Verwendung von notwendigen Bauteilen wie Zylinder, Kolben, Stellventile, Rückschlagventile, Rohrbohrungen, Exzenter, Schiebestange, Zwischenwelle, kegelige Hülse usw. liegt jedoch ein sehr aufwendig konstruiertes Getriebe vor. Ein Umsteuern unter Last ist auch hier nicht möglich.

Der vorliegenden Erfindung liegt dabei die Aufgabe zugrunde, das bekannte Getriebe zu einem stufenlosen Getriebe einfacher und verschleißarmer betriebssicherer Bauart weiterzuentwickeln.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, ein Verbundumlaufrädergetriebe gemäß den im Patentanspruch 1 dargelegten Maßnahmen zu gestalten. Dabei ist von der Überlegung ausgegangen, daß bei in einem Ölbad umlaufenden Zahnrädern das zwischen den Zähnen befindliche öl beim Zusammentreffen der Zähne verdrängt werden muß. Wird dieser ölfluß behindert durch einen Stauring, der die Radflanken im Zahnbereich verschließt, tritt Stau vor der Achsmittellinie auf.

Zur Unterstützung der Wirkung können die Ausbohrungen für die Umlaufräderträger durch enge Passung ds Dichtung gegen den auch rückwärts gerichteten Stau des Öls ausgebildet sein.

Nachdem der Eingriffspunkt die Achsmittellinie überschritten hat und sich anschickt, wieder auszutreten, bildet sich Unterdruck in den Zahnkammern, die aus je zwei Zähnen gebildet werden, des jetzt in Führung befindlichen Eingriffs mit einhergehender Temperaturabsenkung.

Die konstruktionsmäßig geplante Führung vor der Achsmittellinie macht den Eingriff schwergängig, was von Vorteil für die Staubildung ist.

Bei dieser Anordnung dient das öl außer zur Schmierwirkung auch zur Leistungsübertragung.

Das setzt voraus, daß die Zähne mit einwandfrei geschliffener Oberfläche versehen sind.

Der Vorteil des Getriebes liegt in der Staukupplung, die als Regler eingesetzt wird.

Diese an einen Zahnradeingriff gebundene Vorrichtung entnimmt dem Eingriffsablauf sperrende Wirkung, die darin besteht, daß durch ein gegenseitiges Abbremsen der freilaufenden Räder eine Koppelwirkung entsteht in Verbindung mit Stauring und Fliehkraft.

Die Vorgänge sind Stau des Öls vor der Achsmittellinie der im Eingriff stehenden Räder und Bildung von Unterdruck im Führungsbereich hinter der Achsmittellinie mit Temperaturabsenkung.

Der gegenläufige Verlustbereich wird mit einer Bremse ausgeschaltet. Gleichzeitig wird die im Getriebe festgelegte Grundübersetzung nach außen abgestützt.

Durch ankoppeln des zweiten Kraftwegs übernimmt dieser mehr oder weniger den Antrieb in unterschiedlicher Mischung mit der Grundübersetzung.

Die Bremswirkung des Motors bei Schub ist in allen Phasen der Übersetzung gegeben.

Drehrichtungsumkehr der Abtriebswelle, hierbei bleiben alle Räder im Eingriff, ist durch Umsteuern unter Last möglich (vorteilhaft bei Baustellen-, Militär- und Geländefahrzeugen, da herausschaukeln möglich ist).

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert, wobei

F i g. 1 den Gesamtaufbau eines Ausführungsbeispieles des Getriebes und

F i g. 2 eine abgewandelte Fliehkraftsteuerung zeigen. Das Getriebe ist in einem geschlossenen Gehäuse 10 angeordnet, welches mit öl gefüllt ist Aus dem Gehäuse sind die Antriebswelle 12 und die Abtriebswelle 22 herausgeführt, sowie eine vorzusehende Einrichtung zum Betätigen der Bremsorgane. Auf der Antriebswelle 12 ist das innere Zentralrad 13 eines Stirnrad-Umlaufrädergetriebes befestigt, das mit Umlaufrädern 14 in Eingriff steht, die mittels Achsen 16 an einem auf der Welle 12 drehbar gelagerten Träger 15 gelagert sind. Die freien Enden der Achsen sind gleichzeitig mit dem Kegelrad 18 eines Kegelrad-Umlaufrädergetriebes fest verbunden. Die Umlaufräder 14 stehen im Eingriff mit einem äußeren Zentralrad 17, welches über einen Korb 23 mit einem zweiten Kegelrad 24 des Kegelrad-Umlaufrädergetriebes drehfest verbunden ist Diese Gruppe ist auf der Abtriebswelle 22 duhbar gelagert Zwischen den Kegelrädern 18 und 24 laufen die Umlaufkegelräder 19 um, die auf Achsen 21 drehbar gelagert sind, welche über einen Träger 20 mit der Abtriebswelle 22 fest verbunden sind.

Der Träger 15 ist mit dem Außenring 271 eines Freilaufes fest verbunden, dessen Innenring 281 fest auf der Antriebswelle 12 sitzt Der Korb 23 ist drehfest mit dem Innenring 282 eines weiteren Freilaufes verbunden, der auf der Abtriebswelle 22 frei drehbar gelagert ist. Die Außenringe 271 und 272 der Freilaufgesperre können durch Bremsen 25 bzw. 26 abgebremst bzw. stillgesetzt werden.

Am Korb 23 sind Fliehkrafthebel 30 schwenkbar gelagert die mit Nasen 32 auf einen Stauring 29 in der Weise einwirken, daß die Stirnfläche des Stauringes gegen die Zahnräder 14 und 17 im Bereich der Zähne gedrückt wird, so daß das Heraustreten des durch die Zähne verdrängten Öls be- oder verhindert wird. Dabei wird die Anpressung um so stärker, je größer die Drehzahl des Korbes 23 und damit die Fliehkraft der Hebel 30 ist.

Um einen definierten Anpreßdruck des Stauringes 29 gegen die Zahnräder 14 und 17 zu haben, können zwischen dem Stauring 29 und dem Korb 23 zusätzlich noch relativ schwache Andrückfedern 31 vorgesehen werden.

Das Getriebe der Fig.2 ist in gleicher Weise aufgebaut wie das der Fig. 1, lediglich die Betätigung des Stauringes 33 ist hier geändert. De/ Stauring 33 weist eine schräge Fläche 34 an der der Korb 23 zugewandten Seite auf, und zwischen der Fläche 34 und der Gehäusewand sind Kugeln 35 eingeschlossen, die mit steigender Drehzahl und wachsender Fliehkraft nach außen wandern und dabei den Stauring 33 immer stärker gegen die Räder 14 und 17 pressen and dadurch den ölaustritt im Bereich der Stauringstirnfläche immer stärker behindern.

Die Arbeitsweise des Getriebes ist folgende:
Bei Rechtsdrehung der Antriebsachse 12 und ungebremsten Freilaufen drehen das innere Zentralrad

13 rechts, die Umlaufräder 14 auf ihren Achsen 16 links, der Träger 15 rechts, der Korb 23 links und die Umlaufräder 19 auf ihren Achsen 21 rechts herum. Die Abtriebswelle 22 steht still, wenn sie durch Last gebremst wird, d. h. das Getriebe läuft im Leerlauf.

Läuft der Freilauf 271, 281 frei und wird der Freilaufaußenring 272 gebremst dann drehen bei Rechtsdrehung der Antriebswelle 12, die Umlaufräder

14 links herum, der Träger 15 rechts und ebenfalls das Kegelrad 18. Der Korb 23 wird über den abgebremsten Freilaufaußenring 272 am Linkslauf gehindert Die Drehrichtung der Abtriebswelle 22 ist rechts herum durch Abwälzen der durch das Kegelrad 18 angetriebenen, rechts herum drehenden Kegelumlaufräder 19 auf dem feststehenden Kegelrad 24. Es erfolgt ein kleiner Vortrieb.

Bei Drehzahlerhöhung und gleichen Bedingungen wie vorstehend tritt bei angefedertem Stauring 29 ölstau auf und nimmt den Korb 23 mit, so daß sich dieser jetzt ebenfalls, je nach Last mit mehr oder weniger starkem Schlupf rechts herum dreht Diese Rechtsdrehung addiert sich zu c!er beschriebenen Grundübersetzung und läßt die Räder 14, 18, 19 im Korb 23 langsamer drehen, dafür aber den Korb 23 schneller, bis maximal zur Drehzahl der Antriebsachse 12.

Bei ansteigender Drehzahl des Korbes 23 kippen die Fliehkrafthebel 30 aus und pressen den Stauring 29 fester an, se daß bis auf einen Restschlupf die Antriebsdrehung gleich der Abtriebsdrehung werden kann.

Wenn dieser Punkt erreicht ist stehen sämtliche Räder still, lediglich der Korb 23 mit der Antriebsachse 12, der Planetenradträger 15 und die Abtriebsachse 22 drehen rechts herum.

Bei sinkender Abtriebsdrehzahl (größerer Last) und mehr Kraft an der Antriebsachse durch Gas geben, stellen sich die Fliehkrafthebel 30 durch den vermehrten ölstaudruck leicht zurück, es entsteht ein Schlupf mit einhergehender Übersetzungsänderung, im Extremfall bis zur oben beschriebenen Grundübersetzung.

Wenn der Antrieb über die Abtriebswelle 22 erfolgt, beispielsweise durch schiebendes Fahrzeug, dann wird über die Umlaufkegelräder 19 diese Gegenkraft auf die Kegelräder 18 und 24 und auf den Freilaufaußenring 271 weitergeleitet, der jetzt in Sperrichtung wirksam wird und die Antriebsachse 12 rechts herum dreht, wobei also der Motor dann als Bremse wirkt

Bei Abbremsen des Freilaufaußenrings 271 und nicht abgebremstem Freilaufaußenring 272 steht der Träger

15 still. Das innere Zentralrad 13 dreht rechts, die Umlaufräder 14 links, der Korb 23 mit dem Kegelrad 24 links herum. Dieses dreht die Umlaufräder 19 rechts herum, die sich gleichzeitig am feststehenden Kegelrad 18 abwälzen und den Träger 20 mit der Abtriebsachse 22 links herum drehen.

Es erfolgt also eine Drehrichtungsumkehr.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:

1. Stufenloses fliehkraftgeregeltes Verbund — Umlaufrädergetriebe mit einem eingangsseitigen Stirnrad — und einem ausgangsseitigen Kegelrad-Umlaufrädergetriebe, mit einem ersten inneren Zentralrad (13), das mit der Antriebswelle (12) drehfest verbunden ist, und Umlaufstirnrädern (14) auf einem auf der Antriebswelle drehbar gelagerten Umlauf räderträger (15), an dem ein erstes Kegelrad (18) des Kegelrad-Umlaufrädergetriebes befestigt ist, dessen Umlaufkegelräder (19) an einem drehfest mit der Abtriebswelle (22) verbundenen Träger (20) gelagert sind, bei dem die Umlaufstirnräder mit einem äußeren Zentralrad (17) in Eingriff stehen, welches drehfest über einen Korb (23) mit einem zweiten mit den Umlaufkegelrädem in Eingriff stehenden Kegelrad (24) verbunden und drehbar auf der Abtriebswelle gelagert ist, bei dem der Umlaufräderträger über eine erste Bremse (2S) abbremsbar und bei dem das äußere Zentralrad mit einer zweiten Bremse (26) in Verbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Verzahnungsbereich der Umlaufstirnräder und des äußeren Zentralrades ein fliehkraftgeregelter ölstauring (29, 33) vorgesehen ist, daß zwischen dem Umlaufräderträger und der Antriebswelle ein erster Freilauf (271, 281) und daß zwischen dem äußeren Zentralrad und der zweiten Bremse ein zweiter Freilauf (272,282) angeordnet ist

2. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Stauringes in Richtung auf die Verzahnungen Fliehkrafthebel (30,32) schwenkbar am Korb gelagert sind.

3. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschiebung des Stauringes in Richtung auf die Verzahnungen Kugeln (35) vorgesehen sind, die mi? dem Korb und einer geneigten Ebene (34) am Stauring (33) in Wirkverbindung stehen (F i g. 2).

4. Stufenloses Getriebe nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Korb und dem Stauring Vorspannfedern (31) angeordnet sind.

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