DE3344042A1

DE3344042A1 - Continuously variable transmission

Info

Publication number: DE3344042A1
Application number: DE19833344042
Authority: DE
Inventors: Nils Dipl.-Ing. 4834 Harsewinkel Fredriksen
Original assignee: Claas KGaA mbH
Current assignee: Claas KGaA mbH
Priority date: 1983-12-06
Filing date: 1983-12-06
Publication date: 1985-06-27

Abstract

The present invention describes a combined transmission with a large conversion range comprising a wheel-type gearbox and a continuously variable flexible drive mechanism. In this transmission, two shafts of the wheel-type gearbox are rotationally connected to a respective pulley assembly of the flexible drive mechanism, these shafts being couplable in such a way, via intermediate wheels, to the input shaft and the output shaft of the wheel-type gearbox that in each case one of the shafts is connected to the input shaft and the other to the output shaft and the power flow from the input shaft to the output shaft takes place always via the infinitely variable flexible drive mechanism. Moreover, in the said transmission the input and output side of the infinitely variable flexible drive mechanism are interchanged under load when the gear change is performed, allowing the flexible drive mechanism, after having been adjusted upwards in the first gear, to be adjusted back again in the second gear.

Description

Stufenloses GetriebeStepless gear

Die Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe bestehend aus einem schaltbaren Rädergetriebe mit einer Eingangs- und einer Ausgangswelle und mit einem mit diesem zusammenwirkenden stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebe.The invention relates to a continuously variable transmission consisting of a switchable gear train with an input and an output shaft and with a with this cooperating continuously variable belt transmission.

Zum Antrieb von landwirtschaftlichen Erntemaschinen, beispielsweise selbstfahrenden Mähdreschern werden derartige Getriebe eingesetzt. Ihr Einsatz ist ebenfalls bei Schleppern denkbar. Eine solche Getriebekombination wird gewählt, um möglichst allen Geschwindigkeitsanforderungen an den Fahrantrieb sowohl während des Arbeitseinsatzes wie auch für den Straßentransport erfüllen zu können.For driving agricultural harvesting machines, for example Such transmissions are used in self-propelled combine harvesters. Your stake is also conceivable for tractors. Such a gear combination is chosen, in order to meet all speed requirements for the traction drive both during the work assignment as well as for the road transport to be able to fulfill.

Der Nachteil ist jedoch darin zu sehen, daß bekanntermaßen bei jedem Gangwechsel des Rädergetriebes das stufenlos regelbare Umschlingungsgetriebe in die kleinste Ubersetzung zurückgeregelt werden muß. Dies bedeutet eine Unterbrechung des Kraftflusses und ein Stehenbleiben oder bestenfalls erhebliche Verringerung der Fahrgeschwindigkeit der Maschine beim Gangwechsel.The disadvantage, however, is to be seen in the fact that it is known for everyone Gear change of the gear train in the infinitely variable belt transmission the smallest translation must be adjusted back. This means an interruption the flow of force and a standstill or, at best, a considerable reduction the driving speed of the machine when changing gears.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, ein stufenlos regelbares Getriebe mit großem Wandlungsbereich zu schaffen, ohne Kraftflußunterbrechung und Geschwindigkeitsreduzierrung beim Gangwechsel und ohne großen mechanischen Aufwand. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Getriebe der eingangs näher bezeichneten Art erreicht durch zwei Wellen des Rädergetriebes, denen je zwei Kupplungen zugeordnet sind und die je ein aus zwei gegeneinander anstellbaren drehmomentfest mit den Wellen verbundenen Hälften bestehendes Scheibenpaket eines stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebes tragen, wobei durch einen Schaltvorgang der Kupplungen beide Wellen gleichzeitig derart kuppelbar sind, daß entweder die eine Welle mit der Eingangswelle und die andere Welle mit der Ausgangswelle oder die andere Welle mit der Eingangswelle und die eine Welle mit der Ausgangswelle über entsprechende Zahnräder in Wirkverbindung sind und daß zur Erreichung des maximalen Wandlungsbereiches des Getriebes das Umschlingungsgetriebe vor dem Schaltvorgang von einer Ausgangsstellung in eine Endstellung und danach zurück in die Ausgangsstellung regelbar ist.The invention is therefore based on the object, a stepless To create controllable transmission with a large conversion range, without interrupting the power flow and speed reduction when changing gears and without great mechanical effort. The inventive solution to this problem is in a transmission of the initially Specified type achieved by two waves of the Gear train, to which two clutches are assigned and each one of two that can be adjusted against one another An existing pulley pack of halves connected to the shafts in a torque-proof manner Carry continuously variable belt transmission, whereby by a switching process the couplings both shafts can be coupled at the same time in such a way that either the one shaft with the input shaft and the other shaft with the output shaft or the other shaft with the input shaft and one shaft with the output shaft are in operative connection via corresponding gears and that to achieve the maximum Conversion range of the transmission, the belt transmission before the shifting process from an initial position to an end position and then back to the initial position is adjustable.

Dabei sind auf erfinderische Weise die beiden Wellen parallel zueinander in einem Getriebegehäuse gelagert, wobei auf jeder der beiden Wellen zwei Zahnräder frei drehbar gelagert und durch Kupplungen mit diesen kuppelbar sind. Je ein Zahnrad der beiden Wellen steht im gleichzeitigen Zahneingriff mit einem mit der Eingangswelle fest verbundenen Zahnrad, während die beiden anderen Zahnräder der Wellen in gleichzeitigem Zahneingriff in einem mit der Ausgangswelle fest verbundenem Zahnrad sind. Die Kupplungen sind so zu schließen und zu öffnen, daß gleichzeitig das eingangsseitige Zahnrad der einen Welle und das ausgangsseitige Zahnrad der anderen Welle und umgekehrt mit ihren zugehörigen Wellen verbunden werden können.In an inventive way, the two shafts are parallel to one another stored in a gear housing, with two gears on each of the two shafts freely rotatable and can be coupled to them by means of couplings. One gear each of the two shafts is in simultaneous meshing with one with the input shaft firmly connected gear, while the other two gears of the shafts at the same time Are tooth engagement in a gear firmly connected to the output shaft. The clutches are to be closed and opened in such a way that at the same time the gear wheel on the input side one shaft and the output-side gear of the other shaft and vice versa can be connected to their associated shafts.

Um das erfindungsgemäße Getriebe sowohl für Vorwärtsals auch für Rückwärtsfahrt einsetzen zu können, ist dem Getriebe ein Wendegetriebe vorgeschaltet.To the transmission according to the invention for both forward and reverse travel to be able to use is A reversing gear is connected upstream of the gear.

Ein ruckfreies Umschalten vom ersten in den zweiten Gang kann bei einer vorzugsweisen Getriebeauslegung erreicht werden, in der bei größtmöglichem Wirkdurchmesser des momentanen Antriebsscheibenpaketes und kleinstmöglichem Wirkdurchmesser des momentanen Abtriebsscheibenpaketes jeweils Drehzahlgleichheit zwischen der momentanen Abtriebswelle des stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebes und dem auf dieser frei mitlaufenden und von der Eingangswelle angetriebenem Zahnrad sowie zwischen der momentanen Antriebswelle und dem auf dieser frei mitlaufenden und von der Ausgangswelle angetriebenen Zahnrad herrscht. Nach erfolgtem Umschalten kann das Umschlingungsgetriebe zur Erzielung höherer Ausgangsdrehzahlen wieder zurückgeregelt werden. A smooth shift from first to second gear can be achieved with a preferred gear design can be achieved in the largest possible Effective diameter of the current drive pulley package and the smallest possible effective diameter of the current output pulley package each speed equality between the current Output shaft of the continuously variable belt drive and the one on it freely revolving gear driven by the input shaft and between the current drive shaft and the one freely rotating on it and from the output shaft driven gear prevails. After switching over, the belt drive can can be regulated back to achieve higher output speeds.

Der Vorteil eines solchen erfindungsgemäß aufgebauten Getriebes ist darin zu sehen, daß es unter Last schaltbar ist und daß die Umschaltung vom ersten in den zweiten Gang ohne Unterbrechung des Kraftflusses und ohne Geschwindigkeitsreduzierung stattfindet, wobei bei der entsprechenden Auslegung des Rädergetriebes kein Schaltstoß zu verspüren ist. Das erfindungsgemäße Getriebe kann in erster Linie überall dort eingesetzt werden, wo die Eingangsdrehzahl konstant gehalten wird. Es wäre jedoch auch möglich, dieses Getriebe beispielsweise für Bau- und Geländefahrzeuge einzusetzen. Auch könnte dieses Getriebe im Pkw-Bau eingesetzt werden, wobei in bekannter Weise die Stellung der Scheibenpakete in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors gesteuert werden.The advantage of such a transmission constructed according to the invention is to see that it is switchable under load and that switching from the first into second gear without interrupting the power flow and without reducing speed takes place, with the appropriate design of the gear train no shift shock is felt. The transmission according to the invention can primarily be used anywhere used where the input speed is kept constant. However, it would be It is also possible to use this transmission for construction and off-road vehicles, for example. This transmission could also be used in car construction, in a known manner the position of the disk packs is controlled depending on the speed of the engine will.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und einer einzigen dieses schematisch darstellenden Figur näher erläutert werden.In the following, the invention will be based on an exemplary embodiment and a single figure that shows this schematically will be explained in more detail.

Dabei ist in dem Gehäuse 1' des Getriebes 1 eine Eingangswelle 3 gelagert, deren Zahnrad 4 die auf den Wellen 5 und 6 drehbar gelagerten Zahnräder 7 und 8 antreibt. Mit den Wellen 5 und 6 fest verbunden sind weiterhin zum Beispiel die AuBenlamellen der druckölgesteuerten ~tSupplungen 1 / III bzw.An input shaft 3 is mounted in the housing 1 'of the transmission 1, the gear 4 of which is the gear wheels 7 and 8 rotatably mounted on the shafts 5 and 6 drives. With the shafts 5 and 6, for example, are still firmly connected Outer disks of the pressurized oil-controlled clutches 1 / III resp.

II/IV. Die Zahnräder 9 und 10 sind - genau wie die Zahnräder 7 und 8 - auf den Wellen 5 bzw. 6 drehbar gelagert und stehen beide im Zahneingriff mit dem Zahnrad 11, das drehfest mit der Ausgangswelle 1? verbunden ist. Die Zahnräder 7, 8, 9 und 10 sind zum Beipsiel mit den Innenlamellen der Kupplungen I, II, III bzw.II / IV. The gears 9 and 10 are - just like the gears 7 and 8 - rotatably mounted on the shafts 5 or 6 and both are in mesh with the teeth the gear 11, which rotatably with the output shaft 1? connected is. The gears 7, 8, 9 and 10 are for example with the inner plates of the clutches I, II, III respectively.

IV verbunden. Auf die aus dem Gehäuse 1' einendig hervorragenden Enden der Wellen 5 und 6 sind verstellbare Scheibenpakete 14 und 15 drehmDmentenfest aufgesetzt, die miteinander über einen Keilriemen 13 verbunden sind und nicht näher beschriebene Mittel zur Steuerung des stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebes aufweisen.IV connected. On the ends protruding from the housing 1 'at one end the shafts 5 and 6 are fitted with adjustable disk packs 14 and 15 so that they cannot rotate, which are connected to one another via a V-belt 13 and are not described in detail Have means for controlling the continuously variable belt transmission.

Der 1. oder 2. Gang ist eingeschalt indem die Kupplungen I und IV bzw. II und III geschaltet und die anderen Kupplungspaarungen II und III bzw. I und IV jeweils gelöst sind. Im ersten Gang verläuft der Kraftfluß über Eingangswelle 3 mit Zahnrad 4, 7, Kupplung I, Welle 5, Scheibenpaket 14, Riemen 13, Scheibenpaket 15, Welle 6, Kupplung IV, Zahnrad 10 bis zum Zahnrad 11 mit Ausgangswelle 12. Die Zahnräder 8 und 9 laufen leer mit.1st or 2nd gear is engaged when clutches I and IV or II and III switched and the other coupling pairs II and III or I and IV are each solved. In first gear, the power flow is via the input shaft 3 with gear 4, 7, clutch I, shaft 5, pulley pack 14, belt 13, pulley pack 15, shaft 6, clutch IV, gear 10 to gear 11 with output shaft 12. The Gears 8 and 9 run along idle.

Im zweiten Gang ist der Kraftverlauf sinngemäß über Eingangswelle 3 mit Zahnrad 4, Zahnrad 8, Kupplung II, Welle 6, Scheibenpaket 15, Keilriemen 13, Scheibenpaket 14, Welle 5, Kupplung III, Zahnrad 9 bis zum Zahnrad 11 mit Ausgangswelle 12. Die Zahnräder 7 und 10 laufen leer mit. Beim Anfahren im ersten Gang läuft der Keilriemen auf dem Scheibenpaket 14 auf dem kleinstmöglichen und auf dem Scheibenpaket 15 auf dem größstmöglichen Wirkdurchmesser. Die Ausgangswelle 12 hat in diesem Zustand ihre niedrigste Drehzahl. Um höhere Drehzahlen zu erreichen, wird das Umschlingungsgetriebe 2 derart aus der Ausgangsstellung verstellt, daB der Riemen 13 auf dem Scheibenpaket 14 auf größer werdenden und auf dem Scheibenpaket 15 gleichzeitig auf kleiner werdenden wirksamen Durchmessern betrieben wird, bis auf dem Scheibenpaket 14 der größtmögliche und auf dem Scheibenpaket 15 der kleinstmögliche Wirkdurchmesser erreicht ist. Dies entspricht der Endstellung des Umschlingungsgetriebes.In second gear, the force curve is analogous to the input shaft 3 with gear 4, gear 8, clutch II, shaft 6, disk pack 15, V-belt 13, Disc pack 14, shaft 5, clutch III, gear 9 up to gear 11 with output shaft 12. The gears 7 and 10 are idling. When starting in first gear, the runs V-belt on the pulley pack 14 on the smallest possible and on the pulley pack 15 on the largest possible effective diameter. The output shaft 12 has in this state their lowest speed. In order to achieve higher speeds, the belt drive is used 2 adjusted from the starting position in such a way that the belt 13 on the pulley package 14 on increasing size and on the disc pack 15 on decreasing size at the same time effective diameters is operated, up to the largest possible on the disk pack 14 and the smallest possible effective diameter has been reached on the disk pack 15. this corresponds to the end position of the belt drive.

Die Getriebeauslegung ist so gewählt, daß in dieser Situation das Zahnrad 8 und die Welle 6 bzw. das Zahnrad 9 und die Welle 5 jeweils mit gleicher Drehzahl rotieren. Um jetzt noch höhere Ausgangsdrehzahlen zu erreichen, werden gleichzeitig die Kupplungspaarung I/IV gelöst und die Kupplungspaarung II/III eingeschaltet, das heißt der zweite Gang ist eingelegt. Wegen der oben beschriebenen Drehzahlgleichheit verläuft dieser Gangwechsel absolut ruckfrei und ohne Kraftflußunterbrechunq.The gear design is chosen so that in this situation Gear 8 and the shaft 6 or the gear 9 and the shaft 5 each with the same Rotate speed. In order to achieve even higher output speeds, at the same time the clutch pair I / IV released and the clutch pair II / III switched on, that means the second gear is engaged. Because of the speed equality described above This gear change runs absolutely smoothly and without power flow interruption.

Danach wird das stufenlos antreibbare Umschlingungsgetriebe 2 sinngemäß zurückgesteuert, so daß der Riemen auf dem Scheibenpaket 15 auf größer werdenden und auf dem Scheibenpaket 14 gleichzetig Qf immer kleiner werdendem Wirkdurchmesser betrieben wird, bis auf dem Scheibenpaket 15 der größtmögliche und auf dem Scheibenpaket 14 der kleinstmögliche Wirkdurchmesser erreicht ist. In diesem Zustand ist die maximale Ausgangsdrehzahl der Welle 12 erreicht. Wie die Figur zeigt, ist dem Getriebe 1 ein Wendegetriebe 16 vorgeordnet, so daß das erfindungsgemäße Getriebe auch für Rückwärtsfahrt eingesetzt werden kann.Thereafter, the continuously drivable belt transmission 2 is analogous controlled back, so that the belt on the pulley pack 15 on increasing and at the same time Qf on the disk pack 14, the effective diameter becomes smaller and smaller is operated until the largest possible on the disk pack 15 and on the disk pack 14 the smallest possible effective diameter has been reached. In this state is the maximum The output speed of the shaft 12 is reached. As the figure shows, the gearbox is 1 a reversing gear 16 upstream, so that the transmission according to the invention for Reverse can be used.

Claims

Claims 1.) Continuously variable transmission consisting of a switchable Gear train with an input and an output shaft and with one with this cooperating continuously variable belt drive, characterized by two shafts (5, 6) of the gear train (1), each of which has two clutches (1, IE or II, IV) are assigned and each one of two mutually adjustable torque-proof with the halves connected to the shafts (5, 6) existing disc pack (14 or 15) wear a continuously variable belt transmission (2), with one Switching process of the couplings both shafts (5, 6) can be coupled at the same time in such a way that that either the shaft (5) with the input shaft (3) and the shaft (6) with the output shaft (12) or the shaft (6) with the input shaft (3) and the shaft (5) with the output shaft (12) are in operative connection via corresponding gears and that to achieve the belt transmission (2) before the maximum conversion range of the transmission the switching process from an initial position to an end position and then back can be adjusted to the starting position.

2.) Continuously variable transmission according to claim 1, characterized by a Gear design in which with the largest possible effective diameter of the current drive pulley package (14) and the smallest possible effective diameter of the current output disk package (15) each speed equality between the current output shaft (6) of the stepless adjustable belt drive (2) and the one running freely on this and from the input shaft (3) driven gear (8) and between the current Drive shaft (5) and that freely rotating on this and from the output shaft (12) driven gear (9) prevails.

3.) Continuously variable transmission according to claims 1 and 2, characterized in that that the gear (1) is preceded by a reversing gear (16).

4.) Continuously variable transmission according to claims 1 to 3, characterized in that that the belt transmission (2) is independent and dependent on the transmission input speed is adjustable.