DE3815780A1

DE3815780A1 - Hydrostatic-mechanical power-shift transmission with a continuous effect

Info

Publication number: DE3815780A1
Application number: DE3815780A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Prof Dr Ing Jarchow; Peter Dr Ing Tenberge; Dietrich Dr Ing Haensel; Peter Dipl Ing Doettger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-05-12
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1988-12-01
Also published as: DE3815780C2

Abstract

The transmission consists of a multi-shaft planetary gear mechanism, a continuously variable hydrostatic transmission, rear-mounted gear stages and clutches. The hydrostatic transmission includes a positive displacement machine with a variable displacement volume and a positive displacement machine with a constant displacement volume. In the planetary gear mechanism, one shaft forms the input shaft and the variable positive displacement machine is connected to this. A second shaft of the planetary gear mechanism is connected to the constant-volume positive displacement machine. A third and fourth shaft of the planetary gear mechanism represent coupling shafts. In an extreme position of the hydrostatic transmission, these rotate at the same speed and, when the hydrostatic transmission is adjusted to the other extreme position, there is a continuous increase in the speed of rotation of one of the coupling shafts and a continuous decrease in the speed of rotation of the other, and these coupling shafts act alternately, in each case via at least two rear-mounted stages, also known as gears, on the output shaft. In the extreme positions of the hydrostatic transmission, gear changes are performed at synchronous speeds, in a load-free manner and without interruption to the tractive effort, by selector clutches. Control and regulation of the automatic transmission is performed by electronic and hydraulic means.

Description

Stufenlos wirkende hydrostatischmechanische Lastschaltge triebe der im Oberbegriff der Patentansprüche angegebenen Art eignen sich vorteilhaft für Kraftfahrzeuge, da sie sich in weiten Bereichen stufenlos verstellen lassen und außerdem gute Wirkungsgrade haben. Der relativ große Stellbereich erlaubt den Betrieb der Brennkraftmaschine auf Vorzugskenn linien. Solche Kennlinien können z. B. die Kurve für minimalen Kraftstoffverbrauch oder eine Linie für ein gutes Beschleuni gungsverhalten sein.Steplessly acting hydrostatic mechanical powershift drives the type specified in the preamble of the claims are advantageous for motor vehicles because they are in wide areas continuously adjustable and also have good efficiencies. The relatively large adjustment range Allows the internal combustion engine to be operated on a preferred basis lines. Such characteristics can e.g. B. the curve for minimum Fuel consumption or a line for good acceleration behavior.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Weiterentwicklung der Getriebe nach den Patentschriften US 35 80 107, US 37 09 060, US 38 88 139 und DE 31 47 447 C2 dar.The present invention represents a further development of the Gear according to the patent specifications US 35 80 107, US 37 09 060, US 38 88 139 and DE 31 47 447 C2.

Aus den Fig. 1, 17, 18 und 20 der US-PS 35 80 107 geht hervor, daß der maximale hydrostatische Leistungsfluß bei halber maximaler Drehzahl der Verdrängermaschinen, bei halbem maximalem Verdrängungsvolumen und bei 0,8fachem hydrostatischem Druck auftritt. Somit beträgt die aus diesen Werten sich ergebende hydrostatische Eckleistung das fünffache der wirksamen maximalen hydrostatischen Leistung, wodurch relativ groß bauende Verdrängermaschinen notwendig werden. Konzept bedingt hat jede Nachschaltstufe eine andere Übersetzung.From Figs. 1, 17, 18 and 20 of US-PS 35 80 107 shows that the maximum hydrostatic power flow occurs at half the maximum speed of the displacement machines, at half maximum displacement volume and 0,8fachem hydrostatic pressure. The hydrostatic corner power resulting from these values is therefore five times the effective maximum hydrostatic power, which necessitates relatively large displacement machines. Depending on the concept, each additional switching stage has a different gear ratio.

Das stufenlos wirkende hydrostatischmechanische Lastschaltge triebe nach der US-PS 37 09 060 fährt rein hydrostatisch an. Außer diesem Anfahrgang verfügt es nur noch über zwei weitere Gänge. Dadurch bauen die Verdrängermaschinen relativ groß. Konzeptbedingt haben die beiden Nachschaltstufen unterschiedliche Übersetzungen. The stepless hydrostatic mechanical powershift drives according to US-PS 37 09 060 drives purely hydrostatically. In addition to this starting gear, there are only two more Gears. This makes the displacement machines relatively large. Due to the concept, the two secondary stages have different levels Translations.

Das Getriebe nach der US-PS 38 88 139 realisiert vier Gänge mit zwei Planetenstufen als Nachschaltstufen. Auch hier geschieht das Anfahren rein hydrostatisch. Dabei kreist im Getriebe eine Blindleistung, die sich auf 50% der durch gesetzten Leistung beläuft. Insgesamt erfordert das Konzept eine relativ hohe Anzahl von Rädern und Schaltkupplungen, was großen Aufwand bedeutet.The transmission according to US-PS 38 88 139 realizes four gears with two planetary stages as secondary stages. Here too the start-up is purely hydrostatic. It circles in Geared reactive power, which is 50% of the through power set. Overall, the concept requires a relatively high number of wheels and clutches what means great effort.

Die DE-PS 31 47 447 C2 beschreibt ein Getriebe, bei dem das Anfahren mit einer konventionellen Reibungskupplung erfolgt. Daher kommt man mit relativ kleinen Verdrängermaschinen aus. Die als Stirnradstufen ausgebildeten Nachschaltstufen haben jeweils für zwei benachbarte Gänge die gleiche Übersetzung. Für die Gangwechsel sind Zahnkupplungen vorgesehen.DE-PS 31 47 447 C2 describes a transmission in which the Starting with a conventional friction clutch. Therefore, you can get by with relatively small displacement machines. Have the secondary stages designed as spur gear stages the same ratio for two adjacent gears. Tooth clutches are provided for changing gears.

Bei den Getrieben nach den erwähnten Patentschriften sollen die Schaltungen für einen Gangwechsel bei synchronen Dreh zahlen erfolgen. Bei einem Gangwechsel kehrt sich nun aber die Leistungsflußrichtung im hydrostatischen Getriebe um. Die Verdrängermaschinen vertauschen dabei ihre Funktionen als Pumpe und Motor. Arbeitet eine Verdrängermaschine in dem alten Gang als Pumpe, dann muß zur Deckung der Leckölströme und zur Erreichung synchroner Drehzahlen ihr Verdrängungs volumen auf einen größeren Wert eingestellt werden als den des theoretischen Verdrängungsvolumens, der für leckölfreien Betrieb vorliegen würde. Nach erfolgtem Gangwechsel wirkt dann die Verdrängermaschine als Motor. Im neuen Gang ist ihr ein gestelltes Verdrängungsvolumen zu groß. Es müßte jetzt kleiner als ihr theoretisches sein. Dadurch wird momentan der Synchronlauf der vom Gangwechsel betroffenen Getriebeteile gestört. Noch vor dem Auslegen des alten Ganges entsteht eine Verspannung mit Druckanstieg. Die bereitgestellte Schaltkraft trennt den so noch belasteten alten Gang plötzlich, wodurch ein Schaltdruck entsteht. Wenn die Verdrängermaschine im alten Gang als Motor läuft, hat sie im neuen Gang, wo sie als Pumpe wirkt, ein zu kleines Verdrängungsvolumen. Das bewirkt ebenfalls einen Ruck.In the gearboxes according to the patents mentioned the circuits for a gear change at synchronous rotation pay. When changing gears, however, is now reversed the direction of power flow in the hydrostatic transmission. The Displacement machines swap their functions as Pump and motor. A displacement machine works in the old gear as a pump, then must cover the leakage oil flows and their displacement to achieve synchronous speeds volume is set to a larger value than that of the theoretical displacement volume, that for leak oil-free Operation would exist. After a gear change has taken effect the displacement machine as a motor. You are in the new corridor displacement volume set too large. It should be now be smaller than your theoretical. This is currently the Synchronous operation of the gear parts affected by the gear change disturbed. One is created before the old corridor is laid out Bracing with pressure increase. The switching force provided suddenly separates the still burdened old passage, whereby a switching pressure arises. If the displacement machine in the old Gear running as an engine, it has a new gear where it acts as a pump acts too small a displacement. That causes also a jerk.

Das Einlegen eines neuen Ganges bei synchronen Drehzahlen kann dadurch behindert werden, daß bei der Schaltkupplung Zahn vor Zahn steht. Durch dynamisch bedingtes Überschwingen der volumengeregelten Verdrängermaschine kann der Synchronlauf gestört werden, so daß es nicht zum Einlegen des neuen Ganges kommt.Inserting a new gear at synchronous speeds can be hindered that in the clutch Tooth before tooth. Due to dynamic overshoot the volume-controlled displacement machine can do synchronous operation be disturbed so that it doesn't insert the new one Ganges is coming.

Die Schaltkräfte zur Betätigung der Schaltkupplungen müssen so bemessen sein, daß unmittelbar nach Verlagern der Last von dem alten auf den neuen Gang, das durch entsprechende Verdrängungsvolumenveränderung bewirkt wird, der alte Gang drehmomentfrei ausgelegt wird. Bei zu großer Schaltkraft würde der alte Gang vorzeitig herausgerissen. Dies wäre mit Rucken und Verschleiß verbunden. Bei zu kleiner Schaltkraft würde diese zur Trennung der Schaltkupplung nicht ausreichen. Die Bereitstellung der Schaltkräfte erfolgt durch Schalt zylinder, die vom Speisekreislauf des hydrostatischen Getriebes versorgt werden. Der Speisedruck richtet sich nach den Betriebsbedingungen. Ein schwankender Speisedruck hat aber auch veränderliche Schaltkräfte zur Folge und stört so ein ruckfreies Schalten.The shifting forces for actuating the clutches must be so be dimensioned so that immediately after the load of the old to the new gear, which by appropriate Displacement volume change is caused, the old gear is designed torque-free. If the switching force is too high the old passage would be pulled out prematurely. This would be with Jerking and wear associated. If the switching force is too low this would not be sufficient to separate the clutch. The switching forces are provided by switching cylinders from the hydrostatic feed circuit Gearbox are supplied. The feed pressure depends on the operating conditions. A fluctuating feed pressure has but also results in changing switching forces and thus disturbs a smooth shift.

Schalt-Lamellenkupplungen, die in den Figuren der Patent schriften US 37 09 060 und US 38 88 139 vorgesehen sind, können Differenzdrehzahlen rutschend ausgleichen und für eine hohe Schaltqualität überlappend geschaltet werden. Allerdings bauen Schalt-Lamellenkupplungen im Vergleich zur Schalt-Zahn kupplungen erheblich größer und erzeugen im geöffneten Zustand Leerlaufverlustleistungen, die den Wirkungsgrad des Getriebes verschlechtern.Shift multi-plate clutches shown in the figures of the patent documents US 37 09 060 and US 38 88 139 are provided, can smoothly compensate differential speeds and for one high switching quality can be switched overlapping. Indeed build shift multi-plate clutches compared to the shift tooth clutches significantly larger and generate in the open State no-load power losses that affect the efficiency of the Gearbox deteriorate.

Der Einsatz von Schalt-Zahnkupplungen erfordert aber für die Erreichung von guten Schaltqualitäten besondere regelungs technische und konstruktive Maßnahemn. Die Patentschriften US 35 80 107 und DE 31 47 447 C7 geben keine Hinweise, wie die vorstehend beschriebenen Störeffekte eliminiert werden können.However, the use of gear clutches requires for Achieving good switching qualities special control technical and constructive measures. The patent specifications US 35 80 107 and DE 31 47 447 C7 do not give any clues like that interference effects described above are eliminated can.

Das Getriebe nach der Patentschrift DE-PS 31 47 447 C2 kommt der vorliegenden Erfindung am nächsten. Der Weiterentwicklung dieses Getriebes liegen nun folgende Aufgaben zugrunde:The transmission according to the patent DE-PS 31 47 447 C2 comes closest to the present invention. The further development This transmission is based on the following tasks:

- Shorter overall length to include installation in vehicles enable transverse engine;
- Reduction of construction work;
- Stepless reversing of the vehicle and use of the pre gears for both forward and reverse drives as required for construction machines and tractors can be;
- Improvement of switching quality, d. H. Avoiding Switching surges

Eine Reduzierung des Bauaufwandes und eine kürzere Baulänge lassen sich erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des 1. Anspruches erreichen, da die Anfahrreibungskupplung und die Getriebeelemente für den Rückwärtsgang entfallen. Das hydrostatische Getriebe erlaubt nun ein stufenloses Anfahren vorwärts und rückwärts, und zwar mit erheblich geringeren Reibungsverlusten. Diese Lösung bringt dann Vorteile, wenn die für den hydrostatischmechanischen Betrieb notwendige hydrostatische Leistung ausreicht, um an den Treibrädern des Fahrzeuges die Rutschgrenze zu erreichen, was im allgemeinen der Fall ist.A reduction in construction costs and a shorter overall length can be inventively by the characterizing part of the 1st claim, because the starting friction clutch and the gear elements for the reverse gear are eliminated. The hydrostatic transmission now allows a smooth start forward and backward, with significantly less Friction losses. This solution has advantages if the necessary for hydrostatic-mechanical operation hydrostatic power is sufficient to drive the drive wheels of the Vehicle to reach the slip limit, which in general the case is.

Der 2. Anspruch bringt eine weitere Verringerung des Bauauf wandes und der Baulänge. Da beide Koppelwellen einseitig liegen, kommt man mit einer Nachschaltstufe für den 1. und 2. Gang aus.The second claim brings a further reduction in construction wall and the overall length. Since both coupling shafts are on one side, one comes with a secondary stage for the 1st and 2nd Gear out.

Eine weitere Verkleinerung des Bauaufwandes und der Baulänge wird nach dem 3. Anspruch erreicht.A further reduction in the construction effort and length is achieved after the 3rd claim.

Die Lösung nach dem 4. Anspruch erlaubt nun die Nutzung aller vorgesehenen Gänge sowohl für Vorwärts- als auch für Rück wärtsfahrt, wie es z. B. bei Baumaschinen und Traktoren notwendig sein kann.The solution according to claim 4 now allows everyone to be used intended gears for both forward and reverse upward as z. B. in construction machinery and tractors may be necessary.

Die Umsetzung des 5. Anspruches bewirkt eine Verbesserung der Schaltqualität, wie sie z. B. bei Personenkraftwagen der gehobenen Komfortklasse gefordert wird. Die Schaltungen der Zahnkupplungen erfolgen nun vor den eigentlichen Gang wechseln. Bei diesen vorbereiteten Schaltungen sind nur leerlaufende Getriebeteile anzusynchronisieren. Die Gang wechsel selbst besorgen jetzt Schalt-Lamellenkupplungen ohne nennenswerte Differenzdrehzahlen. Es sind nur immer zwei Schalt-Lamellenkupplungen geöffnet, so daß im Vergleich zu Lösungen, die nur Schalt-Lamellenkupplungen vorsehen, die Leerlaufverlustleistungen und die Baugröße des Getriebes geringer ausfallen. The implementation of the 5th claim brings about an improvement in Switching quality, such as B. in passenger cars superior comfort class is required. The circuits of the Tooth clutches now take place before the actual gear switch. With these prepared circuits are only synchronize idle gear parts. The gang change now get shift multi-plate clutches without noteworthy differential speeds. There are always two Shift multi-plate clutches opened so that compared to Solutions that only provide multi-plate clutches that Idle power losses and the size of the transmission turn out lower.

Bei Fahrzeugen, bei denen alle Räder getrieben werden, müßte zur Erreichung der Rutschgrenze bei einer Lösung nach dem 1. Anspruch das hydrostatische Getriebe größer werden als es für den hydrostatischmechanischen Betrieb notwendig wäre. In diesem Fall lohnt sich das Anfahren mit einer Reibungskupplung. Ein Getriebe mit relativ geringem Bauaufwand und hohem Schaltkomfort erhält man durch die Verwirklichung des 6. Anspruches.In vehicles where all wheels are driven, would have to to reach the slip limit for a solution after 1. Claim the hydrostatic transmission to be larger than it is for hydrostatic-mechanical operation would be necessary. In this In this case, starting with a friction clutch is worthwhile. A gearbox with relatively little construction effort and high Switching comfort is achieved by realizing the 6. Claim.

Die Umsetzung des 7. Anspruches bringt eine Erhöhung des Anfahrdrehmomentes bei gleichem installierten hydrostatischen Getriebe. Hier geschieht das Anfahren wie der andere Betrieb auch hydrostatischmechanisch, und zwar mit relativ geringen Verlustleistungen stufenlos vorwärts wie rückwärts.The implementation of the 7th claim brings an increase in Starting torque with the same hydrostatic installed Transmission. The start-up takes place here like the other company also hydrostatic-mechanical, with relatively little Power losses continuously forward and backward.

Es befassen sich der 8., 9., 10. und 11. Anspruch mit der Erhöhung der Schaltqualität.The 8th, 9th, 10th and 11th claims deal with the Increasing the switching quality.

Eine im Kennfeld der Brennkraftmaschine vorgegebene Vorzugs kennlinie, z. B. die Linie für minimalen Kraftstoffverbrauch läßt sich durch eine Funktion Drosselklappenstellung in Abhängigkeit der Solldrehzahl der Brennkraftmaschine bzw. des Motors darstellen. Ein mit dem Gaspedal und damit auch indirekt mit der Drosselklappe verbundenes Potentiometer liefert zu jeder Stellung und damit zu jeder Solldrehzahl ein bestimmtes Spannungssignal, genannt Sollspannung. Mit Hilfe eines Induktivgebers wird die Istdrehzahl des Motors in Form einer Istspannung ermittelt. Die beiden Spannungen kommen in einem als Subtrahierer wirkenden elektronischen Baustein zum Vergleich. Ein elektronischer Regler steuert ein 4/3-Wege- Proportionalventil zur Verstellung des Verdrängungsvolumens so an, daß bei größerer Istspannung als Sollspannung die Getriebeübersetzung verkleinert und umgekehrt bei kleinerer Istspannung als Sollspannung die Übersetzung vergrößert wird.A preference specified in the map of the internal combustion engine characteristic, e.g. B. the line for minimum fuel consumption can be in a throttle position Dependency of the target speed of the internal combustion engine or Motors. One with the accelerator pedal and therefore also potentiometer indirectly connected to the throttle valve to every position and thus to every target speed certain voltage signal, called target voltage. With help The actual speed of the motor is in the form of an inductive encoder an actual voltage is determined. The two tensions come in an electronic component acting as a subtractor for Comparison. An electronic controller controls a 4/3-way Proportional valve for adjusting the displacement volume so that when the actual voltage is greater than the target voltage Gear ratio reduced and vice versa with smaller Actual voltage as the target voltage, the translation is increased.

Die Drehzahl der volumenverstellbaren Verdrängermaschine entspricht der Istspannung. Über einen weiteren Induktivgeber wird die Drehzahl der volumenkonstanten Verdrängermaschine ebenfalls in Form einer Spannung ermittelt, die auch in einem elektronischen Baustein mit der Istspannung zum Vergleich kommt. Wenn die Spannungsdifferenz den synchronen Drehzahlen der zu schaltenden Kupplungsteile entspricht, beginnt der Vorgang des Gangwechsels.The speed of the volume-adjustable displacement machine corresponds to the actual voltage. Via another inductive sensor becomes the speed of the volume-constant displacement machine also determined in the form of a voltage that also in a electronic module with the actual voltage for comparison is coming. If the voltage difference the synchronous speeds corresponds to the clutch parts to be switched, the begins Process of changing gears.

Nach dem 8. Anspruch erfolgt automatisch eine Umschaltung vom Regelkreis für die Verstellung der Getriebeübersetzung auf einen Regelkreis, der das Verdrängungsvolumen so verstellt, daß die zu schaltenden Kupplungsteile um den Synchronpunkt schwingen. Dadurch käßt sich der neue Gang problemlos einlegen.After the 8th claim, a switchover from Control circuit for adjusting the gear ratio a control loop that adjusts the displacement volume so that the clutch parts to be switched around the synchronization point swing. This makes the new gear cool insert.

Der zweite elektronische Regelkreis sieht nun vor, daß gemäß dem 9. Anspruch nach dem Hereinnehmen des neuen Ganges und vor dem Auslegen des alten Ganges die Verdrängermaschine a mit dem verstellbaren Verdrängungsvolumen V _a eine Volumen korrektur erfährt, und zwar betragsmäßig nach der BeziehungThe second electronic control loop now provides that according to the 9th claim, after taking in the new gear and before disengaging the old gear, the displacement machine a with the adjustable displacement volume V _a undergoes a volume correction, and in terms of amount according to the relationship

V _{a neu} = 2 V _{a theoretisch} - V _{a alt} V _{a new} = 2 V _{a theoretical} - V _{a old}

Zu jedem Verdrängungsvolumen gehört ein bestimmter Spannungs ausschlag des bereits erwähnten Proportionalventils. Bei jedem Umschaltvorgang liegt also V _{a alt} vor, und zwar unter Berücksichtigung der gerade herrschenden Leckölströme, die von der Temperatur, dem Druck, der Drehzahl und dem Verschleiß abhängen.Every displacement volume has a certain voltage swing of the proportional valve already mentioned. With each changeover, V _{a alt is} present, taking into account the currently occurring leakage oil flows, which depend on the temperature, the pressure, the speed and the wear.

Das theoretische Verdrängungsvolumen V _{a theoretisch} ist konstant, also unabhängig von den Betriebsbedingungen und läßt sich experimentell ermitteln. Bei hochgebocktem Fahrzeug regelt man im Leerlauf synchrone Drehzahlen der Kupplungsteile von den betroffenen Gängen ein, und zwar zum Beispiel zunächst im 1. Gang zum Übergang auf den 2. Gang und anschließend im 2. Gang zum Übergang auf den 1. Gang. Beim ersten Vorgang wirkt die volumenverstellbare Verdränger maschine als Pumpe mit V _a1<V _{a theoretisch} und im zweiten Vorgang als Motor mit V _a2<V _{a theoretisch}. Da in beiden Fällen die Leckölströme relativ klein und nahezu gleich sind folgtThe theoretical displacement volume V _{a is theoretically} constant, i.e. independent of the operating conditions and can be determined experimentally. When the vehicle is jacked up, you regulate the synchronous speeds of the clutch parts of the affected gears when idling, for example first in 1st gear to change to 2nd gear and then in 2nd gear to change to 1st gear. In the first process, the volume-adjustable displacement machine acts as a pump with V _{a 1} < V _{a theoretically} and in the second process as a motor with V _{a 2} < V _{a theoretically} . Since in both cases the leakage oil flows are relatively small and almost the same follows

V _{a theoretisch} = 0,5 (V _a1 + V _a2) V _{a theoretical} = 0.5 (V _{a 1} + V _{a 2} )

Nach der Volumenkorrektur und Herausnahme des alten Ganges tritt der Regelkreis für die Verstellung der Übersetzung des Getriebes wieder in Aktion.After correcting the volume and removing the old aisle the control loop for adjusting the translation of the Gearbox in action again.

Um konstante Schaltkräfte zu gewährleisten, auch bei schwankendem Speisedruck, befindet sich nach dem 10. Anspruch in der Speiseleitung zu den Schaltventilen für die Schaltzylinder der Gänge ein Druckminderventil, das einen konstanten Druck in seiner Ausgangsleitung gewährleistet.To ensure constant switching forces, also at fluctuating feed pressure, is after the 10th claim in the feed line to the switching valves for the switching cylinders The gears have a pressure reducing valve that maintains a constant Guaranteed pressure in its outlet line.

Nach dem 11. Anspruch sieht die elektronische Regelung auch vor, daß zum Einlegen des Anfahrganges, d. h. des 0. Ganges das Verdrängungsvolumen V _a von Null auf einen kleinen Wert verstellt wird. Dadurch erreicht man, daß bei der betroffenen Schaltkupplung die Zähne vor den Lücken stehen und dadurch der Schaltvorgang vollzogen werden kann.According to claim 11, the electronic control also provides that the displacement volume V _a is adjusted from zero to a small value in order to engage the starting gear, ie the 0th gear. This ensures that the teeth are in front of the gaps in the relevant clutch and the switching process can be carried out.

Die Fig. 1 bis 8 zeigen Ausführungsbeispiele. Es dienen die Fig. 1, 2, 3, 4, 6 und 8 zur Erläuterung des 1. Anspruches. Insbesondere erklären Fig. 1 den 2. Anspruch, Fig. 3 den 3. Anspruch, Fig. 4 den 4. Anspruch, Fig. 6 den 5. Anspruch, Fig. 7 den 6. Anspruch, Fig. 8 den 7. Anspruch, Fig. 5 den 8., 9., 10. und 11. Anspruch. Figs. 1 to 8 are embodiments. It serve Figs. 1, 2, 3, 4, 6 and 8 for explaining the 1st claim. In particular 1 to explain Fig. 2nd claim, Fig. 3 shows the 3rd claim, Fig. 4 the 4th claim, Fig. 6 the 5th claim, Fig. 7 the 6th claim, Fig. 8 shows the seventh claim, Fig. 5 the 8th, 9th, 10th and 11th claim.

Das vierwellige Planetengetriebe des Konzeptes nach Fig. 1 besteht aus der Planetenstufe I mit dem Sonnenrad 1′, Hohlrad 2′ und Planetenradträger s′ mit den Planetenrädern p′ und der Planetenstufe II mit dem Sonnenrad 1′′, Hohlrad 2′′ und Planetenradträger s′′ mit den Planetenrädern p′′. Es bilden die Glieder s′′ und 2′ die Antriebswelle 1, die Glieder 1′ und 1′′ die Welle B für den Anschluß der volumenkonstanten Ver drängermaschine b, Glied s′ die langsamlaufende Koppelwelle E und Glied 2′′ die schnellaufende Koppelwelle A. Die volumen verstellbare Verdrängermaschine a steht über die Zahnräder 3, 4 mit der Antriebswelle 1 in Verbindung. Die Schalt-Zahn kupplung Z 1 kann zum Anfahren vorwärts oder rückwärts den 0. Gang mit den Rädern 9, 10, 11 einlegen und so die Verdränger maschine b mit der Abtriebswelle 2 verbinden. Mit der Doppelschalt-Zahnkupplung Z 2 läßt sich die Koppelwelle E über die Räder 5, 6 für den 1. Gang oder über die Räder 7, 8 des 3. Ganges und mit der Schalt-Zahnkupplung Z 3 die Koppelwelle A über die Räder 5, 6 für den 2. Gang sowie mit der Doppel schalt-Zahnkupplung Z 4 über die Räder 7′, 8′ mit der Abtriebswelle 2 verbinden. Die rechte Hälfte von Z 4 verfügt über Synchronisierungselemente, um Rad 6 vorbereitend zu- oder ausschalten zu können. Das Lösen von Rad 6 soll zu hohe Losraddrehzahlen von Rad 5 vermeiden, die im 4. Gang entstehen würden.The four-shaft planetary gear of the concept according to Fig. 1 consists of the planetary stage I with the sun gear 1 ' , ring gear 2' and planet gear carrier s ' with the planet gears p' and the planetary stage II with the sun gear 1 '' , ring gear 2 '' and planet gear carrier s '' With the planet gears p '' . It form the links s'' and 2' the drive shaft 1 , the links 1 ' and 1'' the shaft B for the connection of the constant volume Ver displacement machine b , link s' the slow-running coupling shaft E and link 2'' the high-speed coupling shaft A. . The volume-adjustable displacement machine a is connected to the drive shaft 1 via the toothed wheels 3, 4 . The gear-tooth clutch Z 1 can start to move forward or backward to 0 th gear with the wheels 9, 10, 11 and thus connect the displacer machine b to the output shaft 2 . With the double-shift toothed clutch Z 2 , the coupling shaft E can be driven via the wheels 5, 6 for 1st gear or via the wheels 7, 8 of the 3rd gear, and with the shift-toothed clutch Z 3 the coupling shaft A can be driven via the wheels 5, 6 for the 2nd gear and with the double gear coupling Z 4 via the wheels 7 ', 8' with the output shaft 2 . The right half of Z 4 has synchronization elements in order to enable or disable bike 6 in preparation. The loosening of gear 6 should avoid excessive idle gear speeds of gear 5 , which would arise in 4th gear.

Fig. 2 stellt für das Getriebe nach Fig. 1 Verläufe von Dreh zahlen n dar. Das Diagramm zeigt die auf die Antriebsdrehzahl bezogene Abtriebsdrehzahl n₂/n₁ abhängig vom Drehzahlverhältnis der Verdrängermaschinen n _b/n _a und markiert die jeweils leistungsführenden Gänge und Koppelwellen. Fig. 2 represents for the transmission of Fig. 1 curves of speeds n . The diagram shows the output speed related to the drive speed n ₂ / n ₁ depending on the speed ratio of the positive displacement machine n _b / n _a and marks the respective power gears and coupling shafts .

Bei dem vierwelligen Planetengetriebe nach Fig. 3, das wieder aus den Planetenstufen I und II besteht, bilden jetzt die Planetenradträger s′ und s′′ die Antriebswelle 1, das Sonnen rad 1′′ die Welle B für den Anschluß der Verdrängermaschine b, das Hohlrad 2′ die langsamlaufende Koppelwelle E sowie das Sonnenrad 1′ mit dem Hohlrad 2′′ die schnellaufende Koppelwelle A. Die Zahnräder 3, 4 dienen für den Anschluß der verstell baren Verdrängermaschine a an die Antriebswelle 1. Zur Koppelwelle A gehören jetzt der 1. Gang und der 3. Gang und zur Koppelwelle E der 2. und 4. Gang. Für den 0. und 1. Gang sind jetzt die Zahnräder 5, 6 für den 2. und 3. Gang die Zahnräder 7, 8 und schließlich für den 4. Gang die Zahnräder 12, 13 vorgesehen. Es stehen für den 0. Gang die Schalt-Zahnkupplung Z 1, für den 1. und 3. Gang die Doppelschalt-Zahnkupplung Z 2 und für den 2. und 4. Gang die Doppelschalt-Zahnkupplung Z 3 zur Verfügung. Die Schalt-Zahnkupplung Z 4 hat Synchroni sierungselemente und wird zur Vermeidung zu hoher Losraddreh zahlen von Rad 5 vorbereitend geschaltet. Das Konzept nach Fig. 3 spart im Vergleich zu dem nach Fig. 1 3 Räder ein, nämlich die Räder 9, 10 und 11.In the four-shaft planetary transmission according to Fig. 3, which again consists of the planet stages I and II, now form the planet carrier s' and s''the drive shaft 1, the sun wheel 1''the shaft B for the connection of the displacement b, the Ring gear 2 ' the slow-running coupling shaft E and the sun gear 1' with the ring gear 2 '' the high-speed coupling shaft A. The gears 3, 4 are used to connect the adjustable displacement machine a to the drive shaft 1 . Coupling shaft A now includes 1st gear and 3rd gear, and coupling shaft E 2nd and 4th gear. The gears 5, 6 are now provided for the 0th and 1st gears , the gears 7, 8 for the 2nd and 3rd gears and finally the gears 12, 13 for the 4th gear. The Z 1 shift tooth clutch is available for the 0th gear, the Z 2 double shift tooth clutch for the 1st and 3rd gear and the Z 3 double shift tooth clutch for the 2nd and 4th gear. The gear clutch Z 4 has Synchroni sierungselemente and is switched to avoid excessive wheel idle speed of wheel 5 . The concept according to FIG. 3 saves 3 wheels, namely the wheels 9, 10 and 11, compared to the one according to FIG. 1.

Die Getriebe nach den Fig. 1 und 3 bauen relativ kurz. Sie eignen sich daher z. B. für Personenkraftwagen mit querlie gendem Motor. The transmission according to FIGS. 1 and 3 to build relatively short. They are therefore suitable for. B. for cars with querlie ing engine.

Das Getriebe nach Fig. 4 kommt z. B. für eine Baumaschine oder einen Traktor infrage. Die Drehzahlen der Dieselmaschine liegen erheblich niedriger als die für einen Motor eines Personenkraftwagens. Deshalb kann man auf eine vorbereitende Schaltung zur Vermeidung zu hoher Losraddrehzahlen verzichten. Die Verdrängermaschinen a und b müssen ins Schnelle übersetzt werden. Für die Verdrängermaschine a besorgen dies die Zahnräder 3, 4 und für die Verdrängermaschine b die Zahn räder 12, 13. Eine Doppelschalt-Zahnkupplung Z 5 übernimmt jetzt den Anschluß vom 2. oder 4. Gang. Der wesentliche Unterschied des Getriebes nach Fig. 4 im Vergleich zu dem nach Fig. 1 liegt aber in einem antriebsseitig angeordneten Wende getriebe mit den zusätzlichen Rädern 14, 15 und 16 und der Doppelschalt-Zahnkupplung Z 6. Während des rein hydrostatischen Anfahrens im 0. Gang kann Z 6 vorbereitend auf Vorwärtsfahrt V oder Rückwärtsfahrt R geschaltet werden. Dazu muß Z 6 Synchronisierungselemente haben. Das Konzept erlaubt die Ausnutzung aller Gänge für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt.The transmission according to Fig. 4 comes z. B. for a construction machine or a tractor in question. The speed of the diesel engine is considerably lower than that for an engine of a passenger car. Therefore, you can do without a preparatory circuit to avoid excessive idler gear speeds. The displacement machines a and b have to be translated quickly. For the displacement a, this arrange the gears 3, 4 and for the displacement the toothed wheels 12 b,. 13 A double-shift toothed clutch Z 5 now takes over the connection from 2nd or 4th gear. The essential difference of the transmission of Fig. 4 is compared to that of FIG. 1 but in a drive-side reversing gear with the additional wheels 14, 15 and 16 and the double shift tooth clutch Z6. During the purely hydrostatic approach in 0th gear, Z 6 can be switched preparatively to forward drive V or reverse drive R. For this, Z 6 must have synchronization elements. The concept allows the use of all gears for forward and reverse driving.

Als Beispiel bringt Fig. 5 für das Getriebe nach Fig. 1 schematisch den Aufbau der Steuer- und Regeleinrichtung. Das hydrostatischmechanische Lastschaltgetriebe dient als Stell glied zur Beeinflussung der Motordrehzahl.As an example, FIG. 5 schematically shows the structure of the control device for the transmission according to FIG. 1. The hydrostatic-mechanical powershift transmission serves as an actuator for influencing the engine speed.

Der Fahrer 1 wählt über einen Schalter 2 die Neutralstellung N, Rückwärtsfahrt R oder Vorwärtsfahrt V 0 bei Betrieb mit dem 0. Gang, V 1 bei Betrieb mit dem 0. Gang und 1. Gang, V 2 bei Betrieb mit dem 0., 1. und 2. Gang, V 3 bei Betrieb mit dem 0., 1., 2. und 3. Gang oder im Normalfall V 4 bei Betrieb mit allen Vorwärtsgängen sowie über einen weiteren Wahlschalter 3 die Kennlinie A oder B. Die Kennlinien A und B liegen im Motorkennfeld. Es bedeuten der Betrieb entlang A minimaler Kraftstoffverbrauch und entlang B größere Motordrehmoment reserven für sportliches Fahren. Das Umschalten zwischen den Stellungen V 0 bis V 4 sowie zwischen A und B kann während der Fahrt erfolgen. Der Betrieb mit verringerter Gangzahl unter stützt das sportliche Fahren, Außerdem bedient der Fahrer das Gaspedal mit dem Winkel δ und damit die Drosselklappe mit dem Winkel α.The driver 1 selects via a switch 2 to the neutral position N, reverse R, or forward drive V 0 during operation with the 0th gear V 1 when operating with the 0th and 1st speed gear, V 2 for operation with the 0 th, 1 . and 2nd gear, V 3 in operation with the 0th, 1st, 2nd and 3rd gear or in normal case V 4 in operation with all forward gears as well as another selector switch 3, the characteristic A or B. The characteristic curves A and B are in the engine map. Operation along A means minimal fuel consumption and along B greater engine torque reserves for sporty driving. Switching between positions V 0 to V 4 and between A and B can be done while driving. Operation with a reduced number of gears supports sporty driving. In addition, the driver operates the accelerator pedal with the angle δ and thus the throttle valve with the angle α .

Dem Gashebelwinkel δ ist über ein Potentiometer 4 eine Spannung U zugeordnet, die in einem elektronischen Speicher 5 entsprechend der gewählten Kennlinie A oder B eine der Motorsolldrehzahl proportionale Spannung U _s aktiviert. Die zum Drosselklappenwinkel α jeweils gehörende Motoristdrehzahl wird zum Beispiel mit Hilfe der Zündspule 6 in Form einer proportionalen Spannung U _i angezeigt. Betragsmäßig hat die Verdrängermaschine a dieselbe Drehzahl wie der Motor. U _i=U _a verhält sich daher auch proportional der Drehzahl der Verdrängermaschine a. Ein Sensor 7 liefert eine zur Drehzahl der Verdrängermaschine b proportionale Spannung U _b.A voltage U is assigned to the throttle lever angle δ via a potentiometer 4 , which activates a voltage U _s proportional to the desired engine speed in an electronic memory 5 in accordance with the selected characteristic curve A or B. The actual engine speed belonging to the throttle valve angle α is displayed, for example, with the aid of the ignition coil 6 in the form of a proportional voltage U _i . Moderate amount has the displacement a same speed as the engine. U _i = U _a therefore also behaves proportionally to the speed of the displacement machine a . A sensor 7 supplies a voltage U _{b which is} proportional to the speed of the displacement machine _b .

Die Speisepumpe 8 fördert über ein Rückschlagventil 9 und einen Filter 10 gegen das Druckbegrenzungsventil 11 einen Ölstrom in den hydrostatischen Kreislauf der Verdrängermaschinen a, b. Die Hauptleitungen 12; 13 mit den Druckbegrenzungs ventilen 14; 15 und die Speiseleitung 16 mit den Rückschlag ventilen 17; 18 bilden den hydrostatischen Kreislauf. Die Speiseleitung 16 steht auch mit dem Proportionalventil 19 zur Verstellung des Stellkolbens 20 zur Veränderung des Verdränger volumens V _a der Verdrängermaschine a in Verbindung. Leckölströme gelangen zurück in den Ölsumpf 21 des Getriebes.The feed pump 8 conveys an oil flow into the hydrostatic circuit of the displacement machines a, b via a check valve 9 and a filter 10 against the pressure relief valve 11 . The main lines 12; 13 with the pressure relief valves 14; 15 and the feed line 16 with the check valves 17; 18 form the hydrostatic cycle. The feed line 16 is also connected to the proportional valve 19 for adjusting the actuating piston 20 for changing the displacer volume V _{a of} the displacer a . Leakage oil flows get back into the oil sump 21 of the transmission.

Der Subtrahierer 22 gibt die Spannungsdifferenz U _i-U _s über einen Schalter 23 an den Regler 24, dessen Stellsignal y dem Proportionalventil 19 zurückgeführt wird. y verhält sich proportional dem Verdrängungsvolumen V _a. Ein Verändern von V _a bewirkt die Verstellung der Übersetzung i₁₂=n₁/n₂ des hydrostatischmechanischen Lastschaltgetriebes. Außerhalb einer vorgegebenen Toleranz verkleinert sich bei positiven Werten U _i-U _s und vergrößert sich bei negativen Werten U _i-U _s die Übersetzung i₁₂. Wenn der Fahrer das Gaspedal nicht mehr betätigt, verringert sich automatisch die Übersetzung. Hingegen bewirkt das Treten der Bremse eine Erhöhung der Übersetzung, so daß der Motor zusätzlich verzögert.The subtractor 22 outputs the voltage difference U _i - U _s via a switch 23 to the controller 24 , the control signal y of which is fed back to the proportional valve 19 . y is proportional to the displacement volume V _a . A change of V _a causes the adjustment of the ratio i ₁₂ = n ₁ / n ₂ of the hydrostatic mechanical powershift transmission. Outside a predetermined tolerance, the ratio i ₁₂ decreases with positive values U _i - U _s and increases with negative values U _i - U _s . If the driver stops pressing the accelerator pedal, the gear ratio is automatically reduced. On the other hand, depressing the brake increases the gear ratio, so that the motor decelerates further.

Ein Logikbaustein 25 registriert den eingelegten Gang. Erfordert die Regelung einen Gangwechsel, so verändert ent sprechend dem 8. Anspruch der Schalter 23 die Regelgrößen von U _i-U _s auf U _i-U _b. Ein Subtrahierer 26 bildet die notwendige Spannungsdifferenz U _i-U _b, die auf Null eingeregelt wird. Durch die Pendelung um Null stellt man sicher, daß der Gang eingelegt wird, auch wenn momentan in der Schalt- Zahnkupplung Zahn vor Zahn steht.A logic module 25 registers the gear engaged. If the control requires a gear change, then the control variables change from U _i - U _s to U _i - U _{b in} accordance with the 8th claim of the switches 23 . A subtractor 26 forms the necessary voltage difference U _i - U _b , which is adjusted to zero. The oscillation around zero ensures that the gear is engaged, even if tooth for tooth is currently in the gear clutch.

Der Komparator 27 unterscheidet, ob U _i größer oder kleiner U _s ist. Er teilt dem Logikbaustein ein entsprechendes Signal mit, um den Stellkolben 20 in die richtige Richtung zu bewegen und um den Zähler um 1 hinauf oder herunter zu setzen. Der Komparator 28 gibt dem Logikbaustein 25 mit U _b<U _i den Startimpuls zum Gangwechsel. Ferner erhält der Logikbaustein 25 Signale von den Wegaufnehmern, die die neutrale bzw. unaktive Lage der Schaltkolben 29, 30, 31 und 32 für die Zahnkupplungen melden. Somit liegt bei einem Gangwechsel die Reihenfolge der zu betätigenden 4/3-Wegeventile 33 und 34 sowie der 4/2-Wegeventile 35 und 36 fest.The comparator 27 differentiates whether U _{i is} larger or smaller U _s . It communicates a corresponding signal to the logic module in order to move the actuating piston 20 in the correct direction and to set the counter up or down by 1. The comparator 28 gives the logic module 25 with U _b < U _i the start pulse for changing gear. Furthermore, the logic module 25 receives signals from the position transducers, which report the neutral or inactive position of the switching pistons 29, 30, 31 and 32 for the tooth clutches. Thus, the sequence of the 4/3-way valves 33 and 34 and the 4/2-way valves 35 and 36 to be actuated is fixed when changing gear.

Nach Einlegen eines neuen Ganges wird nun gemäß dem 9. Anspruch ein neuer Ansteuerwert y _neu=2 y _theoretisch-y _alt, d. h. V _{a neu}=2 V _{a theoretisch}-V _{a alt} vorgegeben. y _theoretisch liegt als gespeicherter Wert vor. y _alt ent spricht dem Ansteuerwert unmittelbar nach eingelegtem neuen Gang.After engaging a new gear, a new control value y _new = 2 y _theoretical - y _old , ie V _{a new} = 2 V _{a theoretical} - V _{a old} is now specified in accordance with claim 9. y _{theoretically} exists as a stored value. y _alt corresponds to the control value immediately after a new gear is engaged.

Die Schaltkräfte zur Betätigung der Schaltkupplungen müssen so bemessen sein, daß unmittelbar nach Verlagern der Last von dem alten auf den neuen Gang der alte Gang nahezu drehmomentfrei ausgedrückt wird. Bei zu großer Schaltkraft würde der alte Gang vorzeitig herausgerissen. Dies wäre mit Rucken und Verschleiß verbunden. Bei zu kleiner Schaltkraft würde diese zur Trennung der Schaltkupplung nicht ausreichen. Die Schaltkolben 29, 30, 31 und 32 müssen daher mit einem richtig bemessenen konstanten Druck beaufschlagt werden. Deshalb befindet sich gemäß dem 10. Anspruch in der Speise leitung 37 zu den Schaltventilen 33, 34, 35 und 36 ein Druckminderventil 38. Es baut den je nach Betriebszustand schwankenden Druck in der Speiseleitung 16 bzw. 37 auf einen konstanten Wert ab.The shifting forces for actuating the clutches must be dimensioned such that the old gear is expressed almost without torque immediately after the load has been shifted from the old to the new gear. If the shifting force were too high, the old gear would be pulled out prematurely. This would involve jerking and wear. If the shifting force were too small, this would not be sufficient to separate the clutch. The switching pistons 29, 30, 31 and 32 must therefore be supplied with a correctly dimensioned constant pressure. Therefore, according to the 10th claim in the feed line 37 to the switching valves 33, 34, 35 and 36, a pressure reducing valve 38 . It reduces the pressure in the feed line 16 or 37, which fluctuates depending on the operating state, to a constant value.

Falls beim Einlegen des 0. Ganges in der Schalt-Zahnkupplung Zahn vor Zahn steht, erhält nach dem 11. Anspruch das Propor tionalventil 19 einen Impuls zur geringfügigen Veränderung des Verdrängungsvolumens V _a, um ein Durchschalten zu gewährleisten.If tooth is in front of tooth when inserting the 0th gear in the gear clutch, according to claim 11, the proportional valve 19 receives a pulse for slightly changing the displacement volume V _a in order to ensure switching.

Die Basis des Konzeptes nach Fig. 6 bildet das Getriebe nach Fig. 1. Anstelle der Schalt-Zahnkupplung Z 1 tritt jetzt eine schaltbare Lamellenkupplung L 1. Außerdem lassen sich die Koppelwelle E durch die Schalt-Lamellenkupplung L 2 und die Koppelwelle A durch die Schalt-Lamellenkupplung L 3 unterbrechen. Die Doppelschalt-Zahnkupplungen Z 2 für den 1. Gang mit den Rädern 5, 6 und den 3. Gang mit den Rädern 7, 8 und Z 5 für den 2. Gang mit den Rädern 5′, 6′ und den 4. Gang mit den Rädern 7′, 8′ haben Synchronisierungselemente. Die Lamellenkupplungen besorgen einen ruckfreien Wechsel der Gänge, während die Zahnkupplungen vorbereitende Schaltungen ausführen und dabei nur leerlaufende Getriebeteile ansynchronisieren müssen,The basis of the concept of FIG. 6 is the transmission according to Fig. 1. In place of the switching clutch teeth Z 1 now enters a switchable multi-disc clutch L 1. In addition, the coupling shaft E can be interrupted by the multi-plate clutch L 2 and the coupling shaft A by the multi-plate clutch L 3 . The double shift tooth clutches Z 2 for the 1st gear with the wheels 5, 6 and the 3rd gear with the wheels 7, 8 and Z 5 for the 2nd gear with the wheels 5 ', 6' and the 4th gear with the wheels 7 ', 8' have synchronization elements. The multi-plate clutches ensure a smooth gear change, while the gear clutches carry out preparatory shifting and only need to synchronize idle gear parts,

Aus dem Getriebe nach Fig. 6 folgt das Getriebe nach Fig. 7. Die Lamellenkupplung L 2 dient jetzt auch als Anfahrkupplung. Somit kann die Lamellenkupplung L 1 mit den Anschlußrädern 9, 10, 11 entfallen. Allerdings benötigt man jetzt einen Rückwärtsgang R, den die Zahnräder 14, 15, 16 besorgen, wobei das Rad 15 als Schieberad ausgeführt ist.Follows the transmission of FIG from the transmission according to Fig. 6. 7. The multi-plate clutch L 2 also now serves as a starting clutch. The multi-plate clutch L 1 with the connecting wheels 9, 10, 11 can thus be omitted. However, you now need a reverse gear R , which the gears 14, 15, 16 provide, the wheel 15 being designed as a sliding wheel.

In Fig. 8 hat das mehrwellige Planetengetriebe 5 Wellen. Sie entstehen durch den Zusammenschluß der Planetenstufe I, II und III mit den Sonnenrädern 1′=1′′, 1′′′, den Hohlrädern 2′=2′′, 2′′′ und den Stegen s′=s′′, s′′′, in denen die Planetenräder p′, p′′, p′′′ lagern. p′ und p′′ sind miteinander verbunden. 2′=2′′ kämmt mit p′. Es bilden die Glieder 2′=2′′ und s′′′ die Antriebswelle 1, 1′ die Welle B für den Anschluß der Ver drängermaschine b, 2′′′ die schnellaufende Koppelwelle A, s′=s′′ die langsamlaufende Koppelwelle E und schließlich 1′′=1′′′ die Welle C. Es sind für die Welle C die Lamellenkupplung L 1, für die Koppelwelle A die Lamellenkupplung L 2 und für die Koppelwelle E die Lamellenkupplung L 3 vorgesehen. Ein ent sprechendes Umschalten zwischen diesen Kupplungen bewirkt ruckfreien Gangwechsel. Die Doppelschalt-Zahnkupplung Z 2 sowie die Schalt-Zahnkupplungen Z 3 und Z 4 führen vorbe reitende Schaltungen zum Gangwechsel durch. Sie sind mit Synchronisierungselementen versehen. Es gehören die Räder 5; 6 und die Zahnkupplung Z 4 zum 0. und 1. Gang, die Räder 7; 8 mit der Zahnkupplung Z 2 zum 2. Gang und die gleichen Räder 7; 8 mit der Zahnkupplung Z 3 zum 3. Gang sowie die Räder 12; 13 mit der Zahnkupplung Z 2 zum 4. Gang. Die Schaltlogik sieht vor, daß im 0. Gang die Lamellenkupplung L 1, im 1. und 3. Gang die Lamellenkupplung L 2 und im 2. und 4. Gang die Lamellenkupplung L 3 geschlossen ist. Das Anfahren erfolgt hydrostatischmechanisch mit der Welle C. Der Vorteil dieses Getriebekonzeptes gegenüber den anderen besteht darin, daß bei gleich großen Verdrängermaschinen ein erhöhtes Anfahr drehmoment zur Verfügung steht.In Fig. 8, the multi-shaft planetary gear has 5 shafts. They arise from the combination of planetary stages I, II and III with the sun gears 1 '= 1'',1''' , the ring gears 2 '= 2'',2''' and the webs s' = s'',s''' , in which the planet gears p ', p'',p''' store. p ' and p'' are connected. 2 ′ = 2 ′ ′ meshes with p ′ . It form the links 2 '= 2'' and s''' the drive shaft 1, 1' the shaft B for the connection of the displacement machine B , 2 ''' the high-speed coupling shaft A, s' = s'' the slow-running coupling shaft E and finally 1 '' = 1 ''' the shaft C. The multi-plate clutch L 1 is provided for the shaft C, the multi-plate clutch L 2 for the coupling shaft A and the multi-plate clutch L 3 for the coupling shaft E. A corresponding switch between these clutches causes smooth gear changes. The double shift tooth clutch Z 2 and the shift tooth clutches Z 3 and Z 4 carry out preparatory shifting to change gear. They are provided with synchronization elements. There are wheels 5; 6 and the tooth coupling Z 4 for the 0th and 1st gear, the wheels 7; 8 with the tooth coupling Z 2 to the 2nd gear and the same wheels 7; 8 with the tooth coupling Z 3 to 3rd gear and the wheels 12; 13 with the tooth coupling Z 2 to 4th gear. The shifting logic provides that in 0th gear the multi-plate clutch L 1 , in 1st and 3rd gear the multi-plate clutch L 2 and in 2nd and 4th gear the multi-plate clutch L 3 is closed. The start-up is hydrostatic-mechanical with shaft C. The advantage of this gear concept over the others is that an increased starting torque is available for displacement machines of the same size.

Der Ablauf der Schaltungen, d. h. die Schaltlogik für die Getriebe nach den Fig. 1, 3, 4, 6, 7, 8 folgt aus den Tafeln 1 bis 6, die auch wichtige Angaben zur jeweiligen Auslegung und Daten für Beispiele enthalten.The sequence of the circuits, ie the switching logic for the transmission according to FIGS . 1, 3, 4, 6, 7, 8 follows from tables 1 to 6, which also contain important information on the respective design and data for examples.

Zur Kennzeichnung der Übersetzung i, Zähnezahlen z, Drehmomente T und Leistungen P dienen Indizes, die den Ziffern bzw. Buchstaben für die einzelnen Getriebeglieder oder aber den Ziffern für die Gänge entsprechenIndices that correspond to the numbers or letters for the individual transmission elements or the numbers for the gears are used to identify the ratio i , the number of teeth z , the torques T and the powers P.

Die größte betragsmäßige Übersetzung i _12Δ und die kleinste i _12* an den Grenzen des Gesamtstellbereichs bei hydrosta tischmechanischem Betrieb, also ohne den Anfahrbereich, bilden das GesamtstellverhältnisThe largest absolute ratio i _{12 Δ} and the smallest i _{12 *} at the limits of the total adjustment range in hydrostatic-mechanical operation, i.e. without the approach range, form the overall adjustment ratio

Mit der Anzahl der Gänge q folgt für das Einzelstellverhältnis With the number of gears q follows for the individual control ratio

Für den Betrag des auf die Antriebsleistung P₁ bezogenen maximalen hydrostatischen Leistungsflusses gilt die BeziehungThe relationship applies to the amount of the maximum hydrostatic power flow related to the drive power P 1

In den folgenden Tafeln bedeutenIn the following tables mean

0.Anfahrgang vorwärts oder rückwärts lDoppelkupplung links geschaltet rDoppelkupplung rechts geschaltet ×eingelegter Gang vorbereitend auszulegender Gang ○vorbereitend einzulegender Gang0. Forward or reverse gear Double clutch switched on the left rDouble clutch switched on the right × engaged gear preparatory gear to be designed ○ Preparatory gear to be engaged

Bei vorbereitenden Schaltungen folgen die Schaltungen in der Reihenfolge Gang auslegen, Gang einlegen. In preparatory circuits, the circuits in the Lay out gear, put gear in sequence.

Tafel 1: Auslegungsbeziehungen, Daten und Schaltlogik für das Getriebe nach Fig. 1 Table 1: Design relationships, data and shift logic for the transmission according to FIG. 1

Tafel 2: Auslegungsbeziehungen, Daten und Schaltlogik für das Getriebe nach Fig. 3 Table 2: Design relationships, data and shift logic for the transmission according to FIG. 3

Tafel 3: Auslegungsbeziehungen, Daten und Schaltlogik für das Getriebe nach Fig. 4 Table 3: Design relationships, data and shift logic for the transmission according to FIG. 4

Tafel 4: Auslegungsbeziehungen, Daten und Schaltlogik für das Getriebe nach Fig. 6 Table 4: Design relationships, data and shift logic for the transmission according to FIG. 6

Tafel 5: Auslegungsbeziehungen, Daten und Schaltlogik für das Getriebe nach Fig. 7 Table 5: Design relationships, data and shift logic for the transmission according to FIG. 7

Tafel 6: Auslegungsbeziehungen, Daten und Schaltlogik für das Getriebe nach Fig. 8 Table 6: Design relationships, data and shift logic for the transmission according to FIG. 8

Claims

1. Hydrostatic mechanical powershift transmission consisting of a multi-shaft planetary gear transmission, a continuously adjustable hydrostatic transmission with a volume-adjustable displacement machine a and a volume-constant displacement machine b as well as gear shift stages and gear clutches,
wherein in the planetary gear a shaft forms the drive shaft 1, to which the displacement machine A is connected, a second shaft is the shaft B with which the displacement machine B is in communication and act two waves as coupling shafts A and E, which then behave in such a way that they have the same rotational speeds in an extreme position of the hydrostatic transmission and that when the hydrostatic transmission is adjusted to the other extreme position they change their rotational speeds so that the coupling shaft A steadily faster and the coupling shaft E steadily slower,
whereby each coupling shaft realizes at least two gears that can be connected to the output shaft 2 by connecting shifting stages,
wherein a gear change is connected with a change in the coupling shaft,
where adjacent secondary stages have the same gear ratio and
finally, all the shift stages are switched at synchronous speeds, load-free and without interruption of tractive power, characterized in that the starting takes place continuously forwards or backwards with the hydrostatic transmission, for which purpose shaft B is connected to drive shaft 2 with a clutch via gearwheels.

2. Hydrostatic mechanical powershift transmission according to claim 1, characterized in that the multi-shaft planetary gear, the ring gear of a first planetary stage I and the planet carrier of a second planetary stage II represent the drive shaft 1 , the sun gears of the two planetary stages I and II form the shaft B and also the planet carrier the planetary stage I act as a slow-running coupling shaft E for the 1st and 3rd gear and the ring gear of the planetary stage II as a high-speed coupling shaft A for the 2nd and 4th gear, the same secondary shift stage being used for the 1st and 2nd gear.

3. Hydrostatic mechanical powershift transmission according to claim 1, characterized in that of the multi-shaft planetary gear of the planet carrier of a first planetary stage I and the planet carrier of a second planetary stage II represent the drive shaft 1 , the sun gear of the planetary stage II forms the shaft B and also the sun gear of the planetary stage I. and the ring gear of planetary stage II as a high-speed coupling shaft A for the 1st and 3rd gear and the ring gear of planetary stage II as a slow-running coupling shaft E for the 2nd and 4th gear, with the same shift stage for the starting gear and 1st gear and further the same secondary shift stage can be used for 2nd and 3rd gear.

4. Hydrostatic mechanical powershift transmission according to claims 1 to 3, characterized in that a reversing gear is provided between the drive shaft 1 and multi-shaft epicyclic gear, the double-shift tooth clutch has synchronization elements, the displacer machine a being constantly connected to the drive shaft 1 .

5. Hydrostatic mechanical powershift transmission according to claims 1 to 4, characterized in that the shift tooth coupling for the connection of the shaft B to the output shaft 2 is replaced by a shift friction clutch and the two coupling shafts each separate or connect by a shift friction clutch and that the remaining gear clutches have synchronization elements for the individual gears.

6. Hydrostatic mechanical powershift transmission, in particular according to claims 1 to 3 and 5, characterized in that with the elimination of the gears and clutch for the connection of shaft B to the output shaft 2, starting with the shifting friction clutch from the coupling shaft to which the 1st Heard gear, and that a reverse gear is provided for reversing.

7. Hydrostatic mechanical powershift transmission according to claim 1, characterized in that of the multi-shaft planetary gear, the ring gear of a first planetary stage I and a second planetary stage II and the planet carrier of a third planetary stage III represent the drive shaft 1 , the sun gear of the planetary stage I with the shaft B in connection stands and also the sun gear of planetary stage II a starting shaft C , the ring gear of planetary stage III form the high-speed coupling shaft A for the 1st and 3rd gear and the planet gear carrier of the planetary stages I and II form the slow-running coupling shaft E for the 2nd and 4th gear , whereby the same additional shift stage is used for the starting gear and 1st gear and the same additional shift stage for the 2nd and 3rd gear.

8. Hydrostatic mechanical powershift transmission, in particular according to claims 1 to 7, characterized in that before inserting the new gear instead of the difference between the actual engine speed and the desired engine speed, the speed difference of the displacement machines of the hydrostatic transmission is used as a control variable for adjusting the displacement volume V _a to enable switching at synchronous speeds.

9. Hydrostatic mechanical power shift transmission, in particular according to claims 1 to 8, characterized in that after the insertion of the new gear and before disengagement of the old gear, the displacement a with the adjustable cash displacement volume V _A is a volume correction experiences, namely magnitude according to the relation V _{a new} = 2 V _{a theoretical} - V _{a old}

10. Hydrostatic mechanical powershift transmission in particular according to claims 1 to 9, characterized in that in the feed line to the switching valves for the Shift cylinder of the gears provided a pressure reducing valve that is a constant pressure in the output line guaranteed.

11. Hydrostatic mechanical powershift transmission in particular according to claims 1 to 5 and 7 to 10, characterized in that the displacement volume V _a is adjusted from zero to a small value for engaging the starting gear.