DE8526625U1

DE8526625U1 - Stufenloses hydromechanisches Verzweigungsgetriebe für Kraftfahrzeuge

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Publication number: DE8526625U1
Application number: DE19858526625
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-09-18
Filing date: 1985-09-18
Publication date: 1987-03-05

Description

Stufeniöses hydromstatisch-mechanisches
Verzweigungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses hydrostatisch-mechanisches Verzweigungsgetriebe,

insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens zwei hydrostatisch-mechanischen Schaltbereichen, bei dem alle Vorwärtsfahrbereiche mit Leistungsverzweigung arbeiten und

der eingangsseitig aufgeteilte hydraulische und mechanische Leistungszweig in einem Umlaufrädergetriebe derart aufsummiert werden, daß die Eingangswelle ständig mit einer ersten variablen Hydrostateinheit in Triebverbindung steht, und eine zweite Hydrostateinheit sich ständig mit dem Summierungs-Umlaufrädergetriebe in Eingriff befindet, und der weitere Leistungsfluß abwechselnd, je nach geschaltetem Betriebsbereich, jeweils über eine Kupplung mit der Abtriebswelle in Triebverbindung bringbar ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydromechanisches Verzweigungsgetriebe für Kraftfahrzeuge zu schaffen, das die spezifischen Anforderungen an den Hydrostaten auf ein Mindestmaß senkt, d.h. das den hydrostatischen Leistungsanteil reduziert und die geräusch-, wirkungsgrad- und lebensdauerbestimmenden Parameter, wie Hydrostatdruck, Hydrostatdrehzahlen sowie die Größe dieser Komponenten und deren Anordnung in ein akzeptables und technisch machbares Maß bringt. Darüber hinaus soll eine weitgehende Anpassungsfähigkeit an verschiedene fahrzeugspezifische Bedingungen erfüllbar sein. Das Drehzahlniveau soll so lie-

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gen, daß sich eine abtriebsseitige Übersetzungsanpassung durch zusätzliche Übersetzungsstufen möglichst erübrigt. Es soll neben hoher Wirtschaftlichkeit im Betrieb, also durch Verbrauchseinsparung durch Ausnutzung der Verbrauchsbestwerte des Motors etc., ein hoher Wirtschaftlichkeitsgrad, auch durch eine risikofreie rationelle Fertigung, erzielt werden. Des weiteren sollen eine montage- und servicefreundliche Modulbauweise realisierbar und kompakte, fahrzeugfreundliche Gesamtkonstruktionen möglich sein. |;

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 aufgeführten % Merkmale gelöst. Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der | Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfol- \ genden Beschreibung hervor. s

\ Die Erfindung wird an Ausführungsbeispielen anhand von '

Zeichnungen erläutert. Es zeigen ;

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, schematisch, '■'

Fig. 1a ein zweites Ausführungsbeispiel, schematisch, j

Fig. 2 einen Drehzahlplan des ersten und zweiten Ausfüh- \ rungsbeispiels, jeweils mit Sekundärregelung, |₍

Fig. 3 einen Drehzahlplan des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels ohne Sekundärregelung,

Fig. 'J ein drittes Ausführungsbeispiel, schematisch,

Fig. 5 einen Drehzahlplan des dritten Ausführungsbeispiels gemäß Figur 4,

Fig. 6 ein viertes Ausführungsbeispiel, schematisch, Fig. 7 einen Drehzahlplan des vierten Ausführungsbei-

spiels mit Drehzahlspreizung gemäß Figur 6,

pig. 8 einen Drehzahlplan des vierten Ausführungsbeispiels ohne Drehzahlspreizung gemäß Figur 6,

Fig. 9 ^ein fünftes Ausführungsbeispiel mit drei Vorwärtsfahrbereichen und integriertem Rückwärtsfahrbereich, schematisch,

Fig. 10 einen Drehzahlplan des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 9,

Fig. 11 ein sechstes Ausführungsbeispiel mit drei Vorwärtsfahrbereichen mit Drehzahlspreizung und separatem hydrostatischem Rückwärtsfahrbereich, schematisch,

Fig. 12 einen Drehzahlplan für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11,

Fig. 13 ein siebentes Ausführungsbeispiel mit drei Vorwärtsfahrbereichen und separatem, hydromechanischem Rückwärtsfahrbereich, schematisch,

Fig. 14 einen Drehzahlplan für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 13»

Fig. 15 einen Drehzahlplan für das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 13, mit Drehzahlspreizung im ersten Vorwärtsfahrbereich und im ersten Ruckwürtsfahrbereich,

Fig. 16 ein achtes Ausführungsbeispiel mit zwei Vorwärtsfahrbereichen und einem separaten hydromechanischen Rück- und Vorwärtsfahrbereich zur Verwendung in Schwerkraftfahrzeugen,

Fig. 17 ein neuntes AUsfUhrungsbeispiel mit drei Vorwärtsfahrbereichen und einem separaten hydromechanischen

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Rückwärtsfahrbereich, für Schwerfahrzeuge, insbesondere für Raupenfahrzeuge,

Fig. 18 ein zehntes Ausführungsbeispiel mit drei Vorwärtsfahrbereichen und drei hydromechanischen Rückwärtsfahrbereichen, für Schwerfahrzeuge.

Durch eine Kombination eines ersten Summierungsplanetengetriebes 4 (Fig. 1) mit einem zweiten Summierungsplanetengetiiebe (5) wird erreicht, daß die Drehzahl einer zweiten Hydrostateinheit B im Anfahrbereich des Fahrzeugs gleichsinnig (Fig. 2, 3) mit der Antriebsdrehzahl ist. Die beiden Summxerungsplanetengetriebe 4, 5 haben am Ende des ersten Schaltbereichs gegenläufige Drehrichtungen.

Nach Umschaltung in den zweiten Fahrbereich wird die Drehzahl der Hydrostateinheit B wieder auf Null zurückgeführt, bis die Drehzahl einer Antriebswelle 2 erreicht ist. An diesem Punkt drehen alle Glieder des ersten Summierungsplanetengetriebes 4 sowie beide Hydrostateinheiten A, B und die Antriebswelle 2 gleichsinnig mit gleicher Drehzahl, also im Synchronlauf. Am Ende des zweiten Schaltbereichs ist die Übersetzung der Antriebswelle zur Abtriebswelle gleich 1. Ist die zweite Hydrostateinheit B als Verstelleinheit ausgebildet, kann durch sekundäre Verstellung die Abtriebszahl weiter erhöht werden, was für viele Anwendungsfälle zur Schaffung eines zusätzlichen Overdrivebereiches von Vorteil ist. Die Drehzahl der Abtriebswelle 3 ist hier noch verhältnismäßig niedrig, so daß die üblichen Übersetzungen der Kraftfahrzeuge verwendet werden können.

Durch Sekundärregelung (Fig. 2) kann der Rückwärtsfahrbereich ohne zusätzliche Kupplung oder sonstige Übersetzungsglieder realisiert werden. Der Aufbau des Getriebes ist relativ einfach. Alle Bauteile sind auch mit konventionellen Fertigungsmethoden herstellbar. Die Baugrup

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pen, das Summierungsplanetengetriebe 4, 5 und das Kupplungspaket lassen sich auf einfache Art zu einer Baueinheit bzw. Montageeinheit kombinieren. Die Übersetzungen (Fig. 3) in den beiden Summierungsplanetengetrieben 4, 5 sind so ausgelegt, daß die Hydrostateinheit B im Anfahrpunkt noch nicht auf ihre maximale Endstellung ausgeschwenkt ist, sondern auf etwa 60 % ihrer Maximalverstellung. Bei Ausschwenkung der Hydrostateinheit B auf maximale Endverstellung ab diesem Punkt bekommt die Abtriebswelle 3 negative Drehzahl für Rückfahrgeschwindir,';.eit. Bei diesem Ausführungsoeispiel ist keine Sekundärverstellung erforderlich.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel (Fig. 1a) dient anstelle der Kupplung 10 (erste Bereichskupplung) eine Bremse 1Oa zum Festhalten des Stegs 17a als erste Bereichsschaltung. Die Antriebswelle 2 ist in diesem Fall unmittelbar mit dem Steg 21 der aus einem Hohlrad 19 und einem Sonnenrad 2 0 bestehenden Planetenstufe des zweiten Summierungsplanetengetriebes 5 verbunden. Am Ende des zweiten Schaltbereichs laufen hier alle Glieder des ersten Summierungsplanetengetriebes 4 und des zweiten Summierungsplanetengetriebes 5, der Kupplung 11 einschließlich der Antriebswelle 2 und beide Hydrostateinheiten A, B um. Lurch den Wegfall der Relativdrehzahlen in diesem Bereich sind auch Wälzleistung und somit ebenfalls der Getriebewirkungsgrad sehr günstig. Durch die allgemein niedrigen Relativdrehzahlen im zweiten Bereich, der bei Anwendung auf einen PKW über 80 % Betriebsanteil hat, kenn die Wälz- und Verlustleistung niedrig gehalten werden. Hierdurch bietet sich vor allem an, die Sekundärregelung des Hydrostatgrtriebes A, B (siehe Drehzahllinie 3s) zugunsten eines großen Overdrivebereiches zu nutzen (Fig. 2), zumal dadurch auch gleichzeitig noch der Rückwärtsfahrbereich sehr kostengünstig realisiert werden kann.

Ein Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 unterscheidet sich

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von demjenigen nach Figur 1 dadurch, daß eine zusätzliche Kupplung 12 für den Rückwärtsfahrbereich vorgesehen ist* Es wird hier eine unmittelbare Verbindung über die beiden Höhlräder des Summierungsplanetengetriebes 4 zur zweiten Hydrostateinheit B geschaffen, wodurch eine rein hydrostatische übertragung im Rückwärtsfahrbereich bei geschlossener Kupplung 12 hergestellt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann der volle Verstellbereich des Hydrostatgetriebes im ersten Schaltbereich zugunsten einer höheren Leistunsskapapzität gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß Drehzahlplan in Figur 3 ausgenutzt werden, bei der der Rückwärtsfahrbereich im ersten Schaltbereich mit integriert ist (Fig. 5).

Ein Ausführune;sbeispiel gemäß Figur 6 weist einen separaten Rückwärtsschaltbereich durch den Zusatz eines weiteren Planetengetriebes 28 und einer Kupplung 27 bzw. Bremse 22 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist somit ein großer Rückwärtsfahrbereich möglich, wie man ihn allgemein bei PKW gewohnt ist. Diese Getriebekombination ist insbesondere bei Anwendung in Nutzkraftfahrzeugen oder Bussen oder auch bei Arbeitsmaschinen sehr zweckmäßig. Gegenüber vorgenannten Ausführungsbeispielen bietet sich hier die weitere Möglichkeit an, die Leistungskapazität des Getriebes weiter auszubauen, und zwar durch Spreizung des Drehzahlbereichs der zweiten Hydrostateinheit B. Das bedeutet, daß im Anfahrbereich die Drehzahl der zweiten Hydrostateinheit B gegenüber der ersten Hydrostateinheit A und somit der Antriebswelle 2 verhältnismäßig wesentlich höher ausgelegt werden kann, was zur Steigerung der Anfahrzugkräfte dient bzw. den Drehmomentwandlungsbereich des gesamten Getriebes erhöht. Dies kann dadurch realisiert werden, daß die übersetzung im zweiten Summierungsplanetengetriebe 5 entsprechend dem gewünschten Spreizungsbereich angepaßt wird, wodurch man bewirkt, daß über das Summierungsplanetengetriebe im Anfahrzustand die zweite Hydrostateinheit B mit einer Drehzahl angetrieben wird, die

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höher als die der ersten Hydrostateinheit A liegt. Bei gleichgroßen FÖrder- bzw. Schluckvoluminas der Hydrostateinheit A zur Hydrostateinheit B bedeutet dies, daß eine Mehrförderung der Hydrostatäinheit B gegeben ist, die durch eine Zusatzeinrichtung, z.B. über ein Bypaßventil 55 im Anfahrzustand zum Ausgleich auf die Niederdruckseite des Hydrostatkreislaufes gefördert wird. Die Anfahrregelung wird dadurch erreicht, daß das Bypaßventil 55 ein Signal 36 erhält, das entweder ein Drehzahlsignal oder/und ein Signal aus der Bremsbetätigung oder/und ein Lastsignal sein kann.

Aus dem dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 zugeordneten Drehzahlplan (Fig. 7) 'ist die Drehzahlspreizung der Hydrostateinheit B durch eine unterbrochene Linie 37 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt das maximale Drehzahlverhältnis Hydrostateinheit B zu Hydrostateinheit A 1:2. Die Funktion des Bypaßventils 55 ersetzt hier die Funktion einer Anfahrkupplung, wie dies bei einem anderen, aufwendigen Getriebe dieser Art bekannt ist.

Anhand der Figur 9 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Getriebes mit drei Vorwärtsschaltbereichen beschrieben, wobei der Rückwärtsbereich im ersten Schaltbereich mitintegriert ist (wie aus dem dazugehörigen Drehzahlplan Fig. 10 hervorgeht). Die Grundbaueinheiten sind weitgehend mit den voranbeschriebenen Ausführungen identisch. Der Hauptunterschied liegt darin, daß das erste Summierungsplanetengetriebe 30 um einen weiteren, aus einem Hohlrad 311 einem Steg 32 und einem Sonnenrad 33 bestehenden Planetenradsatz erweitert ist. Die vierte Welle bildet hier das Sonnenrad 331 das beim Schalten des dritten Fahrbereichs über eine weitere Kupplung 35 mit der Abtriebswelle 3 verbunden ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Rückwärtsbereich im ersten Schaltbereich mit integriert, wie im dazugehörigen Drehzahlplan (Fig. 10) dargestellt ist, der bei geschlossener Kupplung 10, die gleichzeitig

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auch für den ersten Fahrbereich diente geschaltet ist. Der dritte Bereich kann hier durch einen relativ niedrigen Kostenaufwand realisiert werden, wodurch eine Verdoppelung des Drehraomentwandlungsbereichs, d.h. eine Verdoppelung der Leistungsfähigkeit des gesamten Getriebes erreicht wird. Die Abtriebsdrehzahl steigt bei diesem AusfUhrungsbeispiel um das Doppelte gegenüber der Antriebsdrehzahl an. Unter Berücksichtigung des von heutigen Brennkraftmaschinen angebotenen Einsparungspotentials sollte ein Overdrivebereich von etwa der doppelten Größe des Übersetzungsbereichs gewählt werden. Dies bedeutet, daß diese Getriebeausführung unter Beibehaltung der üblichen Achsübersetzung ideale Voraussetzungen bietet, um das angebotene Verbrauchseinsparungspotential, z.B. im PKW-Bereich_; voll ausschöpfen zu können. Diese Getriebeausführung zeichnet sich also durch einen sehr großen Wandlerbereich und somit ausreichenden Overdrivebereich bei gleichzeitig sehr kleinen Hydrostateinheiten aus, was den zusätzlichen Vorteil eines besonders günstigen Getriebewirkungsgrades und geringer spezifischer Belastung·der Hydrostateinheiten gewährleistet. Auch den Geräuschproblemen wirkt dieses Ausführungsbeispiel entgegen.

V/erden höhere Rückfahrgeschwindigkeiten gefordert, kann die beschriebene Getriebeausführung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Figur 11 durch eine zusätzliche Kupplung für den Rückwärtsbereich, der rein hyrdostatisch wie bei der Ausführung nach Figur 4 über die Kupplung 12 geschaltet wird, erweitert werden. Bei diesem Ausführungs^ä'beispiel kann der erste Fahrbereich mit Drehzahlspreizung der zweiten Hydrostateinheit B ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 und nach Drehzahlplan Figur 7 zugunsten eines noch größeren Wandlungsbereichs entsprechend der hohen PKW-Leistungsklassen oder auch bei Anwendung in Nutzkraftfahrzeugen, Bussen oder Arbeitsmaschinen ausgeführt werden (Fig. 17, 18).

Besonders hohen Ansprüchen sowohl hinsichtlich der Leistungskapazität, der Fahrleistung wie des gesamten Fahrkomforts entspricht ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß Figur 13. Diese bietet drei Vorwärtsfahrbereiche und einen separaten leistungsverzweigten Rückwärtsfahrbereich, der in seiner Größe beliebig durch entsprechende Übersetzungsanpassung eines weiteren ?lanetensatzes und der Bereichsschaltung über eine Bremse 22a angepaßt werden kann. Der erste Fahrbereich ist ebenfalls mit einer Bereichsspreizung zugunsten eines großen Wandlungsbereichs ausführbar, der auch für den Rückwärtsbereich gilt. Die Größe der Rückfahrgeschwindigkeit kann durch eine Übersetzungsanpassung eines Planetengetriebes ?8a den Erfordernissen angeglichen werden, was auch aus den dazugehörigen Drehzahlplänen (14, 15) hervor geht.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Figur 16 ist hinsichtlich seiner Grundbaueinheiten identisch mit dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6. Es unterscheidet sich lediglich in der Anordnung der Hydrostateinheiten A, B, die hier zu den Bauelementen der Verzweigungsgetriebeeinheiten, also den Summierungsplantengetrieben 4, 5, dem Planetengetriebe 28 und der Kupplung 9 versetzt angeordnet sind, insbesondere im Hinblick auf Einbaubedingui.^en, wie sie bei Nutzkraftfahrzeugen, Bussen oder Arbeitsmaschinen gefordert werden. Der Antriebsmotor kann bei diesem Ausführungsbeispiel an verschiedenen Stellen angeschlossen werden. Hierzu stehen Antriebswellen 40, k2 und der Antriebsanschluß U3 zur Verfügung, was bei den geforderten vielfältigen Einbaubedingungen der Kraftfahrzeuge besonders vorteilhaft ist.

Ein anderes Ausführungsbeispiel (Fig. 17) entspricht im wesentlichen den Einbaubedingungen von Schwerkraftfahrzeugen, wie Bussen, Nutzkraftfahrzeugen, Arbeitsmaschinen und insbesondere Schleppern und besitzt drei Vorwärtsfahrbereiche und einen separaten Rütfkwärtsfahrbereich mit Lei-

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stunjsverzweigung. Dieses Ausführungsbeispiel hat insbesondere für die Anwendung in Bussen besondere Vorteile hinsichtlich einer Kraftstoffeinsparung, Umweltfreundlichkeit und einem Fahrkomfort. Der dritte Bereich kann nahezu vollständig als Overdrivebereich für die Kraftstoffeinsparung genutzt werden.

tür Fahrzeuge mit hoher Rückfahrgeschwindigkeit bietet ein weiteres Ausführungsbeispiel (Fig. 18) drei Vorwärtsfahrbereiche und drei Rückwärtsfahrbereiche, wobei der Rückwärtsfahrbereich in dPr Gesamtgeschwindigkeit durch ein zusätzliches Planetenwendegetriebe 44 beliebig angepaßt werden kann. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders für Arbeitsmaschinen, wie 'Planierraupen oder beliebige Kettenfahrzeuge von Vorteil. Die Gesamtcharakteristik entspricht der Getriebeausführung nach dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 13, wobei der gesamt 1/orwärtsfahrbereich durch das Planetenwendegetriebe 44 und eine Kupplung/Bremse 45 umgekehrt wird. Wie auch die Ausführungen gemäß Figuren 16 und 17 bietet auch dieses Ausführungsbeispiel den Vorteil der verscnieden Anschlußmöglichkeiten für die Brennkraftmaschine.

Das Verzweigungsgetriebe weist den Vorteil auf, daß alle Bauteile einfach herstell- und montierbar sind, daß also nahezu eine risikofreie Fertigung gewährleistet ist. Ferner ist bei allen Ausführungsbeispielen eine Modulbauweise realisierbar, die hohe Servicefreundlichkeit hat. Die einzelnen Baugruppen, nämlich das erste Summierungsplanetengetriebe, das zweite Summierungsplanetengetriebe, das Kupplungspaket sowie die Zusatzelemente für die Erreichung der RUckfahrgeschwindigkeiten, Hnnen zu Einzelbaugruppen zusammengefaßt werden. Je nac/&iacgr; aetriebeausführung können die Einzselbaügruppen ihrerseits zu einer Hauptgruppe zusammengeschlossen werden, wie z*B. bei den Ausführungsbeispielen nach den Figuren 16, 17, 18, bei denen jeweils das zweite Summierungsplanetengetriebe, das Kupplungspaket und

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die Wendegetriebe- bzw. Rückfahreinrichtung durch ein alle Gruppen übergreifendes Gehäuse 46, 47 zu einem Baustein zusammengefaßt sind, der auf einfache Weise in das Getriebegehäuse eingesetzt und dort fixiert werden kann, wodurch Gehäusebearbeitungen auf ein geringes Maß gesenkt werden können.Ferner kann der Vorteil vielfältiger Varationsmöglichkeiten hinsichtlich eines breiten Anwendungsbereichs ausgeschöpft werden.

Die Antriebswelle 2 (Fig. 1), die ohne Trennkupplung mit der Kurbelwelle des Antriebsmotors verbunden ist, treibt die erste Hydrostateinheit A sowie die erste Welle des SummierungsplanLengetriebes 4 unmittelbar an, wobei die Welle bei diesem Ausfüh'rungsbeispiel als Hohlrad ausgebildet ist. Ist das Getriebe gemäß Drehzahlplan nach Figur 2 ausgelegt, haben die erste Hydrostateinheit A und die zweite Hydrostateinheit B gleiche Drehzahl und gleiche Drehrichtung, was bedeutet, daß alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes 4 Synchronlauf haben. Mit der zweiten Hydrostateinheit B steht eine Welle des ersten Summierungsplanetengetriebes 4. und die erste Welle des zweiten Summierungsplanetengetriebes 5, die beide als Sonnenräder 8, 16 ausgebildet sind, in trieblicher Verbindung. Die hydrostatische Leistung teilt sich dementsprechend auf beide Summierungsplanetengetriebe 4, 5 auf.

Die im ersten Summierungsplanetengetriebe 4 über den Steg 7 aufsummierte Leistung wird in? ersten Fahrbereich auf das Sonnenrad 20 der zweiten Summierungsplanetengetriebeeinheit übertragen, wobei gleichzeitig zusätzlich eine Teilleistung über die beiden Hohlräder 18, 19 des zweiten Summierungsplanetengetriebes 5 fließt, die der Summenleistung des Sonnenrads 20 im Steg 21 des zweiten Summierungsplanetengetriebes 5 zusätzlich aüfsummiert, und die gemeinsam bei geschlossener Kupplung 10 für den ersten Fahrbereich zur Abtriebswelle 3 weitergeleitet wird* Im Anfahrzustand ist die erste Hydrostateinheit A auf ihre

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volle Verstellgröße eingeregelt. Wird die Hydrostateinheit A jetzt auf kleinere Verstellwerte eingeregelt, beginnen sich der Steg 21 und damit die Abtriebswelle 3 zu drehen. Bei einer Hydrostatverstellung über die Null-Lage hinaus bis zu der maximal negativen Endverstellung haben alle Glieder der Kupplungen 10, 11 Synchronlauf erreicht, so daß die Umschaltung in den zweiten Bereich durch Schließen der Kupplung 11 und Öffnen der Kupplung 10 erfolgen kann. Hierbei wird eine direkte Verbindung der Abtriebswelle 3 mit der dritten Welle des ersten Summierungsplanetengetriebes 4, dem Steg 7, hergestellt. Das zweite Summierungsplanetengetriebe 5 ist innerhalb des zweiten Schaltbereichs voll entlastet. Ist die zweite Hydrostateinheit B als Verstelleinheit ausgebildet, kann der zweite Bereich durch Sekundärregelung zugunsten eines größeren Overdrivebereiches erweitert werden. Der erweiterte Sekundärregelbereich ist '.n Figur 2 durch die unterbrochene Linie Bs dargestellt. F^r den Rückwärtsfahrbereich kann ebenfalls die Sekundärregelung der Hydrostateinheit B dienen. Der aus der Hydrostateinheit A und der Hydrostateinheit B bestehende Hydrostat wird nun wieder auf Null und darüberhinaus bis am Ende des zweiten Schaltbereichs alle Glieder des ersten Summierungsplanetengetriebes 4 Gleichlauf erreicht haben zurückgeregelt.

Der beschriebene Funktionsablauf innerhalb des ersten und zweiten Fahrbereichs ist bei den übrigen Ausführungsbeispielen gleichartig. Bei den Ausführungsbeispielen mit drei Rückwärtsfahrbereichen, z.B. nach Figur 9 mit Drehzahlplan gemäß Figur 10, erfolgt die Umschaltung in den dritten Fahrbereich bei Synchronlauf aller Glieder des ersten Summierungsplanetengetriebes 30 bei gleichzeitigem Gleichlauf aller Glieder der beiden Kupplungen 11 und 35. Im dritten Fahrbereich wird der Hydrostat nun nochmals voll innerhalb seines vollständigen positiven und negativen Verstellbereichs durchfahren.

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■ Zum Starten des Motors ist die erste Hydrostateinheit A

auf ein Fordervolumen "Null" durch z.B. eine mechanische

* Federzentrierung, wie sie bei einfachen Hydrostatantrieben

bekannt ist, eingestellt, um vor allem im kalten Zustand die Motorstartwiderstände durch die Strömungswiderstände im Hydrostatkreislauf zu vermeiden.

Zur Verbesserung des Getriebewirkungsgrades bzw. aur Veri, meidung unnötiger Betriebsverluste wird der Öldruck zum

Schließen der Bereichskupplungen und zur Versorgung des Hydrostatkreislaufes u.a. entsprechend den jeweiligen

Lastzuständen, wie an sich bekannt, angepaßt, durch last-™ abhängige Modulation z.B. über den Hochdruck des Hydro-

statgetriebes.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Verstellgeschwindigkeit des Getriebes .den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werden kann, durch entsprechende lastabhängige Regelung z.B. durch ein regelbares Drosselventil zur Dosierung der Ölmenge eines Verstellzylinders über den Hochdruck des Hydrostatgetriebes, Die Bereichsschaltungen sind nahezu nahtlos, da diese im Synchronlauf der Kupplungselemente vollzogen werden und, wie an sich bekannt, eine Lastüberschneidung haben, wobei kurzzeitig beide Φ Kupplungen geschlossen sind.

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Claims

Stufenloses hydrostatisch-mechanisches
Verzweigungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Schutzansprüche

1 . Stufenloses hydrostatisch-mechanisches Verzweigungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit mindestens zwei hydrostatisch-mechanischen Schaltbereichen, bei dem alle Vorwärtsfahrbereiche mit Leistungsverzweigung arbeiten und der eingangsseitig aufgeteilte hydraulische und mechanische Leistungszweig in einem Umlaufrädergetriebe derart aufsummiert werden, daß die Eingangswelle ständig mit einer ersten variablen Hydrostateinhei. in Triebverbindung steht, und eine zweite Hydrostateinheit sich ständig mit dem Summierungs-Umlaufrädergetriebe in Eingriff befindet, und der weitere Leistungsfluß abwechselnd, je nach geschaltetem Betriebsbereich, jeweils über eine Kupplung mit der Abtriebswelle in Triebverbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Summierungsplanetengetriebe (4; 30; 130; 230; 330) mit mindestens drei Wellen (6, 7, 8) und ein zweites Summierungsplanetengetriebe (5) vorgesehen sind, wobei eine Antriebswelle (2; 40; 42; 43) mit der ersten Hydrostateinheit (A) und mit der ersten Welle (32, 6; 106; 206, 207; 302) des ersten Summierungsplanetengetriebes (4; 30; 130; 230; 330) ständig in Triebverbindung steht, und die zweite Hydrostateinheit (B) mit einer zweiten Welle (8; 108; 208; 306) des ersten Summierungsplanetengetriebes und einer ersten Welle (Sonnenrad 16) des zweiten Summierungsplanetengetriebes (5) verbunden sind, und daß die Leistung im ersten Fahrbereich über beide Summierungsplanetengetriebe (4; 30; 130; 230; 330 sowie 5) fließt.

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2. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Summierungsplanetengetriebe (30) als vierwelliges Planetengetriebe ausgebildet und dessen vierte Welle (Sonnenrad 33) mit der Abtriebswelle (3) unmittelbar über eine Kupplung (35) verbindbar ist (Fig. 9).
3. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet , daß die zweite Hydrcstateinheit (B) zur Schaffung eines Rückwärtsbereiches und zur Erweiterung des zweiten Vorwärtsfahrbereiches als Verstelleinheit ausgebildet ist (Fig. 2).
4. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Glied (Hohlrädei 18 und 19) des zweiten Summierungsplanetengetriebes (5) mit der Abtriebswelle (3) über eine Kupplung (12) so verbindbar ist, daß ein rein hydrostatischer Rückwärtsbereich schaltbar ist.
5. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet , daß ein Planetengetriebe (2 8) vorgesehen ist, der über ein Glied (Sonnenrad 26) mit einem Steg (21) des zweiten Summierungsplanetengetriebes (5) verbunden bzw. verbindbar ist, der über eine Kupplung (27) bzw. Bremse (22) mit der Abtriebswelle (3) in Triebverbindung bringbar ist (Fig. 6).
6. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Summierungsplanetengetriebe (4, 5 bzw. 30, 5) so ausgelegt sind, daß ein
Drehzahlspreizung (37) der zweiten Hydrostateinheit (B) möglich ist und ein Bypaßventil (55) mit Ansteuerung durch ein Signal (36) eingebaut ist (Fig. 6).
7. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch ', , dadurch gekennzeichnet , daß die erste Hydrostateinheit

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(A), die zweite Hydröstateinheit (&bgr;) das Sümmierüngsplanetengetriebe (4,, 30), zweites Planetengetriebe (5) und die Kupplungen (10, 11; 11, 12, 13; 22; 27) koaxial zueinander angeordnet sind.
8. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Hydrostatpaket (A, B) (erste Hydröstateinheit A, zweite Hydröstateinheit B) der

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rungsplanetengetriebe (5), ein Planetengetriebe (28) und Kupplungen 9; 9a) für kurze und fahrzeuggerechte Querbauweise in einem frontangetriebenen Pkw parallel zueinander angeordnet sind.
9. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k ennzeichnet, daß die Hydrostateinheiten (A, B) parallel zur Antriebswelle (40) versetzt angeordnet sind, und die Antriebswelle (40) mit dem ersten Summierungsplanetengetriebe (4, 30) unmittelbar verbunden ist.
10. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k e &eegr; nzeichnet, daß das Getriebe mit einem Planetenwendegetriebe (44) einer Kupplung (38) und einer Kupplung bzw. Bremse (45) ausgestattet ist (Fig. 18).
11. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k ennzeichnet, daß die Summierungsplanetengetriebe (4, 30, 5) so ausgelegt sind, daß im ersten Schaltbereich bei geschlossener Kupplung (10, 10a) die erste Hydröstateinheit (A) nicht auf seine volle Verstellgröße ausgestellt ist, sondern eine Zwischenstellung zwischen Null und Maximalverstellung hat, und beim Verstellen in Richtung Endverstellung die Abtriebswelle negative Drehzahl für Rückwärtsfahrt erhält.
12. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Verzweigungsgetrxebekom-

ponenten - Summierungsplanetengetriebe (30; 4) zweites Summierungsplanetengetriebe (5) Planetengetriebe (28), Kupplungen (109), und Wendegetriebeteil (Planetenwendegetriebe 44, Bremse 45) eine Montageeinheit bilden (Fig. 16, 17, 18).
13* Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch g e k ennzeichnet, daß die Abtriebswelle (3) mit

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14. Verzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 und 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Bypaßventil (55) durch das Signal (36) aus der Bremseinrichtung oder/und der Motordrehzahl oder/und einer lastabhängigen
Größe (Hydrostatdruck) angesteuert wird.
15. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß Antriebsmotor und Getriebe derart zu einem Antriebsblock kombiniert sind, daß An- und Abtrieb auf der gleichen Getriebeseite liegen, nämlich der Antriebsmotor am rechten Antriebsanschluß (45) angeschlossen ist, und die ebenfalls rechtsseitige Abtriebswelle (41) in an sich bekannter Weise mit einem Winkelgetriebe versehen ist, so daß ein möglichst rechtwinkliger Abtrieb in Flanschnähe des Antriebsmotors geschaffen wird, um lagegünstig in das Differential der Triebachse des Fahrzeugs mit querliegendem Motor eintreiben zu können (Fig.
16. 17, 18).

16. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse vorgesehen ist, das das Verzweigungsgetriebe und das Winkelgetriebe umschließt.

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