DE856413C

DE856413C - Mechanischer, stufenloser Drehmomenten-Wandler mit Umlaufgetriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE856413C
Application number: DEV2981A
Authority: DE
Inventors: Joseph Vollmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-12-20
Filing date: 1950-12-20
Publication date: 1952-11-20

Description

Mechanischer, stufenloser Drehmomenten-Wandler mit Umlaufgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Umlaufgetriebe, vornehmlich für Kraftfahrzeuge, das den veränderlichen Fahrwiderstand durch stufenlose Einwirkung von Drehmoment und Geschwindigkeit überwinden bzw. wandeln soll. Der Antrieb vom Motor erfolgt, wie üblich, über eine Reibungs- oder hydraulische Strömungskupplung usw.
Das Umlaufgetriebe kann aus nebeneinander angeordneten Übersetzungsrädern bestehen oder mit Planetenrädern ausgerüstet sein, die in einem Radträgergehäuse im Höchstübersetzungsverhältnis z. B. i : 6 untergebracht sind. Das Radträgergehäuse kann unter Aufnahme des Stützdruckes in der Antriebsrichtung vom Stillstand aus in Drehung versetzt werden, bis die Motordrehzahl und etwas darüber, also die Übersetzung i : i bzw. beim Schnellgang etwa i : o,8 stufenlos erreicht ist.
Beispielsweise zeigt ein solches Umlaufgetriebe Abb. i im Längsschnitt, Abb. 2 im Querschnitt A-B, Abb. 3 im Querschnitt C-D, Abb. 4 im Querschnitt E-F, Abb. S im Querschnitt G-H in Ausführung für 16o PS, 9o mkg, n = i2oo.
Das vom Motor über eine Kupplung (nicht gezeichnet) mit dem Eingangsdrehmoment angetriebene Zentralrad i treibt die auf einem Steg 4 angeordneten Umlaufräder 2, wobei das Ausgangsdrehmoment und der Stützdruck des Hohlrades 3, das sich im Stillstand oder in Vorwärtsbewegung befinden kann, vom Fahrwiderstand abhängig ist. Das Hohlrad 3 ist im Radträgergehäuse 5 eingebaut und kann in Antriebsrichtung um die Antriebsachse i vorwärts gedreht werden.
Bei stillstehendem Radträgergehäuse 5 (n = o) wird bei der beispielsweise vorgesehenen Höchstübersetzung i : 6 das sechsfache Eingangsdrehmoment über die Umlaufräder 2 auf den Steg 4 übertragen.
Wird das Radträgergehäuse 5 mit der Motordrehzahl z. B. n = 1200 je Minute in Drehung versetzt entsprechend einer direkten Übertragung, so entsteht ein verringertes Ausgangsdrehmoment bei einer Übersetzung i : i.
Schließlich wird bei den zwischen n = o und i2oo liegenden Drehzahlen ein Ausgangsdrehmoment in den Übersetzungsgrenzen von i : 6 bis i : i liegend stufenlos bzw. in unendlich vielen Einzelübersetzungen und Drehmomenten übertragen. Wird das Radträgergehäuse 5 mit einer bestimmten Drehzahl, z. B. n = 60o, gedreht, so wird das Ausgangsdrehmoment noch ungefähr die Hälfte bei einer Übersetzung von i : 2 betragen. Bei Überschreitung der Motordrehzahl auf n = 1500 wird Schnellgang mit einer Übersetzung von i : o,8 erreicht. Das stufenlose Drehmomentgefälle in den vorgesehenen Übersetzungsgrenzen, z. B. von i : 6 bis i : i, ist davon abhängig, daß der auf dem Radträgergehäuse 5 lastende Stützdruck von einer feststehenden Gehäusewand 9 (feste Reaktion) über ein Abstützhohlrad 6 mit Antriebsrädern 7 und 8 aufgenommen wird, gleichgültig ob das Radträgergehäuse 5 stillsteht oder vorwärts gedreht wird. Des ferneren muß diese Vorwärtsdrehung in Abhängigkeit von der Größe des Fahrwiderstandes gebracht werden, weil dieser das Drehmoment zu seiner Überwindung bestimmt.
Für diese Maßnahme ist zur Aufnahme des Ausgangsdrehmoments ein Fahrwiderstandsdifferential mit den Zentralrädern 13 und 14 und den Umlaufrädern 15 und 16 im Differentialgehäuse 17 vorgesehen, dessen Tragwelle 18 nach hinten zur Ableitung des Ausgangsdrehmoments auf den Abtriebsflansch 21 ausmündet. Das Zentralrad 14 steht durch die Stegwelle io mit dem Steg 4 der Umlaufräder 2 in Verbindung, während das andere Zentralrad 13 durch die Hohlwelle ii über die Räder 12, 8 und 7 die Verbindung mit dem Abstützhohlrad 6 herstellt. Die Zwischenräder 7 und 8 sind an der festen Gehäusewand 9 gelagert, welche den Rückdruck aufnimmt. Der Fahrwiderstand muß von den Umlaufrädern 15 und 16 überwunden werden, d. h. über jedes Zentralrad 13 und 14.
Beim Anfahren mit der Höchstübersetzung 1:6 steht das Zentralrad 13 still, und das Zentralrad 14 erhält das höchste Ausgangsdrehmoment, das nochmals i : 2 durch das Differential gesteigert wird. Das Zentralrad 13 ist gegenüber 14 im Durchmesser vergrößert, um ein größeres Antriebsmoment für das Abstützhohlrad 6 zu erhalten. Das Zentralrad 13 wird ständig abhängig von der Größe des Fahrwiderstandes vom Zentralrad 14 zum Vorwärtslauf des Hohlrades 6 veranlaßt. Bei der feststehenden Gehäusewand 9 wird dies so lange unterstützt, bis das gesamte Umlaufgetriebe sich der Motordrehzahl nähert und über den Freilauf 9a leer mitzulaufen beginnt (Freilauf 9 in Abb. i als Sperrklinke, in Abb. 4 als Walzenfreilauf 9a gezeichnet).
Um eine Beschleunigung der Anlaufzeit des Fahrzeuges vom Stillstand bis zur möglichen Höchstgeschwindigkeit herbeiführen zu können, ist eine zusätzliche Hilfskraft vorgesehen, die elektrisch, hydraulisch, pneumatisch durch Leistungsabzweigung usw. wirken kann. Im vorliegenden Falle wird durch Betätigung der Motorkupplung das Fahrzeug mit der Höchstübersetzung angefahren und durch Betätigung eines Druckkontaktes ein Elektromotor (Anlaßmotor) eingeschaltet, der z. B. über die Riemenscheibe i9 auf den Antrieb 11, 12 der Abstützung des Radträgergehäuses 5 einwirkt, so daß das Fahrzeug langsamer oder schneller die Höchstgeschwindigkeit erreicht, worauf sich der Elektromotor selbsttätig ausschaltet und das Fahrzeug mit dem direkten oder Schnellgang weiterläuft oder wieder abgebremst stillgestellt oder weitergefahren wird. Ein Stromverbrauch würde nur zwischen dem Übergang von der erreichten Anfahrgeschwindigkeit auf den direkten oder Schnellgang eintreten.
Um das Getriebe in dem meist benutzten direkten oder Schnellgang selbsttätig festzuhalten oder wieder zu lösen, werden zwei Umlaufräder durch eine Zentrifugalsperre selbsttätig bei höherer Drehzahl gekuppelt und bei sinkender Drehzahl wieder selbsttätig freigegeben. In Abb. i und Abb. 2 wird beispielsweise der Abtriebssteg 4 mit dem Radträgergehäuse 5 durch den Zentrifugalsperrhebel2o über Abweisklauen geräuschlos gekuppelt oder freigegeben.
Die Reihenfolge der Einzelaggregate zueinander kann in einem anderen Aufbau geändert werden, ohne daß dadurch die Grundlage und Wirkung eine Neuerung erfährt.

Claims

PATENTANSPRCCHE: i. Mechanischer, stufenloser Drehmomenten-Wandler mit Umlaufgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzungsräder des Vorgeleges oder des Planetengetriebes für eine Höchstübersetzung z. B. 1: 6 abgestimmt, in einem Radträgergehäuse (5) untergebracht sind, welches unter Aufnahme des Stützdruckes in Wirkrichtung des Eingangs- und Ausgangsdrehmoments in steigende Drehung bis zur Drehzahl des Antriebsmotors und darüber versetzt wird und dabei das Drehmoment in den Übersetzungsgrenzen von z. B. i : 6 bis auf i : i bzw. auf den Schnellgang i : o,8 stufenlos wandelt.
2. Drehmomenten-Wandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Radträgergehäuse (5) den auf ihm lastenden Stützdruck über ein Hohlrad (6) od. dgl. mit ortsfest gelagerten Antriebsrädern auf eine feststehende Gehäusewand (9) (feste Reaktion) überträgt und von einem Zentralrad (13) des Fahrwiderstandsdifferentials in Abhängigkeit von der Größe des Fahrwiderstandes in Vorwärtsdrehung versetzt wird.
3. Drehmomenten-Wandler nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Gehäusewand (9) (feste Reaktion) mit einem Freilauf (9a) für Vorwärtsdrehung versehen ist, um bei verringertem Ausgangsdrehmoment bei höheren Drehzahlen leer mitlaufen zu können.
4. Drehmomenten-Wandler nach Anspruch i, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtriebsdrehmoment über ein Fahrwiderstandsdifferential geleitet wird, von welchem ein Zentralrad (14) mit der Abtriebswelle (io) und Steg (4) des Umlaufgetriebes, das andere Zentralrad (13) mit der Abstützung des Radträgergehäuses (5) in Verbindung steht, während die Umlaufräder (15 und 16) im Differentialgehäuse (17) mit der Tragwelle (18) verbunden sind.
5. Drehmomenten-Wandler nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur zweckmäßigen Verteilung des Abtriebsdrehmoments die Zentralräder (13 und 4 des Fahrwiderstandsdifferentials unterschiedliche Durchmesser erhalten.
6. Drehmomenten-Wandler nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Hilfskraft (elektrisch, hydraulisch, pneumatisch durch Leistungsabzweigung usw.), insbesondere ein Elektromotor, z. B. der Anlaßmotor, auf den Antrieb (ii und 12) der Abstützung des Radträgergehäuses (5) etwa durch eine Riemenscheibe (i9) einwirkt, um eine Beschleunigung in der Anlaufzeit des Fahrzeuges von Stillstand bis Höchstgeschwindigkeit usw. herbeizuführen.
7. Drehmomenten-Wandler nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Umlaufräder oder -gehäuse verschiedener Umlaufgeschwindigkeit im direkten oder Schnellgang durch Zentrifugalsperre (2o) selbsttätig gekuppelt werden z. B. der Abtriebssteg (4) mit dem Radträgergehäuse (5). B. Drehmomenten-Wandler nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau auch durch eine andere Reihenfolge der Einzelaggregate zueinander stattfinden kann.