CH391412A - Uberlagerungsgetriebe für stark reduzierte Antriebsdrehzahlen - Google Patents

Description

      Überlagerungsgetriebe    für stark reduzierte     Antriebsdrehzahlen       Es ist vorgeschlagen worden, bei drehzahlredu  zierenden Getrieben, z.<B>B.</B>     Umlaufrädergetrieben,    das  Verhältnis zwischen der An- und     Abtriebsdrehzahl          bzw.    zwischen dem An- und     Abtriebsdrehmoment     durch Einschalten eines hydrostatisch stufenlos regel  baren Nebenkreises zwischen dem Hohlrad- des     Umm          laufrädergetriebes    und der     Planetenradträgerwelle     des Abtriebs stufenlos regelbar zu machen.

   Hierdurch  wird erreicht,     dass    in der Nähe der     Abtriebsdrebzahl     <B>0</B> die ganze Leistung zunächst über den     hydrostati-          sehen    Zweig fliesst, um bei steigender     Abtriebsdreh-          zahl    kleiner zu werden. Schliesslich kann ein Dreh  zahlverhältnis erreicht werden, das der einfachen  Reduktion bei Stillstand des Hohlrades entspricht-.  Wird die     Abtriebsdrehzahl    darüber hinaus gesteigert,  so fliesst in den Regelkreis eine Leistung aus der       Abtriebswelle    in Richtung Antrieb zurück.

   Es bleibt  also in der     Planetenradträgerwelle    während des gan  zen Regelungsvorganges ein konstantes Drehmoment  erhalten, das zunächst kleiner ist als das Drehmo  ment der     Abtriebswelle.    Später ist es grösser als das  Drehmoment der     Abtriebswelle.    Hat das Zerlegungs  getriebe das     Standübersetzungsverhältnis    K, dann ist  das Drehmoment des     Planetenradträgers    konstant  immer gleich dem     K-fachen    Antriebsdrehmoment.  



  Die hydrostatische Pumpe, die mit dem Zerle  gungsgetriebe direkt verbunden ist und in diesem  das     Hohlraddrehmoment    abstützen     muss,    wird maxi  mal mit der einfachen Antriebsleistung belastet     und-          ist    für diese auszulegen.

   Das zweite Glied des, hydra  statischen Nebenzweiges,     da &         zu-nächst    als Motor  laufende hydrostatische Gerät, ist für ein Mehrfa  ches dieser Leistung auszulegen,     im    allgemeinen für  das     K-fache,    das heisst, ein solches einfaches     Regel-          CY        ostati-          "etriebe    mit einfacher     überlagerung    einer     hydr     scheu Regelung hat wohl hinsichtlich der Grössen  ordnung der hydrostatischen Geräte Vorteile gegen-    über einem einfachen hydrostatischen Regelantrieb,

    der nur aus einer hydrostatischen Pumpe und einem       hyd,rostatischen    Motor besteht. Wird in diesem ein  fachen hydrostatischen Getriebe eine Pumpe einge  baut, die der zu, übertragenden Leistung entspricht,  und wird ein hydrostatischer Motor eingebaut, der  dem     K-fachen    Wert dieser Leistung entspricht, so  kann das Drehzahl- und     Drehmoment-Verhältnis    im  Werte<B>1 : 1</B> bis<B>1<I>:</I></B> K geregelt werden.

   Für das Getriebe  mit einfacher     überlagerungergibtsich    dann, wenn sonst  keine weiteren Untersetzungen zu berücksichtigen sind,  das     übersetzungsverhältnis   <B>1 : 1</B> bis<B>1 -<I>(1</I></B>     +K+K).    Es  ist daraus, zu ersehen,     dass    das Wandelverhältnis des  reinen regelbaren Teiles durch die Anordnung dieses  Teiles im Nebenzweig des Antriebes stark erweitert  werden kann. Trotzdem ist es kaum möglich, sehr  grosse Leistungen bei schnellaufenden An- und     Ab#     trieben vorübergehend stark zu reduzieren und sehr  grosse Drehmomente vorübergehend zu erzeugen.  Insbesondere steht dieser Forderung die Schluck  fähigkeit des zunächst als Motor arbeitenden hydro  statischen Teiles entgegen.  



  Durch die Erfindung soll diesem Mangel abge  holfen werden und die gesamte durchgeführte Lei  stung zunächst in zwei mechanische Zweige aufgelöst  werden, von denen einer durch einen hydrostatisch  regelbaren Nebenzweig in seiner Drehzahl geregelt  werden     karm.    Dadurch wird erreicht,     dass    die ge  samte Leistung im wesentlichen mechanisch durch  das     Gesaintgetriebe    fliesst und die hydrostatisch stu  fenlos geregelte Leistung überhaupt nur einen Bruch  teil der Gesamtleistung erreicht.

   Da hier die hydro  statischen Einheiten nur zum Stützen von Teilmomen  ten der Anlage herangezogen werden, sind sie nicht  nur leistungsmässig, sondern auch     hubraummässig    bei  sonst gleichen Anforderungen an das Hauptgetriebe  weniger beansprucht, und der Regelbereich solcher      Getriebe kann bei Anwendung gleich grosser Hydro  statik stark erweitert werden. Ebenso kann die ge  samte vom Getriebe zu übertragende Leistung her  aufgesetzt werden, wenn die Hydrostatik die Grenze  der leistungsübertragenden Elemente darstellt.  



  Die Erfindung besteht darin,     dass    das Getriebe  aus mindestens zwei mechanischen Zweigen aus     Um-          laufrädergetrieben    derart zusammengesetzt ist,     dass     das zweite Getriebe am Hohlrad des ersten Getriebes  angreift und die     Planetenradträger    beider     Umlauf-          rädergetriebe    mit der     Abtriebswelle    verbunden sind,  um die hydrostatische     überlagerung    durch eine<B>hy-</B>  drostatische Pumpe am Hohlrad des zweiten Getrie  bes und einen zugehörigen hydrostatischen Motor an  der     Abtriebswelle    vorgenommen ist.  



  Es können auch zwei mechanische Getriebe um  eine gemeinsame Mittelachse trommelartig angeord  net werden.  



  Schliesslich ist es möglich, jedes Hohlrad der  beiden     Umlaufrädergetriebe    mit einer     ölpumpe    zu  verbinden, die auf einen     öhnotor    an der     Abtriebswelle     wahlweise schaltbar arbeiten.  



  In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand  in drei Ausführungsbeispielen schematisch darge  stellt. Es zeigen:       Fig.   <B>1</B> zwei nebeneinander angeordnete     Umlauf-          rädergetriebe    mit hydrostatischer     überlagerung,          Fig.    2 eine zentrale Anordnung der     Umlaufräder-          getriebe    und         Fig.   <B>3</B> die Hinzufügung einer weiteren hydrosta  tischen Einheit.  



  Die Antriebswelle<B>1</B> treibt das Sonnenrad 2 des  ersten     Umlaufrädergetriebes    I. Die Planetenräder 4  sind auf dem     Planetenradträger   <B>5</B> über Zapfen<B>6</B> ge  führt. Das Hohlrad<B>7</B> kämmt mit den     Ritzeln   <B>8</B> und  treibt über die Zahnräder<B>28</B> und<B>9</B> die Antriebs  welle<B>10</B> des zweiten     Umlaufrädergetriebes    Il an.  Der     Planetenradträger   <B>5</B> ist mit der     Abtriebswelle     12 verbunden.  



  Die Antriebswelle<B>10</B> treibt das Sonnenrad<B>13,</B>  das mit den Planetenrädern 14 in Eingriff ist. Die  Räder 14 sind auf den Zapfen<B>15</B> des     Planetenrad-          trägers   <B>16</B> geführt und greifen in das Hohlrad<B>17</B>  ein. Der     Planetenradträger   <B>16</B> treibt über die Welle  20 und das Räderpaar<B>18</B> und<B>19</B> die     Abtriebswelle    12.  



  Mit dem Hohlrad<B>17</B> ist die hydrostatische Pumpe  21 über das Rad 22 angeschlossen, die über Lei  tungen<B>23</B> mit dem hydrostatischen Motor 24 ver  bunden ist, der über das Zahnradpaar<B>25</B> und<B>26</B>  die Welle 20 treibt.  



  Bei der Ausführungsform nach     Fig.   <B>1</B> ergibt sich,  wenn K das     Standuntersetzungsverhältnis    der     Um-          laufgetriebeteile,    T das einstellbare Verhältnis des       Hubraumölmotors:        Hubraumölpumpe    und     1,    bis     i4     die     Zahnradübersetzungsverhältnisse    sind, für das  Verhältnis der Antriebs- zur     Abtriebsdrehzahl        bzw.     für das Verhältnis des     Abtriebsdrehmomentes    zum  Antriebsdrehmoment die     GleichunLY:

       
EMI0002.0046     
    Es sind nicht nur diese in Nebenzweigen neben  einander liegenden Schaltungen möglich, sondern  auch zentrale Anordnungen mit durchlaufender Mit  telachse, wie sie z. B. beim Aufbau von Winden,  Trommeln     usw.    günstig sind, da man diese dann in  Trommeln einbauen könnte. Ein derartig     trommel-          förmig    angeordnetes Getriebe, stellt die     Fig,    2 dar.  Der Antrieb erfolgt über die Welle<B>3</B> und Rad<B>11</B>  auf das Sonnenrad 2. Es sind hier für die gleichen    Teile die gleichen Beziehungen wie in     Fig.   <B>1</B> gewählt.

    Zwischen dem Hohlrad<B>7</B> und dem Sonnenrad<B>13</B>  ist ein Umkehrgetriebe<B>27</B> eingeschaltet, damit die       Planetenradträger   <B>5</B> und<B>16</B> gleichsinnig angetrieben  werden.  



  Für das Getriebe nach     Fig.    2 ergibt sich das  Wandelverhältnis       Abtriebsdrehmoment:    Antriebsdrehmoment  entsprechend der Gleichung  
EMI0002.0055     
    Die Schaltung nach     Fig.   <B>3</B> kann durch     lEnzufü-          gung    einer weiteren hydrostatischen Einheit 21a,  die in der Hauptachse bei kleineren Untersetzungen  eingeschaltet wird, ergänzt werden. Diese Einheit 21a  greift in das Zahnrad<B>28,</B> das mit dem Hohlrad<B>7</B> des  ersten     Umlaufrädergetriebes    I vereinigt ist, ein. Man  kann jetzt wahlweise z.

   B. das Hohlrad des Getrie  bes I oder des Getriebes     II        stillegen,    indem man den  Motor 24 auf Nullhub und das Hubvolumen der  Pumpe 21 oder der Pumpe 21a auf grösste Förder  menge stellt. Man erhält hierdurch zwei Fixpunkte  in diesem Getriebe, bei dem einmal bei     Stillegung     der Pumpe 21a über die Ventile<B>29</B> die gesamte  mechanische Leistung durch die Welle 12 geht und    ein anderes Mal bei     Stillegung    der Pumpe 21 über  die Ventile<B>30,</B>     dass    die mechanische Leistung auf  zwei Zweige, Welle 12 und Welle 20, beschränkt  bleibt und nichts über irgendein Glied der Hydro  statik läuft.

   Die Gleichungen lauten dann wie folgt,  wobei die Gleichung<B>1)</B> für die     Stillegung    der Pumpe  21a und die Gleichung 2) für die     Stillegung    der  Pumpe 21 allein gilt, während die Pumpe 21a leer       mitläuft:     
EMI0002.0068     
      Bei allen Schaltungen erreicht den Wert<B>1,</B>  wenn<B>(p</B> einen bestimmten negativen
EMI0003.0001  
   Wert (Blindlei  stung) annimmt.

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH</B> überlagerungsgetriebe für stark reduzierte Ab- triebsdrehzahlen mit einem stufenlos regelbaren hydrostatischen Nebenkreis, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe aus mindestens zwei mechanischen Zweigen aus Umlaufrädergetrieben <B>(1</B> und II) derart zusammengesetzt ist, dass das zweite Getriebe (II) am Hohlrad<B>(7)</B> des ersten Getriebes<B>(1)</B> angreift und die Planetenradträger <B>(5, 16)

   </B> beider Umlaufräderge- triebe mit der Abtriebswelle (12) verbunden sind, und die hydrostatische überlagerung durch eine<B>hy-</B> drostatische Pumpe (21) am Hohlrad<B>(17)</B> des zwei ten Getriebes und einen zugehörigen hydrostatischen Motor (24) an der Abtriebswelle (12) vorgenom men ist. UNTERANSPRüCHE <B>1.</B> überlagerungsgetriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwei mechanische Ge triebe (I und<B>11)</B> um eine gemeinsame Mittelachse (12) trommelartig angeordnet sind.

   2. überlagerungsgetriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Hohlrad<B>(7, 17)</B> der beiden Umlaufrädergetriebe <B>(1, 11)</B> mit einer hydrostatischen Pumpe (21a, 21) verbunden ist, die auf einen hydrostatischen Motor (24) an der Ab- triebswelle (12) wahlweise schaltbar arbeiten.