DE2625740A1

DE2625740A1 - Umlaufraedergetriebe mit stufenlos regelbarem leistungszweig

Info

Publication number: DE2625740A1
Application number: DE19762625740
Authority: DE
Inventors: Georg Draeger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-01
Filing date: 1976-06-09
Publication date: 1977-12-15

Description

Umlaufrädergetriebe mit stufenlos regelbarem Leistungszweig P 25 34 374o2 - 12 Beschreibung der zusätzlichen Patentansprüche In der Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen ist eine Sonderform des Getriebes nach der Hauptanmeldung dargestellt, wobei durch besondere Schaltung der Haupt- und Hilfsgetriebe eine zusätzliche IsIehrfachausnutzung der Haupt-, Hilfs- und des zwischengeschalteten Standgetriebes im Verhältnis zum Hauptpatent erreicht wird. Außerdem ist das Getriebe teilweise reversierbar. Dieses Getriebe hat seine Anwendung dort, wo im Rückwärtsgang nicht die volle Drehzahl benötigt wird, z.B.
bei FahrzeuggetriebenO Auf Bild 2 ist der Leistungsanteil des Regelge triebes im Verhältnis zur Gesamtleistung dargestellt. Die Leistung des Regelgetriebes beträgt nur einen Bruchteil der Gesamtleistung. Bis weit hinein in den unteren Drehzahlbereich kann die volle Leistung übertragen werden. Durch Ändern der Grundübersetzung der Umlaufrädergetriebe läßt sich der Drehzahlbereich mit konstanter Leistungsübertragung noch erweitern. Durch den erreichbaren guten Gesamtwirkungsgrad bei stufenloser Drehzahländerung über den vollen Bereich, mit teilweiser stufenloser Drehzahlumkehrung und voller Leistungsübertragung über einen großen Bereich, bei einem geringen Aufwand an Getriebeteilen, ergeben sich für dieses Getriebe viele Einsatzmöglichkeiten.
In der Zeichnung Blatt 1 ist eine Getriebeausführung schematisch dargestellt. Die Antriebswelle 4 treibt über eine Kupplung 6 die Welle 11 eines Umlaufrädergetriebes 8 bis 15 an. Der Steg 8 des Umlaufrädergetriebes ist über eine Kupplung 16 mit der Abtriebswelle 19 verbunden.
Die Eingangswelle 9 ist über die Zahnräder 7, 29 und die Kupplung 28 mit der Hilfswelle 27 verbunden, Die Hilfswelle 27 ist durch die Kupplung 32 mit der Welle 36 des Hilfsumlaufrädergetriebes 33 bis 39 verbunden. Der Steg 8 ist über die Kupplung 41 und die Zahnräder 42, 48 mit der Antriebswelle 4 verbunden, Die Welle 39 ist über das Zahnrad 40 mit dem Regelgetriebe 1 gekoppelt. In der gezeichneten Stellung ist bei voller Drehzahl des Regelgetriebes die Antriebsdrehzahl gleich der Abtriebsdrehzahl. Wird jetzt das Regelgetriebe 1, 2, 3 auf Drehzahl O und dann auf umgekehrte Drehzahl gesteuert, sinkt die Drehzahl des Hilfsgetriebes und damit die Abtriebsdrehzahl0 Die Drehzahlen von Steg 33 und Welle 39 sind jetzt gleich. Die Kupplungen 32 und 41 werden unterbrechungslos umgeschaltet0 Steg 33 ist jetzt mit der Hilfswelle 27 und Welle 39 mit Zahnrad 42 verbunden. Wird jetzt das Regelgetriebe durch Null auf die Ausgangsdrehzahl zurückgefahren, fällt die Drehzahl der Hilfswelle 27 weiter. Jetzt sind die Drehzahlen von Welle 27 und Zahnrad 31 gleich. Die Kupplung 32 wird unterbrechungslos umgeschaltet, Zahnrad 31 ist jetzt mit der Hilfswelle 27 verbunden0 Das Hilfumlaufrädergetriebe 33 bis 39 ist nicht mehr mit der Hilfswelle 27 verbunden. Das Regelgetriebe 1 treibt jetzt über die Zahnräder 44, 45, 31 die Hilfswelle 27 direkt an. Wird jetzt das Regelgetriebe auf Null gefahren, steht auch die Hilfswelle 27. Jetzt werden die Kupplungen 26 und 28 unterbrechungslos umgeschaltet. Wird jetzt das Regelgetriebe wieder auf seine Ausgangsdrehzahl gefahren, steigt die Drehzahl der Hilfswelle 27 wieder in die alte Richtung. Die Welle 9 des Hauptumlaufrädergetriebes 8 bis 15 läuft aber über die Zahnräder 23, 24, 30, 7 in umgekehrter Richtung. Die Welle 33 und die Welle 27 haben gleiche Drehzahl, die Kupplung 32 wird umgeschaltet. Welle 27 und Welle 36 sind wieder verbunden. Wird jetzt die Hilfswelle 27 wieder auf volle Drehzahl gefahren, läuft Welle 9 mit voller umgekehrter Drehzahl Die Abtriebsdrehzanl ist niedrig. Die Drehzahlen von Welle 19 und Zahnrad 20 sind gleich, die Kupplung 16 wird unterbrechungslos umgeschaltet. Die Hilfswelle 27 treibt jetzt über die Zahnräder 21, 20 die Abtriebswelle direkt an. Wird die Drehzahl der Hilfswelle 27 auf Null gefahren, steht die Abtriebswelle. Die Kupplungen 22, 17 werden jetzt umgeschaltet. Bei voller Drehzahl der Hilfswelle 27 läuft die Abtriebswelle jetzt in umgekehrter Drehrichtung.
In der gezeichneten Stellung ist die Abtriebsdrehzahl gleich der AntriebsdrehzahlO Die Abtriebsdrehizahl läßt sich auch über die Antriebsdrehzahl hinaus erhöhen. Hierzu werden die Kupplungen 6, 16 unterbrechungslos umgeschaltet. Die Antriebswelle 4 ist jetzt mit dem Steg 8 des Hauptumlaufrädergetriebes 8 bis 15 verbunden. Die Abtriebswelle 19 mit der Welle 11. Wird jetzt die Welle 9 über das Standgetriebe 25 bis 29 und das Hilfsumlaufrädergetriebe 33 bis 39 auf Drehzahl Null und dann auf umgekehrte Drehzahl gefahren, wird bei den gewählten Übersetzungen die l,8fache Antriebsdrehzahl erreicht.
In der Zeichnung Blatt 2 ist das Hilfsgetriebe der Zeichnung Blatt 1 durch zwei Hilfsgetriebe in Kaskade ersetzt. Die strichpunktierte Linie gibt die Trennlinien an. Die Schaltung ist einfacher im Aufbau, aber es sind zwei Hilfsgetriebe erforderlich und der Leistungsanteil des Regelgetriebes ist geringfügig größer. Dafür kann aber durch weitere Hilfegetriebe in Kaskade der Leistungsanteil der Regelgetriebe weiter vermindert werden und da sich die Leistung bei jedem weiteren Regelgetriebe halbiert, die Getriebe auch billiger hergestellt werden0 Die Entscheidung, welche Hilfsgetriebe gewählt wird, hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab. In der gezeichneten Stellung läuft die Hilfswelle 27 mit voller Drehzahl0 Wird jetzt das Regelgetriebe 1, 2, 3 auf Drehzahl Null und dann auf umgekehrte Drehzahl gesteuert, wird die Drehzahl des Steges des Getriebes 51 Null und damit auch die Drehzahl der Zahnräder 54, 56. Die Kupplung 55 wird umgeschaltet, das Zahnrad 56 ist jetzt mit einer Eingangswelle des Getriebes 61 verbunden. Wird jetzt das Regelgetriebe 1, 2, 3 wieder auf seine Ausgangsdrehzahl gefahren, läuft eine Eingangswelle des Getriebes 61 mit umgekehrter Drehzahl. Die Drehzahl der Hilfswelle 27 ist Null. Die Steuerung der übrigen Getriebeteile erfolgt genauso wie in der Beschreibung zur Zeichnung Blatt 1.
Zum Erreichen eines noch größeren Drehzahlbereiches mit konstanter Leistungsübertragung können zwei Hauptumlaufrädergetriebe in Reihe geschaltet werden. Die Zahnräder und Getriebeteile der Zeichnung Blatt 1 erhalten dann den Index .1. Das zweite Hauptgetriebe wird dann an die Ausgangswelle 19.1 angefügt und ist gleich der Eingangswelle 4.2 des zweiten Hauptgetriebes. Die Ausgangswelle 19.2 des zweiten Hauptgetriebes ist dann gleich der Abtriebswelle. Das zweite Hauptgetriebe wird über das Zahnrad 30.2 mit der Hilfswelle 25.1 und über das Zahnrad 29.2 mit der Hilfswelle 27.1 gekoppelt. Die Antriebswellen 4.1 und 4.2 erhalten je ein Zahnrad 70.1, 70.2, die mit einem auf der hilfswelle 25.1 mitlaufenden Zahnrad 72.1 bzw. 72.2 über ein Umkehrrad 71.1, 71,2 gekoppelt sind0 Die Zahnräder 30.1 und 30.2 erhalten Kupplungen 74.1, 74.2 zur Hilfswelle 25.1, die Kupplung 26 entfällt. Das Zahnrad 72.1 ist mit dem Zahnrad 30.1 durch eine Kupplung 73.1 und das Zahnrad 70.2 mit dem Zahnrad 30.2 durch eine Kupplung 73.2 kuppelbar. Die Eingangsstegwelle 8.1 des Getriebes 1 ist über das Zahnrad 7.1, 30.1 Kupplung 73.1 mit der Antriebswelle 4.1 gekoppelt. Das Getriebe läuft mit starrer Übersetzung um. Beim Getriebe 2 ist die Kupplung 73.2 offen. Zunächst wird die Drehzahl des Getriebes 2 mit Hilfe des Regelgetriebes und der Hilfsgetriebe auf minimalen Wert gefahren. Dann wird oei Drehzahlgleichheit die Kupplung 73.2 eingelegt. Die Kupplung 74.2 zur Hilfswelle 29.1 wird ausaerückt. Das Getriebe 2 läuft jetzt mit starrer Übersetzung.
Jetzt wird das Zahnrad 30.1 über die Kupplung 25.1 gekuppelt, die Kupplung 73.1 wird ausgerückt. Jetzt wird die Abtriebsdrehzahl mit Regel- und Hilfsgetriebe weiter herabgefahren Die Drehzahl Null und die Drehzahlumkehrung wird wie bisher mit den Hilfsgetrieben und den Zahnrädern 18.1 bis 2101 erreicht. Es kann auch zuerst die Drehzahl des Getriebes 1 und dann die des Getriebes 2 herabgesetzt werden. Es müssen dann nur die Übersetzungen der Zahnräder des Standgetriebes geändert werden. Welcher Weg gewählt wird hängt vom Anwendungsfall ab.
Beide Wege haben ihre Vorteile. Durch die Zwischenschaltung eines zusätzlichen Hauptgetriebes erhöht sich das max. Drehmoment 4,2 mal Moment bei höchster Drehzahl beim gezeichneten Getriebe auf 17,6 mal Moment hei höchster Drehzahl, ohne daß sich der Leistungsanteil der Regelgetriebe erhöht. Die Zahl der Rauptgetriebe kann beliebig weiter erhöht werden0 Durch Einschalten eines Wendegetriebes in die Welle 19.1, 4.2 wird das Getriebe voll reversierbar. Das Zahnrad 18.1 und die Kupplung 17.1 entfallen. Die Zeichnung Blatt 3 zeigt eine besondere einfache Hauptgetriebeausführung. Zunächst ist die Kupplung 89 eingekuppelt. Bei voller Drehzahl der Hilfswelle 27 ist die Abtriebsdrehzahl etwas höher wie die Antriebsdrehzahl. Bei Drehzahl Null der Hilfswelle 27 wird die Kupplung 91 eingerückt und die Kupplung 89 ausgerückt. Das Zahnrad 81 und damit auch die Eingangswelle des Hauptgetriebes 80 läuft mit umgekehrter Drehzahl, die Abtriebsdrehzahl fällt weiter. Bei voller Drehzahl der Hilfswelle 27 haben die Kupplung 92 und das Zahnrad 93 gleiche Drehzahl. Die Kupplung 92 wird eingerückt.
Jetzt kann die Antriebsdrehzahl auf Null und durch Umschalten der Kupplungen 90 einrücken, 89 ausrücken auch in umgekehrter Richtung gefahren werdeno Die Hilfsgetriebe an der Trennlinie können nach Zeichnung 1 oder 2 ausgeführt werden0 Der Leistungsanteil der Regelgetriebe im oberen Drehzahlbereich ist höher als bei den Getrieben nach Zeichnung Blatt 1 und 2. Dafür ist es aber wesentlich einfacher im Aufbau.

Claims

Patentansprüche 9 Stufenloses, leistungsverzweigendes Verbundgetriebe mit einem ersten Leistungszweig, der ein stufenloses Stellgetriebe (hydrostatischer, elektrischer oder mechanischer Art) enthält, dessen eine Welle mit der Getriebeeingangswelle und dessen zweite Welle über eill bei Drehzahl Null schaltbares Wende-tandgetriebe mit einer Eingangswelle eines ersten Hilf sumlaufraderge triebe s gekoppelt ist, dessen andere Eingangswelle mit der Getriebeeingangswelle wnd dessen Ausgangswelle über ein bei Drehzahl Null schultbares Wende-Standgetriebe mit einer Eingangswelle eines zweiten Hilfsumlaufrädergetriebes gekoppelt ist, dessen andere Eingangswelle ebenfalls mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt ist. Die Ausgangswelle des zweiten Hilfsumllaufrädergetriebes über ein mehrwelliges Gangwechsel- und Wende-Standgetriebe mit me.reren Eingangswellen eines Hauptumlaufrädergetriebes gekoppelt werden kann, dessen eine Eingangswelle die Getriebeeingangswelle und dessen Ausgangswelle die Getriebeausgangswelle ist, dadurcn gekennzeichnet, daß die Eingangswelle und die Ausgangswelle der Umlaufrädergetriebe 8 bis 15 und 33 bis 39 durch die Kupplungen 6 und 16, 41 una 42 getauscht werden können, daß das Hilfsumlaufrädergetriebe nach Anspruch 33 bis 39 über die Zahnräder 18 bis 21 direkt mit der Abtriebswelle 19 koppelbar ist, daß das Regelgetriebe 1 über die Zahnräder 44, 45, 31 mit der Hilfswelle 27 koppelbar ist.
2. tufenloses, leistuingsverzweigendes Umlaufräde 1 dadurcn gekennzeichnet, daß das Hilfsgetrieoe 33 bis 39 durch zwei llilfsurnlaufrädergetriebe 51, 61 in Kaskade mit zwischengeschalteten Stand-Wendegetriebe 5d, 59, 90 ersetzt ist.
3. Stufenloses, leistungsverzweigendes Umlaufrädergetriebe nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Hauptumlaufrädergetriebe angehängt ist, dessen Eingangswelle die Ausgangswelle des ersten Hauptgetriebes und dessen Ausgangswelle die Abtriebswelle ist, daß die freie Eingangswelle 7. 1, 7.2 über Zaharäder und Kupplungen mit der anderen Eingangswelle 4.1, 4.2 oder der Hilfswelle 25 koppelbar ist.
4. Stufenloses, Leistungsverzweigendes Umlaufrädergetriebe nach Anseruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Verbindungswelle zwischen den beiden Hauptgetrieben ein Wendegetriebe eingeseaaltet ist.
5. St@fenloses, leistungsverzweigendes Umlaufrädergetriebe nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß durch die Kupplung 92 die Antriesswelle # von der Eingangswelle des Umlaufrädergetriebes 80 ge tre@nt werden kann, daß die beiden Eingangswellen durch das Stand-Getriebe 81, @@, 5, 5 und die Kupplung 92 gekoppelt sind, daß @e Hilfswwelle 27 über das Zahnrad 86 und die Kupplung 90 mit dem Standgetriebe 81, 83, 85, 93 bei Drehzahl Null koppelbar ist.

6, Stafenloses, leistuingsverzweigendes Umlaufrädergetriebe nach Anspruch 5, d a d u r c g e k e n n z e i c h n e t, daß statt der mitlaufenden Zahnräder und Kupplungen Schicberäder verwendet werden