DE1991871U - Überlagerungsgetriebe, insbesondere für Fahrzeuge mit Brennkraftmaschinenantrieb. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Überlagerungsgetriebe, die aus Stirnräder-Planetengetrieben mit parallel zur Hauptkraftflussrichtung angeordneten regelbaren hydrostatischen Axialkolbengetrieben bestehen. Solche Getriebe bieten die Möglichkeit, Drehmoment und Drehzahl bei verhältnismäßig gutem Wirkungsgrad stufenlos zu wandeln, so dass sie für Fahrzeuge mit Brennkraftmaschinen besonders geeignet sind.

Das hydrostatische Axialkolbengetriebe besteht aus den Einheiten I und II, die veränderbares Hubvolumen haben. Die Einheit I ist immer mit dem Reaktionsteil des Planetengetriebes verbunden. Je nachdem, wo die Einheit II des Axialkolbengetriebes an das Planetengetriebe angeschlossen wird, ergeben sich Getriebe von ganz verschiedener Funktion und Eigenschaften. Es sind folgende drei Anordnungsmöglichkeiten zu unterscheiden, die an Hand der Figuren 1 - 6 erläutert werden sollen:

Fig. 1 und 2: Einheit II mit der Abtriebswelle verbunden, Fig. 3 und 4: Einheit II mit der Antriebswelle verbunden, Fig. 5 und 6: Einheit II wechselweise mit der Abtriebswelle oder Antriebswelle verbindbar.

Figur 1 zeigt ein Überlagerungsgetriebe, dessen Planetentrieb aus dem inneren Zentralrad 1, dem Planetenradträger 3 mit den Planetenrädern 2 und dem äußeren Zentralrad 4 besteht und dessen hydrostatisches Axialkolbengetriebe von den schwenkbaren Einheiten I und II gebildet wird. Die Einheit I (Primäreinheit) ist über das Vorgelege 5/6 an das äußere Zentralrad 4 und die Einheit II (Sekundäreinheit) über das Vorgelege 7/8 an die Abtriebswelle ab angeschlossen. Die Abtriebswelle ist auch mit dem Planetenradträger 3 verbunden, während die Antriebswelle an mit dem inneren Zentralrad 1 in Verbindung steht.

Durch stufenloses Verstellen der Axialkolbeneinheiten lassen sich Drehzahl und Drehmoment zwischen Antriebs- und Abtriebswelle des Überlagerungsgetriebes stufenlos verändern. Bei eingeschwenkter Axialkolbeneinheit II, d.h. wenn die Schrägscheibe senkrecht zur Zylinderachse liegt, also kein Öl gefördert wird, steht die Einheit I still. Sie wirkt als Arretierung, wenn sie ausgeschwenkt ist. In diesem Zustand kann sich das Vorgelege 5/6 nicht drehen, so dass das über das Vorgelege 5/6 verbundene äußere Zentralrad (Reaktionsglied) festgehalten wird. Die Abtriebsdrehzahl des Überlagerungsgetriebes entspricht dann der Antriebsdrehzahl multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes. Diese Abtriebsdrehzahl wird die Grunddrehzahl ab[tief]o genannt.

Mit den Bezeichnungen M = Drehmoment, n = Drehzahl, N = Leistung und mit den Indizes der in Figur 1 verwendeten Nummerierungen ergeben sich für die Abtriebswelle nachstehende Gleichungen:

M[tief]ab = M[tief]3 + M[tief]8 M[tief]ab [mal] n[tief]ab = N[tief]3 [mal] n[tief]ab + M[tief]8 [mal] n[tief]ab

Unter Vernachlässigung des Wirkungsgrades gilt

Somit wird

Unter Vernachlässigung des Wirkungsgrades folgt daraus, wobei N[tief]8 = N[tief]I (Hydrostatische Leistung) ist:

In Figur 2 ist Gl. (1) graphisch dargestellt, wobei die auf die Abtriebsleistung N[tief]ab bezogene hydrostatische Leistung N[tief]I in Abhängigkeit von der auf die Abtriebsgrunddrehzahl bezogenen Abtriebsdrehzahl n[tief]ab aufgetragen ist. Das Verhältnis ist für

< 1 positiv, für größere Werte negativ.

Figur 3 zeigt ein Überlagerungsgetriebe vom selben Aufbau wie in Figur 1, wobei jedoch die Axialkolbeneinheit II über die Stirnräder 7/8 an die Antriebswelle an angeschlossen ist.

Es ergeben sich mit den bereits definierten Bezeichnungen folgende Beziehungen: M[tief]an = M[tief]1 + M[tief]8 M[tief]an [mal] n[tief]an = M[tief]1 [mal] n[tief]an + m[tief]8 [mal] n[tief]an

Unter Vernachlässigung des Wirkungsgrades ist

Es folgt:

Figur 4 zeigt graphisch den Verlauf der auf die Abtriebsleistung N[tief]ab bezogenen hydrostatischen Leistung N[tief]I, abhängig von der auf die Abtriebsgrunddrehzahl bezogenen Abtriebsdrehzahl n[tief]ab.

Das Verhältnis ist hier für

> 1 positiv und nähert sich asymptotisch dem Wert + 1; für kleinere ist es negativ und nähert sich asymptotisch dem Wert

Ein negatives Verhältnis im hydrostatischen Getriebe bedeutet, dass die Leistung in Richtung vom Abtrieb zum Antrieb fließt, d.h. dass dann Einheit II als Pumpe und Einheit II als Motor arbeitet. Die hydrostatische Leistung kreist in diesem Falle als reine Blindleistung im Überlagerungsgetriebe. Diese Blindleistung ist unerwünscht; sie verschlechtert den Wirkungsgrad und beansprucht die Bauteile unnötig.

Aus einem Vergleich von Figur 2 und 4 geht hervor, dass in der Grunddrehzahl n[tief]ab = in beiden Fällen die hydrostatische Leistung N[tief]I = 0 ist.

Die Nachteile des Auftretens einer negativen Leistung werden bei dem Überlagerungsgetriebe nach Fig. 5 vermieden, welches zwar grundsätzlich denselben Aufbau wie die Getriebe gemäß Figur 1 und 3 aufweist, jedoch durch Anwendung von Kupplungen ein wahlweises Anschließen der Axialkolbeneinheit II an die Abtriebswelle oder an die Antriebswelle ermöglicht; (vgl. dazu auch USA-Patent 2 830 468).

Die Axialkolbeneinheit II ist hier an eine Welle angeschlossen, die zwei Stirnräder 7 und 7' trägt. Das Stirnrad 7 steht mit dem schaltbaren Stirnrad 8 auf der Abtriebswelle ab und das Stirnrad 7' mit dem schaltbaren Stirnrad 8' auf der Antriebswelle an in Verbindung. Unterhalb der Grunddrehzahl, d.h. wenn n[tief]ab < ist, läuft das Stirnrad 8' leer mit und das Stirnrad 8 ist mit der Abtriebswelle ab verbunden. Oberhalb der Grunddrehzahl, d.h. wenn n[tief]ab > ist, läuft das Stirnrad 8 leer mit und das Stirnrad 8' ist mit der Antriebswelle an verbunden. Die Sekundäreinheit II ist also unterhalb der Grunddrehzahl an die Abtriebswelle und oberhalb der Grunddrehzahl an die Antriebswelle angeschlossen.

Figur 6 zeigt den Verlauf der hydrostatischen Leistung N[tief]I/N[tief]ab für diesen Fall. Im gesamten Wandelbereich ist nunmehr die hydrostatische Leistung positiv.

Das Überlagerungsgetriebe nach der Anordnung von Figur 5 eignet sich besonders gut für die Drehzahl- und Drehmomentwandlung bei konstanter Leistungsübertragung, wie sie z.B. bei Fahrzeugen erforderlich ist. Die Umschaltung der Sekundäreinheit beim Durchfahren der Grunddrehzahl bietet ferner die Möglichkeit, dass die Sekundäreinheit durch entsprechende Vergrößerung der Übersetzung der Räder 7/8 auch unterhalb der Grunddrehzahl verhältnismäßig schnell laufen kann. Die Sekundäreinheit II kann ihre maximal zulässige Drehzahl bereits in der Grunddrehzahl erreichen, während sie diese bei der Anordnung nach Figur 1 erst bei maximaler Abtriebsdrehzahl haben darf. Auf diese Weise baut die Sekundäreinheit verhältnismäßig klein.

Die Anordnung nach Figur 5 wird dabei zweckmäßigerweise so ausgelegt, dass in der Grunddrehzahl das Stirnrad 8' synchron mit der Antriebswelle an und das Stirnrad 8 synchron mit der Abtriebswelle ab läuft. Da in der Grunddrehzahl die Schrägscheibe der Sekundäreinheit II senkrecht zur Achse steht, sind die Stirnräder 7, 7' drehmomentfrei, wenn man Reibungs- und Leckverluste vernachlässigt.

Bei den beschriebenen Überlagerungsgetrieben können selbstverständlich die einzelnen Glieder der Planetengetriebe ggf. auch gegeneinander vertauscht werden. Ferner ist es z.B. möglich, beim Planetengetriebe das äußere Zentralrad durch ein zweites inneres Zentralrad zu ersetzen.

Dass Überlagerungsgetriebe gemäß Figur 5 trotz ihrer Vorteile für Fahrzeuge noch nicht in der Praxis Eingang gefunden haben, lag im wesentlichen an folgenden, bisher noch nicht gelösten Problemen:

1. Die Kombination von bekannten Axialkolbeneinheiten mit bekannten Planetengetrieben baut in der konstruktiven Gestaltung zu groß, zu schwer, zu sperrig und zu teuer.

2. Bewerkstelligung einer exakten Umschaltung des Getriebes in der Grunddrehzahl, d.h., dann, wenn das Reaktionsglied momentan still steht bzw. seine Drehrichtung ändert.

3. Eine mit vertretbarem Aufwand arbeitende Steuerung der Schrägscheiben der einzelnen Axialkolbeneinheiten über dem gesamten Wandelbereich bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt.

4. Eine automatische Steuerung des Getriebes in dem Sinne, dass die Brennkraftmaschine des Fahrzeugs optimal ausgenutzt wird.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, bei einem Überlagerungsgetriebe nach dem Prinzip, wie es unter Fig. 5 beschrieben ist, bei dem also die Sekundär-Axialkolbeneinheit oder -einheiten je nach der Größe der Abtriebsdrehzahl durch schaltbare Kupplungen mit der Abtriebswelle oder mit der Antriebswelle verbindbar sind, die vorstehend angeführten Aufgaben zu lösen und damit ein solches Getriebe für den Fahrzeugantrieb mit Brennkraftmaschine geeignet zu machen, wodurch es weiterhin ermöglicht wird, die Brennkraftmaschine gemäß der Linie des geringsten Kraftstoffverbrauches zu fahren.

Die Erfindung besteht darin, dass sowohl die Steuerung der Schrägscheiben der einzelnen Axialkolbeneinheiten über den gesamten stufenlosen Übersetzungsbereich des Getriebes als auch das Umschalten der Sekundär-Axialkolbeneinheit oder -einheiten beim Durchfahren der Grunddrehzahl von der Abtriebswelle auf die Antriebswelle und umgekehrt automatisch erfolgt.

Im besonderen erfolgt die automatische Steuerung der Schrägscheibe der Axialkolbeneinheiten durch einen Steuerschieber, dessen Kolben auf der einen Seite durch den Öldruck einer vom Motor angetriebenen Pumpe und auf der anderen Seite durch den durch eine Blende oder dgl. reduzierten Öldruck dieser Pumpe beaufschlagt wird, wobei der verbleibenden Kolbenkraft, die abhängig von der Motordrehzahl ist, durch eine an der Schieberstange angreifende Feder das Gleichgewicht gehalten wird und wobei diese Feder außerdem unter der Druckeinwirkung des Brennstoffpedales steht, dessen Stellung das Motordrehmoment bestimmt.

Weiter besteht die Erfindung darin, dass der Steuerschieber mit einem Hydraulikkolben in Verbindung steht, durch den sämtliche Schrägscheiben gleichzeitig verstellt werden.

Erfindungsgemäß treibt der Hydraulikkolben einen Kurbeltrieb an, dessen Schubstangen die Steuerstangen der Servo-Verstelleinrichtungen der Schrägscheiben betätigen.

Für die Drehrichtungsumkehr der Abtriebswelle ist nach der Erfindung zwischen Steuerschieber und Hydraulikkolben ein Umsteuerschieber angeordnet.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung, dass die automatische Steuerung der Schrägscheiben so ausgelegt ist, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Getriebes bei vorgegebenem Motordrehmoment (Stellung des Brennstoffpedals) so einstellt, dass sich die Funktion Motordrehmoment abhängig von der Motordrehzahl auf einer gewünschten Linie bewegt.

Zweckmäßigerweise verläuft die Funktion Motordrehmoment abhängig von der Motordrehzahl auf der Linie, bei der bei jeder Motorleistung der

Kraftstoffverbrauch möglichst niedrig liegt.

Erfindungsgemäß erfolgt das Umschalten der Sekundär-Axialkolbeneinheiten von der Abtriebs- auf die Antriebswelle und umgekehrt beim Durchfahren der Grunddrehzahl des Getriebes durch einen Tasthebel, der in die Verzahnung des das Reaktionsglied des Planetengetriebes mit einer Primär-Axialkolbeneinheit verbindenden Stirnradvorgeleges eingreift und bei Drehrichtungsumkehr desselben einen Steuerschieber betätigt, welcher seinerseits den Hydraulikkolben für die Umschaltung steuert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Axialkolbeneinheiten mit Schrägscheiben versehen und um das Planetengetriebe herum auf einer Querschnittsebene des Getriebegehäuses angeordnet. Die Zylinderkörper der Axialkolbeneinheiten sind jeweils mit mindestens einem Querlager und einem Zahnkranz versehen. Die Ölkanäle, die Steuerspiegel und die Ventile der Axialkolbeneinheiten sind in den Zwischenwänden des Getriebegehäuses angeordnet.

In den weiteren Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, welches noch Einzelheiten der Erfindung zeigt.

Fig. 7 zeigt das Getriebe im Längsschnitt,

Fig. 8 einen Querschnitt durch dasselbe,

Fig. 9 zeigt die Stellung der Schrägscheiben der Axialkolbeneinheiten in den verschiedenen Betriebszuständen (Fahrbereichen),

Fig. 10 zeigt die Steuerungseinrichtung des Getriebes in schematischer Darstellung,

Fig. 11 zeigt die Kennlinien einer Brennkraftmaschine mit den Arbeitskennlinien des Getriebes.

Nach Fig. 7 und 8 besteht das Planetengetriebe in Anlehnung an Fig. 5 aus dem mit der Antriebswelle an verbundenen inneren Zentralrad 1, drei Planetenrädern 2, dem mit der Abtriebswelle an verbundenen Planetenradträger 3 sowie dem als Reaktionsglied dienenden äußeren Zentralrad 4, welches über Stirnräder 5/6 mit der Primär-Axialkolbeneinheit I verbunden ist.

Um kleiner zu bauen, ist die Primär-Axialkolbeneinheit I in die Einheiten I und I' und ebenso die Sekundär-Axialkolbeneinheit II in die Einheiten II und II' unterteilt. Diese sind als Schrägscheibeneinheiten ausgebildet und um das Planetengetriebe herum auf einer Querschnittsebene des Getriebegehäuses angeordnet.

Die Sekundär-Axialkolbeneinheiten II und II' haben zwei Abtriebsstirnräder 7 und 7'. Diese stehen im Eingriff mit den schaltbaren Zahnrädern 8 und 8', von denen das Zahnrad 8 auf der Abtriebswelle ab und das Zahnrad 8' auf der Antriebswelle an drehbar gelagert ist. Mittels der Kupplungsmuffen 9 bzw. 10 sind sie mit dem drehfest auf der Abtriebswelle ab bzw. auf der Antriebswelle an sitzenden Kupplungskörper 11 und 12 verbindbar.

Die Zylinderkörper der Axialkolbeneinheiten I, I' und II, II' sind mit mindestens einem Querlager 13 im Getriebegehäuse gelagert. Ihre Schrägscheiben 14, auf denen sich die Kolben 15 abstützen, liegen in Schwenkkörpern 16, die ebenfalls im Getriebegehäuse gelagert sind. Die Gehäusezwischenwand 17 des Getriebes trägt den Steuerspiegel für die Axialkolbeneinheiten und enthält in Form von Bohrungen und Ausnehmungen alle notwendigen Ölkanäle und Ventile.

Die Schwenkachsen der Schrägscheiben der beiden Primär-Axialkolbeneinheiten I und I' und diejenigen der beiden Sekundär-Axialkolbeneinheiten II und II' liegen jeweils auf einer Achse und sind durch Kupplungen miteinander verbunden, so dass sie von je einem gemeinsamen Schwenkhebel 18 betätigt betätigt werden können.

Die Steuerung der Schrägscheiben 14 muss nach dem in Fig. 9 dargestellten Schema erfolgen, welches die Stellung der Schrägscheiben in den verschiedenen Betriebszuständen (Fahrbereichen) zeigt, und zwar a) Leerlauf, b) Vorwärtsfahrt unterhalb der Grunddrehzahl, c) Vorwärtsfahrt bei Grunddrehzahl, d) Vorwärtsfahrt oberhalb der Grunddrehzahl, e) Rückwärtsfahrt.

In der Maximal-Geschwindigkeit werden die Schrägscheiben der Primär- und Sekundär-Axialkolbeneinheiten ohne Veränderung des Wandelverhältnisses synchron auf kleinere Schwenkwinkel zurückgenommen. Dadurch erhöht sich der in diesem Betriebspunkt verhältnismäßig niedrige Hochdruck im hydrostatischen Kreislauf und verringert sich die Kolbengeschwindigkeiten der Axialkolbeneinheiten, was eine Wirkungsgradverbesserung zur Folge hat. Ferner ist es durch diese Maßnahme möglich, die maximal zulässigen Drehzahlen der Axialkolbeneinheiten zu erhöhen, wodurch sich ihre Baugrößen entsprechend verringern.

Die Steuerung der Schwenkung der Schrägscheiben 14 für die einzelnen Betriebszustände, und zwar der Rückwärtsfahrt über den Leerlauf zur maximalen Vorwärtsfahrt wird gemäß der Erfindung auf die kontinuierliche Drehbewegung eines Kurbeltriebes zurückgeführt.

Gemäß Fig. 10, welche die gesamte Steuerungseinrichtung des Getriebes in schematischer Darstellung zeigt, sind die Schrägscheiben 14 der beiden Axialkolbeneinheitengruppen I, I' und II, II' über die Schwenkhebel 18 unter Zwischenschaltung der Server-Verstelleinrichtungen 19 durch Schubstangen 20 mit dem Kurbeltrieb 21 verbunden, dessen Drehbewegung über eine Zahnstange durch den Hydraulikkolben 22 verursacht wird, der seine Beaufschlagung vom Steuerschieber 23 erhält. Die Server-Verstellleinrichtung 19, die vom Ölkreislauf der Axialkolbenmaschinen beaufschlagt wird, ist nochmals im vergrößerten Maßstab dargestellt.

Der Kolben 24 des Steuerschiebers 23 wird auf beiden Seiten durch Drucköl beaufschlagt, welches von der vom Motor angetriebenen Pumpe

25 kommt. Die Pumpe liefert auch Öl über die Leitung 26 in den Kreislauf des Axialkolbengetriebes zum Ausgleich der Leckverluste und über die Leitung 27 zur Betätigung des Hydraulikkolbens 22 sowie des Hydraulikkolbens 39.

Die eine Seite des Kolbens 24 des Steuerschiebers 23 wird über die Leitung 28 vom vollen Öldruck der Pumpe beaufschlagt, während die andere Seite über die Leitung 29 von einem durch die Blende 30 reduzierten Öldruck beaufschlagt wird. Die Differenzkraft am Kolben ist proportional der Motordrehzahl. Der nach rechts gerichteten Differenzkraft des Kolbens wird durch eine Feder 31 das Gleichgewicht gehalten, die an der Kolbenstange 32 angreift. Bei diesem Gleichgewichtszustand verhindern die Steuerkolben 33 und 33' des Steuerschiebers 23 den Durchfluß des durch die Leitung 27 von der Pumpe 25 kommenden Drucköls zum Hydraulikkolben 22; die vorgegebene Übersetzung ist dann eingeregelt.

Der Steuerschieber 23 ist ferner noch mit dem Brennstoffpedal 34 des Motors verbunden, durch welches ein zusätzlicher Druck auf die Feder 31 ausgeübt werden kann und zwar ein Druck, welcher etwa proportional dem Motordrehmoment ist. Durch diesen Druck wird das Gleichgewicht am Steuerschieber 23 gestört, so dass die Steuerkolben 33 und 33' dem aus der Leitung 27 kommenden Drucköl den Weg zum Hydraulikkolben 22 über die Leitungen 35 und 35' freigeben, wodurch eine Verstellung der Schrägscheiben 14 erfolgt, welche eine Übersetzungsänderung des Getriebes zur Folge hat. Diese Übersetzungsänderung erfolgt automatisch solange, bis wieder Gleichgewicht am Steuerschieber 23 hergestellt ist.

Zwischen dem Steuerschieber 23 und dem Hydraulikkolben 22 ist in den Weg des Drucköls noch ein Umsteuerschieber 36 eingeschaltet, durch den die Anschlüsse der Leitungen 35 und 35' vertauscht werden, sodass die Beaufschlagungsrichtung des Hydraulikkolbens 22 und damit auch die Stellung der Schrägscheiben zum Beispiel von der Stellung d) Vorwärtsfahrt in die Stellung a) Rückwärtsfahrt geändert wird.

Die automatische Umschaltung der Axialkolbeneinheiten II und II' von der Abtriebswelle ab auf die Antriebswelle an und umgekehrt beim Durchfahren der Grunddrehzahl des Getriebes wird durch einen Tasthebel 37 gesteuert, der in die Verzahnung eines das Reaktionsglied (äußeres Zentralrad) 4 des Planetengetriebes mit einer Primär-Axialkolbeneinheit I oder I' verbindenden Stirnrades 6 eingreift und bei Drehrichtungsumkehr desselben einen Steuerschieber 38 betätigt, welcher seinerseits mit seinen Kolben den Hydraulikkolben 39 für die Umschaltung steuert. Dessen Kolbenstange 40 ist mit Schaltgabeln 41 versehen, die in die Kupplungsmuffen 9 und 10 der schaltbaren Zahnräder 8 und 8' eingreifen. Unterhalb der Grunddrehzahl wird das Zahnrad 8 der Axialkolbeneinheit II mit der Abtriebswelle ab gekuppelt, während das Zahnrad 8' leerläuft und oberhalb der Grunddrehzahl das Zahnrad 8' mit der Antriebswelle an gekuppelt, während das Zahnrad 8 leerläuft.

Die erfindungsgemäße Umschaltung ermöglicht mit einfachen konstruktiven Mitteln ein exaktes Umschalten in der Grunddrehzahl und erübrigt besondere Synchronisierungseinrichtungen in den Schaltelementen.

Die Auslegung der automatischen Steuerung gemäß der Erfindung erfolgt so, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Getriebes bei vorgegebenem Motordrehmoment, welchem eine bestimmte Stellung des Brennstoffpedales entspricht, so einstellt, dass die Funktion Motordrehmoment M[tief]an abhängig von der Motordrehzahl eine bestimmte Linie im Motorkennfeld darstellt, gemäß Fig. 11 ergibt.

Figur 11 zeigt das Kennfeld eines Antriebsmotors (Dieselmotors), in dem das Motordrehmoment M[tief]an in Abhängigkeit von der Motordrehzahl n[tief]an dargestellt ist. In diesem Kennfeld sind die Hyper konstanter abgegebener Motorleistung N sowie die spezifischen Kraftstoff-Verbraucherkurven be (Muschelkurven) eingetragen.

Während beim Einsatz eines konventionellen Schaltgetriebes die Brennkraftmaschine jeden Betriebszustand im gesamten Motorkennfeld einnehmen kann und während bei hydrodynamischen Wandlern das Motordrehmoment durch die Eigenart des hydrodynamischen Wandlers nur parabelförmig verlaufen kann, ist bei Überlagerungsgetrieben mit hydrostatischen Axialkolbengetrieben ein Fahren der Brennkraftmaschine nach einer beliebigen vorgegebenen Linie möglich. Zum Beispiel kann es zweckmäßig sein, hierfür die Linie des maximalen Drehmomentverlaufes oder des minimalen Kraftstoffverbrauches zu wählen. Dem letzteren Fall entspricht der Linienzug a, b in Fig. 11. Im unteren Drehmomentbereich ist dies eine Senkrechte a und im oberen Drehmomentbereich eine schräg geneigte Gerade b, die durch den Punkt be min geht.

Die Auslegung des Getriebes für ein Arbeiten nach diesen Geraden erfolgt durch entsprechende Bemessung der den Steuerschieber beeinflussenden Größen wie Drossel, Feder sowie der Steuerorgane der Schrägscheiben. Die Senkrechte a wird dabei dadurch erreicht, dass sich die Feder 31 nach Zurücknehmen des Brennstoffpedales 34 an einem Anschlag 42 abstützt und eine konstante Kraft auf den Steuerschieber 23 ausübt, der bei Gleichgewicht eine gleichgroße Kraft am Kolben 24 entgegenwirkt, was einer konstanten Drehzahl entspricht. Die Neigung der Geraden b wird durch eine entsprechende Wahl der Federkonstanten der Feder 31 erzielt.

Die Auslösung der automatischen Steuerung erfolgt dann lediglich durch das Brennstoffpedal des Motors.

Das erfindungsgemäße Getriebe baut im Vergleich zu den bekannten Überlagerungsgetrieben kleiner, leichter und kompakter und liegt relativ niedrig in den Gestehungskosten. Es ist auf Grund seiner automatischen Steuerung einfach zu handhaben und gewährleistet bei gutem Wirkungsgrad eine wirtschaftliche Ausnutzung der Brennkraftmaschine.

Claims (11)

1. Überlagerungsgetriebe für Fahrzeuge mit Brennkraftmaschinenantrieb, bestehend aus einem Planetengetriebe und parallel zur Antriebs- und Abtriebswelle angeordneten regelbaren hydrostatischen Axialkolbeneinheiten, bei denen die Sekundär-Axialkolbeneinheit oder -einheiten je nach der Größe der Abtriebsdrehzahl durch schaltbare Kupplungen mit der Abtriebswelle oder mit der Antriebswelle verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Steuerung der Schrägscheiben (14) der einzelnen Axialkolbeneinheiten (I, I', II, II') über den gesamten stufenlosen Übersetzungsbereich des Getriebes als auch das Umschalten der Sekundär-Axialkolbeneinheiten (II, II') beim Durchfahren der Grunddrehzahl von der Abtriebswelle (a, b) auf die Antriebswelle (an) und umgekehrt automatisch erfolgt.

2. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Steuerung der Schrägscheiben (14) der Axialkolbeneinheiten durch einen Steuerschieber (23) erfolgt, dessen Kolben (24) auf der einen Seite durch den Öldruck einer vom Motor angetriebenen Pumpe (25) und auf der anderen Seite durch den durch eine Blende (30) oder dgl. reduzierten Öldruck dieser Pumpe beaufschlagt wird, wobei der verbleibenden Kolbenkraft, die abhängig von der Motordrehzahl durch eine an der Schieberstange (32) angreifende Feder (31) das Gleichgewicht gehalten wird und wobei diese Feder außerdem unter der Druckeinwirkung des Brennstoffpedales (34) steht, dessen Stellung das Motordrehmoment bestimmt.

3. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerschieber (23) mit einem Hydraulikkolben (22) in Verbindung steht, durch den sämtliche Schrägscheiben (14) gleichzeitig verstellt werden.

4. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hydraulikkolben (22) einen Kurbeltrieb (21) antreibt, dessen Schubstangen (20) die Steuerstangen (18) der Servo-Verstelleinrichtungen (19) der Schrägscheiben (14) betätigen.

5. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Drehrichtungsumkehr der Abtriebswelle zwischen Steuerschieber (23) und Hydraulikkolben (22) ein Umsteuerschieber (36) angeordnet ist.

6. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die automatische Steuerung der Schrägscheibe (14) so ausgelegt ist, dass sich das Übersetzungsverhältnis des Getriebes bei vorgegebenem Motordrehmoment (Stellung des Brennstoffpedals) so einstellt, dass sich die Funktion Motordrehmoment (M[tief]an) abhängig von der Motordrehzahl (n[tief]an) auf einer gewünschten Linie bewegt.

7. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion Motordrehmoment (M[tief]an) abhängig von der Motordrehzahl (n[tief]an) auf der Linie verläuft, bei der bei jeder Motorleistung der Kraftstoff-Verbrauch (be) möglichst niedrig liegt (Fig. 11).

8. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Umschalten der Sekundär-Axialkolbeneinheiten (II, II') von der Abtriebswelle (ab) auf die Antriebswelle (an) und umgekehrt beim Durchfahren der Grunddrehzahl des Getriebes ein Tasthebel (37) vorgesehen ist, der in die Verzahnung des das Reaktionsglied (4) des Planetengetriebes mit einer Primär-Axialkolbeneinheit (I, I') verbindenden Stirnradvorgeleges (5/6) eingreift und der bei Drehrichtungsumkehr desselben einen Steuerschieber (38) betätigt, welcher seinerseits den Hydraulikkolben (39) für die Umschaltung steuert.

9. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Axial-Kolbeneinheiten (I, I', II, II') mit Schrägscheiben versehen und um das Planetengetriebe herum auf einer Querschnittsebene des Getriebegehäuses angeordnet sind.

10. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zylinderkörper der Axialkolbeneinheiten (I, I', II, II') jeweils mit mindestens einem Querlager (13) und einem Zahnkranz (6, 7') versehen sind.

11. Überlagerungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölkanäle, die Steuerspiegel und die Ventile der Axialkolbeneinheiten (I, I', II, II') in den Zwischenwänden des Getriebegehäuses angeordnet sind.