DE2405804A1 - HYDROSTATIC TRANSMISSION - Google Patents
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Description
Hydrostatisches Getriebe, Die Erfindung bezieht sich auf ein hydrostatisches Getriebe mit einer ein veränderbares ilbersetzungsverhältnis aufweisenden hydrostatischen Pumpen-Motor-Hombination, welche eine Eintritts- und eine Austrittswelle aufweist, sowie eine mechanische Abzweigung, welche um die Pumpen-Motor-Kombination ange ordnet ist und ein Wechselgetriebe aufweist, welches ein paar Eintrittselemente besitzt, die von der Eintrittswelle beziehungsweise von der Austrittswelle angetrieben werden und weiterhin ein abschließendes Austrittselement, welches von dem Wechselgetriebe mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die von den betreffenden Geschwindigkeiten der Eintrittselemente abhängt. Hydrostatic transmission, The invention relates to a hydrostatic Transmission with a hydrostatic transmission with a variable transmission ratio Pump-motor combination, which has an inlet and an outlet shaft, and a mechanical branch, which is arranged around the pump-motor combination is and has a change gear, which has a few entry elements, which are driven by the entry shaft or the exit shaft and a final exit element from the change gearbox is driven at a speed that is different from the speeds in question which depends on the entry elements.
In der einfachsten Ausführungsform weist ein derartiges Übersetzungssystem die beiden Eintritts elemente des Wechselgetrie bes auf, welche ständig durch eine zugehörige Verzahnung mit den Eintritts- und Austrittswellen der Pumpen-Motor-Kombination verbunden sind. Ein derartiges System hat in zweifacher Weise die Möglichkeit die Leistungsfähigkeit der Pumpen-Motor-Kombi nation auszunutzen.In the simplest embodiment, such a translation system the two entry elements of the gear change, which are constantly through a Corresponding toothing with the inlet and outlet shafts of the pump-motor combination are connected. Such a system has the possibility in two ways Take advantage of the efficiency of the pump-motor combination.
Eine etwas kompliziertere Ausführungsform des Systems weist ein paar Kupplungen auf, von denen eine dazu benutzt wird, die Verbindung zwischen den beiden Eintrittselementen zu unterbrechen, um so eine einfache hydrostatische Übersetzung für kleine Geschwindigkeiten zu schaffen, und wobei die andere Kupplung dazu benutzt wird, eines der Eintrittselemente mit der Eintrittswelle für hohe Geschwindigkeiten miteinander zu verbinden, Ein derartiges Getriebe besitzt eine dreimal so hohe Leistungsfähigkeit wie die Pumpen-Motor-Kombination, aber das System muß aus der Ruhe auf das volle Lastmoment starten wie bei einem einfachen hydrostatischen Getriebe, und das System ist nicht in der Lage, bei niedrigen Austrittsgeschwin digkeiten langsam zu laufen.A slightly more complicated embodiment of the system has a few Couplings, one of which is used to connect the two Interrupt entry elements, so a simple hydrostatic translation for low speeds, and using the other clutch for this purpose becomes, one of the entry members with the high speed entry shaft with each other too connect, such a gear has a three times as high performance as the pump-motor combination, but the system must start from rest to the full load torque as with a simple hydrostatic Transmission, and the system is unable to operate at low exit speed to run slowly.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein solches System, welches die genannten Nachteile nicht aufweist, sondern den Vorteil hat, daß die Leistungsiähigkeit ansteigt, Das erfindungsgemäße hydrostatische Getriebesystem weist eine Pumpen-Motor-Einkeit mit veränderbarem tlbersetzungsverhältnis und folgenden Elementen auf: eine Eintritts- und eine Austrittswelle, erste und zweite Differentialgetriebe, von denen jedes ein paar Eintrittselemente und ein Austrittselement aufweist, eine erste Kupplung, um wahlweise ein Eintrittselement des zweiten Differentialgetriebes mit der Eintrittswelle zu verbinden und eine zweite Kupplung, um die beiden Eintrittselemente des zweiten Differentialgetriebes wahlweise voneinander zu trennen, wobei ein Eintrittselement des ersten Differentialgetriebes ständig von der Eintrittswelle angetrieben wird und das andere Eintrittselement eines der Differentialgetriebe mit der Austrittswelle verbunden ist und das andere Eintrittselement des anderen Differentialgetriebes mit dem Austrittselement des einen der genannten Differentialgetriebe in Verbindung steht und das Austrittselement des genannten anderen Differentialgetriebes das Austrittsteil des Systems bildet, Auf der Austrittswelle der Pumpen-Motor-Einheit kann ein Verzögerer angebracht sein, wobei Mittel vorgesehen sind, welche die Tätigkeit des Verzögerers auch während eines Bremsvorganges undZoder während eines laufes mit niedriger Geschwindigkeit verursachen. Während eines laufes mit niedriger Geschwindigkeit würde bei Abwesenheit des Verzögerers der Motor der Pumpen4Iotor~Einheit wie eine Pumpe wirken und die wirkliche Pumpe der Einheit antreiben, so daß die Leistung durch die Pumpen-Motor-Einheit zurückgeführt würde. Mit der Tätigkeit des Verzögerers würde andererseits das Drehmoment, welches auf den Motor übertragen wird, vermindert und eine kleinere Leistung würde zurück übertragen0 Wenn derartige Betriebsbedingungen vorliegen, die wesentlich die Größe des benötigten hydrostatischen Motors bestimmen, so folgt daraus, daß ein kleinerer Motor verwendet werden kann, wenn die Leistung des Motors in diesem kritischen Bereich herabgesetzt wird, indem man auf die Austrittswelle des Motors einen Verzögerer aufmontiert.The present invention relates to such a system which does not have the disadvantages mentioned, but has the advantage that the performance The hydrostatic transmission system according to the invention has a pump-motor unit with changeable transmission ratio and the following elements: an entry and an output shaft, first and second differential gears, each of which has a pair of entry elements and one exit element, a first coupling, to optionally an entry element of the second differential gear with the entry shaft to connect and a second coupling to the two entry elements of the second Differential gear optionally to separate from each other, with an entry element of the first differential gear is constantly driven by the input shaft and the other entry member of one of the differential gears with the exit shaft is connected and the other entry element of the other differential gear with the outlet element of one of said differential gears in connection stands and the outlet element of said other differential gear is the outlet part of the system, a retarder can be installed on the output shaft of the pump-motor unit be attached, means are provided which the action of the retarder also during braking and Z or while running at low speed cause. During a run at low speed you would be absent of the retarder the motor of the pump / motor unit act like a pump and the real Drive the pump of the unit so that the power through the pump-motor unit would be returned. With the action of the retarder on the other hand, the torque which is transmitted to the engine would be reduced and a smaller power would be transmitted back0 if such operating conditions which essentially determine the size of the hydrostatic motor required, so it follows that a smaller motor can be used if the power of the engine in this critical area is reduced by acting on the output shaft a retarder is mounted on the engine.
Die Erfindung ist anhand der anliegenden Zeichnungen, die jedoch lediglich einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgedankens veranschaulichen, näher erläuterte Es zeigen: Fig. 1 und 2 schematische Darstellungen zweier Beispiele hydrostatischer Getriebesysteme; Eggo 3 eine schematische Darstellung ähnlich der in Fig. 1 mit einem Verzögerer, der mit der Pumpen-Motor-Einheit zusammenwirkt.The invention is based on the accompanying drawings, which, however, are only illustrate some embodiments of the inventive concept, explained in more detail 1 and 2 show schematic representations of two examples of hydrostatic ones Transmission systems; Eggo 3 has a schematic representation similar to that in FIG a retarder that interacts with the pump-motor unit.
In dem Ausführungsbeispiel in Fig, 1 weist das System eine hydrostatische Pumpen-Motor-Einheit mit einem variablen Ubersetzungsverhältnis auf. Diese Einheit besteht vorzugsweise aus einer variablen Verdrängerpumpe 10 und einem festen Verdrängermotor 11. Die Einheit 10, 11 weist eine Eingangswelle 10a auf, welche die Pumpe 10 antreibt, sowie eine Ausgangswelle Iia, die mit dem Motor 11 in Kräfte übertragender Weise verbunden ist.In the exemplary embodiment in FIG. 1, the system has a hydrostatic Pump-motor unit with a variable transmission ratio. This unit preferably consists of a variable displacement pump 10 and a fixed displacement motor 11. The unit 10, 11 has an input shaft 10a which drives the pump 10, and an output shaft Iia connected to the engine 11 in a power-transmitting manner connected is.
Es ist zunächst ein erstes Differentialgetriebe 12 vorgesehen, welches als Planetenradgetriebe mit zwei Eingangselementen ausgebildet ist, welche ein Sonnenrad 13, das mit der Ausgangswelle 11a verbunden ist und ein Hohlrad 14 aufweisen, welches über Zahnradverbindungen 15a, 15b mit der Eingangswelle 10a verbunden ist sowie ein Austrittselement in Form eines Planetenradträgers 16, welcher die Planetenräder 16a der Zahnradverbindung 12 trägt, Selbstverständlich hangt die Drehzahl des Austrittselementes sowohl von den Drehzahlen der Eingangswelle 10a als auch der Ausgangswelle 11a der Einheit 10, 11 abO Die Zahnradverbindungen15a, 15b können so dimensioniert sein, daß, wenn das Ubersetzungsverhältnis der Einheit 10, 11 1 : 1 beträgt, das Hohlrad 14 so ausgebildet ist, daß es sich mit derselben Geschwindigkeit wie das Sonnenrad 13 bewegt, wobei die durch die Zahnradverbindung übertragene Kraft genau so groß ist wie diejenige, die durch die Einheit 12 übertragen wird.There is initially a first differential gear 12 is provided which is designed as a planetary gear with two input elements, which is a sun gear 13, the one with the output shaft 11a is connected and a ring gear 14 have which via gear connections 15a, 15b with the input shaft 10a is connected and an exit element in the form of a planetary gear carrier 16, which the planet gears 16a of the gear connection 12 carries, of course, depends Speed of the outlet element both from the speeds of the input shaft 10a as well as the output shaft 11a of the unit 10, 11 abO The gear wheel connections 15a, 15b can be dimensioned so that when the transmission ratio of the unit 10, 11 is 1: 1, the ring gear 14 is designed so that it is with the same Speed as the sun gear 13 moves, which is due to the gear connection transmitted force is exactly as great as that transmitted by the unit 12 will.
Außerdem ist ein zweites Differentialgetriebe 17 vorgesehen, welches ebenfalls als Planetenradgetriebe ausgebildet ist0 Das Zahnradgetriebe 17 weist zwei Eintrittselemente in Form eines ringförmigen Zahnrades 18 welches durch ein Zahnrad triebe 19 vom Planetenzahnradträger 16 des Zahnradgetriebes 12 angetrieben wird, einen Planetenzahnradträger 20 und ein Austrittselement in Form eines Sonnenrades 21 auf. Auf dem Dräger 20 sind PlanetenXahnräder 22 vorgesehen, welche mit dem Sonnenrad 21 und den inneren Zähnen des ringförmigen Zahnrad des 18 in Eingriff stehen.In addition, a second differential gear 17 is provided which is also designed as a planetary gear transmission 0 The gear transmission 17 has two entry elements in the form of an annular gear 18 which by a Gear drive 19 from the planetary gear carrier 16 of the gear transmission 12 is driven is, a planetary gear carrier 20 and an exit element in the form of a sun gear 21 on. Planetary gears 22 are provided on the Dräger 20, which with the sun gear 21 and the inner teeth of the annular gear of 18 are in mesh.
Eine erste Kupplung 23 ist vorgesehen, um den Planetenradträger 20 es zweiten Differentialgetriebes 17 mit der Eingangswelle 1Q über ein Zahnradgetriebe 24 zu verbinden, Eine zweite Kupplung 25 verbindet das ringförmige Zahnrad 18 und den Planetenradträger 20 des zweiten Differentialgetriebes 170 Diese beiden Kupplungen, die als Reibungs- oder Klauenkupplungen ausgebildet sein können, haben eine gemeinsame Regelung 26, um das Kuppeln und Entkuppeln so zu steuern, daß die Kupplung 23 eingektippelt ist, wenn die Kupplung 25 ausgekuppelt ist und umgekehrt Die Regelung ist mit Hilfe eines Hydraulikkreises angeschlossen.A first clutch 23 is provided to the planetary gear carrier 20 it second differential gear 17 with the input shaft 1Q via a gear train To connect 24, a second clutch 25 connects the annular gear 18 and the planetary gear carrier 20 of the second differential gear 170 These two clutches, which can be designed as friction or claw clutches have a common Control 26 to control the coupling and uncoupling so that the coupling 23 is engaged is when the clutch 25 is disengaged and vice versa. The control is with the aid connected to a hydraulic circuit.
Daher findet im Benutzungsfall, wenn die Kupplung 23 ausgekuppelt und die Kupplung 25 eingekuppelt ist, keine Relativbewegung zwischen dem ringförmigen Zahnrad 18 und dem Planetenradträger 20 statt, so daß das zweite Differentialgetriebe 17 "gesperrt't ist und als eine Einheit rotiert. Das System arbeitet auf diese Weise als ein einfaches parallel geschaltetes hydrostatisches Getriebe und kann stoßfrei mit niedriger Drehzahl laufen, Zusätzlich wird ais Maximum nur die Hälfte der eingeleiteten Kraft unter dieser Bedingung durch die Pumpen Motor-Einheit 10 11 übertragen. Die Zahnradverbindungen 19 und 24 sind so angeordnet, das wenn das tbersetzungsverhältnis der Einheit 10, 11 den gleichen Wert hat, die Eintrittsseite der Kupplung 23 mit der gleichen Geschwindigkeit gedreht wird, wie das ringförmige Zahnrad 18o Bei diesem Übersetzungs verhältnis bewirkt die Regelung 26 das Einkuppeln der Kupplung 23 (ohne Kraftverlust solange die Eintritts- und Austritt seite der Kupplung mit der gleichen Geschwindigkeit laufen2 und das Auskuppeln der Kupplung 25. Wenn das tbersetzungsverhältnis der Einheit 10, 11 gegen -1 (durch 0), herabgesetzt wird, wächst die Geschwindigkeit des ringförmigen Zahnrades 1& relativ zum Planetenradträger 20, wobei die Geschwindigkeit des Austrittsgliedes 21 des Zahnradgetriebes 17 wächst, welches den abschließenden Austritt aus dem Getriebe bildet In dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel hat die Pumpen-Motor-Einheit 110, 111 eine Eintrittswelle 110a und eine Austritt welle liga. In diesem Falle hat das erste Differentialgetriebe 112 eine gleichbleibende Zahnverbindung 115 zwischen dem ringförmigen Rad 114 und der Eintrittswelle 110a, und der Planetenradträger 116 bildet den abschließenden Austritt aus dem System.Therefore, in use, when the clutch 23 is disengaged and the clutch 25 is engaged, no relative movement between the annular Gear 18 and the planet carrier 20 instead, so that the second differential gear 17 "is locked and rotating as a unit. The system works in this way as a simple parallel hydrostatic transmission and can be bumpless run at low speed. In addition, only half of the initiated speed is a maximum Power is transmitted through the pump motor unit 10 11 under this condition. the Gear connections 19 and 24 are arranged so that when the transmission ratio of the unit 10, 11 has the same value, the inlet side of the coupling 23 with is rotated at the same speed as the ring-shaped gear 18o in this one Gear ratio causes the control 26 to engage the clutch 23 (without Loss of power as long as the inlet and outlet side of the coupling with the same Running speed2 and disengaging the clutch 25. When the transmission ratio of the unit 10, 11 against -1 (by 0), the speed increases of the annular gear 1 & relative to the planetary gear carrier 20, the speed of the outlet member 21 of the gear mechanism 17 grows, which is the final Exit from the transmission forms In the example shown in FIG. 2, the Pump-motor unit 110, 111 an inlet shaft 110a and an outlet shaft league. In this case, the first differential gear 112 has a constant tooth connection 115 between the annular gear 114 and the input shaft 110a, and the planetary gear carrier 116 forms the final exit from the system.
Das Sonnenrad 113 ist direkt mit dem Austrittssonnenrad 121 des zweiten Differentialgetriebes 117 verbunden, dessen ringförmiges Zahnrad 118 durch die Austrittswelle lila angetrieben wird und deren Planetenradträger 120 mit den Kupplungen 123 und 124 verbunden ist, welche genau den Kupplungen 23 und 24 in Fig. 1 entsprechen.The sun gear 113 is directly with the exit sun gear 121 of the second Differential gear 117 connected, its annular gear 118 through the output shaft purple powered is and its planetary gear carrier 120 with the clutches 123 and 124, which exactly correspond to the couplings 23 and 24 in FIG.
So sind die Kupplungen 123 und 124 wahlweise eingekuppelt wie zuvor, um den Planetenradträger 120 entweder mit dem ringför migen Zahnrad 118 oder mit der Eintrittswelle 110a zu verbinden. Eine Regelung 126 ist für das Umschalten der Kupplungen bei den entsprechenden Geschwindigkeiten vorgesehen.So the clutches 123 and 124 are optionally engaged as before, to the planet carrier 120 either with the ringför shaped gear 118 or with to connect the input shaft 110a. A control 126 is for switching the Clutches provided at the appropriate speeds.
Fig. 3 zeigt ein System, welches dem in Fig. 1 dargestellten ähnlich ist, wobei jedoch auf der Austrittswelle 11a zusätzlich noch ein Verzögerer 150 angebracht ist0 Dieser Verzögerer ist an sich bekannt und weist ein Schaufelrad 151 in einem Gehäuse 152 auf, welches schnell mit einer Flüssigkeit gefüllt wird, wenn Energie vernichtet werden soll.FIG. 3 shows a system which is similar to that shown in FIG is, but there is also a retarder 150 on the exit shaft 11a is attached0 This retarder is known per se and has a paddle wheel 151 in a housing 152, which is quickly filled with a liquid, when energy is to be destroyed.
Der Verzögerer 23 kann auf zweifache Weise in Tätigkeit gebracht werden, nämlich zum Bremsen und wenn das Austrittsglied 21 mit sehr niedriger Geschwindigkeit gedreht werden Sollo Die Tätigkeit des Verzögerers wird beispielsweise mit einer Hilf spumpe und entsprechenden Ventilen verwirklicht0 Im letzteren Falle wird durch die Benutzung des Verzögerers der Gesamtwirkungsgrad der Einheit herabgesetzt, was jedoch nichts ausmacht, solange nicht eine große Leistung in einem Landfahrzeuggetriebe mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten benötigt wird. Der Verzögerer dient jedoch dazu, die Belastung herabzusetzen die auf die hydrostatische Getriebeeinheit 10 ausgeübt wird0 Die Einheit 10 in Fig, 2 kann in ihrer Größe wesentlich kleiner ausgeführt werden, wenn man sie mit der Ausführungsform vergleicht, welche ohne Abzweigungen oder Verzögerer benötigt würde, wenn nur ein Viertel der Gesamtleistung dadurch übertragen wird.The retarder 23 can be brought into action in two ways, namely for braking and when the exit member 21 at very low speed be rotated Sollo The activity of the retarder is, for example, with a Auxiliary pump and corresponding valves implemented0 In the latter case, is implemented by the use of the retarder decreased the overall efficiency of the unit, which however, do not mind, as long as it does not have great performance in a land vehicle transmission at very low speeds is needed. The retarder serves, however to reduce the load on the hydrostatic transmission unit 10 The unit 10 in FIG. 2 can be made much smaller in size when compared to the embodiment which has no branches or retarders would be needed if only a quarter of the total output was thereby is transmitted.
Der Einsatz des Verzögerers ermöglicht die Verwendung eines Motors, der in seiner Größe um weitere 30 bis 40 herabgesetzt wird, was von dem Verhältnis Leistung/Gewicht des Fahrzeuges abhängt, in welches das Getriebesystem eingebaut wird0 Der Verzögerer ist insbesondere bei Fahrzeugen mit einem kleinen Verhältnis Leistung/Gewicht von besonderer Bedeutung, in welchen ein Minimum an überschüssiger Leistung vorhanden ist0 Selbstverständlich kann der Verzögerer 150 alternativ vub auf die Austrittswelle 111a eines solchen Systemes angeordnet werden, welches in Fig. 2 dargestellt ist.The use of the retarder enables the use of a motor, which is reduced in size by another 30 to 40, what of the ratio Power / weight of the vehicle in which the transmission system is installed depends will0 The retarder is especially on vehicles with a small ratio Power / weight of particular importance, in which a minimum of excess Power is available0 Of course, the retarder 150 can alternatively vub be arranged on the outlet shaft 111a of such a system, which is shown in Fig. 2 is shown.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der Verzögerer auch auf die Welle 154 (Fig. 2) zwischen den Kupplungen 123 und 124 angeordnet sein. Diese alternative Anordnung des Verzögerers ist in gestrichelten Linien eingezeichnet0 Bei einer niedrigen Geschwindigkeit mit ausgekuppleter Kupplung 123 und eingekuppelter Kupplung 124 wird das Getriebe 117 wie zuvor gesperrt, und der Verzögerer ist mit dem Motor 111 wie oben beschrieben wirksam verbunden. Die erzeugte Verzögerung hängt dann von dem Verhältnis Pumpe/Motor abO Wenn jedoch die Tätig keit der Kupplungen umgekehrt wird, wird der Verzögerer direkt mit dem Eingang verbunden und wird deshalb mit konstanter Drehzahl angetrieben, so daß der maximale Verzögerungseffekt immer erreicht werden kann, wenn es gewünscht wird.In another embodiment, the retarder can also be applied to the Shaft 154 (FIG. 2) can be arranged between clutches 123 and 124. This alternative The arrangement of the retarder is shown in dashed lines0 In the case of a low Speed with clutch 123 disengaged and clutch 124 engaged the transmission 117 is locked as before, and the decelerator is with the motor 111 effectively connected as described above. The delay produced then depends on the ratio pump / motor abO if, however, the activity of the clutches is reversed the delay is connected directly to the input and is therefore with constant speed driven so that the maximum delay effect is always achieved can be if desired.
Die oben beschriebenen Getriebesysteme können in Straßen-oder Schienenfahrzeuge eingebaut werden0 AnsrücheThe transmission systems described above can be used in road or rail vehicles be built in 0 claims
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1974
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Also Published As
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