DE3344042A1

DE3344042A1 - Stufenloses getriebe

Info

Publication number: DE3344042A1
Application number: DE19833344042
Authority: DE
Inventors: Nils Dipl.-Ing. 4834 Harsewinkel Fredriksen
Original assignee: Claas KGaA mbH
Current assignee: Claas KGaA mbH
Priority date: 1983-12-06
Filing date: 1983-12-06
Publication date: 1985-06-27

Description

Stufenloses Getriebe
Die Erfindung betrifft ein stufenloses Getriebe bestehend aus einem schaltbaren Rädergetriebe mit einer Eingangs- und einer Ausgangswelle und mit einem mit diesem zusammenwirkenden stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebe.
Zum Antrieb von landwirtschaftlichen Erntemaschinen, beispielsweise selbstfahrenden Mähdreschern werden derartige Getriebe eingesetzt. Ihr Einsatz ist ebenfalls bei Schleppern denkbar. Eine solche Getriebekombination wird gewählt, um möglichst allen Geschwindigkeitsanforderungen an den Fahrantrieb sowohl während des Arbeitseinsatzes wie auch für den Straßentransport erfüllen zu können.
Der Nachteil ist jedoch darin zu sehen, daß bekanntermaßen bei jedem Gangwechsel des Rädergetriebes das stufenlos regelbare Umschlingungsgetriebe in die kleinste Ubersetzung zurückgeregelt werden muß. Dies bedeutet eine Unterbrechung des Kraftflusses und ein Stehenbleiben oder bestenfalls erhebliche Verringerung der Fahrgeschwindigkeit der Maschine beim Gangwechsel.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, ein stufenlos regelbares Getriebe mit großem Wandlungsbereich zu schaffen, ohne Kraftflußunterbrechung und Geschwindigkeitsreduzierrung beim Gangwechsel und ohne großen mechanischen Aufwand. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Getriebe der eingangs näher bezeichneten Art erreicht durch zwei Wellen des Rädergetriebes, denen je zwei Kupplungen zugeordnet sind und die je ein aus zwei gegeneinander anstellbaren drehmomentfest mit den Wellen verbundenen Hälften bestehendes Scheibenpaket eines stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebes tragen, wobei durch einen Schaltvorgang der Kupplungen beide Wellen gleichzeitig derart kuppelbar sind, daß entweder die eine Welle mit der Eingangswelle und die andere Welle mit der Ausgangswelle oder die andere Welle mit der Eingangswelle und die eine Welle mit der Ausgangswelle über entsprechende Zahnräder in Wirkverbindung sind und daß zur Erreichung des maximalen Wandlungsbereiches des Getriebes das Umschlingungsgetriebe vor dem Schaltvorgang von einer Ausgangsstellung in eine Endstellung und danach zurück in die Ausgangsstellung regelbar ist.
Dabei sind auf erfinderische Weise die beiden Wellen parallel zueinander in einem Getriebegehäuse gelagert, wobei auf jeder der beiden Wellen zwei Zahnräder frei drehbar gelagert und durch Kupplungen mit diesen kuppelbar sind. Je ein Zahnrad der beiden Wellen steht im gleichzeitigen Zahneingriff mit einem mit der Eingangswelle fest verbundenen Zahnrad, während die beiden anderen Zahnräder der Wellen in gleichzeitigem Zahneingriff in einem mit der Ausgangswelle fest verbundenem Zahnrad sind. Die Kupplungen sind so zu schließen und zu öffnen, daß gleichzeitig das eingangsseitige Zahnrad der einen Welle und das ausgangsseitige Zahnrad der anderen Welle und umgekehrt mit ihren zugehörigen Wellen verbunden werden können.
Um das erfindungsgemäße Getriebe sowohl für Vorwärtsals auch für Rückwärtsfahrt einsetzen zu können, ist dem Getriebe ein Wendegetriebe vorgeschaltet.
Ein ruckfreies Umschalten vom ersten in den zweiten Gang kann bei einer vorzugsweisen Getriebeauslegung erreicht werden, in der bei größtmöglichem Wirkdurchmesser des momentanen Antriebsscheibenpaketes und kleinstmöglichem Wirkdurchmesser des momentanen Abtriebsscheibenpaketes jeweils Drehzahlgleichheit zwischen der momentanen Abtriebswelle des stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebes und dem auf dieser frei mitlaufenden und von der Eingangswelle angetriebenem Zahnrad sowie zwischen der momentanen Antriebswelle und dem auf dieser frei mitlaufenden und von der Ausgangswelle angetriebenen Zahnrad herrscht. Nach erfolgtem Umschalten kann das Umschlingungsgetriebe zur Erzielung höherer Ausgangsdrehzahlen wieder zurückgeregelt werden.
Der Vorteil eines solchen erfindungsgemäß aufgebauten Getriebes ist darin zu sehen, daß es unter Last schaltbar ist und daß die Umschaltung vom ersten in den zweiten Gang ohne Unterbrechung des Kraftflusses und ohne Geschwindigkeitsreduzierung stattfindet, wobei bei der entsprechenden Auslegung des Rädergetriebes kein Schaltstoß zu verspüren ist. Das erfindungsgemäße Getriebe kann in erster Linie überall dort eingesetzt werden, wo die Eingangsdrehzahl konstant gehalten wird. Es wäre jedoch auch möglich, dieses Getriebe beispielsweise für Bau- und Geländefahrzeuge einzusetzen. Auch könnte dieses Getriebe im Pkw-Bau eingesetzt werden, wobei in bekannter Weise die Stellung der Scheibenpakete in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors gesteuert werden.
Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und einer einzigen dieses schematisch darstellenden Figur näher erläutert werden.
Dabei ist in dem Gehäuse 1' des Getriebes 1 eine Eingangswelle 3 gelagert, deren Zahnrad 4 die auf den Wellen 5 und 6 drehbar gelagerten Zahnräder 7 und 8 antreibt. Mit den Wellen 5 und 6 fest verbunden sind weiterhin zum Beispiel die AuBenlamellen der druckölgesteuerten ~tSupplungen 1 / III bzw.
II/IV. Die Zahnräder 9 und 10 sind - genau wie die Zahnräder 7 und 8 - auf den Wellen 5 bzw. 6 drehbar gelagert und stehen beide im Zahneingriff mit dem Zahnrad 11, das drehfest mit der Ausgangswelle 1? verbunden ist. Die Zahnräder 7, 8, 9 und 10 sind zum Beipsiel mit den Innenlamellen der Kupplungen I, II, III bzw.
IV verbunden. Auf die aus dem Gehäuse 1' einendig hervorragenden Enden der Wellen 5 und 6 sind verstellbare Scheibenpakete 14 und 15 drehmDmentenfest aufgesetzt, die miteinander über einen Keilriemen 13 verbunden sind und nicht näher beschriebene Mittel zur Steuerung des stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebes aufweisen.
Der 1. oder 2. Gang ist eingeschalt indem die Kupplungen I und IV bzw. II und III geschaltet und die anderen Kupplungspaarungen II und III bzw. I und IV jeweils gelöst sind. Im ersten Gang verläuft der Kraftfluß über Eingangswelle 3 mit Zahnrad 4, 7, Kupplung I, Welle 5, Scheibenpaket 14, Riemen 13, Scheibenpaket 15, Welle 6, Kupplung IV, Zahnrad 10 bis zum Zahnrad 11 mit Ausgangswelle 12. Die Zahnräder 8 und 9 laufen leer mit.
Im zweiten Gang ist der Kraftverlauf sinngemäß über Eingangswelle 3 mit Zahnrad 4, Zahnrad 8, Kupplung II, Welle 6, Scheibenpaket 15, Keilriemen 13, Scheibenpaket 14, Welle 5, Kupplung III, Zahnrad 9 bis zum Zahnrad 11 mit Ausgangswelle 12. Die Zahnräder 7 und 10 laufen leer mit. Beim Anfahren im ersten Gang läuft der Keilriemen auf dem Scheibenpaket 14 auf dem kleinstmöglichen und auf dem Scheibenpaket 15 auf dem größstmöglichen Wirkdurchmesser. Die Ausgangswelle 12 hat in diesem Zustand ihre niedrigste Drehzahl. Um höhere Drehzahlen zu erreichen, wird das Umschlingungsgetriebe 2 derart aus der Ausgangsstellung verstellt, daB der Riemen 13 auf dem Scheibenpaket 14 auf größer werdenden und auf dem Scheibenpaket 15 gleichzeitig auf kleiner werdenden wirksamen Durchmessern betrieben wird, bis auf dem Scheibenpaket 14 der größtmögliche und auf dem Scheibenpaket 15 der kleinstmögliche Wirkdurchmesser erreicht ist. Dies entspricht der Endstellung des Umschlingungsgetriebes.
Die Getriebeauslegung ist so gewählt, daß in dieser Situation das Zahnrad 8 und die Welle 6 bzw. das Zahnrad 9 und die Welle 5 jeweils mit gleicher Drehzahl rotieren. Um jetzt noch höhere Ausgangsdrehzahlen zu erreichen, werden gleichzeitig die Kupplungspaarung I/IV gelöst und die Kupplungspaarung II/III eingeschaltet, das heißt der zweite Gang ist eingelegt. Wegen der oben beschriebenen Drehzahlgleichheit verläuft dieser Gangwechsel absolut ruckfrei und ohne Kraftflußunterbrechunq.
Danach wird das stufenlos antreibbare Umschlingungsgetriebe 2 sinngemäß zurückgesteuert, so daß der Riemen auf dem Scheibenpaket 15 auf größer werdenden und auf dem Scheibenpaket 14 gleichzetig Qf immer kleiner werdendem Wirkdurchmesser betrieben wird, bis auf dem Scheibenpaket 15 der größtmögliche und auf dem Scheibenpaket 14 der kleinstmögliche Wirkdurchmesser erreicht ist. In diesem Zustand ist die maximale Ausgangsdrehzahl der Welle 12 erreicht. Wie die Figur zeigt, ist dem Getriebe 1 ein Wendegetriebe 16 vorgeordnet, so daß das erfindungsgemäße Getriebe auch für Rückwärtsfahrt eingesetzt werden kann.

Claims

Patentansprüche 1.) Stufenloses Getriebe bestehend aus einem schaltbaren Rädergetriebe mit einer Eingangs- und einer Ausgangswelle und mit einem mit diesem zusammenwirkenden stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebe, gekennzeichnet durch zwei Wellen (5, 6) des Rädergetriebes (1), denen je zwei Kupplungen (1, IE bzw. II , IV) zugeordnet sind und die je ein aus zwei gegeneinander anstellbaren drehmomentenfest mit den Wellen (5, 6) verbundenen Hälften bestehendes Scheibenpaket (14 bzw. 15) eines stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebes (2) tragen, wobei durch einen Schaltvorgang der Kupplungen beide Wellen (5, 6) gleichzeitig derart kuppelbar sind, daß entweder die Welle (5) mit der Eingangswelle (3) und die Welle (6) mit der Ausgangswelle (12) oder die Welle (6) mit der Eingangswelle (3) und die Welle (5) mit der Ausgangswelle (12) über entsprechende Zahnräder in Wirkverbindung sind und daß zur Erreichung des maximalen Wandlungsbereiches des Getriebes das Umschlingungsgetriebe (2) vor dem Schaltvorgang von einer Ausgangsstellung in eine Endstellung und danach zurück in die Ausgangsstellung regelbar ist.
2.) Stufenloses Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Getriebeauslegung, in der bei größtmöglichem Wirkdurchmesser des momentanen Antriebsscheibenpaketes (14) und kleinstmöglichem Wirkdurchmesser des momentanen Abtriebsscheibenpaketes (15) jeweils Drehzahlgleichheit zwischen der momentanen Abtriebswelle (6) des stufenlos regelbaren Umschlingungsgetriebes (2) und dem auf dieser frei mitlaufenden und von der Eingangswelle (3) angetriebenen Zahnrad (8) sowie zwischen der momentanen Antriebswelle (5) und dem auf dieser frei mitlaufenden und von der Ausgangswelle (12) angetriebenen Zahnrades (9) herrscht.
3.) Stufenloses Getriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Getriebe (1) ein Wendegetriebe (16) vorgeschaltet ist.
4.) Stufenloses Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschlingungsgetriebe (2) unabhängig und in Abhängigkeit von der Getriebeeingangsdrehzahl regelbar ist.