DE102007047194A1 - Leistungsverzweigungsgetriebe - Google Patents

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Abstract

Ein Leistungsverzweigungsgetriebe, insbesondere für eine Arbeitsmaschine, wie beispielsweise einem Radlader, weist einen hydrostatischen und einen mechanischen Leistungszweig auf, welche über ein Summierungsgetriebe (12) summiert werden, wobei dem Summierungsgetriebe (12) ein Reversiergetriebe (7) und dem Summierungsgetriebe (12) ein Gangschaltungsgetriebe (20) nachgeschaltet ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Leistungsverzweigungsgetriebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
  • Gattungsgemäße Leistungsverzweigungsgetriebe weisen einen hydrostatischen Leistungszweig und einen mechanischen Leistungszweig auf, welche über ein Summierungsgetriebe aufsummiert werden, um einen Abtrieb anzutreiben.
  • Die DE 28 54 375 A1 offenbart ein hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung, welches zwei Schaltbereiche aufweist, und die stufenlose Regelung des Getriebes durch den hydrostatischen Leistungszweig erfolgt.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit mindestens zwei Fahrbereichen zu schaffen, wobei mindestens zwei Fahrbereiche in einer Vorwärtsfahrtrichtung und in einer Rückwärtsfahrtrichtung vorhanden sind und sich das Getriebe durch eine einfache Ansteuerung des hydrostatischen Leistungszweigs auszeichnet.
  • Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebe gelöst.
  • Das Leistungsverzweigungsgetriebe weist einen hydrostatischen Leistungszweig und einen mechanischen Leistungszweig auf, welche in einem Summierungsgetriebe aufsummiert werden. Im Kraftfluß ist dem Summierungsgetriebe ein Reversiergetriebe vorgeschaltet, mittels welchem sich die Drehrichtung der Getriebeeingangswelle, je nach gewünschter Fahrtrichtung, reversieren läßt.
  • Vorzugsweise für die Verwendung des Leistungsverzweigungsgetriebes in einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einem Radlader, ist das Summierungsgetriebe als Planetengetriebe ausgebildet, wobei das äußere Zentralrad des Planetengetriebes mit der Ausgangswelle des Reversiergetriebes in Wirkverbindung steht, das Sonnenrad des Planetengetriebes mit der ersten hydrostatischen Einheit in Wirkverbindung steht und der Planetenträger des Planetengetriebes mit einem nachgeschalteten Gangschaltgetriebe in Wirkverbindung steht. Das Gangschaltgetriebe ist dabei als Stirnradgetriebe ausgebildet, wodurch sich in dieser Kombination der für den Radlader benötigte Achsversatz herstellen läßt.
  • In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist beim Reversiergetriebe eine erste Kupplung für Vorwärtsfahrt koaxial zur Eingangswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes angeordnet und das Planetengetriebe, das Gangschaltgetriebe und die Kupplung für Rückwärtsfahrt sind außerhalb der Eingangswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes, d. h. nicht koaxial zu dieser, angeordnet. Die zweite hydrostatische Einheit steht in Wirkverbindung mit dem Planetenträger des Summierungsgetriebes, entweder direkt oder über eine Stirnradstufe, und ist vorzugsweise benachbart zur ersten hydrostatischen Einheit angeordnet. Die erste und die zweite hydrostatische Einheit weisen ein gemeinsames Bauteil auf, mittels welchem gleichzeitig das Hubvolumen der ersten und zweiten hydrostatischen Einheit verstellt werden kann, wobei die erste und die zweite hydrostatische Einheit als hydrostatische Einheiten in Schrägachsenbauweise ausgeführt sind. Die Hubvolumina der ersten und zweiten hydrostatischen Einheit sind so ausgeführt, dass in der ersten Betriebsweise des Leistungsverzweigungsgetriebes bei drehender Antriebswelle und stehender Abtriebswelle das gemeinsame Bauteil die erste und die zweite hydrostatische Einheit so verstellt, dass die erste hydrostatische Einheit, welche mit dem Son nenrad in Wirkverbindung steht, auf kein Hubvolumen verstellt ist, und die zweite hydrostatische Einheit, welche mittelbar mit dem Planetenträger in Wirkverbindung steht, auf ihr maximales Hubvolumen verstellt ist. In einer zweiten Betriebsweise des Leistungsverzweigungsgetriebes bei maximal möglicher Drehzahl des Abtriebs ist das Hubvolumen der ersten hydrostatischen Einheit auf ihr maximales Hubvolumen verstellt, und das Hubvolumen der zweiten hydrostatischen Einheit auf kein Hubvolumen verstellt, wodurch die gesamte Leistung rein mechanisch übertragen wird. Soll im Schaltgetriebe von einem ersten Gang auf einen zweiten Gang umgeschaltet werden, so werden die beiden Gangkupplungen im Schließsinne betätigt, wobei mindestens eine dieser Gangkupplungen so lange in einem Schlupfbetrieb gehalten wird, bis die Last von der einen Gangkupplung auf die andere Gangkupplung übergegangen ist, wobei während diesem Übergang die Übersetzung, d. h. das Hubvolumen, von der ersten hydrostatischen Einheit und der zweiten hydrostatischen Einheit über das gemeinsame Bauteil um den Stufensprung zwischen dem ersten und dem zweiten Gang verringert wird. Durch diese Vorgehensweise bei der Bereichsschaltung kann das Leistungsverzweigungsgetriebe ohne Zugkraftunterbrechung geschaltet werden.
  • Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen. Es zeigen:
  • 1 ein Getriebeschema eines Leistungsverzweigungsgetriebes mit koaxial zur Antriebswelle angeordneter Arbeitspumpe und
  • 2 ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit nicht koaxial zur Eingangswelle angeordneter Arbeitspumpe.
  • 1:
  • Eine Antriebsmaschine 1 treibt die Eingangswelle 2 des Leistungsverzweigungsgetriebes an. Die Eingangswelle 2 ist drehfest mit dem Stirnrad 3 verbunden. Das Stirnrad 3 steht in Wirkverbindung mit dem Stirnrad 4, wobei die Kupplung für Vorwärtsfahrt 5 und die Kupplung für Rückwärtsfahrt 6 und das Stirnrad 3 und das Stirnrad 4 die Reversiereinheit 7 bilden. Das über die Kupplung für Rückwärtsfahrt 6 mit dem Stirnrad 4 verbindbare Stirnrad 8 und das über die Kupplung für Vorwärtsfahrt 5 mit dem Stirnrad 3 verbindbare Stirnrad 9 stehen in Wirkverbindung mit dem Stirnrad 10. Das Stirnrad 10 ist drehfest mit dem äußeren Zentralrad 11 des Planetengetriebes 12 verbunden. Das Planetengetriebe 12 bildet das Summierungsgetriebe für den mechanischen Leistungszweig und den hydrostatischen Leistungszweig. Das innere Zentralrad 13 des Planetengetriebes 12 ist drehfest mit der ersten hydrostatischen Einheit 14 verbunden. Der Planetenträger 15 ist drehfest mit dem Stirnrad 16 verbunden. Das Stirnrad 16 steht in Wirkverbindung mit dem Stirnrad 17, wobei das Stirnrad 17 drehfest mit der zweiten hydrostatischen Einheit 18 und der Gangkupplung 19 für den zweiten Gang des Untersetzungsgetriebes 20 verbunden ist. Das Stirnrad 17 steht in Wirkverbindung mit dem Stirnrad 21, welches über die Gangkupplung 22 mit dem Stirnrad 23 verbindbar ist. Das Stirnrad 17 ist über die Gangkupplung 19 mit dem Stirnrad 24 verbindbar. Das Stirnrad 24 steht in Wirkverbindung mit dem Stirnrad 23. Das Stirnrad 23 treibt das Stirnrad 25 und dieses den Abtrieb 26 an. Die erste hydrostatische Einheit 14 und die zweite hydrostatische Einheit 18 sind als hydrostatische Einheiten in Schrägachsenbauweise ausgebildet, wobei die Hubvolumina über ein gemeinsames Bauteil 27 verstellbar und die hydrostatischen Einheiten 14 und 18 benachbart zueinander angeordnet sind. Eine Arbeitspumpe 28 sowie eine Speise- und Schmierdruckpumpe 29 sind koaxial zur Eingangswelle 2 angeordnet. Zum Anfahren in einer Vorwärtsfahrtrichtung bei drehender Eingangswelle 2 ist die Kupplung für Vorwärtsfahrt 5 geschlossen, die Kupplung für Rückwärtsfahrt 6 geöffnet, die Gangkupplung 19 geöffnet und die Gangkupplung 22 geschlossen. Die erste hydrostatische Einheit 14 ist auf kein Hubvolumen und die zweite hydrostatische Einheit 18 ist auf ihr maximales Hubvolumen verstellt. In dieser Situation steht der Abtrieb 26 still. Wird nun das gemeinsame Bauteil 27 verstellt, so wird die erste hydrostatische Einheit 14 aus ihrem Hubvolumen Null verstellt und fördert Druckmittel zur zweiten hydrostatischen Einheit 18, welche mit der ersten hydrostatischen Einheit 14 im geschlossenen Kreis verbunden ist. Der Abtrieb 26 beginnt zu drehen. Bei der maximalen Verstellmöglichkeit des gemeinsamen Bauteils 27 befindet sich die erste hydrostatische Einheit 14 auf ihrem maximalen Hubvolumen und die zweite hydrostatische Einheit 18 auf Hubvolumen Null. Hierbei wird die gesamte Leistung ausschließlich über den mechanischen Leistungszweig zum Abtrieb 26 übertragen. Soll der zweite Gang geschaltet werden, so wird die Gangkupplung 19 zur geschlossenen Gangkupplung 22 ebenfalls im Schließsinne betätigt, wobei entweder die Gangkupplung 19 oder die Gangkupplung 22 oder beide Gangkupplungen so lange in einem Schlupfbetrieb gehalten werden, bis das gemeinsame Bauteil 27, die erste hydrostatische Einheit 14 und die zweite hydrostatische Einheit 18 dermaßen verstellt sind, bis das Hubvolumen und somit die Drehzahl der hydrostatischen Einheiten 14 und 18 zur neuen Übersetzung passen. Anschließend wird die Gangkupplung 22 vollständig geöffnet und die Gangkupplung 19 vollständig geschlossen. Durch Verstellen des gemeinsamen Bauteils 27 kann nun der Antrieb in seiner Abtriebsdrehzahl weiter verändert werden.
  • 2:
  • Diese unterscheidet sich von der 1 ausschließlich dadurch, dass die Arbeitspumpe 28 und die Speise- und Schmierpumpe 29 mit dem Stirnrad 4 in Antriebsverbindung steht, wodurch die Arbeitspumpe 28 und die Speise- und Schmierpumpe 29 in ihrem Hubvolumen kleiner ausgeführt werden können, da die Drehzahl des Stirnrades 4 größer ist als die Drehzahl des Stirnrades 3. Es besteht auch die Möglichkeit, nur die Arbeitspumpe 28 mit dem Stirnrad 4 und die Speisepumpe 29 mit der Eingangswelle 2 oder die Arbeitspumpe 28 mit der Eingangswelle 2 und die Speisepumpe 29 mit dem Stirnrad 4 zu verbinden.
    • 1
    Antriebsmaschine
    2
    Eingangswelle
    3
    Stirnrad
    4
    Stirnrad
    5
    Kupplung für Vorwärtsfahrt
    6
    Kupplung für Rückwärtsfahrt
    7
    Reversiereinheit
    8
    Stirnrad
    9
    Stirnrad
    10
    Stirnrad
    11
    äußeres Zentralrad
    12
    Planetengetriebe
    13
    inneres Zentralrad
    14
    erste hydrostatische Einheit
    15
    Planetenträger
    16
    Stirnrad
    17
    Stirnrad
    18
    zweite hydrostatische Einheit
    19
    Gangkupplung
    20
    Untersetzungsgetriebe
    21
    Stirnrad
    22
    Gangkupplung
    23
    Stirnrad
    24
    Stirnrad
    25
    Stirnrad
    26
    Abtrieb
    27
    gemeinsames Bauteil
    28
    Arbeitspumpe
    29
    Speisepumpe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 2854375 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydrostatischen Zweig und einem mechanischen Zweig, welche über ein Summierungsgetriebe (12) summiert werden, mit mindestens zwei Fahrbereichen in einer Vorwärtsfahrtrichtung und mindestens zwei Fahrbereichen in einer Rückwärtsfahrtrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrostatische Zweig eine erste hydrostatische Einheit (14) und eine zweite hydrostatische Einheit (18) aufweist, deren Hubvolumina über ein gemeinsames Bauteil (27) verstellbar ist, wobei das gemeinsame Bauteil (27) mit der ersten und der zweiten hydrostatischen Einheit (14, 19) verbunden ist.
  2. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Summierungsgetriebe (12) aus einem Planetengetriebe besteht, dessen inneres Zentralrad (13) mit der ersten hydrostatischen Einheit (14) verbunden ist und dessen äußeres Zentralrad (11) von einer Antriebsmaschine (1) antreibbar ist, und die zweite hydrostatische Einheit (18) mit einem Planetenträger (15) in Wirkverbindung steht.
  3. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Kraftfluß zwischen einer Antriebsmaschine (1) und dem Summierungsgetriebe (12) ein Reversiergetriebe (7) angeordnet ist.
  4. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Summierungsgetriebe (12) und einem Abtrieb (26) ein Gangschaltgetriebe (20) angeordnet ist.
  5. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Gang ein Planetenträger (15) des Summierungsgetriebes (12) über eine erste Übersetzungsstufe des Gang schaltgetriebes (20) mit dem Abtrieb (26) verbindbar ist, und in einem zweiten Gang der Planetenträger (15) des Summierungsgetriebes (12) über eine zweite Untersetzungsstufe des Gangschaltgetriebes (20) mit dem Abtrieb (26) verbindbar ist.
  6. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei drehender Eingangswelle (2) und stehendem Abtrieb (26) die erste hydrostatische Einheit (14) auf kein Hubvolumen und die zweite hydrostatische Einheit (18) auf maximales Hubvolumen verstellt ist.
  7. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei drehender Eingangswelle (2) und maximal möglicher Drehzahl am Abtrieb (26) die erste hydrostatische Einheit (14) auf ihr maximales Hubvolumen und die zweite hydrostatische Einheit (18) auf kein Hubvolumen verstellt ist.
  8. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Arbeitspumpe (28) konzentrisch zur Eingangswelle (2) des Leistungsverzweigungsgetriebes angeordnet ist und mit der Eingangswelle (2) in Wirkverbindung steht.
  9. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine hydraulische Arbeitspumpe (28) konzentrisch zu einer Fahrtrichtungskupplung (6) des Leistungsverzweigungsgetriebes angeordnet ist und mit einem Antrieb (4) der Fahrtrichtungskupplung (6) in Wirkverbindung steht.
  10. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrtrichtungskupplung für Vorwärtsfahrt (5) konzentrisch zur Eingangswelle (2) angeordnet ist.
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