DE102011080562A1 - Device for reversible direction of rotation for power shift transmission of agricultural vehicle, has switching element closed with opened switching element to realize reversible direction of rotation with transmission ratio - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Drehrichtungsumkehr für ein Mehrstufen-Lastschaltgetriebe, insbesondere für ein Mehrstufen-Lastschaltgetriebe eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The present invention relates to a reversing device for a multi-stage power transmission, in particular for a multi-stage power transmission of an agricultural vehicle according to the preamble of
Mehrstufen-Lastschaltgetriebe umfassen in der Regel eine Anfahrkupplung, eine als Splitgruppe, das heißt als Splittergetriebe dienende lastschaltbare Eingangsgruppe, eine Hauptgruppe bzw. ein Hauptgetriebe und optional ein beispielsweise zwischen der Eingangsgruppe und dem Hauptgetriebe geschaltetes Zwischengetriebe, welches als Schnellganggetriebe oder als Kriechganggetriebe ausgeführt ist. Multi-speed powershift transmissions typically include a starting clutch, a power-shiftable input group serving as a splitter transmission, a main group or a main transmission and optionally an intermediate transmission, for example, between the input group and the main transmission, which is designed as a high-speed transmission or as a creep speed transmission.
Hierbei weist die Splitgruppe in der Regel mehrere lastschaltbare Gänge mit einem geringen Stufensprung auf, wobei die Hauptgruppe mehrere Gänge aufweist, die einen hohen Stufensprung aufweisen, so dass durch die Kombination einer Splitgruppe mit einem nachgeschalteten Hauptgetriebe eine große Anzahl von Vorwärtsgängen ermöglicht wird, die zum Betrieb eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs erforderlich sind. Here, the split group usually has several powershift gears with a small increment, the main group has multiple gears that have a high increment, so that a large number of forward gears is made possible by the combination of a splitter group with a downstream main gear Operation of an agricultural vehicle are required.
Da zum Betrieb eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs auch eine große Anzahl von Rückwärtsgängen gewünscht bzw. erforderlich ist, besteht die Notwendigkeit, in ein derartiges Mehrstufen-Lastschaltgetriebe eine Vorrichtung zur Drehrichtungsumkehr zu integrieren, um dadurch aus den bestehenden Vorwärtsgängen eine gleich große Anzahl von Rückwärtsgängen zu realisieren. Since a large number of reverse gears are required or required for operating an agricultural vehicle, there is a need to integrate in such a multi-stage powershift transmission device for reversing the direction of rotation to thereby realize an equal number of reverse gears from the existing forward gears.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, zu diesem Zweck sogenannte „Power-Shuttle“-Einheiten zu verwenden, bei denen zur Drehrichtungsumkehr eine erste Kupplung geschlossen wird und das Moment über zwei Stirnradstufen und eine Zwischenwelle auf die Abtriebswelle geleitet wird. In nachteiliger Weise sind zur Realisierung der Rückwärtsgänge mehrere Zahneingriffe erforderlich, was sich auf den Wirkungsgrad negativ auswirkt. Zudem weisen „Power-Shuttle“-Einheiten einen hohen Bauraumbedarf auf, wobei deren Herstellung und Montage mit hohen Kosten verbunden ist. Zur Realisierung der Vorwärtsgänge sind keine zusätzlichen Zahneingriffe erforderlich, da lediglich eine zweite Kupplung geschlossen werden muss, um das Moment auf die Abtriebswelle zu übertragen. From the prior art it is known to use for this purpose so-called "power shuttle" units in which the direction of rotation reversal, a first clutch is closed and the torque is passed through two spur gears and an intermediate shaft to the output shaft. Disadvantageously, a plurality of tooth engagements are required for the realization of the reverse gears, which has a negative effect on the efficiency. In addition, "power shuttle" units have a high space requirement, with their production and assembly is associated with high costs. To realize the forward gears no additional tooth engagements are required, since only a second clutch must be closed in order to transmit the torque to the output shaft.
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, als Vorrichtung zur Drehrichtungsumkehr einen Plus-Planetenradsatz zu verwenden. Ein Plus-Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder drehbar gelagert sind, wobei alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad kämmen, wobei jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad kämmt. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg die gleiche Drehrichtung auf wie das Sonnenrad und es ergibt sich eine positive Standgetriebe-Übersetzung. Furthermore, it is known from the prior art to use as a device for reversing the direction of rotation a plus planetary gear set. A plus planetary gear set includes a sun gear, a ring gear, and a land on which inner and outer planetary gears are rotatably supported, all of the inner planetary gears meshing with the sun gear and all outer planet gears meshing with the ring gear, each inner planetary gear meshing with an outer planetary gear, respectively , As a result, the ring gear has the same direction of rotation when the web is held on as the sun gear and there is a positive stationary gear ratio.
Mittels eines Plus-Planetenradsatzes mit der Standgetriebeübersetzung 2,0 kann demnach bei an ein Gehäuse gekoppeltem Hohlrad eine Übersetzung von –1,0 erzielt werden, wobei der Antrieb über das Sonnenrad oder den Steg und der Abtrieb über den Steg bzw. das Sonnenrad des Planetenradsatzes erfolgt. Zur Realisierung der Vorwärtsgänge wird der Planetenradsatz mittels eines Schaltelementes verblockt. By means of a plus planetary gear set with the stationary gear ratio 2.0, a gear ratio of -1.0 can thus be obtained with a ring gear coupled to a housing, wherein the drive via the sun gear or the web and the output via the web or the sun gear of the planetary gear set he follows. To realize the forward gears of the planetary gear set is blocked by means of a switching element.
Die Verwendung von Plus-Planetenradsätzen als Vorrichtungen zur Drehrichtungsumkehr resultiert in nachteiliger Weise in einem ungünstigen Verzahnungswirkungsgrad. Zudem sind Plus-Planetenradsätze hinsichtlich Montage und Herstellung kostenintensiv und weisen einen hohen Bauraumbedarf auf. The use of plus planetary gear sets as rotational direction reversal devices disadvantageously results in unfavorable gear efficiency. In addition, plus planetary gear sets are expensive in terms of assembly and production and have a high space requirement.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Drehrichtungsumkehr für ein Mehrstufen-Lastschaltgetriebe, insbesondere für ein Mehrstufen-Lastschaltgetriebe eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, umfassend eine Splitgruppe und eine Hauptgruppe, welche eine im Wesentlichen geometrische Stufung aufweist, anzugeben, welche im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zur Drehrichtungsumkehr einen geringen Bauraumbedarf sowie einen besseren Verzahnungswirkungsgrad aufweist und in kostengünstiger Weise herstellbar und montierbar ist. The present invention has for its object to provide a device for reversing the direction of rotation for a multi-stage powershift transmission, in particular for a multi-stage power transmission of an agricultural vehicle, comprising a splitter group and a main group having a substantially geometric gradation, which compared to the From the prior art devices for reversing the direction of rotation has a low space requirement and a better gear efficiency and can be produced and assembled in a cost effective manner.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. This object is achieved by the features of
Demnach wird eine Vorrichtung zur Drehrichtungsumkehr für ein Mehrstufen-Lastschaltgetriebe, insbesondere für ein Mehrstufen-Lastschaltgetriebe eines landwirtschaftlichen Fahrzeugs, umfassend eine Splitgruppe und eine Hauptgruppe, welche eine im Wesentlichen geometrische Stufung aufweist, vorgeschlagen, welche einen Minus-Planetenradsatz und ein erstes und ein zweites Schaltelement umfasst, wobei die Standgetriebeübersetzung des Minus-Planetenradsatzes dem Stufensprung der Hauptgruppe entspricht, wobei durch Schließen des zweiten Schaltelementes bei geöffnetem ersten Schaltelement der Minus-Planetenradsatz durch Verbinden des Sonnenrades mit dem Hohlrad verblockt wird, wodurch ein direkter Durchtrieb zur Realisierung der Vorwärtsgänge des Getriebes realisiert wird und wobei durch Schließen des ersten Schaltelementes bei geöffnetem zweiten Schaltelement der Steg des Minus-Planetenradsatzes an ein Gehäuse des Getriebes gekoppelt wird, so dass eine Drehrichtungsumkehr realisiert wird. Hierbei erfolgt der Antrieb des Minus-Planetenradsatzes über das Sonnenrad oder das Hohlrad und der Abtrieb über das Hohlrad bzw. das Sonnenrad. Thus, a reversing device is proposed for a multi-stage power transmission, in particular for a multi-stage power transmission of an agricultural vehicle, comprising a split group and a main group having a substantially geometric gradation, comprising a minus planetary gear set and a first and a second Includes switching element, wherein the stationary gear ratio of the negative planetary gear set corresponds to the increment of the main group, being closed by closing the second switching element with the first switching element open the minus planetary gear by connecting the sun gear with the ring gear, creating a direct drive to realize the Forward gears of the transmission is realized and wherein by closing the first switching element with the second switching element open the web of the negative planetary gear set is coupled to a housing of the transmission, so that a reversal of rotation is realized. Here, the drive of the negative planetary gear set via the sun or the ring gear and the output via the ring gear or the sun takes place.
Ein Minus-Planetenradsatz umfasst ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder drehbar gelagert sind, die jeweils mit Sonnenrad und Hohlrad kämmen. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung auf. A minus planetary gear set includes a sun gear, a ring gear, and a land on which planet gears are rotatably mounted, each meshing with the sun gear and the ring gear. In this way, the ring gear at a fixed web on a sun gear opposite direction of rotation.
Da bei exakt geometrischer Stufung der Hauptgruppe der Stufensprung zwischen aufeinanderfolgen Gängen konstant ist, wird durch Betätigen des Minus-Planetenradsatzes durch Schließen des ersten Schaltelementes bei geöffnetem zweiten Schaltelement und Schalten der Hauptgruppe in den nächsthöheren Gang eine Drehrichtungsumkehr mit der Übersetzung –1 erzielt. Since with exact geometric grading of the main group of the increment between successive courses is constant, by reversing the first planetary gear with the second switching element and switching the main group in the next higher gear, a reversal of direction with the ratio -1 is achieved by operating the minus planetary gear set.
Gemäß der Erfindung ergeben sich in diesem Fall bei n Gängen der Hauptgruppe für die höheren (n – 1) Gänge die gleichen Fahrgeschwindigkeiten in Rückwärtsfahrtrichtung wie in den ersten (n – 1) Gängen in Vorwärtsfahrtrichtung. Die Rückwärtsfahrgeschwindigkeiten im ersten Gang der Hauptgruppe sind geringer als die realisierbaren Vorwärtsfahrgeschwindigkeiten und entsprechen der Standgetriebeübersetzung des Minus-Planetenradsatzes. According to the invention, in this case, with n gears of the main group for the higher (n-1) gears, the same driving speeds result in the reverse direction as in the first (n-1) gears in the forward direction. The reverse speeds in the first gear of the main group are less than the feasible forward speeds and correspond to the stationary gear ratio of the minus planetary gear set.
Durch die erfindungsgemäße Konzeption wird eine Vorrichtung zur Drehrichtungsumkehr für ein Mehrstufen-Lastschaltgetriebe zur Verfügung gestellt, welche eine sehr kompakte Bauweise sowie einen sehr guten Verzahnungswirkungsgrad in den Rückwärtsgängen aufweist. Zudem ist die hier vorgestellte Vorrichtung zur Drehrichtungsumkehr kostengünstig herstellbar und montierbar. The inventive concept, a device for reversing the direction of rotation for a multi-stage powershift transmission is provided which has a very compact design and a very good gear efficiency in the reverse gears. In addition, the device presented here for reversing the direction of rotation is inexpensive to manufacture and assemble.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar: The invention will be explained in more detail below by way of example with reference to the attached figures. These are:
In
Bei dem gezeigten Beispiel erfolgt der Antrieb (An) des Minus-Planetenradsatzes
Alternativ kann das zweite Schaltelement SE2 auch durch eine Verbindung von Sonnenrad
Erfindungsgemäß weist der Minus-Planetenradsatz
Zur Realisierung der Vorwärtsgänge des Mehrstufen-Lastschaltgetriebes wird bei geöffnetem ersten Schaltelement SE1 das zweite Schaltelement SE2 geschlossen, wodurch das Moment bedingt durch die erzielbare Verblockung des Minus-Planetenradsatzes
Zur Realisierung der Rückwärtsgänge des Mehrstufen-Lastschaltgetriebes wird das erste Schaltelement SE1 bei geöffnetem zweiten Schaltelement SE2 geschlossen und es wird in der Hauptgruppe in den nächsthöheren Gang geschaltet, wodurch eine Drehrichtungsumkehr mit der Übersetzung –1 erzielt wird. To realize the reverse gears of the multi-stage powershift transmission, the first shift element SE1 is closed when the second shift element SE2 is open, and it is shifted in the main group to the next higher gear, whereby a reversal of rotation with the ratio -1 is achieved.
Wie aus
Bei dem Beispiel gemäß
Diese Zuordnung kann beispielsweise in einer Kennlinie der Getriebesteuerung abgelegt sein, so dass bei entsprechendem Rückwärtsfahrwunsch des Fahrers sowohl in der Splitgruppe (falls erforderlich) als auch in der Hauptgruppe die entsprechenden Gänge geschaltet werden können, um somit die gewünschte Rückfahrgeschwindigkeit zu ermöglichen. This assignment can be stored, for example, in a characteristic curve of the transmission control, so that the corresponding gears can be switched both in the splitter group (if required) and in the main group in the event of a corresponding reverse drive request, thus enabling the desired rear-end speed.
Für den Fall, dass die Hauptgruppe einen exakt geometrischen Stufensprung aufweist, können in Rückwärtsfahrtrichtung die gleichen Fahrgeschwindigkeiten dargestellt werden, wie in den ersten drei Gängen in Vorwärtsfahrtrichtung. In diesem Fall sind keine Schaltungen in der Splitgruppe erforderlich, um die gewünschten Rückwärtsfahrgänge zu realisieren. In the event that the main group has an exact geometric increment, in the reverse direction of the same speeds can be displayed as in the first three gears in the forward direction. In this case, no shifts in the split group are required to achieve the desired reverse speeds.
Für den Fall, dass die Hauptgruppe keinen exakt geometrischen Stufensprung aufweist, kann im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung der Mittelwert der Stufensprünge in der Hauptgruppe als Standgetriebeübersetzung des Minus-Planetenradsatzes
Wie
Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung können das erste und/oder das zweite Schaltelement SE1, SE2 der Vorrichtung
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
Im oberen Teil der
Optional kann das Mehrstufen-Lastschaltgetriebe ein Zwischengetriebe aufweisen, welches als Schnellganggetriebe oder als Kriechganggetriebe ausgeführt ist und in jede Position im Mehrstufen-Lastschaltgetriebe integriert sein kann. Optionally, the multi-stage power shift transmission having an intermediate gear, which is designed as a high-speed gearbox or crawler gear and can be integrated into any position in the multi-stage power shift transmission.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtung zur Drehrichtungsumkehr Device for reversing the direction of rotation
- 22
-
Sonnenrad des Minus-Planetenradsatzes
8 Sun gear of the minus planetary gear set8th - 33
-
Steg des Minus-Planetenradsatzes
8 Footbridge of the minus planetary gear set8th - 44
-
Hohlrad des Minus-Planetenradsatzes
8 Ring gear of the minus planetary gear set8th - 55
- Gehäuse casing
- 66
- Splitgruppe Split group
- 77
- Hauptgruppe main group
- 88th
- Minus-Planetenradsatz Minus-planetary
- AnAt
-
Antrieb des Minus-Planetenradsatzes
8 Drive of the minus planetary gear set8th - AbFrom
-
Abtrieb des Minus-Planetenradsatzes
8 Downforce of the minus planetary gear set8th - SE1SE1
- erstes Schaltelement first switching element
- SE2SE2
- zweites Schaltelement second switching element
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) | ||
R163 | Identified publications notified | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |