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Die Erfindung bezieht sich auf ein Lastschaltgetriebe mit mehreren schaltbaren Gängen und mit einem hydrodynamischen und einem mechanischen Leistungspfad für Arbeitsmaschinen, insbesondere Baggerlader oder Telehandler.
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Der zur Verfügung stehende Bauraum, insbesondere der Abstand zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle, somit die Tiefe des Getriebes ist begrenzt. Zusätzlich sollten unterschiedliche Achsabstände zwischen der Getriebeantriebswelle und der Getriebeabtriebswelle möglich sein. Aus diesem Grund weisen gattungsgemäße Lastschaltgetriebe voneinander beabstandete Wellen auf, welche vorzugsweise nur eine einzige Kupplung aufweisen, um ein schmalbauendes Getriebe verwirklichen zu können.
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Die
EP 1 329 648 B1 offenbart ein Lastschaltgetriebe mit einem hydrodynamischen und einem optionalen mechanischen Leistungspfad, bei welchem die Eingangswelle mit einem Festrad verbunden ist und als Hohlwelle ausgebildet ist und durch die Eingangswelle die Antriebswelle hindurchgeführt ist und mit einem Nebenabtrieb verbindbar ist. Zusätzlich ist die Eingangswelle noch mit einem Außenlamellenträger einer Kupplung drehfest verbunden.
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Die
US 6,513,399 B2 offenbart ein Lastschaltgetriebe, bei welchem die Antriebswelle mit einem Pumpenrad eines hydrodynamischen Drehmomentwandlers verbunden ist und mit einem Außenlamellenträger einer Kupplung verbunden ist und einen Nebenabtrieb antreibt. Die Eingangswelle ist als Hohlwelle ausgebildet und mit dem Turbinenrad des hydrodynamischen Drehmomentwandlers verbunden und drehfest mit einem Festrad verbunden. Auf den beabstandeten Wellen müssen, um die Gänge schalten zu können, zwei Kupplungen angeordnet sein, wodurch das Getriebe in seiner Tiefe größer ausgeführt sein muss und somit nicht für einen Telehandler geeignet ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lastschaltgetriebe für Arbeitsmaschinen, insbesondere für Baggerlader oder Telehandler, mit einem hydrodynamischen Leistungspfad und einem mechanischen Leistungspfad zu schaffen, welcher sich durch eine kompakte Bauweise auszeichnet. Mechanischer Leistungspfad bedeutet hierbei, dass der Abtrieb des Getriebes ohne Funktion des hydrodynamischen Drehmomentwandlers mit dem Antriebsmotor verbindbar ist.
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Die Aufgabe wird mit einem auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden gattungsgemäßen Lastschaltgetriebe gelöst.
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Erfindungsgemäß weist das Lastschaltgetriebe einen hydrodynamischen Drehmomentwandler mit einer Turbine und einer Pumpe auf, wobei die Pumpe mit einer Antriebswelle in drehfester Verbindung steht und diese Antriebswelle mit einem Antriebsmotor, beispielsweise einem Dieselverbrennungsmotor, verbindbar ist. Die Turbine des hydrodynamischen Drehmomentwandlers ist mit einer Eingangswelle drehfest verbunden, wobei ein Festrad drehfest mit dieser Eingangswelle verbunden ist. Die Eingangswelle ist als Hohlwelle ausgeführt und die Antriebswelle ist durch diese Hohlwelle hindurchgeführt und ebenfalls drehfest mit einem Festrad verbunden. Das Festrad, welches mit der Eingangswelle drehfest verbunden ist, befindet sich zwischen dem hydrodynamischen Drehmomentwandler und dem Festrad, welches mit der Antriebswelle drehfest verbunden ist. Somit ist der hydrodynamische Drehmomentwandler und die beiden Festräder koaxial zueinander angeordnet. Dadurch ist es möglich, die weiteren beabstandeten Wellen mit ihren Schaltkupplungen und Zahnrädern so anzuordnen, dass ein in seiner Tiefe schmalbauendes Getriebe geschaffen wird.
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Weitere Merkmale sind der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
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Es zeigen:
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1 ein Lastschaltgetriebe ohne Schaltkupplung auf der Eingangswelle;
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2 ein Lastschaltgetriebe mit einer Kupplung für einen Rückwärtsgang auf der Eingangswelle;
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3 die Anordnung der Räder des Lastschaltgetriebes nach 2;
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4 ein Lastschaltgetriebe mit einer Kupplung für den Vorwärtsgang auf der Eingangswelle;
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5 die Anordnung der Räder des Lastschaltgetriebes nach 4;
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6 ein Lastschaltgetriebe mit einer Kupplung für eine Rückwärtsfahrt auf der Eingangswelle; und
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7 die Anordnung der Räder des Lastschaltgetriebes nach 6.
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Fig. 1:
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Ein nichtdargestellter Antriebsmotor, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, treibt die Antriebswelle 7 an, welche einerseits drehfest mit der Pumpe 12 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 und andererseits mit dem Festrad 3 verbunden ist. Des Weiteren bildet die Antriebswelle 7 einen dem hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 gegenüberliegenden Nebenabtrieb 13, welcher beispielsweise mit einer Arbeitspumpe der Arbeitsmaschine verbindbar ist. Die Turbine 14 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 ist drehfest mit der Eingangswelle 6 verbunden, welche drehfest mit dem Festrad 2 verbunden ist. Die Eingangswelle 6 ist als Hohlwelle ausgebildet. Das Festrad 3 kämmt mit dem Losrad 8, wobei das Losrad 8 über die Kupplung für einen vierten Gang 15 mit der Welle 16 verbindbar ist. Die Welle 16 ist drehfest mit dem Festrad 4 verbunden. Das Festrad 4 kämmt einerseits mit dem Festrad 17 und andererseits mit dem Festrad 18. Das Festrad 17 ist mit der Welle 19 drehfest verbunden. Über die Kupplung für den Rückwärtsgang 20 ist das Losrad 5 mit dem Festrad 17 verbindbar. Das Festrad 2 kämmt sowohl mit dem Losrad 5 als auch mit dem Losrad 21. Über die Kupplung für einen Vorwärtsgang 9 ist das Losrad 21 mit dem Festrad 22 und dem Festrad 23 verbindbar, wobei das Festrad 22 und das Festrad 23 drehfest mit der Welle 24 verbunden sind und das Losrad 21 drehbar auf der Welle 24 angeordnet ist. Das Festrad 23 kämmt mit dem Festrad 25, welches drehfest auf der Welle 26 angeordnet ist. Drehbar auf der Welle 26 ist das Losrad 28 angeordnet, welches über die erste Gangkupplung 27 mit dem Festrad 25 verbindbar ist. Das Losrad 28 kämmt mit dem Festrad 29, welches drehfest mit der Welle 30 verbunden ist, auf welcher das Losrad 32 drehbar gelagert ist. Über die dritte Gangkupplung 31 ist das Festrad 29 mit dem Losrad 32 verbindbar. Das Losrad 32 kämmt mit dem Festrad 18, welches drehfest mit der Welle 33 verbunden ist, und über die zweite Gangkupplung 34 mit dem Losrad 35 verbindbar ist, welches ebenfalls auf der Welle 33 angeordnet ist.
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Somit ist es möglich durch Schalten der vierten Gangkupplung 15 den mechanischen Pfad zu schalten und somit den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 in diesen Schaltstellungen außer Funktion zu setzen, wodurch der Wirkungsgrad erheblich verbessert wird. Vorzugsweise ist durch die Schaltung der vierten Gangkupplung 15 die Schaltung der Gänge möglich, bei welchem die hohe Fahrgeschwindigkeit erreicht wird.
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Ein erster Gang in die Vorwärtsgangrichtung wird geschaltet, indem die Kupplung für einen Vorwärtsgang 9 und die erste Gangkupplung 27 im Schließsinne betätigt ist, wodurch ein erster Gang über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 schaltbar ist. Ein zweiter Gang wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Schließsinne betätigt bleibt und statt der ersten Gangkupplung 27 die zweite Gangkupplung 34 geschaltet wird, indem diese im Schließsinne betätigt wird. Dadurch ist ein zweiter Gang über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 geschaltet. Ein dritter Gang wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Schließsinne betätigt bleibt und die dritte Gangkupplung 31 ebenfalls im Schließsinne betätigt ist. Dadurch ist ein dritter Gang über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 schaltbar. Um einen vierten Gang in der Vorwärtsfahrtrichtung zu schalten, wobei sich das Fahrzeug nun schon im höheren Geschwindigkeitsbereich befindet, wird die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Öffnungssinne betätigt und die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt. Zusätzlich wird für diesen Gang die erste Gangkupplung 27 im Schließsinne betätigt. Dadurch ist ein Gang, nämlich der vierte Gang ohne den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 und somit durch den direkten Antrieb durch den Antriebsmotor möglich. Ein fünfter Gang wird geschaltet, indem die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt bleibt und die zweite Gangkupplung 34 im Schließsinne betätigt wird. Somit ist ein fünfter Gang ohne den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 möglich. Ein sechster Gang wird geschaltet, indem die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt bleibt und die dritte Gangkupplung 31 im Schließsinne betätigt wird. Somit ist auch bei Endgeschwindigkeit des Fahrzeugs ein Gang ohne den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 möglich.
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Fig. 2:
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Ein nichtgezeigter Antriebsmotor, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, treibt einerseits die Pumpe 12 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 an und andererseits die Antriebswelle 7 an, welche mit dem Festrad 3 drehfest verbunden ist und gleichzeitig den Antrieb für einen Nebenabtrieb 13 bildet. Die Turbine 14 ist drehfest mit der Eingangswelle 6 verbunden, welche mit dem Festrad 2 verbunden ist. Die Eingangswelle 6 ist über die Kupplung für einen Rückwärtsgang 20 mit dem Losrad 5 verbindbar. Das Festrad 2 kämmt mit dem Losrad 21, das Festrad 3 kämmt mit dem Festrad 4 und das Losrad 5 kämmt mit dem Festrad 25. Das Festrad 4 ist drehfest mit der Welle 16 verbunden und ist über die vierte Gangkupplung 15 mit dem Losrad 8 verbindbar. Das Losrad 8 kämmt mit dem Festrad 25. Das Losrad 21 ist drehbar auf der Welle 24 angeordnet und über die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 mit dem Festrad 23 verbindbar. Das Festrad 23 ist drehfest mit der Welle 24 verbunden. Das Festrad 23 kämmt mit dem Festrad 25, welches drehfest mit der Welle 26 verbunden ist und über die erste Gangkupplung 27 mit dem Losrad 28 verbindbar ist. Das Losrad 28 kämmt mit dem Festrad 22, welches drehfest mit der Welle 33, welche den Abtrieb bildet, verbunden ist. Über die zweite Gangkupplung 34 ist das Festrad 22 mit dem Losrad 35 verbindbar. Ebenso auf der Welle 33 ist das Festrad 18 drehfest verbunden und kämmt mit dem Losrad 32. Das Losrad 35 kämmt mit dem Festrad 29, welches drehfest mit der Welle 30 verbunden ist. Über die dritte Gangkupplung 31 ist das Festrad 29 mit dem Losrad 32 verbindbar.
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Somit sind die ersten drei Gänge über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 geschaltet und die Gänge vier, fünf und sechs ohne den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 direkt mit der Antriebsmaschine geschaltet. Der erste Gang in Vorwärtsfahrtrichtung wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Schließsinne betätigt ist und die erste Gangkupplung 27 ebenfalls geschlossen ist. Ein zweiter Gang in Vorwärtsfahrtrichtung wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 geschlossen bleibt und die zweite Gangkupplung 34 geschlossen ist. Ein dritter Gang in Vorwärtsfahrtrichtung wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 geschlossen bleibt und die dritte Gangkupplung 31 im Schließsinne betätigt ist. Ein vierter Vorwärtsgang wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Öffnungssinne betätigt ist und die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt ist und die erste Gangkupplung 27 ebenfalls im Schließsinne betätigt ist. Ein fünfter Gang wird geschaltet, indem die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt ist und die zweite Gangkupplung 34 im Schließsinne betätigt ist. Ein sechster Gang wird geschaltet, indem die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt ist und die dritte Gangkupplung 31 ebenfalls im Schließsinne betätigt ist.
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Fig. 3:
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Die Anordnung der Räder des Getriebeschemas nach 2 ist dargestellt.
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Fig. 4:
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Ein nichtdargestellter Antriebsmotor treibt einerseits die Pumpe 12 des hydrodynamischen Drehmomentwandlers 1 an und andererseits die Antriebswelle 7, welche drehfest mit dem Festrad 3 verbunden ist und den Abtrieb für den Nebenabtrieb 13 bildet. Die Turbine 14 ist drehfest mit der Eingangswelle 6 verbunden, welche drehfest mit dem Festrad 2 verbunden ist. Zusätzlich ist über die Kupplung für einen Vorwärtsgang 9 die Eingangswelle 6 mit dem Losrad 21 verbindbar. Das Festrad 2 kämmt mit dem Festrad 22, welches drehfest mit der Welle 19 verbunden ist und über die Rückwärtsgangkupplung 20 mit dem Losrad 5 verbindbar ist. Das Losrad 5 kämmt mit dem Festrad 4, welches über die vierte Gangkupplung 15 mit dem Losrad 8 verbindbar ist, welches auf der Welle 16 angeordnet ist. Das Losrad 21 kämmt ebenfalls mit dem Festrad 4, wobei das Festrad 4 mit dem Festrad 25 kämmt. Das Festrad 25 ist auf der Welle 26 angeordnet und über die erste Gangkupplung 27 mit dem Losrad 28 verbindbar. Das Festrad 25 kämmt mit dem Losrad 35 und das Losrad 28 kämmt mit dem Festrad 36. Das Festrad 36 ist drehfest mit der Welle 33, welche den Abtrieb des Getriebes bildet, verbunden. Über die zweite Gangkupplung 34 ist das Festrad 36 mit dem Losrad 35 verbindbar. Drehfest mit der Welle 33 ist das Festrad 18 verbunden und kämmt mit dem Losrad 32, welches auf der Welle 30 angeordnet ist. Über die dritte Gangkupplung 31 ist das Losrad 32 mit dem Festrad 29 verbindbar.
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Somit sind die ersten drei Gänge des Getriebes über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 schaltbar und die Gänge vier, fünf und sechs ohne den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 schaltbar. Ein erster Gang wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Schließsinne betätigt ist und die erste Gangkupplung 27 ebenfalls im Schließsinne betätigt ist. Ein zweiter Gang ist schaltbar, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 und die zweite Gangkupplung 34 im Schließsinne betätigt ist. Ein dritter Gang ist schaltbar, indem die Kupplung für Vorwärtsfahrt 9 und die dritte Gangkupplung 31 im Schließsinne betätigt ist. Ein vierter Gang ohne den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 ist schaltbar, indem die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt ist und die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Öffnungssinne betätigt und die erste Gangkupplung 27 im Schließsinne betätigt ist. Ein fünfter Gang ist schaltbar, indem die vierte Gangkupplung 15 und die zweite Gangkupplung 34 im Schließsinne betätigt ist. Ein sechster Gang ist schaltbar, indem die vierte Gangkupplung 15 und die dritte Gangkupplung 31 im Schließsinne betätigt ist. Somit ist bei höheren Geschwindigkeiten das Getriebe ohne den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 geschaltet.
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Fig. 5:
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Die Anordnung der Räder des Getriebeschemas nach 4 sind in der 5 ersichtlich.
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Fig. 6:
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Im Gegensatz zu den Getriebeschemen nach 1, 2 und 4, ist nach dem Getriebeschema nach 6 nicht nur eine einzige Kupplung auf einer Welle angeordnet sondern auf einer Welle sind zwei Kupplungen angeordnet. Auf der Welle 24 ist sowohl die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 als auch die vierte Gangkupplung 15 angeordnet. Die vierte Gangkupplung 15 kann auch als Kupplung für einen weiteren Vorwärtsgang bezeichnet werden. Die Eingangswelle 6 und das Festrad 2 ist mit der Turbine 14 verbunden, wobei das Festrad 3 mit der Antriebswelle 7 und somit dem nichtdargestellten Antriebsmotor, verbunden ist, welcher ebenfalls die Pumpe 12 antreibt. Das Festrad 2 kämmt mit dem Losrad 37 und das Festrad 3 kämmt mit dem Losrad 11, welche beide auf der Welle 24 angeordnet sind. Die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 ist auf der Welle 24 angeordnet und die vierte Gangkupplung 15 ist ebenfalls auf der Welle 24 angeordnet. Über die Kupplung für Vorwärtsfahrt ist das Losrad 37 mit dem achten Festrad 23 verbindbar und über die vierte Gangkupplung 15 ist das Losrad 11 mit der Welle 24 und somit mit dem Festrad 23 verbindbar. Das Festrad 23 kämmt mit dem Festrad 25, welches über die erste Gangkupplung 27 mit dem Losrad 28 verbindbar ist. Die Welle 33 bildet den Abtrieb und ist mit dem Festrad 18 und mit dem Festrad 22 drehfest verbunden, wobei das Losrad 35 über die zweite Gangkupplung 34 mit der Welle 33 verbindbar ist. Die dritte Gangkupplung 31 ist auf der Welle 30 angeordnet, wodurch das Festrad 29 mit dem Losrad 32 verbindbar ist.
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Somit sind die ersten drei Gänge des Getriebes über den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 schaltbar und die Gänge vier, fünf und sechs ohne den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 schaltbar. Ein erster Gang wird geschaltet, indem die Kupplung für einen Vorwärtsgang 9 im Schließsinne betätigt ist und die erste Gangkupplung 27 im Schließsinne betätigt ist. Ein zweiter Gang wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Schließsinne betätigt bleibt und die Kupplung für den zweiten Gang ebenfalls im Schließsinne betätigt wird. Die Kupplung für den dritten Gang wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Schließsinne betätigt bleibt und die dritte Gangkupplung 31 ebenfalls im Schließsinne betätigt ist. Ein vierter Gang ohne den hydrodynamischen Drehmomentwandler 1 wird geschaltet, indem die Kupplung für den Vorwärtsgang 9 im Öffnungssinne betätigt ist und die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt ist und die erste Gangkupplung 27 im Schließsinne betätigt ist. Ein fünfter Gang ist schaltbar, indem die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt ist und die zweite Gangkupplung 34 im Schließsinne betätigt ist. Ein sechster Gang ist schaltbar, indem die vierte Gangkupplung 15 im Schließsinne betätigt ist und die dritte Gangkupplung 31 im Schließsinne betätigt ist. Die Rückwärtsgänge sind schaltbar, indem die Kupplung für Rückwärtsfahrt 20 im Schließsinne betätigt ist. Diese ist auf der Eingangswelle 6 angeordnet.
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Fig. 7:
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Die Anordnung der Räder des Getriebeschemas nach 6 sind in der 7 dargestellt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- hydrodynamischen Drehmomentwandler
- 2
- Festrad
- 3
- Festrad
- 4
- Festrad
- 5
- Losrad
- 6
- Eingangswelle
- 7
- Antriebswelle
- 8
- Losrad
- 9
- Kupplung für einen Vorwärtsgang
- 10
- Kupplung für einen weiteren Vorwärtsgang
- 11
- Losrad
- 12
- Pumpe
- 13
- Nebenabtrieb
- 14
- Turbine
- 15
- vierte Gangkupplung
- 16
- Welle
- 17
- Festrad
- 18
- Festrad
- 19
- Welle
- 20
- Kupplung für den Rückwärtsgang oder Rückwärtsgangkupplung
- 21
- Losrad
- 22
- Festrad
- 23
- Festrad
- 24
- Welle
- 25
- Festrad
- 26
- Welle
- 27
- erste Gangkupplung
- 28
- Losrad
- 29
- Festrad
- 30
- Welle
- 31
- dritte Gangkupplung
- 32
- Losrad
- 33
- Welle
- 34
- zweite Gangkupplung
- 35
- Losrad
- 36
- Festrad
- 37
- Losrad
- 38
- Welle
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1329648 B1 [0003]
- US 6513399 B2 [0004]