DE102017214716A1 - Continuously variable power split transmission with a hydraulic variator - Google Patents
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Abstract
Es wird ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe (3) mit einem hydraulischen Variator (5), der zwei verstellbare Hydraulikmaschinen (6, 7) umfasst, mit einer Summierungseinheit (24) und mit einer Leistungsverzweigungseinheit (14) beschrieben. Eine Getriebeeingangswelle (8) steht über ein Zapfwellengetriebe (12) mit einer Zapfwelle (28) in Wirkverbindung. Das Zapfwellengetriebe (12) weist eine zusätzliche Summierungseinheit (26) auf, die im Bereich einer ersten Welle (25) mit der Getriebeeingangswelle (8) und im Bereich einer zweiten Welle (27) mit einer weiteren verstellbaren Hydraulikmaschine (33) gekoppelt ist, sowie im Bereich einer dritten Welle (31) mit der Zapfwelle (28) in Wirkverbindung bringbar ist. Erfindungsgemäß ist die weitere Hydraulikmaschine (33) im Betrieb aus dem hydraulischen Kreislauf (35) des hydraulischen Variators (5) mit Hydraulikfluid versorgbar und aus dem hydraulischen Kreislauf (35) zugeführtes Hydraulikfluid über die weitere Hydraulikmaschine (33) wieder in den hydraulischen Kreislauf (35) des Variators (5) einspeisbar.A continuously variable power split transmission (3) comprising a hydraulic variator (5) comprising two adjustable hydraulic machines (6, 7), a summation unit (24) and a power split unit (14) is described. A transmission input shaft (8) is connected via a PTO transmission (12) with a PTO shaft (28) in operative connection. The PTO transmission (12) has an additional summation unit (26) which is coupled to the transmission input shaft (8) in the region of a first shaft (25) and to a further adjustable hydraulic machine (33) in the region of a second shaft (27) in the region of a third shaft (31) with the PTO (28) can be brought into operative connection. According to the invention, the further hydraulic machine (33) can be supplied with hydraulic fluid from the hydraulic circuit (35) of the hydraulic variator (5) and hydraulic fluid supplied from the hydraulic circuit (35) is returned to the hydraulic circuit (35) via the further hydraulic machine (33) ) of the variator (5) can be fed.
Description
Die Erfindung betrifft ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydraulischen Variator gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.The invention relates to a continuously variable power transmission with a hydraulic variator according to the closer defined in the preamble of
Aus der Praxis bekannte Fahrzeugantriebsstränge von Arbeitsmaschinen, wie Land- oder Forstmaschinen, werden zunehmend mit stufenlosen Leistungsverzweigungsgetrieben ausgeführt, die einen mechanischen Leistungspfad und einen hydraulischen Leistungspfad umfassen. Dabei wird ein Antriebsmoment einer Antriebsmaschine, wie einer Dieselbrennkraftmaschine, im Bereich eines Getriebeeingangs in ein solches stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe eingeleitet und im Bereich des stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes in Abhängigkeit der jeweils aktuellen Übersetzung des Leistungsverzweigungsgetriebes entsprechend gewandelt im Bereich eines Getriebeausgangs in Richtung einer oder mehrerer antreibbarer Fahrzeugachsen eines Abtriebs bzw. Fahrantriebs weitergeleitet.Prior art vehicle drivelines of work machines, such as agricultural or forestry machines, are increasingly being implemented with stepless power split transmissions including a mechanical power path and a hydraulic power path. In this case, a drive torque of a drive machine, such as a diesel engine, introduced in the region of a transmission input in such a continuously variable transmission and converted in the range of continuously variable transmission depending on the current ratio of the power split transmission accordingly in the range of a transmission output in the direction of one or more drivable vehicle axles of an output or traction drive forwarded.
Neben dem Fahrantrieb wird bei entsprechender Ausführung der Arbeitsmaschine auch eine sogenannte Zapfwelle betriebszustandsabhängig von der Antriebsmaschine angetrieben. Über eine solche Zapfwelle sind bekannterweise verschiedene sogenannte Anbaugeräte einer Arbeitsmaschine mit Leistung versorgbar. Damit im Bereich einer solchen Zapfwelle jeweils verschiedene Drehzahlen darstellbar sind, ist eine der Zapfwelle zugeordnete Getriebeausgangswelle üblicherweise über ein sogenanntes Zapfwellengetriebe mit der Zapfwelle koppelbar.In addition to the traction drive, a so-called power take-off is also driven depending on the operating state of the drive machine with an appropriate design of the work machine. As is known, various so-called attachments of a working machine can be supplied with power via such a power take-off shaft. In order for different rotational speeds to be represented in each case in the region of such a PTO shaft, a transmission output shaft assigned to the PTO shaft can usually be coupled to the PTO shaft via a so-called PTO transmission.
Die Verwendung konventioneller Zapfwellengetriebe bewirkt, dass die Drehzahl der Zapfwelle jeweils gleich dem Produkt aus dem Übersetzungswert der jeweils im Zapfwellengetriebe eingelegten Übersetzungsstufe und der Drehzahl der Antriebsmaschine entspricht. Gemäß einer ISO-Norm müssen Zapfwellen von Landmaschinen zumindest mit zwei vordefinierten Zapfenwellendrehzahlen angetrieben werden können. Die Werte der geforderten Zapfenwellendrehzahlen sind 540 1/min und 1000 1/min. Zusätzlich sind aus der Praxis auch Zapfwellengetriebe bekannt, über die Zapfwellen mit einer weiteren Drehzahl antreibbar ist, zu deren Darstellung die Antriebsmaschine mit einer möglichst wirkungsgradgünstigen Drehzahl betrieben werden kann.The use of conventional PTO gear causes the speed of the PTO each equal to the product of the translation value of each engaged in the PTO gear ratio and the speed of the prime mover. According to an ISO standard, PTOs of agricultural machinery must be able to be driven at least at two predefined journal shaft speeds. The values of the required journal shaft speeds are 540 rpm and 1000 rpm. In addition, PTO are also known from practice, via the PTO can be driven with a further speed, for the representation of the prime mover can be operated with a very low-efficiency as possible.
Die Verwendung solcher konventioneller Zapfwellengetriebe bedingt jedoch nachteilhafterweise, dass die Drehzahl der Antriebsmaschine während eines Zapfwellenbetriebes bedarfsweise sehr hoch einzustellen ist und sich die Antriebsmaschine dann in einem wirkungsgradungünstigen Betriebsbereich befindet. In Abhängigkeit der jeweils gewählten Übersetzung des jeweils verwendeten Zapfwellengetriebes entspricht die zur Darstellung der Drehzahl der Zapfwelle von 5401/min etwa 90% der Nenndrehzahl der Antriebsmaschine. Des Weiteren sind für die Darstellung der Drehzahl der Zapfwelle von 1000 1/min Drehzahlen der Antriebsmaschine nötig, die etwa 90 bis 100% der Nenndrehzahl der Antriebsmaschine entsprechen.However, the use of such conventional PTO gear disadvantageously requires that the speed of the prime mover during a PTO operation, if necessary, is set very high and the drive machine is then in a low-efficiency operating range. Depending on the particular selected ratio of the PTO used in each case corresponds to the representation of the speed of the PTO of 5401 / min about 90% of the rated speed of the drive machine. Furthermore, for the representation of the rotational speed of the PTO of 1000 1 / min speeds of the prime mover are necessary, which correspond to about 90 to 100% of the rated speed of the prime mover.
Für den Betrieb eines Schleuderstreuers als Anbaugerät wird eine sehr hohe Zapfwellendrehzahl benötigt, um eine maximale Ausbringbreite zu erreichen. Gleichzeitig ist die für den Antrieb der Landmaschine und des Schleuderstreuers benötigte Leistung sehr gering, weshalb die Möglichkeit besteht, die Antriebsmaschine mit einer geringen verbrauchsgünstigen Drehzahl zu betreiben. Dies ist jedoch aufgrund der vorbeschriebenen Abhängigkeit zwischen der Drehzahl der Antriebsmaschine und der Zapfwelle nicht ohne gleichzeitiges Absenken der Zapfwellendrehzahl möglich.To operate a centrifugal spreader as an attachment, a very high PTO shaft speed is required to achieve a maximum Ausbringbreite. At the same time the power required for driving the agricultural machine and the centrifugal spreader is very low, which is why it is possible to operate the engine with a low fuel consumption speed. However, this is not possible without simultaneous lowering of the PTO shaft speed due to the above-described dependence between the rotational speed of the engine and the PTO.
Auch während des Betriebes eines sogenannten Heuwenders oder Schwaders besteht die Möglichkeit, dass eine konstante Übersetzung im Bereich des Zapfwellengetriebes während der Fahrt im Gelände mit großen Steigungen Probleme bereitet. Dies resultiert aus der Tatsache, dass die von der Arbeitsmaschine bzw. einem Schlepper zur Verfügung gestellte Leistung während einer Bergauffahrt nicht mehr ausreichend ist, um die hohe von der Zapfwelle angeforderte Drehzahl zu halten. Andererseits kann die von der Antriebsmaschine während einer Bergabfahrt im Bereich des Zapfwellengetriebes anliegende Drehzahl für den Betrieb der Zapfwelle zu hoch sein.Even during operation of a so-called tedder or rake, there is the possibility that a constant ratio in the range of the PTO gear while driving in the field with large gradients causes problems. This results from the fact that the power provided by the working machine or a tractor during an uphill drive is no longer sufficient to maintain the high speed requested by the PTO. On the other hand, can be too high for the operation of the PTO shaft, the voltage applied by the prime mover during a downhill in the range of the PTO.
Um die vorstehenden Probleme vermeiden zu können, ist mittlerweile ein sogenanntes stufenloses Zapfwellengetriebe verfügbar, mittels welchen die Drehzahl der Zapfwelle unabhängig von der Drehzahl der Antriebsmaschine und bedarfsgerecht für den Betrieb verschiedener Anbaugeräte einstellbar ist.In order to avoid the above problems, a so-called continuously variable PTO transmission is now available, by means of which the speed of the PTO shaft is independent of the speed of the engine and as needed adjustable for the operation of various attachments.
Das stufenlose Zapfwellengetriebe umfasst einen hydraulischen Variator mit zwei Hydraulikmaschinen. Des Weiteren ist das stufenlose Zapfwellengetriebe mit einem Planetenradsatz und zwei Stirnradstufen ausgebildet. Dabei steht der Planetenradsatz im Bereich seines Planetenstegs mit einer Getriebeausgangswelle eines Hauptgetriebes des Fahrzeugantriebsstranges einer Arbeitsmaschine in Wirkverbindung. Im Bereich einer zweiten Welle ist der Planetenradsatz über eine der beiden Stirnradstufen mit einer ersten Welle des hydraulischen Variators wirkverbunden. Die erste Welle des Variators ist eine Welle einer verstellbaren und sowohl als Motor als auch als Pumpe betreibbaren Hydraulikmaschine des Variators.The stepless PTO transmission includes a hydraulic variator with two hydraulic machines. Furthermore, the continuously variable PTO transmission is formed with a planetary gear set and two spur gear stages. Here, the planetary gear is in the region of its planetary ridge with a transmission output shaft of a main transmission of the vehicle drive train of a working machine in operative connection. In the area of a second shaft, the planetary gear set is operatively connected via one of the two spur gear stages to a first shaft of the hydraulic variator. The first shaft of the variator is a shaft of an adjustable variator which can be operated both as a motor and as a pump.
Im Bereich einer dritten Welle steht der Planetenradsatz mit der Zapfwelle in Verbindung, die zusätzlich über die zweite Stirnradstufe mit einer zweiten Welle des Variators gekoppelt ist. Dabei ist die zweite Welle des Variators eine Welle einer ebenfalls als Pumpe und als Motor betreibbaren Konstanteinheit des Variators. Dabei ist die zweite Welle des Planetenradsatzes als Hohlrad ausgeführt, während die dritte Welle des Planetenradsatzes ein Sonnenrad darstellt. In the area of a third shaft, the planetary gear set is connected to the PTO shaft, which is additionally coupled via the second spur gear stage to a second shaft of the variator. The second shaft of the variator is a shaft of a constant unit of the variator which can also be operated as a pump and as a motor. In this case, the second shaft of the planetary gear set is designed as a ring gear, while the third shaft of the planetary gear set represents a sun gear.
Nachteilhafterweise verursacht das stufenlose Zapfwellengetriebe hohe Fertigungskosten, da es konstruktiv aufwändig ist. Des Weiteren benötigt das stufenlose Zapfwellengetriebe aufgrund der Vielzahl der zusätzlichen Komponenten einen großen Bauraum, der insbesondere in Traktoren nur begrenzt zur Verfügung steht.Disadvantageously, the continuously variable PTO transmission causes high manufacturing costs, since it is structurally complex. Furthermore, due to the large number of additional components, the infinitely variable PTO transmission requires a large installation space, which is only available to a limited extent in particular in tractors.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein kosten- und bauraumgünstiges stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydraulischen Variator zur Verfügung zu stellen, mittels dem eine Zapfwelle mit variierbarer Antriebsdrehzahl betreibbar ist.The present invention is therefore an object of the invention to provide a cost and space-saving continuously variable power split transmission with a hydraulic variator, by means of which a PTO with variable drive speed is operable.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.According to the invention this object is achieved with a continuously variable power split transmission with the features of
Das stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe ist mit einem hydraulischen Variator ausgebildet, der zwei verstellbare Hydraulikmaschinen umfasst. Zusätzlich ist das Leistungsverzweigungsgetriebe mit einer Summierungseinheit und mit einer Leistungsverzweigungseinheit ausgeführt. Eine Getriebeeingangswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes steht über ein Zapfwellengetriebe mit einer Zapfwelle in Wirkverbindung. Das Zapfwellengetriebe weist eine zusätzliche Summierungseinheit auf, die im Bereich einer ersten Welle mit der Getriebeeingangswelle und im Bereich einer zweiten Welle mit einer weiteren verstellbaren Hydraulikmaschine gekoppelt ist, sowie im Bereich einer dritten Welle mit der Zapfwelle in Wirkverbindung bringbar ist.The stepless power split transmission is formed with a hydraulic variator comprising two variable hydraulic machines. In addition, the power split transmission is implemented with a summation unit and with a power split unit. A transmission input shaft of the power split transmission is operatively connected to a power take-off via a PTO transmission. The PTO transmission has an additional summation unit, which is coupled in the region of a first shaft with the transmission input shaft and in the region of a second shaft with a further adjustable hydraulic machine, as well as in the region of a third shaft with the PTO in operative connection can be brought.
Erfindungsgemäß ist die weitere Hydraulikmaschine im Betrieb aus dem hydraulischen Kreislauf des hydraulischen Variators mit Hydraulikfluid versorgbar und aus dem hydraulischen Kreislauf zugeführtes Hydraulikfluid über die weitere Hydraulikmaschine wieder in den hydraulischen Kreislauf des Variators einspeisbar.According to the invention, the further hydraulic machine can be supplied with hydraulic fluid during operation from the hydraulic circuit of the hydraulic variator and hydraulic fluid supplied from the hydraulic circuit can be fed back into the hydraulic circuit of the variator via the further hydraulic machine.
Bei dem erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe ist das stufenlose Zapfwellengetriebe in einen mit dem stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe ausgeführten Fahrzeugantriebsstrang integriert, womit das erfindungsgemäße stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe im Vergleich zu dem aus der Praxis bekannten stufenlosen Zapfwellengetriebe mit weniger Antriebskomponenten ausführbar ist. Dies resultiert aus der Tatsache, dass das erfindungsgemäße stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe im Bereich des stufenlosen Zapfwellengetriebes lediglich eine weitere Hydraulikmaschine aufweist, um die Drehzahl der Zapfwelle in gewünschtem Umfang variabel stufenlos verändern zu können.In the stepless power split transmission according to the invention, the continuously variable power take-off is integrated into a continuously variable power transmission vehicle drive train, whereby the infinitely variable power split transmission according to the invention compared to the known from the practice continuously variable power take-off with fewer drive components executable. This results from the fact that the continuously variable power split transmission according to the invention in the region of the continuously variable PTO transmission only has a further hydraulic machine in order to be able to vary the speed of the power take-off to the desired extent variably steplessly.
Im Betrieb einer mit dem erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe ausgeführten Arbeitsmaschine, wie einer Landmaschine, wird aus dem hydrostatischen Leistungspfad des Fahrzeugantriebsstranges, d. h. aus dem hydraulischen Kreislauf des hydraulischen Variators ein Volumenstrom abgezweigt und der weiteren Hydraulikmaschine des stufenlosen Zapfenwellengetriebes zugeführt. Im Bereich der weiteren Hydraulikmaschine wird dann in Abhängigkeit des zugeführten Volumenstromes Drehmoment in die zusätzliche Summierungseinheit des Zapfwellengetriebes eingeleitet oder ein Drehmoment abgestützt, womit das im Bereich der ersten Welle der zusätzlichen Summierungseinheit des Zapfwellengetriebes anliegendes Drehmoment über die dritte Welle der Summierungseinheit in Richtung der Zapfwelle weitergeleitet wird. Somit ist über die jeweils im Bereich der weiteren verstellbaren Hydraulikmaschine variierbare Drehzahl die Drehzahl der Zapfwelle beliebig einstellbar bzw. veränderbar.In operation of a work machine, such as an agricultural machine, constructed with the continuously variable power split transmission of the present invention, the hydrodynamic power path of the vehicle driveline, i. H. branched off from the hydraulic circuit of the hydraulic variator a volume flow and fed to the other hydraulic machine of the continuously variable shaft drive. In the area of the further hydraulic machine, torque is then introduced into the additional summation unit of the power take-off or a torque is supported, whereby the torque applied in the region of the first shaft of the additional summation unit of the power take-off is transmitted via the third shaft of the summation unit in the direction of the power take-off becomes. Thus, the rotational speed of the power take-off shaft can be set or changed as desired via the speed which can be varied in each case in the region of the further adjustable hydraulic machine.
Bei einer mit hohem Wirkungsgrad betreibbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ist der die Hydraulikmaschinen des Variators und die weitere Hydraulikmaschine umfassende Hydraulikkreis als geschlossener Fluidkreis ausgeführt.In an embodiment of the continuously variable power split transmission according to the invention which can be operated with high efficiency, the hydraulic circuit comprising the hydraulic machines of the variator and the further hydraulic machine is designed as a closed fluid circuit.
Sind zwischen der Hydraulikmaschine und dem hydraulischen Kreislauf des Variators verstellbare Drosseleinrichtungen vorgesehen, ist die Drehzahl der Zapfwelle mit hoher Stabilität einstellbar und es sind Unstetigkeiten im Verlauf der Drehzahl der Zapfwelle auf einfache Art und Weise vermeidbar bzw. reduzierbar.If adjustable throttling devices are provided between the hydraulic machine and the hydraulic circuit of the variator, the rotational speed of the PTO shaft can be adjusted with high stability and discontinuities in the course of the rotational speed of the PTO shaft can be avoided or reduced in a simple manner.
Bei einer konstruktiv einfachen und mit geringem Steuer- und Regelaufwand betreibbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ist die weitere Hydraulikmaschine als durchschwenkbare Hydraulikmaschine ausgebildet.In a structurally simple and operable with little control effort and regulation embodiment of the invention stepless power split transmission, the further hydraulic machine is designed as a swing-through hydraulic machine.
Ist die weitere Hydraulikmaschine sowohl als Pumpe als auch als Motor betreibbar, ist das erfindungsgemäße stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe ebenfalls konstruktiv einfach und kostengünstig ausführbar.If the further hydraulic machine can be operated both as a pump and as an engine, the stepless power split transmission according to the invention is likewise structurally simple and inexpensive to carry out.
Ist die weitere hydraulische Maschine lediglich als Motor oder als Pumpe betreibbar, deren Schlupfvolumen variierbar ist, ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes zwischen dem hydraulischen Kreislauf und des Variators und der weiteren hydraulischen Maschine ein 4/3-Wegeventil angeordnet, über das die Anbindung der weiteren hydraulischen Maschine an den hydraulischen Kreislauf des Variators sperrbar oder freigebbar ist und die Richtung der Strömung zwischen dem hydraulischen Kreislauf des Variators und der weiteren hydraulischen Maschine verstellbar ist. If the further hydraulic machine can only be operated as a motor or as a pump whose slip volume can be varied, in a further advantageous embodiment of the continuously variable power split transmission according to the invention a 4/3-way valve is arranged between the hydraulic circuit and the variator and the further hydraulic machine the connection of the further hydraulic machine to the hydraulic circuit of the variator can be blocked or released and the direction of the flow between the hydraulic circuit of the variator and the further hydraulic machine is adjustable.
Dadurch ist auf einfache Art und Weise die Drehzahl der Zapfwelle unabhängig vom Betriebszustandswechsel im Bereich des Variators bzw. des das erfindungsgemäße stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe umfassenden Fahrzeugantriebsstranges während Betriebszustandswechseln zwischen einem Schub- und einem Zugbetrieb lediglich durch Verstellen des 4/3-Wegenventils berücksichtigbar bzw. ausgleichbar.As a result, in a simple manner, the rotational speed of the PTO shaft can be taken into account or compensated for independently of the operating state change in the region of the variator or the continuously variable transmission comprising the continuously variable transmission according to the invention during a change in operating state between a thrust and a traction mode only by adjusting the 4/3-way valve.
Sind die verstellbaren Drosseleinrichtungen zwischen dem hydraulischen Kreislauf des Variators und dem 4/3-Wegeventil angeordnet, ist das 4/3-Wegeventil im Wesentlichen unabhängig von Druckschwankungen im Bereich des hydraulischen Kreislaufes des Variators betätigbar.If the adjustable throttle devices are arranged between the hydraulic circuit of the variator and the 4/3-way valve, the 4/3-way valve can be actuated substantially independently of pressure fluctuations in the region of the hydraulic circuit of the variator.
Bei kostengünstigen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes umfasst die Summierungseinheit wenigstens einen Planetenradsatz und/oder wenigstens eine Zahnradstufe bzw. eine Stirnradstufe.In cost-effective developments of the continuously variable power split transmission according to the invention, the summation unit comprises at least one planetary gear set and / or at least one gear stage or a spur gear stage.
Weist die Leistungsverzweigungseinheit wenigstens einen Planetenradsatz und/oder wenigstens eine Stirnradstufe auf, ist die von einer Antriebsmaschine eines mit dem erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges auf einfache und kostengünstige Art und Weise zwischen einem mechanischen Leistungspfad und dem hydraulischen Leistungspfad des stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes aufteilbar.If the power split unit has at least one planetary gearset and / or at least one spur gear stage, the vehicle drivetrain provided by the continuously variable power split transmission according to the invention can be split between a mechanical power path and the hydraulic power path of the continuously variable power split transmission in a simple and cost-effective manner.
Umfasst die zusätzliche Summierungseinheit des Zapfwellengetriebes einen Planetenradsatz, ist die von der Getriebeeingangswelle anliegende Leistung und der Einfluss der weiteren Hydraulikmaschine des Zapfwellengetriebes auf bauraum- und kostengünstige Art und Weise im Bereich der Zapfwelle anlegbar und die Drehzahl der Zapfwelle in gewünschtem Umfang variierbar.If the additional summation unit of the power take-off gear comprises a planetary gearset, the power applied by the transmission input shaft and the influence of the further hydraulic power take-off of the power take-off can be applied in a space-saving and cost-effective manner in the area of the power take-off shaft and the rotational speed of the power take-off can be varied to the desired extent.
Ist die dritte Welle der zusätzlichen Summierungseinheit über ein Stirnrad und ein damit kämmendes Hohlrad sowie eine mit dem Hohlrad verbundene Zahnradstufe mit der Zapfwelle in Wirkverbindung bringbar, ist zwischen einer Ausgangswelle einer Antriebsmaschine eines mit dem erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges und der Zapfwelle ein gewünschter Achsversatz sowie eine für den Zapfwellenbetrieb erforderliche Übersetzung bei gleichzeitiger Erfüllung einer gesetzlich vorgeschriebenen Drehrichtung der Zapfwelle auf bauraumgünstige Art und Weise realisierbar.If the third shaft of the additional summation unit can be brought into active connection with the PTO via a spur gear and a ring gear meshing with the ring gear, a desired axial offset is provided between an output shaft of an engine of a vehicle drivetrain with the continuously variable power split transmission according to the invention and the PTO shaft a required for the PTO transmission translation while fulfilling a legally prescribed direction of rotation of the PTO in a space-saving manner feasible.
Steht der hydraulische Kreislauf des Variators über ein weitere 4/3-Wegeventil mit einer Speichereinrichtung in Wirkverbindung, die zwei Speichereinheiten umfasst, und sind die Verbindungen des hydraulischen Kreislaufes mit den Speichereinheiten im Bereich des weiteren 4/3-Wegeventils sperrbar oder freigebbar ist und ist die Richtung der Strömung zwischen dem hydraulischen Kreislauf des Variators und den Speichereinheiten verstellbar, sind ein Rekuperationsbetrieb und auch ein Boostbetrieb mit geringem Aufwand darstellbar.Is the hydraulic circuit of the variator via a further 4/3-way valve operatively connected to a storage device comprising two storage units, and the compounds of the hydraulic circuit with the storage units in the range of the other 4/3-way valve is lockable or is releasable and is the direction of the flow between the hydraulic circuit of the variator and the storage units adjustable, a recuperation and a boost operation with little effort can be displayed.
Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.Both the features specified in the claims and the features specified in the following embodiments of the continuously variable power take-off gear according to the invention are each suitable alone or in any combination with each other to further develop the subject invention.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispielen zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.Further advantages and advantageous embodiments of the stepless power split transmission according to the invention will become apparent from the claims and the embodiments described in principle below with reference to the drawings, the same reference numerals are used in the description of the various embodiments in favor of clarity for construction and functionally identical components.
Es zeigt:
-
1 eine stark schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges mit einer ersten Ausführung eines ausgangsgekoppelten stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes mit stufenlosem Zapfwellengetriebe; -
2 eine1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines eingangsgekoppelten stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes, das mit einem 4/3-Wegeventil ausgebildet ist; -
3 eine1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines eingangsgekoppelten stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes, das im Bereich eines stufenlosen Zapfwellengetriebes mit einer als Pumpe und als Motor betreibbaren verstellbaren Hydraulikmaschine ausgebführt ist; -
4 eine1 entsprechende Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines eingangsgekoppelten stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes, das im Bereich des Zapfwellengetriebes mit einer durchschwenkbaren Hydraulikmaschine ausgebildet ist; -
5 eine Weiterbildung des in2 dargestellten Ausführungsbeispiels eines eingangsgekoppelten stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes, das eine über ein weiteres 4/3-Wegeventil mit einem hydraulischen Kreislauf eines Variators koppelbare Speichereinrichtung umfasst; -
6 eine Weiterbildung des in3 dargestellten Leistungsverzweigungsgetriebes, das im Bereich zwischen dem hydraulischen Kreislauf des Variators des stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes und der weiteren Hydraulikmaschine des stufenlosen Zapfwellengetriebes jeweils eine verstellbare Drosseleinrichtung umfasst; -
7 eine Weiterbildung des in2 gezeigten Ausführungsbeispiels des stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes; -
8 eine Weiterbildung des in7 dargestellten Ausführungsbeispiels des stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes; und -
9 eine vergrößerte Alleindarstellung einer weiteren Ausführungsform des stufenlosen Zapfwellengetriebes.
-
1 a highly schematic representation of a vehicle drive train with a first embodiment of an output-coupled continuously variable power split transmission with a continuously variable PTO transmission; -
2 a1 corresponding representation of another embodiment of an input-coupled stepless power split transmission, which is formed with a 4/3-way valve; -
3 a1 corresponding representation of another embodiment of an input-coupled stepless power split transmission, which in the range of a continuously variable power take-off with a as Pump and operated as a motor adjustable hydraulic machine is carried out; -
4 a1 corresponding representation of another embodiment of an input-coupled stepless power split transmission, which is formed in the region of the power take-off with a swing-through hydraulic machine; -
5 a further education of in2 illustrated embodiment of an input-coupled stepless power split transmission, which comprises a via a further 4/3-way valve with a hydraulic circuit of a variator couplable storage device; -
6 a further education of in3 illustrated power split transmission, each comprising an adjustable throttle device in the region between the hydraulic circuit of the variator of the continuously variable transmission and the other hydraulic machine of the continuously variable power take-off; -
7 a further education of in2 shown embodiment of the continuously variable power split transmission; -
8th a further education of in7 illustrated embodiment of the continuously variable power split transmission; and -
9 an enlarged single representation of another embodiment of the continuously variable power take-off.
In
Das stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe
Eine Getriebeeingangswelle
Eine als Hohlrad ausgeführte zweite Welle
Ein Festrad
Darüber hinaus steht die Summierungseinheit
Die weitere Hydraulikmaschine
Das elektromagnetisch betätigbare 4/3-Wegeventil ist von einem Elektromagneten
Bei entsprechender Betätigung des Ventilschiebers
Im Betrieb des Fahrzeugantriebsstranges
Das in
Im Unterschied hierzu umfasst der in
Das Festrad
Die weitere Hydraulikmaschine
Bei dem in
Die weitere Hydraulikmaschine
Bei dem in
Eine weitere Ausführungsform des Leistungsverzweigungsgetriebes
Zusätzlich ist der hydraulische Kreislauf
Wird der Ventilschieber
Dabei besteht die Möglichkeit, eine der beiden Speichereinheiten
In
Des Weiteren zeigt
Grundsätzlich besteht in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles die Möglichkeit, dass die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele des Leistungsverzweigungsgetriebes
Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, die Summierungseinheit
Mit dem erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe und dem darin integrierten stufenlosen Zapfwellengetriebe
Beispielsweise wird während des Betriebs eines sogenannten Schleuderstreuers eine sehr hohe Zapfwellendrehzahl benötigt, um eine maximale Ausbringbreite zu erreichen. Die dafür benötigte Leistung im Bereich des Abtriebs
Des Weiteren sind auch Heuwender und Schwader selbst bei Bergauf- und Bergabfahrten in gewünschtem Umfang betreibbar, ohne unzulässig hohe Drehzahlen im Bereich der Zapfwelle
Auch eine Pumpenregelung einer Anhängerspritze, die Gülle aus einem Güllefass fördert oder der Betrieb eines Vertikalmischwagens sowie einer Ballenpresse ist mit dem erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebe
Bekannterweise sind bei Traktoren jeweils zwischen der Zapfwelle und der Motorwelle der Antriebsmaschine vergleichsweise hohe Achsversätze zu überbrücken. Zusätzlich sind auch die Drehrichtung der Zapfwelle und die Drehrichtung der Motorwelle der Antriebsmaschine durch eine entsprechende Norm vorgeschrieben. Deshalb besteht die Forderung, dass die Drehrichtung der Motorwelle von der Drehrichtung der Zapfwelle abweicht.As is known, comparatively high axial offsets are to be bridged in tractors between the power take-off shaft and the motor shaft of the drive machine. In addition, the direction of rotation of the PTO shaft and the direction of rotation of the motor shaft of the prime mover are prescribed by a corresponding standard. Therefore, there is a requirement that the direction of rotation of the motor shaft deviates from the direction of rotation of the PTO shaft.
Um den bei einem Traktor erforderlichen Achsversatz zwischen der Motorwelle
Aus diesem Grund wird die in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- FahrzeugantriebsstrangVehicle powertrain
- 22
- Antriebsmaschineprime mover
- 33
- LeistungsverzweigungsgetriebePower split transmission
- 44
- Abtrieboutput
- 55
- hydraulischer Variatorhydraulic variator
- 66
- Hydraulikmaschinehydraulic machine
- 6A, 6B6A, 6B
- Hydraulikanschlusshydraulic connection
- 77
- Hydraulikmaschinehydraulic machine
- 7A, 7B7A, 7B
- Hydraulikanschlusshydraulic connection
- 88th
- GetriebeeingangswelleTransmission input shaft
- 99
- Motorwellemotor shaft
- 10, 1110, 11
- Festradfixed gear
- 1212
- stufenloses Zapfwellengetriebestepless PTO transmission
- 1313
-
erste Welle der Leistungsverzweigungseinheit 14first shaft of the
power split unit 14 - 1414
- LeistungsverzweigungseinheitPower distribution unit
- 1515
-
zweite Welle der Leistungsverzweigungseinheit 14second wave of the
power split unit 14 - 1616
- Zahnradgear
- 1717
- Festradfixed gear
- 1818
- erste Welle des Variatorsfirst wave of the variator
- 1919
-
dritte Welle der Leistungsverzweigungseinheit 14third wave of the
power split unit 14 - 2020
- GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
- 21, 2221, 22
- Festradfixed gear
- 2323
- zweite Welle des Variatorssecond shaft of the variator
- 2424
- Summierungseinheitsummation
- 2525
-
erste Welle der Summierungseinheit 26first wave of the
summation unit 26 - 2626
- Summierungseinheitsummation
- 2727
-
zweite Welle der Summierungseinheit 26second wave of the
summation unit 26 - 2828
- ZapfwellePTO
- 2929
-
Festrad der zweiten Welle der Summierungseinheit 26Fixed wheel of the second shaft of the
summation unit 26 - 3030
- Festrad der ZapfwelleFixed gear of the PTO
- 3131
-
dritte Welle der Summierungseinheit 26third wave of the
summation unit 26 - 3232
- Wellewave
- 3333
- weitere Hydraulikmaschineanother hydraulic machine
- 33A, 33B33A, 33B
- Hydraulikanschlusshydraulic connection
- 3434
- 4/3-Wegeventil4/3-way valve
- 3535
- hydraulischer Kreislauf des Variatorshydraulic circuit of the variator
- 3636
- Elektromagnet des 4/3-WegeventilsElectromagnet of the 4/3-way valve
- 3737
- Ventilschieber des 4/3-WegeventilsValve slide of the 4/3-way valve
- 3838
- Federeinrichtung des 4/3-WegeventilsSpring device of the 4/3-way valve
- 4040
- Zahnradstufegear stage
- 4141
- Festradfixed gear
- 4242
- Zahnradgear
- 4343
- erste Welle des Planetenradsatzes 44first shaft of the planetary gear set 44th
- 4444
-
Planetenradsatz der Summierungseinheit 24Planetary gearset of the
summation unit 24 - 4545
- zweite Welle des Planetenradsatzes 44second shaft of the planetary gear 44th
- 4646
- dritte Welle des Planetenradsatzes 44third shaft of the planetary gear set 44th
- 4747
- weiteres 4/3-Wegeventilanother 4/3-way valve
- 4848
- Speichereinrichtungmemory device
- 48A, 48B48A, 48B
- Speichereinheitstorage unit
- 4949
- Ventilschiebervalve slide
- 5050
- Elektromagnetelectromagnet
- 5151
- weitere Federeinrichtungfurther spring device
- 52, 52A, 52B52, 52A, 52B
- verstellbare Drosseleinrichtungadjustable throttle device
- 53, 53A, 53B53, 53A, 53B
- verstellbare Drosseleinrichtungadjustable throttle device
- 5454
- Hohlradring gear
- 5555
- Zahnradgear
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017214716.4A DE102017214716A1 (en) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Continuously variable power split transmission with a hydraulic variator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017214716.4A DE102017214716A1 (en) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Continuously variable power split transmission with a hydraulic variator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017214716A1 true DE102017214716A1 (en) | 2019-02-28 |
Family
ID=65321410
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017214716.4A Withdrawn DE102017214716A1 (en) | 2017-08-23 | 2017-08-23 | Continuously variable power split transmission with a hydraulic variator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017214716A1 (en) |
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-
2017
- 2017-08-23 DE DE102017214716.4A patent/DE102017214716A1/en not_active Withdrawn
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