DE10304917A1 - Stufenloses Getriebe - Google Patents

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Abstract

Bei einem Getriebe (1) mit stufenlos variabler Übersetzung und einem Wendegetriebe (7) mit mindestens einer Kupplung für Vorwärtsfahrt (8) und einer Kupplung für Rückwärtsfahrt (9) wird ein Drehmoment eines Verbrauchers (11) bei einem Reversiervorgang auf eine weitere Abtriebswelle (10) eingeleitet, um das Bremsmoment der Antriebsmaschine (4) zu erhöhen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses Getriebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.
  • Stufenlose Getriebe, insbesondere leistungsverzweigte stufenlose Getriebe mit einem mechanischen und einem stufenlos verstellbaren, hydraulischen Leistungszweig, werden häufig in Arbeitsmaschinen und Landmaschinen verwendet. Um die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu wechseln, weisen diese stufenlosen Getriebe ein Wendegetriebe auf, welches über eine Kupplung für Vorwärtsfahrt und eine Kupplung für Rückwärtsfahrt aktivierbar ist. Um den Reversiervorgang zu verkürzen und hierbei die Betriebsbremsen des Fahrzeugs zu schonen, wird beispielsweise bereits bei Vorwärtsfahrt die Kupplung für Rückwärtsfahrt aktiviert, um das Fahrzeug abzubremsen und anschließend in die entgegengesetzte Fahrtrichtung zu bewegen. Hierbei besteht die Gefahr, dass die Fahrtrichtungskupplungen beschädigt werden.
  • Die WO 00/03160 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Kraftfahrzeug-Antriebsstranges, bei welchem bei einem Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung ein Reversiervorgang schon oberhalb einer definierten Geschwindigkeit, unterhalb welcher beide Fahrtrichtungskupplungen aktiviert sind, eingeleitet wird, indem die Übersetzung des stufenlosen Getriebes vergrößert wird, wodurch das Fahrzeug in den Schubbetrieb kommt, und durch das Bremsmoment des Antriebsmotors bis zu dieser definierten Geschwindigkeit abgebremst wird. Hierbei besteht besonders die Gefahr, dass der Antriebsmotor übertourt wird.
  • Die EP 0 834 027 B1 offenbart ein hydrostatischmechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem mechanischen und einem hydrostatischen Leistungszweig und einem Wendegetriebe mit einer aktivierbaren Kupplung für Vorwärtsfahrt und einer aktivierbaren Kupplung für Rückwärtsfahrt, welche mit einer Abtriebswelle zum Antrieb von Antriebsrädern in Verbindung stehen, und einer weiteren Abtriebswelle, welche mit der Antriebswelle des Getriebes, und somit mit dem Antriebsmotor, in Verbindung steht und als Zapfwelle genutzt wird.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Reversiervorgang mit einem Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung und einem Wendegetriebe zu verkürzen, ohne die Fahrtrichtungskupplungen, die Betriebsbremsen oder den Antriebsmotor zu beschädigen.
  • Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung gelöst.
  • Erfindungsgemäß weist das Getriebe eine stufenlos variable Übersetzung sowie ein Wendegetriebe und mindestens eine aktivierbare Kupplung für Vorwärtsfahrt und mindestens eine aktivierbare Kupplung für Rückwärtsfahrt auf. Eine weitere Abtriebswelle des Getriebes, welche mit der Antriebswelle, welche von einer Antriebsmaschine angetrieben werden kann, in Verbindung steht, ist mit einem Verbraucher verbunden. Beim Antrieb des Verbrauchers wirkt auf die weitere Abtriebswelle ein Drehmoment, welches die Antriebsmaschine bei ihrem Bremsmoment im Schubbetrieb unterstützt. Indem das Drehmoment des zusätzlichen Verbrauchers immer bei einer Reversierung erhöht wird ist sichergestellt, dass die Antriebsmaschine nicht übertourt. Zusätzlich kann dieses Drehmoment zum Abbremsen des Fahrzeugs bis auf Stillstand genutzt werden. Soll das Fahrzeug in die entgegengesetzte Fahrtrichtung wieder beschleunigen, so besteht die Möglichkeit, das Drehmoment des Verbrauchers zu reduzieren, wodurch keine weiteren Verluste erzeugt werden. Dies ist beispielsweise mit einer hydraulischen Pumpe als Verbraucher, welche gegen ein veränderbares Druckbegrenzungsventil fördert, möglich.
  • In einer weiteren Ausgestaltungsform ist diese hydraulische Pumpe, welche mit der weiteren Abtriebswelle verbunden ist, über Schaltventile einerseits mit einem Druckbegrenzungsventil und andererseits mit weiteren Verbrauchern, wie beispielsweise hydraulische Zylinder für die Betätigung von Hubwerken, verbunden. Es besteht die Möglichkeit, die hydraulische Pumpe als Zahnrad- oder Axialkolbenpumpe auszuführen oder mehrere Pumpen, beispielsweise eine Pumpe für die Arbeitshydraulik und eine Pumpe für die hydraulische Lenkung, anzuordnen. Wird als Arbeitshydraulikpumpe eine verstellbare Pumpe, welche beispielsweise abhängig vom Lastdruck und der geforderten Ölmenge verstellt wird, sogenannte LS-gesteuerte Pumpe, verwendet, so besteht die Möglichkeit, über eine elektronische Steuereinheit, abhängig von dem Zustand der Antriebsmaschine, das Drehmoment des Verbrauchers zu regeln. Somit besteht die Möglichkeit, beim Bremsvorgang mehr Drehmoment auf dem Antriebsmotor abzustützen, um das Fahrzeug stärker abzubremsen. Hierdurch werden die Reversierkupplungen entlastet oder in bestimmten Betriebsbedingungen zum Abbremsen des Fahrzeugs überhaupt nicht mehr benötigt. Sollte im Bremsfall gleichzeitig die Arbeitshydraulik betätigt werden, wird das Bremsmoment, welches zusätzlich durch den Verbraucher auf den Antriebs motor wirkt, verändert. Um dies zu verhindern, kann die elektronische Steuereinheit ein Ventil, welches auf das Druckbegrenzungsventil wirkt, so verändern, dass das gewünschte Bremsmoment auf dem Antriebsmotor erhalten bleibt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird somit ein Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung geschaffen, bei welchem aus höheren Geschwindigkeiten reversiert werden kann, ohne die Antriebsmaschine, die Reversierkupplungen oder die Betriebsbremsen zu beschädigen.
    •
  • Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu entnehmen.
  • Die einzige Figur zeigt ein Getriebe 1 mit stufenlos variabler Übersetzung, mit einem mechanischen Leistungszweig 2 und einem hydrostatischen Leistungszweig 3, einer Antriebsmaschine 4, welche eine Antriebswelle 5 des Getriebes 1 antreibt. Die Abtriebswelle 6 des Getriebes, welche mit nicht dargestellten Antriebsrädern des Fahrzeugs verbindbar ist, ist über ein Wendegetriebe 7 und eine Kupplung für Vorwärtsfahrt 8 und eine Kupplung für Rückwärtsfahrt 9 mit dem mechanischen Leistungszweig 2 und dem hydrostatischen Leistungszweig 3 verbunden. Die Antriebswelle 5 treibt einen Teil des Planetengetriebes 2 an. Aus dem hydrostatischen Getriebe 3 wird über die Zahnräder 17 und 18 ein zweiter Teil des Planetengetriebes 2 angetrieben. Das hydrostatische Getriebe 3 wird von der Antriebswelle 5 über die Zahnräder 20 und 21 angetrieben. Das Zahnrad 19 wird von dem Abtrieb des mechanischen Getriebes, leistungssummiert aus Mechanik und Hydrostatik, angetrieben. Eine weitere Abtriebswelle 10 (ist verbunden mit der Antriebswelle 5) ist mit der Antriebsmaschine 4 verbunden und treibt ein hydraulische Pumpe 11 an. Die hydraulische Pumpe 11 ist vorzugsweise eine verstellbare Axialkolbenpumpe mit LS-Steuerung. Über einen Sensor 12 erhält eine elektronische Steuereinheit 13 das Drehzahlsignal der Antriebsmaschine 4. Die hydraulische Pumpe 11 versorgt über ein Ventil 14, welches von der elektronischen Steuereinheit ansteuerbar ist, weitere Verbraucher 15 und ein Druckbegrenzungsventil 16. Beispielsweise bestehen die Verbraucher 15 aus mehreren Hydraulikzylindern, beispielsweise für das Hubwerk der Schaufel und die Bewegung der Schaufel eines Radladers. Soll eine Reversierung, d. h. ein Fahrtrichtungswechsel, eingeleitet werden, wobei sich die Fahrgeschwindigkeit oberhalb einer zulässigen Geschwindigkeit befindet, bei welcher die Fahrtrichtungskupplungen 8 und 9 geschlossen werden können, um das Fahrzeug abzubremsen, so wird die Übersetzung des Getriebes 1 auf eine größere Übersetzung verstellt, um das Fahrzeug abzubremsen, wie dies in der WO 00/03160 beschrieben ist. Stellt die elektronische Steuereinheit 13 über den Sensor 12 fest, dass die Antriebsmaschine übertouren würde, so wird das Ventil 14 so verstellt, dass die hydraulische Pumpe 11 ein größeres Drehmoment auf die weitere Abtriebswelle 10 einleitet, wodurch die Antriebsmaschine 4 ein zusätzliches Bremsmoment erhält. Es besteht die Möglichkeit, dieses zusätzliche Bremsmoment über die hydraulische Pumpe 11 auf die weitere Abtriebswelle 10 schon bei Aktivierung des Reversiervorgangs einzuleiten, wodurch der Reversiervorgang zusätzlich verkürzt wird. Ebenso besteht die Möglichkeit, das Fahrzeug ausschließlich über die Verstellung der Übersetzung und dem zusätzlich eingeleiteten Drehmoment aus der Hydraulikpumpe 11 bis zum Stillstand abzubremsen, und erst in diesem Betriebspunkt die Reversierkupplungen 8 bzw. 9 auf die neue Fahrtrichtung zu schließen. Wird während des Bremsvorgangs der Verbrau cher 15 aktiviert, wodurch von der hydraulischen Pumpe 11 ein zusätzliches Drehmoment erzeugt wird, so regelt die elektronische Steuereinheit das Ventil 14 so, dass die hydraulische Pumpe das gewünschte Drehmoment nicht über- bzw. unterschreitet.
  • Somit wird ein Getriebe geschaffen, bei welchem im Bremsvorgang der Antriebsmotor mehr Moment vom Getriebe abstützen kann, wodurch das Fahrzeug stärker abgebremst wird. Die Reversierkupplungen 8 bzw. 9 werden dadurch entlastet oder für den dynamischen Reversiervorgang nicht mehr benötigt.
    • 1
    Getriebe
    2
    mechanischer Leistungszweig
    3
    hydrostatischer Leistungszweig
    4
    Antriebsmaschine
    5
    Antriebswelle
    6
    Abtriebswelle
    7
    Wendegetriebe
    8
    Kupplung für Vorwärtsfahrt
    9
    Kupplung für Rückwärtsfahrt
    10
    weitere Abtriebswelle
    11
    hydraulische Pumpe
    12
    Sensor
    13
    elektronische Steuereinheit
    14
    Ventil
    15
    Verbraucher
    16
    Druckbegrenzungsventil
    17
    Zahnrad
    18
    Zahnrad
    19
    Zahnrad
    20
    Zahnrad
    21
    Zahnrad

Claims (8)

  1. Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung, einem Wendegetriebe (7) mit mindestens einer aktivierbaren Kupplung für Vorwärtsfahrt (8) und mindestens einer aktivierbaren Kupplung für Rückwärtsfahrt (9), mindestens einer Abtriebswelle (6), welche zum Antrieb eines Fahrzeugs dient, und einer weiteren Abtriebswelle (10), welche mit einer Antriebswelle (5) in Verbindung steht und weitere Verbraucher (11) antreibt, dadurch gekennzeichnet , dass mindestens ein Verbraucher (11) bei Fahrtrichtungswechsel so aktiviert wird, dass auf die weitere Abtriebswelle (10) ein Drehmoment wirkt.
  2. Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (11) während dem Fahrtrichtungswechsel so angesteuert oder geregelt wird, dass das Drehmoment, welches auf die weitere Antriebswelle (10) wirkt, ein Übertouren einer Antriebsmaschine (4) verhindert.
  3. Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Fahrtrichtungswechsel ein Abbremsvorgang durch eine Veränderung des Drehmoments an der weiteren Abtriebswelle (10) erfolgt.
  4. Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe einen mechanischen Leistungszweig (2) und einen hydraulischen, stufenlos veränderbaren Leistungszweig (3) aufweist.
  5. Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbraucher (11) eine hydraulische Pumpe ist, welche gegen mindestens ein Druckbegrenzungsventil (16) fördert.
  6. Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (11) ein verstellbares Fördervolumen aufweist, welches in Abhängigkeit des benötigten Drehmoments an der weiteren Abtriebswelle (10) verstellt wird.
  7. Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Pumpe (11) weitere hydraulische Verbraucher (15) verbunden sind und eine elektronische Steuereinheit das Druckbegrenzungsventil (16) so steuert, dass das Drehmoment an der weiteren Abtriebswelle (10) einen definierten Wert aufweist.
  8. Verfahren für ein Getriebe mit stufenlos variabler Übersetzung, einem Wendegetriebe (7) mit mindestens einer aktivierbaren Kupplung für Vorwärtsfahrt (8) und mindestens einer aktivierbaren Kupplung für Rückwärtsfahrt (9), mindestens einer Abtriebswelle (6), welche zum Antrieb eines Fahrzeugs dient, und einer weiteren Abtriebswelle (10), welche mit einer Antriebswelle (5) in Verbindung steht und weitere Verbraucher (11) antreibt, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Verbraucher (11) bei Fahrtrichtungswechsel so aktiviert wird, dass auf die weitere Abtriebswelle (10) ein Drehmoment wirkt.
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