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Technisches Gebiet
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Diese Patentoffenbarung bezieht sich allgemein auf Drehmomentverzweigungsgetriebe und insbesondere auf ein Drehmomentverzweigungsgetriebe mit einem außen befestigten Variator bzw. Stellgetriebe.
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Hintergrund
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Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Radlader, Raupenlader, Bulldozer und Baggerlader, verwenden typischerweise ein Getriebe, um die Drehzahl eines Motors in eine Antriebsdrehzahl umzuwandeln. Diese Getriebe sind im Allgemeinen betreibbar, um eine Reihe von Gang- bzw. Getriebeübersetzungen vorzusehen, die die Drehzahl des Motors in unterschiedliche Antriebsdrehzahlen umwandeln. Einige Arbeitsmaschinen sind ausgelegt, um in niedrigen Drehzahlbereichen zu arbeiten, und sie erfordern eine präzise Drehzahlsteuerung über diese niedrigen Drehzahlbereiche. Um diese Drehzahlsteuerung zu erreichen, kann ein Drehmomentverzweigungsgetriebe verwendet werden. Ein Drehmomentverzweigungsgetriebe kombiniert die Ausgangsgrößen eines hydrostatischen Getriebes und eines mechanischen Getriebes, um eine Antriebswelle zu drehen und die Maschine zu bewegen.
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Das Vorsehen von sowohl einem hydrostatischen Getriebe als auch einem mechanischen Getriebe kann Probleme bezüglich der Instandhaltbarkeit des Getriebes verursachen. Insbesondere kann das Packen der Elemente, die sowohl für ein hydrostatisches Getriebe als auch für ein mechanisches Getriebe benötigt werden, in eine einzige Getriebeeinheit es schwierig machen, auf einige der Getriebekomponenten zuzugreifen, um eine Instandhaltung auszuführen. Dies könnte zu zeitaufwendigeren und teureren Service- bzw. Instandhaltungsvorgängen führen. Zusätzlich kann das Packen des hydrostatischen Getriebes und des mechanischen Getriebes zu einer einzigen Getriebeeinheit Probleme bezüglich der Größe und der Konfiguration des Getriebes erzeugen, was es schwieriger macht, das Getriebe effizient in die Maschine einzupassen.
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Zusammenfassung
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Die Offenbarung beschreibt einen Aspekt eines Drehmomentverzweigungsgetriebes für eine Arbeitsmaschine. Das Drehmomentverzweigungsgetriebe weist ein Getriebegehäuse und eine Stell- bzw. Variatorpumpe auf, die an einer Außenfläche des Getriebegehäuses befestigt ist. Ein Stell- bzw. Variatormotor ist betriebsmäßig mit der Variatorpumpe gekoppelt und ist an der Außenfläche des Getriebegehäuses befestigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt beschreibt die Offenbarung eine Maschine, die einen Motor und ein mechanisches Getriebe aufweist, welches betriebsmäßig mit dem Motor gekoppelt ist und in einem Getriebegehäuse aufgenommen ist. Die Maschine weist weiter ein hydrostatisches Getriebe auf, welches eine Variatorpumpe und einen Variatormotor aufweist. Die Variatorpumpe ist betriebsmäßig mit dem Motor gekoppelt und ist an einer Außenfläche des Getriebegehäuses befestigt, und der Variatormotor ist betriebsmäßig mit der Variatorpumpe gekoppelt und ist an der Außenfläche des Getriebegehäuses befestigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt beschreibt die Offenbarung ein Getriebe, welches ein mechanisches Getriebe aufweist, das in einem Getriebegehäuse aufgenommen ist, und einen Ausgang besitzt, und ein hydrostatisches Getriebe, welches eine Stell- bzw. Variatorpumpe und einen Stell- bzw. Variatormotor aufweist. Die Variatorpumpe ist an einer Außenfläche des Getriebegehäuses befestigt und der Variatormotor ist betriebsmäßig mit der Variatorpumpe gekoppelt und ist an der Außenfläche des Getriebegehäuses befestigt. Der Variatormotor ist betreibbar, um Drehmoment zum Ausgang des mechanisches Getriebes zu übertragen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Maschine mit einem Drehmomentverzweigungsgetriebe gemäß der Offenbarung.
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2 ist eine perspektivische Ansicht eines Drehmomentverzweigungsgetriebes gemäß der Offenbarung.
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3 ist eine weitere perspektivische Ansicht eines Drehmomentverzweigungsgetriebes gemäß der Offenbarung.
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Detaillierte Beschreibung
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Diese Offenbarung bezieht sich auf ein Drehmomentverzweigungsgetriebe. Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen ist eine Maschine schematisch gezeigt, welche ein Drehmomentverzweigungsgetriebe 10 aufweist, das betriebsmäßig mit einem Motor 12 gekoppelt ist. Der Motor 12 kann beispielsweise ein Dieselmotor, ein Benzinmotor, ein Erdgasmotor, ein Gasturbinenmotor oder irgendein anderer in der Technik bekannter Motor sein. Das Drehmomentverzweigungsgetriebe 10 weist ein mechanisches Getriebe 14 und ein hydrostatisches Getriebe 16 auf, und kann konfiguriert sein, um die Drehzahl des Motors 12 beispielsweise in eine Antriebsdrehzahl für die Maschine umzuwandeln. Die Maschine kann irgendeine Bauart einer Maschine sein, welche ein Drehmomentverzweigungsgetriebe verwenden kann, was insbesondere Maschinen einschließt, die bei niedrigen Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen arbeiten, und wo eine präzise Drehzahlsteuerung über die niedrigen Drehzahlbereiche erwünscht ist. Einige Beispiele von solchen Maschinen sind Radlader, Raupenlader, Baggerlader und Traktoren. Die Maschinen der 1 können mit einem oder mehreren Arbeitselementen ausgerüstet sein, wie beispielsweise mit Laderschaufeln, Baggerladerschaufeln, Gabeln und/oder Schilden.
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In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist das hydrostatische Getriebe 16 eine Stell- bzw. Variatorpumpe 18 auf, die eine Pumpe mit variabler Verdrängung aufweisen kann, die treibend mit dem Motor 12 durch ein geeignetes Eingangszahnrad oder eine geeignete Eingangszahnradanordnung verbunden ist.
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Das veranschaulichte hydrostatische Getriebe 16 weist weiter einen Stell- bzw. Variatormotor 20 auf, der einen Motor mit fester oder variabler Verdrängung aufweisen kann. Der Variatormotor 20 kann strömungsmittelmäßig mit der Variatorpumpe 18 durch geeignete Strömungsmittelleitungen 22, 24 verbunden sein. Eine Ausgangswelle 26 erstreckt sich aus dem Variatormotor 20. Der Variatormotor 20 ist betreibbar, um die Ausgangswelle 26 ansprechend auf einen Fluss von unter Druck gesetztem Strömungsmittel zu drehen, welcher mittels der Variatorpumpe 18 durch den Variatormotor 20 geleitet wird. In bekannter Weise können die Drehzahl und das Drehmoment der Ausgangswelle 26 variiert werden, indem die volumetrischen Verdrängungen des Variatormotors 20 und der Variatorpumpe 18 verändert werden.
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Das mechanische Getriebe 14 ist auch treibend mit dem Motor 12 verbunden und ist betreibbar, um die Drehzahl und das Drehmoment einzustellen, welche vom Motor geliefert werden. In bekannter Weise kann das mechanische Getriebe 14 eine oder mehrere Zahnradanordnungen und Kupplungsanordnungen aufweisen. In diesem Fall ist das mechanische Getriebe 14 und das Drehmomentverzweigungsgetriebe 10 insgesamt mit dem Motor 12 über eine Eingangswelle 28 verbunden und ist betreibbar, um eine Ausgangswelle 30 zu drehen, welche treibend mit dem Antriebsstrang der Maschine verbunden sein kann. Der Ausgang des hydrostatischen Getriebes 16 kann selektiv mit dem Ausgang des mechanischen Getriebes 14 kombiniert bzw. verbunden werden, indem ihre jeweiligen Ausgangswellen 26, 30 über eine geeignete Zahnradanordnung verbunden werden.
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Falls die Maschine mit einem Arbeitswerkzeug versehen ist, kann eine Werkzeugpumpe 32 zusammen mit dem Drehmomentverzweigungsgetriebe 10 vorgesehen sein. Wie in 1 gezeigt, kann die Werkzeugpumpe 32 treibend mit dem Motor 12 verbunden sein und geeignet sein, unter Druck gesetztes Hydraulikströmungsmittel zum Bewegen der Maschine und/oder zum Betreiben eines Arbeitswerkzeugs der Maschine zu liefern. Zusätzlich kann die Werkzeugpumpe 32 eine assoziierte Ladepumpe bzw. Vorpumpe 34 haben, die auch treibend mit dem Motor 12 verbunden sein könnte und betreibbar ist, um das hydraulische Strömungsmittel auf einen Vordruck zu bringen, bevor es zur Werkzeugpumpe 32 geliefert wird, um die Arbeit und/oder die Energie zu verringern, die die Werkzeugpumpe liefern muss. Die Werkzeug- und Ladepumpen 32, 34 können Pumpen mit fester oder variabler Verdrängung sein, wie in 1 gezeigt.
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Das Drehmomentverzweigungsgetriebe 10 kann weiter ein Getriebegehäuse 36 aufweisen, in dem zumindest ein Teil des mechanischen Getriebes 14 aufgenommen sein kann. In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel, wie in den 2 und 3 gezeigt, weist das Getriebegehäuse 36 erste und zweite Gehäuseteile 38, 40 auf, die miteinander durch Bolzen bzw. Schrauben verbunden sind. Das veranschaulichte erste Gehäuseteil 38 ist am nächsten am Motor angeordnet, und das Ende, welches zum Motor weist, weist in diesem Fall eine nach außen weisende napfförmige Ausnehmung 44 mit einer mittigen Öffnung auf, aus welcher sich die Eingangswelle 28 für das Getriebe erstreckt. Diese napfförmige Ausnehmung 44 kann mit einer entsprechenden Struktur am Motorblock verbindbar sein, die mit dem Motor oder einer anderen Maschinenstruktur assoziiert ist.
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Um einen leichteren Zugang zur Variatorpumpe 18 für Instandhaltungsvorgänge oder ähnliches zu gestatten, kann die Variatorpumpe 18 an einer Außenfläche des Getriebegehäuses 36 befestigt sein. In dieser Weise könnte die Variatorpumpe 18 instandgehalten werden, ohne das Getriebegehäuse 36 öffnen zu müssen. Zu diesem Zweck weist das veranschaulichte erste Gehäuseteil 38 zum Aufnehmen der Variatorpumpe 18 zumindest einen sich nach außen erstreckenden Pumpenbefestigungsteil 46 auf, der eine Außenfläche hat, an der die Variatorpumpe 18 befestigt werden kann. In diesem Fall weist das erste Gehäuseteil 38 drei sich nach außen erstreckende Pumpenbefestigungsteile auf: einen Befestigungsteil 46 für die Variatorpumpe 18, einen Befestigungsteil 48, an dem die Werkzeugpumpe 32 befestigt werden kann, und einen Befestigungsteil 50, an dem die Ladepumpe bzw. Vorpumpe 34 befestigt werden kann. Um die jeweiligen Pumpen aufzunehmen, kann die Außenfläche von jedem der Pumpenbefestigungsteile 46, 48, 50 ein jeweiliges Befestigungskissen bzw. einen Befestigungsansatz 52 aufweisen. In diesem Fall sind die Befestigungsansätze 52 und, wie in 2 gezeigt, die Variatorpumpe 18 an der Seite der Pumpenbefestigungsteile 46, 48, 50 vorgesehen, welche vom Motor weg weisen (d. h. am Eingangsende des Getriebegehäuses 36).
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Jeder der Pumpenbefestigungsteile 46, 48, 50 hat eine im Allgemeinen zylindrische Konfiguration und erstreckt sich nach außen von einem vorderen (bezüglich der Lage des Motors) im Allgemeinen zylindrischen Abschnitt 54 des ersten Gehäuseteils 38. Ein oder mehrere Getriebe- bzw. Zahnradanordnungen, die treibend die Variator-, Werkzeug- und Ladepumpen 18, 32, 34 mit dem Motor 12 über die Getriebeeingangswelle 28 verbinden, können in den jeweiligen Pumpenbefestigungsteilen 46, 48, 50 und im zylindrischen Abschnitt 54 des ersten Gehäuseteils 38 enthalten sein.
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Das zweite Gehäuseteil 40 des veranschaulichten Getriebegehäuses 36 ist weiter vom Motor entfernt und weist einen Hauptteil 56 auf, der zum ersten Gehäuseteil 38 passt. Das zweite Gehäuseteil 40 weist auch einen sich nach außen erstreckenden Motorbefestigungsteil 58 an seinem Ende am weitesten entfernt vom Motor auf. Wiederum kann der Variatormotor 20 an einer Außenfläche des Getriebegehäuses 36 und insbesondere in der veranschaulichten Anordnung an dem Motorbefestigungsteil 58 befestigt sein, um einen einfacheren Zugriff auf den Variatormotor 20 für eine Instandhaltung oder Ähnliches zu gestatten. In diesem Fall ist der Variatormotor 20 an der Seite des Motorbefestigungsteils 58 befestigt, der zum Motor hinweist, so dass der Variatormotor 20 und die Variatorpumpe 18 zueinander hinweisen. Diese Anordnung macht es einfacher, die Strömungsmittelleitungsverbindungen zwischen dem Variatormotor 20 und der Variatorpumpe 18 vorzusehen bzw. einzubauen.
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In dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist der Variatormotor 20 an der Außenfläche des Motorbefestigungsteils 58 so befestigt, dass die Ausgangswelle 26 des Variatormotors 20 sich in das Innere des Motorbefestigungsteils 58 des Getriebegehäuses 36 erstreckt. Die Getriebeanordnung, die die Ausgangswelle 26 des Variatormotors 20 mit der Ausgangswelle 30 des mechanischen Getriebes 14 verbindet, kann in dem zweiten Gehäuseteil 40 des Getriebegehäuses 36 enthalten sein, welches das Innere des Motorbefestigungsteils 58 miteinschließt. Zusätzlich definieren die ersten und zweiten Gehäuseteile 38, 40, wenn sie montiert sind, eine mittige im Allgemeinen kastenförmige Umhüllung 60, die sich zwischen dem Motorbefestigungsteil 58 und den Pumpenbefestigungsteilen 46, 48, 50 erstreckt und in welcher Teile der Zahnrad- und Kupplungsanordnungen enthalten sein können, welche mit dem mechanischen Getriebe 14 assoziiert sind.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Offenbarung ist auf jegliche Maschine anwendbar, welche ein Drehmomentverzweigungsgetriebe verwendet, wie beispielsweise auf Radlader, Raupenlader, Baggerlader und Traktoren. Bei solchen Maschinen verbessert das Befestigen der Variatorpumpe und des Variatormotors des Drehmomentverzweigungsgetriebes an der Außenfläche des Getriebegehäuses die Instandhaltbarkeit des Getriebes, weil die Variatorpumpe und der Variatormotor ohne Öffnen des Getriebegehäuses zugänglich sind.
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Weil Drehmomentverzweigungsgetriebe sowohl eine hydrostatische Komponente als auch eine mechanische Komponente erfordern, können zusätzlich Probleme bezüglich der Gesamtgröße und der Konfiguration des Getriebes auftreten, die es schwieriger machen können, das Getriebe in eine Maschine zu packen bzw. einzubauen. Das Anordnen des Variatormotors und der Variatorpumpe an einer Au-ßenfläche des Getriebegehäuses kann zusätzliche Flexibilität bezüglich der gesamten Packung bzw. Anordnung eines Drehmomentverzweigungsgetriebes vorsehen, was die Optimierung der Anordnung und der Einpassung des Getriebes erleichtern bzw. ermöglichen kann.
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Es wird klar sein, dass die vorangegangene Beschreibung Beispiele des offenbarten Systems und der offenbarten Technik vorsieht. Es wird jedoch in Betracht gezogen, dass andere Ausführungen der Offenbarung im Detail von den vorangegangenen Beispielen abweichen können. Alle Bezugnahmen auf die Offenbarung oder Beispiele davon sollen sich auf das spezielle an diesem Punkt besprochene Beispiel beziehen und sollen keine Einschränkung bezüglich des Umfangs der Offenbarung im Allgemeinen implizieren. Alle Ausdrücke bezüglich einer Unterscheidung und einer weniger bevorzugten Ausführung bezüglich gewisser Merkmale sollen anzeigen, dass diese Merkmale weniger bevorzugt werden, sie sollen jedoch diese nicht vollständig vom Umfang dieser Offenbarung ausschließen, außer wenn dies in anderer Weise verdeutlicht wird.
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Die Erwähnung von Wertebereichen ist hier nur vorgesehen, um als abgekürztes Verfahren zu dienen, damit nicht einzeln auf jeden getrennten Wert Bezug genommen werden muss, der in dem Bereich liegt, außer wenn dies in anderer Weise hier verdeutlicht wird, und jeder einzelne Wert ist in der Beschreibung miteingeschlossen, wie wenn er einzeln hier erwähnt worden wäre. Alle hier beschriebenen Verfahren können in irgendeiner geeigneten Reihenfolge ausgeführt werden, außer wenn dies hier in anderer Weise dargestellt wird oder aus dem Textzusammenhang klar diesem widersprochen wird.
