DE112015003616T5

DE112015003616T5 - Getriebe mit Kupplung mit Federeinkupplung und Hydraulikauskupplung

Info

Publication number: DE112015003616T5
Application number: DE112015003616.4T
Authority: DE
Inventors: Michael E. Konruff
Original assignee: Baldor Electric Co
Current assignee: Dodge Industrial Inc
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-05-04
Also published as: WO2016022262A1; CN106574703B; US9528596B2; US20160040777A1; CN106574703A

Abstract

Ein Getriebe besitzt eine Kupplung, die eine Nabe und ein Kopplungselement aufweist, die jeweils Antriebsabschnitte besitzen, die zwischen eingekuppelten und ausgekuppelten Positionen bewegbar sind. In der eingekuppelten Position stehen die Naben- und Kupplungselement-Antriebsabschnitte derart in Eingriff, dass ein Drehmoment zwischen der Nabe und dem Kupplungselement übertragen werden kann. In der ausgekuppelten Position sind die Naben- und Kupplungselement-Antriebsabschnitte derart beabstandet, um zu verhindern, dass ein Drehmoment zwischen der Nabe und dem Kupplungselement übertragen wird. Die Kupplung besitzt einen Aktuator, der die Naben- und Kupplungselement-Antriebsabschnitte zwischen den eingekuppelten und ausgekuppelten Positionen bewegt. Beim Bewegen der Naben- und Kupplungselement-Antriebsabschnitte in die eingekuppelte Position wird der Aktuator durch Federdruck getrieben. Beim Bewegen der Naben- und Kupplungselement-Antriebsabschnitte in die ausgekuppelte Position wird der Aktuator durch Hydraulikdruck getrieben, der ausreichend gegen den Aktuator zugeführt wird, um den Federdruck zu überwinden.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 6. August 2014 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 14/453,034, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen ist.
Darstellung
Diese Offenbarung betrifft eine Kupplung für ein Getriebe, das durch einen Motor getrieben wird. Gemäß einem Aspekt betrifft die Offenbarung ein Kupplungssystem in Zusammenhang mit einem Planetengetriebezug, die in einer vertikalen Getriebemotoranwendung verwendet werden. Bei einer Art der vertikalen Getriebemotoranwendung kann ein Motor, zum Beispiel ein Asynchron- oder Synchronmotor, unmittelbar an einem Gehäuseaufbau befestigt werden und mit einem flexiblen Kupplungselement an dem Getriebezug in dem Gehäuse verbunden werden. Gemäß einem Aspekt kann das Planetenrädersystem vier Hauptkomponenten haben. Ein Sonnenrad kann verwendet werden, um dem Getriebezug eine Hochgeschwindigkeitseingabe bereitzustellen. Planetenräder können um das Sonnenrad herum angeordnet sein. Die Planetenräder können durch einen Planetenradträger gelagert sein. Der Planetenradträger kann mit einem Ausgang geringer Geschwindigkeit und den angetriebenen Elementen verbunden sein. Die gesamte Planetenradträgeranordnung (d. h. Sonnenrad, Planetenräder und Planetenradträger) kann sich in einem Hohlrad drehen. Der Planetenradträger kann die getriebene Last dann durch eine Antriebswelle antreiben. Die Wellen und Zahnräder des Planetengetriebesystems können zur Haltbarkeit und Festigkeit aus einem hochlegierten, gehärteten gekohlten Stahl sein. Die Zahnräder können Schrägstirnräder sein, um wenig Geräusche und Schwingungen hervorzurufen. Das Planetenrädersystem kann eine einstufige Untersetzung, beispielsweise 3:1 bis 9:1, sein. Eine Drehzahlsteuerung des Planetengetriebesystems kann durch eine zu einem Getriebesystem zugehörige Kupplungsanordnung erreicht werden. Der Getriebezug teilt die Leistung in mehrere Pfade auf, um die Last auf einzelne Zahnräder zu verringern, was Hochleistungsdichte und hohe Effizienz bietet. Die Kupplungsanordnung steuert die Drehzahl der angetriebenen Elemente, um den Systembetrieb zu verbessern. Zum Beispiel gestattet es die Kupplungsanordnung, dass der Motor eine Motorgrunddrehzahl in einem lastfreien Zustand erreicht. Die Kupplungsanordnung kann dann eingekuppelt und gesteuert werden, um nach und nach die getriebene Last auf volle Drehzahl zu bringen. Zum Beispiel kann die Kupplung, nachdem der Motor gestartet wurde, eingekuppelt werden, um die Last langsam unter einer gesteuerten Beschleunigungskurve zu beschleunigen, wodurch der Einfluss auf das Leistungssystem minimiert wird und erweiterte Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten ermöglicht werden. Gemäß einem anderen Aspekt wirkt die Kupplung als eine mechanische Überlastschutzvorrichtung, welche die angetriebenen Elemente und drehende Bauteile des Getriebes während des Betriebs in dem Fall schützt, dass die angetriebene Last stoppt, zum Beispiel wenn die angetriebene Last blockiert wird. Gemäß einem anderen Aspekt können die angetriebenen Elemente wiederholt durch Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplung, ohne den Motor zu stoppen, gestartet und gestoppt werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein Gehäuse und ein Planetengetriebesystem, das eine Kupplungsanordnung mit bestimmten Merkmalen des Gehäuses und Getriebesystems beinhaltet, die zur einfacheren Darstellung weggeschnitten gezeigt sind.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht, aufgenommen von dem Gebiet des Ausschnitts 2-2 aus 1.
3 zeigt eine vergrößerte Ansicht, aufgenommen von dem Gebiet des Ausschnitts 3-3 aus 1.
4 ist eine Querschnittsansicht, die im Allgemeinen gleichwertig ist zu sowohl dem Gebiet des Ausschnitts 2-2 und dem Ausschnitt 3-3 aus 1.
5 zeigt eine teilperspektivische Ansicht einer Keilnabe der Kupplungsanordnung.
6 zeigt eine alternative, teilperspektivische Ansicht einer Keilnabe der Kupplungsanordnung.
Beschreibung
Das den Planetengetriebezug enthaltende Gehäuse 20 kann ein gefertigtes Stahlgehäuse aufweisen, das eine geschweißte Oberplatte 22 beinhaltet, die eine Befestigung für einen Motor (nicht gezeigt) bereitstellt. Gegenüber der geschweißten Oberplatte 22 kann dem Gehäuse eine geschweißte Grundplatte 24 bereitgestellt sein. Die geschweißte Grundplatte 24 kann eine Befestigung für eine angetriebene Last (nicht gezeigt) bereitstellen, beispielsweise eine Pumpe. Zwischen der geschweißten Ober- und Grundplatte 22, 24 sind Seitenwände 26 bereitgestellt. Zusammen definieren die geschweißte Oberplatte 22, die geschweißte Grundplatte 24 und die Seitenwände 26 ein hohles Inneres des Gehäuses 20, in dem das Planetengetriebesystem angeordnet ist. Das Gehäuse 20 kann auch Seitenflansche 28 besitzen, die sich zwischen der geschweißten Oberplatte 22 und der geschweißten Grundplatte 24 erstrecken, um den Seitenwänden 26 bauliche Abstützung bereitzustellen. In dem Inneren des Gehäuses können dem Gehäuse Eckbleche bereitgestellt werden, um zusätzliche bauliche Abstützung bereitzustellen. Dem Gehäuse sind untere Eckbleche 30 bereitgestellt, die sich zwischen der geschweißten Grundplatte 24 und den Seitenwänden 26 erstrecken. Die unteren Eckbleche 30 können sich in einem radialen Muster über die geschweißte Grundplatte erstrecken. Dem Gehäuse können auch obere Eckbleche (nicht gezeigt) bereitgestellt sein, die sich zwischen der geschweißten Oberplatte 22 und den Seitenwänden 26 erstrecken. Das Planetengetriebezug kann mit einer Kupplungsanordnung 34 gekoppelt werden. Die Kupplungsanordnung 34 kann sich von der geschweißten Oberplatte 22 in das Innere des Gehäuses erstrecken.
Ein Abschnitt des Inneren des Gehäuses 20 kann eine Ölwanne 40 für ein Schmierstoffsystem des Planetengetriebezugs bilden. Ölzufuhr-, Filtrierungs- und Druckbeaufschlagungs-Ausstattung 46 können mit dem Inneren des Gehäuses durch Verbindungen in den Bauteilern des Gehäuses kommunizieren. Zum Beispiel kann Öl von der Ölzufuhr-, Filtrierungs- und Druckbeaufschlagungs-Ausstattung 46 durch die geschweißte Oberplatte 22 geführt werden. Die Ölzufuhr-, Filtrierungs- und Druckbeaufschlagungs-Ausstattung 46 kann angrenzend an eine Außenseitenwand 26 des Gehäuses bereitgestellt sein.
Wie zuvor erwähnt, kann das Planetengetriebesystem gemäß einem Aspekt vier Hauptkomponenten besitzen. Ein Sonnenrad 50 kann verwendet werden, um dem Getriebezug eine Hochgeschwindigkeitseingabe bereitzustellen. Planetenräder 52 können um das Sonnenrad 50 herum angeordnet sein, wobei das Sonnenrad die Planetenräder antreibt. Die Planetenräder 52 können durch einen Planetenradträger 54 gelagert werden. Die gesamte Planetenradträgeranordnung (d. h. Sonnenrad, Planetenräder und Planetenradträger) kann in einem Hohlrad 56 drehen. Der Planetenradträger 54 kann mit einem niedertourigen Ausgang und der angetriebenen Ausstattung durch eine Antriebswelle 58 verbunden sein. Der Planetenradträger 54 kann einstückig oder monolithisch mit der Antriebswelle 58 verbunden sein. Das Sonnenrad 50 kann durch eine Eingangswelle 60 angetrieben werden. Gegenüber dem Sonnenrad 50 kann die Eingangswelle 60 mit Keilen versehen und mit dem Motor (nicht gezeigt) über eine Motorkopplungselementnabe (nicht gezeigt) verbunden werden. Das Sonnenrad 50 kann von der Motorkopplungselementnabe entlang der Eingangswelle 60 beabstandet sein. Das Getriebesystem kann drei Planetenräder beinhalten, die drehbar an dem Planetenradträger 54 gelagert sein. Die Planetenräder 52 können Planetenradlager 64 besitzen, die an Planetengetriebespindeln 66 befestigt sind. Die Planetengetriebespindeln 66 können an dem Planetenradträger 54 befestigt sein, und die Planetenräder 52 können sich relativ dazu vermittels der Planetengetriebelager 64 drehen. Das Hohlrad 56 kann an einem Hohlradträger 68 befestigt sein, der das Planetenrad 52 und das Sonnenrad 50 umgibt. Der Hohlradträger 68 kann in dem hohlen Inneren des Gehäuses gestützt werden, wie untenstehend näher erklärt wird. Das Sonnenrad 50 kann mit jedem der Planetenräder 52 an einem jeweiligen Eingriff 70 von Sonnenrad und Planetenrädern in Wirkverbindung gelangen, und jedes der Planetenräder 52 kann mit dem Hohlrad 56 an einem jeweiligen Planetenradeingriff 72 von Hohlrad und Planetenrädern in Wirkverbindung gelangen.
Die Kupplungsanordnung 34 kann einen Kolbenträger 76 beinhalten, der an einer Bodenfläche der geschweißten Oberplatte 22 oder anderen Bauteilen des Gehäuses befestigt sein kann, was von der Anwendung abhängt. Der Kolbenträger 76 kann eine kreisförmige Nut 78 besitzen, in der sich ein Kolben 80 der Kupplung hin und her bewegt, beispielsweise in den Zeichnungen/Figuren vertikal auf und ab. Der Kolben 80 kann als kreisförmiger Ring mit einem dem Kolbenträger zugewandten Axialende 82 und einem axial entgegengesetzten Ende 84 gebildet sein, das Druck ausübt, um die Kupplung einzukuppeln. Innen- und Außendurchmesser des Kolbens erstrecken sich zwischen dem dem Kolbenträger zugewandten Axialende 82 und dem Kolbendruck ausübenden Axialende 84. Der Außendurchmesser 86 des Kolbens kann eine im Allgemeinen zylindrische Fläche sein. Der Innendurchmesser des Kolbens kann mit ersten und zweiten Wandflächen 90, 92 gebildet sein. Die Kolbeninnendurchmesser-Wandfläche 90 kann derart gebildet sein, dass sie radial einwärtig von der zweiten Wandfläche 92 beabstandet ist. Ein Ansatz 94 kann sich zwischen der ersten (radial einwärtigen) Wandfläche 90 und der zweiten (radial auswärtigen) Wandfläche 92 erstrecken. Der sich zwischen der ersten Wandfläche 90 und der zweiten Wandfläche 92 erstreckende Ansatz 94 kann flach sein und kann eine im Allgemeinen parallele Ebene zu Axialenden 82, 84 des Kolbens definieren. Der Kolben 80 kann eine Vielzahl von Ausnehmungen 96 (3) besitzen, die am Umfang um den Kolben beabstandet sind, der durch das dem Träger zugewandten Axialende 82 in das Innere des Kolbens hinein gebildet ist. Jede Ausnehmung 96 kann eine Feder 98 und einen Federteller 100 beinhalten. Der Federteller 100 kann in der Ausnehmung 96 angeordnet sein, wobei die Feder 98 zwischen dem Federteller 100 und der kreisförmigen Nut 78 des Kolbenträgers wirkt. Die Feder 98 kann angeordnet sein, um den Kolben 80 von dem Kolbenträger 76 weg, d. h. nach unten in den Zeichnungsfiguren zu drängen. Die Feder 98 kann unter Kompression in der Ausnehmung 96 gespannt sein, wie untenstehend näher erläutert wird. Obgleich in den Zeichnungen eine Vielzahl von in einer Vielzahl von Ausnehmungen angeordneten Federn gezeigt ist, kann der Kolben durch eine Spiralfeder oder jedwede Anzahl von Federn angetrieben werden, und solch eine Feder oder Federn können in einer kreisförmigen Nut des Kolbens angeordnet sein.
Eine Keilnabe 102 kann von dem Kolbenträger 76, oder einem anderen Bauteil des Gehäuses in das Innere des Gehäuses hineinreichen. Die Keilnabe 102 kann einen Innendurchmesser 104 besitzen, der im Allgemeinen die Getriebeeingangswelle 60 und den obersten Abschnitt des Planetenradträgers 54 umgibt. Ein Außendurchmesser eines obersten Teils der Keilnabe 102 kann eine Geometrie besitzen, die mit dem Innendurchmesser des Kolbens 80 zusammenwirkt. Der Außendurchmesser des obersten Teils der Keilnabe kann erste und zweite Wandflächen 106, 108 besitzen. Die erste Keilnabenaußendurchmesser-Wandfläche 106 kann derart gebildet sein, dass sie radial einwärtig von der zweiten Wandfläche 108 beabstandet ist. Ein Ansatz 110 kann sich zwischen der ersten (radial einwärtigen) Nabenaußendurchmesser-Wandfläche 106 und der zweiten (radial auswärtigen) Wandfläche 108 erstrecken. Die zweite Keilnaben-Wandfläche 108 kann unten an den Umfang der zweiten Kolbeninnendurchmesser-Wandfläche 92 angrenzen, und die erste Keilnaben-Wandfläche 106 kann an die erste Kolbeninnendurchmesser-Wandfläche 90 angrenzen. Der Keilnabenansatz 110 kann dem Kolbenansatz 94 zugewandt sein und kann auch eine zu den Axialenden 82, 84 des Kolbens parallele Ebene definieren. Der Keilnabenansatz 110 und der Kolbenansatz 94 und die jeweiligen Abschnitte der zweiten Kolbeninnendurchmesser-Wandfläche 92 und ersten Keilnaben-Wandfläche 106 können eine Hydraulikfluidkammer 112 definieren. Während die Keilnabe 102 fest an dem Gehäuse 20 befestigt ist, kann es in der Hydraulikkammer 112 druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid dem Kolben 80 gestatten, sich relativ zu der Keilnabe zu bewegen. Dichtungen 114 können zwischen den jeweiligen ersten und zweiten Keilnaben-Wandflächen 106, 108 und den ersten und zweiten Kolbeninnendurchmesser-Wandflächen 90, 92 bereitgestellt sein, um die Hydraulikfluidkammer 112 abzudichten. Zum Beispiel kann die erste Keilnaben-Wandfläche 106 mit einer kreisförmigen Nut gebildet sein, um die Dichtung 114 zwischen den ersten Wandflächen 90, 106 des Kolbeninnendurchmessers und des Keilnabenaußendurchmessers zu platzieren. Die zweite Keilnaben-Wandfläche 108 kann mit einer kreisförmigen Dichtungsnut gebildet sein, um die andere Dichtung 114 zwischen den ersten Wandflächen 92, 108 des Kolbeninnendurchmessers und des Keilnabenaußendurchmessers zu platzieren. Die Dichtungen 114 können vier-lippige Ringdichtungen sein, beispielsweise Quad-Ring^TM geliefert von Quadion, LLC. Obgleich die Zeichnungen die zwischen den jeweiligen Ansätzen und ersten und zweiten Wandflächen des Kolbens und der Keilnabe befindliche Hydraulikkammer zeigen, kann sich die Hydraulikfluidkammer anderswo befinden, beispielsweise an einem Axialende des Kolbens. Alternativ kann die relative Ausrichtung der Nabe und des Kolbens umgekehrt sein, so dass die Nabe an den oberen Umfang des Kolbens angrenzt, und folglich ist die Nabe mit einem Innendurchmesser gebildet, der eine radial auswärtige Wandfläche besitzt, die an den oberen Umfang der radial auswärtigen Kolbenaußendurchmesser-Wandfläche angrenzt, und eine radial einwärtige Wandfläche, die die an den oberen Umfang des radial einwärtigen Kolbenaußendurchmesser-Abschnitts angrenzt. In dieser Konfiguration können der Keilnabenansatz und der Kolbenansatz und die jeweiligen Abschnitte des Kolbenaußendurchmessers und des Keilnabeninnendurchmessers eine Hydraulikfluidkammer definieren.
Druckbeaufschlagtes Hydraulikfluid kann der Hydraulikkammer 112 bereitgestellt werden, um den Kolben 80 zu bewegen. Das Hydraulikfluid kann von einer Pumpe und einem Behälter (nicht gezeigt) außerhalb des Gehäuses 20 zugeführt werden. Bei der in den Zeichnungen gezeigten Konfiguration besitzt der Kolben 80 Radialanschlüsse 116, 118, die sich von einem Außendurchmesser 86 des Kolbens einwärts zu der Kolbeninnendurchmesser-Wandfläche 92 zwischen den Dichtungen 114 erstrecken. Ein Anschluss 118 kann zum Zuführen von Hochdruckhydraulikfluid an die Kammer 112 bereitgestellt sein, und ein Anschluss 116 kann zum Ablassen von Hydraulikfluid von der Kammer bereitgestellt sein. Die Anschlüsse 116, 118 können an dem Außendurchmesser des Kolbens diametral voneinander beabstandet sein. Der Zufuhranschluss 118 kann Hydraulikfluid an die Hydraulikkammer 112 leiten, die zwischen den jeweiligen Ansätzen 94, 110 des Kolbens 80 und der Keilnabe 102, und der ersten Keilnaben-Wandfläche 106 und der zweiten Kolben-Wandfläche 92 definiert ist. Das Leiten von Hochdruck-Hydraulikfluid in die Hydraulikkammer 112 gestattet es dem Kolben 80, sich gegen den Federdruck in die ringförmige Nut 78 des Kolbenträgers zu bewegen. Das Ablassen von Hydraulikdruck aus der Hydraulikkammer 112 gestattet es dem Kolben 80, sich unter Federdruck aus der kreisförmigen Nut 78 des Kolbenträgers heraus zu bewegen. Obgleich die Zeichnungen den Kolben mit Hydraulikfluidanschlüssen zeigen, die mit der Hydraulikkammer kommunizieren, abhängig von der Konfiguration der Nabe und des Kolbens (beispielsweise eine Ausrichtung, in der die Nabe oben an den Umfang des Kolbens angrenzt), kann die Nabe eher die Hydraulikanschlüsse besitzen als der Kolben.
Unterhalb der ersten und zweiten Wandflächen 106, 108 der Keilnabe 102 kann ein Mittel- bis Unterabschnitt der Keilnabe einen Außendurchmesser mit Keilverzahnung 120 besitzen. Die Zähne 120 können um den Umfang der Keilnabe 102 herum beabstandet sein. Jeder Zahn 120 kann sich axial entlang des Außendurchmessers des Keilnabenmittel- bis -unterabschnitt erstrecken. Ein Unterabschnitt der Keilnabe 102 kann einen Innendurchmesser besitzen, der einen Befestigungsort für ein Radiallager 122 zwischen der Keilnabe und dem Planetenradträger 54 bereitstellt. Die Keilnabe 102 kann eine an ihren Boden befestigte Haltescheibe 124 besitzen. Die Haltescheibe 124 kann sich radial nach außen erstrecken, so dass sie unterhalb und axial von dem Druckaufbringungsende 84 des Kolbens 80 beabstandet ist.
Ein Keilkopplungselement 130 ist radial nach außen und beabstandet von der Keilnabe 102 angeordnet. Das Keilkopplungselement 130 kann ein im Allgemeinen zylindrisches Glied mit einem im Allgemeinen zylindrischen Außendurchmesser 132 und einem Innendurchmesser mit Keilverzahnung 134 sein. Die Keilverzahnung 134 kann um den Umfang des Innendurchmessers des Keilkopplungselements 130 herum beabstandet sein. Jeder Zahn 134 kann sich axial entlang des Innendurchmessers erstrecken. Das Keilkopplungselement 130 kann eine sich nach außen erstreckende Kante 136 besitzen, die eine Befestigungsfläche zur Verbindung mit einem Lagerträger 138 bildet. Der Lagerträger 138 kann sich radial nach innen hin zu dem Planetenradträger 54 erstrecken. Der Lagerträger 138 kann an seinem Innendurchmesser durch eine Radiallager 140 gestützt werden, das zwischen dem Lagerträger und dem Planetenradträger 54 befestigt ist. Das Keilkopplungselement 130 kann in dem Inneren des Gehäuses durch den Lagerträger 138 gelagert werden. Der Lagerträger 138 kann den Hohlradträger 68 unterhalb des Keilkopplungselements 130 lagern. Der Hohlradträger 68 kann das Hohlrad 56 des Planetengetriebesystems lagern.
Das Keilkopplungselement 130 und die Keilnabe 102 können beide mit Antriebsabschnitten 142, 144 zum Übertragen eines Drehmoments zwischen ihnen bereitgestellt sein. Zum Beispiel können die Antriebsabschnitte eine Vielzahl von Kupplungsscheiben aufweisen, die in einem Block angeordnet sind, der zwischen dem Druckaufbringungsende 84 des Kolbens und der Kolbenanordnungs-Haltescheibe 124 angeordnet ist. Bezugnehmend auf die 5 und 6, kann ein Satz Kupplungsscheiben in dem Block von Kupplungsscheiben eine kreisförmige Innendurchmesserfläche mit Keilen besitzen, die an ihrer Innendurchmesserfläche gebildet sind, und ein anderer Satz Kupplungsscheiben 144 in dem Block von Kupplungsscheiben kann Keile besitzen, die an ihrer Außendurchmesserfläche mit einer kreisförmigen Innendurchmesserfläche gebildet sind. Die Kupplungsscheiben 142 mit Keilen an ihrer Innendurchmesserfläche können angeordnet sein, um in die Keilverzahnung 120 der Keilnabe 102 einzukuppeln. Der Satz Kupplungsscheiben 144 mit Keilen an ihrer Außendurchmesserfläche kann angeordnet sein, um in die Keilzacken 134 des Keilkopplungselements 130 einzugreifen. Die Kupplungsscheiben 144, die in das Keilkopplungselement 130 einkuppeln, können Reibmaterialien 145 besitzen, die an ihren Axialseiten angeordnet sind. Die Kupplungsscheiben 142, die in die Keilnabe 102 einkuppeln, können im Allgemeinen flach sein und eine unbehandelte Oberfläche besitzen. Die Kupplungsscheiben 142, die in die Keilnabe 102 einkuppeln, können während dem Einkuppeln und Auskuppeln der Kupplung 34 ortsfest sein. Die Kupplungsscheiben 144, die in das Keilkopplungselement 130 einkuppeln, können drehen, wenn die Kupplung 34 nicht eingekuppelt ist und ortsfest werden, wenn die Kupplung eingekuppelt ist. Die zuvor genannten Sätze von Kupplungsscheiben 142, 144 können in einem abwechselnden Muster in dem Kupplungsscheibenblock zwischen dem Kolben 80 und der Haltescheibe 124 angeordnet sein. Eine Druckscheibe 146 kann zwischen dem Kupplungsscheibenblock und dem Druckaufbringungsende 84 des Kolbens 80 angeordnet sein. Eine zweite Druckscheibe 148 kann zwischen der Haltescheibe 124 und dem Kupplungsscheibenblock angeordnet sein. Es kann eine Haltescheibe für die Keilnabe und eine Haltescheibe für das Keilkopplungselement bereitgestellt sein, oder beliebige Anzahl von Haltescheiben kann bereitgestellt sein.
Der Kolben 80 kann die Antriebsabschnitte 142, 144 betreiben, um den Nabenantriebsabschnitt und den Kopplungselementabschnitt zwischen einer eingekuppelten Position und einer ausgekuppelten Position zu bewegen. Zum Beispiel kann der Kolben 80, beim Bewegen des Nabenantriebsabschnitts und des Kopplungselementabschnitts in eine eingekuppelte Position, durch Druck durch die Feder 98 angetrieben werden. In der eingekuppelten Position können die Kupplungsscheiben 142, 144 komprimiert und unter Reibung mit ihren jeweiligen Axialseiten eingekoppelt werden, damit ein Drehmoment von der Keilnabe 102 auf das Keilkopplungselement 130 übertragen werden kann. Dies wiederum kann verhindern, dass sich das Hohlrad dreht und kann der Antriebswelle 58 gestatten, sich zu drehen, wenn die Getriebeeingangswelle 60 sich dreht, z. B. wenn der Motor erregt wird. In der ausgekuppelten Position werden die Kupplungsscheiben 142, 144 in dem Block von der Kompression durch den Kolben freigesetzt, um zu verhindern, dass ein Drehmoment von der Keilnabe 102 auf das Keilkopplungselement 130 übertragen wird. Dies wiederum kann es dem Hohlrad gestatten, sich zu drehen, und kann verhindern, dass sich die Antriebswelle 58 dreht, selbst wenn sich die Getriebeeingangswelle 60 dreht, z. B. wenn der Motor erregt wird, aber die Kupplung ausgekuppelt ist, um die Last im Leerlauf laufen zu lassen. Der Kolben 80 kann betätigt werden, damit eine zunehmende Bewegung zwischen der eingekuppelten und ausgekuppelten Position erfolgt, um dazwischen verschiedene Beträge von Schlupf und folglich verschiedene Abstufungen von zwischen der Keilnabe 102 und dem Keilkopplungselement 130 zu übertragendem Drehmoment zu gestatten. Dies gestattet eine variable Drehzahl- und Drehmomentsteuerung.
Der Kolbenträger 76 und die Keilnabe 102 können mit Durchgängen 150, 152 (3) gebildet sein, um zu gestatten, dass Kühlöl von der Ölzufuhr-, Filtrierung- und Druckbeaufschlagungs-Ausstattung 46 gesaugt wird. Die Keilnabe 102 kann auch darin gebildete Axialdurchgänge 154 (2) besitzen, die Öl zum Schmieren des Planetenrädersystems bereitstellen. Wie es am besten in 3 gezeigt ist, kann Kühlöl für die Kupplung durch einen Durchgang 150 des Kolbenträgers 76 in die Keilnabe 102 geleitet werden. Der Durchgang 152 der Keilnabe 102 kann Kühlöl an eine Ölzufuhrnut 156 leiten, die in einem Mittelabschnitt des Außendurchmessers der Keilnabe 102 gebildet ist, beispielsweise zwischen den Innen- und Außenwandabschnitten 106, 108 und den sich axial erstreckenden Keilen 120. Das Kühlöl kann dann von der Ölzufuhrnut 156 axial durch die Keile 120 der Keilnabe 102 und seitlich zwischen den Kupplungsscheiben 142, 144 strömen. Öl kann dann axial zu den Keilen 134 des Keilkopplungselements 130 strömen, um erzeugte Wärme von der Kupplungsanordnung zu entfernen. Öl kann von den Keilen 134 des Keilkopplungselements 130 zu einem Gebiet radial auswärtig von der Kupplungsanordnung-Haltescheibe 124 strömen. Eine Dichtung 158 kann zwischen der Haltescheibe 124 und dem Boden des Kupplungsscheibenblocks bereitgestellt sein, um zu verhindern, dass überschüssiges Öl zwischen dem Kupplungsscheibenblock und der Haltescheibe strömt, und um Ölstrom zu den Keilen 134 des Keilkopplungselements 130 zu leiten. Der Lagerträger 138 kann Löcher 160 besitzen, die dort hindurch gebildet sind, um es Kühlöl zu gestatten, durch die Keile 134 des Keilkopplungselements 130 zu gelangen, um zu dem Eingriff 72 von Hohlrad und Planetenrädern geleitet zu werden, und dann zu der Ölwanne 40 zurückzukehren. Der Hohlradträger 68 kann auch Löcher 162 (3) besitzen, um Öl zu der Ölwanne zu leiten.
Die wie hierin beschriebene Kupplung 34 verwendet Federn 98, um die Kupplung einzukuppeln, und Hydraulikdruck, um die Kupplung auszukuppeln. Die in den Ausnehmungen 96 des Kolbens 80 angeordneten Federn 98 drängen den Kolben in Einkupplung mit den Druckscheiben 146, 148, und die Druckscheiben und die Kupplungsscheiben 142, 144 in Einkupplung miteinander und gegen die Haltescheibe 124. Die Kupplung 34 sperrt das Hohlrad 56 und verhindert, dass sich das Hohlrad dreht, wodurch es der Antriebswelle 58 gestattet wird, sich zu drehen. Um das Drehen der Antriebswelle 58 zu stoppen, kann Hydraulikfluiddruck gegen den Druck der Federn 98 ausgeübt werden. Folglich können die Druckscheiben 146, 148 und die Kupplungsscheiben 142, 144 und der Kolben 80 und die Haltescheibe 124 voneinander ausgekuppelt werden, wodurch das Hohlrad 56 effektiv aus dem Getriebezug ausgekuppelt werden kann. Entsprechend kann die Kupplung den mit dem Motor eingekuppelten Getriebezug aufrechterhalten und Drehen der angetriebenen Elemente gestatten, sollte das Hydrauliksystem ausfallen.
Wenn der Motor gestartet wird, wird er im Allgemeinen in einem lastfreien Zustand gestartet. Vor dem Start wird Hydraulikdruck zu der Hydraulikkammer 112 geleitet, um den Kolben 80 gegen Druck von Federn 98 zu bewegen, um die Kupplung 34 auszukuppeln. Das Druckaufbringungsende 84 des Kolbens 80 löst und kuppelt die Druckscheiben 146, 148 von dem Kupplungsscheibenblock aus, wodurch das Hohlrad 56 effektiv von dem Gehäuse ausgekuppelt wird und dem Hohlrad gestattet wird, sich zu drehen. Mit ausgekuppelter Kupplung 34 kann der Motor gestartet werden. Das Hohlrad 56 kann sich um die Planetenräder 52 drehen, was ein Drehen des Planetenradträgers 54 und der Antriebswelle 58 verhindert, und dem Motor gestattet, in einem lastfreien Zustand zu starten. Wird Hydraulikdruck in kontrollierter Weise von der Hydraulikkammer 112 entfernt, kann Druck von den Federn 98 den Kolben 80 in Einkupplung mit dem Kupplungsblock gegen die Schließplatte zwingen, und Reibung von den Kupplungsscheiben 142, 144 das Hohlrad 56 veranlassen, sein Drehen zu verlangsamen, und danach gestatten, dass die Antriebswelle 58 beginnt zu drehen. Wenn Hydraulikfluiddruck vollständig von der Hydraulikkammer 112 entfernt ist und Federdruck den Kolben vollständig in Einkupplung mit dem Kupplungsblock zwingt, kann das Hohlrad 56 wirksam mit dem Gehäuse verrastet werden und alle Drehbewegung des Getriebezugs kann auf die Antriebswelle 58 übertragen werden. Geringere Drehzahlen und Überlastschutz sind durch Druckbeaufschlagen der Hydraulikkammer 112 mit Hydraulikfluid in der Lage, etwas von der Kraft zu aufnehmen, die durch die Federn 98 auf den Kolben 80 ausgeübt wird, wodurch es dem Kolben gestattet wird, sich zunehmend zwischen der eingekuppelten und ausgekuppelten Position zu bewegen, um einen Getriebezugbetrieb (z. B. Drehzahl, Drehmomentparameter) wie gewünscht zu bewirken. Zum Beispiel kann die Menge von auf die Hydraulikkammer 112 ausgeübtem Hydraulikdruck gesteuert werden, um eine Antriebswellendrehzahl und Überlastdrehmoment zu steuern.
Weil die Kupplung eingekoppelt ist, wenn dem System keine Energie zugeführt wird, können ein Gegenhalter, eine Freilaufkupplung oder eine Überholkupplung verwendet werden, um ein gegenläufiges Drehen des Systems in dem Fall zu verhindern, wenn eine Motorleistung und ein Hydrauliksystem versagen. Der Gegenhalter, eine Freilaufkupplung oder eine Überholkupplung (nicht gezeigt) können sich an dem Motor befinden, zum Beispiel am entgegengesetzten Antriebsende der Motorwelle. Dies kann den Bedarf beseitigen, eine Anti-Dreheinrichtung in dem Getriebe oder an der unteren Drehzahlwellenerstreckung anzuordnen.
Obwohl die Zeichnungen die Kupplung an einem Bauteil des Gehäuses befestigt zeigen, kann die Kupplung an einem Flansch des Antriebsendes des Motors befestigt sein. Der Motorflansch kann mit der geschweißten Gehäuseoberplatte zusammenwirken und das hohle Innere des Gehäuses definieren, einschließlich der an die Eingangswelle des Getriebezugs angrenzenden Öffnung. Zum Beispiel kann der Motorflansch eines oder alle der folgenden beinhalten: den Kolbenträger, die Nabe, das Kopplungselement, den Kolben, den Kupplungsscheibenblock und die Haltescheibe. Der Motorflansch kann den Motor vollständig mit dem Getriebe zusammenschließen oder der Motorflansch kann an dem Getriebegehäuse befestigt sein.
Im Hinblick auf das Vorangegangene wird ersichtlich, dass die einigen Vorteile erreicht und erzielt wurden. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um praktische Anwendungen am besten zu erklären, um dadurch Fachleute zu befähigen, die verschiedenen Ausführungsformen und Modifikationen bestmöglich zu verwenden, wie sie für eine besondere betrachtete Verwendung geeignet sind. Da verschiedene Modifikationen an den hierin beschriebenen und illustrierten Aufbauten und Verfahren gemacht werden könnten, sollen alle in der vorangegangenen Beschreibung enthaltenen oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigte Thematik eher als darstellend denn als begrenzend betrachtet werden. Somit sollte die Reichweite und der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf eine der obenstehend beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen begrenzt werden, sondern soll/sollen nur gemäß den nachfolgenden anhängigen Ansprüchen und deren Entsprechungen definiert sein.

Claims

Getriebe, aufweisend: ein Gehäuse, das Bauteile beinhaltet, die ein hohles Inneres des Gehäuses definieren; einen Planetengetriebezug, der in dem hohlen Inneren des Gehäuses enthalten ist, wobei der Planetengetriebezug ein Sonnenrad aufweist, das zumindest mit einem Planetenrad in Wirkverbindung steht, wobei das zumindest eine Planetenrad drehbar an einem Planetenradträger gelagert ist, wobei der Planetenradträger eingerichtet ist, eine Antriebswelle anzutreiben, wobei die Antriebswelle eingerichtet ist, mit einer Last wirkverbunden zu sein, wobei das zumindest eine Planetenrad eingerichtet ist, sich innerhalb eines Hohlrads zu drehen; und eine Kupplung, die eine Nabe und ein Kopplungselement aufweist, wobei das Kopplungselement an dem Hohlrad wirkverbunden befestigt ist, wobei die Nabe und das Kopplungselement jeweils einen Antriebsabschnitt besitzen, wobei der Naben-Antriebsabschnitt und der Kopplungselement-Antriebsabschnitt relativ zueinander beweglich sind zwischen einer eingekuppelten Stellung und einer ausgekuppelten Stellung, wobei der Naben-Antriebsabschnitt und der Kupplungselement-Antriebsabschnitt in der eingekuppelten Stellung derart in Wirkverbindung stehen, dass ein Drehmoment zwischen der Nabe und dem Kupplungselement übertragen werden kann, wobei der Naben-Antriebsabschnitt und der Kupplungselement-Antriebsabschnitt in der ausgekuppelten Stellung derart beabstandet sind, um zu verhindern, dass ein Drehmoment zwischen der Nabe und dem Kupplungselement übertragen wird, wobei die Kupplung einen Aktuator besitzt, der eingerichtet ist, den Naben-Antriebsabschnitt und den Kupplungselement-Antriebsabschnitt zwischen der eingekuppelten Stellung und der ausgekuppelten Stellung zu bewegen, wobei beim Bewegen des Naben-Antriebsabschnitts und des Kupplungselement-Antriebsabschnitts in die eingekoppelte Stellung der Aktuator durch Federdruck angetrieben wird, der durch zumindest eine Feder ausgeübt wird, die wirksam an dem Aktuator anliegt, und wobei beim Bewegen des Naben-Antriebsabschnitts und des Kopplungselement-Antriebsabschnitts in die ausgekuppelte Stellung der Aktuator durch Hydraulikdruck angetrieben wird, der wirksam ausreichend gegen den Aktuator aufgebracht wird, um den durch die zumindest eine Feder ausgeübten Federdruck zu überwinden.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Aktuator die Nabe entlang des Umfangs überlagert.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei die Nabe an dem zumindest einem Bauteil des Gehäuses wirkverbunden befestigt ist.
Getriebe nach Anspruch 3, wobei die zumindest eine Feder zwischen dem Bauteil, an dem die Nabe befestigt ist, und dem Aktuator angeordnet ist.
Getriebe nach Anspruch 1, wobei der Hydraulikdruck beim Bewegen des Naben-Antriebsabschnitts und des Kopplungselement-Antriebsabschnitts in die ausgekoppelte Stellung zwischen die Nabe und das Bauteil gelenkt wird.
Getriebe nach Anspruch 5, wobei der Aktuator einen Innendurchmesser mit einwärts und auswärts gerichteten zylindrischen Flächen besitzt, die radial voneinander beabstandet sind, und die Nabe einen Außendurchmesser mit einwärts und auswärts gerichteten zylindrischen Flächen besitzt, die radial voneinander beabstandet sind, und die einwärts gerichtete zylindrische Fläche des Aktuators an die einwärts gerichtete zylindrische Fläche der Nabe angrenzt und die auswärts gerichtete zylindrische Fläche des Aktuators an die die auswärts gerichtete zylindrische Fläche der Nabe angrenzt.
Getriebe nach Anspruch 6, wobei der Hydraulikdruck in einen Raum zwischen der einwärts gerichteten zylindrischen Fläche der Nabe und der auswärts gerichteten zylindrischen Fläche des Aktuators gelenkt wird.
Getriebe nach Anspruch 7, wobei der Hydraulikdruck durch den zumindest einen in dem Aktuator gebildeten Anschluss gelenkt wird.
Getriebe, aufweisend: ein Gehäuse, das Bauteile beinhaltet, die ein hohles Inneres des Gehäuses definieren; ein Planetengetriebezug, der in dem hohlen Inneren des Gehäuses enthalten ist, wobei der Planetengetriebezug ein Sonnenrad aufweist, das mit zumindest einem Planetenrad in Wirkverbindung steht, wobei das zumindest eine Planetenrad drehbar an einem Planetenradträger gelagert ist, wobei der Planetenradträger eingerichtet ist, eine Antriebswelle anzutreiben, wobei die Antriebswelle eingerichtet ist, mit einer Last wirkverbunden zu sein, wobei das zumindest eine Planetenrad eingerichtet ist, sich innerhalb eines Hohlrads zu drehen; und eine Kupplung, die eine Nabe und ein Kupplungselement aufweist, wobei das Kupplungselement an dem Hohlrad wirkverbunden befestigt ist, wobei die Nabe zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe besitzt und das Kupplungselement zumindest eine Kupplungselement-Kupplungsscheibe besitzt, wobei die zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe und die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe relativ zueinander beweglich sind zwischen einer eingekoppelten Stellung und einer ausgekoppelten Stellung, wobei die zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe und die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe in der eingekuppelten Stellung derart in Eingriff stehen sind, um eine Drehung des Hohlrads zu verhindern, wobei die zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe und die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe in der ausgekuppelten Stellung derart beabstandet sind, um Drehung des Hohlrads zu gestatten, wobei die Kupplung einen Aktuator besitzt, der eingerichtet ist, um die zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe und die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe zwischen der eingekoppelten Stellung und der ausgekoppelten Stellung zu bewegen, wobei beim Bewegen der zumindest einen Naben-Kupplungsscheibe und der zumindest einen Kupplungselement-Kupplungsscheibe in die eingekoppelte Stellung der Aktuator durch Federdruck angetrieben wird, der durch zumindest eine Feder ausgeübt wird, die wirksam an dem Aktuator anliegt, und wobei beim Bewegen der zumindest einen Naben-Kupplungsscheibe und der zumindest einen Kopplungselement-Kupplungsscheibe in die ausgekuppelte Stellung der Aktuator durch Hydraulikdruck betrieben wird, der wirksam ausreichend gegen den Aktuator aufgebracht wird, um den durch die zumindest eine Feder ausgeübten Federdruck zu überwinden.
Getriebe nach Anspruch 9, wobei die Nabe einen Kanal besitzt, der eingerichtet ist, Schmieröl an die zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe und die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe zu liefern.
Getriebe nach Anspruch 10, wobei die Nabe eine Vielzahl von Keilverzahnungen besitzt, die entlang des Umfangs der Nabe angeordnet sind und sich axial an der Nabe erstrecken.
Getriebe nach Anspruch 11, wobei die Keilverzahnungen der Nabe mit der zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe derart in Wirkverbindung stehen, dass Schmieröl durch sie hindurch strömen kann.
Getriebe nach Anspruch 12, wobei das Kopplungselement eine Vielzahl von Keilverzahnungen besitzt, die entlang des Umfangs des Kopplungselements angeordnet sind und sich axial an dem Kopplungselement erstrecken.
Getriebe nach Anspruch 13, wobei die Keilverzahnungen des Kopplungselements derart in die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe eingreifen, dass Schmieröl durch sie hindurchströmen kann.
Getriebe nach Anspruch 14, wobei die Kupplung eingerichtet ist, zu der zumindest einen Naben-Kupplungsscheibe und der zumindest einen Kopplungselement-Kupplungsscheibe strömendes Schmieröl an die in dem Inneren des Gehäuses gebildete Ölwanne zu lenken.
Getriebe, aufweisend: ein Gehäuse mit einem hohlen Inneren; ein Planetengetriebezug, der in dem hohlen Inneren des Gehäuses enthalten ist, wobei der Planetengetriebezug ein Sonnenrad aufweist, das mit zumindest einem Planetenrad in Wirkverbindung steht, wobei das zumindest eine Planetenrad drehbar an einem Planetenradträger gelagert ist, wobei der Planetenradträger eingerichtet ist, eine Antriebswelle anzutreiben, wobei die Antriebswelle eingerichtet ist, mit einer Last wirkverbunden zu sein, wobei das zumindest eine Planetenrad eingerichtet ist, sich innerhalb eines Hohlrads zu drehen; und eine Kupplung, die eine Nabe und ein Kopplungselement aufweist, wobei das Kopplungselement an dem Hohlrad wirkverbunden befestigt ist, wobei die Nabe zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe besitzt und das Kopplungselement zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe besitzt, wobei die zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe und die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe relativ zueinander beweglich sind zwischen einer eingekoppelten Stellung und einer ausgekoppelten Stellung, wobei die zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe und die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe in der eingekoppelten Stellung derart in Eingriff stehen, um Drehung der Antriebswelle zu gestatten, wobei die zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe und die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe in der ausgekoppelten Stellung derart beabstandet sind, um Drehung der Antriebswelle zu verhindern, wobei die Kupplung einen Aktuator besitzt, der eingerichtet ist, um die zumindest eine Naben-Kupplungsscheibe und die zumindest eine Kopplungselement-Kupplungsscheibe zwischen der eingekoppelten Stellung und der ausgekoppelten Stellung zu bewegen, wobei beim Bewegen der zumindest einen Naben-Kupplungsscheibe und der zumindest einen Kopplungselement-Kupplungsscheibe in die eingekoppelte Stellung der Aktuator durch Federdruck angetrieben wird, der durch zumindest eine Feder ausgeübt wird, die wirksam an dem Aktuator anliegt, und wobei beim Bewegen der zumindest einen Naben-Kupplungsscheibe und der zumindest einen Kopplungselement-Kupplungsscheibe in die ausgekoppelte Stellung der Aktuator durch Hydraulikdruck betrieben wird, der wirksam ausreichend gegen den Aktuator aufgebracht wird, um den durch die zumindest eine Feder ausgeübten Federdruck zu überwinden.
Getriebe nach Anspruch 16, wobei das Gehäuse eine Öffnung für eine Eingangswelle des Getriebes und eine Öffnung für die Antriebswelle besitzt.
Getriebe nach Anspruch 17, wobei die Nabe an zumindest einem Bauteil des Gehäuses angrenzend an die Öffnung für eine Eingangswelle befestigt ist.
Getriebe nach Anspruch 18, wobei der Aktuator die Nabe entlang des Umfangs überlagert.
Getriebe nach Anspruch 19, wobei das zumindest eine Bauteil des Gehäuses, an dem die Nabe befestigt ist, eine ringförmige Nut besitzt.
Getriebe nach Anspruch 20, wobei der Aktuator eingerichtet ist, sich in der ringförmigen Nut des zumindest einen Bauteils hin- und her zu bewegen.
Getriebe nach Anspruch 21, wobei die zumindest eine Feder wirksam an dem Aktuator und dem zumindest einen Bauteil anliegt.
Getriebe nach Anspruch 22, wobei der Aktuator sich zwischen der zumindest einen Feder, und der zumindest einen Naben-Kupplungsscheibe und der zumindest einen Kopplungselement-Kupplungsscheibe befindet.
Getriebe nach Anspruch 23, wobei der Hydraulikdruck in einen Raum gelenkt wird, der zwischen der Nabe und dem Aktuator-Zwischenglied der ringförmigen Nut des zumindest einen Bauteils und der zumindest einen Naben-Kupplungsscheibe und der zumindest einen Kopplungselement-Kupplungsscheibe gebildet ist.
Getriebe nach Anspruch 17, ferner aufweisend einen Motor, der vertikal an dem Gehäuse angrenzend an die Öffnung der Eingangswelle montiert ist.