DE1625115B1 - Planetengetriebe mit hydrostatischer Kupplung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Planetengetriebe , radpumpen und somit auch die Planetenträger abge-

mit hydrostatischer Kupplung aus einer oder meh- bremst werden (USA.-Patentschrift 3 240 083).

reren Verdrängerpumpen mit steuerbarer Förder- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

menge, deren- Antriebsrad auf dem Planetenträger Planetengetriebe mit hydrostatischer Kupplung zu sitzt, wobei die Zentralräder des Planetengetriebes 5 schaffen, das bei der Erfüllung des eingangs bezeich-

An- und Abtrieb bilden. neten Zwecks einfach aufgebaut ist und betriebs-

Die Anordnung nach der Erfindung soll insbeson- sicher arbeitet.

dere als Anfahrkupplung für Einwellengasturbinen Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung dienen, die Arbeitsmaschinen mit großen Massen vor, daß das äußere Zentralrad eines solchen Piaoder großen Anfahrdrehmomenten antreiben. io netengetriebes mit der Arbeitsmaschine verbunden

Für den genannten Zweck scheidet eine Verwen- ist, die Verdrängerpumpen Zahnradpumpen sind und dung von Rutschkupplungen deshalb aus, weil Ab- eine zusätzliche Bremse für den Planetenträger vorrieb entsteht, der die Lebensdauer hochtouriger La- gesehen ist.

ger einer Gasturbine gefährdet. Der Einsatz einer Der besondere Vorteil dieser erfindungsgemäßen

hydrodynamischen Kupplung hätte den Nachteil 15 Anordnung gegenüber den bekannten Einrichtungen

einer ständigen Verlustleistung, mit der die Übertra- Hegt in der Kombination eines Planetengetriebes mit

gungsflüssigkeit aufgeheizt würde. einer Zahnradpumpe und im speziellen Anschluß der

Es ist eine Anordnung bekanntgeworden, bei der Arbeitsmaschine an das Planetengetriebe. Durch zwischen eine Kraftmaschine und eine Ärbeits- diese Anordnung werden mit geringem baulichenAufmaschine eine aus einem Differentialgetriebe mit an- 20 wand gleichzeitig zwei Funktionen erfüllt, nämlich geschlossener Pumpe bestehende hydrostatische eine Verminderung der hohen Drehzahl der Kraft-Kupplung geschaltet ist. Durch Steuerung der Förder- maschine und gleichzeitig eine Kupplungswirkung, menge der Pumpe wird die Kupplung der Kraft- Die bauliche Einfachheit wird unterstützt durch die maschine mit der Arbeitsmaschine bewirkt. Diese Verwendung von Zahnradpumpen, die in besonders bekannte Anordnung zeigt aber lediglich einen prm- 25 einfacher Weise von einem Zentralrad, nämlich in zipiellen Aufbau ohne konstruktive Ausführung (bei- vorliegendem Fall von einem auf der Planetenträgergische Patentschrift 493 441). welle sitzenden Zahnrad, angetrieben werden.

Es ist auch ein hydrostatisches Wechselgetriebe mit Schließlich liegt ein weiterer wesentlicher Vorteil

Pumpenteil und Motorteil für Kraftfahrzeuge be- der erfindungsgemäßen Anordnung darin, daß der

kanntgeworden, das mit einem Planetengetriebe 3° Planetenträger durch eine zusätzliche mechanische

zusammenarbeitet In einem bestimmten Betriebszu- Bremse festlegbar ist, so daß die Druckleitung der

stand dieses Wechselgetriebes stützt sich der Pum- Zahnradpumpen im eingekuppelten Zustand drucklos

penteil bei Nullförderung gegen einen statischen Flüs- sind, wodurch Druckverluste mit Sicherheit ausge-

sigkeitsdruck ab. Um dabei das Entstehen hydrau- schlossen werden, und außerdem hohe Betriebssicher-

lischer Verluste zu vermeiden, wird bei dieser Anord- 35 heit durch mechanische Koppelung erreicht wird,

nung die hydraulische Abstützung des Pumpenteils Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines Aus-

durch eine mechanische Abstützung in Form einer führungsbeispieles näher erläutert.

Sperre ersetzt (schweizerische Patentschrift 227 479). In der Zeichnung ist mit 19 eine Einwellengastur-

Es ist auch ein Kraftübertragungssystem bekannt- bine bezeichnet, die über eine feste Kupplung 20 mit geworden, das aus einem StirnraddifEerentialgetriebe 40 der Welle des inneren Zentralrades 13 des Planeten- und einer angeschlossenen hydraulischen Pumpe be- getriebes verbunden ist. Das äußere Zentralrad 15 steht und das als hydrostatische Kupplung nach dem des Planetengetriebes ist über die feste Kupplung 18 oben als bekannt aufgezeigten Prinzip arbeitet, indem mit einer Arbeitsmaschine 17 gekoppelt. Ein PIadas Differentialgetriebe die Pumpe antreibt, deren netenträger 1 ist in einem Getriebegehäuse 10 durch Druckleitung mit einem regelbaren Ventil ausgestat- 45 Lager 21 und 22 gelagert. Auf der Hohlwelle des Piatet ist. Durch Steuern dieses Ventiles wird die mög- netenträgers 1 sitzt ein Zahnrad 2 als zentrales Pumliche Drehzahl der Abtriebswelle des Differential- penantriebsrad. In der Zeichnung ist nur eine Zahngetriebes, die zu der Arbeitsmaschine führt, bestimmt radpumpe 4 vorgesehen, die im Getriebegehäuse 10 (USA.-Patentschrift2232252). gehalten ist; es können jedoch auch mehrere Zahn-

Bei dieser Anordnung ergibt sich funktionsbedingt 5° radpumpen radial um das Zahnrad 2 angeordnet sein, für den Antrieb der Pumpe eine relativ hohe Dreh- Das zentrale Pumpenrad 2 treibt das Ritzel 3 an. Eine zahl und damit hohe Förderleistung, die sich nach- Zulaufleitung 5 führt von einem Ausgleichsbehälter teilig auswirkt, da die Pumpleistung als Verlustlei- 11 zur Zahnradpumpe 4. In einer Ablaufleitung 6, die stung der Anordnung auftritt. Ein weiterer Nachteil von der Zahnradpumpe 4 zum Ausgleichsbehälter 11 dieser Anordnung besteht darin, daß bei geschlos- 55 führt, liegt ein Ventil 7. Vor dem Ventil zweigt eine senem Ventil der Pumpendruckleitung und somit im Steuerleitung 23 ab, in die ein Überdruckventil 8 einFall der Kupplung zwischen Kraft- und Arbeits- geschaltet ist, an der ein Manometer 9 angeschlossen maschine ein hoher Druck in der Druckleitung auf- ist und die ebenfalls in den Ausgleichsbehälter 11 gebaut wird, wodurch bei Undichtheiten des hydrau- führt. Zur festen Verbindung des Planetenträgers 1 lischen Kreislaufes Drosselverluste entstehen, die den 60 mit dem Gehäuse 10 ist eine zusätzliche Bremse 12 in Wirkungsgrad der Leistungsübertragung der Anord- Form einer Zahnkupplung erforderlich, die mit einem nung vermindern. Außerdem besteht die Gefahr, daß axial verschieblichen außen- und innenverzahnten bei merklichen Leckverlusten im hydraulischen Kreis- Kupplungsring 24 versehen ist.
lauf eine Leistungsübertragung unmöglich wird. Vor dem Start ist die Zahnradpumpe 4 vollständig

Schließlich ist es auch bekannt, von Planetenträ- 65 entdrosselt. Der Planetenträger 1 kann sich also ohne

gern eines Planetengetriebes direkt Zahnradpumpen nennenswerten Widerstand frei drehen. Weiterhin

anzutreiben, in deren Druckleitungen Absperrven- steht die Abtriebswelle 16 durch das Arbeitsmaschi-

tile vorgesehen sind, bei deren Schließung die Zahn- nendrehmoment belastet still. Beim erfolgenden Start

der Gasturbine 19 wird das innere Zentralrad 13 über die Welle 14 in Drehung versetzt. Bedingt durch das stehende äußere Zentralrad 15 setzt das innere Zentralrad 13 den Planetenträger 1 in Drehung, wozu noch keine nennenswerte Leistung aufgebracht werden muß. Hat die Turbine 19 ihre zur Leistungsabgabe notwendige Mindestdrehzahl erreicht, so wird das Ventil 7 in der Ablaufleitung 6 der Zahnradpumpe 4 gedrosselt. Durch den sich in der Ablaufleitung 6 aufbauenden Druck wird der Planetenträger 1 über das Zahnrad 2 als Teil der Zahnradpumpe 4 mit einem Drehmoment belastet und abgebremst. Wird das Ventil 7 ganz geschlossen, so wird eine Pumpenförderung verhindert, wodurch der Planetenträger 1 zum Stillstand kommt und die Kupplung der Arbeitsmaschine 17 mit der Gasturbine 19 hergestellt ist. Durch das Überdruckventil 8 in der Druckleitung 23 wird bei nicht eingedrückter Zahnkupplung der maximale Förderdruck der Zahnradpumpe 4 und damit das maximale von der Kupplung übertragene Moment begrenzt, wodurch das Planetengetriebe vor Drehmomentstößen geschützt wird. Der in der Ablaufleitung 6 erzeugte Öldruck stellt sich proportional zu dem vom Planetenträger übertragenen Drehmoment ein, weshalb das Manometer 9 in der Druckleitung 23 zur Drehmomentanzeige verwendet wird.

Da Zahnradpumpen bei sehr kleinen Drehzahlen bzw. im Stillstand und gleichzeitig hohen Drücken Leckverluste aufweisen, wird sich eine Erwärmung des Öles und gleichzeitig eine geringe Drehzahl des Planetenträgers 1 ergeben. Soll nach erfolgtem Kupplungsübergangsbereich ein absolutes Stillstehen des Planetenträgers 1 erzielt werden, so wird der Kupplungsring 24 axial so verschoben, daß er mit der Innenverzahnung im Getriebegehäuse 10 und dem auf dem Planetenträger 1 sitzenden Zahnrad 25 in Eingriff steht.

Dadurch wird über die Zahnradpumpe kein Moment mehr übertragen und jeglicher Leistungsverlust vermieden.

Die während des Abbremsens der Zahnradpumpe entstehende Wärmemenge wird durch das geförderte Öl abgeführt. Dieses Öl wird im Rückkühler 26 gekühlt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Planetengetriebe mit hydrostatischer Kupplung aus einer oder mehreren Verdrängerpumpen mit steuerbarer Fördermenge, deren Antriebsrad auf dem Planetenträger sitzt, wobei die Zentralräder des Plaiietengetriebes An- und Abtrieb bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Zentralrad (15) mit der Arbeitsmaschine (17) verbunden ist, die Verdrängerpumpen Zahnradpumpen (4) sind und eine zusätzliche Bremse (12) für den Planetenträger (1) vorgesehen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen