DE19803510C2 - Getriebeeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aus einem Zahnrädergetriebe und einem hydrostatischen Getriebe bestehende Getriebeeinheit, die vorzugsweise zur Drehzahl- und Drehmomentwandlung in Nutzfahrzeugen eingesetzt wird.

Bekannte derartige Getriebe kommen überwiegend in Nutzfahrzeugen zum Einsatz, die einen stufenlos regelbaren unteren und einen in Stufen veränderbaren oberen Geschwindigkeitsbe­ reich benötigen. Der Antrieb erfolgt dabei im unteren Geschwindigkeitsbereich über das hydro­ statische Getriebe und ein untersetzendes Zahnrädergetriebe, im oberen Geschwindigkeitsbe­ reich über Dreiwellen-Wechselgetriebe. Häufig besteht das untersetzende Getriebe aus einer festen Getriebestufe und der zweiten Getriebestufe des Dreiwellen-Wechselgetriebes, wie z. B. in den DE 195 24 189 A1, EP 03 10 873 A1 und EP 05 50 098 A1 beschrieben. Der alternati­ ve Antrieb vom Motor über eine der beiden Getriebearten geschieht über wechselweise geöff­ nete oder geschlossene Schaltkupplungen. Der "Antrieb für Nutzfahrzeuge" gemäß EP 03 10 873 A1 setzt sich aus einer Kombination eines hydrostatischen Getriebes mit einem Dreiwellen­ -Wechselgetriebe zusammen. Jedes der beiden Zweiwellengetriebe ist ein Wechselgetriebe mit mit vier Drehzahlstufen/Gängen, so daß das Dreiwellen-Wechselgetriebe über 16 Gänge ver­ fügt. Immer vier Räder sind an der Bewegungsübertragung beteiligt. Das über eine Kupplung zuschaltbare hydrostatische Getriebe ist über eine einfache Getriebestufe an die Zwischenwelle des Dreiwellengetriebes angeschlossen, damit haben beide Getriebe das zweite Zweiwellenge­ triebe gemeinsam. Der alternative Antrieb ist durch Schaltkupplungen gewährleistet, die ent­ weder das erste Zweiwellengetriebe oder das hydrostatische Getriebe auf das zweite Zweiwel­ lengetriebe schalten. Der Aufwand für das Zahnrädergetriebe ist relativ hoch und nicht für alle Nutzfahrzeuge gerechtfertigt, insbesondere nicht für kleinere Nutzfahrzeuge.

Ziel der Erfindung ist es, den Aufwand für das Zahnrädergetriebe zu senken und insbesondere für kleine Nutzfahrzeuge eine wirtschaftliche mechanisch-hydrostatische Getriebeeinheit anzu­ bieten.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine für kleinere Nutzfahrzeuge angepaßte mecha­ nisch-hydrostatische Getriebeeinheit zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und trotzdem einen großen Abtriebsdrehzahlbereich beim Antrieb über das hydrostatische Getriebe aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer gattungsgemäßen Getriebeeinheit mit den Merk­ malen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs gelöst.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher er­ läutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den Aufbau der Getriebeeinheit schematisch, ohne Gehäuse,

Fig. 2 das Betriebsschema mit Kraftfluß im Normalgang,

Fig. 3 das Betriebsschema mit Kraftfluß im Kriechgang,

Fig. 4 das Betriebsschema mit Kraftfluß im Schnellgang.

Die Getriebeeinheit ist Bestandteil des Antriebs eines Fahrzeugs mit relativ langsamen Arbeitsgängen für das Gelände und einem Schnellgang für die Straße. Sie ist eine Kombination eines Zahnräder-Standgetrie­ bes 2 mit einem hydrostatischen Getriebe 3. Das Standgetriebe 2 setzt sich aus zwei Baugruppen 4; 5, das hydrostatische Getriebe 3 aus einer direkt an den Motor 1 fest angekoppelten Hydropumpe 6 und einem mit dieser verbundenen Hydromotor 7 zusammen. Das hydrostatische Getriebe 3 ist mit den üblichen Einstellelementen zur Übersetzungsänderung ver­ sehen. Die Baugruppe 4 ist über eine Schaltkupplung 8 an den Motor 1 ankuppelbar, die Baugruppe 5 über eine Schaltkupplung 9 an das hydro­ statische Getriebe 3. Die Baugruppe 4 ist ein Dreistufen-Getriebe mit dem auf der Motor- und Antriebswelle 10 sitzenden Antriebsrad 11, zwei auf Zwischenwellen 12; 13 gelagerten Rädern 14; 15 und einem auf der Ab­ triebswelle 16 drehbar gelagerten Abtriebsrad 17. Die Räder 11; 14; 15; 17 sind so dimensioniert, daß die erste Stufe die Drehzahl reduziert, die zweite Stufe die Drehzahl auf den vorherigen Wert erhöht und die dritte Stufe die Drehzahl reduziert. Die Baugruppe 5 ist ein Zweistu­ fen-Getriebe mit dem auf der Hydromotor- und Antriebswelle 18 sitzen­ den Antriebsrad 19, dem ebenfalls auf der Zwischenwelle 13 gelagerten Rad 20 und einem gleichfalls auf der Abtriebswelle 16 drehbar gelager­ ten Abtriebsrad 21. Die Zwischenwelle 12 der Baugruppe 4 und die Hydro­ motor- und Antriebswelle 18 fluchten; sie können auch zu einer Welle vereinigt sein. Die Räder 19; 20 bilden die erste Stufe und untersetzen die Drehzahl. Die Räder 20; 21 bilden die zweite Stufe und erhöhen die Drehzahl. Beide Stufen zusammen ergeben eine Untersetzung.

Die nach innen verlängerten Naben der Abtriebsräder 17, 21 sind mit klauenförmigen Stirnflächen versehen. Sie bilden zusammen mit einer entsprechend gestalteten Schiebemuffe eine Wechselschaltkupplung 22 zwischen der Abtriebswelle 16 und den Abtriebsrädern 17; 21. Die Schaltkupplungen 8; 9 sind auch als Schiebemuffenkupplungen ausge­ führt, wozu die Naben der Antriebsräder 11; 19 klauenförmige Stirnflä­ chen besitzen. Die Kupplungen 8; 9; 22 sind mit Stellorganen ausgestat­ tet, die mit den Ausgängen einer Steuereinheit 23 verknüpft sind. Die Eingänge der Steuereinheit 23 sind mit an der Motor- und Antriebswel­ le 10, der Hydromotor- und Antriebswelle 18 und der Abtriebswelle 16 angeordneten Drehzahlsensoren 24; 25; 26 verbunden.

Die beschriebene Getriebeeinheit besitzt folgende Betriebs- bzw. Wir­ kungsweise:

Im unteren Drehzahlbereich der Abtriebswelle 16 und damit im unteren Geschwindigkeitsbereich des Fahrzeugs ist die Schaltkupplung 8 ausge­ rückt und die Schaltkupplung 9 eingerückt. Der Antrieb des Fahrzeugs erfolgt über das hydrostatische Getriebe 3 und die Baugruppe 5 des Standgetriebes 2 im Normalgang (Fig. 2). Die Wechselschaltkupplung 22 verbindet dann das Abtriebsrad 21 mit der Abtriebswelle 16. In der an­ deren Schaltstellung der Wechselschaltkupplung 22 ist das Abtriebsrad 17 mit der Abtriebswelle 16 gekuppelt. Der Antrieb erfolgt nunmehr an­ stelle der zweiten Stufe der Baugruppe 5 über die dritte Stufe der Bau­ gruppe 4 im Kriechgang (Fig. 3).

Im oberen Abtriebsdrehzahl- bzw. Geschwindigkeitsbereich ist die Schalt­ kupplung 8 eingerückt und die Schaltkupplung 9 ausgerückt. Die Wechsel­ schaltkupplung 22 verbindet das Abtriebsrad 21 mit der Abtriebswelle 16. Der Antrieb geschieht über die erste und zweite Stufe der Baugruppe 4 und die zweite Stufe der Baugruppe 5 im Schnellgang (Fig. 4). Der Wechsel vom Betrieb über das hydrostatische Getriebe 3 zum alleinigen Betrieb über die Stufen des Standgetriebes und umgekehrt vollzieht sich ruckfrei durch das aufeinander abgestimmte, drehzahlabhängige Schalten der beiden Kupplungen 8; 9 vermittels der Steuereinheit 23. Ebenso ruck­ frei steuert diese die Wechselschaltkupplung 22 und damit den Übergang vom Kriechgang zum Normalgang und umgekehrt. Der Fahrzeugführer muß die­ se Kuppel- bzw. Schaltvorgänge nicht selbst vornehmen. Er kann sich im Betrieb über das hydrostatische Getriebe 3 - Kriechgang oder Nor­ malgang - auf die stufenlose Aussteuerung konzentrieren.

In einer aufwendigeren Ausführung kann anstelle der Räder 14; 20 je ein 2-Gang-Wechselgetriebe mit zugehörigen Schaltelementen vorgesehen sein. Außerdem können als Schaltkupplungen 8; 9; 22 auch Lamellenkupp­ lungen eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1

Motor

2

Zahnräder-Standgetriebe

3

Hydrostatisches Getriebe

4

Baugruppe

5

Baugruppe

6

Hydropumpe

7

Hydromotor

8

Schaltkupplung

9

Schaltkupplung

10

Motor- und Antriebswelle

11

Antriebsrad

12

Zwischenwelle

13

Zwischenwelle

14

Rad

15

Rad

16

Abtriebswelle

17

Abtriebsrad

18

Hydromotor- und Antriebswelle

19

Antriebsrad

20

Rad

21

Abtriebsrad

22

Wechselschaltkupplung

23

Steuereinheit

24

Drehzahlsensor

25

Drehzahlsensor

26

Drehzahlsensor

Claims (1)

1. Getriebeeinheit aus einem zusammengesetzten Zahnrädergetriebe mit Schaltkupplung zum Motor und einem hydrostatischen Getriebe mit Schaltkupplung zur zweiten Stufe des Zahnrä­ dergetriebes, wobei die Schaltkupplungen im gegenseitigen Wechsel geöffnet bzw. geschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrädergetriebe (2) aus einer dreistufigen, an den Motor (1) ankuppelbaren Baugruppe (4) und einer zweistufigen, an das hydrostatische Getriebe (3) ankuppelbaren Baugruppe (5) zusammengesetzt ist, die Antriebsräder (15; 20) der letzten Stufen beider Baugruppen (4; 5) durch eine gemeinsame Welle (13) gekoppelt sind, die zugehörigen Abtriebsräder (17; 21) drehbar auf einer gemeinsamen Abtriebswelle (16) des Zahnrädergetriebes (2) gelagert sind und zwischen ihnen (17; 21) eine Wechsel­ schaltkupplung (22) angeordnet ist.