ES2303271T3 - Transmision de division de potencia y metodo para el accionamiento de una transmision de este tipo. - Google Patents

Abstract

Una transmisión de división de potencia (10), particularmente para vehículos agrícolas como tractores y similares, transmisión de división de potencia (10) en la que se proporciona entre un árbol de entrada (12) y un árbol de salida (18) un engranaje planetario escalonado (15) para la división de la potencia presente en el árbol de entrada (12) en una rama de potencia mecánica y una rama de potencia hidráulica, y la rama de potencia hidráulica está formada por dos máquinas de pistones axiales (H1, H2) hidrostáticas del mismo tipo unidas entre sí hidráulicamente, que se pueden accionar opcionalmente como bomba o como motor y se pueden pivotar en un intervalo de ángulo de inclinación predeterminado y que, para cubrir diferentes intervalos de marcha o niveles de marcha, se pueden unir respectivamente por dos embragues (K1, K2 o K3, K4) de diferente modo con el árbol de entrada (12) o el engranaje planetario escalonado (15), caracterizada por que las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2) están configuradas como hidrostatos de ángulo ancho con un intervalo de ángulo de inclinación de al menos 45º.

Description

Transmisión de división de potencia y método para el accionamiento de una transmisión de este tipo.

Campo técnico

La presente invención se refiere al ámbito de las transmisiones para vehículos. Se refiere a una transmisión de división de potencia de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y a un método para el accionamiento de una transmisión de este tipo.

Estado de la técnica

Las transmisiones de división de potencia se conocen desde hace mucho tiempo, particularmente para la utilización en vehículos utilizados en la agricultura o en la construcción como, por ejemplo, tractores. En tales transmisiones de división de potencia, la potencia acoplada a un árbol de entrada o árbol de accionamiento, que sale habitualmente de un motor de combustión, se divide en una primera rama de potencia mecánica con multiplicación fija y una segunda rama de potencia modificable de forma continua en la multiplicación y a continuación se vuelve a agrupar para estar disponible en un árbol de salida o árbol accionado. La segunda rama de potencia está configurada la mayoría de las veces como rama hidrostática, en la que dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (hidrostatos) del tipo eje inclinado o disco inclinado, que están unidos entre sí de forma hidráulica, trabajan opcionalmente como bomba o motor. La multiplicación se puede variar por la modificación del ángulo de inclinación del bloque de cilindros o del disco inclinado. La división de la potencia sobre las dos ramas de potencia y el agrupamiento de las potencias divididas se realiza habitualmente mediante un engranaje planetario. Las transmisiones de división de potencia del tipo que se ha descrito se describen con diferentes configuraciones en el documento DE-A1-27 57 300, el documento DE-C2-29 04 572, el documento DE-A1-29 50 619, el documento DE-A1-37 07 382, el documento DE-A1-37 26 080, el documento DE-A1-39 12 369, el documento DE-A1-39 12 386, el documento DE-A1-43 43 401, el documento DE-A1-43 43 402, el documento EP-B1-0 249 001 y el documento EP-A2-1 273 828.

Para poder utilizar una transmisión de división de potencia de forma exitosa en la práctica, generalmente se debe definir por las siguientes características:

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La transmisión debe presentar un elevado grado de eficacia en todo el intervalo de velocidades. Esto debe ser el caso particularmente con las elevadas velocidades de marcha a las que se conduce en el tráfico viario durante un intervalo temporal prolongado.

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La transmisión se debe construir de forma compacta para posibilitar el montaje en los vehículos más diversos en la medida de lo posible sin limitaciones constructivas.

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La transmisión debe posibilitar la transmisión de potencias elevadas.

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La transmisión debe estar construida lo más sencilla posible para la limitación de las pérdidas de potencia y el aumento de la seguridad de funcionamiento.

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La transmisión debe posibilitar un control completamente electrónico junto con el manejo del motor e incluso, en el caso de avería de determinados elementos de control, poner a disposición suficientes programas de marcha de emergencia.

En el documento que se ha mencionado al principio DE-A1-43 43 401, que describe todas las características de los preámbulos de las reivindicaciones independientes 1 y 19, ya se ha descrito una transmisión de división de potencia denominada transmisión SHL ("Stufenloses Hydrostatisches Leistungsverzweigungsgetriebe", transmisión de división de potencia hidrostática continua), que se caracteriza por dos hidrostatos del mismo tipo acoplados de forma hidráulica en una construcción de eje inclinado que se pueden acoplar por pares de embrague o elementos de cambio K1/K2 o K3/K4 de diferente modo con un engranaje diferencial planetario. La transmisión SHL conocida se ha utilizado y ensayado en autobuses urbanos con la denominación de tipo SHL-Z. Los dos hidrostatos utilizados tienen un intervalo de inclinación de solamente 0-25º. Para la marcha de avance se obtienen 3 niveles de marcha o intervalos de marcha: en el primer intervalo de marcha, en el punto de arranque, la parte hidrostática de la potencia transmitida es un 100% y después tiende de forma lineal con la velocidad a cero. En el segundo intervalo de marcha aumenta desde cero hasta un máximo de aproximadamente un 27% y después vuelve de nuevo a cero. En el tercer intervalo de marcha aumenta desde cero hasta un valor máximo del 13% durante la mayor velocidad de avance.

En la transmisión SHL conocida no solamente es desventajosa la división de la marcha de avance en tres intervalos de marcha, que conduce a una mayor complejidad de cambio y conducción, sino sobretodo la parte hidrostática de la transmisión de la potencia que se desvía claramente de cero durante la mayor velocidad. Esto conduce en desplazamientos de largo recorrido, en los que las elevadas velocidades se conducen prácticamente de forma constante durante un intervalo temporal prolongado, a pérdidas innecesarias del grado de eficacia que se manifiestan de forma negativa sobre el consumo y la emisión de gases.

Representación de la invención

Por lo tanto, es objetivo de la invención proporcionar una transmisión de división de potencia hidrostática continua que evite las desventajas de transmisiones conocidas y se caracterice particularmente por un grado de eficacia elevado y mejorado durante una marcha de avance rápida, así como un método para el accionamiento de una transmisión de este tipo.

El objetivo se resuelve por la totalidad de las características de las reivindicaciones 1 y 19. El núcleo de la invención consiste en configurar, en la configuración de transmisión que se ha descrito al principio, las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas como hidrostato de ángulo ancho con un intervalo de ángulo de inclinación de al menos 45º y realizar la graduación de los ángulos de las máquinas de pistones axiales hidrostáticas, la unión hidráulica entre las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas y el control de los embragues de tal modo que la marcha de avance se dividida en dos intervalos de marcha sucesivos y que la parte de la potencia transmitida por la rama hidráulica tienda respectivamente a cero al final de cada uno de los dos intervalos de marcha. Mediante estas medidas se consigue con velocidades elevadas una parte hidrostática que va desapareciendo de la transmisión de la potencia, que se manifiesta al mismo tiempo en un grado de eficacia claramente mejorado. Los valores de accionamiento son particularmente adecuados cuando, de acuerdo con una configuración preferida, las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas presentan un intervalo de ángulo de inclinación de al menos 50º.

Una configuración preferida de la transmisión de acuerdo con la invención se caracteriza porque el engranaje planetario escalonado comprende piñones satélites dobles alojados de forma giratoria en un portasatélites con una rueda dentada menor y una rueda dentada mayor, que engranan con un piñón planetario mayor y un piñón planetario menor y que ruedan con la rueda dentada mayor en una corona, por que el piñón planetario mayor está acoplado al árbol de entrada, por que la primera máquina de pistones axiales hidrostática se puede acoplar por un primer embrague con la corona y por un segundo embrague con el árbol de entrada, por que la segunda máquina de pistones axiales hidrostática se puede acoplar por un tercer embrague con el portasatélites y por un cuarto embrague con el piñón planetario menor, por que el árbol de salida está acoplado al portasatélites, por que el piñón planetario mayor se asienta con resistencia al giro sobre el árbol de entrada, por que en el portasatélites se abrida una primera rueda dentada cilíndrica y por que sobre el árbol de salida se dispone con resistencia al giro una segunda rueda dentada cilíndrica que engrana con la primera rueda dentada cilíndrica.

La transmisión de división de potencia se caracteriza particularmente porque en la corona se abrida una tercera rueda dentada cilíndrica y el acoplamiento de la primera máquina de pistones axiales hidrostática se realiza mediante el primer embrague por una cuarta rueda dentada cilíndrica, que engrana con la tercera rueda dentada cilíndrica, por que sobre el árbol de entrada se dispone con resistencia al giro una quinta rueda dentada cilíndrica y el acoplamiento de la primera máquina de pistones axiales hidrostática se realiza mediante el segundo embrague por una sexta rueda dentada cilíndrica y un piñón de inversión, que engrana con la quinta rueda dentada cilíndrica y la sexta rueda dentada cilíndrica, por que el acoplamiento de la segunda máquina de pistones axiales hidrostática se realiza mediante el tercer embrague por una séptima rueda dentada cilíndrica, que engrana con la primera rueda dentada cilíndrica, y por que el piñón planetario menor está unido con resistencia al giro por un árbol hueco que rodea el árbol de entrada con una octava rueda dentada cilíndrica y el acoplamiento de la segunda máquina de pistones axiales hidrostática se realiza mediante el cuarto embrague por una novena rueda dentada cilíndrica, que engrana con la octava rueda dentada cilíndrica.

La transmisión de división de potencia se convierte en particularmente compacta cuando el árbol de entrada está unido de forma resistente a giro con un árbol de toma de fuerza co-axial, que atraviesa la transmisión de división de potencia.

Las máquinas de pistones axiales hidrostáticas están equipadas preferiblemente respectivamente con un árbol accionado, los embragues están configurados como embragues de discos múltiples que se pueden accionar de forma hidráulica y se disponen sobre los árboles accionados y los embragues se accionan por canales hidráulicos axiales que pasan por los árboles accionados.

Preferiblemente, el árbol de entrada, el engranaje planetario escalonado, las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas y el árbol de salida se alojan con ahorro de espacio en una cubierta común, donde las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas se pueden unir entre sí hidráulicamente por canales de alta presión que pasan por la cubierta. La cubierta comprende una parte inferior de la cubierta y una parte superior de la cubierta, en la parte superior de la cubierta se dispone un bloque de alta presión en el que se alojan los canales de alta presión, las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas comprenden respectivamente un bloque de cilindros con una pluralidad de perforaciones de cilindro y pistones alojados en el mismo de forma desplazable, bloque de cilindros que se aloja de forma giratoria alrededor de un eje horizontal en una cubierta inclinable, las cubiertas inclinables se alojan respectivamente con un gorrón superior en el bloque de alta presión de forma pivotante alrededor de un eje de inclinación vertical, y las perforaciones de cilindro están unidas por canales de unión que pasan por la cubierta inclinable hasta los gorrones superiores con los canales de alta presión en el bloque de alta presión.

Particularmente, en cada una de las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas, las perforaciones de cilindro situadas por encima de un plano central horizontal del bloque de cilindros se pueden unir por aberturas superiores en la cubierta inclinable con un canal de unión superior y las perforaciones de cilindro situadas por debajo del plano central horizontal del bloque de cilindro, por aberturas inferiores en la cubierta inclinable con un canal de unión inferior, donde los canales de unión superiores se unen con los primeros canales de alta presión y los canales de unión inferiores con los segundos canales de alta presión en el bloque de alta presión y los primeros y los segundos canales de alta presión se pueden unir entre sí de forma opcional mediante válvulas alojadas en el bloque de alta presión.

La transmisión de división de potencia es particularmente compacta y de funcionamiento seguro cuando los primeros y segundos canales de alta presión en el bloque de alta presión se producen por técnica de moldeo y si las válvulas se configuran como válvulas que se pueden accionar hidráulicamente y están alojadas en perforaciones que se introducen transversalmente con respecto a los canales de alta presión en el bloque de alta presión. Las válvulas que se pueden accionar de forma hidráulica se controlan particularmente por pares por primeras válvulas electromagnéticas.

Se obtienen buenas características de marcha de emergencia cuando a las primeras válvulas electromagnéticas, por motivos de redundancia, se conecta en paralelo respectivamente una segunda válvula electromagnética o se asigna una bobina de sustitución electromagnética.

En las cubiertas inclinables de las máquinas de pistones axiales hidrostáticas se dispone preferiblemente con una separación radial predeterminada del gorrón superior respectivamente un pasador pivote y en la parte superior de la cubierta se proporcionan cilindros hidráulicos que, para pivotar la cubierta inclinable actúan en los pasadores pivote. Los cilindros hidráulicos se controlan por las terceras válvulas electromagnéticas y a las terceras válvulas electromagnéticas se asigna por motivos de redundancia respectivamente una bobina de sustitución electromagnética.

Los embragues se controlan mediante válvulas electromagnéticas, las válvulas electromagnéticas están alojadas en placas de válvula abridadas en la cubierta y la unión hidráulica entre las válvulas electromagnéticas y los embragues se realiza por canales que pasan por la cubierta, donde uno de los embragues se proporciona para el acoplamiento de la segunda máquina de pistones axiales hidrostática con el árbol de salida y la válvula electromagnética asignada a este embrague, por motivos de redundancia, tiene conectada en paralelo una válvula electromagnética adicional.

Una configuración preferida del método de acuerdo con la invención se caracteriza porque el engranaje planetario escalonado comprende piñones satélite dobles alojados en un portasatélites de forma giratoria con una rueda dentada menor y una rueda dentada mayor que engranan con un piñón planetario mayor y un piñón planetario menor y que ruedan con la rueda dentada mayor en una corona, por que el piñón planetario mayor está acoplado con el árbol de entrada y el árbol de salida con el portasatélites, por que en el primer intervalo de marcha, la primera máquina de pistones axiales hidrostática está acoplada por un primer embrague con la corona y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática por un segundo embrague con el portasatélites y la primera máquina de pistones axiales hidrostática se acciona como bomba y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática como motor, y por que en el segundo intervalo de marcha, la primera máquina de pistones axiales hidrostática está acoplada por el primer embrague con la corona y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática por un tercer embrague con el piñón planetario menor, y la primera máquina de pistones axiales hidrostática se acciona como motor y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática como bomba.

Particularmente, para recorrer el primer intervalo de marcha, la primera máquina de pistones axiales hidrostática, partiendo del ángulo de inclinación 0º, atraviesa todo el intervalo de ángulo de inclinación hasta el ángulo de inclinación máximo, y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática, partiendo del ángulo de inclinación máximo, todo el intervalo de ángulo de inclinación hasta el ángulo de inclinación 0º, y, para atravesar el segundo intervalo de marcha, la primera máquina de pistones axiales hidrostática, partiendo del ángulo de inclinación máximo, atraviesa todo el intervalo de ángulo de inclinación hasta el ángulo de inclinación 0º, y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática, partiendo del ángulo de inclinación 0º, todo el intervalo de ángulo de inclinación hasta el ángulo de inclinación máximo.

Es particularmente adecuado si la primera máquina de pistones axiales hidrostática se puede acoplar por un cuarto embrague con el árbol de entrada y si para el aumento temporal de la fuerza de tracción, la primera máquina de pistones axiales hidrostática se acopla al mismo tiempo por el primer embrague con la corona y por el cuarto embrague con el árbol de entrada.

Preferiblemente, los embragues están configurados como embragues de discos múltiples que se pueden accionar de forma hidráulica y los embragues, durante su accionamiento, se someten a una presión de cambio que depende de la alta presión que reina en la unión hidráulica entre las máquinas de pistones axiales hidrostáticas.

Cuando la graduación de los ángulos de las máquinas de pistones axiales hidrostáticas, la unión hidráulica entre las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas y el control de los embragues se realiza por válvulas electromagnéticas y se proporcionan medios de sustitución para las válvulas electromagnéticas, que, durante la avería de una o varias de las válvulas electromagnéticas se pueden utilizar para mantener funciones esenciales de la transmisión de división de potencia, se puede realizar un programa de marcha de emergencia utilizando durante la avería una o varias de las válvulas electromagnéticas los medios de sustitución asignados, donde se utilizan particularmente como medios de sustitución válvulas electromagnéticas adicionales conectadas en paralelo y/o bobinas de sustitución para las válvulas electromagnéticas.

Breve descripción de las figuras

La invención se explicará a continuación con más detalle mediante ejemplos de realización junto con el dibujo. Se muestran

En la Fig. 1, el esquema de transmisión de una transmisión de división de potencia para un tractor de acuerdo con un ejemplo de realización preferido de la invención;

En la Fig. 2, en una representación despiezada, la realización de una transmisión de división de potencia de acuerdo con el esquema de transmisión de la Fig. 1;

En la Fig. 3, un corte longitudinal por la disposición del engranaje planetario escalonado y de las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas que actúan con el mismo, situadas en paralelo de la Fig. 2 a lo largo de un plano que pasa por los tres ejes;

En la Fig. 4, un corte longitudinal por una de las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas con embrague doble aplicado de la Fig. 2;

En la Fig. 5, una vista frontal (Fig. 5a) y una vista lateral "transparente" (Fig. 5b) de la cubierta inclinable con los canales situados en el interior de la máquina de pistones axiales de la Fig. 4;

En la Fig. 6, en una representación "transparente", el interior del bloque de alta presión para la unión hidráulica controlada por válvulas de las dos máquinas de pistones axiales de la Fig. 2 en la vista lateral (Fig. 6a) y la vista en alzado desde arriba (Fig. 6b) en una primera posición de válvula;

En la Fig. 7, en una representación "transparente", el interior del bloque de alta presión para la unión hidráulica controlada por válvulas de las dos máquinas de pistones axiales de la Fig. 2 en la vista lateral (Fig. 6a) y en la vista en alzado desde arriba (Fig. 6b) en una primera posición de válvula;

En la Fig. 8, una representación tridimensional modelo de la transmisión de división de potencia de la Fig. 2, donde el ángulo de inclinación de las dos máquinas de pistones axiales y el estado de cambio de los dos embragues dobles se ha hecho visible;

En la Fig. 9, con el tipo de representación de la Fig. 8, el control de los embragues y del ángulo de inclinación de las máquinas de pistones axiales en los dos niveles de marcha de avance (Fig. 9(a1)-(a3) o Fig. 9(b1)-(b3)) y el nivel de conducción marcha atrás (Fig. 9c);

En la Fig. 10, un diagrama del grado de eficacia y de la parte porcentual de la potencia hidráulica de la potencia transmitida dependiendo de la velocidad en los dos niveles de marcha de avance de la transmisión de acuerdo con la Fig. 1 ó 2; y

En la Fig. 11, el esquema hidráulico simplificado del engranaje de división de potencia de acuerdo con la Fig. 2.

Modos de realizar la invención

En la Fig. 1 se representa el esquema de transmisión de una transmisión de división de potencia para un tractor de acuerdo con un ejemplo de realización preferido de la invención. La transmisión de división de potencia 10 transmite la potencia de un motor de combustión 20, que se simboliza en la Fig.1 por un pistón que se asienta sobre un cigüeñal. La transmisión de división de potencia 10 está unida con un árbol de entrada (árbol de accionamiento) 12 por un árbol cardán 11 y un amortiguador de torsión 19 con el motor de combustión 20. Transmite la potencia transmitida por un árbol de salida (árbol accionado) 18 y una transmisión de distribución axial 39 con un diferencial longitudinal LD y un bloqueo de diferencial longitudinal LDS a una unión axial 40 con el eje delantero y una unión axial 41 con el eje trasero. El acoplamiento entre el árbol de salida 18 y la transmisión de distribución axial 39 se realiza por dos ruedas dentadas que engranan entre sí z14 y z15.

Por la transmisión de división de potencia 10 se extiende un árbol de toma de fuerza 17 que es una prolongación directa del árbol de entrada 12. El árbol de toma de fuerza 17 acciona por ruedas dentada z18, z19 y z20 una primera bomba 24 para el sistema hidráulico de trabajo y una segunda bomba 24' para la dirección. Por un embrague 16 se puede admitir desde el exterior potencia desde el árbol de toma de fuerza 17. Una tercera bomba 24'' para la marcha de emergencia se acciona por ruedas dentadas z21, z22 por el árbol de salida 18. Son bombas adicionales la bomba de alimentación 42 y la bomba de aceite 42', que se accionan, asentándose sobre un eje común, por el tren de engranajes de las ruedas dentadas z16, z11, z12 y z10 por el árbol de entrada 12.

El núcleo de la transmisión de división de potencia 10 está formado por un engranaje planetario escalonado 15 con un piñón planetario grande z1 y un piñón planetario pequeño z1', los piñones satélite dobles z2, z2', la corona z3 y el portasatélites 49 unido con resistencia al giro con una rueda dentada z8 (véase también las Figs. 3 y 8) y dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas H1 y H2, cuyos árboles accionados 13 ó 14 se pueden acoplar respectivamente por un par de embragues K3, K4 o K1, K2 de forma diferente con el árbol de entrada 12, el árbol de salida 18 y el engranaje planetario escalonado 15. Las máquinas de pistones axiales hidrostáticas H1 y H2, que trabajan opcionalmente como bomba y motor, están unidas hidráulicamente entre sí por conducciones de alta presión 21, 22, que se conectan mediante una válvula multidireccional 23 en forma de cruz. La primera máquina de pistones axiales H1 se puede acoplar con su árbol accionado 13 mediante el embrague K3 por un tren de engranajes de la rueda dentada z5 y una rueda dentada z4 unida de forma resistente al giro con la corona z3, con la corona z3. Sin embargo, también se puede acoplar mediante el embrague K4 por la rueda dentada z11, el piñón intermedio z12 y la rueda dentada z10 dispuesta con resistencia al giro sobre el árbol de entrada 12, con el árbol de entrada 12. La segunda máquina de pistones axiales H2 se puede acoplar con su árbol accionado 14 por un lado mediante el embrague K1 por el árbol hueco 26 y la rueda dentada dispuesta con resistencia al giro sobre el mismo z9, que engrana con la rueda dentada z8, con el portasatélites 49 y, por tanto, con el árbol de salida 18. Por otro lado, se puede acoplar mediante el embrague K2 por el par de ruedas dentadas z7, z6 y el árbol hueco 25 con el piñón planetario menor z1' del engranaje planetario escalonado 15.

La potencia presente en el árbol de entrada 12 se divide en la transmisión de división de potencia 10 por el engranaje planetario escalonado 15 en dos ramas de potencia, de hecho, una rama de potencia mecánica y una rama de potencia hidráulica y, posteriormente se vuelve agrupar en el árbol de salida 18. La rama de potencia mecánica pasa desde el árbol de entrada 12 por el piñón planetario mayor z1 unido con resistencia al giro con el árbol de entrada 12, los piñones satélite dobles z2, el portasatélites 49 y la rueda dentada z8. La rama de potencia hidráulica pasa por las dos máquinas de pistones axiales H1 y H2 unidas hidráulicamente y se configura, dependiendo de la conexión de los embragues K1, .., K2, de forma diferente.

Para la explicación del funcionamiento de la transmisión de división de potencia 10 de la Fig. 1 se vuelve a reproducir la misma en la Fig. 8 a modo de modelo en una representación tridimensional. El lado de salida entre la rueda dentada z8 y las uniones axiales 40, 41 se representa de forma simplificada con respecto a la Fig. 1. Lo mismo se aplica para el lado de entrada entre el motor de combustión 20 y el árbol de entrada 12. Los embragues K1, .., K4 se configuran (como en la Fig. 1) como embragues de discos múltiples, las máquinas de pistones axiales hidrostáticas H1, H2 son del tipo eje inclinado, en el que el bloque de cilindros con el pistón situado en el mismo se puede pivotar desde el eje de los árboles accionados 13, 14 hacia un lado alrededor de un ángulo de inclinación, cuyo valor máximo comprende al menos 45º, preferiblemente 50º y más (los denominados "hidrostatos de ángulo ancho"). Con la transmisión de división de potencia 10 de la Fig. 8 y los hidrostatos de ángulo ancho H1, H2 se puede realizar un funcionamiento en el que la marcha de avance se puede cubrir globalmente por solamente dos intervalos de marcha o niveles de marcha, en cuyo extremo superior respectivamente la parte hidrostática de la potencia transmitida tiene a cero.

El cambio de los embragues K1, .., K4 y la posición de inclinación de los hidrostatos H1, H2 para los diferentes estados de funcionamiento de la transmisión se representan en la Fig. 9, donde las Fig. 9(a1) a 9(a3) muestran el primer nivel de marcha de avance, las Fig. 9(b1) a 9(b3) el segundo nivel de marcha de avance y la Fig. 9(c) la conducción marcha atrás. Durante el arranque (Fig. 9(a1)) se accionan, como en toda el primer nivel de marcha de avance, los embragues K3 y K1, de forma que el primer hidrostato H1 está acoplado con la corona z3 del engranaje planetario escalonado 15 y el segundo hidrostato H2 con el portasatélites o con la rueda dentada z8 o el árbol de salida 18 (el lado accionado del embrague accionado se colorea respectivamente oscuro en la Fig. 9). El primer hidrostato H1 que trabaja como bomba en el primer nivel de marcha de avance en primer lugar está no inclinado (ángulo de inclinación 0º), mientras que el segundo hidrostato H2 que trabaja como motor está completamente inclinado (ángulo de inclinación máximo). Debido a la posición cero del primer hidrostato H1 no se bombea medio de presión al segundo hidrostato H2 y, por tanto, tampoco se transmite potencia de forma hidráulica. El proceso de arranque comienza por que el primer hidrostato H1 se pivota poco a poco, mientras que se bombea de forma creciente volumen al segundo hidrostato H2 y el segundo hidrostato comienza a girar con un elevado par y velocidad creciente. Si el primer hidrostato H1 está completamente pivotado (Fig. 9(a2)), la primera fase del primer nivel de marcha ha finalizado. En la segunda fase, con el primer hidrostato H1 completamente pivotado, se conduce el segundo hidrostato H2 poco a poco desde el ángulo de inclinación máximo hasta el ángulo de inclinación 0º (Fig. 9(a3)), donde el número de revoluciones aumenta cada vez más cuando decrece el par. Al final del primer nivel de marcha, el segundo hidrostato H2 no admite ningún par más y el número de revoluciones del primer hidrostato H1 tiende a cero. La potencia transmitida de forma hidrostática tiende a cero, la potencia global se transmite de forma mecánica.

Para la transición del primer nivel de marcha al segundo nivel de marcha (Fig. 9(a3) \rightarrow Fig. 9(b1)) se abre el embrague K1 y se cierra el embrague K2. Ya que el segundo hidrostato H2 no admite ningún par con el ángulo de inclinación 0º, se realiza el cambio prácticamente sin momento de cambio. El segundo hidrostato H2 ahora está acoplado con el piñón planetario menor z1' del engranaje planetario escalonado 15. Con el cambio de los embragues K1 y K2 también se cambia la válvula multidireccional 23 (Fig. 1), de forma que las uniones hidráulicas entre los dos hidrostatos H1 y H2 se intercambian. En el segundo nivel de marcha el primer hidrostato H1 trabaja como motor y el segundo hidrostato H2 como bomba. Como en el primer nivel de marcha, el hidrostato que trabaja como bomba (en este caso el segundo hidrostato H2), en una primera fase, partiendo desde el ángulo de inclinación 0º, se pivota poco a poco hasta el ángulo de inclinación máximo (Fig. 9(b2)), mientras que el hidrostato que trabaja como motor (en este caso el primer hidrostato H1) permanece completamente pivotado. En una segunda fase posterior (Fig. 9(b2) \rightarrow Fig. 9(b3)) se vuelve a pivotar entonces el primer hidrostato H1 hasta la posición cero. Al final del segundo nivel de marcha, a su vez, la potencia transmitida hidráulicamente tiende a cero; la potencia total se transmite por la rama de potencia mecánica.

En diagrama que se produce para una transmisión de división de potencia de acuerdo con la Fig. 1 o la Fig. 8 en un tractor del grado de eficacia \eta en % y de la cantidad porcentual de la potencia transmitida de forma hidrostática HP dependiendo de la velocidad del vehículo v se reproduce la Fig. 10. La curva A muestra el desarrollo del grado de eficacia \eta, la curva B el desarrollo de la cantidad de la potencia transmitida de forma hidrostática. Debido a los hidrostatos de ángulo ancho utilizados en la transmisión se puede dividir todo el intervalo de marcha de 0 a 63 km/h en solamente dos niveles de marcha, donde el primer nivel de marcha alcanza de 0 a aproximadamente 18 km/h y el segundo nivel de marcha de aproximadamente 18 km/h a 63 km/h. En el primer nivel de marcha, la cantidad de la potencia transmitida de forma hidrostática disminuye desde el 100% inicial de forma lineal hasta 0. En el segundo nivel de marcha, la cantidad de la potencia transmitida de forma hidrostática aumenta desde 0 hasta un máximo de prácticamente el 30% (a aproximadamente 30 km/h) y disminuye después (a aproximadamente 53 km/h) hasta 0 y permanece en ese punto hasta el extremo superior del nivel de marcha. Esto tiene como consecuencia que el grado de eficacia no vuelve a disminuir al final de segundo nivel de marcha, sino que más bien sigue aumentando. De este modo se obtiene para velocidades de marcha elevadas que se mantienen durante la conducción a lo largo de grandes distancias durante un intervalo temporal más prolongado, un grado de eficacia particularmente bueno de la transmisión, que conduce a costes de funcionamiento claramente disminuidos.

En la conducción marcha atrás (Fig. 9(c)) se cambia, partiendo de la situación de la Fig. 9(a1), del embrague K3 al embrague K4. Del mismo modo se cambia la válvula multidireccional 23 en la unión hidráulica entre los hidrostatos H1 y H2. El primer hidrostato que trabaja como bomba se acciona ahora directamente por el árbol de entrada 12 y se pivota, partiendo de 0º, poco a poco. El segundo hidrostato H2 completamente pivotado después asume con un par elevado el número de revoluciones.

Una transmisión de división de potencia realizada de acuerdo con el esquema de transmisión de la Fig. 1 se reproduce en la Fig. 2 en una representación despiezada. La transmisión de división de potencia 10 está alojada en una cubierta de varias piezas que se compone de una parte inferior de la cubierta con forma de cubeta 27, una parte superior de la cubierta plana 28, una tapa anterior de la cubierta 29 y una tapa posterior de la cubierta 29'. En la parte inferior de la cubierta se dispone el árbol distribuidor axial 39, que comprende hacia delante y hacia atrás una salida para el eje delantero o el eje trasero. Directamente por encima del árbol distribuidor axial 39 se fija paralelo al eje el engranaje planetario escalonado 15 mediante un puente de apoyo superior 38 en las paredes laterales de la parte inferior de la cubierta 27. En la parte posterior del puente de apoyo superior 38 se proporcionan dos aberturas de alojamiento superiores circulares 36 para el alojamiento de los gorrones superiores (46 en la Fig. 4) de las cubiertas inclinables (44 en la Fig. 4) de los hidrostatos H1 y H2. Se disponen aberturas de alojamiento inferiores 37 correspondientes para el alojamiento de los gorrones inferiores (47 en la Fig. 4) de los hidrostatos H1 y H2 en un puente de apoyo inferior 96 que sirve al mismo tiempo para el alojamiento de los dos hidrostatos H1 y H2. Los hidrostatos H1 y H2 se colocan paralelos al eje con respecto al árbol distribuidor axial 39 a ambos lados por debajo del engranaje planetario escalonado 15. Sobresalen con los extremos anteriores de sus árboles accionados 13 o 14 por la pared anterior de la parte inferior de la cubierta 27 y se conectan en ese lugar mediante la tapa anterior de la cubierta 29 equipada con dispositivos de conexión correspondientes a un control hidráulico situado en la parte superior de la cubierta 28. El control hidráulico que comprende las dos placas de válvula 92, 93 con válvulas electromagnéticas (V11, .., V15 en la Fig. 11) controla por los canales hidráulicos 74, .., 77 (Fig. 3) que pasan por los árboles accionados 13, 14 los embragues K1, .., K4 que se asientan sobre los árboles accionados 13, 14.

La tapa posterior de la cubierta 29' contiene la bomba 24'' para la conducción de emergencia que se acciona desde el árbol de salida 18. En el exterior de la tapa posterior de la cubierta 29' se abrida una unidad de accionamiento que comprende el árbol de toma de fuerza 17 y las dos bombas 24 y 24' para el sistema hidráulico de trabajo o la dirección.

La parte superior de la cubierta 28 contiene además del control hidráulico para los embragues K1, .., K4, elementos de control y unión adicionales 31, .., 33 y V9, V10 para los hidrostatos H1 y H2. La función y la configuración de estos elementos de control y unión se orientan de acuerdo con la construcción interna de los hidrostatos usados H1, H2. Esta construcción interna se representa con el ejemplo del hidrostato H1 de la Fig. 4. El hidrostato H1 es un hidrostato de eje inclinado con un árbol accionado 13 que gira alrededor de un eje fijo 72 y un bloque de cilindros 70 que gira alrededor de un eje pivotante 73, que se aloja en una cubierta inclinable 44. La cubierta inclinable 44 con el bloque de cilindros 70 se puede pivotar mediante un perno pivote 48 alrededor del eje de inclinación 45.

La máquina de pistones axiales hidrostática o el hidrostato H1 de la Fig. 4 comprende un árbol accionado alargado 13, el bloque de cilindros 70, una pluralidad de pistones 67 así como un árbol de sincronización 63 para la sincronización de los giros del árbol accionado 13 y del bloque de cilindros 70. En un extremo, que está orientado hacia el bloque de cilindros 70, se engrosa el árbol accionado 13 y termina en un reborde 52 concéntrico con respecto al eje 72 del árbol accionado 13. En el lado frontal del reborde 52 se fresan sobre un círculo parcial uniformemente distribuidos alrededor del eje 72 nueve alojamientos de cojinete circulares en los que se introducen cojinetes esféricos 58 para el alojamiento pivotante de los pistones 67.

En el centro del reborde 52 se proporciona una abertura 53 con forma de embudo que más en el interior del árbol accionado 13 se transforma en una perforación 55 central, escalonada en el diámetro. Alrededor de la perforación 55 y solapándose parcialmente con la perforación 55 se realizan tres perforaciones 54 dispuestas giradas respectivamente 120º, paralelas al eje, en el árbol accionado 13, que son parte de una primera junta de trípode 62. Hay perforaciones comparables en el lado opuesto en el bloque de cilindros 70 y son parte de una segunda junta de trípode 64. Las dos juntas de trípode 62 y 64 posibilitan un acoplamiento con resistencia al giro del árbol de sincronización 63 con el árbol accionado 13 y el bloque de cilindros 70 con capacidad de pivotar al mismo tiempo el bloque de cilindros 70 con respecto al reborde 52 o el árbol accionado 13. El árbol de sincronización 63 está equipado con este propósito en ambos extremos respectivamente con tres clavijas dispuestas giradas 120º, orientadas radialmente, cilíndricas que, en el caso de la primera junta de trípode 62, llegan desde la perforación central 55 por la zona de solapamiento abierta lateralmente hasta las perforaciones adyacentes 54. Una introducción comparable de las clavijas también se realiza en la segunda junta de trípode 64. Para disminuir la holgura se aplican sobre las clavijas respectivamente anillos 56 y 57 que están abombados en el lado externo.

Cuando se pivota el bloque de cilindros 70 con respecto al reborde 52 se modifica la distancia que se tiene que superar por el árbol de sincronización 64 entre el bloque de cilindros 70 y el reborde 52. Para poder equilibrar esta modificación de la distancia, el árbol de sincronización 63 se aloja de forma desplazable en dirección axial en la zona de la primera junta de trípode 62. El árbol de sincronización 63 se asienta con su extremo orientado hacia el bloque de cilindros 70 de forma pivotante sobre una primera espiga de presión 65 que está introducida en el bloque de cilindros 70 y que sobresale con una sección de su longitud del bloque de cilindros 70. Para que el árbol de sincronización 63 en la segunda junta de trípode 64 no desengrane del bloque de cilindros, se presiona en dirección axial con una pre-tensión contra la segunda espiga de presión 61. Para la generación de la pre-tensión sirve un resorte de compresión 59 alojado en la perforación 55 que presiona por un pistón de presión desplazable axialmente 60 y una segunda espiga de presión 61 sobre el árbol de sincronización 63. Los pistones de presión 60, las espigas de presión 61, 65 y el árbol de sincronización 63 tienen respectivamente un canal de aceite central.

El bloque de cilindros (cilíndrico) 70 comprende sobre un círculo parcial alrededor de su eje 73 nueve perforaciones de cilindro 68 paralelas al eje distribuidas de forma uniforme, que presentan entre sí respectivamente una separación angular de 40º. Las perforaciones de cilindro 68 se realizan desde el lado orientado al reborde 52 como perforaciones ciegas. En las perforaciones de cilindro 68 se introducen desde este lado los pistones 67 que se alojan de forma pivotante en el reborde 52. Para esto, cada pistón 67 comprende un vástago de pistón 67' alargado, que se estrecha hacia abajo, que se transforma en el extremo inferior en un cabezal esférico 66, con el que se aloja de forma pivotante en el cojinete esférico asignado 58. El bloque de cilindros 70 se puede pivotar con la cubierta inclinable 44 alrededor del eje de inclinación 45. El ángulo de giro máximo comprende al menos 45º y preferiblemente es mayor de 50º.

Si se giran con un ángulo de inclinación constante \neq0 el árbol accionado 13 y, por tanto, por el árbol de sincronización 63 también el bloque de cilindros 70, alrededor de sus respectivos ejes 72 ó 73, cada uno de los nueve pistones 67 pasa por revolución por un ciclo de carrera completo. La máquina de pistones axiales hidrodinámica H1 puede trabajar como bomba hidráulica cuando se realiza un accionamiento por el árbol accionado 13 y se succiona un medio hidráulico por los pistones 67 que salen por la perforación cilíndrica 68 y se extrae por los pistones que se introducen en la perforación cilíndrica 68. El rendimiento de bombeo en volumen por revolución es mayor cuanto mayor sea el ángulo de inclinación \alpha. Sin embargo, también puede trabajar como motor hidráulico cuando los cilindros se someten respectivamente a un medio hidráulico bajo presión y el movimiento de giro que se produce se toma del árbol accionado 13. El par es mayor cuanto mayor sea el ángulo de inclinación. Si, por el contrario se quiere alcanzar un elevado número de revoluciones en el árbol accionado 13, se tiene que hacer pequeño el ángulo de inclinación.

El espacio de trabajo limitado por los pistones 67 en las perforaciones de cilindro 68 es accesible por aberturas de conexión 69 desde el lado frontal externo del bloque de cilindros 70. Por un cojinete axial 50, las aberturas de conexión 69 de las perforaciones de cilindro 68, dependiendo de la posición de giro del bloque de cilindros 70, están unidas de forma sucesiva con una pluralidad de aberturas superiores e inferiores 82 u 83 en la cubierta inclinable adyacente (Fig. 5(a)). Las aberturas superiores e inferiores 82 u 83 en la cubierta inclinable 44 están unidas con un canal de unión superior y uno inferior 80 u 81 (Fig. 5(b)). Los canales de unión 80, 81 producidos mediante técnica de moldeo tienen un recorrido en la cubierta inclinable 44 partiendo desde las aberturas superiores e inferiores 82, 83 hacia arriba al gorrón superior 46, donde terminan en aberturas de conexión 78, 79 dispuestas de forma superpuesta, separadas por superficies de juntas cilíndricas 97. Por las aberturas de conexión 78, 79 ó 78', 79' en los gorrones superiores 46 ó 46' de los dos hidrostatos H1 y H2 se puede producir de acuerdo con las Figs. 6 y 7 la unión hidráulica entre los dos hidrostatos H1, H2.

Para la producción (y el control) de la unión hidráulica entre los hidrostatos H1 y H2 sirve un bloque de alta presión 31 (Figs. 2, 6 y 7) dispuesto sobre la parte superior de la cubierta 28. De acuerdo con las Figs. 6(a) y
7(a) se introducen los dos hidrostatos H1, H2 con sus gorrones superiores 46, 46' en perforaciones correspondientes en el bloque de alta presión 31. En el interior del bloque de alta presión 31 se configuran canales de alta presión
84, .., 87 por técnica de moldeo, que terminan en la zona de los gorrones superiores 46, 46' en dos cámaras anulares situadas de forma superpuesta, que están impermeabilizadas entre sí en las superficies de junta 97 y que están en conexión con las aberturas de conexión 78, 78' y 79', 79' con los gorrones superiores 46, 46'. Los canales de alta presión 84, .., 87 llegan desde los gorrones superiores 46, 46' hasta un bloque de válvula 88 dispuesto en el centro del bloque de alta presión 31, donde se pueden unir opcionalmente entre sí mediante cuatro válvulas V1, .., V4 que se pueden accionar de forma hidráulica. Las válvulas V1, .., V4 están alojadas en perforaciones transversales en las que se presiona respectivamente un pistón con presión de resorte contra una superficie de junta. Las válvulas V1, .., V4 se abren en contra de la presión de resorte cuando los canales de alta presión 84, .., 87 están sometidos a presión elevada. Se pueden cerrar mediante una presión opuesta, a la que se someten los pistones de las válvulas V1, .., V4 desde la parte posterior por placas de control abridadas lateralmente 89, 90. El control de la presión opuesta se realiza por una válvula de control electromagnética 91.

Las válvulas V1, .., V4 en el bloque de válvula 88 se controlan por pares. En la representación de la Fig. 6, las válvulas V1 y V4 están abiertas, las válvulas V2 y V3, por el contrario, están cerradas. En este caso, la abertura de conexión superior 78 del primer hidrostato H1 (H1o) se une por los canales de alta presión 84 y 87 y la válvula V1 con la abertura de conexión inferior 79' del segundo hidrostato (H2u). Así mismo, la abertura de conexión inferior 79 del primer hidrostato H1 (H1u) está unida por los canales de alta presión 85 y 86 y la válvula V4 con la abertura de conexión superior 78' del segundo hidrostato H2 (H2o). Esta conexión de válvula representada en la Fig. 6 (V1, V4 abiertas, V2, V3 cerradas) está prevista para el primer nivel de marcha de la transmisión, en la que el primer hidrostato H1 trabaja como bomba y el segundo hidrostato H2 como motor. En el segundo nivel de marcha, de acuerdo con la Fig. 7, las condiciones son a la inversa: las válvulas V1 y V4 están cerradas, por el contrario, las válvulas V2 y V3 están abiertas. En este caso, respectivamente las dos aberturas de conexión inferiores 79 y 79' y las dos aberturas de conexión superiores 78 y 78' están unidas entre sí.

Desde los canales de alta presión 86, 87 se conducen hacia el exterior conducciones de entrada en el bloque de alta presión 31 para medir y controlar por captadores de presión las presiones que reinan en los canales. Otras conducciones de entrada posibilitan el suministro de medio hidráulico al circuito existente entre los hidrostatos H1, H2. Detrás del bloque de alta presión 31 se disponen sobre la parte superior de la cubierta 28 dos cilindros hidráulicos 32, 33 dispuestos de forma inclinada, que se controlan por válvulas electromagnéticas V9 y V10 y que actúan en los pernos pivote 48 (Fig. 4) que se introducen en la parte superior de la cubierta 28, que se disponen con separación radial del eje de inclinación 45 en la cubierta inclinable 44 de los hidrostatos H1, H2.

El esquema hidráulico que se obtiene para la transmisión de división de potencia 10 de las Figs. 1-7 se reproduce de forma simplificada en la Fig. 11. Desde una bomba de aceite 42' y una bomba de alimentación 42 conectada a continuación se genera la presión necesaria de aceite o de alimentación. La presión de alimentación está disponible en un primer acumulador de presión 94. Se usa para el accionamiento de los embragues K1, .., K4, donde el control se realiza por las válvulas V11, .., V15 alojadas en las placas de válvula 92, 93, que están configuradas como válvulas multidireccionales electromagnéticas. El embrague K1 se puede accionar por motivos de redundancia por dos válvulas iguales V14 y V15 que están conectadas por una válvula de doble paso. El acumulador de presión 94 para la presión de alimentación está unido por válvulas de retención con limitadores de presión conectados de forma antiparalela con los canales de alta presión 84, .., 87 en el bloque de alta presión 31, que se pueden conectar del modo que ya se ha descrito mediante las válvulas V1, .., V4. Las válvulas V1, .., V4 se controlan por pares por las válvulas electromagnéticas V5 y V6, a las que, mediante válvulas de doble paso, se conectan en paralelo válvulas adicionales V7 y V8 como válvulas de sustitución redundantes.

Un segundo acumulador de presión 95 está conectado por una válvula de doble paso a los dos canales de presión 86 y 87. De este acumulador de presión 95 se obtiene la presión para el accionamiento de las válvulas V1, .., V4. Con la misma presión también se accionan los dos cilindros hidráulicos 32, 33 para la inclinación de los hidrostatos H1 y H2. Para el control de los cilindros hidráulicos 32, 33 se utilizan las válvulas electromagnéticas V9 y V10 (Figs. 6, 7) que, por motivos de redundancia, tienen bobinas de sustitución adicionales 34, 35.

Todo el control y la supervisión de la transmisión, dependiendo de los datos del motor y los requerimientos al par y a la velocidad de conducción así como el cambio a un programa de marcha de emergencia durante la avería de determinados elementos de control se asume por una unidad de control de transmisión electrónica 43 (Fig. 2), que se coloca en proximidad directa de los detectores de valores de medición (para presión, número de revoluciones y posición de válvula, etc.) y válvulas de control sobre la parte superior de la cubierta 28. Por la integración de las funciones de control y supervisión de la transmisión incluyendo los canales de alta presión conmutables 84, .., 87 para la unión hidráulica de los hidrostatos H1, H2 en la parte superior de la cubierta 28 se obtiene una construcción de transmisión muy compacta con, al mismo tiempo, una seguridad de funcionamiento elevada. Por la redundancia montada se puede realizar, durante la avería de determinados elementos de control, un programa de marcha de emergencia, que en la mayoría de los casos posibilita seguir la conducción sin limitación, en otros casos al menos garantiza una conducción limitada hasta el hogar o hasta el taller más próximo. Cuando, a modo de ejemplo, se averían las bobinas principales de las válvulas V9 y/o V10 para el control de los cilindros hidráulicos 32 y 33, por la utilización de las bobinas de sustitución 34 y/o 35 (o por la utilización de válvulas de sustitución completas) se puede garantizar el seguimiento de la conducción sin limitaciones. Lo mismo también se aplica para el caso en el que se avería la válvula V14 para el control del embrague K1, ya que entonces la válvula de sustitución V15 puede asumir su papel. Si se avería el control para el embrague K2, todavía se puede conducir en el primer nivel de marcha (y marcha atrás). Si se avería el control del embrague K3, por la conexión del embrague K4 y conmutación simultanea de las válvulas V1, .., V4 se puede realizar una marcha de avance limitada sin el segundo nivel de marcha (y una conducción marcha atrás ilimitada). Si se avería el control del embrague K4, la marcha de avance no está limitada. Entonces se consigue una conducción marcha atrás limitada por el control del embrague K3. Si se avería una de las válvulas V5 y V6 para el cambio del canal de alta presión, por la utilización de la válvula de sustitución correspondiente V7 o V8 se puede reestablecer toda la capacidad de marcha.

Finalmente, debido a la configuración particular de la transmisión de división de potencia 10 en el marco del control de la transmisión se puede concebir que por el cierre simultáneo de los embragues K3 y K4 se consiga un aumento temporal de la fuerza de tracción, ya que por este motivo se activa una transmisión de fuerza mecánica adicional.

Lista de referencias

10

Transmisión de división de potencia

11

Junta de trípode

12

Arbol de entrada

13, 14

Arbol accionado (máquina de pistones axiales)

15

Engranaje planetario escalonado

16

Embrague

17

Árbol de toma de fuerza

18

Arbol de salida

19

Amortiguador de torsión

20

Motor de combustión

21, 22

Conducción de alta presión

23

Válvula multidireccional

24, 24', 24''

Bomba

25, 26

Arbol hueco

27

Parte inferior de la cubierta

28

Parte superior de la cubierta

29

Tapa de la cubierta (delante)

29'

Tapa de la cubierta (detrás)

30

Unidad de accionamiento

31

Bloque de alta presión

32, 33

Cilindro hidráulico

34, 35

Bobina de sustitución

36

Abertura de alojamiento (arriba)

37

Abertura de alojamiento (abajo)

38

Puente de apoyo (arriba)

39

Arbol distribuidor axial

40

Unión axial (eje delantero)

41

Unión axial (eje trasero)

42

Bomba de alimentación

42'

Bomba de aceite

43

Unidad de control de la transmisión

44

Cubierta pivotante

45

Eje de inclinación

46, 46'

Gorrón superior

47

Gorrón inferior

48

Perno pivote

49

Portasatélites

50

Cojinete axial

51

Arbol accionado

52

Reborde

53

Abertura (con forma de embudo)

54

Perforación (junta de trípode)

55

Perforación (dispositivo de presión)

56

Canal axial

57

Anillo

58

Cojinete esférico

59

Resorte de compresión

60

Pistón de presión

61, 65

Espiga de presión

62, 64

Articulación de trípode

63

Arbol de sincronización

66

Cabezal esférico

67

Pistón

67'

Vástago de pistón

68

Perforación de cilindro

69

Abertura de conexión (perforación de cilindro)

70

Bloque de cilindro

71

Cojinete

72

Eje (árbol accionado)

73

Eje (bloque de cilindros)

74, .., 77

Canal hidráulico

78, 78'

Abertura de conexión superior

79, 79'

Abertura de conexión inferior

80

Canal de unión superior

81

Canal de unión inferior

82

Abertura superior

83

Abertura inferior

84, 86

Canal de alta presión

85, 87

Canal de alta presión

88

Bloque de válvulas

89, 90

Placa de control

91

Válvula de control

92, 93

Placa de válvula

94, 95

Acumulador de presión

96

Puente de cojinete (abajo)

97

Superficie de junta

H1, H2

Máquina de pistones axiales hidrostática ("hidrostato")

K1, .., K4

Embrague

LD

Diferencia longitudinal

LDS

Bloqueo de diferencial longitudinal

V1, .., V4

Válvula (accionada de forma hidráulica)

V5, .., V15

Válvula (electromagnética)

z4, .., z22

Rueda dentada

z1, z1'

Piñón planetario

z2, z2'

Piñones satélite dobles

z3

Corona.

Claims (25)

1. Una transmisión de división de potencia (10), particularmente para vehículos agrícolas como tractores y similares, transmisión de división de potencia (10) en la que se proporciona entre un árbol de entrada (12) y un árbol de salida (18) un engranaje planetario escalonado (15) para la división de la potencia presente en el árbol de entrada (12) en una rama de potencia mecánica y una rama de potencia hidráulica, y la rama de potencia hidráulica está formada por dos máquinas de pistones axiales (H1, H2) hidrostáticas del mismo tipo unidas entre sí hidráulicamente, que se pueden accionar opcionalmente como bomba o como motor y se pueden pivotar en un intervalo de ángulo de inclinación predeterminado y que, para cubrir diferentes intervalos de marcha o niveles de marcha, se pueden unir respectivamente por dos embragues (K1, K2 o K3, K4) de diferente modo con el árbol de entrada (12) o el engranaje planetario escalonado (15), caracterizada porque las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2) están configuradas como hidrostatos de ángulo ancho con un intervalo de ángulo de inclinación de al menos 45º.

2. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2) presentan un intervalo de ángulo de inclinación de al menos 50º.

3. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el engranaje planetario escalonado (15) comprende piñones satélite dobles (z2, z2') alojados de forma giratoria en un portasatélites (49) con una rueda dentada menor (z2) y una rueda dentada mayor (z2'), que engranan con un piñón planetario mayor (z1) y un piñón planetario menor (z1') y que ruedan con la rueda dentada mayor (z2') en un corona (z3), por que el piñón planetario mayor (z1) está acoplado al árbol de entrada (12), por que la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1) se puede acoplar por un primer embrague (K3) a la corona (z3) y por un segundo embrague (K4) al árbol de entrada (12), por que la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2) se puede acoplar por un tercer embrague (K1) al portasatélites (49) y por un cuarto embrague (K2) al piñón planetario menor (z1') y por que el árbol de salida (18) está acoplado al portasatélites (49).

4. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizada porque el piñón planetario mayor (z1) se asienta con resistencia al giro sobre el árbol de entrada (12), por que en el portasatélites (49) se abrida una primera rueda dentada cilíndrica (z8) y por que sobre el árbol de salida (18) se dispone con resistencia al giro una segunda rueda dentada cilíndrica (z17) que engrana con la primera rueda dentada cilíndrica (z8).

5. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque en la corona (z3) se abrida una tercera rueda dentada cilíndrica (z4) y el acoplamiento de la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1) se realiza mediante el primer embrague (K3) por una cuarta rueda dentada cilíndrica (z5), que engrana con la tercera rueda dentada cilíndrica (z4), por que sobre el árbol de entrada (12) se dispone con resistencia al giro una quinta rueda dentada cilíndrica (z10) y el acoplamiento de la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1) se realiza mediante el segundo embrague (K4) por una sexta rueda dentada cilíndrica (z11) y una rueda de inversión (z12), que engrana con la quinta rueda dentada cilíndrica (z10) y la sexta rueda dentada cilíndrica (z11), por que el acoplamiento de la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2) se realiza mediante el tercer embrague (K1) por una séptima rueda dentada cilíndrica (z9), que engrana con la primera rueda dentada cilíndrica (z8), y por que el piñón planetario menor (z1') está unido con resistencia al giro por un árbol hueco (25) que rodea el árbol de entrada (12) con una octava rueda dentada cilíndrica (z6) y el acoplamiento de la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2) se realiza mediante el cuarto embrague (K2) por una novena rueda dentada cilíndrica (z7) que engrana con la octava rueda dentada cilíndrica (z6).

6. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque el árbol de entrada (12) está unido con resistencia al giro con un árbol de toma de fuerza (17) coaxial que atraviesa la transmisión de división de potencia (10).

7. La transmisión de división de potencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2) están equipadas respectivamente con un árbol accionado (13, 14), por que los embragues (K1, K2 o K3, K4) están configurados como embragues de discos múltiples que se pueden accionar de forma hidráulica y se disponen sobre los árboles accionados (13, 14) y por que los embragues (K1, .., K4) se accionan por canales hidráulicos (74, .., 77) axiales que pasan por los árboles accionados (13, 14).

8. La transmisión de división de potencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el árbol de entrada (12), el engranaje planetario escalonado (15), las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2) y el árbol de salida (18) están alojados en una cubierta común (27, 28, 29, 29').

9. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2) se pueden unir entre sí hidráulicamente por canales de alta presión
(84, .., 87) que pasan por la cubierta (27, 28, 29, 29').

10. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada porque la cubierta (27, 28, 29, 29') comprende una parte inferior de la cubierta (27) y una parte superior de la cubierta (28), por que en la parte superior de la cubierta (28) se dispone un bloque de alta presión (31), en el que se alojan los canales de alta presión (84, .., 87), por que las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2) comprenden respectivamente un bloque de cilindros (70) con una pluralidad de perforaciones de cilindro (68) y pistones (67) alojados en el mismo de forma desplazable, bloque de cilindros (70) que se aloja de forma giratoria alrededor de un eje horizontal (73) en una cubierta inclinable (44), por que la cubierta inclinable (44) se aloja de forma que puede pivotar alrededor de un eje de inclinación vertical (45) respectivamente con un gorrón superior (46, 46') en el bloque de alta presión (31), y por que las perforaciones de cilindro (68) están unidas por canales de unión (80, 81) que tienen un recorrido en la cubierta inclinable (44) hasta los gorrones superiores (46, 46') con los canales de alta presión (84, .., 87) en el bloque de alta presión (31).

11. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada porque en cada una de las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2), las perforaciones de cilindro (68) situadas por encima de un plano central horizontal del bloque de cilindros (70) se pueden unir por aberturas superiores (82) en la cubierta inclinable (44) con un canal de unión superior (80) y las perforaciones cilíndricas (68) situadas por debajo del plano central horizontal del bloque de cilindros (70), por aberturas inferiores (83) en la cubierta inclinable (44), con un canal de unión inferior (81), por que los canales de unión superiores (80) están unidos con los primeros canales de alta presión (84, 86) y los canales de unión inferiores (81) con los segundos canales de alta presión (85, 87) en el bloque de alta presión (31), y por que los primeros y los segundos canales de alta presión (84, 86 u 85, 87) se pueden unir opcionalmente entre sí mediante válvulas (V1, .., V4) alojadas en el bloque de alta presión (31).

12. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizada porque los primeros y los segundos canales de alta presión (84, 86 u 85, 87) se fabrican en el bloque de alta presión (31) por técnica de moldeo y por que las válvulas (V1, .., V4) están configuradas como válvulas que se pueden accionar hidráulicamente y se alojan en perforaciones que se realizan transversalmente con respecto a los canales de alta presión (84, .., 87) en el bloque de alta presión (31).

13. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque las válvulas que se pueden accionar hidráulicamente (V1, .., V4) se controlan por pares por las primeras válvulas electromagnéticas (V5, V6).

14. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizada porque a las primeras válvulas electromagnéticas (V5, V6), por motivos de redundancia, se conecta en paralelo respectivamente una segunda válvula electromagnética (V7, V8) o se asigna una bobina de sustitución electromagnética.

15. La transmisión de división de potencia de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 14, caracterizada porque en las cubiertas inclinables (44) de las máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2), con una separación radial predeterminada del gorrón superior (46, 46'), se dispone respectivamente un perno pivote (48), y por que sobre la parte superior de la cubierta (28) se proporcionan cilindros hidráulicos (32, 33), que, para hacer pivotar la cubierta inclinable (44), actúan en el perno pivote (48).

16. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizada porque los cilindros hidráulicos (32, 33) se controlan por las terceras válvulas electromagnéticas (V9, V10) y por que a las terceras válvulas electromagnéticas (V9, V10), por motivos de redundancia, se asigna respectivamente una bobina de sustitución electromagnética (94, 95).

17. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 7 y 8, caracterizada porque los embragues (K1, .., K4) se controlan por válvulas electromagnéticas (V11, .., V15), por que las válvulas electromagnéticas (V11, .., V15) están alojadas en placas de válvula (91, 93) abridadas en la cubierta (27, 28, 29, 29') y por que la unión hidráulica entre las válvulas electromagnéticas (V11, .., V15) y los embragues (K1, .., K4) se realiza por canales que pasan por la cubierta (27, 28, 29, 29').

18. La transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 17, caracterizada porque uno de los embragues (K1) se proporciona para el acoplamiento de la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2) con el árbol de salida (18) y por que a la válvula electromagnética (V14) asignada a este embrague (K1), por motivos de redundancia, se conecta en paralelo una válvula electromagnética adicional (V15).

19. Un método para el accionamiento de una transmisión de división de potencia de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la graduación del ángulo de las máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2), la unión hidráulica entre las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2) y el control de los embragues
(K1, .., K4) se realiza de tal forma que la marcha de avance se divide en dos intervalos de marcha sucesivos y por que la cantidad de la potencia transmitida por la rama hidráulica, al final de cada uno de los dos intervalos de marcha, tiende respectivamente a cero.

20. El método de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque el engranaje planetario escalonado (15) comprende piñones satélite dobles (z2, z2') alojados de forma giratoria en un portasatélites (49) con una rueda dentada menor (z2) y una rueda dentada mayor (z2'), que engranan con un piñón planetario mayor (z1) y un piñón planetario menor (z1') y que ruedan con la rueda dentada mayor (z2') en una corona (z3), por que el piñón planetario mayor (z1) está acoplado al árbol de entrada (12) y el árbol de salida (18) al portasatélites (49), por que en el primer intervalo de marcha, la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1) está acoplada por un primer embrague (K3) a la corona (z3) y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2) por un segundo embrague (K1) al portasatélites (49), y la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1) se acciona como bomba y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2) como motor, y por que en el segundo intervalo de marcha, la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1) está acoplada por el primer embrague (K3) a la corona (z3) y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2) por un tercer embrague (K2) al piñón planetario menor (z1'), y la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1) se acciona como motor y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2) como bomba.

21. El método de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque para pasar por el primer intervalo de marcha, la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1), partiendo del ángulo de inclinación 0º, recorre todo el intervalo de ángulo de inclinación hasta el ángulo de inclinación máximo y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2), partiendo del ángulo de inclinación máximo, todo el intervalo de ángulo de inclinación hasta el ángulo de inclinación 0º, y por que para recorrer el segundo intervalo de marcha, la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1), partiendo del ángulo de inclinación máximo, recorre todo el intervalo de ángulo de inclinación hasta el ángulo de inclinación 0º y la segunda máquina de pistones axiales hidrostática (H2), partiendo del ángulo de inclinación 0º, todo el intervalo de ángulo de inclinación hasta el ángulo de inclinación máximo.

22. El método de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado porque la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1) se puede acoplar por un cuarto embrague (K4) al árbol de entrada (12), y por que para el aumento temporal de la fuerza de tracción, la primera máquina de pistones axiales hidrostática (H1) se acopla al mismo tiempo por el primer embrague (K3) a la corona (z3) y por el cuarto embrague (K4) al árbol de entrada (12).

23. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizado porque los embragues (K1, .., K4) están configurados como embragues de discos múltiples que se pueden accionar hidráulicamente y por que los embragues (K1,..,K4) se someten durante su accionamiento a una presión de cambio que depende de la alta presión que reina en la unión hidráulica entre las máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2).

24. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 19 a 23, caracterizado porque la graduación de los ángulos de las máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2), la unión hidráulica entre las dos máquinas de pistones axiales hidrostáticas (H1, H2) y el control de los embragues (K1, .., K4) se realiza por válvulas electromagnéticas (V5, .., V6, V9, .., V14), por que se proporcionan medios de sustitución (V7, V8; V15; 34, 35) para las válvulas electromagnéticas (V5, .., V6, V9, .., V14), que, con la avería de una o varias de las válvulas electromagnéticas
(V5, .., V6, V9, .., V14), se pueden utilizar para mantener funciones esenciales de la transmisión de división de potencia y por que durante la avería de una o varias de las válvulas electromagnéticas (V5, .., V6, V9, .., V14), se utilizan los medios de sustitución asignados (V7, V8; V15; 34, 35).

25. El método de acuerdo con la reivindicación 24, caracterizado porque como medio de sustitución se utilizan válvulas electromagnéticas conectadas en paralelo (V7, V8; V15) y/o bobinas de sustitución (34, 35) para las válvulas electromagnéticas (V9, V10).