DE10313486A1

DE10313486A1 - Leistungsverzweigungsgetriebe

Info

Publication number: DE10313486A1
Application number: DE2003113486
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Pohlenz; Walter Dipl.-Ing. Fischer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2003-03-26
Filing date: 2003-03-26
Publication date: 2004-10-07

Abstract

Es wird ein hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, mit einem hydrostatischen Getriebeteil (2) und einem mechanischen Getriebeteil (3) vorgeschlagen, wobei die Leistung der Getriebeteile (2, 3) in einem Summierungsgetriebe (4) zusammengeführt wird, umfassend eine Eingangswelle (5), eine Abtriebswelle (7) und eine Zwischenwelle (6), auf der der Motor (8) und die Pumpe (9) des hydrostatischen Getriebeteils (2) angeordnet sind, wobei der Abtrieb (13) des hydrostatischen Getriebeteils (2) mittels eines Zahnrades (11) mit dem Summierungsgetriebe (4) verbunden ist, und wobei an der Hydrostatabtriebsseite in Kraftflussrichtung hinter dem Motor (8) eine hydraulisch betätigbare Axialklauenschaltung (12) angeordnet ist, welche das Antriebszahnrad (11) mit dem Abtrieb (13) des Hydrostaten mittels einer Axialklaue (14) lösbar verbindet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrostatischmechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere für landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe umfassen nach dem Stand der Technik ein stufenlos verstellbares Hydrostatgetriebe mit einer volumenverstellbaren und einer volumenkonstanten Einheit, einem Summierungsgetriebe und einem Bereichsgetriebe mit mehreren schaltbaren Gängen. Die über eine Antriebswelle eingeleitete Leistung verzweigt sich zum einen zu dem Hydrostatgetriebe und zum anderen auf eine Eingangswelle des Summierungsgetriebes.
Durch das Summierungsgetriebe werden die Drehzahlen und Drehmomente des Hydrostatgetriebes und der Antriebsmaschine zusammengeführt. Mit Hilfe von Schaltelementen sind verschiedene Gänge anwählbar, indem die Ausgangswelle des Summiergetriebes über unterschiedliche Stirnradstufen mit der Antriebswelle gekoppelt wird.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 101 28 076 A1 der Anmelderin ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydrostatischen und einem mechanischen Leistungszweig, bei dem ein Summierungsgetriebe mit vier Planetensätzen verwendet wird. Ein weiteres gattungsgemäßes Getriebe ist Gegenstand der EP 0 408 616 B1 der Anmelderin.

Derartigen Getrieben liegt jedoch das gemeinsame Problem zu Grunde, dass das ein mit einem hydrostatischmechanischen Leistungsverzweigungsgetriebe ausgerüstetes Fahrzeug im Schadensfall des Getriebes nicht auf einfache Weise abgeschleppt werden kann, da beide Leistungszweige permanent mit der Abtriebswelle gekoppelt sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe zu schaffen, bei dem ein Abschleppen des Fahrzeugs im Schadensfall des Getriebes auf einfache Weise möglich ist.

Ausgehend von einem hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebe der eingangs näher genannten Art, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird vorgeschlagen, ein hydrostatischmechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe mit einer Vorrichtung zur Kraftflussunterbrechung zu versehen, so dass das Fahrzeug im Schadensfall des Getriebes abgeschleppt werden kann.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Hydrostatabtriebsseite in Kraftflussrichtung hinter dem Motor eine hydraulisch betätigbare Axialklauenschaltung angeordnet, welche ein Antriebszahnrad mit dem Abtrieb des Hydrostaten mittels einer Axialklaue lösbar verbindet. Im drucklosen Zustand wird die Verbindung gelöst.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Betriebsdruck der Axialklauenschaltung der Systemdruck des Getriebes ist, so dass, wenn der Systemdruck abfällt, der Abtrieb des Hydrostaten abgekoppelt wird, wodurch ein Abschleppen des Fahrzeugs ermöglicht wird.

In einer weiteren Ausgestaltungsform kann die Klauenkupplung zusätzlich während einer Schaltung des mechanischen Getriebeteils im Öffnungssinne betätigt werden, wodurch das Leistungsverzweigungsgetriebe in allen Fahrbereichen an zwei Stellen kraftflußfrei geschaltet werden kann. Dadurch wird eine erhöhte Sicherheit erreicht.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Klauenkupplung automatisch dann zu öffnen, wenn die Steuereinheit des Getriebes während einer Schaltung erkennt, dass die zu öffnende Schaltkupplung nicht öffnet, da die Lamellen dieser Kupplung beispielsweise verschweißt sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung eines hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und
2: eine Schnittansicht einer Axialklausenschaltung, welche in die Hydrostatabtriebsseite eines hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung integriert ist.
Der allgemeine Aufbau und die Funktionsweise hydrostatisch-mechanischer Leistungsverzweigungsgetriebe sind dem Fachmann bestens bekannt. Hier soll daher nur auf Besonderheiten der vorliegenden Erfindung eingegangen werden.
In 1 ist ein erfindungsgemäßes hydrostatischmechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe 1 mit einem hydrostatischen Getriebeteil 2 und einem mechanischen Getriebeteil 3 gezeigt. Ferner ist das Summierungsgetriebe 4 gezeigt, welches drei Planetensätze umfasst. Des weiteren umfasst das gezeigte Getriebe eine Eingangswelle 5, eine Zwischenwelle 6 und eine Abtriebswelle 7.
Der hydrostatische Getriebeteil 2 wird durch eine erste Hydrostateinheit 8 in Form eines Konstantmotors und durch eine zweite Hydrostateinheit 9 in Form einer Verstellpumpe in „back to back"-Anordnung gebildet. Motor 8 und Pumpe 9 sind auf der Zwischenwelle 6 angeordnet und werden über ein Stirnradpaar 10 durch die Eingangswelle 5 angetrieben. Der Abtrieb des hydrostatischen Getriebeteils 2, ist mittels eines Zahnrades 11 mit dem Summierungsgetriebe 4 verbunden.
Gemäß der Erfindung wird nun an der Hydrostatabtriebsseite, in Kraftflussrichtung hinter dem Konstantmotor 8 eine hydraulisch betätigbare Axialklauenschaltung 12 angeordnet, welche im drucklosen Zustand geöffnet ist, wodurch der Kraftfluss im Schadensfall des Getriebes unterbrochen werden kann.
Details der Axialklauenschaltung 12 können 2 entnommen werden: Sie verbindet das Antriebszahnrad 11 mit dem Abtrieb 13 des Hydrostaten mittels einer Axialklaue 14 lösbar. Der dafür notwendige Druck wird von einer Pumpe geliefert; in vorteilhafter Weise kann der notwendige Druck der Betriebsdruck bzw. Systemdruck des Getriebes sein. Ein typischer Wert hierfür ist 20 bar.
Wenn kein Druck herrscht, dann wird die Axialklaue 14 und der Kolben 15 durch die Kraft der Tellerfedern 16 entlang des Führungsprofils 17 verschoben, so dass die Verbindung zum Abtrieb 13 des Hydrostaten unterbrochen wird. In der Figur sind auch die Rillenkugellager 18, der Lagerung des Zahnrades 11 und der Axialklauenschaltung 12 gezeigt; der Abtrieb 13 des Hydrostaten ist über weitere Rillenkugellager 19 und einen Sicherungsring 20 drehbar an das Gehäuse der Axialklauenschaltung 12 gelagert. Die Axialklauenschaltung ist mit dem Zahnrad 11 verdrehfest verbunden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Axialklauenschaltung 12 von der Ölpumpe 21 des Getriebes 1 über ein Ventil 22 mit Öl versorgt wird. Auf diese Weise befindet sich die Axialklauenschaltung 12 bei Getriebesystemdruckausfall im drucklosen und somit geöffneten Zustand. Dadurch wird gewährleistet, dass im Schadensfall des Getriebes die Hydrostatabtriebsseite abgekoppelt wird, so dass das Fahrzeug abgeschleppt werden kann.

1: hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe
2: hydrostatischer Getriebeteil
3: mechanischer Getriebeteil
4: Summierungsgetriebe
5: Eingangswelle
6: Zwischenwelle
7: Abtriebswelle
8: Konstantmotor
9: Verstellpumpe
10: Stirnradpaar
11: Zahnrades
12: Axialklauenschaltung
13: Abtrieb des Hydrostaten
14: Axialklaue
15: Kolben
16: Tellerfeder
17: Führungsprofil
18: Rillenkugellager
19: Rillenkugellager
20: Sicherungsring
21: Ölpumpe
22: Ventil

Claims

Hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, mit einem hydrostatischen Getriebeteil (2) und einen mechanischen Getriebeteil (3), wobei die Leistung der Getriebeteile (2, 3) in einem Summierungsgetriebe (4) zusammengeführt wird, umfassend eine Eingangswelle (5), eine Abtriebswelle (7) und eine Zwischenwelle (6), auf der der Motor (8) und die Pumpe (9) des hydrostatischen Getriebeteils (2) angeordnet sind, wobei der Abtrieb (13) des hydrostatischen Getriebeteils (2) mittels eines Zahnrades (11) mit dem Summierungsgetriebe 4 verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hydrostatabtriebsseite eine Vorrichtung zur Kraftflussunterbrechung (12) vorgesehen ist.
Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hydrostatabtriebsseite in Kraftflussrichtung hinter dem Motor (8) eine hydraulisch betätigbare Axialklauenschaltung (12) angeordnet ist, welche das Antriebszahnrad (11) mit dem Abtrieb (13) des Hydrostaten mittels einer Axialklaue (14) lösbar verbindet.
Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsdruck der Axialklauenschaltung (12) der Systemdruck des Getriebes ist, so dass, wenn der Systemdruck abfällt, der Abtrieb (13) des Hydrostaten abgekoppelt wird.
Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialklauenschaltung (12) von der Ölpumpe des Getriebes (1) mit Öl versorgt wird.
Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (15) und die Axialklaue (14) der Axialklauenschaltung (12) mit dem Zahnrad (11) verdrehfest verbunden sind, wobei der Kolben (15) entlang eines Führungsprofils (17) gegen die Kraft von Tellerfedern (16) axial verschiebbar ist.