DE2854375A1 - Hydrostatisch-mechanisches getriebe mit leistungsverzweigung - Google Patents

Hydrostatisch-mechanisches getriebe mit leistungsverzweigung

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Description

ar
Die Erfindung betrifft ein hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Ein hydrostatisch-mechanisches Getriebe der obengenannten Gattung ist bereits durch die DE-OS 17 75 755 bekannt gemacht worden. Dieses Getriebe weist ebenfalls zwei hydrostatisch-mechanische Schaltbereiche auf, wobei auch im ersten Schaltbereich ein Rückwärtsfahrbereich mit enthalten ist. Nachteilhaft an diesem System ist insbesondere, daß zwei Planetengetriebe benötigt werden, wodurch ein erheblicher baulicher Aufwand bedingt ist und damit verbunden hohe Kosten anfallen. Außerdem besteht der Nachteil, daß keine direkte wälzleistungsfreie Leistungsübertragung bei gleichzeitiger Entlastung des hydrostatischen Leistungszweiges möglich ist. Darüber hinaus sind zwei verstellbare Hydrostateinheiten vorgesehen.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein hydrostatisch-mechanisches Getriebe, das über den gesamten Fahrbereich leistungsverzweigt arbeitet, zu entwickeln mit
- einem erheblich geringeren Leistungsgewicht und -volumen, -
einem besseren Wirkungsgrad, insbesondere zwischen den Werten 0,2 und 0,8 der Endübersetzung und
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0300 25/0434
deutlich geringeren Verlusten bezüglich der Wälzleistung und somit mit höheren Lebensdauerwerten und einem freundlicheren Umweltverhalten.
Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Als vorteilhaft an dem erfindungsgemäßen Vorschlag erweist sich insbesondere, daß abwechselnd beide Ausgangswellen aus dem Summierungsgetriebe direkt mit der Abtriebswelle verbindbar sind. Damit ist eine erhebliche Senkung der Wälzleistungsverluste möglich.
Als besonders geeignet und vorteilhaft erweist sich der erfindungsgemäße Vorschlag für Stadt- und Kurzstreckenfahrzeuge, ζ. B. Stadtbusse, Rufbusse sowie Kommunalfahrzeuge, deren Hauptbetriebsbereich innerhalb einem Übersetzungsbereich von 0,2 bis 0,8 der Endübersetzung liegt.
Ein ebenso vorteilhafter Einsatz des leistungsverzweigten Getriebes bietet sich mit dem problemlosen Reversieren für Baustellen- und Sonderfahrzeuge auf dem Nutzfahrzeugsektor an. .
Ebenso ist es nach der Erfindung möglich, speziell für Arbeitsmaschinen, wie z. B. Radlader, Planierraupen usw. mit annähernd gleichen Vorwärts- und Rückwärtsfahrgeschwindigkeiten, das vorgeschlagene System mit einem nachgeschalteten Wendegetriebe zu kombinieren.
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Für die genannten Anwendungsfälle weist das vorgeschlagene Getriebe wesentliche Verbesserungen in den allgemeinen Betriebswerten auf. Da der beste Wirkungsgradverlauf in den Hauptbetriebsbereichen liegt, wind eine Senkung des Kraftstoffverbrauches bewirkt. Durch die einfache und kompakte Bauweise wird u. a. ein erheblich geringeres Bauvolumen erzielt, die Herstellungskosten gesenkt, die Zuverlässigkeit im Einsatz und die Lebensdauer erhöht, sowie die Wartung vereinfacht.
Weitere Einzelheiten des gemäß der Erfindung ausgebildeten stufenlos regelbaren hydrostatisch-mechanischen Getriebe sind dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel, das nachfolgend im einzelnen erläutert wird, zu entnehmen.
Fig. 1 ein hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit einem Summierungsgetriebe
Fig. 2 einen Drehzahlplan entsprechend dem hydrostatischen Getriebe nach Fig. 1
In Fig. 1 ist ein hydrostatisches Getriebe mit 1, eine erste in der Fördermenge veränderbare Hydrostateinheit mit 2 und eine zweite mit vorzugsweise konstantem Fördervolumen arbeitende Hydrostateinheit mit 3 bezeichnet. Der mechanische Leistungsfluß erfolgt von einer Antriebswelle 5 über ein Hohlrad 6 auf ein
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Ü3ÖÖ25/0434
Summierungsgetriebe 7. Die hydraulische Leistung fließt von der Antriebswelle 5 und die beiden Hydrostateinheiten 2 und 3 direkt über ein Hohlrad 9 zum Suiranierungsgetriebe 7. Das Summierungsgetriebe besteht aus zwei miteinander kämmenden Planetenrädern 10 und 11, die auf einem Planetenträger 13 drehen. Dabei steht das Planetenrad 10 mit dem Hohlrad 6 und das Planetenrad 11 mit dem Hohlrad 9 und einem Sonnenrad in Eingriff.
Der Abtrieb vom Summierungsgetriebe 7 auf eine Abtriebswelle 16 erfolgt wechselweise für die beiden Schaltbereiche B.. und B~ entweder über den Planetenträger 13, eine mit ihm fest verbundene Zwischenwelle 17 und eine Kupplung 20, bzw. über das Sonnenrad 14 und die nachgeordnete Kupplung 21.
Nachfolgend wird die Funktion des Getriebes beschrieben.
Im ersten Fahrbereich ist die Bereichskupplung 20 geschlossen. Am Anfahrpunkt ist die erste Hydrostateinheit 2 auf eine bestimmte negative Förderleistung eingeregelt. Beim Ausführungsbeispiel gemäß dem Drehzahlplan nach Fig. 2 entspricht dies einer Verstellgröße von 40 % der maximalen negativen Endverstellung der ersten Hydrostateinheit 2. In diesem Zustand drehen die Hohlräder 6 und 9 in einem solchen Verhältnis gegeneinander, daß sich am Steg 13 und damit an der Abtriebswelle 16 die Abtriebsdrehzahl Null ergibt.
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Wird nun die erste Hydrostateinheit 2 auf kleinere negative Verstellwerte eingeregelt, beginnt der Steg 13 und somit die Abtriebswelle 16 sich zu drehen. Bei einer Hydrostatverstellung über die Nullförderlage hinaus bis zu der maximalen positiven Endverstellung haben alle Glieder des Summierungsgetriebes 7 Synchronlauf erreicht.
Der Wechsel in den zweiten Schalt- und Fahrbereich B2 erfolgt durch Schließen der Kupplung 21 und öffnen der Kupplung 20, wodurch eine Verbindung vom Summierungsgetriebe 7 über das Sonnenrad 14 mit der Abtriebswelle 16 hergestellt wird. Der zweite Schaltbereich kann bis zur Endübersetzung durchfahren werden, indem die Hydrostateinheit 2 wieder über die Nullförderlage hinaus bis zur maximalen negativen Endverstellung eingeregelt wird (Fig. 2).
Am Ende des ersten Vorwärtsfahrbereiches bei Synchronlauf aller Glieder des Summierungsgetriebes 7, ist eine wälzleistungsfreie Leistungsübertragung bei gleichzeitiger Entlastung des hydrostatischen Getriebes 1 möglich. Dazu wird zu der geschlossenen Kupplung 20 für den ersten Schaltbereich die Kupplung 21 für den zweiten Schaltbereich zusätzlich geschlossen. Um hydraulische Verspannungen zu verhindern, wird dabei zwischen den nicht gezeigten hydraulischen Arbeitsdruckleitungen des hydrostatischen Getriebes 1 ein Kurzschlußventil zugeschaltet. Die Hydrostateinheiten 2 und 3 drehen so ohne Leistungen übertragen frei mit.
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Bei Vorwahl des Rückwärtsfahrbereiches ist wie im ersten Vorwärtsfahrbereich die Kupplung 20 geschlossen und Kupplung geöffnet, um ausgehend von der Abtriebsdrehzahl Null negative Abtriebsdrehzahlen zu erhalten, wird die Hydrostateinheit 2 ausgehend von der negativen Verstellgröße 0,4 im Anfahrpunkt hin zu größeren negativen Verstellwerten ausgeschwenkt. Die maximale Rückwärtsfahrgeschwindigkeit ist bei maximaler negativer Verschwenkung der Hydrostateinheit 2 erreicht.
Für Baumaschinen mit einem größeren Rückwärtsfahrbereich kann das hydrostatisch-mechanische Getriebe mit einem Wendegetriebe gekoppelt werden. Dabei ist das Summierungsgetriebe 7 so auszulegen, daß die Abtriebsdrehzahl Null bei maximaler negativer Verschwenkung der Hydrostateinheit 2 erreicht wird.
04.12.1978
T-PA f1-we
Akte 5548

Claims (3)

ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN Aktiengesellschaft Friedrichshafen Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung Patentansprüche
1.) Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung, mit zwei Schaltbereichen, wobei im ersten Schaltbereich ein Rückwärtsfahrbereich enthalten ist und die stufenlose Regelung des Getriebes durch ein hydrostatisches Getriebe erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß
a) nur ein vierwelliges Umlaufräderwechselgetriebe vorgesehen ist,
b) bei dem die beiden Ausgangswellen (Steg 13, Sonnenrad 14) jeweils direkt mit einer Ausgangswelle 16 verbindbar sind.
Akte 5548
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2. Hydrostatisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des ersten Schaltbereiches beide Berexchskupplungen (20) und (21) schließbar sind bei gleichzeitiger Ausschaltung des hydraulischen Leistungszweiges durch öffnen eines Kurzschlußventils zwischen den beiden hydraulischen Arbeitsdruckleitungen.
3. Hydrostatisch-mechanisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydrostateinheiten
(2) und (3) jeweils koaxial' zur Antriebswelle 4 angeordnet sind.
Akte 5548
030025/0434
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