DE9402493U1 - Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen - Google Patents

Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen

Info

Publication number
DE9402493U1
DE9402493U1 DE9402493U DE9402493U DE9402493U1 DE 9402493 U1 DE9402493 U1 DE 9402493U1 DE 9402493 U DE9402493 U DE 9402493U DE 9402493 U DE9402493 U DE 9402493U DE 9402493 U1 DE9402493 U1 DE 9402493U1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hydraulic motor
transmission according
powershift transmission
hydraulic
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE9402493U
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Original Assignee
O&K Orenstein and Koppel GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by O&K Orenstein and Koppel GmbH filed Critical O&K Orenstein and Koppel GmbH
Priority to DE9402493U priority Critical patent/DE9402493U1/de
Publication of DE9402493U1 publication Critical patent/DE9402493U1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/10—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of fluid gearing
    • B60K17/105—Units comprising at least a part of the gearing and a torque-transmitting axle, e.g. transaxles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H47/00—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing
    • F16H47/02—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type
    • F16H47/04—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion
    • F16H2047/045—Combinations of mechanical gearing with fluid clutches or fluid gearing the fluid gearing being of the volumetric type the mechanical gearing being of the type with members having orbital motion the fluid gearing comprising a plurality of pumps or motors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H37/00—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00
    • F16H37/02—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings
    • F16H37/06—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H37/08—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing
    • F16H37/0806—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts
    • F16H37/0826—Combinations of mechanical gearings, not provided for in groups F16H1/00 - F16H35/00 comprising essentially only toothed or friction gearings with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with differential gearing with a plurality of driving or driven shafts with only one output shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/44—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic with more than one pump or motor in operation
    • F16H61/452—Selectively controlling multiple pumps or motors, e.g. switching between series or parallel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Control Of Transmission Device (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Description

Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen
Die Neuerung betrifft ein Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen.
Der DE-C 39 07 633 ist ein stufenlos regelbarer hydrostatischer Fahrantrieb mit mindestens einem über ein Vorgelege bestimmter übersetzung fest mit dem gemeinsamen Ausgang verbundener Konstantmotor sowie mindestens einem bis in eine Nullstellung rückschwenkbarer Verstellmotor bekannt, wobei zwischen Verstellmotor und Ausgang eine Schaltkupplung angeordnet ist. Der Verstellmotor weist eine größere übersetzung seines Vorgeleges zum Ausgang auf als der fest mit dem Ausgang verbundene Konstantmotor. Alternativ dazu können in hydraulischer Parallelschaltung ein erster bis in Nullstellung und mindestens ein zweiter rückschwenkbarer Motor vorgesehen werden.
Nach Erreichen der Grenzstellung des Verstellmotors wird dieser mit schnellem übergang auf den Verstellwinkel alpha = 0 oder mindestens in den Bereich der Selbsthemmung geführt und im Verlauf dieses Vorganges durch eine Schaltkupplung vom Ausgang abgetrennt, wobei gleichzeitig der Ausschwenkwinkel der Fahrantriebspumpe um den Betrag zurückgenommen wird, der dem letztlichen Hubvolumen des Verstellmotors entsprach. Der Ausschwenkwinkel der Fahrantriebspumpe wird nun wieder zunehmend auf den vollen Ausschwenkwinkel geführt, wobei dann die Endgeschwindigkeit mit dem noch in Betrieb befindlichen Konstantmotor erreicht wird. Bei Verringerung der Geschwindigkeit werden die vorstehend beschriebenen Schritte und Vorgänge umgekehrt durchlaufen, wobei ab einem bestimmten Zugkraftbedarf im unteren Geschwindigkeitsbereich die Schaltkupplung dann wieder geschlossen und im Verlauf dieses Vorganges der Verstellmotor erneut zum Einsatz gebracht wird. Der Nachteil dieses St.d.T. liegt im wesentlichen darin, daß bei zwei Antrieben der eine in der Betriebsphase vollständig abgekoppelt wird und demzufolge für eine mögliche Leistungserhöhung nicht mehr eingesetzt werden kann.
Durch die EP-A 137 406 ist eine Vorrichtung zum regelbaren Antrieb großer Massen, insbesondere zum Antrieb der Räder von Fahrzeugen mit sehr großer Nutzlast, zum Antrieb von Werkzeugmaschinen, Fördereinrichtungen oder dgl., bekannt. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein zumindest
PAT2313A .".: .··. .·· ·
einstufiges, einer Kraftquelle zugeordnetes Planeten- bzw. Umlaufgetriebe mit wenigstens zwei Antriebswellen, die jeweils mit einem hydrostatischen Antriebsmotor verbunden sind, sowie mit einer Einrichtung zur - insbesondere stufenlosen - Regelung der Drehzahl zumindest eines der hydrostatischen Antriebsmotoren, wobei vorzugsweise eine der beiden Antriebswellen direkt mit dem Sonnenrad des Planeten- bzw. Umlaufgetriebes und die andere der Antriebswellen mit dem drehbar gelagerten Hohl radkranz des Planeten- bzw. Umlaufgetriebes gekuppelt sind und der Planetenradträger des Planeten- bzw. Umlaufgetriebes mit einer Antriebswelle antriebsmäßig gekoppelt ist. Eine der Antriebswellen bzw. ein damit antriebsseitig gekoppeltes Teil, insbesondere der Hohlradkranz eines Planetengetriebes ist mittels einer Lamellenbremse stillsetzbar. Die Pumpen sind vorzugsweise über ihren vollen Schwenkwinkel verstellbar und damit die von diesen Pumpen gespeisten Motoren in beiden Richtungen antreibbar sowie bei Null hub der jeweiligen Pumpe stillsetzbar und durch die Lamellenbremse sicherbar.
Die EP-A 137 406 bietet die Möglichkeit, hohe Ausgangsdrehzahlen einzustellen, weil durch das Prinzip des Überlagerungsgetriebes die Eingangsdrehzahlen beider Hydromotore mechanisch addiert werden können. Das Drehmomentenvermögen des Getriebes ist hierbei allerdings maximal so hoch, wie das kleinere Drehmomentenvermögen der beiden Antriebseinheiten unter Berücksichtigung der mechanischen Übersetzung zwischen den Antriebswellen. Dieser Sachverhalt beruht darauf, daß die Motoren sich mechanisch aufeinander abstützen und das entsprechende Drehmoment auf die Abtriebswelle geleitet wird, welches unter Berücksichtigung der mechanischen Übersetzung kleiner sein muß als das Drehmomentenvermögen der beiden Motoren, überschreitet das Drehmoment der Abtriebswelle unter Berücksichtigung der mechanischen Übersetzungen mit welchen die jeweiligen Motore auf die Abtriebswelle untersetzt sind das Drehmomentenvermögen einer der beiden Motoren, so wird der entsprechende Motor mechanisch angetrieben. In diesem Fall spricht man bei Überlagerungsgetrieben von Blindleistung. Zur Verhinderung dieses rückwärtigen Antreibens durch die Abtriebswelle bzw. zur Ermöglichung hoher Drehmomente läßt sich die Lamellenbremse betätigen, so daß der nicht gebremste Motor sich mechanisch auf die Bremse abstützt und der andere Motor festgesetzt wird. Nachteilig bei diesem St.d.T. ist festzustellen, daß ein Antrieb in einer Betriebsphase kom-
PAT2313A '**.: .·*. .··.:
plett stillgelegt wird und deswegen in dieser Betriebsphase für weitere Antriebsleistungen nicht mehr zur Verfügung steht.
Ziel des Neuerungsgegenstandes ist es, ein hydrostatisches Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen, wie Radlader, Mobilbagger, Grader, Autokrane oder dgl., dahingehend weiterzubilden, daß das Wandlungsverhältnis gegenüber bekannten Lastschaltgetrieben deutlich erhöht wird, so daß auch mit relativ geringer installierter hydraulischer Antriebsleistung Bau- und Arbeitsmaschinen auch mit hohem Dienstgewicht betrieben werden können, wobei nur ein Schaltvorgang erforderlich sein soll.
Dieses Ziel wird bei einem Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen, erreicht mit mindestens zwei über mindestens eine Pumpe antreibbare, eingangswellenseitig jeweils mit mindestens einer Zahnradpaarung in Wirkverbindung stehende Hydromotore, die für einen ersten Fahrbereich der Bau- und Arbeitsmaschine zur Addition der Drehmomente beider Hydromotore über eine Kupplung miteinander verbunden sind und mindestens einem mindestens eine Abtriebswelle beinhaltenden Planetengetriebe, dessen Hohl rad über mindestens eine Bremse festsetzbar ist, wobei für einen sich an den ersten Fahrbereich anschließenden weiteren Fahrbereich der Bau- und Arbeitsmaschine zumindest einer der Hydromotore über die Kupplung von der Antriebswelle des anderen Hydromotors entkuppelbar und über eine weitere Kupplung im Bereich seiner Antriebswelle zur mechanischen Addition der Drehzahlen beider Hydromotore entsprechend dem Überlagerungsprinzip kraftschlüssig auf das Hohlrad des Planetengetriebes kuppelbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Neuerungsgegenstandes sind den gegenständlichen Unteransprüchen zu entnehmen.
Wie in den Ansprüchen dargelegt, kann das neuerungsgemäße Lastschaltgetriebe wahlweise mit Hydromotore in geschlossenem bzw. offenen und geschlossenen Kreisläufen betrieben werden.
Das aus einem offenen und einem geschlossenen hydrostatischen Kreislauf gebildete Antriebskonzept mit einer oder mehreren Pumpen kann beispiels-
PAT2313A .·*.: .*·. .··. :
weise bei kleineren und mittleren Bau- und Arbeitsmaschinen, wie z.B. einem Radlader mit Dienstgewichten entsprechend der Masse kleiner/gleich 12 t zum Einsatz gelangen. Mindestens zwei geschlossene hydrostatische Kreisläufe mit zugehörigen Pumpen werden für gewichtsmäßig darüber hinausgehende Bau-und Arbeitsmaschinen als zweckmäßig angesehen. Die Auswahl ist hierbei auslegungsbedingt und von der Art der Bau- und Arbeitsmaschine abhängig.
Bau- und Arbeitsmaschinen unterscheiden sich grundsätzlich in ihrer Betriebsweise, und zwar im Hinblick auf den dynamischen Fahrzustand. So weist z.B. ein Radlader einen wesentlich höheren dynamischen Fahrzustand auf als beispielsweise ein Autokran. Mit den in den Patentansprüchen dargelegten Merkmalen wird ein auf diesem Gebiet tätiger Fachmann in die Lage versetzt, sämtlichen Kriterien unterschiedlicher dynamischer Fahrzustände gerecht zu werden.
mit dem Neuerungsgegenstand wird somit zu Beginn des ersten Fahrbereiches eine Addition der Drehmomente der Hydromotore dadurch herbeigeführt, daß beide Eingangswellen des Lastschaltgetriebes über eine Kupplung und Zahnradpaarung kraft- bzw. formschlüssig miteinander verbunden sind. Das Hohlrad des Planetengetriebes wird hierbei über eine Bremse festgesetzt. Die stufenlose Drehzahlerhöhung wird nun dadurch erreicht, daß die Hydropumpen aus- und die Hydromotore eingeschwenkt werden. Spätestens bei Erreichen der maximalen Drehzahl wird einer der beiden Hydromotore über eine Kupplung von der Antriebswelle des anderen Hydromotors entkuppelt und auf die Drehzahl &eegr; = 0 U/min gesteuert, über die weitere Kupplung wird dieser freigeschaltete Hydromotor kraftschlüssig auf das Hohlrad des Planetengetriebes geschaltet und anschließend die Bremse gelöst, welche des Hohlrad festgesetzt hält. Dieser zweite Hydromotor wird anschließend in seiner Drehzahl stufenlos erhöht und zwar durch entsprechendes Ausschwenken der Hydropumpe und Verringerung seines Fördervolumens. Die Drehzahlen beider Hydromotore werden hierbei entsprechend dem Überlagerungsgetriebeprinzip mechanisch addiert.
Die Reduzierung der Drehzahl wird dadurch erreicht, daß zunächst die überlagerte Drehzahl stufenlos reduziert wird, und zwar durch Vergrößerung des Fördervolumens des zweiten Hydromotors und durch entsprechendes
PAT2313A
Einschwenken der zugehörigen Hydropumpe. Ist die Drehzahl &eegr; = 0 U/min dieses zweiten Hydromotors erreicht, wird die Haltebremse des Hohlrades wieder aktiviert und die Kupplung gelöst, welche den Kraftschluß zwischen dem zweiten Hydromotor und dem Hohlrad bewirkt. Anschließend wird die Drehzahl des zweiten Hydromotors erhöht und die Kupplung aktiviert, welche die beiden auf den Eingangswellen vorgesehenen Zahnradpaarungen wieder kraftschlüssig dergestalt miteinander verbindet, daß die Drehmomente beider Hydromotore wieder addiert werden.
Insbesondere Bau- und Arbeitsmaschinen arbeiten im Bereich einer Zugkraft-/Geschwindigkeits-Hyperbel, welche in allen Betriebspunkten der maximal installierten Leistung entspricht, und zwar unter Berücksichtigung der entsprechenden Wirkungsgrade. Da im unteren Geschwindigkeitsbereich das Zugkraftvermögen groß bzw. mit Sicht auf das Getriebe im unteren Drehzahlbereich das Drehmomentvermögen hoch sein muß, wird im unteren Drehzahlbereich die Schaltung zur Addition der Drehmomente betrieben. Mit steigender Drehzahl bzw. Geschwindigkeit nimmt das zu übertragende Drehmoment überproportional ab. Bei Erreichen des Drehmomentbereiches, welcher dem Drehmomentvermögen des ersten Hydromotors entspricht, kann wahlweise der zweite Hydromotor auf Umlauf geschaltet werden und die Erhöhung der Drehzahl mit dem ersten Hydromotor erfolgen oder es können beide Motoren gemeinsam beschleunigen. Diese Entscheidung kann im Hinblick auf eine Optimierung des Gesamtwirkungsgrades getroffen werden, z.B. ausgehend davon, daß bei zwei treibenden Motoren der Betriebsdruck der einzelnen Motoren reduziert wird, relativ zu nur einem treibenden Motor, oder der Schwenkwinkel der Motoren groß gewählt werden kann, um den Wirkungsgrad so zu optimieren. Wird die Grenzdrehzahl eines oder beider Hydromotore erreicht, so wird zur Erhöhung der Drehzahl die Umschaltung auf die Addition der Drehzahlen durchgeführt.
Bei dem neuerungsgemäßen Lastschaltgetriebe können die hydrostatischen Motore im geschlossenen und/oder im offenen hydraulischen Kreislauf betrieben werden, wobei in letzterem bevorzugtem Fall die für die Arbeitshydraulik der Bau- und Arbeitsmaschine zum Einsatz gelangende Arbeitspumpe, vorzugsweise den umschaltbaren Hydraulikmotor mit Druckmedium (Hydraul iköl) beaufschlagt. Diese Maßnahme bietet gegenüber dem geschlossenen Kreislauf den Vorteil, daß eine ohnehin vorhandene und nicht ständig
PAT2313A :"::. ."..".: .··. —:
im Einsatz befindliche Pumpe verwendet wird und somit keine zusätzliche, nur für diesen Zweck vorgesehene Pumpe, in den Kreislauf integriert werden muß. Der umschaltbare Hydraulikmotor wird einem weiteren Gedanken der Neuerung gemäß als Konstantmotor ausgebildet.
Bei Verwendung der für die Arbeitshydraulik der Bau- und Arbeitsmaschine zum Einsatz gelangenden Arbeitspumpe zur Ansteuerung des Hydraulikmotors kann der für die Arbeitshydraulik ohnehin ebenfalls vorhandene, aus mehreren Einzel ventil en gebildete Steuerblock in einfacher Weise um eine weitere Funktionseinheit erweitert werden.
Die Neuerung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 - Prinzipskizze des neuerungsgemäßen Lastschaltgetriebes in einem ersten Fahrbereich geringerer Geschwindigkeit
Figur 2 - Prinzipskizze des neuerungsgemäßen Lastschaltgetriebes in einem zweiten Fahrbereich höherer Geschwindigkeit
Figur 3 - Leistungshyperbel für das neuerungsgemäße Lastschaltgetriebe gemäß den Figuren 1 und 2.
Figur 1 zeigt eine mögliche Variante des neuerungsgemäßen Lastschaltgetriebes 1, wie es beispielsweise in einem Radlader mit einem Dienstgewicht entsprechend einer Masse von m = 7,5 t eingesetzt werden könnte, das im wesentlichen aus folgenden Komponenten besteht: zwei Hydromotore 2,3, von denen der eine Hydromotor 2 als Verstellmotor und der andere Hydromotor 3 als Konstantmotor ausgebildet ist, einer ersten mit der Antriebswelle 4 des Hydromotors 2 verbundenen Zahnradpaarung 5,6, einer zweiten mit der Antriebswelle 7 des Hydromotors 3 verbundenen Zahnradpaarung 8,9 sowie einem diesen nachgeschalteten Planetengetriebe 10. Über einen Dieselmotor 11 wird einerseits eine Fahrpumpe 12 und andererseits eine für die hier nicht weiter dargestellte Baumaschine zum Einsatz gelangende Arbeitspumpe 13 angetrieben. Die Fahrpumpe 12
PAT2313A
betreibt den Verstellmotor 2 in geschlossenem Kreislauf 14, während die Arbeitspumpe 13 den Konstantmotor 3 über den Steuerblock 15 in einem offenen hydraulischen Kreislauf 16 mit Hydrauliköl versorgt.
Alternativ ist natürlich auch denkbar, anstelle der Arbeitspumpe 13 eine weitere Fahrpumpe 12 vorzusehen, die dann ebenfalls den ihr zugeordneten Hydromotor 3 in geschlossenem Kreislauf betreiben könnte. Die Auswahl von Pumpen und Hydromotore sollte in jedem Fall vom speziellen Anwendungsfall abhängig gemacht werden.
Die Zahnradpaarungen 5/6 und 8/9 sind über eine vorzugsweise hydraulisch betätigbare Kupplung 17 miteinander verbunden. Im Bereich der Antriebswelle 7 ist in diesem Beispiel hinter dem Zahnrad 9 eine weitere, ebenfalls hydraulisch betätigbare Kupplung 18 vorgesehen, während die Antriebswelle 7 durch ein weiteres Zahnrad 19 abgeschlossen wird. Zwischen der Kupplung 18 und dem Zahnrad 19 ist eine Lamellenbremse 20 angeordnet.
Das in Figur 1 dargestellte Lastschaltgetriebe soll den Fahrbereich I des Radladers widerspiegeln. Der Leistungsfluß in diesem Fahrbereich ist durch die eingefügten Pfeile erkennbar. Der Hydromotor 2 treibt hierbei über seine Antriebswelle 4 unmittelbar das Sonnenrad 23 des Planetengetriebes 10 an. Über die Planeten 24 wird das Drehmoment des Hydromotors auf den Steg 25 des Planetengetriebes 10 und somit auf die damit verbundene, in diesem Beispiel einzige Abtriebswelle 21 übertragen. Der Hydromotor 3 treibt über seine Antriebswelle 7, die Zahnradpaarung 8/9 und über die in diesem Zustand geschlossene, d.h. aktivierte Kupplung 17 die auf die Antriebswelle 4 des Hydromotors 2 einwirkende Zahnradpaarung 5/6. In Abhängigkeit vorgegebener auslegungsbedingter Parameter der Hydromotore 2,3 ist zwischen den Antriebswellen 4 und 7 ein entsprechendes Untersetzungsverhältnis gegeben. Die Drehmomente der beiden Hydromotore 2,3 werden somit im Bereich der Antriebswelle 4 addiert und wie dargestellt auf die Abtriebswelle 21 des Planetengetriebes 10 übertragen. Das Hohl rad 22 ist hierbei über die Bremse 20 festgesetzt und die Kupplung 18 ist entkuppelt, d.h. sie ist inaktiv.
Figur 2 zeigt das gleiche Lastschaltgetriebe 1, wie es in Figur 1 dargestellt ist, so daß gleiche Bezugszeichen gelten. Hier soll jetzt der
rf
Fahrbereich II des Radladers erläutert werden. Analog zu Figur 1 ist auch in Figur 2 der Leistungsfluß für diesen Fahrbereich mit Pfeilen markiert. Die Drehzahl des Hydromotors 2 wird von der Antriebswelle 4 unmittelbar über das Sonnenrad 23 und die Planeten 24 auf den Steg 25 und somit auf die Abtriebswelle 21 übertragen. Die Drehzahl des Hydromotors 3 wird - da die Kupplung 17 nun inaktiv, d.h. entkuppelt, die Kupplung 18 aktiv, d.h. eingekuppelt und die Bremse 20 gelöst ist - über das Zahnrad 19 auf das Hohl rad 22 übertragen und somit der Drehzahl des Hydromotors 2 überlagert. Über die Planeten 24 wird die Drehzahl auf den Steg 25 und somit auf die Abtriebswelle 21 übertragen.
Es wird somit ein Lastschaltgetriebe 1 vorgeschlagen, welches in diesem Beispiel in seiner ersten Geschwindigkeitsphase (Fahrbereich I) von beiden Hydromotoren 2,3 angetrieben wird, wobei die von den Hydromotoren 2,3 abgegebenen Drehmomente durch die Zahnradpaarungen 5/6 sowie 8/9 über die Kupplung 17 zu einem Gesamtdrehmoment addiert werden. Das Gesamtdrehmoment wird über das Planetengetriebe 10 auf die Ausgangswelle 21 des Lastschaltgetriebes 1 geleitet. Die Übersetzungen der Zahnradpaarungen 5/6 bzw. 8/9 werden vorzugsweise dergestalt gewählt, daß beide Hydromotore 2,3 bezüglich ihrer Maximaldrehzahl bis zur Endphase des ersten Geschwindigkeitsbereiches voll ausgenutzt werden können, so daß deren Leistungsvermögen auch in der ersten Geschwindigkeitsphase im Gegensatz zum St.d.T. ausgenutzt wird. In der zweiten Geschwindigkeitsphase (Fahrbereich II) wird der Hydromotor 3 abweichend vom St.d.T. nicht abgeschaltet sondern umgeschaltet, indem die Kupplung 17 gelöst, die Kupplung 18 aktiviert und die Bremse 20 anschließend gelöst wird. In dieser Phase wirkt das System als Überlagerungsgetriebe. Die vom Hydromotor 3 eingeleitete Drehzahl wird über das Zahnrad 19 auf das Hohl rad 22 des Planetengetriebes 10 geleitet und der eingeleiteten Drehzahl des Hydromotors 2 überlagert bzw. mechanisch aufaddiert, wodurch sich eine hohe Ausgangsdrehzahl und demzufolge eine hohe Geschwindigkeit im Fahrbereich II ergibt. Der Vorteil gegenüber dem St.d.T. ist darin zu sehen, daß der Hydromotor 3 in der ersten Geschwindigkeitsphase nicht abgeschaltet und nutzlos ist sondern in beiden Fahrbereichen I und II antreibt und zwar im Fahrbereich I mit seinem Drehmoment das Gesamtdrehmoment erhöht bzw. die Zugkraft des
PAT2313A
nicht weiter dargestellten Fahrzeuges steigert und im Fahrbereich II mit seiner Drehzahl die Gesamtdrehzahl bzw. die Geschwindigkeit des Fahrzeuges steigert.
Im folgenden wird ausgehend von den Figuren 1 und 2 eine Schaltstrategie zum neuerungsgemäßen Lastschaltgetriebe 1 wiedergegeben: A) Anfahren aus dem Stillstand
Ausgangszustand: die Fahrpumpe 12 ist eingeschwenkt; die Hydromotore und 3 sind voll ausgeschwenkt; der Hydromotor 3 ist über den Steuerblock 15 auf Umlauf geschaltet; die Kupplung 17 und die Bremse 20 sind aktiviert; die Kupplung 18 ist gelöst.
die Fahrpumpe 12 wird stetig ausgelenkt und der Hydromotor 2 beschleunigt. Ist hierbei sein Druck größer als 70 % und die Geschwindigkeit der Bau- und Arbeitsmaschine kleiner als 20 % der Maximalgeschwindigkeit, wird über den Steuerblock 15 der Hydromotor 3 zugeschaltet,
die Drehmomente der Hydromotoren 2 und 3 werden über die Kupplung 17 addiert,
es wird solange mit beiden Hydromotoren 2,3 gleichzeitig beschleunigt, bis ca. 20 % der maximalen Geschwindigkeit erreicht werden (entspricht einem Zugkraftvermögen kleiner 50 %), der Hydromotor 3 wird über den Steuerblock 15 auf Umlauf geschaltet (der Hydromotor 2 kann das maximale Zugkraftvermögen nunmehr allein übertragen),
bei weiterer Geschwindigkeitszunahme wird die Kupplung 17 geöffnet und im Anschluß daran die Kupplung 18 aktiviert, vor Erreichen der Maximaldrehzahl des Hydromotors 2 wird der Hydromotor 3 über den Steuerblock 15 mit Druck beaufschlagt, bei Erreichen der Maximaldrehzahl des Hydromotors 2 wird die Bremse 20 gelöst und das Hohl rad ZZ über den Hydromotor 3 solange weiter beschleunigt, bis die maximale Ausgangsdrehzahl des Planetengetriebes 10 (Überlagerungsgetriebe) erreicht ist.
PAT2313A
B) Bremsablauf aus hoher Geschwindigkeit
die Drehzahl des Hydromotors 3 wird über den Steuerblock 15 bis auf Null reduziert,
die Bremse 20 wird aktiviert,
der Hydromotor 3 wird über den Steuerblock 15 auf Umlauf geschaltet,
die Kupplung 18 wird geöffnet und im Anschluß daran die Kupplung 17 aktiviert,
der Hydromotor 2 wirkt allein auf die Abtriebswelle 21, bei Erreichen einer Geschwindigkeit kleiner als 20 % wird der Hydromotor 3 über den Steuerblock 15 auf Druck geschaltet, wenn gleichzeitig der Druck am Hydromotor 2 größer als 70 % ist, d.h. wenn der Zugkraftbedarf größer als 50 % ist.
In Figur 3 ist die Leistungshyperbel 26 des Lastschaltgetriebes 1 gemäß den Figuren 1 und 2 dargestellt. Auf der Abszisse ist die Geschwindigkeit &ngr; in km/h und auf der Ordinate die Zugkraft F in kN angegeben. Erkennbar ist, daß der Zugkraftbedarf bei niedriger Geschwindigkeit hoch ist und sich bei höherer Geschwindigkeit stark verringert, da mit steigender Drehzahl bzw. Geschwindigkeit das zu übertragende Drehmoment überproportional abnimmt. Das Schaltbild geht aus von einer Fahrleistung des Radladers von etwa P = 42 kW, wobei die maximale Zugkraft F = 60 kN und die maximale Fahrgeschwindigkeit &ngr; = 40 km/h betragen sollen. Dargestellt sind zwei Geschwindigkeitsbereiche (Fahrbereiche I und II), wobei Fahrbereich I kleiner 20 km/h ist und Fahrbereich II zwischen &ngr; = 20 km/h und &ngr; = 40 km/h liegt . Der Schaltbereich S liegt hierbei zwischen &ngr; = 5 km/h und &ngr; = 20 km/h, so daß ein großer Geschwindigkeitsbereich für die Schaltphase vorhanden ist und Beschädigungen an Hydraulikmotore und/oder Pumpen somit sicher vermieden werden können. Es ist erkennbar, daß der Zugkraftbedarf bereits bei einer Geschwindigkeit von &ngr; = 5 km/h auf etwa die Hälfte seines Anfahrwertes abgesunken ist, wobei ein verhältnismäßig großer Schaltbereich verbleibt, um den eigentlichen Umschaltvorgang des Hydromotors 3 und somit die Geschwindigkeitserhöhung bis hin zur Endgeschwindigkeit im zweiten Fahrbereich herbeizuführen.

Claims (18)

Schutzansprüche
1. Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen, mit mindestens zwei über mindestens eine Pumpe (12,13) antreibbare, eingangswellenseitig jeweils mit mindestens einer Zahnradpaarung (5/6, 8/9) in Wirkverbindung stehende Hydromotore (2,3), die für einen ersten Fahrbereich der Bau- und Arbeitsmaschine zur Addition der Drehmomente beider Hydromotore (2,3) über eine Kupplung
(17) miteinander verbunden sind, und mindestens einem mindestens eine Abtriebswelle (21) beinhaltenden Planetengetriebe (10), dessen Hohl rad (22) über mindestens eine Bremse (20) festsetzbar ist, wobei für einen sich an den ersten Fahrbereich anschließenden weiteren Fahrbereich der Bau- und Arbeitsmaschine zumindest einer der Hydromotore (3) über die Kupplung (17) von der Antriebswelle (4) des anderen Hydromotors (2) entkuppelbar und über eine weitere Kupplung
(18) im Bereich seiner Antriebswelle (7) zur mechanischen Addition der Drehzahlen beider Hydromotore (2,3) entsprechend dem Überlagerungsprinzip kraftschlüssig auf das Hohlrad (22) des Planetengetriebes (10) kuppelbar ist.
2. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im zeitlichen Verlauf der Zuschaltung der Kupplung (18) des Hydromotors (3) die Bremse (20) lösbar ist.
3. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (20) als insbesondere nasse Lamellenbremse ausgebildet ist.
4. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein auf der Antriebswelle (7) des umschaltbaren Hydromotors (3), angeordnetes, mit dem Hohl rad (22) des Planetengetriebes (10) im Eingriff stehendes Zahnrad (19).
PAT2313A
5. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydromotore (2,3) jeweils durch einen geschlossenen hydrostatischen Kreislauf mit Druckmedium beaufschlagbar sind.
6. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen hydrostatischen Kreislauf für die Hydromotore (2,3).
7. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Hydromotor (2) durch einen geschlossenen (14) und der andere Hydromotor (3) durch einen offenen hydrostatischen Kreislauf (16) mit Druckmedium beaufschlagbar ist.
8. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Arbeitshydraulik der Bau- und Arbeitsmaschine zum Einsatz gelangende Arbeitspumpe (13) den Hydromotor (3) mit Druckmedium versorgt.
9. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydromotor (3) ein Konstantmotor ist.
10. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydromotor (2) ein Verstellmotor ist.
11. Lastschaltgetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydromotore (2,3) als Verstellmotore ausgebildet sind.
12. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der aus mehreren Einzelventilen gebildete für die Arbeitshydraulik vorgesehene Steuerblock (15) bei Bedarf um eine Funktionseinheit erweitert wird, die den Konstantmotor (3) stufenlos ansteuert.
13. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (20) hydraulisch betätigbar ist.
PAT2313A
14. Lastschaltgetriebe nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungen (17,18) hydraulisch betätigbar sind.
15. Lastschaltgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hydromotore (2,3) gleicher Grenzdrehzahl das Übersetzungsverhältnis ihrer beiden Antriebswellen (4,7) i = 1 ist.
16. Lastschaltgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei höherer Grenzdrehzahl des einen (2 bzw. 3) gegenüber dem anderen Hydromotor (3 bzw. 2) das Übersetzungsverhältnis ihrer Antriebswellen (4,7) so gewählt ist, daß beide Hydromotore (2,3) gleichzeitig ihre Grenzdrehzahl erreichen.
17. Lastschaltgetriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Übersetzung zwischen der Antriebswelle (7) des umschaltbaren Hydromotors (3) und der Antriebswelle (4) des nicht umschaltbaren Hydromotors (2) so gewählt ist, daß der Hydromotor (3) seine Grenzdrehzahl vor dem Hydromotor (2) erreicht.
18. Lastschaltgetriebe nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebswelle (7) des umschaltbaren Hydromotors (3) und der Abtriebswelle (21) des Planetengetriebes (10) kleiner ist, als die Gesamtübersetzung der Antriebswelle (4) des nicht umschaltbaren Hydromotors (2) zur Abtriebswelle (21) des Planetengetriebes (10).
PAT2313A
DE9402493U 1994-02-16 1994-02-16 Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen Expired - Lifetime DE9402493U1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9402493U DE9402493U1 (de) 1994-02-16 1994-02-16 Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9402493U DE9402493U1 (de) 1994-02-16 1994-02-16 Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE9402493U1 true DE9402493U1 (de) 1995-06-14

Family

ID=6904615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE9402493U Expired - Lifetime DE9402493U1 (de) 1994-02-16 1994-02-16 Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE9402493U1 (de)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10045567B4 (de) * 1999-09-16 2005-07-07 Komatsu Ltd. Hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine
DE102007047511A1 (de) * 2007-10-04 2009-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigungsgetriebe
DE102007047194A1 (de) * 2007-10-02 2009-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigungsgetriebe
US8262525B2 (en) 2007-10-02 2012-09-11 Zf Friedrichshafen Ag Hydrostatic-mechanical power split transmission
US8262530B2 (en) 2007-10-02 2012-09-11 Zf Friedrichshafen Ag Power-branched transmission
US8287414B2 (en) 2007-10-02 2012-10-16 Zf Friedrichshafen Ag Transmission device having a variator
US8328676B2 (en) 2007-10-02 2012-12-11 Zf Friedrichshafen Ag Power split transmission
US8393988B2 (en) 2007-10-02 2013-03-12 Zf Friedrichshafen Ag Transmission device for a vehicle
US8414439B2 (en) 2007-10-02 2013-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Transmission device for a vehicle, having a variator
US8424633B2 (en) 2007-10-02 2013-04-23 Zf Friedrichshafen Ag Variable transmission device for a vehicle
US8752374B2 (en) 2007-10-02 2014-06-17 Zf Friedrichshafen Ag Device for adjusting the stroke volume of hydraulic piston machines
US8756931B2 (en) 2007-10-02 2014-06-24 Zf Friedrichshafen Ag Device for adjusting the stroke volume of hydraulic piston machines

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10045567B4 (de) * 1999-09-16 2005-07-07 Komatsu Ltd. Hydraulische Antriebsvorrichtung für eine Arbeitsmaschine
US8323138B2 (en) 2007-10-02 2012-12-04 Zf Friedrichshafen Ag Power split transmission
DE102007047194A1 (de) * 2007-10-02 2009-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigungsgetriebe
US8262525B2 (en) 2007-10-02 2012-09-11 Zf Friedrichshafen Ag Hydrostatic-mechanical power split transmission
US8262530B2 (en) 2007-10-02 2012-09-11 Zf Friedrichshafen Ag Power-branched transmission
US8287414B2 (en) 2007-10-02 2012-10-16 Zf Friedrichshafen Ag Transmission device having a variator
US8328676B2 (en) 2007-10-02 2012-12-11 Zf Friedrichshafen Ag Power split transmission
US8393988B2 (en) 2007-10-02 2013-03-12 Zf Friedrichshafen Ag Transmission device for a vehicle
US8414439B2 (en) 2007-10-02 2013-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Transmission device for a vehicle, having a variator
US8424633B2 (en) 2007-10-02 2013-04-23 Zf Friedrichshafen Ag Variable transmission device for a vehicle
US8752374B2 (en) 2007-10-02 2014-06-17 Zf Friedrichshafen Ag Device for adjusting the stroke volume of hydraulic piston machines
US8756931B2 (en) 2007-10-02 2014-06-24 Zf Friedrichshafen Ag Device for adjusting the stroke volume of hydraulic piston machines
DE102007047511A1 (de) * 2007-10-04 2009-04-09 Zf Friedrichshafen Ag Leistungsverzweigungsgetriebe

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0745198B1 (de) Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile bau- und arbeitsmaschinen, sowie verfahren zur steuerung eines lastschaltgetriebes
EP0249001B1 (de) Instationär betriebenes Nutzfahrzeug mit über eine Arbeitshydraulik betätigbaren Nutzeinrichtungen
EP0450282B1 (de) Antriebseinrichtung eines Fahrzeugs
DE2758659C3 (de) Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung
DE69909031T2 (de) Mehrstufiges, hydromechanisches getriebe für fahrzeuge
EP2215382B1 (de) Leistungsverzweigungsgetriebe
DE19955312B4 (de) Antriebssystem für Flurförderzeuge
WO2011147397A1 (de) Leistungsverzweigungsgetriebe
DE2904572A1 (de) Leistungsverzweigungsgetriebe und antriebsbaugruppe mit einem solchen leistungsverzweigungsgetriebe und einem bremsenergiespeicher
DE3045459A1 (de) Antriebseinrichtung fuer von mehreren energiequellen aus betreibbare arbeitsmaschinen, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
WO2000043695A2 (de) Stufenloses hydrostatisch-mechanisches leistungsverzweigungsgetriebe
DE4343401A1 (de) Stufenloses hydrostatisches Leistungsverzweigungsgetriebe
DE3840572C2 (de) Hydromechanisches Getriebe für Schwerfahrzeuge
DE9402493U1 (de) Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen
DE2904019A1 (de) Schaltbare transmission fuer manuellen, halbautomatischen oder vollautomatischen betrieb, insbesondere fuer schwer- und schwerstfahrzeuge
DE2844116A1 (de) Hydromechanisches getriebe zur stufenlosen veraenderung des verhaeltnisses der drehgeschwindigkeiten einer eingangs- und einer ausgangswelle und zur umkehrung der drehrichtung der ausgangswelle
DE19944792A1 (de) Stufenloses Getriebe, insbesondere mit Leistungsverzweigung
DE68928239T2 (de) Mechanisch-hydraulisches getriebe und dessen steuerungssystem
DE2227718A1 (de) Getriebeanordnung
DE4313378C2 (de) Automatisches Lastschaltgetriebe mit stufenlos einstellbarer Übersetzung
DE3733152C2 (de)
DE3828896C1 (de)
DE102020202008B4 (de) Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe
DE102016200752A1 (de) Stufenloses, hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, Nutzfahrzeug mit einem solchen Leistungsverzweigungsgetriebe sowie Verfahren zum Betrieb eines derartigen Leistungsverzweigungsgetriebes
DE102006038068A1 (de) Leistungsverzweigungsgetriebe und Verfahren zur Steuerung eines Antriebs