Leistungsverzweigungsgetriebe

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisch mechanisches

Leistungsverzweigungsgetriebe.

Ein hydrostatisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe wird beispielsweise in der DE 10 2004 001 929 A1 beschrieben. Vorgeschlagen wird ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit stufenlos veränderlichem übersetzungsverhältnis, das einen hydrostatischen Getriebeteil, bestehend aus einer ersten Hydrostateinheit mit verstellbarem Volumen und einer zweiten Hydrostateinheit mit konstantem Volumen und einem mechanischen Getriebeteil, umfassend ein Summierungsgetriebe und ein Bereichsgetriebe aufweist, bei dem das Summierungsgetriebe und das Bereichsgetriebe achsversetzt zu den Hydrostateinheiten angeordnet sind.

Ein weiteres Leistungsverzweigungsgetriebe ist in der DE 103 13 486 A1 beschrieben, beinhaltend einen hydrostatischen Getriebeteil und einen mechanischen Getriebeteil, wobei die Leistung der Getriebeteile in einem Summierungsgetriebe zusammengeführt wird, umfassend eine Eingangswelle, eine Abtriebswelle und eine Zwischenwelle, auf der der Motor und die Pumpe des hydrostatischen Getriebeteils angeordnet sind, wobei der Abtrieb des hydrostatischen Getriebeteils mittels eines Zahnrades mit dem Summierungsgetriebe verbunden ist und wobei an der Hydrostatabtriebsseite in Kraftflussrichtung hinter dem Motor eine hydraulisch betätigbare Axialklauenschaltung angeordnet ist, welche das Antriebszahnrad mit dem Abtrieb des Hydrostaten mittels einer Axialklaue lösbar verbindet.

Durch die DE 44 04 829 C2 ist ein hydrostatisches mechanisches Lastschaltgetriebe, insbesondere für mobile Bau- und Arbeitsmaschinen, bekannt geworden, das mindestens zwei über mindestens eine Pumpe antreibbare, eingangswellenseitig mit mindestens einer Zahnradpaarung in Wirkverbindung stehende Hydromotore aufweist, die für einen ersten Fahrbereich der Bau- und

Arbeitsmaschine zur Addition der Drehmomente beider Hydromotore über eine Kupplung miteinander verbunden sind, und mindestens ein, mindestens eine Abtriebswelle des Lastschaltgetriebes beinhaltendes Planetengetriebe aufweist, dessen Hohlrad über mindestens eine Bremse festsetzbar ist, wobei für einen sich an den ersten Fahrbereich anschließenden weiteren Fahrbereich zumindest einer der Hydromotore über die Kupplung der Antriebswelle des anderen Hydromotors entkuppelbar ist. Der von der Antriebswelle entkuppelbare Hydromotor ist 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.

Ziel des Erfindungsgegenstandes ist es, ein alternatives hydrostatisch mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe bereit zu stellen, das einfach im Aufbau ist und verschiedene Schaltzustände zulässt.

Dieses Ziel wird erreicht durch ein hydrostatisch mechanisches Leitungsverzweigungsgetriebe, beinhaltend ein Gehäuse, respektive ein aus einzelnen Gehäuseteilen zusammengesetztes Gehäuse, mindestens eine innerhalb des Gehäuses angeordnete von mindestens einem Antriebsmotor, insbesondere einer Brennkraftmaschine, antreibbare Antriebswelle, die über Zahnradelemente , nach Art eines Pumpenverteilergetriebes, auf mindestens zwei Hydropumpen einwirkt und über mindestens ein weiteres Zahnrad verfügt, das mittel- oder unmittelbar auf ein Abtriebselement eines Lastschaltgetriebes einwirkt, wobei zumindest im Bereich des Zahnrades mindestens ein Kupplungselement positioniert ist, und wobei das Lastschaltgetriebe zumindest eine über mindestens eine, im hydrostatischen Kreislauf antreibbare Welle verfügt, im Bereich derer Kupplungen, Bremsen, Bauteile eines einstufigen Planetengetriebes und dergleichen Bauteile vorgesehen sind, wobei das Abtriebselement des Lastschaltgetriebes auf mindestens eine Ausgangswelle geschaltet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den zugehörigen Unteransprüchen zu entnehmen.

Die im Bereich des Leistungsverzweigungsgetriebes, respektive des Lastschaltgetriebes vorgesehenen Kupplungen, können so betätigt werden, dass das Getriebe wahlweise

rein hydraulisch

leistungsverzweigt hydraulisch und mechanisch

rein mechanisch

betrieben werden kann.

Bisher zum Einsatz gelangende Getriebekonzepte, insbesondere im Einsatz in Mobilfahrzeugen, wie Baumaschinen oder dergleichen, beinhalten ein Lastschaltgetriebe und ein separates Pumpenverteilergetriebe, so dass ein größerer Bauraum benötigt wird. Durch das erfindungsgemäße Konzept wird, einem weiterem Gedanken der Erfindung gemäß, innerhalb eines einzigen Gehäuses die Technologie eines Pumpenverteilergetriebes mit der Technologie eines Lastschaltgetriebes verknüpft, wobei es von besonderem Vorteil ist, dass die vorab stehenden Betriebszustände auf einfache Art realisiert werden können.

Der Erfindungsgegenstand ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Figuren 1 bis 3 Prinzipskizzen unterschiedlicher Betriebszustände des erfindungsgemäßen hydrostatisch mechanischen

Lastschaltgetriebes.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen Prinzipskizzen unterschiedlicher Betriebszustände des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes 1. Das

Leistungsverzweigungsgetriebe 1 beinhaltet ein aus Gussmaterial bestehendes Gehäuse 2 das eine mittels eines Dieselmotors 3 antreibbare Antriebswelle 4

aufweist. Auf der Antriebswelle 4 ist ein Zahnradelement 5 unmittelbar befestigt, das mit einem weiteren Zahnradelement 6 kämmt. über Wellen 7,8 wirken die Zahnradelemente 5,6 jeweils auf eine Hydropumpe 9,10 ein. Axial vor dem Zahnradelement 5 befindet sich ein Hohlrad 11 , das mit einem weiteren Zahnradelement 12 kämmt, welches über eine Welle 13 mit einer weiteren Hydropumpe 14 verbunden ist. Die Zahnradelemente 5,6,12 sind üblicherweise innerhalb eines herkömmlichen Pumpenverteilergetriebes angeordnet und wirken, angetrieben durch die Antriebswelle 4, auf die Hydropumpen 9,10,14 ein. Der Erfindungsgegenstand macht sich dieses Grundprinzip zu nutze und erweitert es dahingehend, dass innerhalb des gleichen Gehäuses 2 auch ein Lastschaltgetriebe 15 angeordnet ist. Derartige Lastschaltgetriebe sind beispielsweise in der DE 44 04 829 C2 beschrieben, so dass der konstruktive Aufbau hier nicht im Detail abgehandelt wird, vielmehr, was die einzelnen Bauteile angeht, auf diese Druckschrift verwiesen wird. In Analogie zu dieser Druckschrift können auch hier in einem ersten Fahrbereich, beispielsweise einer Baumaschine, Drehmomente und in einem weiteren Fahrbereich Drehzahlen addiert werden. Die Hydropumpen 9,10 wirken im geschlossenen Kreislauf mit im Bereich des Lastschaltgetriebes 15 vorgesehenen Hydromotoren 16,17 zusammen. Das Lastschaltgetriebe 15 verfügt ausgangsseitig über ein Abtriebselement 18, das über ein Zahnrad 19 mit einer Ausgangswelle 20 in Wirkverbindung steht. Das erfindungsgemäße Leistungsverzweigungsgetriebe 1 kann beispielsweise in einen Radlader eingebaut werden. Zur Realisierung unterschiedlicher Schaltzustände des Leistungsverzweigungsgetriebes 1 sind auf der Antriebswelle 4 in diesem Beispiel zwei Zahnräder 21 ,22 unterschiedlichen Durchmessers angeordnet, die mit ebenfalls unterschiedliche Durchmesser aufweisenden weiteren Zahnrädern 23,24 kämmen. über einen Wellenabschnitt 25 stehen die Zahnräder 23,24 mit einem weiteren Zahnrad 26 in Wirkverbindung, das wiederum mit dem Abtriebselement 18 kämmt.

Sowohl das Hohlrad 11 als auch die Zahnräder 21 ,22 sind mit Kupplungselementen 27,28,29 ausgerüstet.

In Figur 1 ist ein definierter Leistungsfluss (Pfeil) erkennbar, bei welchem der Dieselmotor 3 über die Antriebswelle 4, die Zahnradstufe 21 ,23 bzw. 22,24, den Wellenabschnitt 25, das Zahnrad 26, das Abtriebselement 18, das Zahnrad 19 die Ausgangswelle 20 antreibt. Hier ist ein rein mechanischer Leistungsfluss gegeben, ohne dass die Hydropumpen 9,10 aktiv sind. Dies gilt nicht für die Hydropumpe 14, die bedarfsweise eine Arbeitspumpe sein kann und daher immer im Betrieb sein muss. Dies bedeutet, dass die Kupplung 27 geöffnet ist und den Hydropumpen 9,10 keine Leistung zur Verfügung gestellt wird. Die Hydropumpe 14 wird über das Hohlrad 11 , das Zahnrad 12 sowie die Welle 13 angetrieben.

Figur 2 zeigt einen anderen Betriebszustand. Auch hier ist der Leistungsfluss (Pfeil) dargestellt. Der Dieselmotor 3 treibt die Antriebswelle 4 an, wobei die Kupplungen 28,29 geöffnet sind und somit keine unmittelbare Kraftübertragung auf das Abtriebselement 18 erfolgen kann. Die Kupplung 27 ist geschlossen, so dass über die Zahnradelemente 5,6 die Hydropumpen 9,10 angetrieben werden. Im geschlossen hydrostatischen Kreislauf werden über die Hydropumpen 9,10 nun auch die Hydromotore 16,17 mit Druck beaufschlagt, so dass über das gemeinsame Antriebselement 30 das Planetengetriebe 31 des Lastschaltgetriebes 15 aktiviert wird. über das Abtriebselement 18 wird das Zahnrad 19 und somit die Ausgangswelle 20 angetrieben. Dieser Schaltzustand ist ein rein hydraulischer Betriebszustand.

Figur 3 zeigt nun die leistungsverzweigte hydraulische und mechanische Betriebsweise des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes 1 (Pfeil). Je nach Schaltzustand ist entweder die Kupplung 28 oder die Kupplung 29 geschlossen, so dass entweder über die Zahnradstufe 21 ,23 oder die Zahnradstufe 22,24 den Wellenabschnitt 25, das Zahnrad 28 auf das Abtriebselement 18 eingewirkt werden kann. Gleichzeitig ist die Kupplung 27 geschlossen, so dass der Dieselmotor 3 über die Antriebswelle 4 auch die Hydropumpen 9,10 antreibt. Das weitere Schaltprinzip ist in Figur 2 bereits angesprochen worden. Die gemeinsame Leistung wird über das Abtriebselement

18 auf die mit dem Zahnrad 19 ausgerüstete Ausgangswelle 20 aufgeschaltet. In Analogie zu den Figuren 1 und 2 ist auch hier die Hydropumpe 14 stets angetrieben.

Bezugszeichenliste

1 Leistungsverzweigungsgetriebe 27 Kupplung

2 Gehäuse 28 Zahnrad

3 Dieselmotor 29 Kupplung

4 Antriebswelle 30 Antriebselement

5 Zahnradelement 31 Planetengetriebe

6 Zahnradelement

7 Welle

8 Welle

9 Hydropumpe

10 Hydropumpe

11 Hohlrad

12 Zahnradelement

13 Welle

14 Hydropumpe

15 Lastschaltgetriebe

16 Hydromotor

17 Hydromotor

18 Abtriebselement

19 Zahnrad

20 Ausgangswelle

21 Zahnrad

22 Zahnrad

23 Zahnrad

24 Zahnrad

21/23 Zahnradstufe

22/24 Zahnradstufe

25 Wellenabschnitt

26 Zahnrad