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Patent Searching and Data


Title:
POWER-SPLITTING GEARBOX
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/053722
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a power-splitting gearbox, comprising a hydraulic power branch (2) and a mechanical power branch (3). The hydraulic power branch (2) supplies the operating gear for the mechanical power branch (3) and components in the gearbox with pressure fluid, from a pressure fluid supply, which is generated by a feed pump (4). Cooling of the hydraulic power branch (2) is achieved, by means of a permanent flow of pressure fluid, which, in order to avoid increasing the pumped volume of the supply pump (4), is fed directly to the pressure fluid flow for lubrication of gearbox components, after flowing through the hydraulic power branch (2).

Inventors:
BAUR ERWIN
POHLENZ JUERGEN
Application Number:
PCT/EP2001/000375
Publication Date:
July 26, 2001
Filing Date:
January 13, 2001
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16H47/02; F16H47/04; F16H61/42; (IPC1-7): F16H47/04; F16H47/02
Foreign References:
US5683322A1997-11-04
DE4441085A11996-01-18
DE19856544A11999-08-05
GB1259289A1972-01-05
Attorney, Agent or Firm:
ZF FRIEDRICHSHAFEN AG (Friedrichshafen, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem mechani schen Leistungszweig (3) und einem hydraulischen Leistungs zweig (2), bei welchem eine Speisepumpe (4) Druckflüssig keit zum hydraulischen Leistungszweig (2), zu den Betäti gungseinrichtungen des mechanischen Leistungszweiges und zur Schmierung von Bauteilen des Getriebes (10) fördert, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Druck flüssigkeit, welche zum hydraulischen Leistungszweig (2) gefördert wird, in einen geschlossenen Kreislauf zwischen einer hydraulischen Pumpe (12) und einem hydraulischen Mo tor (16) eingespeist wird, den geschlossenen Kreislauf kühlt und anschließend aus dem geschlossenen Kreislauf aus gespeist wird und dem Druckmittelstrom zur Schmierung von Bauteilen des Getriebes (10) zugeführt wird.
2. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, da durch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druckmit telstrom, welcher aus dem geschlossenen Kreislauf ausge speist wird, dem Druckmittelstrom zur Schmierung von Bau teilen des Getriebes (10) zugeführt wird und vor der Zufuh rung zu den Bauteilen des Getriebes (10) durch einen Kuh ler (21) gekühlt wird.
3. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, da durch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druckmit telstrom, welcher aus dem geschlossenen Kreislauf ausge speist wird, dem Druckmittelstrom zur Schmierung von Bau teilen des Getriebes (10) zugeführt wird, welcher vor der Zuführung des Druckmittelstromes aus dem geschlossenen Kreislauf durch einen Kühler (21) gekühlt wird.
4. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, da durch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druckmit telstrom von der Speisepumpe (4) in eine den geringeren Druck aufweisende Verbindungsleitung (14,15) zwischen hy draulischer Pumpe (12) und hydraulischem Motor (16) einge speist wird, die hydraulische Pumpe (12) durchströmt, über die den höheren Druck aufweisende Verbindungsleitung (14, 15) zwischen der hydraulischen Pumpe (12) und dem hydrauli schen Motor (16) zum hydraulischen Motor (16) gefördert wird und nach Durchströmen des hydraulischen Motors (16) aus der den niedrigeren Druck aufweisenden Verbindungslei tung (14,15) zwischen hydraulischer Pumpe (12) und hydrau lischem Motor (16) ausgespeist wird.
5. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, da durch g e k e n n z e i c h n e t, daß vor der Zufüh rung zu den Bauteilen des Getriebes (10) eine Filterein heit (20) und ein Kühler (21) angeordnet sind.
6. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 5, da durch g e k e n n z e i c h n e t, daß oberhalb eines definierten Druckniveaus zumindest ein Teil des Druckmit telstroms von der Speisepumpe (4) direkt zu der Zuführung zu den Bauteilen des Getriebes (10) gelangt.
7. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, da durch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Druckmit telstrom, welcher aus dem geschlossenen Kreislauf ausge speist wird, dem Druckmittelstrom zur Schmierung von Bau teilen des Getriebes (10) zugeführt wird, wobei die Zufüh rung zum Druckmittelstrom zur Schmierung von Bauteilen des Getriebes (10) einem Kühler (21) nachgeschaltet angeordnet ist.
Description:
Leistungsverzweigungsgetriebe Die Erfindung betrifft ein Leistungsverzweigungsge- triebe nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher defi- nierten Art.

Leistungsverzweigungsgetriebe werden zum Antrieb von Mobilfahrzeugen, wie z. B. landwirtschaftlichen Fahrzeugen, verwendet, wobei ein hydraulischer Leistungszweig mit einem mechanischen Leistungszweig aufsummiert wird und das Fahr- zeug antreibt. Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hy- draulischen und einem mechanischen Leistungszweig benötigen eine Speisepumpe, welche Druckflüssigkeit aus einem Reser- voir saugt, und den hydraulischen Leistungszweig, die Beta- tigungseinrichtungen für den mechanischen Leistungszweig und Zuführungen zur Kühlung und Schmierung der Bauteile im Getriebe mit Druckmittel versorgt.

Die DE 198 56 544 Al offenbart ein Leistungsverzwei- gungsgetriebe mit einem hydraulischen Leistungszweig und einem mechanischen Leistungszweig, wobei eine Speisepumpe Druckmittel aus einem Olreservoir saugt und somit Druckmit- tel dem hydraulischen Leistungszweig, den Betätigungsein- richtungen des mechanischen Leistungszweigs und Zuführungen zur Kühlung und Schmierung der Bauteile im Getriebe zu- führt. Das Druckmittel, welches dem hydraulischen Lei- stungszweig zugeführt wird, dient ausschließlich dem Aus- gleich der Leckage des geschlossenen Kreises des hydrauli- schen Leistungszweiges. Durch diese Anordnung kann es vor- kommen, daß beim Betrieb des Leistungsverzweigungsgetriebes in einem Betriebspunkt, bei welchem ein Großteil der Lei-

stung über den hydraulischen Leistungszweig fließt, dieser infolge mangelnder Kühlung überhitzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Lei- stungsverzweigungsgetriebe zu schaffen, bei welchem der hydraulische Leistungszweig ausreichend gekühlt wird und die Bauteile des Getriebes ausreichend geschmiert sind, ohne daß der Wirkungsgrad des Leistungsverzweigungsgetrie- bes sich verschlechtert.

Die Aufgabe wird mit einem, auch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs aufweisenden, gattungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebe gelöst.

Erfindungsgemäß wird dem hydraulischen Leistungszweig Druckflüssigkeit, welche von der Speisepumpe gefordert wird, zusätzlich zum Ausgleich der Leckage des hydrauli- schen Leistungszweiges eingespeist, mit dieser Druckflus- sigkeit wird der hydraulische Leistungszweig gekühlt und anschließend die erwärmte Druckflüssigkeit wieder ausge- speist und der Zuführung zur Schmierung der Bauteile des Getriebes zugeführt. Indem das dem hydraulischen Leistungs- zweig wieder ausgespeiste Druckmittel zur Schmierung der Bauteile des Getriebes verwendet wird, ist es nicht notwen- dig, die Speisepumpe in ihrem Fördervolumen zu vergrößern, wodurch der Wirkungsgrad des Leistungsverzweigungsgetriebes sich nicht verschlechtert. Vorzugsweise wird das aus dem hydraulischen Leistungszweig ausgespeiste Druckmittel so dem Druckmittel, welches zur Schmierung der Bauteile des Getriebes verwendet wird, zugeführt, daß der gesamte Druck- mittelstrom durch einen Kühler gekühlt wird und anschlie- Bend die Bauteile des Getriebes schmiert. Vorzugsweise ist dem Kühler ein Filter vorgeschaltet, wodurch das Druckmit-

tel gefiltert und gekühlt wird. Eine Ausführung ohne diesen Filter ist ebenfalls möglich. Parallel zum Filter und Küh- ler ist ein Ventil angeordnet, welches oberhalb eines be- stimmten Druckniveaus das Druckmittel direkt zu der Zufüh- rung zur Schmierung der Bauteile des Getriebes weiterlei- tet. Somit ist gewährleistet, daß der Filter und der Kühler auch bei höherer Viskosität des Druckmittels und/oder bei starker Verschmutzung des Filters nicht unzulässig mit Druck beaufschlagt wird. Dies hat auch den Vorteil, daß bei größerem Kühlerwiderstand genügend 01 aus dem hydraulischen Leistungszweig ausgespült und somit damit auch in diesem Betriebszustand ausreichend gekühlt wird. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, den vom hydraulischen Leistungszweig wieder ausgespeisten Druckmittelstrom nach dem Kühler zuzu- führen, wodurch sich gekühltes Druckmittel mit dem erwärm- ten Druckmittel vermengt und anschließend dem Getriebe zur Schmierung zugeführt wird. Dies hat den Vorteil, daß bei hohem Kühlergegendruck ausreichende Ausspülung und somit Kühlung vorhanden ist. Vorzugsweise besteht der hydrauli- sche Leistungszweig aus einer hydraulischen Pumpe und einem hydraulischen Motor, welche über Verbindungsleitungen in einem geschlossenen Kreislauf verbunden sind, und bei wel- chem die Speisepumpe Druckmittel in die Verbindungsleitung zwischen hydraulischem Motor und hydraulischer Pumpe, wel- che das niedrigere Druckniveau aufweist, einspeist, dieses Druckmittel die Pumpe durchströmt, nach Verlassen der Pumpe in der das höhere Druckniveau aufweisenden Leitung dem hy- draulischen Motor zugeführt wird, den hydraulischen Motor durchströmt und anschließend in der Verbindungsleitung vom hydraulischen Motor zur hydraulischen Pumpe, welche wieder- um das niedrigere Druckniveau aufweist, ausgespeist und anschließend wieder dem Schmiermittelstrom zugeführt wird.

Je nach Betriebszustand des Leistungsverzweigungsgetriebes

wird die hydraulische Pumpe auch als hydraulischer Motor und der hydraulische Motor als hydraulische Pumpe verwen- det. In diesem Fall durchströmt das eingespeiste Druckmit- tel den hydraulischen Leistungszweig in entgegengesetzter Richtung. Somit ist gewährleistet, daß der hydraulische Leistungszweig immer ausreichend gekühlt wird und zur Schmierung des Getriebes ausreichend Schmiermittel vorhan- den ist. Um zu verhindern, daß das Druckniveau im hydrauli- schen Leistungszweig und somit auch für die Betätigungsein- richtung für den mechanischen Leistungszweig unter ein de- finiertes Druckniveau absinkt, wird nur oberhalb eines de- finierten Druckniveaus Druckmittel aus dem geschlossenen Kreislauf ausgespeist.

Weitere Merkmale sind der Figuren-Beschreibung zu ent- nehmen.

Es zeigen : Fig. 1 ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydraulischen und einem mechanischen Lei- stungszweig und Fig. 2 einen Teil eines Hydraulikschemas eines Lei- stungsverzweigungsgetriebes.

Fig. 1 : Bei einem Leistungsverzweigungsgetriebe 1 wird ein hydraulischer Leistungszweig 2 mit einem mechanischen Lei- stungszweig 3 aufsummiert.

Fig. 2 : Eine Speisepumpe 4 fördert Druckmittel aus einem Druckmittelreservoir 5 durch einen Filter 6 über eine Lei- tung 7 zu dem hydraulischen Leistungszweig 2. Gleichzeitig fördert die Speisepumpe 4 Druckmittel über einen Filter 6 über eine Leitung 8 zu den nicht dargestellten Betätigungs- einrichtungen des mechanischen Leistungszweiges und über eine Leitung 9 zu Zuführungen zur Schmierung der Bauteile des Getriebes 10. Das Druckmittel gelangt über die Lei- tung 7 einerseits zu einer Verstelleinrichtung 11, mit wel- cher die hydraulische Pumpe 12 in ihrem Fördervolumen ver- stellt werden kann und zu Einspeiseventilen 13, über welche das Druckmittel in diejenige Verbindungsleitung 14 oder 15 zwischen der hydraulischen Pumpe 12 und dem hydraulischen Motor 16 eingespeist wird, welche das niedrigere Druckni- veau aufweist. Je nach Betriebszustand wird die hydrauli- sche Pumpe 12 und der hydraulische Motor 16 als Pumpe oder Motor betrieben. Das Druckmittel gelangt dann vom Einspei- seventil 13 über die Verbindungsleitungen 14 oder 15 in die Pumpe 12 oder den Motor 16 und wird über die Verbindungs- leitung 14 oder 15, welche das höhere Druckniveau aufweist, zum Motor 16 oder der Pumpe 12 gefördert. Nach Durchströmen des Motors 16 oder der Pumpe 12 wird das Druckmmittel aus der Verbindungsleitung 14 oder 15 mit dem niedrigeren Druckniveau über den Spülschieber 17 und das Spülventil 18, welches eine Blende beinhaltet, in die Leitung 19 ausge- speist. Unterhalb eines definierten Druckniveaus schließt das Ventil 18, um kein Druckmittel aus dem hydraulischen Leistungszweig 2 auszuspeisen und somit die Funktion des Getriebes zu gewährleisten. Von der Leitung 19 wird das Druckmittel zu dem in der Leitung 9 befindlichen Druckmit- tel gefördert und mit diesem vermengt. Unterhalb eines be- stimmten Druckniveaus strömt das Druckmittel aus der Lei-

tung 9 durch einen Filter 20 und einen Kühler 21 zu den Zuführungen zur Schmierung der Bauteile des Getriebes 10.

Oberhalb eines definierten Druckniveaus öffnet das Ven- til 22, wodurch das Druckmittel der Leitung 9 direkt zu den Zuführungen zur Schmierung der Bauteile des Getriebes 10 gefördert wird. Somit ist gewährleistet, daß der hydrauli- sche Leistungszweig ausreichend gekühlt wird und die Spei- sepumpe in ihrem Fördervolumen nicht vergrößert werden muß, wodurch der Wirkungsgrad des Leistungsverzweigungsgetriebes unverändert verbleibt.

Bezugszeichen 1 Leistungsverzweigungsgetriebe 2 hydraulischer Leistungszweig 3 mechanischer Leistungzweig 4 Speisepumpe 5 Druckmittelreservoir 6 Filter 7 Leitung 8 Leitung 9 Leitung 10 Zuführungen 11 Verstelleinrichtung 12 Pumpe 13 Einspeiseventil 14 Verbindungsleitung 15 Verbindungsleitung 16 Motor 17 Spülschieber 18 Spülventil 19 Leitung 20 Filter 21 Kühler 22 Ventil