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DE102006047577A1 - Antriebsanordnung für ein Aggregat eines landwirtschaftlichen Geräts oder einer landwirtschaftlichen Maschine - Google Patents

Antriebsanordnung für ein Aggregat eines landwirtschaftlichen Geräts oder einer landwirtschaftlichen Maschine Download PDF

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DE102006047577A1
DE102006047577A1 DE102006047577A DE102006047577A DE102006047577A1 DE 102006047577 A1 DE102006047577 A1 DE 102006047577A1 DE 102006047577 A DE102006047577 A DE 102006047577A DE 102006047577 A DE102006047577 A DE 102006047577A DE 102006047577 A1 DE102006047577 A1 DE 102006047577A1
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Walterscheid Getriebe GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung für ein Arbeitsaggregat 9 eines landwirtschaftlichen Geräts oder einer landwirtschaftlichen Maschine, umfassend eine Schaltkupplung 4 mit einem Eingang 34, wobei der Eingang 34 mechanisch mit einem Antriebsmotor 1 antriebsverbindbar ist, ein Summierungsgetriebe 8 mit einem ersten Eingang 20, einem zweiten Eingang 24 und einem Ausgang 26, wobei der erste Eingang 20 mechanisch mit einem Ausgang 35 der Schaltkupplung 4 antriebsverbunden ist und der Ausgang 26 zum Antreiben des Arbeitsaggregats 9 dient, eine hydrostatische Pumpe 10, die mechanisch mit dem Ausgang 35 der Schaltkupplung 4 antriebsverbunden ist, sowie einen hydrostatischen Motor 11, der hydraulisch mit der hydrostatischen Pumpe 10 verbunden ist und der mechanisch mit dem zweiten Eingang 24 des Summierungsgetriebes 8 antriebsverbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Antriebsanordnung für ein Aggregat eines landwirtschaftlichen Geräts oder einer landwirtschaftlichen Maschine mit einem hydrostatisch-mechanischem Getriebe. Bei dem Aggregat handelt es sich insbesondere um einen Dreschrotor eines Mähdreschers.
  • EP 1 072 817 81 zeigt ein hydraulisch-mechanisches Getriebe für eine landwirtschaftliche Erntemaschine. Es handelt sich vorzugsweise um einen Mähdrescher, wobei das hydraulisch-mechanische Getriebe den Dreschrotor antreibt und eine stufenlose Geschwindigkeitseinstellung des Dreschrotors ermöglicht. Hierbei wird eine Schaltkupplung von einem Antriebsmotor angetrieben. Ein Ausgang der Schaltkupplung ist mechanisch mit einer hydrostatische Pumpe antriebsverbunden. Der Ausgang der Schaltkupplung ist ferner mit einem Hohlrad eines Planetengetriebes antriebsverbunden. Ferner ist die hydrostatische Pumpe hydraulisch mit einem hydrostatischen Motor verbunden und treibt diesen an. Der hydrostatische Motor treibt das Sonnenrad eines Planetengetriebes an. Der Planetenträger des Planetengetriebes ist zum Antreiben des Dreschrotors mit diesem mechanisch antriebsverbunden.
  • Um einen großen Wandlungsbereich aufzuweisen, ist die hydrostatische Pumpe als Verstellpumpe ausgebildet und wird ausgehend von einem negativen Bereich des Schluckvolumens bis in einen positiven Bereich des Schluckvolumens verstellt. Wenn die hydrostatische Pumpe im negativen Bereich betrieben wird, ist von den einzelnen Bauelementen der Antriebsanordnung eine Blindleistung zu übertragen. Die Bauteile müssen entsprechend groß dimensioniert werden. Bei dem hydraulisch- mechanischen Getriebe gemäß EP 1 072 817 B1 muss insbesondere die Schaltkupplung die auftretende Blindleistung übertragen, so dass diese im Stande sein muss, die gegenüber der Nutzleistung höhere tatsächliche Leistungen übertragen zu können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Antriebsanordnung für ein Arbeitsaggregat eines landwirtschaftlichen Geräts oder einer landwirtschaftlichen Maschine bereitzustellen, bei der die einzelnen Bauteile und insbesondere die Schaltkupplung hinsichtlich der Leistungsübertragungskapazität möglichst gering dimensioniert werden können.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebsanordnung für ein Arbeitsaggregat eines landwirtschaftlichen Geräts oder einer landwirtschaftlichen Maschine gelöst, die
    eine Schaltkupplung mit einem Eingang, wobei der Eingang mechanisch mit einem Antriebsmotor antriebsverbindbar ist,
    ein Summierungsgetriebe mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang, wobei der erste Eingang mechanisch mit einem Ausgang der Schaltkupplung antriebsverbunden ist und der Ausgang zum Antreiben des Arbeitsaggregats dient,
    eine hydrostatische Pumpe, die mechanisch mit dem Ausgang der Schaltkupplung antriebsverbunden ist, sowie
    ein hydrostatischer Motor, der hydraulisch mit der hydrostatischen Pumpe verbunden ist und der mechanisch mit dem zweiten Eingang des Summierungsgetriebes antriebsverbunden ist, umfasst.
  • Bei dieser Antriebsanordnung wird Blindleistung, sofern sie auftritt, im hydraulischen Teil über die hydraulische Verbindung zwischen der hydrostatischen Pumpe und dem hydrostatischen Motor übertragen. Im mechanischen Bereich wird die Blindleistung lediglich über das Summierungsgetriebe übertragen. Die Schaltkupplung und die mechanischen Verbindungsbauteile zwischen der Schaltkupplung und dem Summierungsgetriebe befinden sich nicht innerhalb des Blindleistungsflusses und können entsprechend kleiner hinsichtlich ihrer Leistungsübertragungskapazitaten ausgelegt werden. Ferner sind diese Bauteile geringer beansprucht und weisen somit eine höhere Lebensdauer auf.
  • Vorzugsweise ist ein Motorgetriebe vorgesehen, das von dem Antriebsmotor antreibbar ist, wobei die Schaltkupplung an einem Getriebegehäuse des Motorgetriebes befestigt ist.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Aggregatgetriebe zum Antreiben des Arbeitsaggregats vorgesehen ist und dass die hydrostatische Pumpe und der hydrostatischer Motor an einem Getriebegehäuse des Aggregatgetriebes befestigt sind.
  • Hierdurch lassen sich äußerst kurze Übertragungswege des hydrostatischen Leistung erzielen, so dass die Verlustleistung reduziert werden kann. Hingegen werden lange Übertragungswege mechanisch bewerkstelligt, z. B. mittels einer Gelenkwelle zwischen der Schaltkupplung und dem Eingang des Aggregatgetriebes. Bei einer mechanischen Übertragung über größere Entfernungen treten in der Regel geringere Leistungsverluste auf, so dass der Wirkungsgrad der Antriebsanordnung erhöht wird.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Eingang des Aggregatgetriebes durch eine Eingangswelle dargestellt ist, die koaxial zu einer Eingangswelle des hydrostatischen Motors angeordnet ist.
  • Der Eingang des Aggregatgetriebes kann durch eine Eingangswelle und der Ausgang des Aggregatgetriebes durch eine Ausgangswelle dargestellt sein, die in einem rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
  • Zur Erzielung der Umlenkung kann die Eingangswelle des Aggregatgetriebes Bestandteil eines Winkelgetriebes sein. Die Eingangswelle des Aggregatgetriebes kann direkt zum Antreiben der hydrostatischen Pumpe dienen.
  • Für einen großen Wandlungsbereich kann das Arbeitsgetriebe ein Schaltgetriebe umfassen, das mit dem Summierungsgetriebe antriebsverbunden ist.
  • Vorzugsweise ist das Summierungsgetriebe ein Planetengetriebe mit einem Hohlrad, einem Sonnenrad und einer Mehrzahl von Planetenrädern mit einem Planetenträger, wobei der erste Eingang das Hohlrad des Planetengetriebes, der zweite Eingang das Sonnenrad und der Ausgang der Planetenträger sind.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Antriebsanordnung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Die Figur zeigt einen Antriebsmotor 1 als Hauptantrieb, z. B. in Form eines Verbrennungsmotors, der mit einem Motorgetriebe 2, welches ein Getriebegehäuse 3 aufweist, antriebsverbunden ist. Das Motorgetriebe 2 treibt eine Schaltkupplung 4 an, die wiederum über eine Gelenkwelle 5 ein Aggregatgetriebe 6 antreibt, wobei das Aggregatgetriebe 6 ein Getriebegehäuse 7 und darin ein Summierungsgetriebe in Form eines Planetengetriebes 8 umfasst. Das Aggregatgetriebe 6 dient zum Antreiben eines Arbeitsaggregats in Form eines Dreschrotors 9 eines Mähdreschers. An dem Getriebegehäuse 7 des Aggregatgetriebes 6 sind eine hydrostatische Pumpe 10 und ein hydrostatischer Motor 11 befestigt, und wie im folgenden näher erläutert wird, mechanisch mit dem Aggregatgetriebe 6 antriebsverbunden. Die hydrostatische Pumpe 10 ist über nicht dargestellte Hydraulikleitungen mit dem hydrostatischen Motor 11 hydraulisch verbunden, um letzteren anzutreiben.
  • Das Aggregatgetriebe 6 weist einen Eingang in Form einer Eingangswelle 12 auf, die von der Gelenkwelle 5 angetrieben wird. Die Eingangswelle 12 des Aggregatgetriebes 6 ist direkt mit einer Eingangswelle 13 der hydrostatischen Pumpe 13 verbunden, so dass die Eingangswelle 12 des Aggregatgetriebes 6 und die Eingangswelle 13 der hydrostatischen Pumpe 10 koaxial zueinander angeordnet sind und ohne Übersetzungsstufe verbunden sind.
  • Auf der Eingangswelle 12 des Aggregatgetriebes 6 ist ein erstes Kegelrad 14 drehfest angeordnet, welches ein zweites Kegelrad 15 antreibt, das auf einer Vorgelegewelle 16 sitzt. Die Kegelräder 14, 15 bilden ein Winkelgetriebe 29, wobei die Vorgelegewelle 16 im rechten Winkel zur Eingangswelle 12 des Aggregatgetriebes 6 angeordnet ist.
  • An das Winkelgetriebe 29 schließt sich ein Schaltgetriebe 30 an. Die Vorgelegewelle 16 verläuft in das Schaltgetriebe 30 und treibt dort wahlweise über eine erste Zahnradstufe 17 oder eine zweite Zahnradstufe 18 mit jeweils unterschiedlichen Übersetzungen eine erste Abtriebswelle 19 an. Die erste Abtriebswelle 19 ist mit einem Hohlrad 20 (erster Eingang) des Planetengetriebes 8 verbunden. Die erste Abtriebswelle 19 ist als Hohlwelle gestaltet, die zentral eine zweite Abtriebswelle 21 drehbar aufnimmt. Die zweite Abtriebswelle 21 ist über eine Übersetzungsstufe 22 mit mehreren Stirnrädern mit einer Ausgangswelle 23 des hydrostatischen Motors 11 antriebsverbunden. Hierbei sind die Ausgangswelle 23 des hydrostatischen Motors 11 und die zweite Abtriebswelle 21 parallel zueinander angeordnet. Über die zweite Abtriebswelle 21 wird ein Sonnenrad 24 (zweiter Eingang) des Planetengetriebes 8 angetrieben.
  • Das Planetengetriebe 8 umfasst ferner mehrere Planetenräder 25, die zwischen dem Hohlrad 20 und dem Sonnenrad 24 angeordnet sind und drehbar an einem Planetenträger 26 befestigt sind. Der Planetenträger 26 weist eine Ausgangswelle 27 auf, welche den Ausgang des Planetengetriebes 8 darstellt und über welche der Dreschrotor 9 des Mähdreschers um eine Drehachse 28 drehbar angetrieben wird. Hierbei ist die Ausgangswelle 27 koaxial zur Drehachse 28 des Dreschrotors 9 angeordnet.
  • Insgesamt umfasst das Aggregatgetriebe 6 somit das Winkelgetriebe 29, das Schaltgetriebe 30 einschließlich der Übersetzungsstufe 22 und das Planetengetriebe B. Durch das Winkelgetriebe 29 sind die Eingangswelle 12 und die Ausgangswelle 27 des Aggregatgetriebes 6 im rechten Winkel zueinander angeordnet. Ebenso sind die Eingangswelle 13 der hydrostatischen Pumpe 10 und die Ausgangswelle 23 des hydrostatischen Motors 11 im rechten Winkel zueinander angeordnet. Durch eine andere Getriebeanordnung ist es auch möglich, die hydrostatische Pumpe 10 und den hydrostatischen Motor 11 derart zueinander anzuordnen, dass die Eingangswelle 13 der hydrostatischen Pumpe 10 und die Ausgangswelle 23 des hydrostatischen Motors 11 voneinander weg weisen und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei die hydrostatische Pumpe 10 und der hydrostatische Motor 11 in unmittelbarer Nähe zueinander angeordnet sind (back-to-back-Anordnung). Hierdurch können lange hydraulische Schläuche vermieden werden, die zu großen Verlustleistungen führen.
  • Der Antriebsmotor 1 ist mit einer Eingangswelle 31 des Motorgetriebes 2 antriebsverbunden. Die Eingangswelle 31 des Motorgetriebes 2 treibt über eine Übersetzungsstufe 32 mit mehreren Stirnrädern und Zwischenwellen eine Ausgangswelle 33 des Motorgetriebes 2 an. Die Ausgangswelle 33 des Motorgetriebes 2 ist mit einem Eingang 34 der Schaltkupplung 4 verbunden. Ein Ausgang 35 der Schaltkupplung 4 ist mit der Gelenkwelle 5 antriebsverbunden, um diese anzutreiben.
  • Die Schaltkupplung 4 ist als Lamellenkupplung mit einer Kupplungsnabe 36, die Innenlamellen 38 aufnimmt, und einer Kupplungshülse 37, welche Außenlamellen 39 aufnimmt, ausgestaltet. Die Kupplungsnabe 36 stellt hierbei den Eingang 34 der Schaltkupplung 4 dar, wohingegen die Kupplungshülse 37 den Ausgang 35 der Schaltkupplung 4 darstellt. Ein hier nicht dargestelltes Kupplungsgehäuse ist drehfest an dem Getriebegehäuse 3 des Motorgehäuses 2 befestigt.
  • Das Motorgetriebe 2 dient ferner zum Antreiben weiterer Aggregate oder mechanischen Antriebe wie z. B. Generatoren 40, Riemenantrieben 41 oder hydrostatischen Pumpen 42 für weitere Komponenten.
    • 1
    Antriebsmotor
    2
    Motorgetriebe
    3
    Getriebegehäuse
    4
    Schaltkupplung
    5
    Gelenkwelle
    6
    Aggregatgetriebe
    7
    Getriebegehäuse
    8
    Planetengetriebe
    9
    Dreschrotor
    10
    hydrostatische Pumpe
    11
    hydrostatischer Motor
    12
    Eingangswelle des Aggregatgetriebes
    13
    Eingangswelle der hydrostatischen Pumpe
    14
    erstes Kegelrad
    15
    zweites Kegelrad
    16
    Vorgelegewelle
    17
    erste Zahnradstufe
    18
    zweite Zahnradstufe
    19
    erste Abtriebswelle des Schaltgetriebes
    20
    Hohlrad (erster Eingang des Planetengetriebes)
    21
    zweite Abtriebswelle
    22
    Übersetzungsstufe
    23
    Ausgangswelle des hydrostatischen Motors
    24
    Sonnenrad (zweiter Eingang des Planetengetriebes)
    25
    Planetenrad
    26
    Planetenträger (Ausgang des Planetengetriebes)
    27
    Ausgangswelle
    28
    Drehachse des Dreschrotor
    29
    Winkelgetriebe
    30
    Schaltgetriebe
    31
    Eingangswelle des Motorgetriebes
    32
    Übersetzungsstufe
    33
    Ausgangswelle des Motorgetriebes
    34
    Eingang der Schaltkupplung
    35
    Ausgang der Schaltkupplung
    36
    Kupplungsnabe
    37
    Kupplungshülse
    38
    Innenlamellen
    39
    Außenlamellen

Claims (11)

  1. Antriebsanordnung für ein Arbeitsaggregat (9) eines landwirtschaftlichen Geräts oder einer landwirtschaftlichen Maschine umfassend eine Schaltkupplung (4) mit einem Eingang (34), wobei der Eingang (34) mechanisch mit einem Antriebsmotor (1) antriebsverbindbar ist, ein Summierungsgetriebe (8) mit einem ersten Eingang (20), einem zweiten Eingang (24) und einem Ausgang (26), wobei der erste Eingang (20) mechanisch mit einem Ausgang (35) der Schaltkupplung (4) antriebsverbunden ist und der Ausgang (26) zum Antreiben des Arbeitsaggregats (9) dient, eine hydrostatische Pumpe (10), die mechanisch mit dem Ausgang (35) der Schaltkupplung (4) antriebsverbunden ist, sowie ein hydrostatischer Motor (11), der hydraulisch mit der hydrostatischen Pumpe (10) verbunden ist und der mechanisch mit dem zweiten Eingang (24) des Summierungsgetriebes (8) antriebsverbunden ist.
  2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Motorgetriebe (2) vorgesehen ist, das von dem Antriebsmotor (1) antreibbar ist, und dass die Schaltkupplung (4) an einem Getriebegehäuse (3) des Motorgetriebes (1) befestigt ist.
  3. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aggregatgetriebe (6) zum Antreiben des Arbeitsaggregats (9) vorgesehen ist und dass die hydrostatische Pumpe (10) und der hydrostatischer Motor (11) an einem Getriebegehäuse (7) des Aggregatgetriebes (6) befestigt sind.
  4. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang (35) der Schaltkupplung (4) und ein Eingang (12) des Aggregatgetriebes (6) über eine Gelenkwelle (5) miteinander antriebsverbunden sind.
  5. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Aggregatgetriebes (6) eine Eingangswelle (12) ist, die koaxial zu einer Eingangswelle (13) des hydrostatischen Motors (11) angeordnet ist.
  6. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingang des Aggregatgetriebes (6) eine Eingangswelle (12) und der Ausgang des Aggregatgetriebes (6) eine Ausgangswelle (27) sind, wobei die Eingangswelle (12) und die Ausgangswelle (27) im rechten Winkel zueinander angeordnet sind.
  7. Antriebsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (12) des Aggregatgetriebes (6) Bestandteil eines Winkelgetriebes (29) ist.
  8. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (12) des Aggregatgetriebes (6) zum Antreiben der hydrostatischen Pumpe (10) dient.
  9. Antriebsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aggregatgetriebe (6) ein Schaltgetriebe (30) umfasst, das mit dem Summierungsgetriebe (8) antriebsverbunden ist.
  10. Antriebsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Summierungsgetriebe ein Planetengetriebe (8) mit einem Hohlrad (20), einem Sonnenrad (24) und einer Mehrzahl von Planetenrädern (25) mit einem Planetenträger (26) ist.
  11. Antriebsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Eingang das Hohlrad (20) des Planetengetriebes (8), der zweite Eingang das Sonnenrad (24) und der Ausgang der Planetenträger (25) sind.
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