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DE10313486A1 - Combined hydraulic- and mechanical transmission with power combination, has device interrupting transmission on hydraulic drive side - Google Patents

Combined hydraulic- and mechanical transmission with power combination, has device interrupting transmission on hydraulic drive side Download PDF

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DE10313486A1
DE10313486A1 DE2003113486 DE10313486A DE10313486A1 DE 10313486 A1 DE10313486 A1 DE 10313486A1 DE 2003113486 DE2003113486 DE 2003113486 DE 10313486 A DE10313486 A DE 10313486A DE 10313486 A1 DE10313486 A1 DE 10313486A1
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hydrostatic
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Jürgen Dipl.-Ing. Pohlenz
Walter Dipl.-Ing. Fischer
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ZF Friedrichshafen AG
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ZF Friedrichshafen AG
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Abstract

On the hydraulic (or hydrostatic) transmission side, a device (12) is provided to interrupt power transmission.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein hydrostatischmechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe für Kraftfahrzeuge, insbesondere für landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a hydrostatic-mechanical power split transmission for motor vehicles, especially for agricultural commercial vehicles, according to the preamble of the claim 1.

Hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe umfassen nach dem Stand der Technik ein stufenlos verstellbares Hydrostatgetriebe mit einer volumenverstellbaren und einer volumenkonstanten Einheit, einem Summierungsgetriebe und einem Bereichsgetriebe mit mehreren schaltbaren Gängen. Die über eine Antriebswelle eingeleitete Leistung verzweigt sich zum einen zu dem Hydrostatgetriebe und zum anderen auf eine Eingangswelle des Summierungsgetriebes.Hydrostatic-mechanical power split transmission include a continuously adjustable according to the prior art Hydrostatic transmission with a volume-adjustable and a volume constant Unit, a summation gear and a range gear with several switchable gears. The above on the one hand, a drive shaft introduced power branches to the hydrostatic transmission and on the other to an input shaft of the Summing.

Durch das Summierungsgetriebe werden die Drehzahlen und Drehmomente des Hydrostatgetriebes und der Antriebsmaschine zusammengeführt. Mit Hilfe von Schaltelementen sind verschiedene Gänge anwählbar, indem die Ausgangswelle des Summiergetriebes über unterschiedliche Stirnradstufen mit der Antriebswelle gekoppelt wird.Through the summation gear the speeds and torques of the hydrostatic transmission and the drive machine merged. With With the help of switching elements, different gears can be selected by the output shaft of the summation gear over different spur gear stages coupled to the drive shaft becomes.

Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben bekannt. Beispielsweise offenbart die DE 101 28 076 A1 der Anmelderin ein Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem hydrostatischen und einem mechanischen Leistungszweig, bei dem ein Summierungsgetriebe mit vier Planetensätzen verwendet wird. Ein weiteres gattungsgemäßes Getriebe ist Gegenstand der EP 0 408 616 B1 der Anmelderin.A large number of hydrostatic-mechanical power split transmissions are known from the prior art. For example, the DE 101 28 076 A1 the applicant a power split transmission with a hydrostatic and a mechanical power branch, in which a summation gear with four planetary gear sets is used. Another generic transmission is the subject of EP 0 408 616 B1 the applicant.

Derartigen Getrieben liegt jedoch das gemeinsame Problem zu Grunde, dass das ein mit einem hydrostatischmechanischen Leistungsverzweigungsgetriebe ausgerüstetes Fahrzeug im Schadensfall des Getriebes nicht auf einfache Weise abgeschleppt werden kann, da beide Leistungszweige permanent mit der Abtriebswelle gekoppelt sind.However, such gears the common problem is that the one with a hydrostatic-mechanical Power split transmission equipped vehicle in case of damage the gear cannot be towed easily, since both power branches are permanently coupled to the output shaft are.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe zu schaffen, bei dem ein Abschleppen des Fahrzeugs im Schadensfall des Getriebes auf einfache Weise möglich ist.The present invention lies based on the task of a hydrostatic-mechanical power split transmission to create a towing of the vehicle in the event of damage of the transmission is possible in a simple manner.

Ausgehend von einem hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebe der eingangs näher genannten Art, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.Starting from a hydrostatic-mechanical Power split transmission of the type mentioned in the introduction takes place the solution this task with the features of claim 1. Advantageous Refinements emerge from the subclaims.

Demnach wird vorgeschlagen, ein hydrostatischmechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe mit einer Vorrichtung zur Kraftflussunterbrechung zu versehen, so dass das Fahrzeug im Schadensfall des Getriebes abgeschleppt werden kann.Accordingly, a hydrostatic-mechanical one is proposed Power split transmission with a device for power flow interruption to provide so that the vehicle in the event of damage to the transmission can be towed.

Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Hydrostatabtriebsseite in Kraftflussrichtung hinter dem Motor eine hydraulisch betätigbare Axialklauenschaltung angeordnet, welche ein Antriebszahnrad mit dem Abtrieb des Hydrostaten mittels einer Axialklaue lösbar verbindet. Im drucklosen Zustand wird die Verbindung gelöst.In a preferred embodiment is on the hydrostatic drive side in the direction of power flow behind the Motor a hydraulically operated Axial claw circuit arranged which a drive gear with releasably connects the hydrostatic output by means of an axial claw. The connection is released when depressurized.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass der Betriebsdruck der Axialklauenschaltung der Systemdruck des Getriebes ist, so dass, wenn der Systemdruck abfällt, der Abtrieb des Hydrostaten abgekoppelt wird, wodurch ein Abschleppen des Fahrzeugs ermöglicht wird.An advantageous training sees before that the operating pressure of the axial claw circuit the system pressure of the transmission, so that when the system pressure drops, the The hydrostatic output is decoupled, causing towing of the vehicle becomes.

In einer weiteren Ausgestaltungsform kann die Klauenkupplung zusätzlich während einer Schaltung des mechanischen Getriebeteils im Öffnungssinne betätigt werden, wodurch das Leistungsverzweigungsgetriebe in allen Fahrbereichen an zwei Stellen kraftflußfrei geschaltet werden kann. Dadurch wird eine erhöhte Sicherheit erreicht.In a further embodiment can also use the claw coupling while a circuit of the mechanical transmission part in the opening direction actuated be, which makes the power split transmission in all driving ranges free of force flow in two places can be switched. This increases security.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Klauenkupplung automatisch dann zu öffnen, wenn die Steuereinheit des Getriebes während einer Schaltung erkennt, dass die zu öffnende Schaltkupplung nicht öffnet, da die Lamellen dieser Kupplung beispielsweise verschweißt sind.There is still the possibility the dog clutch automatically open when the control unit of the transmission during a circuit detects that the clutch to be opened does not open because the plates of this clutch are welded, for example.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beispielhaft näher erläutert.The invention is illustrated below the drawing of a preferred embodiment of the invention by way of example explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

1: eine schematische Darstellung eines hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung; und 1 : a schematic representation of a hydrostatic-mechanical power split transmission according to the present invention; and

2: eine Schnittansicht einer Axialklausenschaltung, welche in die Hydrostatabtriebsseite eines hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes gemäß der vorliegenden Erfindung integriert ist. 2 : A sectional view of an axial claw circuit, which is integrated in the hydrostatic output side of a hydrostatic-mechanical power split transmission according to the present invention.

Der allgemeine Aufbau und die Funktionsweise hydrostatisch-mechanischer Leistungsverzweigungsgetriebe sind dem Fachmann bestens bekannt. Hier soll daher nur auf Besonderheiten der vorliegenden Erfindung eingegangen werden.The general structure and how it works hydrostatic-mechanical power split transmissions are that Well known to a person skilled in the art. Therefore, only special features should be mentioned here of the present invention.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes hydrostatischmechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe 1 mit einem hydrostatischen Getriebeteil 2 und einem mechanischen Getriebeteil 3 gezeigt. Ferner ist das Summierungsgetriebe 4 gezeigt, welches drei Planetensätze umfasst. Des weiteren umfasst das gezeigte Getriebe eine Eingangswelle 5, eine Zwischenwelle 6 und eine Abtriebswelle 7.In 1 is a hydrostatic-mechanical power split transmission according to the invention 1 with a hydrostatic transmission part 2 and a mechanical gear part 3 shown. Furthermore, the summation gear 4 shown, which comprises three planetary sets. Furthermore, the transmission shown comprises an input shaft 5 , an intermediate shaft 6 and an output shaft 7 ,

Der hydrostatische Getriebeteil 2 wird durch eine erste Hydrostateinheit 8 in Form eines Konstantmotors und durch eine zweite Hydrostateinheit 9 in Form einer Verstellpumpe in „back to back"-Anordnung gebildet. Motor 8 und Pumpe 9 sind auf der Zwischenwelle 6 angeordnet und werden über ein Stirnradpaar 10 durch die Eingangswelle 5 angetrieben. Der Abtrieb des hydrostatischen Getriebeteils 2, ist mittels eines Zahnrades 11 mit dem Summierungsgetriebe 4 verbunden.The hydrostatic transmission part 2 is by a first hydrostatic unit 8th in the form of a constant motors and by a second hydrostatic unit 9 in the form of a variable displacement pump in a "back to back" arrangement. Motor 8th and pump 9 are on the intermediate shaft 6 arranged and are via a spur gear pair 10 through the input shaft 5 driven. The output of the hydrostatic transmission part 2 , is by means of a gear 11 with the summation gear 4 connected.

Gemäß der Erfindung wird nun an der Hydrostatabtriebsseite, in Kraftflussrichtung hinter dem Konstantmotor 8 eine hydraulisch betätigbare Axialklauenschaltung 12 angeordnet, welche im drucklosen Zustand geöffnet ist, wodurch der Kraftfluss im Schadensfall des Getriebes unterbrochen werden kann.According to the invention is now on the hydrostatic output side, in the direction of power flow behind the constant motor 8th a hydraulically operated axial claw circuit 12 arranged, which is open in the depressurized state, whereby the flow of power can be interrupted in the event of damage to the transmission.

Details der Axialklauenschaltung 12 können 2 entnommen werden: Sie verbindet das Antriebszahnrad 11 mit dem Abtrieb 13 des Hydrostaten mittels einer Axialklaue 14 lösbar. Der dafür notwendige Druck wird von einer Pumpe geliefert; in vorteilhafter Weise kann der notwendige Druck der Betriebsdruck bzw. Systemdruck des Getriebes sein. Ein typischer Wert hierfür ist 20 bar.Details of the axial claw circuit 12 can 2 be removed: It connects the drive gear 11 with the downforce 13 the hydrostatic device using an axial claw 14 solvable. The pressure required for this is supplied by a pump; the necessary pressure can advantageously be the operating pressure or system pressure of the transmission. A typical value for this is 20 bar.

Wenn kein Druck herrscht, dann wird die Axialklaue 14 und der Kolben 15 durch die Kraft der Tellerfedern 16 entlang des Führungsprofils 17 verschoben, so dass die Verbindung zum Abtrieb 13 des Hydrostaten unterbrochen wird. In der Figur sind auch die Rillenkugellager 18, der Lagerung des Zahnrades 11 und der Axialklauenschaltung 12 gezeigt; der Abtrieb 13 des Hydrostaten ist über weitere Rillenkugellager 19 und einen Sicherungsring 20 drehbar an das Gehäuse der Axialklauenschaltung 12 gelagert. Die Axialklauenschaltung ist mit dem Zahnrad 11 verdrehfest verbunden.If there is no pressure, then the axial claw 14 and the piston 15 by the force of the disc springs 16 along the guide profile 17 moved so that the connection to the output 13 of the hydrostat is interrupted. The deep groove ball bearings are also in the figure 18 , the bearing of the gear 11 and the axial claw circuit 12 shown; the downforce 13 the hydrostatic is over more deep groove ball bearings 19 and a snap ring 20 rotatable on the housing of the axial claw circuit 12 stored. The axial claw circuit is with the gear 11 non-rotatably connected.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Axialklauenschaltung 12 von der Ölpumpe 21 des Getriebes 1 über ein Ventil 22 mit Öl versorgt wird. Auf diese Weise befindet sich die Axialklauenschaltung 12 bei Getriebesystemdruckausfall im drucklosen und somit geöffneten Zustand. Dadurch wird gewährleistet, dass im Schadensfall des Getriebes die Hydrostatabtriebsseite abgekoppelt wird, so dass das Fahrzeug abgeschleppt werden kann.According to the invention it is provided that the axial claw circuit 12 from the oil pump 21 of the transmission 1 via a valve 22 is supplied with oil. In this way the axial claw circuit is located 12 in the event of transmission system pressure failure in the depressurized and thus open state. This ensures that the hydrostatic drive side is disconnected in the event of damage to the transmission, so that the vehicle can be towed.

11
hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebehydrostatic-mechanical Power split transmission
22
hydrostatischer Getriebeteilhydrostatic transmission part
33
mechanischer Getriebeteilmechanical transmission part
44
Summierungsgetriebesumming
55
Eingangswelleinput shaft
66
Zwischenwelleintermediate shaft
77
Abtriebswelleoutput shaft
88th
Konstantmotorconstant engine
99
Verstellpumpevariable
1010
Stirnradpaarcylindrical gear
1111
Zahnradesgear
1212
AxialklauenschaltungAxialklauenschaltung
1313
Abtrieb des Hydrostatenoutput of the hydrostatic
1414
AxialklaueAxialklaue
1515
Kolbenpiston
1616
TellerfederBelleville spring
1717
Führungsprofilguide profile
1818
RillenkugellagerDeep groove ball bearings
1919
RillenkugellagerDeep groove ball bearings
2020
Sicherungsringcirclip
2121
Ölpumpeoil pump
2222
VentilValve

Claims (5)

Hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, mit einem hydrostatischen Getriebeteil (2) und einen mechanischen Getriebeteil (3), wobei die Leistung der Getriebeteile (2, 3) in einem Summierungsgetriebe (4) zusammengeführt wird, umfassend eine Eingangswelle (5), eine Abtriebswelle (7) und eine Zwischenwelle (6), auf der der Motor (8) und die Pumpe (9) des hydrostatischen Getriebeteils (2) angeordnet sind, wobei der Abtrieb (13) des hydrostatischen Getriebeteils (2) mittels eines Zahnrades (11) mit dem Summierungsgetriebe 4 verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hydrostatabtriebsseite eine Vorrichtung zur Kraftflussunterbrechung (12) vorgesehen ist.Hydrostatic-mechanical power split transmission, with a hydrostatic transmission part ( 2 ) and a mechanical gear part ( 3 ), the performance of the transmission parts ( 2 . 3 ) in a summation gear ( 4 ) is merged, comprising an input shaft ( 5 ), an output shaft ( 7 ) and an intermediate shaft ( 6 ) on which the engine ( 8th ) and the pump ( 9 ) of the hydrostatic transmission part ( 2 ) are arranged, the output ( 13 ) of the hydrostatic transmission part ( 2 ) by means of a gear ( 11 ) is connected to the summation gear 4, characterized in that a device for interrupting the flow of power ( 12 ) is provided. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Hydrostatabtriebsseite in Kraftflussrichtung hinter dem Motor (8) eine hydraulisch betätigbare Axialklauenschaltung (12) angeordnet ist, welche das Antriebszahnrad (11) mit dem Abtrieb (13) des Hydrostaten mittels einer Axialklaue (14) lösbar verbindet.Power split transmission according to claim 1, characterized in that on the hydrostatic output side in the direction of power flow behind the engine ( 8th ) a hydraulically operated axial claw circuit ( 12 ) is arranged, which the drive gear ( 11 ) with the output ( 13 ) of the hydrostat using an axial claw ( 14 ) releasably connects. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsdruck der Axialklauenschaltung (12) der Systemdruck des Getriebes ist, so dass, wenn der Systemdruck abfällt, der Abtrieb (13) des Hydrostaten abgekoppelt wird.Power split transmission according to claim 2, characterized in that the operating pressure of the axial claw circuit ( 12 ) is the system pressure of the gearbox, so that when the system pressure drops, the output ( 13 ) of the hydrostatic unit. Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Axialklauenschaltung (12) von der Ölpumpe des Getriebes (1) mit Öl versorgt wird.Power split transmission according to claim 2 or 3, characterized in that the Axial claw circuit ( 12 ) from the transmission oil pump ( 1 ) is supplied with oil. Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (15) und die Axialklaue (14) der Axialklauenschaltung (12) mit dem Zahnrad (11) verdrehfest verbunden sind, wobei der Kolben (15) entlang eines Führungsprofils (17) gegen die Kraft von Tellerfedern (16) axial verschiebbar ist.Power split transmission according to one of claims 2 to 4, characterized in that the piston ( 15 ) and the axial claw ( 14 ) of the axial claw circuit ( 12 ) with the gear ( 11 ) are non-rotatably connected, the piston ( 15 ) along a guide profile ( 17 ) against the force of disc springs ( 16 ) is axially displaceable.
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