DE1149625B

DE1149625B - Infinitely variable hydrostatic-mechanical drive of a vehicle axle, especially for agricultural tractors

Info

Publication number: DE1149625B
Application number: DEM49207A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Max Adolf Mueller
Original assignee: MAX ADOLF MUELLER DIPL ING
Current assignee: MAX ADOLF MUELLER DIPL ING
Priority date: 1961-05-30
Filing date: 1961-05-30
Publication date: 1963-05-30

Description

Stufenlos regelbarer hydrostatisch-mechanischer Antrieb einer Fahrzeugachse, insbesondere für Ackerschlepper Die Erfindung betrifft einen stufenlos regelbaren hydrostatisch-mechanischen Antrieb einer Fahrzeugachse, insbesondere für Ackerschlepper, mit zwei zwischen der Antriebsmaschine und den Antriebsrädern eingeschalteten, als Umlaufgetriebe ausgebildeten überlagerungsgetrieben, wobei auf ein Glied jedes Überlagerungsgetriebes mindestens ein hydrostatischer Motor eines stufenlos regelbaren hydrostatischen Getriebes wirkt.Infinitely variable hydrostatic-mechanical drive of a vehicle axle, in particular for agricultural tractors The invention relates to a continuously variable one hydrostatic-mechanical drive of a vehicle axle, especially for agricultural tractors, with two connected between the prime mover and the drive wheels, as Epicyclic gears formed superposition gears, with one link of each superposition gear at least one hydrostatic motor of a continuously variable hydrostatic Gear works.

Aus zwei gleichen, zwischen der Antriebsmaschine und den Antriebsrädern eingeschalteten überlagerungsgetrieben bestehende Antriebe für Fahrzeugachsen, denen ein gemeinsames Ausgleichsgetriebe vorgeschaltet ist, sind bekannt. Diese Antriebe arbeiten bei verringertem Fahrtwiderstand einer Antriebsseite nur, wenn das Ausgleichsgetriebe gesperrt wird. Die Sperre bringt aber konstruktiv und fahrtechnisch Schwierigkeiten. Bei Eintritt dieses Zustandes fällt fast immer der gesamte Antrieb für das Fahrzeug aus, und es ist dann besonders schwierig, das Fahrzeug wieder in Bewegung zu setzen.From two of the same, between the prime mover and the drive wheels switched on superposition gears existing drives for vehicle axles, which a common differential gear is connected upstream are known. These drives only work with reduced driving resistance on one drive side if the differential gear is blocked. The lock brings constructive and technical difficulties. When this situation occurs, the entire drive for the vehicle almost always falls off, and it is then particularly difficult to get the vehicle moving again.

Durch die Erfindung soll ein stufenloser hydrostatisch-mechanischer Antrieb einer Fahrzeugachse geschaffen werden, der den bekannten Nachteil vermeidet, so daß auch bei einem geringen Fahrtwiderstand der einen Seite die volle Fahrleistung der andern Seite noch zur Verfügung steht. Dabei soll dies ohne Einrücken einer Sperre für das Ausgleichsgetriebe erfolgen, so daß ein Abschalten des Antriebs nicht nötig wird.The invention is intended to be a stepless hydrostatic-mechanical Drive a vehicle axle can be created, which avoids the known disadvantage so that even with a low driving resistance on one side the full driving performance the other side is still available. This should be done without indenting a The differential gear is locked so that the drive cannot be switched off becomes necessary.

Die Erfindung besteht darin, daß ein als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes Verzweigungsgetriebe in den Antrieb der Fahrzeugachse eingeschaltet ist, dessen eines Glied mit der Antriebsmaschine verbunden ist, dessen zweites Glied die Pumpen der hydrostatischen Getriebe antreibt und dessen drittes Glied mit den Antriebsrädern über ein zwischen den überlagerungsgetrieben vorgesehenes Ausgleichsgetriebe und die überlagerungsgetriebe in Triebverbindung steht.The invention consists in that a designed as a planetary gear Splitting gear is switched into the drive of the vehicle axle, its one link is connected to the prime mover, the second link of which is the pumps the hydrostatic transmission drives and its third link with the drive wheels Via a differential gear provided between the superposition gears and the superposition gear is in drive connection.

Ist das Getriebe z. B. so ausgelegt, daß das größte Raddrehmoment, also auch die größte Zugkraft am Haken des Schleppers, bei gleichem Drehmomentanteil der hydrostatischen und der mechanischen Übertragung erreicht wird, so kann das Drehmoment eines Rades bis auf den halben Wert des auf das andere Rad übertragenen Wertes absinken, ohne daß ein Gleitvorgang am Rad selbst eintritt. Wäre das Verhältnis zwischen dem größten hydrostatisch übertragenen Drehmomentanteil und dem mechanisch übertragenen Drehmomentanteil 3:1, was etwa den Verhältnissen eines 20-PS-Ackerschleppers mit einer größten Fahrgeschwindigkeit von 20 km/h entspricht, so kann das Drehmoment des einen Rades auf ein Siebentel des des anderen Rades sinken, bevor ein Gleitvorgang eintreten wird. Unter diesen Verhältnissen wird es fast nie notwendig werden, von einer Sperrung des Ausgleichsgetriebes Gebrauch machen zu müssen.Is the transmission z. B. designed so that the greatest wheel torque, thus also the greatest pulling force on the hook of the tractor, with the same torque share hydrostatic and mechanical transmission is achieved, so can Torque of one wheel up to half the value transferred to the other wheel Value decrease without the wheel itself sliding. Would be the ratio between the largest hydrostatically transmitted torque component and the mechanical one transmitted torque ratio 3: 1, which is about the ratios of a 20 HP farm tractor with a maximum driving speed of 20 km / h, the torque one wheel will sink to one seventh of that of the other wheel before sliding will occur. Under these circumstances it will almost never be necessary to having to make use of a lock of the differential gear.

Im Rahmen des Antriebes nach der Erfindung ist zweckmäßig vorgesehen, die eine Pumpe der hydrostatischen Getriebe durch ein Ventil abzuschalten. Die von der Versorgung der hydrostatischen Motoren abgeschaltete Pumpe kann dann. zum Antrieb von weiteren Arbeitsgeräten benutzt werden. Die nicht abgeschaltete Pumpe versorgt auch die hydrostatischen Motore der überlagerungsgetriebe allein.In the context of the drive according to the invention it is expediently provided turn off one pump of the hydrostatic transmission by a valve. The from the supply to the hydrostatic motors can then be switched off. to drive can be used by other work equipment. The pump that is not switched off supplies power also the hydrostatic motors of the superimposed gearbox alone.

In den Zeichnungen ist der Antrieb nach der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel im Schema dargestellt. Es zeigt Fig. 1 den grundsätzlichen Aufbau und Fig.2 die Leitungsverbindung mit den Regelorganen.In the drawings, the drive according to the invention is in one embodiment shown in the scheme. It shows Fig. 1 the basic structure and Fig.2 the Line connection with the regulating bodies.

Die Welle 1 wird von der Antriebsmaschine 2 getrieben und treibt über das Kegelräderpaar 3 eine Hohlwelle 4 und damit das Sonnenrad 5 eines als dreiachsiges Umlaufrädergetriebe ausgebildeten Verzweigungsgetriebes., dessen Steg 6 mit dem Gehäuse 7 des Ausgleichsgetriebes 8 verbunden ist. Die Umlaufräder 10 stützen sich auf das Hohlrad 9 ab und treiben über dieses das Vorgelege 11 und die Welle 28 über die Kegelräderpaare 12 und 12' die im Hubvolumen regelbaren Pumpen 13 und 13'. Das Ausgleichsgetriebe 8 hat eine mechanisch wirkende Sperreinrichtung 19.The shaft 1 is driven by the prime mover 2 and overdrives the bevel gear pair 3 is a hollow shaft 4 and thus the sun gear 5 is a three-axis one Epicyclic gear train formed branching gear., Whose web 6 with the Housing 7 of the differential gear 8 is connected. The planet gears 10 are supported on the ring gear 9 and drive the countershaft 11 and the shaft 28 via this the bevel gear pairs 12 and 12 'the pumps 13 and 13' with adjustable stroke volume. That Differential 8 has a mechanically acting locking device 19th

Die vom Ausgleichsgetriebe 8 angetriebenen Wellen 14 und 14' sind über ein als Umlaufrädergetriebe ausgebildetes überlagerungsgetriebe 15 bzw. 15' mit den Antriebsrädern 16 bzw. 16' verbunden. Der Umlaufräderträger 27 bzw. 27' des überlagerungsgetriebes 15 und 15' ist jeweils über ein Vorgelege 17 und 17' mit den hydrostatischen Motoren 18 und 18' fest verbunden. Diese hydrostatischen Motoren 18 und 18' werden je nach dem geforderten Momentenwandelverhältnis mit regelbarem oder nicht regelbarem Hubvolumen ausgerüstet.The shafts 14 and 14 'driven by the differential gear 8 are via a superposition gear 15 or 15 'designed as a planetary gear train connected to the drive wheels 16 and 16 '. The revolving gear carrier 27 or 27 ' the superposition gear 15 and 15 'is each via a countershaft 17 and 17' firmly connected to the hydrostatic motors 18 and 18 '. This hydrostatic Motors 18 and 18 'are adjustable depending on the required torque conversion ratio or a non-adjustable stroke volume.

Die Fig. 2 zeigt die Schaltung der Leitungen mit den notwendigen Regelorganen für die Pumpen 13, 13' und die hydrostatischen Motoren 18, 18'. Um eine völlige Aufhebung der Sperrwirkung des hydrostatischen Getriebeteiles auf den Momentenausgleich zwischen den Antriebsrädern 16 und 16' zu erzielen, ist es notwendig, die Leitungen beider Systeme miteinander zu verbinden. Das Venti120 ist dafür vorgesehen. Für den Fall, daß die Fahrleistung nur einen Teil der Leistung der Antriebsmaschine 2 benötigt, kann eine der Pumpen 13 oder 13' abgeschaltet werden. Dazu ist es notwendig, daß die Steuerspiegel oder die Schrägstellung der Zylinder, d. h. also die Hubvolumenverstellung der Pumpen 13 und 13', jeweils für sich getrennt oder gemeinsam vorgenommen werden kann. über ein Ventil 21 kann die Leistung einer Pumpe (in Fig. 2 die Pumpe 13') aus dem Fahrantrieb ab- und auf eine andere Arbeitseinrichtung über die Leitungen 29 und 30 geschaltet werden.Fig. 2 shows the circuit of the lines with the necessary control elements for the pumps 13, 13 'and the hydrostatic motors 18, 18'. In order to achieve a complete cancellation of the locking effect of the hydrostatic transmission part on the torque balance between the drive wheels 16 and 16 ', it is necessary to connect the lines of both systems to one another. The Venti120 is intended for this. In the event that the driving performance requires only part of the performance of the drive machine 2, one of the pumps 13 or 13 'can be switched off. For this it is necessary that the control plate or the inclined position of the cylinders, that is to say the displacement adjustment of the pumps 13 and 13 ', can be carried out separately or together. The power of a pump (in FIG. 2 the pump 13 ′) from the drive can be switched off via a valve 21 and switched to another working device via the lines 29 and 30.

Wird das Ventil 20 als Dreiwegeventil ausgeführt, so können die Pumpen 13 und 13' entweder jede getrennt oder auch gemeinsam auf die zugehörigen hydrostatischen Motoren 18 und 18' arbeiten und schließlich auf die hydrostatischen Motoren 18 und 18' sowie weitere Motoren, z. B. die hydrostatischen Motoren eines Arbeitsgerätes, die über die Leitungen 22 und 23 versorgt werden können. Die Vorförder-oder Spülpumpe 24 und die Ventilblöcke 25 und 25' sowie der ölbehälter 26 entsprechen den bekannten Anordnungen. Da die Vorförderpumpe 24 über die Welle 28 des Vorgeleges 11 angetrieben wird, ist ihre Leistung immer proportional der Drehzahl des Hohlrades 9 des Verzweigungsgetriebes, verschwindet also auch, wenn dieses zum Stillstand kommt. In diesem Antrieb ist ein Vorgelege 31 eingeschaltet.If the valve 20 is designed as a three-way valve, the pumps can 13 and 13 'either separately or together on the associated hydrostatic Motors 18 and 18 'work and finally the hydrostatic motors 18 and 18 'and other motors, e.g. B. the hydrostatic motors of an implement, which can be supplied via lines 22 and 23. The prefeed or flushing pump 24 and the valve blocks 25 and 25 'as well as the oil container 26 correspond to the known ones Arrangements. Since the prefeed pump 24 is driven via the shaft 28 of the countershaft 11 its power is always proportional to the speed of the ring gear 9 of the split gear, also disappears when this comes to a standstill. In this drive is an intermediate gear 31 switched on.

Nebenantriebe, die fahrgeschwindigkeitsabhängig sein sollen, wird man über hydrostatische Motoren antreiben, die an die Leitungen 22 und 23 angeschlossen sind. Nebenantriebe, die von der Fahrgeschwindigkeit unabhängig sein sollen, insbesondere bei Stillstand des Schleppers auch noch zur Verfügung stehen sollen, wird man direkt oder über ein Vorgelege mit einer Kupplung an die Welle 1 der Antriebsmaschine 2 anschließen.Power take-offs that should be dependent on the vehicle speed are driven by hydrostatic motors connected to lines 22 and 23 are. Power take-offs that should be independent of the driving speed, in particular should also be available when the tractor is at a standstill, you will be able to do so directly or via a back gear with a coupling to shaft 1 of drive machine 2 connect.

Durch Anbau eines vom öldruck gesteuerten Hubvolumenreglers, der das Hubvolumen der hydrostatischen Motoren 18 und 18' bei fallendem COldruck verkleinert, bei einem bestimmten Druck das Hubvolumen zu Null werden läßt und bei noch kleinerem Druck die Förderrichtung durch Durchschwenken des Zylinderblocks der hydrostatischen Motoren 18 und 18' bzw. deren Schrägscheiben umkehrt, kann eine absolut selbsttätige Anpassung der Fahrgeschwindigkeit des Schleppers an den Fahrtwiderstand erreicht werden.By adding a displacement regulator controlled by the oil pressure, which enables the The displacement of the hydrostatic motors 18 and 18 'is reduced as the CO pressure falls, at a certain pressure the stroke volume can become zero and at an even smaller one Pressure the conveying direction by pivoting the cylinder block of the hydrostatic Motors 18 and 18 'or their swash plates reverses, can be an absolutely automatic Adjustment of the driving speed of the tractor to the driving resistance achieved will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Infinitely variable hydrostatic-mechanical Drive a vehicle axle, especially for agricultural tractors, with two between the prime mover and the drive wheels engaged, as epicyclic gears trained superposition gears with one link of each superposition gear at least one hydrostatic motor of a continuously variable hydrostatic Transmission acts, characterized in that one designed as a planetary gear transmission Splitting gear is switched into the drive of the vehicle axle, its a link (5) is connected to the prime mover (2), the second link of which (9) drives the pumps (13 and 13 ') of the hydrostatic transmission and its third Link (6) with the drive wheels (16 and 16 ') via a between the superposition gears (15 and 15 ') provided differential gear (8) and the superposition gear (15 and 15 ') is in drive connection.

2. Hydrostatic-mechanical drive according to claim 1, characterized in that a pump (13 or 13 ') of the hydrostatic transmission can be switched off by a valve (21).

3. Hydrostatic-mechanical drive according to claim 1, characterized in that in a known manner a pump (13 or 13 ') for the simultaneous supply of the two superposition gears (15 or 15') regulating hydrostatic motors (18 and 18 @) is switchable.

4. Hydrostatic-mechanical drive according to claim 1, characterized in that that the of the supply of the hydrostatic motors (18 or: 18 ') is switched off Pump (13 or 13 '), via the valve (21) to the power take-off, such as from working equipment, is switchable.

5. Hydrostatic-mechanical drive according to claim 1, characterized in that further working devices can be driven by the hydrostatic circuit of the pumps (13 and 13 ') via a valve arrangement (20).

6. Hydrostatic-mechanical Drive according to claim 1, characterized in that the hydrostatic motors (18, 18 @ via the planetary gear carriers (27 or 27 ') of the superposition gear directly are connected to the wheel drive shafts.

7. Hydrostatic-mechanical drive according to claim 1, characterized in that the two are a hydrostatic transmission forming hydrostatic units (13, 18 or 13 ', 18') in per se known Way are combined with their regulations to form a unit and this unit parallel to the shafts (14 and 14 ') driven by the differential gear (8) in the axle housing are arranged. Publications considered: German Auslegeschriften No. 1065 734, 1065 733; German Patent No. 747 763; British patent specification No. 181565.