Modulares CVT Konzept für N · PDF fileVariation der Übersetzungen ......
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VDS Getriebe GmbH | Gewerbepark 6| 4493 Wolfern | Tel. +43 (0)7253 88080-0 | Fax +43 (0)7253 88080-50 | Mail: [email protected] | www.vds-getriebe.at Modulares CVT Konzept für Nischenanwendungen Gerhard Hörmann VDS Getriebe GmbH Gewerbepark 6, A-4493 Wolfern Tel.: +43 7253 88080-0 Fax: +43 7253 88080-50 [email protected] www.vds-getriebe.at
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VDS Getriebe GmbH | Gewerbepark 6| 4493 Wolfern | Tel. +43 (0)7253 88080-0 | Fax +43 (0)7253 88080-50 | Mail: [email protected] | www.vds-getriebe.at
Modulares CVT
Konzept für
Nischenanwendungen
Gerhard HörmannVDS Getriebe GmbH
Gewerbepark 6, A-4493 WolfernTel.: +43 7253 88080-0 Fax: +43 7253 [email protected] www.vds-getriebe.at
20. Juni 2012
2. Internationale VDI Fachkonferenz „Getriebe in mobilen Arbeitsmaschinen“ Friedrichshafen 2012
Übersicht
Einleitung
Funktionsweise VTP – Getriebe
Aktueller Stand der Entwicklung VTP Getriebe
Getriebemodul für Nischenfahrzeuge
Beispiele von Fahrzeugen
Zusammenfassung
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20. Juni 2012
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Marktsituation:
Es gibt viele Hersteller von Fahrzeugen mit Eingangsleistung 100kW im Off-Highway Bereich, welche stufenlose Antriebe verwenden würden.
Herausforderung sind meist eine geringe Jahresstückzahl und die unterschiedlichsten Anforderungen wie verfügbarer Bauraum, Einbaulage des Dieselmotors, Allradantrieb, Längsausgleich, etc.
Zielsetzung:
VDS entwickelt ein Getriebemodul für diese Nischenanwendungen
Das Modul ist für unterschiedliche Fahrzeuge im Leistungsbereich 100kW verwendbar.
Das derzeit bei VDS entwickelte VTP Getriebe 1RH2F ist die Basis für diese Modulentwicklung
Einleitung
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Stufenlosgetriebe VTP mit hydrostatisch- mechanischer Leistungsverzweigung mit einem
rein hydrostatischem Antrieb bei geringen Geschwindigkeiten
einem, zwei oder drei Überlagerungsbereichen
Kernelement ist ein Doppelplanetensatz am
Getriebeausgang
Verwendung von Axialkolbeneinheitenin Kompaktbauweise oder aufgelöster
Bauweise
Umschaltung von hydrostatischen in die leistungsverzweigten Bereiche Vorwärts und Retour bei Synchrondrehzahl
Umschaltung vom 1. Bereich in den 2. Bereich vorwärts bei schleifender Kupplung
und Kompensation des Stufensprungs durch die Hydrostateinheit
Funktionsweise VTP Getriebe
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Doppelplanetensatz
Planetensatz 2Drehrichtungsumkehr durch Doppelplaneten,Hohlrad H2 gegen Gehäuse blockierbar
Gang 1, Kupplung K1 Stirnrad kämmt mit Antriebsrad auf Hohlwelle
Gang 2, Kupplung K2 Stirnrad kämmt mit Antriebsrad auf Hohlwelle
Retourgang, Kupplung KR
HydrostateinheitVerstellpumpe + Konstantmotorback to back Antrieb
Hydropumpe
Eingangs-welle
Sonnenräder S1 und S2Miteinander gekoppelt und angetrieben über Hydromotor
Abtrieb über Planetenträger
Planetensatz 1Hohlrad H1 ist mit Hohlwelle verbunden und wird über Stirnradstufen angetrieben
VTP Getriebe Komponenten
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Animation VTP Getriebe 1RH2F
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Hydrostatic gearPower split gear reverse 1st powersplit gearforward
Shifting done at synchronous speeds
Shifting done byfriction clutches with
shifting gapcompensation
2nd powersplit gearforward
Hydrostatic gearPower split gear reverse 1st powersplit gearforward
Shifting done at synchronous speeds
Shifting done byfriction clutches with
shifting gapcompensation
2nd powersplit gearforward
Umschaltung bei Synchrondrehzahlen
Leistungsverzweigter Bereich retour
1. leistungsverzweigter Bereich vorwärts
2. leistungsverzweigter Bereich vorwärts
Hydrostatischer Bereich
Umschaltung über schleifende
Kupplungen mit Kompensation ∆n
Drehzahlplan 1RH2F
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Hohe Übersetzung im Planetensatz 2(nur aktiv bei rein hydrostatischem Antrieb)
Hohe Zugkraft mit kleinen Hydrostateinheiten
Geringe Übersetzung im Planetensatz 1
(nur aktiv bei leistungsverzweigtem Antrieb)Hohe Getriebe- Gesamtspreizung
Keine Zugkraftunterbrechung
Umschaltung vom hydrostatischen in die Leistungsverzweigten Bereiche bei
Synchrondrehzahl
Hoher Wirkungsgrad aufgrund kleiner Hydrostateinheiten und geringer
Differenzdrehzahlen an den offenen Kupplungen
Robuste kosteneffiziente Konstruktion
Unterschiedliche Getriebekonzepte sind mit dem modularen Aufbau darstellbar
Vorteile VTP Getriebe
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H1F 1RH1F 1RH2F H2F
Versionen und Anwendungen VTP Getriebe
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Stand der Entwicklung VTP Getriebe
Getriebe in Ausführung 1RH2F für 100kW Eingangsleistung wurde
entwickelt und ist in
Serienüberleitung
Pumpenmodul mit Versorgungs-, Schmier und Absaugpumpen
vorhanden
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Stand der Entwicklung VTP Getriebe
Ergebnisse der Funktions- und Dauerlauferprobung am Prüfstand zeigen beste Funktionalität
Hoher Wirkungsgrad aufgrund Trockensumpf
VTP Getriebe in der Ausführung 1RH2F laufen in Fahrzeugen
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Getriebemodul für Nischenfahrzeuge 70 - 100kW
Alle diese Fahrzeuge haben folgendes gemeinsam:
Antriebsleistung 70-100kW
Motordrehzahl 2200 – 3600 rpm
Stufenloser Antrieb wäre
wünschenswert
Jahresstückzahlen zwischen 25 und 200
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Sperrbares Differenzial
AbtriebsbereichAnpassung des Abtriebes entsprechend Kundenanforderung,
Abtriebsposition2WD, 4WD, Längsausgleich
Komponenten wie z.B. ein Längsdifferenzial können aus Serientriebsträngen verwendet werden
Getriebeeingangsbereichangepasst an die verschiedenen Fahrzeuge
Drehzahlanpassung am GetriebeeingangZusätzliche NebenabtriebeAchsabstände können angepasst werden
VTP- BasismodulAntrieb des Moduls von hinten ebenso möglich
Änderungen der Abtriebsposition ist durch Drehen des Abtriebsgehäuses leicht darstellbar
Getriebemodul für Nischenfahrzeuge 70 - 100kW
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Getriebemodul
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Einschub für eventuellen Retourgang
Variation der Übersetzungen der 2 Bereiche
Anpassung der Abtriebsstufeje nach Übersetzung und Einsatzfall
Aufbau des Getriebemoduls H2F, 1RH1F:
Kupplungswelle mit 2 Kupplungen (Versionen H1F, 1RH1F, H2F)
Vorgelegewelle zum Planetensatz P1
Hohlradbremse am Planetensatz P2
Anbau von externem Axialkolbenmotor zu den Sonnen des Doppelplaneten
Integration Proportionalventile zur Steuerung der Kupplungen
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Abmessungen VTP Getriebemodul
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Gear type Gear Mod ule VTP450
Input torque max 450 Nm
Output torque max 1700 Nm
Range o f ratio ∞∞∞∞ to 0,4 (CVT)
Hydrostatic concept External single un its
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Gesamtgetriebe
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Antrieb eines Nebenabtriebs
Getriebeeingangsgehäuse
VTP Getriebemodul
Dropbox mit Längsdifferential
Axialkolbenpumpe
Motorflansch AxialkolbenmotorSchwingungsdämpfer
Axialkolbenmotor
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Getriebevarianten
FlughafenschlepperKommunalfahrzeug
Geländefahrzeug
KommunalfahrzeugFlughafenschlepper
Geländefahrzeug
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Beispiel: Gestreckte Version mit Durchtriebspumpe
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Anwendung: Geländefahrzeug
Eckdaten:
Motor
Nennleistung: 104kWNenndrehzahl: 3300 U/minNennmoment: 300Nmmax. Moment: 450Nm @ 1350 U/min
Fahrzeug
zul.GG.: 6500kgZugkraft: 25kN (35% Steigfähigkeit)vMax. Vorwärts: 85 km/hvMax. Rückwärts: 15km/h
Ausführung:Getriebemodul VTP H2F
Axialkolbenpumpe mit Durchtrieb 45 cc
Axialkolbenmotor verstellbar 45cc
Getriebeabtrieb mit Längsdifferential
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Zusammenfassung
Das VTP Getriebe in der Ausführung 1RH2F mit Kompakteinheiten ist in der Phase der Serienumsetzung. Die Versuchsergebnisse zeigen beste Funktionalität, Belastbarkeit und Zuverlässigkeit.
Dieses Getriebe ist die Grundlage für die Umsetzung des Getriebemoduls mit extern aufgebauten Axialkolbeneinheiten.
Das VTP Modul beinhaltet alle mechanischen und elektrischen Komponenten, welche für die CVT Funktion notwendig sind.
Aufgrund des modularen Aufbaus und der Verwendung von Standardkomponenten aus Großserien kann mit geringen Aufwand die unterschiedlichen Anforderungen betreffend Einbauraum und Funktion erreicht werden.
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Danke für ihre Aufmerksamkeit!
