DE102012204477A1 - Getriebevorrichtung mit wenigstens einem elektrischen Variator zum stufenlosen Variieren einer Übersetzung und mit Leistungsverzweigung - Google Patents

Getriebevorrichtung mit wenigstens einem elektrischen Variator zum stufenlosen Variieren einer Übersetzung und mit Leistungsverzweigung Download PDF

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Abstract

Es wird eine Getriebevorrichtung (1) mit wenigstens einem elektrischen Variator (2) zum stufenlosen Variieren einer Übersetzung und mit Leistungsverzweigung beschrieben. Eine Planetengetriebeeinrichtung (3) ist mit einer Getriebeeingangswelle (4) und einer Welle (29) des elektrischen Variators (2) sowie einem Schaltgetriebe (5) gekoppelt, in dessen Bereich in Verbindung mit dem elektrischen Variator (2) mehrere Übersetzungsbereiche darstellbar sind. Die Übersetzung der Getriebevorrichtung (1) ist innerhalb der Übersetzungsbereiche über den elektrischen Variator (2) jeweils stufenlos veränderbar. Erfindungsgemäß ist im Leistungspfad zwischen der mit der Planetengetriebeeinrichtung (3) verbundenen Welle (29) des elektrischen Variators (2) und der Planetengetriebeeinrichtung (3) eine Einrichtung (45) vorgesehen, in deren Bereich zumindest ein Teil des im Leistungspfad zwischen dem elektrischen Variator (2) und der Planetengetriebeeinrichtung (3) geführten Drehmomentes abstützbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung mit wenigstens einem elektrischen Variator zum stufenlosen Variieren einer Übersetzung und mit Leistungsverzweigung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Aus der Praxis bekannte Getriebevorrichtungen von mobilen Arbeitsmaschinen, wie Bau- und Landmaschinen, werden zunehmend als stufenlos leistungsverzweigte Getriebe ausgeführt. Dabei werden diese je nach Anwendung und Einsatzzweck als so genannte primär gekoppelte oder sekundär gekoppelte Getriebe ausgebildet, wobei eine Primär- oder Sekundärkopplung jeweils die Position der Drehzahlaufteilung im Getriebe entweder am Eingang oder im Bereich des Getriebeausganges angibt.
  • Stufenlos leistungsverzweigte Getriebevorrichtungen von Bau- und Landmaschinen sind häufig hydrostatisch leistungsverzweigte Getriebe, bei welchen ein Teil der Leistung über einen mechanischen Pfad und der andere Teil der Leistung über die Leistungsverzweigung zu einem hydrostatischen Variator geführt wird, in dessen Bereich die stufenlose Einstellung der Getriebeübersetzung durchgeführt wird. Nach der Leistungsverzweigung werden die über die beiden Pfade geführten Leistungen wieder zusammengeführt und in Richtung des Abtriebs geleitet.
  • Aus der DE 601 33 609 T2 und der DE 197 49 074 C2 sind Antriebsstrangkonzepte bekannt, die mit stufenlos leistungsverzweigten Getriebevorrichtungen ausgeführt sind, bei welchen jeweils ein elektrischer Variator vorgesehen ist.
  • 1 zeigt einen Fahrzeugantriebsstrang 1A mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Getriebevorrichtung 1, die einen elektrischen Variator 2 zum stufenlosen Variieren einer Übersetzung der Getriebevorrichtung 1 aufweist. Eine Planetengetriebeeinrichtung 3 der Getriebevorrichtung 1 ist mit einer Getriebeeingangswelle 4, einer Welle 29 des Variators 2 sowie einem Schaltgetriebe 5 gekoppelt, in dessen Bereich in Verbindung mit dem Variator 2 jeweils vier Übersetzungsbereiche für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt darstellbar sind. Die Übersetzung der Getriebevorrichtung 1 ist innerhalb der vier Übersetzungsbereiche über den Variator 2 jeweils stufenlos veränderbar, wobei der Variator 2 im Bereich einer zweiten Welle 21 hierfür auch mit der Getriebeeingangswelle 4 verbunden ist. Der Variator 2 umfasst eine erste elektrische Maschine 7A und eine zweite elektrische Maschine 7B, die jeweils motorisch und generatorisch betreibbar sind.
  • Das Schaltgetriebe 5 umfasst neben der Planetengetriebeeinrichtung 3 drei weitere Planetengetriebeeinrichtungen 8 bis 10, deren Wellen zur Darstellung der vier Übersetzungsbereiche über fünf reibschlüssige Schaltelemente 11 bis 15 in der später näher beschriebenen Art und Weise miteinander koppelbar sind und die alle koaxial auf der Getriebeeingangswelle 4 angeordnet sind.
  • Getriebeausgangsseitig des Schaltgetriebes 5 sind zwei weitere reibschlüssige Schaltelemente 17 und 18 vorgesehen, wobei bei geschlossenem reibschlüssigem Schaltelement 17 jeweils ein Vorwärtsfahrbetrieb darstellbar ist, während bei geschlossenem reibschlüssigem Schaltelement 18 ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1A und der Getriebevorrichtung 1 ausgeführtes Fahrzeug in Rückwärtsfahrtrichtung betreibbar ist.
  • Im Bereich eines weiteren reibschlüssigen Schaltelementes 19 ist die mit einer Antriebsmaschine 20 des Fahrzeugantriebsstranges verbundene Getriebeeingangswelle 4 mit einer Antriebswelle 22 koppelbar, über welche Nebenabtriebe eines vorzugsweise als Traktor oder dergleichen ausgeführten Fahrzeuges antreibbar sind.
  • Die erste Planetengetriebeeinrichtung 3 ist vorliegend im Bereich eines Sonnenrades 23 mit der Welle 29 des Variators 2 wirkverbunden, während ein Planetenträger 24 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 3 mit einem Hohlrad 25 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 8 und einem Planetenträger 26 der dritten Planetengetriebeeinrichtung 9 drehfest verbunden ist. Ein Hohlrad 27 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 3 ist mit einem Planetenträger 28 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 8 gekoppelt. Ein Sonnenrad 30 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 8 ist drehfest mit einem Sonnenrad 31 der dritten Planetengetriebeeinrichtung 9 verbunden. Ein Hohlrad 32 der dritten Planetengetriebeeinrichtung 9 ist über das erste reibschlüssige Schaltelement 11 mit einem Sonnenrad 33 der vierten Planetengetriebeeinrichtung 10 koppelbar, während die Sonneräder 30 und 31 der Planetengetriebeeinrichtungen 8 und 9 über das zweite reibschlüssige Schaltelement 12 mit dem Sonnenrad 33 der vierten Planetengetriebeeinrichtung 10 in Wirkverbindung bringbar sind. Die Planetenträger 24 der ersten Planetengetriebeeinrichtung 3, das Hohlrad 25 der zweiten Planetengetriebeeinrichtung 8 und der Planetenträger 26 der dritten Planetengetriebeeinrichtung 9 sind über das dritte reibschlüssige Schaltelement 13 mit einem Planetenträger 34 der vierten Planetengetriebeeinrichtung 10 in Wirkverbindung bringbar, der mit einem gemeinsamen Außenlamellenträger 35 der reibschlüssigen Schaltelemente 17 und 18 drehfest verbunden ist. Eine als Hohlrad ausgeführte Welle 16 der vierten Planetengetriebeeinrichtung 10 ist über das als Bremse ausgebildete reibschlüssige Schaltelement 15 drehfest darstellbar.
  • Ein Innenlamellenträger 36 des reibschlüssigen Schaltelementes 17 ist drehfest mit einem Zahnrad 37 verbunden, das mit einem drehfest mit einer Getriebeausgangswelle 39 der Getriebevorrichtung 1 verbundenen Stirnrad 38 kämmt. Zusätzlich ist ein Innenlamellenträger 40 des reibschlüssigen Schaltelementes 18 mit einem Stirnrad 41 gekoppelt, das über ein damit kämmendes Zwischenrad 42 mit einem ebenfalls drehfest mit der Getriebeausgangswelle 39 verbundenen weiteren Stirnrad 43 in Eingriff steht.
  • Die Getriebeausgangswelle 39 ist in nicht näher dargestellter Art und Weise über ein Winkelgetriebe mit einer Achsdifferentialgetriebeeinrichtung einer als Fahrzeughinterachse ausgeführten antreibbaren Fahrzeugachse 44 wirkverbunden und über ein Stirnradgetriebe über ein weiteres reibschlüssiges Schaltelement mit einer zweiten antreibbaren Fahrzeugachse koppelbar.
  • Zur Darstellung des ersten Übersetzungsbereiches für Vorwärtsfahrt oder für Rückwärtsfahrt sind die reibschlüssigen Schaltelemente 11 und 15 in geschlossenen Betriebszustand zu überführen, während die weiteren reibschlüssigen Schaltelemente 12, 13 und 14 zu öffnen sind. Liegt eine entsprechende Anforderung zum Wechsel in den zweiten Übersetzungsbereich ausgehend vom ersten Übersetzungsbereich vor, ist das erste reibschlüssige Schaltelement 11 zu öffnen und das zweite reibschlüssige Schaltelement 12 zu schließen, während das reibschlüssige Schaltelement 15 in geschlossenem Zustand und die Schaltelemente 13 und 14 in geöffnetem Zustand gehalten werden.
  • Soll ausgehend vom zweiten Übersetzungsbereich in den dritten Übersetzungsbereich gewechselt werden, ist das reibschlüssige Schaltelement 15 zu öffnen und das reibschlüssige Schaltelement 13 zu schließen, während bei einem Wechsel von dem dritten Übersetzungsbereich in den vierten Übersetzungsbereich das reibschlüssige Schaltelement 13 zu öffnen und das weitere reibschlüssige Schaltelement 14 bei gleichzeitig geschlossenem reibschlüssigem Schaltelement 12 in seinen geschlossenen Betriebszustand zu überführen ist.
  • Bei eingelegtem ersten Übersetzungsbereich ist ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1A gemäß 1 ausgeführtes Fahrzeug in einem Geschwindigkeitsbereich von 0 bis ca. 6 km/h betreibbar. Während des eingelegten zweiten Übersetzungsbereiches ist das Fahrzeug in einem Geschwindigkeitsbereich von ca. 6 bis ca. 13,5 km/h betreibbar und bei eingelegtem dritten Übersetzungsbereich steht für den Betrieb des Fahrzeuges ein Geschwindigkeitsbereich von ca. 13,5 bis ca. 27 km/h zur Verfügung. Ist in der Getriebevorrichtung 1 gemäß 1 der vierte Übersetzungsbereich eingelegt, ist das Fahrzeug in einem Geschwindigkeitsbereich von ca. 27 bis ca. 58 km/h betreibbar.
  • Problematisch dabei ist jedoch, dass die im Bereich der elektrischen Maschinen 7A und 7B auslegungsbedingt maximal übertragbare Leistung in einigen Betriebsbereichen des Fahrzeugantriebsstranges 1A bzw. Geschwindigkeitsbereichen eines mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführten Fahrzeuges ein Getriebeausgangsmoment bzw. die Zugkraft im Bereich der Räder der antreibbaren Fahrzeugachsen 44 limitiert. Dies tritt speziell in Betriebsbereichen auf, innerhalb denen Blindleistung zirkuliert, was eine hohe Auslastung im Bereich der elektrischen Maschinen 7A und 7B verursacht.
  • Wird ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1A ausgeführtes Fahrzeug in Betriebsbereichen genau um eine Geschwindigkeit herum betrieben, zu der durch eine der elektrischen Maschinen 7A bzw. 7B ein Stillstand einer damit verbundenen Welle der Planetengetriebeeinrichtung 3 einzustellen ist, ist die elektrische Maschine 7A bzw. 7B generatorisch zu betreiben, wobei im Bereich dieser elektrischen Maschine 7A bzw. 7B die Drehzahl null unter Umständen auch über einen längeren Betriebszeitraum einzuregeln ist. Speziell bei sensorloser Ansteuerung der elektrischen Maschine 7A bzw. 7B gestaltet sich die Einregelung sehr niedriger Drehzahlen bis hin zum Stillstand als sehr aufwändig.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bauraum- und kostengünstige Getriebevorrichtung zur Verfügung zu stellen, mittels welcher eine gewünschte Antriebsleistung im Bereich eines Abtriebs eines Fahrzeugantriebsstranges darstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Bei der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung mit wenigstens einem elektrischen Variator zum stufenlosen Variieren einer Übersetzung und mit Leistungsverzweigung ist eine Planetengetriebeeinrichtung mit einer Getriebeeingangswelle und einer Welle des elektrischen Variators sowie einem Schaltgetriebe gekoppelt, in dessen Bereich in Verbindung mit dem elektrischen Variator mehrere Übersetzungsbereiche darstellbar sind. Die Übersetzung ist innerhalb der Übersetzungsbereiche über den elektrischen Variator jeweils stufenlos veränderbar.
  • Erfindungsgemäß ist im Leistungspfad zwischen der mit der Planetengetriebeeinrichtung verbundenen Welle des elektrischen Variators und der Planetengetriebeeinrichtung eine Einrichtung vorgesehen, in deren Bereich zumindest ein Teil des im Leistungspfad zwischen dem Variator und der Planetengetriebeeinrichtung geführten Drehmomentes abstützbar ist.
  • Über die Einrichtung der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung besteht in kritischen Betriebsbereichen auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, eine Belastung des elektrischen Variators durch Abstützen von zumindest einem Teil des im Leistungspfad zwischen dem Variator und der Planetengetriebeeinrichtung geführten Drehmomentes zu reduzieren. Dadurch ist eine Leistungssteigerung eines mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges ohne konstruktive Änderungen sowie ohne eine Herstellkosten und einen Bauraumbedarf erhöhende größere Dimensionierung des elektrischen Variators steigerbar und eine gewünschte Antriebsleistung im Betrieb eines Abtriebs eines Fahrzeugantriebsstranges bei geringem Bauraumbedarf und gleichzeitig niedrigen Herstellkosten in gewünschtem Umfang zur Verfügung stellbar.
  • Die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung ist gegenüber bekannten elektrisch leistungsverzweigten Getrieben dahingehend erweitert, dass die in der Leistungsverzweigung angeordnete und durch ihre maximal übertragbare Leistung limitierende elektrische Maschine derart unterstützt wird, dass trotz limitierter Leistung im leistungsverzweigten Pfad ein höheres Moment und eine höhere Leistung im Bereich der damit wirkverbundenen Planetengetriebeeinrichtung abstützbar ist und somit ein höheres Drehmoment über die Getriebevorrichtung übertragbar ist.
  • Werden elektrische Nebenverbraucher eines mit der Getriebevorrichtung ausgeführten Fahrzeuges aus dem Zwischenkreis des elektrischen Variators mit elektrischer Leistung versorgt, besteht bei kurzzeitigem erhöhten Bedarf nach elektrischer Leistung aus dem Zwischenkreis zur Versorgung der elektrischen Nebenverbraucher die Möglichkeit, die die Nebenverbraucher versorgende elektrische Maschine, die an der Abstützung der Planetengetriebeeinrichtung beteiligt ist, über die zusätzliche Einrichtung zu entlasten und so den erhöhten elektrischen Bedarf der Nebenverbraucher zu decken.
  • Darüber hinaus besteht über die Einrichtung innerhalb Geschwindigkeitsbereichen, zu denen über die elektrische Maschine des elektrischen Variators ein Stillstand im Bereich einer Welle der Planetengetriebeeinrichtung einzuregeln ist, die Möglichkeit, den Stillstand der Welle der Planetengetriebeeinrichtung durch die Einrichtung einzustellen und damit die elektrische Maschine zu entlasten.
  • Während Betriebszuständen der Getriebevorrichtung, während welchen kleine Drehzahlen im Bereich der Planetengetriebeeinrichtung einzustellen sind, ist dies auch über die Einrichtung, beispielsweise über einen geringen Schlupf einer reibschlüssigen Bremse, mit geringem Aufwand bei gleichzeitig niedriger Belastung des elektrischen Variators realisierbar.
  • Dabei ist die Wirkungsweise der Einrichtung bei kleinen im Bereich der Planetengetriebeeinrichtung bzw. deren Welle einzustellenden Drehzahlen derart vorgebbar, dass im Bereich des elektrischen Variators bzw. einer elektrischen Maschine des elektrischen Variators kein Drehmoment abzustützen ist, womit die Verlustleistung im Bereich des elektrischen Variators reduziert und der Wirkungsgrad der Getriebevorrichtung erhöht wird.
  • Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ist die Einrichtung im Bereich der Welle des elektrischen Variators an den Leistungspfad zwischen dem elektrischen Variator und der Planetengetriebeeinrichtung gekoppelt.
  • Die Einrichtung umfasst bei einer ebenfalls konstruktiv einfachen und kostengünstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung eine Bremse, beispielsweise eine Lamellenbremse, die sich vorzugsweise gegen das Gehäuse der Getriebevorrichtung abstützt und über die das im Bereich des elektrischen Variators anliegende Drehmoment reduzierbar ist.
  • In bestimmten Betriebsbereichen eines mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges, beispielsweise während eines Anfahrvorganges, stellen sich im Bereich der Planetengetriebeeinrichtung hohe Stützmomente und Leistungen ein, die im Bereich der elektrischen Maschinen des elektrischen Variators hohe elektrische Leistungen verursachen können, die in weite ren Betriebs- und Geschwindigkeitsbereichen eines mit der Getriebevorrichtung ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges bzw. Fahrzeuges nicht auftreten.
  • Die Abstützung der Planetengetriebeeinrichtung im Bereich der Leistungsverzweigung bzw. vorzugsweise im Bereich einer elektrische Maschine des elektrischen Variators wird durch die Bremse, die zusätzlich zur elektrischen Maschine die beteiligten Räder der Planetengetriebeeinrichtung gegenüber dem Getriebegehäuse abbremst und vorzugsweise schlupfend betrieben wird, auf konstruktiv einfache Art und Weise unterstützt.
  • Dabei kann die Bremse als trockenlaufende oder nasslaufende Lamellenbremse bzw. Bandbremse ausgeführt sein. Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, ein Bremsmoment über eine magnetorheologisch arbeitende Bremse oder mithilfe anderer Übertragungsprinzipien über eine hydraulische, elektrische oder mechanische Betätigung oder eine Kombination hieraus zur Verfügung zu stellen.
  • Wird die Bremse geregelt betrieben, ist eine gute Dosierbarkeit der Abstützung in Zusammenarbeit mit der elektrischen Maschine des elektrischen Variators erreichbar.
  • Soll die im Bereich einer reibschlüssigen Bremse entstehende Verlustleistung, die den Wirkungsgrad der Getriebevorrichtung beeinträchtigt, vermieden werden bzw. verringert werden, wird die Einrichtung bei weiteren vorteilhaften Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung mit einer Pumpeneinrichtung und/ oder einer generatorisch betreibbaren elektrischen Maschine ausgebildet, über die das zur Entlastung des elektrischen Variators im Bereich der Einrichtung jeweils aufzubringende Bremsmoment zur Erzeugung elektrischer Leistung oder zur Versorgung eines Hydrauliksystems oder dergleichen verwendet wird.
  • Umfasst der elektrische Variator wenigstens zwei elektrische Maschinen, zwei Umrichter zur Ansteuerung der elektrischen Maschinen und einen elektrischen Zwischenkreis, ist die Getriebevorrichtung kostengünstig mit Standardkomponenten herstellbar.
  • Bei primär leistungsverzweigter Getriebevorrichtung wirkt die Planetengetriebeeinrichtung als Sammelgetriebe und Räder der Planetengetriebeeinrichtung stützen sich in der Leistungsverzweigung im Bereich einer der elektrischen Maschinen des elektrischen Variators ab, um eine definierte Übersetzung der Getriebevorrichtung zu realisieren.
  • Ist die Getriebevorrichtung als sekundär gekoppeltes System ausgeführt, stützt sich die Planetengetriebeeinrichtung bzw. stützen sich Räder der als verteilendes Getriebe wirkenden Planetengetriebeeinrichtung in der Leistungsverzweigung im Bereich einer der elektrischen Maschinen des elektrischen Variators ab, um eine definierte Übersetzung zu realisieren.
  • Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.
  • Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges, der mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Getriebevorrichtung ausgeführt ist; und
  • 2 eine 1 entsprechende Darstellung eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung.
  • Das Ausführungsbeispiel der Getriebevorrichtung 1 gemäß 2 weist im Wesentlichen die gleichen Baugruppen wie die Getriebevorrichtung 1 gemäß 1 auf, um vier Übersetzungsbereiche für Vorwärtsfahrt und für Rückwärtsfahrt darstellen zu können, wobei bezüglich der damit in Verbindung stehenden Funktionalität der Getriebevorrichtung 1 gemäß 2 auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird.
  • Die Getriebevorrichtung 1 gemäß 2 unterscheidet sich von der Getriebevorrichtung 1 gemäß 1 im Wesentlichen durch eine im Leistungspfad zwischen der Planetengetriebeeinrichtung 3 und der zweiten Welle 29 des elektrischen Variators 2 vorgesehene Einrichtung 45, die mit einer reibschlüssigen Bremse ausgeführt ist.
  • Das Erreichen der maximal zulässigen Leistungsgrenze im Bereich des elektrischen Variators 2, insbesondere zu Beginn des zweiten und des vierten Übersetzungsbereiches der Getriebevorrichtung 1, steht einer nennenswerten Leistungssteigerung im Fahrzeugantriebsstrang 1A und somit im Bereich der Getriebevorrichtung 1 entgegen. Über die Einrichtung 45 sind wiederum die im Bereich des elektrischen Variators 2 auftretenden und der Leistungssteigerung insbesondere zu Beginn des zweiten und des vierten Übersetzungsbereiches entgegenstehenden Leistungsspitzen vermeidbar, indem die Belastung, d. h. bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel des elektrischen Variators 2 die elektrische Leistung, während kritischer Betriebszustände bei entsprechendem Betrieb der Einrichtung 45 auf einfache Art und Weise abgesenkt wird.
  • Die Absenkung der Belastung des elektrischen Variators 2 wird durch den Sachverhalt möglich, dass der elektrische Variator 2 während der kritischen Betriebsbereiche bzw. zu Beginn des zweiten und zu Beginn des vierten Übersetzungsbereiches im Bremsbetrieb arbeitet, um das Sonnenrad 23 der Planetengetriebeeinrichtung 3 abzubremsen. Die unzulässig hohen Belastungen im Bereich des elektrischen Variators 2 werden während eines Schlupfbetriebes der mit der reibschlüssigen Bremse ausgeführten Einrichtung 45 reduziert.
  • Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, die Einrichtung mit einer elektrischen Maschine auszuführen, die im Vergleich zur Ausführung der Einrichtung mit einer reibschlüssigen Bremse eine energetisch günstigere Ausführung darstellt, da das im Bereich der elektrischen Maschine erzeugte Bremsmoment wiederum zur Erzeugung elektrischer Leistung nutzbar ist. Die elektrische Leistung kann in einem Fahrzeugsystem zum Laden einer Batterie oder auch zu Antriebszwecken genutzt werden.
  • Alternativ zu der Ausführung der Einrichtung als elektrische Maschine besteht auch die Möglichkeit, andere leistungsentnehmende Einrichtungen, wie beispielsweise eine Pumpeneinrichtung oder dergleichen vorzusehen, um eine Belastung im Bereich des elektrischen Variators während kritischer Betriebszustände in gewünschtem Umfang reduzieren zu können und gleichzeitig eine gewünschte Antriebsleistung im Bereich der Getriebeausgangswelle darstellen zu können.
  • In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht auch die Möglichkeit, die Einrichtung mit einer reibschlüssigen Bremse, mit einer Pumpe und/oder mit einer elektrischen Maschine auszuführen, wobei die Bremse, die Pumpe und/oder die elektrische Maschine jeweils separat oder gleichzeitig betreibbar sind, um das im Leistungspfad zwischen dem elektrischen Variator und der Planetengetriebeeinrichtung zu führende Drehmoment zumindest teilweise abstützen zu können.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Getriebevorrichtung
    1A
    Fahrzeugantriebsstrang
    2
    Variator
    3
    Planetengetriebeeinrichtung
    4
    Getriebeeingangswelle
    5
    Schaltgetriebe
    7A, 7B
    elektrische Maschine
    8 bis 10
    Planetengetriebeeinrichtung
    11 bis 15
    reibschlüssiges Schaltelement
    16
    Welle der Planetengetriebeeinrichtung
    17, 18
    reibschlüssiges Schaltelement
    19
    weiteres reibschlüssiges Schaltelement
    20
    Antriebsmaschine
    21
    erste Welle des Variators
    22
    Antriebswelle
    23
    Sonnenrad der Planetengetriebeeinrichtung 3
    24
    Planetenträger der Planetengetriebeeinrichtung 3
    25
    Hohlrad der Planetengetriebeeinrichtung 8
    26
    Planetenträger der Planetengetriebeeinrichtung 9
    27
    Hohlrad der Planetengetriebeeinrichtung 3
    28
    Planetenträger der Planetengetriebeeinrichtung 8
    29
    zweite Welle des Variators
    30
    Sonnenrad der Planetengetriebeeinrichtung 8
    31
    Sonnenrad der Planetengetriebeeinrichtung 9
    32
    Hohlrad der Planetengetriebeeinrichtung 9
    33
    Sonnenrad der Planetengetriebeeinrichtung 10
    34
    Planetenträger der Planetengetriebeeinrichtung 10
    35
    Außenlamellenträger der reibschlüssigen Schaltelemente 17 und 18
    36
    Innenlamellenträger des reibschlüssigen Schaltelementes 17
    37
    Zahnrad
    38
    Stirnrad
    39
    Getriebeausgangswelle
    40
    Innenlamellenträger des reibschlüssigen Schaltelementes 18
    41
    Stirnrad
    42
    Zwischenrad
    43
    weiteres Stirnrad
    44
    antreibbare Fahrzeugachse
    45
    Einrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 60133609 T2 [0004]
    • DE 19749074 C2 [0004]

Claims (6)

  1. Getriebevorrichtung (1) mit wenigstens einem elektrischen Variator (2) zum stufenlosen Variieren einer Übersetzung und mit Leistungsverzweigung, wobei eine Planetengetriebeeinrichtung (3) mit einer Getriebeeingangswelle (4) und einer Welle (29) des elektrischen Variators (2) sowie einem Schaltgetriebe (5) gekoppelt ist, in dessen Bereich in Verbindung mit dem elektrischen Variator (2) mehrere Übersetzungsbereiche darstellbar sind, und die Übersetzung innerhalb der Übersetzungsbereiche über den elektrischen Variator (2) jeweils stufenlos veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Leistungspfad zwischen der mit der Planetengetriebeeinrichtung (3) verbundenen Welle (29) des elektrischen Variators und der Planetengetriebeeinrichtung (3) eine Einrichtung (45) vorgesehen ist, in deren Bereich zumindest ein Teil des im Leistungspfad zwischen dem elektrischen Variator (2) und der Planetengetriebeeinrichtung (3) geführten Drehmomentes abstützbar ist.
  2. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (45) im Bereich der Welle (29) des elektrischen Variators (2) an den Leistungspfad zwischen dem elektrischen Variator (2) und der Planetengetriebeeinrichtung (3) gekoppelt ist.
  3. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (45) eine Bremse, vorzugsweise eine Lamellenbremse, umfasst.
  4. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung mit einer Pumpeneinrichtung ausgebildet ist.
  5. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine generatorisch betreibbare elektrische Maschine aufweist.
  6. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Variator (2) wenigstens zwei elektrische Maschinen (7A, 7B), zwei Umrichter zur Ansteuerung der elektrischen Maschinen (7A, 7B) und einen elektrischen Zwischenkreis umfasst.
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