DE102017220000A1 - Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe mit zwei Fahrbereichen - Google Patents

Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe mit zwei Fahrbereichen Download PDF

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Philipp Rechenbach
Benedikt Reick
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Abstract

Es wird ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe (3) mit zwei Fahrbereichen beschrieben, innerhalb welchem die Übersetzung im Bereich eines Variators (5) stufenlos variierbar ist. Ein vier Wellen umfassender Planetenradsatz (P1) ist zur Darstellung der beiden Fahrbereiche über zwei Fahrbereich-Schaltelemente (K1, K2) mit einer Getriebeausgangswelle (6) in Wirkverbindung bringbar. Des Weiteren ist der Planetenradsatz (P1) über eine erste Welle (W11) mit einer Getriebeeingangswelle (7) und mit einer ersten Welle (8) des Variators (5) koppelbar. Zusätzlich steht der Planetenradsatz (P1) über eine zweite Welle (W12) mit einer zweiten Welle (9) des Variators (5) in Wirkverbindung, während der Planetenradsatz (P1) über eine dritte Welle (W13) mit einer Schaltelementhälfte (10) des einen Fahrbereich-Schaltelementes (K1) und über eine vierte Welle (W14) mit einer Schaltelementhälfte (11) des weiteren Fahrbereich-Schaltelementes (K2) gekoppelt ist. Erfindungsgemäß sind zwei in einen Kraftfluss zuschaltbare sowie aus dem Kraftfluss abschaltbare Fahrtrichtungskupplungen (KV, KR) sowie den Fahrtrichtungskupplungen (KV, KR) zugeordnete Zahnradpaarungen vorgesehen. Eine Drehrichtung der Getriebeausgangswelle (6) entspricht bei zugeschalteter erster Fahrtrichtungskupplung (KV oder KR) der Drehrichtung der Getriebeeingangswelle (7) und weicht bei zugeschalteter zweiter Fahrtrichtungskupplung (KR oder KV) hiervon ab. Zudem sind der Planetenradsatz (P1), die Fahrbereich-Schaltelemente (K1, K2) und die Fahrtrichtungskupplungen (KV, KR) koaxial zur Getriebeeingangswelle (7) angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe mit zwei Fahrbereichen gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art.
  • Aus der DE 601 03 717 T2 ist ein hydromechanisches Getriebe bzw. ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe mit zwei Fahrbereichen bekannt, innerhalb welchen die Übersetzung im Bereich eines Variators stufenlos variierbar ist. Ein vier Wellen umfassender Planetenradsatz ist zur Darstellung der beiden Fahrbereiche über zwei Fahrbereich-Schaltelemente mit einer Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung bringbar. Dabei ist der Planetenradsatz mit einem Stufenplanetenradsatz ausgeführt und über eine erste Welle mit einer Getriebeeingangswelle und mit einer ersten Welle des Variators und über eine zweite Welle mit einer zweiten Welle des Variators wirkverbunden. Zusätzlich ist der Planetenradsatz über eine dritte Welle mit einer Schaltelementhälfte des einen Fahrbereich-Schaltelementes und über eine vierte Welle mit einer Schaltelementhälfte des weiteren Fahrbereich-Schaltelementes gekoppelt.
  • Zusätzlich umfasst das hydromechanische Getriebe einen weiteren Reversierplanetengetriebesatz, dem eine Rückwärtskupplung zugeordnet ist. Wenn die Rückwärtskupplung bzw. Bremse geschlossen ist, ist ein Hohlrad des Reversierplanetengetriebesatzes gehäuseseitig festgelegt. Sind gleichzeitig die beiden Fahrbereich-Schaltelemente geöffnet, ändert sich die Drehrichtung eines Sonnenrades des Reversierplanetengetriebesatzes, woraus eine Drehrichtungsumkehr einer Antriebswelle bzw. einer Getriebeausgangswelle resultiert. Während des letztgenannten Betriebszustandes des hydromechanischen Getriebes ist ein mit dem hydromechanischen Getriebe ausgeführtes Fahrzeug in Rückwärtsfahrtrichtung betreibbar.
  • Nachteilhafterweise ist ein mit dem hydromechanischen Getriebe ausgeführtes Fahrzeug in Rückwärtsfahrtrichtung nur mit einer geringen Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder geringen Zugkraft betreibbar, obwohl das Getriebe konstruktiv aufwändig ausgebildet ist. Damit ist ein das Getriebe aufweisendes Fahrzeug bei einer Anforderung für einen Rückwärtsfahrbetrieb mit höherer Fahrzeuggeschwindigkeit zunächst zu wenden, was eine Handhabung eines Fahrzeuges in unerwünschtem Umfang erschwert.
  • Ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe mit einem mechanischen Leistungszweig und mit einem hydrostatischen Leistungszweig ist aus der DE 195 22 833 A1 bekannt. Die Leistungszweige werden über eine gemeinsame Antriebswelle angetrieben und mit einem Koppelgetriebe summiert. Das Koppelgetriebe umfasst mehrere Planetenradsätze und Kupplungen und steht mit einer Abtriebswelle in Verbindung. Dabei ist das Koppelgetriebe auf einer Antriebswelle angeordnet. Einer der Planetenradsätze des Koppelgetriebes ist über Fahrtrichtungskupplungen für Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt mit der Abtriebswelle in Wirkverbindung bringbar, womit ein mit dem Leistungsverzweigungsgetriebe ausgeführtes Fahrzeug sowohl in Vorwärtsfahrtrichtung als auch in Rückwärtsfahrtrichtung mit einer im Wesentlichen gleichen Fahrzeuggeschwindigkeit betreibbar ist.
  • Ein weiterer Planetenradsatz des Koppelgetriebes umfasst drei einfache Planetengetriebe und ist im Bereich von fünf Wellen mit der Getriebeeingangswelle, mit einem Variator des hydrostatischen Leistungszweiges und Schaltelementhälften der Kupplungen verbunden sowie über die Kupplungen mit dem einen Planetenradsatz koppelbar.
  • Das bekannte Leistungsverzweigungsgetriebe ist jedoch durch einen hohen konstruktiven Aufwand gekennzeichnet. Aufgrund unerwünscht hoher Blindleistungsflüsse im Bereich des Koppelgetriebes treten im Betrieb des Leistungsverzweigungsgetriebes einen Wirkungsgrad des Leistungsverzweigungsgetriebes beeinträchtigende Verlustleistungen auf.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein konstruktiv einfaches und mit hohem Wirkungsgrad betreibbares stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe zur Verfügung zu stellen, mittels dem eine möglichst einfache Handhabung eines Fahrzeuges gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe ist mit zwei Fahrbereichen ausgeführt, innerhalb welchen die Übersetzung im Bereich eines Variators stufenlos variierbar ist. Ein vier Wellen umfassender Planetenradsatz ist zur Darstellung der beiden Fahrbereiche über zwei Fahrbereich-Schaltelemente mit einer Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung bringbar. Dabei steht der Planetenradsatz über eine erste Welle mit einer Getriebeeingangswelle und mit einer ersten Welle des Variators und über eine zweite Welle mit einer zweiten Welle des Variators in Wirkverbindung. Zusätzlich ist der Planetenradsatz über eine dritte Welle mit einer Schaltelementhälfte des einen Fahrbereich-Schaltelementes und über eine vierte Welle mit einer Schaltelementhälfte des weiteren Fahrbereich-Schaltelementes gekoppelt.
  • Erfindungsgemäß sind zwei in den Kraftfluss zuschaltbare sowie aus dem Kraftfluss abschaltbare Fahrtrichtungskupplungen sowie den Fahrtrichtungskupplungen zugeordnete Zahnradpaarungen vorgesehen, wobei eine Drehrichtung der Getriebeausgangswelle bei zugeschalteter erster Fahrtrichtungskupplung der Drehrichtung der Getriebeeingangswelle entspricht und bei zugeschalteter zweiter Fahrtrichtungskupplung hiervon abweicht. Damit ist ein mit dem konstruktiv einfach aufgebauten stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe ausgeführtes Fahrzeug sowohl in Vorwärtsfahrtrichtung als auch in Rückwärtsfahrtrichtung mit einer im Wesentlichen identischen Fahrzeuggeschwindigkeit betreibbar und in gewünschtem Umfang handhabbar.
  • Zusätzlich sind der Planetenradsatz, die Fahrbereich-Schaltelemente und die Fahrtrichtungskupplungen koaxial zur Getriebeeingangswelle angeordnet, womit das erfindungsgemäße stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe in radialer Richtung durch einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichnet ist und mit geringem Aufwand in bestehende Fahrzeugsysteme integrierbar ist.
  • Dabei bietet die Anordnung des Planetenradsatzes der Fahrbereich-Schaltelemente und der Fahrtrichtungskupplungen koaxial zur Getriebeeingangswelle die Möglichkeit, die letztgenannten Baugruppen des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes zentral aus der Getriebeeingangswelle mit Öl zu versorgen bzw. über die Getriebeeingangswelle hydraulisch zu betätigen. Unabhängig davon besteht in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles die Möglichkeit, die Getriebeeingangswelle einteilig oder mehrteilig auszuführen.
  • Darüber hinaus bietet die koaxiale Anordnung der Baugruppen des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes die Möglichkeit, das Leistungsverzweigungsgetriebe mit nur einer Wellenachse mit entsprechendem Durchmesser und mit einer geringen Anzahl an Hohlwellen auszuführen, womit das erfindungsgemäße stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe konstruktiv einfach und kostengünstig herstellbar ist.
  • Im Bereich der Getriebeeingangswelle ist bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ein Schaltelement vorgesehen, über das eine mit der Getriebeeingangswelle koppelbare Antriebsmaschine eines mit dem Leistungsverzweigungsgetriebes ausgeführten Fahrzeugantriebsstrangs mit der ersten Welle des Planetenradsatzes in Wirkverbindung bringbar ist oder von dieser entkoppelbar ist. Damit besteht auf konstruktiv einfache Art und Weise die Möglichkeit, antriebsmaschinenseitige Schleppmomente während eines Fahrbetriebes eines mit dem erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ausgeführten Fahrzeuges, während dem die mit der Getriebeeingangswelle in Wirkverbindung bringbare Antriebsmaschine abgeschaltet ist, nicht an der Getriebeeingangswelle anzulegen.
  • Ist die Getriebeeingangswelle mit einer elektrischen Maschine wirkverbunden, ist ein Teil des an der Getriebeeingangswelle anliegenden Drehmomentes zur Erzeugung von elektrischer Energie verwendbar, wenn die elektrische Maschine generatorisch betreibbar ist. Die über die elektrische Maschine erzeugte elektrische Energie ist beispielsweise für eine Versorgung eines Bordnetzes eines mit dem erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe ausgeführten Fahrzeuges, zum Beladen eines elektrischen Speichers und/oder für den Antrieb einer elektrischen Maschine zur Verfügung stellbar. Des Weiteren ist während eines motorischen Betriebes der elektrischen Maschine ein rein elektrischer Fahrantrieb eines mit dem erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebe ausgebildeten Fahrzeuges darstellbar, während dem alleine von der elektrischen Maschine Drehmoment am Abtrieb und/oder im Bereich einer Zapfwelle zur Verfügung gestellt wird. Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, während eines sogenannten Boost-Betriebes gleichzeitig Drehmoment von der elektrischen Maschine und einer ebenfalls mit der Getriebeeingangswelle koppelbaren Antriebsmaschine, wie einer Brennkraftmaschine, eines Fahrzeugantriebsstranges im Bereich des Abtriebs und/oder einer Zapfwelle anzulegen.
  • Dabei kann es vorgesehen sein, die elektrische Maschine während des motorischen Betriebes über eine fahrzeugseitige elektrische Speichereinrichtung und/oder über eine externe Stromversorgung, wie ein Stromnetz oder dergleichen mit elektrischer Energie zu versorgen. Hierfür ist ein Fahrzeug beispielsweise mit einer entsprechenden Schnittstelle, wie einer Steckdose und/oder einem Stecker ausführbar, um das Fahrzeug bzw. die elektrische Maschine in gewünschtem Umfang mit dem Stromnetz verbinden zu können.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, die elektrische Maschine auf konstruktiv einfache Art und Weise bei gleichzeitig geringen Verlusten direkt an die Getriebeeingangswelle anzubinden.
  • Wird die elektrische Maschine über Stirnräder und/oder über wenigstens einen Planetenradsatz an die Getriebeeingangswelle angekoppelt, ist das für den Antrieb des Generators aufzuwendende bzw. zur Verfügung zu stellende Drehmoment geringer als bei einer direkten Anbindung des Generators an die Getriebeeingangswelle. Im Unterschied hierzu sind die Zahnradstufen aufweisenden Kopplungen jedoch durch einen höheren mechanischen Aufwand sowie im Betrieb durch höhere mechanische Verlustleistungen gekennzeichnet. Da elektrische Maschinen bekannterweise bei höheren Drehzahlen effizienter betreibbar sind als in unteren Drehzahlbereichen, ist das erfindungsgemäße Leistungsverzweigungsgetriebe bei entsprechender Auslegung der Übersetzung der Stirnräder bzw. des wenigstens einen Planetengetriebes und der elektrischen Maschine im Vergleich zur direkten Anbindung der elektrischen Maschine an die Getriebeeingangswelle insgesamt mit höherem Wirkungsgrad betreibbar.
  • Ist der Variator als hydraulischer Variator mit zwei hydraulischen Maschinen ausgebildet, wobei das Schluckvolumen wenigstens einer der hydraulischen Maschinen variierbar ist, ist das erfindungsgemäße Leistungsverzweigungsgetriebe durch eine hohe Leistungsdichte gekennzeichnet.
  • Bei einer hierzu alternativen und mit hohem Wirkungsgrad betreibbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ist der Variator als elektrischer Variator mit zwei elektrischen Maschinen ausgebildet. Dabei besteht die Möglichkeit, die mit der Getriebeeingangswelle wirkverbundene elektrische Maschine des Variators über den gesamten Betriebsbereich des Getriebes bei einer direkten Ankopplung an die Getriebeeingangswelle jeweils mit der Drehzahl der Antriebsmaschine oder bei einer Anbindung der elektrischen Maschine über ein Getriebe mit einer mit der Drehzahl der Antriebsmaschine korrespondierenden Drehzahl zu betreiben. Im Unterschied hierzu ist die Drehzahl der anderen und mit der zweiten Welle des Planetenradsatzes gekoppelten elektrischen Maschine zum Einstellen der Übersetzung des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes unabhängig von der Drehzahl der Getriebeeingangswelle stufenlos veränderbar.
  • Bei bauraumgünstigen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ist der Variator mit seiner ersten Welle direkt, über Stirnräder und/oder über einen Planetenradsatz mit der ersten Welle des Planetenradsatzes wirkverbunden und mit seiner zweiten Welle direkt, über Stirnräder und/oder über einen Planetenradsatz mit der zweiten Welle des Planetenradsatzes wirkverbunden.
  • Dabei ist der Variator bei der direkten Anbindung an die Getriebeeingangswelle und/oder an die zweite Welle des Planetenradsatzes größer zu dimensionieren, da das von der Getriebeeingangswelle und von der zweiten Welle des Planetenradsatzes jeweils anliegende Drehmoment höher ist als bei der Anbindung des Variators an die Getriebeeingangswelle und an die zweite Welle über die Stirnräder und/oder den Planetenradsatz. Im Unterschied hierzu wird jedoch für die zusätzlichen Stirnräder und/oder den zusätzlichen Planetenradsatz ebenfalls Bauraum benötigt, der unter Umständen durch die dann mögliche kleinere Dimensionierung des Variators zur Verfügung steht. Die Auswahl der Anbindung des Variators an die Getriebeeingangswelle und an die zweite Welle des Planetenradsatzes erfolgt in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles und des jeweils zur Verfügung stehenden Bauraumes im Fahrzeug.
  • Bei einer in axialer Richtung durch einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichneten Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ist der Variator radial versetzt zur Getriebeeingangswelle angeordnet. Diese Ausführungsform ist in radialer Richtung durch einen höheren Bauraumbedarf gekennzeichnet als die koaxiale Anordnung des Variators zur Getriebeeingangswelle.
  • Ist der Variator in axialer Richtung zwischen dem Getriebeeingang und dem Planetenradsatz koaxial zum Planetenradsatz oder in radialer Richtung versetzt zum Planetenradsatz angeordnet, sind die Wellen des Variators in axialer Richtung mit einer geringen Länge ausführbar. Damit sind Durchbiegungen im Bereich der Wellen des Variators zwischen Stützstellen der Wellen gering.
  • Die zweite Welle des Planetenradsatzes ist bei einer weiteren bauraumgünstig ausführbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes in axialer Richtung zwischen dem Getriebeeingang und dem Planetenradsatz mit der zweiten Welle des Variators verbunden, während die erste Welle des Variators mit der ersten Welle des Planetenradsatzes in axialer Richtung zwischen dem Planetenradsatz und dem Getriebeausgang in Wirkverbindung steht.
  • Bei einer mit hohem Wirkungsgrad betreibbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes umfasst der Planetenradsatz einen Stufenplanetenradsatz. Dabei ist die erste Welle des Planetenradsatzes mit einem Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes, die zweite Welle des Planetenradsatzes mit einem Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes, die dritte Welle des Planetenradsatzes mit einem Planetenträger des Stufenplanetenradsatzes und die vierte Welle des Planetenradsatzes mit einem weiteren Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes verbunden. Auf dem Planetenträger sind Stufenplanetenräder drehbar angeordnet, die mit einem größeren Durchmesserbereich mit dem Hohlrad und dem weiteren Sonnenrad kämmen, dessen Durchmesser wiederum kleiner als der Durchmesser des Sonnenrades ist. Des Weiteren stehen die Planetenräder mit einem kleineren Durchmesserbereich mit dem Sonnenrad in Eingriff. Durch die Verwendung eines solchen Stufenplanetenradsatzes zirkuliert im Bereich des Planetenradsatzes keine oder lediglich eine geringe Blindleistung, womit das erfindungsgemäße Getriebe mit hoher Effizienz betreibbar ist.
  • Der Planetenradsatz umfasst bei einer weiteren kostengünstig herstellbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes zwei Hohlräder, ein Sonnenrad und einen Planetenträger, wobei auf dem Planetenträger mehrere Planetenräder drehbar gelagert sind. Dabei kämmt zumindest ein erstes Planetenrad mit dem einen Hohlrad und mit wenigstens einem zweiten Planetenrad, während das wenigstens zweite Planetenrad mit dem anderen Hohlrad und dem Sonnenrad in Eingriff steht. Die erste Welle des Planetenradsatzes ist mit dem einen Hohlrad, die zweite Welle des Planetenradsatzes mit dem anderen Hohlrad, die dritte Welle des Planetenradsatzes mit dem Planetenträger und die vierte Welle des Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad verbunden.
  • Sind das erste Planetenrad und das zweite Planetenrad in axialer Richtung versetzt zueinander und vorzugsweise auf dem gleichen Durchmesser drehbar auf dem Planetenträger angeordnet und weisen diese vorzugsweise wie die Hohlräder die gleiche Zähnezahl auf, ist die Drehzahl der zweiten Welle des Planetenradsatzes in allen Fahrbereichen innerhalb eines in Bezug auf den Nullpunkt der Drehzahl der zweiten Welle symmetrischen Drehzahlbereiches stufenlos variierbar.
  • Bei einer ebenfalls einfach herstellbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes umfasst der Planetenradsatz zwei einfache Planetengetriebe mit jeweils einem Hohlrad, mit jeweils einem Planetenträger und darauf drehbar angeordneten Planetenrädern und mit jeweils einem Sonnenrad. Die erste Welle des Planetenradsatzes ist dabei mit dem Planetenträger des ersten einfachen Planetengetriebes, die zweite Welle des Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des ersten einfachen Planetengetriebes und mit dem Hohlrad des zweiten einfachen Planetengetriebes verbunden. Zusätzlich stehen die dritte Welle des Planetenradsatzes mit dem Planetenträger des zweiten einfachen Planetengetriebes und die vierte Welle des Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten einfachen Planetengetriebes und mit dem Hohlrad des ersten einfachen Planetengetriebes in Wirkverbindung.
  • Letztbeschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ist in axialer Richtung durch einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichnet, wenn das erste einfache Planetengetriebe radial innerhalb des zweiten einfachen Planetengetriebes angeordnet ist.
  • Eine weitere einfach herstellbare Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes ist mit einem Planetenradsatz ausgebildet, der zwei einfache Planetengetriebe mit jeweils einem Hohlrad, mit jeweils einem Planetenträger und darauf drehbar angeordneten Planetenrädern und mit jeweils einem Sonnenrad umfasst. Die erste Welle des Planetenradsatzes ist mit dem Planetenträger des ersten einfachen Planetengetriebes verbunden. Die zweite Welle des Planetenradsatzes steht mit dem Hohlrad des zweiten einfachen Planetengetriebes in Wirkverbindung. Des Weiteren ist die dritte Welle des Planetenradsatzes mit dem Planetenträger des zweiten einfachen Planetengetriebes und mit dem Hohlrad des ersten einfachen Planetengetriebes verbunden. Darüber hinaus ist die vierte Welle des Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des zweiten einfachen Planetengetriebes und mit dem Sonnenrad des ersten einfachen Planetengetriebes gekoppelt.
  • Der Planetenradsatz umfasst bei einer weiteren bauraumgünstigen und mit geringen Kosten herstellbaren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes einen Ravigneaux-Radsatz. Die erste Welle des Planetenradsatzes ist mit einem Planetenträger des Ravigneaux-Radsatzes gekoppelt. Die zweite Welle des Planetenradsatzes steht mit einem Sonnenrad des Ravigneaux-Radsatzes in Wirkverbindung, während die dritte Welle des Planetenradsatzes mit einem Hohlrad des Ravigneaux-Radsatzes verbunden ist. Darüber hinaus ist die vierte Welle des Planetenradsatzes mit einem weiteren Sonnenrad des Ravigneaux-Radsatzes wirkverbunden. Dabei ist das Sonnenrad mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt als das weitere Sonnenrad.
  • Bei einer weiteren kostengünstig herstellbaren und durch einen geringen Bauraumbedarf gekennzeichneten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes umfasst der Planetenradsatz des Leistungsverzweigungsgetriebes einen Planetenradsatz mit zwei Hohlrädern, mit einem Planetenträger und mit einem Sonnenrad. Auf dem Planetenträger sind mehrere Planetenräder drehbar angeordnet. Ein Teil der Planetenräder ist mit einer größeren axialen Länge als ein weiterer Teil der Planetenräder ausgeführt. Die längeren Planetenräder kämmen mit dem einen Hohlrad, dem Sonnenrad und den kürzeren Planetenrädern, während die kürzeren Planetenräder mit den längeren Planetenrädern und mit dem anderen Hohlrad in Eingriff stehen. Das eine Hohlrad ist mit einem kleinerem Durchmesser als das andere Hohlrad ausgeführt und radial vom größeren Hohlrad übergriffen.
  • Dabei ist die erste Welle des Planetenradsatzes bei einer konstruktiv einfachen und mit geringen Kosten herstellbaren Weiterbildung der letztbeschriebenen Ausführungsform des Leistungsverzweigungsgetriebes mit dem Planetenträger verbunden, während die zweite Welle des Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad gekoppelt ist. Des Weiteren steht die dritte Welle des Planetenradsatzes mit dem größeren Hohlrad in Wirkverbindung und die vierte Welle des Planetenradsatzes ist mit dem kleineren Hohlrad gekoppelt.
  • Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden.
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes ergeben sich aus den Patentansprüchen und den nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispielen, wobei in der Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele zugunsten der Übersichtlichkeit für bau- und funktionsgleiche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
  • 1 bis 19 zeigen jeweils eine schematisierte Darstellung eines Fahrzeugantriebsstranges, wobei die Fahrzeugantriebsstränge jeweils mit verschiedenen Ausführungsformen eines stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes ausgebildet sind.
  • 1 zeigt eine stark schematisierte Ansicht eines Fahrzeugantriebsstranges 1 mit einer als Brennkraftmaschine ausgeführten Antriebsmaschine 2, mit einem stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe 3 und mit einem Abtrieb 4. Im Leistungsverzweigungsgetriebe 3 sind zwei Fahrbereiche darstellbar, innerhalb welchen die Übersetzung des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 mithilfe eines Variators 5 stufenlos variierbar ist. Ein vier Wellen W11 bis W14 umfassender Planetenradsatz P1 ist über zwei Fahrbereich-Schaltelemente K1 und K2 und zwei so genannten Fahrtrichtungskupplungen KV und KR mit einer Getriebeausgangswelle 6 in Wirkverbindung bringbar.
  • Darüber hinaus steht eine Getriebeeingangswelle 7 mit einer ersten Welle 8 des Variators 5 und einer ersten Welle W11 des Planetenradsatzes P1 in Wirkverbindung. Zusätzlich ist der Planetenradsatz P1 über eine zweite Welle W12 mit einer zweiten Welle 9 des Variators 5 verbunden. Darüber hinaus ist der Planetenradsatz P1 über eine dritte Welle W13 mit einer Schaltelementhälfte 10 des Fahrbereich-Schaltelementes K1 sowie über eine vierte Welle W14 mit einer Schaltelementhälfte 11 des weiteren Fahrbereich-Schaltelementes K2 gekoppelt.
  • Eine gemeinsame Schaltelementhälfte 12 der beiden Fahrbereich-Schaltelemente K1 und K2 steht vorliegend in Wirkverbindung mit einer gemeinsamen Schaltelementhälfte 13 der beiden Fahrtrichtungskupplungen KV und KR. Sind beide Fahrtrichtungskupplungen KV und KR geöffnet, ist die Wirkverbindung zwischen der gemeinsamen Schaltelementhälfte 12 der beiden Fahrbereich-Schaltelemente K1 und K2 und der Getriebeausgangswelle 6 getrennt.
  • Für den Fall, dass die Fahrtrichtungskupplung KV für Vorwärtsfahrt geschlossen ist und die Fahrtrichtungskupplung KR für Rückwärtsfahrt sich gleichzeitig in ihrem geöffneten Betriebszustand befindet, wird ein Losrad 14 drehfest mit der Schaltelementhälfte 13 der Fahrtrichtungskupplungen KV und KR verbunden. Das Losrad 14 ist vorliegend bei geöffneter Fahrtrichtungskupplung KV drehbar auf einer Hohlwelle 15 angeordnet, die die Schaltelementhälfte 12 mit der Schaltelementhälfte 13 verbindet und die drehbar auf der Getriebeeingangswelle 7 angeordnet ist. Das Losrad 14 kämmt mit einem Festrad 16 einer Vorgelegewelle 17, die radial beabstandet zur Getriebeeingangswelle 7 angeordnet ist. Ein weiteres Festrad 18 der Vorgelegewelle 17 kämmt mit einem Festrad 19 der Getriebeausgangswelle 6.
  • Über die Fahrtrichtungskupplung KR ist ein auf der Getriebeeingangswelle 7 drehbar angeordnetes Losrad 20 drehfest mit der Hohlwelle 15 verbindbar und kämmt mit dem Festrad 19 der Getriebeausgangswelle 6.
  • Die erste Welle 8 des Variators 5 ist vorliegend über ein Festrad 21 der ersten Welle 8 des Variators 5, ein damit kämmendes Zwischenrad 22 und ein damit in Eingriff stehendes Festrad 23 der Getriebeeingangswelle 7 mit der Getriebeeingangswelle 7 wirkverbunden. Hierfür erstreckt sich die Getriebeeingangswelle 7 ausgehend vom Getriebeeingang 24 in axialer Richtung des stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes 3 bis zum Getriebeausgang 25 und in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch über die im Bereich des Getriebeausgangs 25 angeordnete antreibbare Fahrzeugachse in axialer Richtung des Fahrzeugantriebsstranges 1 hinaus. Zusätzlich ist die Getriebeeingangswelle 7 im Bereich des Getriebeausgangs 25 in an sich bekannter Art und Weise mit einer so genannten Zapfwelle über ein Zapfwellengetriebe in Wirkverbindung bringbar, über die so genannte Anbaugeräte des mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführten Fahrzeuges von der Antriebsmaschine 2 antreibbar sind.
  • Die zweite Welle 9 des Variators 5 ist vorliegend über ein mit der zweiten Welle W12 des Planetenradsatzes P1 drehfest verbundenes Zahnrad 26 sowie ein mit dem Zahnrad 26 kämmendes Festrad 27 der zweiten Welle 9 des Variators 5 wirkverbunden.
  • Der Variator 5 ist bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 als hydraulischer Variator ausgebildet, der zwei hydraulische Maschinen HM1 und HM2 umfasst. Dabei ist das Schluckvolumen der ersten hydraulischen Maschine HM1 konstant, während das Schluckvolumen der zweiten hydraulischen Maschine HM2 variierbar ist. Zusätzlich sind die beiden hydraulischen Maschinen HM1 und HM2 sowohl als Pumpe als auch als Motor betreibbar, wobei die Betriebsart der beiden hydraulischen Maschinen HM1 und HM2 während der Darstellung der zwei Fahrbereiche zwischen einem Pumpenbetrieb und einem motorischen Betrieb mehrfach wechselt.
  • Zur Darstellung des ersten Fahrbereiches, innerhalb dem die Übersetzung des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 am größten ist und über den das größte Zugkraftangebot zur Verfügung stellbar ist, ist das erste Fahrbereich-Schaltelement K1 zu schließen, während das weitere Fahrbereich-Schaltelement K2 in seinen geöffneten Betriebszustand zu überführen ist. Um den sich an den ersten Fahrbereich anschließenden zweiten Fahrbereich im Leistungsverzweigungsgetriebe 3 einlegen zu können, ist das Fahrbereich-Schaltelement K2 zu schließen, während das Fahrbereich-Schaltelement K1 in seinen geöffneten Betriebszustand zu überführen ist.
  • Das mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführte Fahrzeug wird unabhängig davon, welcher der beiden Fahrbereiche im Leistungsverzweigungsgetriebe 3 eingelegt ist, in Vorwärtsfahrtrichtung betrieben, wenn die Fahrtrichtungskupplung KV geschlossen und die Fahrtrichtungskupplung KR geöffnet ist. Im Unterschied hierzu wird ein solches Fahrzeug in Rückwärtsfahrtrichtung betrieben, wenn die Fahrtrichtungskupplung KR geschlossen und die weitere Fahrtrichtungskupplung KV geöffnet ist.
  • Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 umfasst der Planetenradsatz P1 einen Stufenplanetenradsatz. Dabei ist die erste Welle W11 des Planetenradsatzes P1 mit einem Sonnenrad SR1 des Stufenplanetenradsatzes verbunden. Die zweite Welle W12 des Planetenradsatzes P1 steht mit einem Hohlrad HR des Stufenplanetenradsatzes in Wirkverbindung, während die dritte Welle W13 des Planetenradsatzes P1 mit einem Planetenträger PT des Stufenplanetenradsatzes gekoppelt ist, auf dem Stufenplanetenräder PR drehbar gelagert sind. Die vierte Welle W14 des Planetenradsatzes P1 ist mit einem weiteren Sonnenrad SR2 des Stufenplanetenradsatzes verbunden.
  • Die Stufenplanetenräder PR kämmen mit einem größeren Durchmesserbereich PR2 mit dem Hohlrad HR und dem weiteren Sonnenrad SR2, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Sonnenrades SR1 ist. Des Weiteren stehen die Planetenräder PR mit einem kleineren Durchmesserbereich PR1 mit dem Sonnenrad SR1 in Eingriff.
  • 2 bis 19 zeigen 1 entsprechende Darstellungen weiterer Ausführungsbeispiele des Fahrzeugantriebsstranges 1, die sich jeweils im Wesentlichen lediglich im Bereich des stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes 3 sowie durch verschiedene Anordnungen der einzelnen Baugruppen des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 voneinander unterscheiden. Aus diesem Grund wird in der nachfolgenden Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele gemäß 2 bis 19 jeweils lediglich auf die Unterschiede zwischen den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen und dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 näher eingegangen. Bezüglich der weiteren Funktionsweise der verschiedenen Ausführungsbeispiele des Fahrzeugantriebsstranges 1 wird auf die Beschreibung zu 1 verwiesen.
  • Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Leistungsverzweigungsgetriebe 3 mit einem Planetenradsatz P1 ausgeführt, der zwei einfache Planetengetriebe PE1 und PE2 umfasst. Die einfachen Planetengetriebe PE1 und PE2 sind jeweils mit einem Hohlrad HRE1 bzw. HRE2, einem Planetenträger PTE1 bzw. PTE2 und darauf drehbar angeordneten Planetenrädern PRE1, PRE2 und einem Sonnenrad SRE1 bzw. SRE2 ausgeführt. Die erste Welle W11 des Planetenradsatzes P1 ist mit dem Planetenträger PTE1 des ersten einfachen Planetengetriebes PE1 verbunden. Die zweite Welle W12 des Planetenradsatzes P1 ist mit dem Sonnenrad SRE1 des ersten einfachen Planetengetriebes PE1 und mit dem Hohlrad HRE2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PE2 wirkverbunden. Zusätzlich steht die dritte Welle W13 des Planetenradsatzes P1 mit dem Planetenträger PTE2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PE2 in Wirkverbindung. Des Weiteren ist die vierte Welle W14 des Planetenradsatzes P1 mit dem Sonnenrad SRE2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PE2 und mit dem Hohlrad HRE1 des ersten einfachen Planetengetriebes PE1 gekoppelt. Bei dem in 2 dargestellten Planetenradsatz P1 sind die Planetenräder PRE1 und PRE2 fertigungstechnisch einfacher herstellbar als bei dem Stufenplanetenradsatz gemäß 1.
  • Der in 3 dargestellte Fahrzeugantriebsstrang 1 ist im Bereich des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 mit einer weiteren Variante des Planetenradsatzes P1 ausgebildet. Der Planetenradsatz P1 umfasst wie der in 2 gezeigte Planetenradsatz P1 zwei einfache Planetengetriebe PE1, PE2 mit jeweils einem Hohlrad HRE1, HRE2, mit jeweils einem Planetenträger PTE1, PTE2 und darauf drehbar angeordneten Planetenrädern PRE1, PRE2 und mit jeweils einem Sonnenrad SRE1, SRE2 ausgeführt sind. Die erste Welle W11 des Planetenradsatzes P1 ist mit dem Planetenträger PTE1 des ersten einfachen Planetengetriebes PE1 verbunden. Die zweite Welle W12 des Planetenradsatzes P1 steht mit dem Hohlrad HRE2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PE2 in Wirkverbindung. Des Weiteren ist die dritte Welle W13 des Planetenradsatzes P1 mit dem Planetenträger PTE2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PE2 und mit dem Hohlrad HRE1 des ersten einfachen Planetengetriebes PE1 verbunden. Darüber hinaus ist die vierte Welle W14 des Planetenradsatzes P1 mit dem Sonnenrad SRE2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PE2 und mit dem Sonnenrad SRE1 des ersten einfachen Planetengetriebes PE1 gekoppelt. Bei dem in 3 dargestellten Planetenradsatz P1 sind die Planetenräder PRE1 und PRE2 wiederum fertigungstechnisch einfacher herstellbar als bei dem Stufenplanetenradsatz gemäß 1.
  • Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 ist im Bereich des stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes 3 mit einem Planetenradsatz P1 ausgebildet, der zwei Hohlräder HR1 und HR2, ein Sonnenrad SR und einen Planetenträger PT umfasst. Auf dem Planetenträger PT sind Planetenräder PR11, PR21 drehbar gelagert. Dabei kämmen die ersten Planetenräder PR11 mit dem einen Hohlrad HR1 und mit den zweiten Planetenrädern PR21, während die zweiten Planetenräder PR21 zusätzlich mit dem zweiten Hohlrad HR2 und mit dem Sonnenrad SR in Eingriff stehen. Die Planetenräder PR11 und PR21 sind hierfür in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 7 versetzt zueinander angeordnet und im Wesentlichen identisch ausgeführt. Darüber hinaus sind die Planetenräder PR11 und PR21 vorzugsweise auf dem gleichen Durchmesser am Planetenträger PT drehbar gelagert und vorzugsweise mit der gleichen Zähnezahl ausbildbar, wobei dann auch die Hohlräder HR1 und HR2 die gleiche Zähnezahl aufweisen.
  • Die erste Welle W11 des Planetenradsatzes P1 ist mit dem ersten Hohlrad HR1 verbunden. Die zweite Welle W12 des Planetenradsatzes P1 ist mit dem anderen Hohlrad HR2 drehfest gekoppelt, während die dritte Welle W13 des Planetenradsatzes P1 mit dem Planetenträger PT drehfest verbunden ist. Die vierte Welle W14 des Planetenradsatzes P1 ist wiederum mit dem Sonnenrad SR verbunden. Bei dem in 4 dargestellten Planetenradsatz P1 sind die Planetenräder PR11 und PR21 fertigungstechnisch einfacher herstellbar als bei dem Stufenplanetenradsatz gemäß 1.
  • Eine weitere Ausführungsform des Fahrzeugantriebsstranges 1 zeigt 5, die mit einem kosten- und bauraumgünstigen Leistungsverzweigungsgetriebe 3 ausgebildet ist, das bis auf den Planetenradsatz P1 im Wesentlichen den gleichen Aufbau wie das Leistungsverzweigungsgetriebe 3 gemäß 1 aufweist. Der Planetenradsatz P1 des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 umfasst einen Planetenradsatz mit zwei Hohlrädern HR1 und HR2, mit einem Planetensteg PT und mit einem Sonnenrad SR.
  • Auf dem Planetenträger PT sind vorzugsweise insgesamt sechs Planetenräder PR11 und PR21 drehbar angeordnet. Drei Planetenräder PR11 sind vorliegend mit einer größeren axialen Länge als drei weitere Planetenräder PR21 ausgeführt. Dabei kämmen die längeren Planetenräder PR11 mit dem Hohlrad HR2, dem Sonnenrad SR und den kürzeren Planetenrädern PR21. Die kürzeren Planetenräder PR21 stehen zusätzlich mit dem weiteren Hohlrad HR1 in Eingriff. Darüber hinaus ist das Hohlrad HR2 mit einem kleinerem Durchmesser als das Hohlrad HR1 ausgeführt und radial vom größeren Hohlrad HR1 übergriffen.
  • Die erste Welle W11 des Planetenradsatzes P1 ist mit dem Planetenträger PT verbunden, während die zweite Welle W12 des Planetenradsatzes P1 mit dem Sonnenrad SR in Wirkverbindung steht. Des Weiteren ist die dritte Welle W13 des Planetenradsatzes P1 mit dem größeren Hohlrad HR1 gekoppelt und die vierte Welle W14 des Planetenradsatzes P1 mit dem kleineren Hohlrad HR2 verbunden.
  • 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1, das sich lediglich im Bereich des Planetenradsatzes P1 von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform des Fahrzeugantriebsstranges 1 unterscheidet. Der Planetenradsatz P1 des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 6 ist mit einem Ravigneaux-Radsatz ausgeführt. Dabei ist die erste Welle W11 des Planetenradsatzes P1 mit einem Planetenträger PT des Ravigneaux-Radsatzes wirkverbunden. Die zweite Welle W12 des Planetenradsatzes P1 ist mit einem Sonnenrad SR1 des Ravigneaux-Radsatzes gekoppelt, während die dritte Welle W13 des Planetenradsatzes P1 mit einem Hohlrad HR des Ravigneaux-Radsatzes verbunden ist. Die vierte Welle W14 des Planetenradsatzes P1 steht mit einem weiteren Sonnenrad SR2 des Ravigneaux-Radsatzes in Wirkverbindung. Das Sonnenrad SR1 ist mit einem kleineren Durchmesser als das weitere Sonnenrad SR2 ausgebildet.
  • Auf dem Planetenträger PT sind bei dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt sechs Planetenräder PR11 und PR21 drehbar angeordnet. Bei weiteren Ausführungsformen des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 besteht auch die Möglichkeit eine hiervon abweichende Anzahl der Planetenräder PR11 und PR21 vorzusehen. Drei Planetenräder PR11 sind vorliegend mit einer größeren axialen Länge als drei weitere Planetenräder PR21 ausgeführt. Dabei kämmen die längeren Planetenräder PR11 mit dem Hohlrad HR, dem weiteren Sonnenrad SR2 und den kürzeren Planetenrädern PR21. Die kürzeren Planetenräder PR21 stehen zusätzlich mit dem kleineren Sonnenrad SR1 in Eingriff.
  • Die Ausführung des Planetenradsatzes P1 mit einem Ravigneaux-Radsatz bietet den Vorteil, dass das stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe 3 kostengünstig und mit geringem Bauraumbedarf ausführbar ist, da der Ravigneaux-Radsatz lediglich einen Steg bzw. einen Planetenträger PT und ein Hohlrad HR aufweist.
  • Eine in radialer Richtung durch einen geringeren Bauraumbedarf gekennzeichnete Ausführungsform zeigt 7, bei der der Aufbau und die Anordnung des Planetenradsatzes P1, der Fahrbereich-Schaltelemente K1 und K2 sowie der Fahrtrichtungskupplungen KV und KR dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht. Der Variator 5 ist im Bereich des Getriebeeingangs 24 in axialer Richtung zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Planetenradsatz P1 angeordnet. Zusätzlich ist der Variator 5 im Bereich seiner ersten Welle 8 auf der der Antriebsmaschine 2 zugewandten Seite über das Festrad 21 und das direkt damit kämmende Festrad 23 der Getriebeeingangswelle 7 wirkverbunden. Des Weiteren steht der Variator 5 mit seiner zweiten Welle 9 auf seiner dem Planetenradsatz P1 zugewandten Seite mit der zweiten Welle W12 des Planetenradsatzes P1 über das Festrad 27 und das damit kämmende Zahnrad 26 in Wirkverbindung.
  • Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 ist der Variator 5 als ein elektrischer Variator ausgebildet, der zwei sowohl motorisch als auch generatorisch betreibbare Maschinen EM1 und EM2 umfasst. Die Anordnung und die Ausführung des Planetenradsatzes P1, der Schaltelemente K1 und K2 sowie der Fahrtrichtungskupplungen KV und KR entspricht dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebes 3. Die beiden elektrischen Maschinen EM1 und EM2 sind im Bereich des Getriebeeingangs 24 und in axialer Richtung der Getriebeeingangswelle 7 zwischen der Antriebsmaschine 2 und dem Planetenradsatz P1 koaxial zur Getriebeeingangswelle 7 angeordnet. Dabei ist ein Rotor 26A der ersten elektrischen Maschine EM1 direkt mit der Getriebeeingangswelle 7 verbunden, während ein Rotor 27A der zweiten elektrischen Maschine EM2 drehfest mit der zweiten Welle W12 des Planetenradsatzes P1 gekoppelt ist.
  • Grundsätzlich besteht bei einer Ausführung des Variators 5 als elektrischer Variator die Möglichkeit, zusätzliche elektrische Verbraucher, wie eine zusätzliche elektrische Maschine EM3, einen zusätzlichen elektrischen Speicher 28 sowie ein Bordnetz 29 auf einfache Art und Weise über eine zugeordnete Regelung und Steuerung 30 mit elektrischer Energie zu versorgen. Dabei ist die Regel- und Steuerbarkeit im Vergleich zu einem hydraulischen Variator besser realisierbar.
  • Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass die elektrischen Maschinen EM1 und EM2 während des motorischen Betriebes über den fahrzeugseitigen elektrischen Speicher 28 und/oder über eine externe Stromversorgung, wie ein Stromnetz oder dergleichen, mit elektrischer Energie versorgt werden. Hierfür ist ein Fahrzeug beispielsweise mit einer entsprechenden Schnittstelle, wie einer Steckdose und/oder einem Stecker ausführbar, um das Fahrzeug bzw. die elektrischen Maschinen EM1, EM2 in gewünschtem Umfang mit der externen Stromquelle verbinden zu können.
  • Die elektrischen Maschinen EM1 und EM2 des elektrischen Variators 5 sind bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 an der gleichen Stelle wie der Variator 5 des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 1 angeordnet. Des Weiteren sind die elektrischen Maschinen EM1 und EM2 des Variators 5 gemäß 9 im Vergleich zu den elektrischen Maschinen EM1 und EM2 gemäß 8 in axialer Richtung länger und mit geringerem Durchmesser ausgebildet, womit der radiale Bauraumbedarf des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 gemäß 9 begrenzt ist.
  • Bei der Ausführung des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 9 besteht die Möglichkeit, beispielsweise Pumpen einer Arbeitshydraulik und/oder einer Fahrzeuglenkung über ein nahe einer Gehäusewand angeordnetes Zahnrad, wie das Zahnrad 21 oder das Zahnrad 27 auf konstruktiv einfache Weise anzutreiben. Des Weiteren ist die Anbindung der elektrischen Maschinen EM1 und EM2 des elektrischen Variators 5 über die Zahnräder 27 und 26 sowie die Zahnräder 21, 22 und 23 kostengünstiger und die elektrischen Maschinen EM1 und EM2 sind dann auch mit höherem mechanischen Wirkungsgrad betreibbar als bei der Anbindung über in 10 bzw. 11 dargestellte Planetenradsätze PEM1 und PEM2.
  • Im Unterschied dazu ist die Leistungsdichte der bei den Ausführungsbeispielen gemäß 8, 10 und 11, 12, 13, 14 verwendeten elektrischen Maschinen EM1 und EM2, die auch als Scheibenmaschinen bezeichnet werden, höher als die Leistungsdichte der im Vergleich dazu axial länger und radial schlanker ausgeführten elektrischen Maschinen EM1 und EM2 gemäß 9.
  • Das in 10 gezeigte weitere Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 unterscheidet sich von dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 lediglich im Bereich der Anbindung der beiden elektrischen Maschinen EM1 und EM2 des Variators 5 an die Getriebeeingangswelle 7 und an die zweite Welle W12 des Planetenradsatzes P1. Dabei sind die beiden elektrischen Maschinen EM1 und EM2 jeweils über einen Planetenradsatz PEM1 bzw. PEM2 mit der Getriebeeingangswelle 7 bzw. mit der zweiten Welle W12 des Planetenradsatzes P1 wirkverbunden, die radial innerhalb der elektrischen Maschinen EM1 und EM2 bauraumneutral anordenbar sind. Die beiden Planetenradsätze PEM1 und PEM2 sind als einfache Planetengetriebe ausgebildet und umfassen jeweils ein gehäusefestes Hohlrad 31 bzw. 32, ein mit dem Rotor 26A bzw. 27A drehfest verbundenes Sonnenrad 33 bzw. 34 sowie jeweils einen Planetenträger 35 bzw. 36. Der der zweiten elektrischen Maschine EM2 zugeordnete Planetenradsatz PEM2 steht über seinen Planetenträger 36 mit der zweiten Welle W12 des ersten Planetenradsatzes P1 in Wirkverbindung, während der Planetenträger 35 des ersten Planetenradsatzes PEM1 mit der Getriebeeingangswelle 7 wirkverbunden ist.
  • Die Anbindung der beiden elektrischen Maschinen EM1 und EM2 über die Planetenradsätze PEM1 bzw. PEM2 bietet im Vergleich zu der in 8 dargestellten direkten Anbindung an die Getriebeeingangswelle 7 bzw. die zweite Welle W12 des Planetenradsatzes P1 die Möglichkeit, die elektrischen Maschinen EM1 und EM2 mit höherem Wirkungsgrad zu betreiben, da diese aufgrund der Übersetzung der Planetenradsätze PEM1 und PEM2 bei gleichen Antriebsdrehzahlen der Antriebsmaschine 2 mit höheren Drehzahlen betrieben werden können. Dies bietet außerdem den Vorteil, dass die elektrischen Maschinen EM1 und EM2 dann im Vergleich zur direkten Anbindung ein geringeres Drehmoment erzeugen müssen und daher bauraumgünstiger ausführbar sind.
  • Des Weiteren ist die erste elektrische Maschine EM1 im Betrieb des Fahrzeugantriebsstranges 1 während eines stationären Betriebes der Antriebsmaschine 2, beispielsweise mit einer Drehzahl gleich 2000 1/min, mit einer konstanten Drehzahl betreibbar, die bei entsprechender Übersetzung des Planetenradsatzes PEM1 beispielsweise etwa 6000 1/min ist. Im Unterschied hierzu wird die Drehzahl der zweiten elektrischen Maschine EM2 bei dem letztbeschriebenen Zahlenbeispiel dann zwischen einer ersten Drehzahl, beispielsweise -6000 1/min, und einer zweiten Drehzahl, beispielsweise +6000 1/min, stufenlos variiert. Dadurch ist die Gesamtübersetzung des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 innerhalb des jeweils eingelegten Fahrbereiches bei gleichzeitig hohem Wirkungsgrad der elektrischen Maschinen EM1 und EM2 in gewünschtem Umfang stufenlos veränderbar.
  • Der elektrische Variator 5 ist im Vergleich zu einem hydraulischen Variator mit höherem Wirkungsgrad betreibbar, jedoch ist der elektrische Variator 5 durch eine geringere Leistungsdichte gekennzeichnet und verursacht gegenwärtig höhere Herstellkosten als der Einsatz eines hydraulischen Variators.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 ist in 11 dargestellt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in 10 gezeigten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 lediglich in der Ausführung der beiden Planetenradsätze PEM1 und PEM2 und deren Ankopplung an die Rotoren 26A und 27A der beiden elektrischen Maschinen EM1 und EM2 sowie an die Getriebeeingangswelle 7 bzw. an die zweite Welle W12 des Planetenradsatzes P1. Die Planetenradsätze PEM1 und PEM2 sind wiederum als einfache Planetengetriebe ausgeführt und bauraumgünstig radial innerhalb der elektrischen Maschinen EM1 und EM2 angeordnet. Die Getriebeeingangswelle 7 ist mit dem Hohlrad 31 des der ersten elektrischen Maschine EM1 zugeordneten Planetenradsatzes PEM1 verbunden, während der Rotor 26A mit dem Sonnenrad 33 drehfest gekoppelt ist. Der Planetenträger 35 des Planetenradsatzes PEM1 ist gehäuseseitig festgelegt. Gleichzeitig ist auch der Planetenträger 36 des der zweiten elektrischen Maschine EM2 zugeordneten Planetenradsatzes PEM2 gehäusefest ausgebildet. Der Rotor 27A der zweiten elektrischen Maschine EM2 ist drehfest mit dem Sonnenrad 34 des Planetenradsatzes PEM2 verbunden, während das Hohlrad 32 des Planetenradsatzes PEM2 mit der zweiten Welle W12 des Planetenradsatzes P1 gekoppelt ist.
  • Bei dieser Ausführung der beiden Planetenradsätze PEM1 und PEM2 greifen im Betrieb des Fahrzeugantriebsstranges 1 an den auf den Planetenträgern 35 und 36 drehbar angeordneten Planetenrädern 37 bzw. 38 keine Fliehkräfte an. Im Vergleich zu der Ausführung des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 10 ist die Übersetzung zwischen der Getriebeeingangswelle 7 und der ersten elektrischen Maschine EM1 sowie zwischen der zweiten elektrischen Maschine EM2 und der zweiten Welle W12 des Planetenradsatzes P1 negativ. Auch ist die Verschachtelung der Planetenradsätze PEM1 und PEM2 der Ausführung gemäß 11 im Vergleich zu der Ausführung der Planetenradsätze PEM1 und PEM2 gemäß 10 nur mit höherem Aufwand radial innerhalb der elektrischen Maschinen EM1 und EM2 realisierbar.
  • Eine gegenüber der in 10 dargestellten Ausführungsform des Fahrzeugantriebsstranges 1 um ein weiteres Schaltelement K0 des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 erweiterte Ausführungsform des Fahrzeugantriebsstranges 1 zeigt 12. Dabei ist das weitere Schaltelement K0 zwischen einer Motorausgangswelle 39 der Antriebsmaschine 2 und der Getriebeeingangswelle 7 angeordnet, so dass die Antriebsmaschine 2 in geöffnetem Betriebszustand des Schaltelementes K0 von der Getriebeeingangswelle 7 entkoppelt ist.
  • Zusätzlich besteht die Möglichkeit, das Schaltelement K0 und den Planetenradsatz PEM1 wiederum bauraumgünstig radial innerhalb der ersten elektrischen Maschine EM1 des Variators 5 anzuordnen.
  • Das zusätzliche Schaltelement K0 bietet die Möglichkeit, einen emissionsfreien rein elektrischen Fahrbetrieb über die elektrischen Maschinen EM1 und EM2 eines mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 gemäß 12 ausgeführten Fahrzeuges bei gleichzeitig abgeschalteter Antriebsmaschine 2 mit möglichst geringen Verlusten durchführen zu können. Dies resultiert aus der Tatsache, dass im Bereich der abgeschalteten Antriebsmaschine 2 auftretende Schleppmomente bei geöffnetem zusätzlichem Schaltelement K0 nicht im Bereich der Getriebeeingangswelle 7 anliegen. Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, eine mit der Getriebeeingangswelle 7 in Wirkverbindung stehende Zapfwelle mit hohem Wirkungsgrad ohne Emissionen seitens der Antriebsmaschine 2 rein elektrisch anzutreiben. Die für den rein elektrischen Antrieb des Fahrzeuges und/oder der Zapfwelle erforderliche elektrische Energie kann wiederum über einen fahrzeugseitigen elektrischen Speicher oder eine externe Stromquelle, wie ein externes Stromnetz, zur Verfügung gestellt werden.
  • Bei der in 13 dargestellten Ausführungsform des Fahrzeugantriebsstranges 1 ist die zweite elektrische Maschine EM2 des elektrischen Variators 5 in dem zu 10 beschriebenen Umfang angeordnet und mit der zweiten Welle W12 des Planetenradsatzes P1 über den Planetenradsatz PEM2 angebunden. Die erste elektrische Maschine EM1 des elektrischen Variators 5 ist in dem zu 9 beschriebenen Umfang angeordnet und in gleichem Umfang wie die erste elektrische Maschine EM1 gemäß 9 mit der Getriebeeingangswelle 7 wirkverbunden.
  • Der in 14 dargestellte Fahrzeugantriebsstrang 1 weist einen im Wesentlichen 10 entsprechenden Aufbau auf, wobei der Planetenradsatz P1 im Unterschied dazu die beiden einfachen Planetengetriebe PE1 und PE2 umfasst. Bei der Ausführung des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 gemäß 14 ist das erste einfache Planetengetriebe PE1 radial innerhalb des zweiten einfachen Planetengetriebes PE2 angeordnet, womit das Leistungsverzweigungsgetriebe 3 gemäß 14 im Bereich des Planetenradsatzes P1 in axialer Richtung einen geringeren Bauraumbedarf aufweist als das Leistungsverzweigungsgetriebe 3 gemäß 2. Da das Sonnenrad SRE2 des zweiten einfachen Planetengetriebes PE2 und das Hohlrad HRE1 des ersten einfachen Planetengetriebes PE1 einstückig ausbildbar sind, ist das Leistungsverzweigungsgetriebe 3 gemäß 14 im Vergleich zum Leistungsverzweigungsgetriebe 3 gemäß 2 aufgrund einer geringeren Teileanzahl konstruktiv einfacher und kostengünstiger ausführbar.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 zeigt 15, das dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 entspricht und zusätzlich mit einer weiteren elektrischen Maschine EM4 ausgebildet ist. Die weitere elektrische Maschine EM4 ist im Bereich des Getriebeeingangs 24 angeordnet. Ein Rotor 40 der weiteren elektrischen Maschine EM4 ist direkt mit der Getriebeeingangswelle 7 verbunden. Der weiteren elektrischen Maschine EM4 ist eine Regelung und Steuerung 41 zugeordnet, über die wiederum weitere elektrische Verbraucher 42, wie eine zusätzliche elektrische Maschine, eine elektrische Speichereinrichtung 43 und/oder ein Bordnetz 44 ausgehend von der weiteren elektrischen Maschine EM4 mit elektrischer Energie beaufschlagbar sind, wenn die weitere elektrische Maschine EM4 generatorisch betrieben wird.
  • Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass von der elektrischen Speichereinrichtung 43, von einer mit dem Fahrzeug verbundenen externen Stromquelle oder einer weiteren elektrischen Maschine über die Regelung und Steuerung 41 der weiteren elektrischen Maschine EM4 elektrische Energie zur Verfügung gestellt wird. Dann ist die weitere elektrische Maschine EM4 motorisch betreibbar und während definierter Betriebszustandsverläufe des Fahrzeugantriebsstranges 1 sowohl von der Antriebsmaschine 2 als auch von der elektrischen Maschine EM4 Drehmoment in den Fahrzeugantriebsstrang 1 für einen Fahrantrieb und/oder für den Antrieb einer mit der Getriebeeingangswelle 7 wirkverbundenen Zapfwelle einleitbar.
  • Bei dem in 16 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 ist die weitere elektrische Maschine EM4 radial zur Getriebeeingangswelle 7 beabstandet angeordnet und mit der Getriebeeingangswelle 7 über eine Stirnradstufe 45 verbunden. Dabei ist die weitere elektrische Maschine EM4 in radialer Richtung bauraumgünstiger als bei der Ausführung des Leistungsverzweigungsgetriebes 3 gemäß 15 ausgebildet. Im Unterschied zu der Ausführungsform der weiteren elektrischen Maschine EM4 gemäß 15 ist die weitere elektrische Maschine EM4 gemäß 16 mit einer größeren axialen Länge ausgebildet.
  • Eine Weiterbildung des in 15 dargestellten Fahrzeugantriebsstranges 1 zeigt 17, bei dem die weitere elektrische Maschine EM4 über einen Planetenradsatz PEM4 mit der Getriebeeingangswelle 7 wirkverbunden ist. Dabei weist der Planetenradsatz PEM4 den gleichen Aufbau wie die Planetenradsätze PEM1 und PEM2 gemäß 10 auf. Der Rotor 40 der weiteren elektrischen Maschine EM4 ist mit einem Sonnenrad 46 des Planetenradsatzes PEM4 verbunden. Ein Hohlrad 47 des Planetenradsatzes PEM4 ist gehäusefest ausgebildet, während die Getriebeeingangswelle 7 mit einem Planetenträger 48 des Planetenradsatzes PEM4 in Wirkverbindung steht, auf dem Planetenräder 49 des Planetenradsatzes PEM4 drehbar angeordnet sind.
  • Im Unterschied hierzu ist die weitere elektrische Maschine EM4 bei dem in 18 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel des Fahrzeugantriebsstranges 1 über einen Planetenradsatz PEM4 mit der Getriebeeingangswelle 7 wirkverbunden, der den gleichen Aufbau wie die Planetenradsätze PEM1 und PEM2 gemäß 11 hat. Der Rotor 40 der weiteren elektrischen Maschine EM4 ist wiederum mit dem Sonnenrad 46 des Planetenradsatzes PEM4 gekoppelt. Das Hohlrad 47 des Planetenradsatzes PEM4 ist mit der Getriebeeingangswelle 7 verbunden. Der Planetenträger 48 des Planetenradsatzes PEM4 ist gehäusefest ausgebildet.
  • Der in 19 dargestellte Fahrzeugantriebsstrang 1 umfasst neben den Baugruppen des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 1 zusätzlich das Schaltelement K0 gemäß 12 und die weitere elektrische Maschine EM4 gemäß 15. Auch hier besteht wiederum die Möglichkeit, das Schaltelement K0 bauraumgünstig radial innerhalb der weiteren elektrischen Maschine EM4 anzuordnen.
  • Grundsätzlich sind alle in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele des Fahrzeugantriebsstranges 1 bzw. deren stufenlose Leistungsverzweigungsgetriebe 3 mit einem Planetenradsatz P1 ausführbar, der gemäß 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 14 ausgebildet ist. Darüber hinaus sind auch alle Ausführungsbeispiele des Fahrzeugantriebsstranges 1 gemäß 1 bis 19 entweder mit einem hydraulischen oder mit einem elektrischen Variator ausbildbar.
  • Zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass die verschiedenen Schaltelemente als form- und/oder reibschlüssige Schaltelemente, d.h. als Klauenschaltelemente, als Synchronisierungen oder als Lamellenkupplungen oder Lamellenbremsen ausgeführt werden. Zudem kann es auch vorgesehen sein, dass Wechsel zwischen den Fahrbereichen mit geringen Belastungen der Schaltelemente K1 und K2 im Wesentlichen synchron durchgeführt werden.
  • Auch sind Reversiervorgänge eines mit einem der Fahrzeugantriebsstränge 1 ausgeführten Fahrzeuges durch entsprechendes Betätigen der beiden Fahrtrichtungskupplungen KV und KR unterstützbar bzw. durchführbar. Dabei wird noch darauf hingewiesen, dass die Wirkungsweise der beiden Fahrtrichtungskupplungen KV und KR in Abhängigkeit der jeweils gewählten Konfiguration des Fahrzeugantriebsstranges 1 auch von der vorbeschriebenen Wirkungsweise in dem Umfang abweichen kann, dass ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgebildetes Fahrzeug bei geschlossener Fahrtrichtungskupplung KV in Rückwärtsfahrtrichtung und bei geschlossener Fahrtrichtungskupplung KR in Vorwärtsfahrtrichtung betrieben wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeugantriebsstrang
    2
    Antriebsmaschine
    3
    stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe
    4
    Abtrieb
    5
    Variator
    6
    Getriebeausgangswelle
    7
    Getriebeeingangswelle
    8
    erste Welle des Variators
    9
    zweite Welle des Variators
    10
    Schaltelementhälfte des Fahrbereich-Schaltelementes K1
    11
    Schaltelementhälfte des Fahrbereich-Schaltelementes K2
    12
    gemeinsame Schaltelementhälfte der Fahrbereich-Schaltelemente K1 und K2
    13
    gemeinsame Schaltelementhälfte der Fahrbereichskupplungen KV und KR
    14
    Losrad
    15
    Hohlwelle
    16
    Festrad der Vorgelegewelle 17
    17
    Vorgelegewelle
    18
    Festrad der Vorgelegewelle 17
    19
    Festrad der Getriebeeingangswelle 6
    20
    Losrad
    21
    Festrad der ersten Welle des Variators
    22
    Zwischenrad
    23
    Festrad der Getriebeeingangswelle
    24
    Getriebeeingang
    25
    Getriebeausgang
    26
    Zahnrad
    26A
    Rotor der ersten elektrischen Maschine EM1
    27
    Festrad
    27A
    Rotor der zweiten elektrischen Maschine EM2
    28
    elektrischer Speicher
    29
    Bordnetz
    30
    Regelung und Steuerung
    31
    Hohlrad des Planetenradsatzes PEM1
    32
    Hohlrad des Planetenradsatzes PEM2
    33
    Sonnenrad des Planetenradsatzes PEM1
    34
    Sonnenrad des Planetenradsatzes PEM2
    35
    Planetenträger des Planetenradsatzes PEM1
    36
    Planetenträger des Planetenradsatzes PEM2
    37
    Planetenrad des Planetenradsatzes PEM1
    38
    Planetenrad des Planetenradsatzes PEM2
    39
    Motorausgangswelle
    40
    Rotor der weiteren elektrischen Maschine EM4
    41
    Regelung und Steuerung
    42
    elektrische Verbraucher
    43
    elektrische Speichereinrichtung
    44
    Bordnetz
    45
    Stirnradstufe
    46
    Sonnenrad des Planetenradsatzes PEM4
    47
    Hohlrad des Planetenradsatzes PEM4
    48
    Planetenträger des Planetenradsatzes PEM4
    49
    Planetenrad des Planetenradsatzes PEM4
    EM1, EM2
    elektrische Maschine
    EM3
    elektrische Maschine
    EM4
    weitere elektrische Maschine
    HM1, HM2
    hydraulische Maschine
    HR
    Hohlrad
    HR1, HR2
    Hohlrad
    HRE1, HRE2
    Hohlrad
    K0
    weiteres Schaltelement
    K1, K2
    Fahrbereich-Schaltelement
    KV, KR
    Fahrtrichtungskupplung
    P1
    Planetenradsatz
    PE1, PE2
    einfaches Planetengetriebe des Planetenradsatzes
    PEM1, PEM2, PEM4
    Planetenradsatz
    PR
    Planetenrad
    PR1
    kleinerer Durchmesserbereich des Planetenrads
    PR2
    größerer Durchmesserbereich des Planetenrads
    PR11, PR21
    Planetenrad
    PRE1, PRE2
    Planetenrad
    PT
    Planetenträger
    PTE1, PTE2
    Planetenträger
    SR, SR1, SR2
    Sonnenrad
    SRE1, SRE2
    Sonnenrad
    W11 bis W14
    Welle des Planetenradsatzes
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 60103717 T2 [0002]
    • DE 19522833 A1 [0005]

Claims (18)

  1. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe (3) mit zwei Fahrbereichen, innerhalb welchen die Übersetzung im Bereich eines Variators (5) stufenlos variierbar ist, wobei ein vier Wellen (W11 bis W14) umfassender Planetenradsatz (P1) zur Darstellung der beiden Fahrbereiche über zwei Fahrbereich-Schaltelemente (K1, K2) mit einer Getriebeausgangswelle (6) in Wirkverbindung bringbar ist und über eine erste Welle (W11) mit einer Getriebeeingangswelle (7) und mit einer ersten Welle (8) des Variators (5) und über eine zweite Welle (W12) mit einer zweiten Welle (9) des Variators (5) in Wirkverbindung steht, während der Planetenradsatz (P1) über eine dritte Welle (W13) mit einer Schaltelementhälfte (10) des einen Fahrbereich-Schaltelementes (K1) und über eine vierte Welle (W14) mit einer Schaltelementhälfte (11) des weiteren Fahrbereich-Schaltelementes (K2) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in den Kraftfluss zuschaltbare sowie aus dem Kraftfluss abschaltbare Fahrtrichtungskupplungen (KV, KR) sowie den Fahrtrichtungskupplungen (KV, KR) zugeordnete Zahnradpaarungen (14, 16, 18, 19 und 20, 19) vorgesehen sind, wobei eine Drehrichtung der Getriebeausgangswelle (6) bei zugeschalteter erster Fahrtrichtungskupplung (KV) der Drehrichtung der Getriebeeingangswelle (7) entspricht und bei zugeschalteter zweiter Fahrtrichtungskupplung (KR) hiervon abweicht, und wobei der Planetenradsatz (P1), die Fahrbereich-Schaltelemente (K1, K2) und die Fahrtrichtungskupplungen (KV, KR) koaxial zur Getriebeeingangswelle (7) angeordnet sind.
  2. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Getriebeeingangswelle (7) ein Schaltelement (K0) vorgesehen ist, über das eine mit der Getriebeeingangswelle (7) koppelbare Antriebsmaschine (2) eines mit dem Leistungsverzweigungsgetriebe (3) ausgeführten Fahrzeugantriebsstranges (1) mit der ersten Welle (W11) des Planetenradsatzes (P1) in Wirkverbindung bringbar oder von dieser entkoppelbar ist.
  3. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (7) mit einer elektrischen Maschine (EM4) wirkverbunden ist.
  4. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (5) als hydraulischer Variator mit zwei hydraulischen Maschinen (HM1, HM2) ausgebildet ist, wobei das Schluckvolumen wenigstens einer der hydraulischen Maschinen (HM2) variierbar ist.
  5. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (5) als elektrischer Variator mit zwei elektrischen Maschinen (EM1, EM2) ausgeführt ist.
  6. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (5) mit seiner ersten Welle (8) direkt, über Stirnräder (21, 22, 23) und/oder über einen Planetenradsatz (PEM1) mit der Getriebeeingangswelle (7) und mit der ersten Welle (W11) des Planetenradsatzes (P1) in Wirkverbindung steht und mit seiner zweiten Welle (9) direkt, über Stirnräder (26, 27) und/oder über einen Planetenradsatz (PEM2) mit der zweiten Welle (W12) des Planetenradsatzes (P1) wirkverbunden ist.
  7. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (5) radial versetzt zur Getriebeeingangswelle (7) angeordnet ist.
  8. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (5) in axialer Richtung zwischen dem Getriebeeingang (24) und dem Planetenradsatz (P1) koaxial zum Planetenradsatz (P1) oder in radialer Richtung versetzt zum Planetenradsatz (P1) angeordnet ist.
  9. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Welle (W12) des Planetenradsatzes (P1) in axialer Richtung zwischen dem Getriebeeingang (24) und dem Planetenradsatz (P1) mit der zweiten Welle (9) des Variators (5) verbunden ist, während die erste Welle (8) des Variators (5) mit der ersten Welle (W11) des Planetenradsatzes (P1) in axialer Richtung zwischen den Fahrbereich-Schaltelementen (K1, K2) und dem Getriebeausgang (25) in Wirkverbindung steht
  10. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) einen Stufenplanetenradsatz umfasst und die erste Welle (W11) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem Sonnenrad (SR1) des Stufenplanetenradsatzes, die zweite Welle (W12) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem Hohlrad (HR) des Stufenplanetenradsatzes, die dritte Welle (W13) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem Planetenträger (PT) des Stufenplanetenradsatzes und die vierte Welle (W14) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem weiteren Sonnenrad (SR2) des Stufenplanetenradsatzes verbunden ist, wobei auf dem Planetenträger (PT) drehbar gelagerte Stufenplanetenräder (PR) mit einem größeren Durchmesserbereich (PR2) mit dem Hohlrad (HR) und dem weiteren Sonnenrad (SR2) kämmen, dessen Durchmesser kleiner als der Durchmesser des Sonnenrades (SR1) ist, und wobei die Planetenräder (PR) mit einem kleineren Durchmesserbereich (PR1) mit dem Sonnenrad (SR1) in Eingriff stehen.
  11. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) zwei Hohlräder (HR1, HR2), ein Sonnenrad (SR) und einen Planetenträger (PT) aufweist, wobei auf dem Planetenträger (PT) Planetenräder (PR11, PR21) drehbar gelagert sind, wobei zumindest ein erstes Planetenrad (PR11) mit dem einen Hohlrad (HR1) und mit wenigstens einem zweiten Planetenrad (PR21) kämmt, während das wenigstens zweite Planetenrad (PR21) zusätzlich mit dem anderen Hohlrad (HR2) und mit dem Sonnenrad (SR) in Eingriff steht, und wobei die erste Welle (W11) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem einen Hohlrad (HR1), die zweite Welle (W12) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem anderen Hohlrad (HR2), die dritte Welle (W13) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Planetenträger (PT) und die vierte Welle (W14) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Sonnenrad (SR) verbunden ist.
  12. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Planetenrad (PR11) und das zweite Planetenrad (PR21) in axialer Richtung versetzt zueinander und vorzugsweise auf dem gleichen Durchmesser drehbar auf dem Planetenträger (PT) angeordnet sind und wie die Hohlräder (HR1, HR2) vorzugsweise die gleiche Zähnezahl aufweisen.
  13. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) zwei einfache Planetengetriebe (PE1, PE2) mit jeweils einem Hohlrad (HRE1, HRE2), mit einem Planetenträger (PTE1, PTE2) und darauf drehbar gelagerte Planetenräder (PRE1, PRE2) und mit einem Sonnenrad (SRE1, SRE2) umfasst, wobei die erste Welle (W11) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Planetenträger (PTE1) des ersten einfachen Planetengetriebes (PE1), die zweite Welle (W12) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Sonnenrad (SRE1) des ersten einfachen Planetengetriebes (PE1) und mit dem Hohlrad (HRE2) des zweiten einfachen Planetengetriebes (PE2), die dritte Welle (W13) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Planetenträger (PTE2) des zweiten einfachen Planetengetriebes (PE2) und die vierte Welle (W14) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Sonnenrad (SRE2) des zweiten einfachen Planetengetriebes (PE2) und mit dem Hohlrad (HRE1) des ersten einfachen Planetengetriebes (PE1) verbunden ist.
  14. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das erste einfache Planetengetriebe (PE1) radial innerhalb des zweiten einfachen Planetengetriebes (PE2) angeordnet ist.
  15. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) zwei einfache Planetengetriebe (PE1, PE2) mit jeweils einem Hohlrad (HRE1, HRE2), mit einem Planetenträger (PTE1, PTE2) und darauf drehbar gelagerten Planetenrädern (PRE1, PRE2) und mit einem Sonnenrad (SRE1, SRE2) umfasst, wobei die erste Welle (W11) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Planetenträger (PTE1) des ersten einfachen Planetengetriebes (PE1), die zweite Welle (W12) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Hohlrad (HRE2) des zweiten einfachen Planetengetriebes (PE2), die dritte Welle (W13) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Planetenträger (PTE2) des zweiten einfachen Planetengetriebes (PE2) und mit dem Hohlrad (HRE1) des ersten einfachen Planetengetriebes (PE1) und die vierte Welle (W14) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Sonnenrad (SRE2) des zweiten einfachen Planetengetriebes (PE2) und mit dem Sonnenrad (SRE1) des ersten einfachen Planetengetriebes (PE1) verbunden ist.
  16. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) einen Ravigneaux-Radsatz umfasst, wobei die erste Welle (W11) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem Planetenträger (PT) des Ravigneaux-Radsatzes, die zweite Welle (W12) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem Sonnenrad (SR1) des Ravigneaux-Radsatzes, die dritte Welle (W13) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem Hohlrad (HR) des Ravigneaux-Radsatzes und die vierte Welle (W14) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit einem weiteren Sonnenrad (SR2) des Ravigneaux-Radsatzes wirkverbunden ist, und wobei das Sonnenrad (SR1) mit einem kleineren Durchmesser ausgeführt ist als das weitere Sonnenrad (SR2).
  17. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Planetenradsatz (P1) des Leistungsverzweigungsgetriebes (3) einen Planetenradsatz mit zwei Hohlrädern (HR1, HR2), mit einem Planetenträger (PT) und mit einem Sonnenrad (SR) aufweist, wobei auf dem Planetenträger (PT) mehrere Planetenräder (PR11, PR21) drehbar angeordnet sind und ein Teil der Planetenräder (PR11) mit einer größeren axialen Länge als ein weiterer Teil der Planetenräder (PR21) ausgeführt ist, wobei die längeren Planetenräder (PR11) mit dem einen Hohlrad (HR2), dem Sonnenrad (SR) und den kürzeren Planetenrädern (PR21) kämmen, während die kürzeren Planetenräder (PR21) mit dem weiteren Hohlrad (HR1) und den längeren Planetenrädern (PR11) in Eingriff stehen und das eine Hohlrad (HR2) mit einem kleinerem Durchmesser als das andere Hohlrad (HR1) ausgeführt und radial vom größeren Hohlrad (HR1) übergriffen ist.
  18. Stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (W11) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem Planetenträger (PT), die zweite Welle (W12) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit den Sonnenrad (SR), die dritte Welle (W13) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem größeren Hohlrad (HR1) und die vierte Welle (W14) des ersten Planetenradsatzes (P1) mit dem kleineren Hohlrad (HR2) gekoppelt ist.
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