DE102019203252A1 - Power-split continuously variable transmission with two driving ranges - Google Patents
Power-split continuously variable transmission with two driving ranges Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019203252A1 DE102019203252A1 DE102019203252.4A DE102019203252A DE102019203252A1 DE 102019203252 A1 DE102019203252 A1 DE 102019203252A1 DE 102019203252 A DE102019203252 A DE 102019203252A DE 102019203252 A1 DE102019203252 A1 DE 102019203252A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- planetary gear
- gear set
- power
- continuously variable
- variable transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
- B60K17/06—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing
- B60K17/08—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of change-speed gearing of mechanical type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/02—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of clutch
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
- B60K17/28—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or type of power take-off
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
- B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
- B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
- B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
- B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
- B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
- B60K6/44—Series-parallel type
- B60K6/445—Differential gearing distribution type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
- B60W2300/15—Agricultural vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
- B60W2300/17—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2400/00—Special features of vehicle units
- B60Y2400/70—Gearings
- B60Y2400/73—Planetary gearings
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe mit einem Antrieb, einem Abtrieb, einem ersten und einem zweiten Planetenradsatz, einem Variator mit einem ersten und einem zweiten Energiewandler, und einer ersten und einer zweiten Schalteinrichtung. Die Planetenradsätze weisen jeweils drei Elemente auf, wobei das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes permanent drehfest und mit dem Antrieb mechanisch wirkverbunden ist, der erste Energiewandler mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes und der zweite Energiewandler mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes mechanisch wirkverbunden ist, und das zweite Element des ersten Planetenradsatzes über die erste Schalteinrichtung drehfest mit dem Abtrieb verbindbar ist, um so einen ersten Getriebefahrbereich bereitzustellen. Das erste Element des ersten Planetenradsatzes ist an das erste Element des zweiten Planetenradsatzes über eine erste Anbindung und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes an den Abtrieb über eine zweite Anbindung angebunden, wobei eine der ersten und zweiten Anbindungen über die zweite Schalteinrichtung zum Herstellen einer drehfesten Verbindung schaltbar ist, um einen zweiten Getriebefahrbereich bereitzustellen, und die andere der ersten und zweiten Anbindungen als permanent drehfeste Verbindung ausgebildet ist.The present invention relates to a power-split continuously variable transmission with a drive, an output, a first and a second planetary gear set, a variator with a first and a second energy converter, and a first and a second switching device. The planetary gear sets each have three elements, the second element of the second planetary gear set being permanently rotationally fixed with the third element of the first planetary gear set and mechanically operatively connected to the drive, the first energy converter with the first element of the first planetary gear set and the second energy converter with the second element of the first planetary gear set is mechanically operatively connected, and the second element of the first planetary gear set can be connected non-rotatably to the output via the first shifting device in order to provide a first transmission range. The first element of the first planetary gear set is connected to the first element of the second planetary gear set via a first connection and the third element of the second planetary gear set is connected to the output via a second connection, one of the first and second connections via the second switching device to produce a rotationally fixed connection is switchable to provide a second transmission range, and the other of the first and second connections is designed as a permanently non-rotatable connection.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe mit zwei Fahrbereichen. Das Getriebe kann zur Verwendung in einer Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine mit solch einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe, und auf eine Arbeitsmaschine mit solch einem Antriebsstrang.The present invention relates to a split-power continuously variable transmission with two driving ranges. The transmission can be designed for use in a work machine. The present invention further relates to a drive train for a work machine with such a power-split continuously variable transmission, and to a work machine with such a drive train.
Leistungsverzweigte stufenlose Getriebe, beispielsweise hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe, kommen im Bereich von Arbeitsmaschinen häufig zum Einsatz. Solche Getriebe ermöglichen das stufenlose Einstellen der Getriebeübersetzung bei relativ hohen Wirkungsgraden, weisen jedoch eine verhältnismäßig geringe Getriebespreizung auf. Unter der Spreizung eines Getriebes wird das Verhältnis zwischen größter und kleinster Übersetzung verstanden. Es ist bekannt, in einem stufenlosen Getriebe zur Vergrößerung der Getriebespreizung mehrere Fahrbereiche vorzusehen, die jeweils unterschiedliche Übersetzungsbereiche aufweisen.Power-split continuously variable transmissions, for example hydrostatic-mechanical power-split transmissions, are often used in the field of work machines. Such gears allow the gear ratio to be set continuously at relatively high levels of efficiency, but have a relatively low gear ratio spread. The spread of a gear is understood to mean the ratio between the largest and smallest translation. It is known to provide several driving ranges in a continuously variable transmission to increase the gear ratio spread, each of which has different transmission ranges.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe. Bei einem stufenlosen Getriebe ist die Übersetzung stufenlos einstellbar. Das Getriebe kann zur Verwendung in einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einer Bau- oder Landmaschine, ausgebildet sein. Bei der Leistungsverzweigung kann es sich beispielsweise um eine hydrostatisch-mechanische und/oder um eine elektrisch-mechanische Leistungsverzweigung handeln. Das Getriebe umfasst einen Antrieb, an dem die zu übersetzende Größe in das Getriebe eingespeist wird. Ebenso umfasst das Getriebe einen Abtrieb, an dem die durch das Getriebe übersetzte Größe ausgegeben wird. Ferner umfasst das Getriebe einen Variator mit einem ersten und einem zweiten Energiewandler, die miteinander gekoppelt sein und in Wirkverbindung stehen können. Bei dem Variator kann es sich um einen hydraulischen und/oder elektrischen Variator handeln. Der Variator ist eingerichtet, um eine Übersetzung des Getriebes stufenlos variieren zu können. Darüber hinaus weist das Getriebe eine erste und eine zweite Schalteinrichtung auf. Bei einer Schalteinrichtung kann es sich um eine Kupplung handeln. Die Schalteinrichtungen können als formschlüssige Schalteinrichtungen, beispielsweise Klauen und/oder Synchronisierungen, und/oder als reibschlüssige Schalteinrichtungen, beispielsweise Lamellenschaltelemente, ausgebildet sein.The present invention relates to a split-power continuously variable transmission. With a continuously variable transmission, the translation is continuously adjustable. The transmission can be designed for use in a work machine, for example a construction or agricultural machine. The power split can be, for example, a hydrostatic-mechanical and / or an electrical-mechanical power split. The gearbox includes a drive on which the variable to be translated is fed into the gearbox. The gearbox also includes an output at which the variable translated by the gearbox is output. Furthermore, the transmission comprises a variator with a first and a second energy converter, which can be coupled to one another and can be operatively connected. The variator can be a hydraulic and / or electric variator. The variator is set up in order to be able to continuously vary a translation of the transmission. In addition, the transmission has a first and a second switching device. A switching device can be a clutch. The switching devices can be designed as positive switching devices, for example claws and / or synchronizers, and / or as frictional switching devices, for example multi-leaf switching elements.
Das Getriebe weist einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz auf. Das Getriebe kann nur einen ersten und zweiten und damit keinen weiteren Planetenradsatz aufweisen. In einer Ausführungsform kann das Getriebe im Leistungsfluss zwischen dem Eingang in den zweiten Planetenradsatz und dem Abtrieb lediglich zwei Planetenradsätze aufweisen. Bei den Planentenradsätzen kann es sich jeweils um einen Minus-Planetenradsatz handeln, bei dem die Standübersetzung, welche das Drehzahlverhältnis von Sonnenrad und Hohlrad bei festgehaltenem Steg beschreibt, negativ ist. Ebenso kann es sich bei einem oder bei beiden Planetenradsätzen um einen Plus-Planetenradsatz handeln, bei dem die Standübersetzung positiv ist. Denkbar ist, dass der erste Planetenradsatz ein Minus- oder ein Plusplanetenradsatz und der zweite Planetenradsatz ein Minus-Planetenradsatz ist.The transmission has a first and a second planetary gear set. The transmission can only have a first and second and therefore no further planetary gear set. In one embodiment, the transmission can have only two planetary gear sets in the power flow between the input to the second planetary gear set and the output. The planetary gear sets can each be a minus planetary gear set in which the stationary gear ratio, which describes the speed ratio of the sun gear and ring gear when the web is held, is negative. Likewise, one or both planetary gear sets can be a plus planetary gear set in which the stationary gear ratio is positive. It is conceivable that the first planetary gear set is a minus or a plus planetary gear set and the second planetary gear set is a minus planetary gear set.
Die Planetenradsätze weisen jeweils drei Elemente auf. Bei dem ersten Element des jeweiligen Planetenradsatzes handelt es sich um ein Sonnenrad. Bei dem zweiten Element des jeweiligen Planetenradsatzes handelt es sich im Falle eines Minus-Planetenradsatzes um einen Planetenträger und im Falle eines Plus-Planetenradsatzes um ein Hohlrad. Bei dem dritten Element des jeweiligen Planetenradsatzes handelt es sich im Falle eines Minus-Planetenradsatzes um ein Hohlrad und im Falle eines Plus-Planetenradsatzes um einen Planetenträger. Der Planetenträger ist auch als Planetensteg oder Steg bekannt. Im Falle eines Minus-Planetenradsatzes kann der Planetenträger mindestens ein, insbesondere aber mehrere, beispielweise drei, Planetenräder tragen, die jeweils sowohl mit dem Sonnenrad als auch mit dem Hohlrad kämmen. Im Falle eines Plus-Planetenradsatzes kann der Planetenträger mindestes ein, insbesondere aber mehrere, beispielweise drei, Planetenradpaare tragen. Eines der Planetenräder des jeweiligen Paars kann mit dem Sonnenrad und das andere mit dem Hohlrad kämmen, wobei die beiden Planetenräder ferner untereinander kämmen können.The planetary gear sets each have three elements. The first element of the respective planetary gear set is a sun gear. The second element of the respective planetary gear set is a planet carrier in the case of a minus planetary gear set and a ring gear in the case of a plus planetary gear set. The third element of the respective planetary gear set is a ring gear in the case of a minus planetary gear set and a planet carrier in the case of a plus planetary gear set. The planet carrier is also known as a planet web or bridge. In the case of a minus planetary gear set, the planet carrier can carry at least one, but in particular several, for example three, planet gears, each of which meshes with both the sun gear and the ring gear. In the case of a plus planetary gear set, the planet carrier can carry at least one, but in particular several, for example three, planet gear pairs. One of the planet gears of the respective pair can mesh with the sun gear and the other with the ring gear, and the two planet gears can also mesh with one another.
Sind zwei Elemente mechanisch wirkverbunden, so sind diese unmittelbar oder mittelbar derart miteinander gekoppelt, dass eine Bewegung des einen Elements eine Reaktion des anderen Elements bewirkt. Zwischen den Elementen können dabei weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Getriebestufen, vorgesehen sein. Unter einer permanent drehfesten Verbindung zweier Elemente wird eine Verbindung verstanden, bei welcher die beiden Elemente zu allen bestimmungsgemäßen Zuständen des Getriebes starr miteinander gekoppelt sind. Die Elemente können dabei als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Bei einer permanent drehfesten Verbindung von zwei Elementen sind die Elemente direkt und unmittelbar miteinander verbunden, ohne dass weitere Funktionsgruppen, wie beispielsweise Übersetzungsstufen, zwischen diesen vorgesehen sind. Lediglich ein Verbindungsmittel zum Ausbilden der starren Kopplung zwischen den Elementen kann vorgesehen sein.If two elements are mechanically operatively connected, they are directly or indirectly coupled to one another in such a way that a movement of one element causes a reaction of the other element. Further elements, for example one or more gear stages, can be provided between the elements. A permanently rotationally fixed connection of two elements is understood to mean a connection in which the two elements are rigidly coupled to one another in all intended states of the transmission. The elements can be present as non-rotatably interconnected individual components or in one piece. In the case of a permanently rotationally fixed connection of two elements, the elements are directly and immediately connected to one another without further functional groups, such as, for example, gear ratios, being provided between them. Only a connecting means for forming the rigid coupling between the elements can be provided.
Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander verbunden, jedoch über das Schaltelement drehfest miteinander verbindbar. Eine drehfeste Kopplung wird erst durch Betätigung des zwischenliegenden Schaltelements herbeigeführt. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements, dass dieses in einen geschlossenen Zustand überführt wird, sodass die an das Schaltelement unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angeglichen werden. Ist das betroffene Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen. Im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements können, auch nach einem Betätigen desselbigen, Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand kann dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente bezeichnet werden.If, however, a shift element is provided between two components of the transmission, these components are not permanently connected to one another in a rotationally fixed manner, but can be connected to one another in a rotationally fixed manner via the shift element. A non-rotatable coupling is only brought about by actuating the switching element located between them. Actuation of the switching element means that it is brought into a closed state, so that the rotational movements of the components directly coupled to the switching element are matched to one another. If the shifting element concerned is designed as a form-fitting shifting element, the components connected directly to one another in a rotationally fixed manner will run at the same speed. In the case of a non-positive switching element, there can be speed differences between the components even after it has been actuated. This desired or unwanted state can nevertheless be referred to as a non-rotatable connection of the respective components.
Das zweite Element des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem dritten Element des ersten Planetenradsatzes permanent drehfest und mit dem Antrieb mechanisch wirkverbunden. Ferner ist der erste Energiewandler mit dem ersten Element des ersten Planetenradsatzes und der zweite Energiewandler mit dem zweiten Element des ersten Planetenradsatzes mechanisch wirkverbunden. Das zweite Element des ersten Planetenradsatzes ist über die erste Schalteinrichtung drehfest mit dem Abtrieb verbindbar, um so einen ersten Getriebefahrbereich mit einem ersten Übersetzungsbereich bereitzustellen.The second element of the second planetary gear set is permanently rotationally fixed to the third element of the first planetary gear set and is mechanically operatively connected to the drive. Furthermore, the first energy converter is mechanically operatively connected to the first element of the first planetary gear set and the second energy converter to the second element of the first planetary gear set. The second element of the first planetary gear set can be connected non-rotatably to the output via the first shifting device in order to provide a first transmission range with a first transmission range.
Ferner ist das erste Element des ersten Planetenradsatzes an das erste Element des zweiten Planetenradsatzes über eine erste Anbindung und das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes an den Abtrieb über eine zweite Anbindung angebunden. Eine der ersten und zweiten Anbindungen ist über die zweite Schalteinrichtung zum Herstellen einer drehfesten Verbindung schaltbar, um einen zweiten Getriebefahrbereich mit einem zweiten Übersetzungsbereich bereitzustellen. Die andere der ersten und zweiten Anbindungen ist als permanent drehfeste Verbindung ausgebildet. Der erste und der zweite Übersetzungsbereich können sich unterscheiden, um so eine Getriebespreizung zu erhöhen. Somit ist entweder das erste Element des ersten Planetenradsatzes mit dem ersten Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest über die zweite Schalteinrichtung verbindbar. Alternativ ist das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit dem Abtrieb über die zweite Schalteinrichtung verbindbar.Furthermore, the first element of the first planetary gear set is connected to the first element of the second planetary gear set via a first connection and the third element of the second planetary gear set is connected to the output via a second connection. One of the first and second connections can be switched via the second switching device in order to produce a non-rotatable connection in order to provide a second transmission range with a second transmission range. The other of the first and second connections is designed as a permanently non-rotatable connection. The first and the second gear ratio range can differ in order to increase a gear ratio spread. Thus, either the first element of the first planetary gear set can be connected non-rotatably to the first element of the second planetary gear set via the second switching device. Alternatively, the third element of the second planetary gear set can be connected non-rotatably to the output via the second switching device.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe mit zwei Fahrbereichen und damit einer verhältnismäßig großen Getriebespreizung bereitgestellt. Das Getriebe weist einen einfachen, kompakten und kosteneffizienten Aufbau auf, weil es lediglich zwei Planetenradsätze und lediglich zwei Schalteinrichtungen umfasst. Ferner resultiert das Getriebe in geringen Bauteil- und Variatorbelastungen und weist einen guten Wirkungsgrad auf.The present invention provides a power-split continuously variable transmission with two driving ranges and thus a relatively large transmission spread. The transmission has a simple, compact and cost-effective structure because it comprises only two planetary gear sets and only two switching devices. Furthermore, the transmission results in low component and variator loads and has a high degree of efficiency.
Im Rahmen einer Ausführungsform sind das zweite Element des ersten Planetenradsatzes und der Abtrieb mit der ersten Schalteinrichtung permanent drehfest verbunden. Ferner können das erste Element des ersten Planetenradsatzes und das erste Element des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest mit der zweiten Schalteinrichtung verbunden sein. Alternativ können das dritte Element des zweiten Planetenradsatzes und der Abtrieb mit der zweiten Schalteinrichtung permanent drehfest verbunden sein.In the context of one embodiment, the second element of the first planetary gear set and the output are permanently connected to the first switching device in a rotationally fixed manner. Furthermore, the first element of the first planetary gear set and the first element of the second planetary gear set can be permanently connected to the second switching device in a rotationally fixed manner. Alternatively, the third element of the second planetary gear set and the output can be permanently connected to the second switching device in a rotationally fixed manner.
Die Energiewandler des Variators können als elektrische Maschinen ausgebildet sein. Die elektrischen Maschinen können jeweils eine Leistungselektronik aufweisen. Ferner ist es denkbar, dass die elektrischen Maschinen elektrische Leistung für einen Verbraucher zur Verfügung stellen und elektrische Leistung demnach aus dem Getriebe über den Variator abführbar ist. In einer Ausführungsform können die elektrischen Maschinen jeweils als Motor und Generator betrieben werden. Ebenso ist es denkbar, dass eine der Maschinen nur als Motor und die andere nur als Generator betreibbar ist. Alternativ oder zusätzlich können die Energiewandler als Hydrostaten ausgebildet sein.The energy converters of the variator can be designed as electrical machines. The electrical machines can each have power electronics. It is also conceivable that the electrical machines provide electrical power for a consumer and electrical power can accordingly be discharged from the transmission via the variator. In one embodiment, the electrical machines can each be operated as a motor and generator. It is also conceivable that one of the machines can only be operated as a motor and the other only as a generator. Alternatively or additionally, the energy converters can be designed as hydrostats.
Einer der Energiewandler oder beide kann/können an den ersten Planetenradsatz jeweils mechanisch über eine Vorübersetzung angebunden werden. Bei der Vorübersetzung kann es sich um eine Stirnrad- und/oder Planetenradstufe handeln. Handelt es sich bei den Energiewandlern um elektrische Maschinen, macht es die Vorübersetzung beispielsweise möglich, elektrische Maschinen mit einer geringeren Baugröße zu verwenden.One of the energy converters or both can be connected mechanically to the first planetary gear set via a pre-transmission. The pre-translation can be a spur gear and / or planetary gear stage. If the energy converters are electrical machines, the pre-translation makes it possible, for example, to use electrical machines with a smaller size.
Mindestens einer der Energiewandler kann koaxial zum Antrieb ausgebildet sein. Unter einer koaxialen Ausbildung des Energiewandlers zum Antrieb wird verstanden, dass die Rotationsachse des Energiewandlers mit der Rotationsachse des Antriebs zusammenfällt. So kann ein besonders kompaktes und rotationssymmetrisches Getriebe bereitgestellt werden. Ebenso ermöglicht diese Ausgestaltung eine Anbindung des Energiewandlers an das Getriebe mit wenigen Bauteilen. Dies resultiert in einer geringen Komplexität mit geringer Fehleranfälligkeit.At least one of the energy converters can be designed coaxially with the drive. A coaxial design of the energy converter for the drive is understood to mean that the axis of rotation of the energy converter coincides with the axis of rotation of the drive. A particularly compact and rotationally symmetrical transmission can thus be provided. This configuration also enables the energy converter to be connected to the transmission with a few components. This results in a low level of complexity with a low susceptibility to errors.
Ferner ist es möglich, dass mindestens einer der Energiewandler achsparallel zum Antrieb ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung fällt die Rotationsachse des Energiewandlers nicht mit jener des Antriebs zusammen, ist aber parallel zu dieser angeordnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Ausgestaltung des Energiewandlers, beispielsweise dessen Größe, unabhängig von der Ausbildung des sonstigen Getriebes gewählt werden kann. Sind beide Energiewandler achsparallel ausgebildet, können diese auf gegenüberliegenden Seiten des Getriebes vorgesehen sein. Bei achsparalleler Ausgestaltung kann der Energiewandler über eine oder mehrere Stirnradstufen mechanisch an den Planetenradsatz angebunden werden. It is also possible for at least one of the energy converters to be designed axially parallel to the drive. In this embodiment, the axis of rotation of the energy converter does not coincide with that of the drive, but is arranged parallel to it. This embodiment has the advantage that the design of the energy converter, for example its size, can be selected independently of the design of the other transmission. If both energy converters are axially parallel, they can be provided on opposite sides of the transmission. In the case of an axially parallel configuration, the energy converter can be mechanically connected to the planetary gear set via one or more spur gear stages.
Das Getriebe kann ferner ein Wendegetriebe aufweisen. Durch Vorsehen des Wendegetriebes können der erste und zweite Getriebefahrbereich sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung bereitgestellt werden. Das Wendegetriebe kann abtriebsseitig vorgesehen sein, bei dem es mit dem Abtrieb des Getriebes mechanisch wirkverbunden oder permanent drehfest verbunden sein kann. In diesem Fall kann das Wendegetriebe im Leistungsfluss nach dem Abtrieb des Getriebes vorgesehen sein. Ebenso kann das Wendegetriebe antriebsseitig und im Leistungsfluss vor dem Antrieb des Getriebes vorgesehen sein. Beispielsweise ist das Wendegetriebe permanent drehfest mit dem zweiten Element des zweiten Planetenradsatzes verbunden. Das Wendegetriebe kann einen Minus-Planetensatz, einen Plus-Planetensatz und/oder eine Stirnradstufe aufweisen.The transmission can also have a reversing gear. By providing the reversing gear, the first and second gear travel ranges can be provided both in the forward and in the reverse direction. The reversing gear can be provided on the output side, in which it can be mechanically operatively connected to the output of the transmission or can be permanently connected in a rotationally fixed manner. In this case, the reversing gear can be provided in the power flow after the output of the gear. Likewise, the reversing gear can be provided on the drive side and in the power flow in front of the drive of the gear. For example, the reversing gear is permanently non-rotatably connected to the second element of the second planetary gear set. The reversing gear can have a minus planetary gear set, a plus planetary gear set and / or a spur gear stage.
Der erste und zweite Planetenradsatz kann jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgebildet sein. So wird ein einfacher und besonders kompakter Getriebeaufbau bereitgestellt. Ferner können der erste und zweite Planetenradsatz identische geometrische Abmessungen aufweisen. Beispielsweise können die Sonnen-, Planeten- und Hohlräder der beiden Planetenradsätze identische Durchmesser aufweisen. Auch dies trägt zu einem einfachen und kompakten Getriebeaufbau bei. Ferner kann das Getriebe eine Zapfwelle aufweisen, die permanent drehfest mit dem Antrieb verbunden sein kann. Die Zapfwelle kann auch als Nebenantrieb bezeichnet werden. Über die Zapfwelle kann Antriebsenergie für Nebenaggregate, beispielsweise für eine Mähmaschine, einen Ladewagen oder sonstige Anbaugeräte bereitgestellt werden.The first and second planetary gear set can each be designed as a minus planetary gear set. A simple and particularly compact transmission structure is thus provided. Furthermore, the first and second planetary gear sets can have identical geometric dimensions. For example, the sun, planetary and ring gears of the two planetary gear sets can have identical diameters. This also contributes to a simple and compact transmission structure. Furthermore, the transmission can have a power take-off shaft that can be permanently connected to the drive in a rotationally fixed manner. The power take-off shaft can also be referred to as a power take-off. Drive energy for auxiliary units, for example for a mower, a loading wagon or other attachments, can be provided via the power take-off shaft.
Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine mit einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Arbeitsmaschine mit solch einem Antriebsstrang. Die Arbeitsmaschine kann eine Landmaschine oder eine Baumaschine sein. Beispielsweise ist die Arbeitsmaschine ein Ackerschlepper oder ein Radlader.
-
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
3 zeigt ein Schaltschema der Getriebe aus1-2 . -
4 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
5 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
6 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
7 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
1 shows a schematic view of a transmission according to a first embodiment of the present invention. -
2 shows a schematic view of a transmission according to a further embodiment of the present invention. -
3 shows a shift pattern of the transmission1-2 . -
4th shows a schematic view of a transmission according to a further embodiment of the present invention. -
5 shows a schematic view of a transmission according to a further embodiment of the present invention. -
6th shows a schematic view of a transmission according to a further embodiment of the present invention. -
7th shows a schematic view of a transmission according to a further embodiment of the present invention.
Das Getriebe
Das Getriebe
Wie aus
Darüber hinaus umfasst das Getriebe
Das Getriebe
Das Getriebe
Darüber hinaus umfasst das Getriebe
Die in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Leistungsverzweigtes stufenloses GetriebePower-split continuously variable transmission
- 2, 32, 3
- erster, zweiter Planetenradsatzfirst, second planetary gear set
- 4, 6, 84, 6, 8
- erstes, zweites, drittes Element erster Planetenradsatzfirst, second, third element, first planetary gear set
- 5, 7, 95, 7, 9
- erstes, zweites, drittes Element zweiter Planetenradsatzfirst, second, third element, second planetary gear set
- 10, 1210, 12
- Antrieb, Antriebswelle, ZapfwelleDrive, drive shaft, PTO shaft
- 1111
- AbtriebDownforce
- 13, 1413, 14
- Getriebeeingang, GetriebeausgangTransmission input, transmission output
- 15, 15"15, 15 "
- erste Hohlwellefirst hollow shaft
- 16, 16"'16, 16 "'
- zweite Hohlwellesecond hollow shaft
- 17, 17', 3117, 17 ', 31
- Abtriebswelle, AusgangswelleOutput shaft, output shaft
- 18, 18'18, 18 '
- dritte Hohlwellethird hollow shaft
- 19, 19', 19"'19, 19 ', 19 "'
- vierte Hohlwellefourth hollow shaft
- 20, 20"', 21, 21"'20, 20 "', 21, 21"'
- erster, zweiter Energiewandlerfirst, second energy converter
- 22, 22"', 23, 23"'22, 22 "', 23, 23"'
- Rotor erster, zweiter EnergiewandlerRotor first, second energy converter
- 24, 44, 54, 63, 6424, 44, 54, 63, 64
- Gehäusecasing
- 25, 25"', 26, 26"'25, 25 "', 26, 26"'
- Stator erster, zweiter EnergiewandlerStator first, second energy converter
- 30, 40, 5030, 40, 50
- WendegruppeTurning group
- K1, K2, K2'K1, K2, K2 '
- Kupplungcoupling
- B40, B50B40, B50
- Bremsebrake
- W1, W2, K40, K50W1, W2, K40, K50
- Kupplungcoupling
- FB1, FB2FB1, FB2
- FahrbereicheDriving areas
- 32, 3432, 34
- FestradFixed gear
- 33, 35, 3633, 35, 36
- Losrad, ZwischenradIdler gear, idler gear
- 41, 5141, 51
- PlanetenradsatzPlanetary gear set
- 42,5242.52
- SonnenradSun gear
- 43, 5543, 55
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 45, 5345, 53
- HohlradRing gear
- 61, 6261, 62
- RotorwelleRotor shaft
- 65, 6665, 66
- FestradFixed gear
- 67, 69, 70, 7167, 69, 70, 71
- FestradFixed gear
- 6868
- ZwischenwelleIntermediate shaft
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019203252.4A DE102019203252A1 (en) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | Power-split continuously variable transmission with two driving ranges |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019203252.4A DE102019203252A1 (en) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | Power-split continuously variable transmission with two driving ranges |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019203252A1 true DE102019203252A1 (en) | 2020-09-17 |
Family
ID=72241097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019203252.4A Pending DE102019203252A1 (en) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | Power-split continuously variable transmission with two driving ranges |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019203252A1 (en) |
-
2019
- 2019-03-11 DE DE102019203252.4A patent/DE102019203252A1/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2016188695A1 (en) | Transmission device having a transmission input shaft, having a transmission output shaft and having three planetary gear sets | |
WO2016015945A1 (en) | Motor vehicle transmission | |
EP2982884A1 (en) | Force vehicle group transmission | |
DE102015101042A1 (en) | Electrically driven axle for a motor vehicle | |
DE102008021010B4 (en) | Power split transmission | |
DE102021202984A1 (en) | electric vehicle transmission | |
DE102018201749A1 (en) | Power split continuously variable transmission with two driving ranges | |
DE102019219344A1 (en) | Power-split continuously variable transmission | |
EP0397804B1 (en) | Powershift gearbox with infinitely variable ratio | |
DE102010061919A1 (en) | Variable speed gear box for, e.g. tractor, has gear wheel of spur gear stage which is located at countershaft, and auxiliary gear wheel which is releasably connected with drive shaft of main section by starting clutch | |
DE102020201690B3 (en) | Power-split continuously variable transmission | |
DE102010063503B4 (en) | Planetary multi-stage gearbox | |
DE102019203252A1 (en) | Power-split continuously variable transmission with two driving ranges | |
DE102018201747A1 (en) | Power split continuously variable transmission with two driving ranges | |
DE102017200791A1 (en) | Transmission for a motor vehicle | |
DE102020201778A1 (en) | Power-split continuously variable transmission | |
EP3770465A1 (en) | Transmission | |
DE102010063570B4 (en) | Multi-stage gearbox in planetary design | |
DE102017206836B4 (en) | Gearbox for a motor vehicle | |
DE102019219350A1 (en) | Power-split continuously variable transmission | |
DE102020200999B3 (en) | Power-split continuously variable transmission | |
DE102020201004B3 (en) | Power-split continuously variable transmission | |
DE102019217744A1 (en) | Power split continuously variable transmission | |
DE102020202431B3 (en) | Power split continuously variable transmission | |
DE102017200802A1 (en) | Transmission for a motor vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication |