DE102020202419B3 - Power-split continuously variable transmission - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) mit einer Planetenbaugruppe (18), einem Abtrieb (14) sowie einer ersten und zweiten Verbindungswelle (60, 62). Die erste Verbindungswelle (60) ist mittels einer Vorwärtskupplung (KV) über eine zweite Stirnradstufe (ST2) mit dem Abtrieb (14) mechanisch wirkverbindbar. Die erste Verbindungswelle (60) ist mittels einer Rückwärtskupplung (KR) über eine dritte Stirnradstufe (ST3) mit dem Abtrieb (14) mechanisch wirkverbindbar. Die zweite Verbindungswelle (62) ist mittels einer ersten formschlüssigen Kupplung (S1) über eine erste Stirnradstufe (ST1) mit dem Abtrieb (14) mechanisch wirkverbindbar. Die zweite Verbindungswelle (62) ist mittels einer zweiten formschlüssigen Kupplung (S2) und der Rückwärtskupplung (KR) über die erste Stirnradstufe (ST1), die zweite Stirnradstufe (ST2) und die dritte Stirnradstufe (ST3) mit dem Abtrieb (14) mechanisch wirkverbindbar.The present invention relates to a power-split continuously variable transmission (100; 200; 300; 400; 500) with a planetary assembly (18), an output (14) and a first and second connecting shaft (60, 62). The first connecting shaft (60) can be effectively mechanically connected to the output (14) by means of a forward clutch (KV) via a second spur gear stage (ST2). The first connecting shaft (60) can be mechanically operatively connected to the output (14) by means of a reverse clutch (KR) via a third spur gear stage (ST3). The second connecting shaft (62) can be mechanically operatively connected to the output (14) by means of a first positive coupling (S1) via a first spur gear stage (ST1). The second connecting shaft (62) can be mechanically connected to the output (14) by means of a second positive coupling (S2) and the reverse clutch (KR) via the first spur gear stage (ST1), the second spur gear stage (ST2) and the third spur gear stage (ST3) .
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Antriebseinheit mit solch einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe.The present invention relates to a split-power continuously variable transmission. The present invention also relates to a drive unit with such a power-split continuously variable transmission.
Stand der TechnikState of the art
Leistungsverzweigte stufenlose Getriebe, beispielsweise hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe, kommen im Bereich von Arbeitsmaschinen häufig zum Einsatz. Ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine ist ein Traktor. Solche hydromechanischen 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. Zur Vergrößerung der Getriebespreizung ist es bekannt, in einem stufenlosen Getriebe mehrere Fahrbereiche vorzusehen, die unterschiedliche Übersetzungsbereiche aufweisen. Derartige Getriebe sind beispielsweise aus der
Ferner zeigt
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, ein verbessertes leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe bereitzustellen.The object of the invention is to be seen in providing an improved power-split continuously variable transmission.
Die Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Getriebe gelöst. Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe. Das Getriebe ist zum Bereitstellen verschiedener Vorwärtsfahr- und Rückwärtsfahrbereiche ausgebildet. Das Getriebe kann zur Verwendung in einer Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Bei einem stufenlosen Getriebe ist die Übersetzung stufenlos einstellbar. Bei der Leistungsverzweigung kann es sich beispielsweise um eine hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigung handeln. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise eine elektrisch-mechanische Leistungsverzweigung möglich. Das Getriebe ermöglicht eine hohe Getriebespreizung bei hohem Wirkungsgrad. Das Getriebe umfasst einen Antrieb, an dem die zu übersetzende Größe in das Getriebe eingespeist wird. Das Getriebe kann eine Antriebswelle aufweisen, die an einem Ende den Antrieb ausbilden kann. Die Antriebswelle kann sich durch das Getriebe hindurch erstrecken und an einem dem Antrieb abgewandten Ende eine Entnahme einer Zapfleistung ermöglichen, beispielsweise zum Antrieb eines Arbeitsgeräts der Arbeitsmaschine. Ebenso umfasst das Getriebe einen Abtrieb, an dem die durch das Getriebe übersetzte Größe ausgegeben wird. An dem Abtrieb kann beispielsweise ein Drehmoment für einen Fahrantrieb bereitgestellt werden. In den jeweiligen Rückwärtsfahrbereichen dreht ein Abtrieb des Getriebes beispielsweise entgegengesetzt zu einer Drehrichtung in den jeweiligen Vorwärtsfahrbereichen. In den jeweiligen Vorwärtsfahrbereichen kann eine Arbeitsmaschine beispielsweise vorwärtsfahren und in den jeweiligen Rückwärtsfahrbereichen rückwärtsfahren. Der Antrieb und der Abtrieb können achsparallel zueinander vorgesehen sein. Es ist jedoch auch eine andere Ausgestaltung möglich.The object is achieved with the transmission according to the invention. A first aspect of the invention relates to a power-split continuously variable transmission. The transmission is designed to provide various forward travel and reverse travel ranges. The transmission can be designed for use in a work machine. With a continuously variable transmission, the translation is continuously adjustable. The power split can be, for example, a hydrostatic-mechanical power split. As an alternative or in addition, an electrical-mechanical power split is possible, for example. The gear enables a high gear ratio spread with high efficiency. The gearbox includes a drive on which the variable to be translated is fed into the gearbox. The transmission can have a drive shaft which can form the drive at one end. The drive shaft can extend through the gearbox and, at an end facing away from the drive, enable a tapping power to be drawn, for example to drive a working device of the working machine. The gearbox also includes an output at which the variable translated by the gearbox is output. For example, a torque for a travel drive can be provided at the output. In the respective reverse driving ranges, an output of the transmission rotates, for example, opposite to a direction of rotation in the respective forward driving ranges. A work machine can, for example, drive forward in the respective forward travel ranges and reverse in the respective reverse travel ranges. The drive and the output can be provided axially parallel to one another. However, another configuration is also possible.
Ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe kann einen Variator aufweisen. Der Variator kann eingerichtet sein, um eine Übersetzung des Getriebes, beispielsweise innerhalb eines Fahrbereichs, stufenlos zu variieren. Unter einem Fahrbereich des Getriebes kann ein Zustand verstanden werden, bei dem ein festes mechanisches Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb und Abtrieb des Getriebes vorliegt, wobei die Übersetzung des Getriebes innerhalb des Fahrbereichs durch den Variator stufenlos variiert werden kann. Der Variator kann zwei Energiewandler aufweisen, die miteinander gekoppelt und beispielsweise als Hydrostat ausgebildet sind. Die Energiewandler des Variators können aber auch als elektrische Maschinen ausgebildet sein. Die Energiewandler können koaxial zum Antrieb des Getriebes ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, dass sie achsparallel zum Antrieb ausgebildet sind. Beispielsweise kann der erste Energiewandler eine hydraulische Maschine mit festem Schluckvolumen und der zweite Energiewandler eine hydraulische Maschine mit verstellbarem Schluckvolumen sein.A power-split continuously variable transmission can have a variator. The variator can be set up to continuously vary a gear ratio of the transmission, for example within a driving range. A driving range of the transmission can be understood to mean a state in which there is a fixed mechanical transmission ratio between the input and output of the transmission, the transmission of the transmission being continuously variable within the driving range by the variator. The variator can have two energy converters, which are coupled to one another and designed, for example, as a hydrostat. The energy converters of the variator can, however, also be designed as electrical machines. The energy converters can be designed coaxially to drive the transmission. It is also possible that they are formed axially parallel to the drive. For example, the first energy converter can be a hydraulic machine with a fixed absorption volume and the second energy converter can be a hydraulic machine with an adjustable absorption volume.
Das Getriebe weist ferner eine Planetenbaugruppe auf. Die Planetenbaugruppe kann beispielsweise ein oder mehrere Planetenradsätze aufweisen. Zudem kann die Planetenbaugruppe zusätzlich ein oder mehrere Schaltelemente aufweisen. Das Getriebe ist dazu ausgebildet, ein Drehmoment von dem Antrieb über die Planetenbaugruppe an eine erste und eine zweite Verbindungswelle und von diesen an den Abtrieb zu übertragen. Zum Übertragen eines Drehmoments kann es erforderlich sein, dass ein oder mehrere Schaltelemente betätigt werden müssen. Für die Drehmomentübertragung können die beiden Verbindungswellen mit dem Abtrieb gekoppelt sein. Die beiden Verbindungswellen können jeweils mit einer oder mehreren Ausgangswellen der Planetenbaugruppe gekoppelt sein. Eine Eingangswelle der Planetenbaugruppe kann mit dem Antrieb gekoppelt sein. Eine Koppelung kann beispielsweise schaltbar sein und direkt oder indirekt. Die Verbindungswellen können beispielsweise jeweils als Hohlwellen oder Vollwellen ausgebildet sein. Die Verbindungswellen können koaxial zueinander angeordnet sein. Die Verbindungswellen können koaxial mit der Planetenbaugruppe angeordnet sein.The transmission also has a planetary assembly. The planetary assembly can for example have one or more planetary gear sets. In addition, the planetary assembly can also have one or more switching elements. The transmission is designed to transmit a torque from the drive via the planetary assembly to a first and a second connecting shaft and from these to the output. To transmit a torque, it may be necessary that one or more switching elements must be actuated. The two connecting shafts can be coupled to the output for torque transmission. The two connecting shafts can each be coupled to one or more output shafts of the planetary assembly. An input shaft of the planetary assembly can be coupled to the drive. A coupling can, for example, be switchable and direct or indirect. The connecting shafts can each be designed as hollow shafts or solid shafts, for example. The connecting shafts can be arranged coaxially to one another. The connecting shafts can be arranged coaxially with the planetary assembly.
Das Getriebe weist eine Vorwärtskupplung, eine Rückwärtskupplung, eine erste Stirnradstufe, eine erste formschlüssige Kupplung, eine zweite formschlüssige Kupplung, eine zweite Stirnradstufe und eine dritte Stirnradstufe auf. Die erste und zweite formschlüssige Kupplung können beispielsweise jeweils als Synchronisierung ausgebildet sein. Eine geschlossene Vorwärtskupplung kann wenigstens einen der Vorwärtsfahrbereiche bereitstellen. Eine geschlossene Rückwärtskupplung kann wenigstens einen der Rückwärtsfahrbereiche bereitstellen. Rückwärtskupplungen und Vorwärtskupplungen unterscheiden sich lediglich durch bereitgestellte Fahrbereiche, wie beispielsweise deren Drehrichtung. In deren eigentlicher Kupplungsfunktion können Vorwärts- und Rückwärtskupplungen identisch sein. Die Vorwärtskupplung und die Rückwärtskupplung können als reibschlüssige Kupplungen ausgebildet sein, beispielsweise als Lamellenkupplungen.The transmission has a forward clutch, a reverse clutch, a first spur gear stage, a first positive-locking clutch, a second positive-locking clutch, a second spur gear stage and a third spur gear stage. The first and second positive coupling can each be designed as a synchronization, for example. A closed forward clutch can provide at least one of the forward drive ranges. A closed reverse clutch can provide at least one of the reverse drive ranges. Reverse clutches and forward clutches only differ in terms of the travel ranges provided, such as their direction of rotation. In terms of their actual clutch function, forward and reverse clutches can be identical. The forward clutch and the reverse clutch can be designed as frictional clutches, for example as multi-plate clutches.
Eine Stirnradstufe kann eine oder mehrere Stufen aufweisen. Jede Stufe weist dabei zwei miteinander kämmende Räder auf. Eine einstufige Stirnradstufe kann beispielsweise wenigstens zwei miteinander mit jeweiligen Verzahnungen kämmende Räder aufweisen. Eine zweistufige Stirnradstufe weist beispielsweise zwei Räder auf, welche mit einem zwischen diesen Rädern angeordneten weiteren Rad paarweise kämmen. Ein Rad einer Stirnradstufe kann an seinem Außenumfang eine Verzahnung aufweisen. Eine Stirnradstufe kann zwei Elemente unter einer zusätzlichen Übersetzung und alternativ oder zusätzlich eines axialen Versatzes miteinander wirkverbinden.A spur gear stage can have one or more stages. Each stage has two intermeshing wheels. A single-stage spur gear stage can, for example, have at least two wheels meshing with one another with respective toothings. A two-stage spur gear stage has, for example, two wheels which mesh in pairs with a further wheel arranged between these wheels. A wheel of a spur gear stage can have a toothing on its outer circumference. A spur gear stage can operatively connect two elements with one another with an additional translation and, alternatively or additionally, an axial offset.
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. Beispielsweise kann eine mechanische Wirkverbindung durch eine formschlüssige oder reibschlüssige Verbindung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die mechanische Wirkverbindung einem Kämmen von korrespondierenden Verzahnungen der zwei Elemente entsprechen. Zwischen den Elementen können dabei weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Stirnradstufen, vorgesehen sein. Unter einer permanent drehfesten Verbindung zweier Elemente wird hingegen eine Verbindung verstanden, bei welcher die beiden Elemente zu allen bestimmungsgemäßen Zuständen des Getriebes im Wesentlichen starr miteinander gekoppelt sind. Die Elemente können dabei als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen.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. For example, a mechanical operative connection can be provided by a form-fitting or frictional connection. For example, the mechanical operative connection can correspond to a meshing of corresponding toothings of the two elements. Further elements, for example one or more spur gear stages, can be provided between the elements. By contrast, a permanently rotationally fixed connection of two elements is understood to mean a connection in which the two elements are essentially 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.
Ist eine Kupplung zwischen zwei Elementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Drehelemente nicht permanent drehfest miteinander verbunden, jedoch über die Kupplung drehfest miteinander verbindbar. Eine Kupplung kann eine Art von Schaltelement sein. Eine drehfeste Verbindung wird erst durch Betätigung der zwischenliegenden Kupplung herbeigeführt. Dabei bedeutet eine Betätigung der Kupplung, dass diese in einen geschlossenen Zustand überführt wird, sodass die an der Kupplung unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angeglichen werden. Die jeweiligen Schaltelemente sind beispielsweise wenigstens zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand schaltbar. Ist das betroffene Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen. Im Falle eines reibschlüssigen Schaltelements können, auch nach einem Betätigen desselbigen, Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente bezeichnet. Bei einer reibschlüssigen Verbindung kann beispielsweise aufgrund eines Schlupfes eine gewisse Drehzahldifferenz zwischen den zwei miteinander verbundenen Elementen vorliegen. Die Drehzahlen der beiden Bauteile sind dabei üblicherweise zudem trotz des Schlupfes näherungsweise identisch. Entsprechend wird auch eine solche Verbindung trotz des Schlupfes hier als drehfest angesehen.If a clutch is provided between two elements of the transmission, these rotary elements 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 clutch. A clutch can be a type of switching element. A non-rotatable connection is only brought about by actuating the coupling located in between. An actuation of the coupling means that it is brought into a closed state, so that the rotational movements of the components directly coupled to the coupling are matched to one another. The respective switching elements can be switched, for example, at least between an open and a closed state. If the shifting element concerned is designed as a form-fitting shifting element, the components that are directly connected to one another in a rotationally fixed manner will run at the same speed. In the case of a frictional shifting element, there may be speed differences between the components even after it has been actuated. This desired or unwanted state is nevertheless referred to in the context of the invention as a non-rotatable connection of the respective components. In the case of a frictional connection, for example, due to a slip, there may be a certain speed difference between the two interconnected elements. The speeds of the two components are usually approximately identical despite the slip. Correspondingly, such a connection is also regarded here as being non-rotatable despite the slippage.
Alle Kupplungen des Getriebes der vorliegenden Erfindung können, sofern nicht anders festgelegt, als reibschlüssige Kupplungen, beispielsweise als Lamellenkupplungen, ausgebildet sein. Ebenso können einige oder alle Kupplungen auch als formschlüssige Kupplungen, wie beispielsweise Klauenkupplungen oder Synchronisierungen, ausgebildet sein. Unter einer Synchronisierung wird eine formschlüssige Kupplung zwischen zwei Wellen verstanden, bei welcher die Wellen vor Herstellen der formschlüssigen Verbindung in Gleichlauf gebracht, also synchronisiert, werden.Unless otherwise specified, all clutches of the transmission of the present invention can be designed as frictional clutches, for example as multi-plate clutches. Likewise, some or all of the clutches can also be designed as positive-locking clutches, such as, for example, claw clutches or synchronizers. A synchronization is understood to mean a positive coupling between two shafts, in which the shafts are brought into synchronism, that is to say synchronized, before the positive connection is established.
Die erste Verbindungswelle ist mittels der Vorwärtskupplung über die zweite Stirnradstufe mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbindbar. Die erste Verbindungswelle ist mittels der Rückwärtskupplung über die dritte Stirnradstufe mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbindbar. Die zweite Verbindungswelle ist mittels der ersten formschlüssigen Kupplung über die erste Stirnradstufe mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbindbar. Die zweite Verbindungswelle ist mittels der zweiten formschlüssigen Kupplung und der Rückwärtskupplung über die erste Stirnradstufe, die zweite Stirnradstufe und die dritte Stirnradstufe mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbindbar.The first connecting shaft can be effectively mechanically connected to the output by means of the forward clutch via the second spur gear stage. The first connecting shaft can be mechanically effectively connected to the output by means of the reverse clutch via the third spur gear stage. The second connecting shaft can be mechanically operatively connected to the output by means of the first positive coupling via the first spur gear stage. The second connecting shaft can be mechanically operatively connected to the output by means of the second positive coupling and the reverse coupling via the first spur gear stage, the second spur gear stage and the third spur gear stage.
Eine Verbindung zweier Elemente über ein weiteres Element kann bedeuten, dass dieses weitere Element an einer mittelbaren Wirkverbindung der beiden Elemente beteiligt ist. Beispielsweise kann dieses Element im Kraftfluss zwischen diesen beiden Elementen angeordnet sein. Eine Verbindung zweier Elemente über zwei oder mehr weitere Elemente kann bedeuten, dass diese weiteren Elemente alle an einer mittelbaren Wirkverbindung der beiden Elemente beteiligt sind. Beispielsweise kann ein Drehmoment bei geschlossener Rückwärtskupplung von der zweiten Verbindungswelle an die erste Stirnradstufe übertragen werden und von der ersten Stirnradstufe an die zweite Stirnradstufe. Das Drehmoment wird bei diesem Beispiel weiter von der zweiten Stirnradstufe an die dritte Stirnradstufe und von der dritten Stirnradstufe an den Abtrieb übertragen. Die Übertragung und damit die Wirkverbindung kann durch die geöffnete Rückwärtskupplung an einer beliebigen Stelle dieser Wirkverbindungskette unterbrochen sein. Bei einer Wirkverbindung über zwei Kupplungen ist die Verbindung beispielsweise hergestellt, wenn beide Kupplungen geschlossen sind. Möglich ist ferner, dass zum Herstellen oder Auflösen der Wirkverbindung neben den genannten ein oder mehrere nicht genannte Schaltelemente betätigt werden müssen.A connection of two elements via a further element can mean that this further element is involved in an indirect operative connection of the two elements. For example, this element can be arranged in the power flow between these two elements. A connection of two elements via two or more further elements can mean that these further elements are all involved in an indirect operative connection of the two elements. For example, when the reverse clutch is closed, a torque can be transmitted from the second connecting shaft to the first spur gear stage and from the first spur gear stage to the second spur gear stage. In this example, the torque is transmitted from the second spur gear stage to the third spur gear stage and from the third spur gear stage to the output. The transmission and thus the operative connection can be interrupted by the open reverse clutch at any point in this operative connection chain. In the case of an operative connection via two clutches, the connection is established, for example, when both clutches are closed. It is also possible that in order to establish or release the operative connection, one or more switching elements not mentioned have to be actuated in addition to the mentioned ones.
Das leistungsverzweigte Getriebe erlaubt mit wenigen Schaltelementen viele Fahrbereiche bereitzustellen und weist demnach eine große Getriebespreizung auf. Dabei kann ein Übergang zwischen den Fahrbereichen synchron erfolgen. Das kann heißen, dass bei Erreichen einer Untergrenze oder Obergrenze einer Drehzahl eines jeweiligen Fahrbereichs der nächste Fahrbereich eingelegt werden kann, ohne dass eine Einstellung am Variator vorgenommen werden muss. Der Variator muss beispielsweise nicht seine Drehzahl oder Stellung ändern, um einen Fahrbereichswechsel zu vollziehen. Zudem kann der Variator an einer oder beiden Grenzen der jeweiligen Fahrbereiche auch in einer jeweiligen Maximalstellung sein. In den jeweiligen Fahrbereichen kann eine geringe Anzahl von Kupplungen in deren jeweiliger Offenstellung sein, wodurch Schleppverluste reduziert und damit die Getriebeeffizienz erhöht sein kann. Beispielsweise kann das Getriebe mit wenigen Bauteilen vier Vorwärtsfahrbereiche bereitstellen.The power-split transmission allows many driving ranges to be provided with just a few shift elements and accordingly has a large gear ratio spread. A transition between the driving areas can take place synchronously. This can mean that when a lower or upper limit of a speed of a respective driving range is reached, the next driving range can be inserted without having to make a setting on the variator. For example, the variator does not have to change its speed or position in order to change the driving range. In addition, the variator can also be in a respective maximum position at one or both limits of the respective driving ranges. In the respective driving areas, a small number of clutches can be in their respective open position, whereby drag losses can be reduced and thus the transmission efficiency can be increased. For example, the transmission can provide four forward drive ranges with just a few components.
Durch die Wirkverbindung der zweiten Verbindungswelle über die erste Stirnradstufe, die zweite Stirnradstufe, und die dritte Stirnradstufe mit dem Abtrieb mittels der Rückwärtskupplung kann ein Windungsfahrbereich bereitgestellt werden. Der Windungsfahrbereich ermöglicht eine Drehmomentübertragung an den Abtrieb mit zwei zusätzlichen Zahneingriffen. Dabei werden die zum Verbinden der jeweiligen Verbindungswellen mit dem Abtrieb in jeweiligen Vorwärtsfahrbereichen genutzten Stirnradstufen miteinander für eine Wirkverbindung verknüpft. Dadurch kann eine zusätzliche Übersetzung, beispielsweise für einen Rückwärtsfahrbereich mit hoher Geschwindigkeit, bereitgestellt werden. Für diese zusätzliche Übersetzung sind dabei keine zusätzlichen Stirnradstufen oder Planetenradsätze notwendig. Es wird bei gleichem Bauaufwand ein weiterer Fahrbereich zur Verfügung gestellt. Durch das Vorsehen der ersten und zweiten formschlüssigen Kupplung kann zudem eine Vorwahlschaltung implementiert werden. Bei jeweiligen Fahrbereichswechseln können nur reibschlüssige Kupplungen beteiligt sein, wobei hohe Lasten in jeweiligen hohen Fahrbereichen durch die besser belastbaren formschlüssigen Kupplungen aufgenommen werden.Through the operative connection of the second connecting shaft via the first spur gear stage, the second spur gear stage and the third spur gear stage with the output by means of the reverse clutch, a winding travel range can be provided. The winding travel range enables torque to be transmitted to the output with two additional gear meshes. The spur gear stages used to connect the respective connecting shafts to the output in the respective forward driving ranges are linked to one another for an operative connection. As a result, an additional gear ratio, for example for a reverse driving range at high speed, can be provided. No additional spur gear stages or planetary gear sets are necessary for this additional translation. An additional driving area is made available with the same construction effort. By providing the first and second positive coupling, a preselection circuit can also be implemented. Only frictional clutches can be involved in each change of driving range, with high loads in the respective high driving ranges being absorbed by the more resilient form-locking clutches.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass das Getriebe eine erste Zwischenwelle aufweist, die über die zweite Stirnradstufe mit der ersten Verbindungswelle mechanisch wirkverbunden ist. Das Getriebe kann eine zweite Zwischenwelle aufweisen, die über die erste Stirnradstufe mit der zweiten Verbindungswelle mechanisch wirkverbunden ist. Die erste und die zweite Zwischenwelle können mittels der zweiten formschlüssigen Kupplung drehfest miteinander verbindbar sein. Die beiden Zwischenwellen können beispielsweise koaxial mit dem Abtrieb angeordnet sein. Die erste Zwischenwelle ermöglicht beispielsweise eine Lagerung eines Rades der zweiten Stirnradstufe. Die zweite Zwischenwelle ermöglicht beispielsweise eine Lagerung eines Rades der ersten Stirnradstufe. Die beiden Zwischenwellen können jeweils mit diesem daran gelagerten Rad permanent drehfest verbunden sein. Die beiden Zwischenwellen ermöglichen eine Anordnung der beiden formschlüssigen Kupplungen koaxial mit dem Abtrieb. Dadurch können die beiden formschlüssigen Kupplungen mit einem geringen Drehmoment belastet sein, beispielsweise geringer als bei einer Anordnung koaxial mit der Planetenbaugruppe ohne vorgeschaltete Stirnradstufe.In one embodiment of the transmission it can be provided that the transmission has a first intermediate shaft which is mechanically operatively connected to the first connecting shaft via the second spur gear stage. The transmission can have a second intermediate shaft which is mechanically operatively connected to the second connecting shaft via the first spur gear stage. The first and the second intermediate shaft can be connected to one another in a rotationally fixed manner by means of the second form-fitting coupling. The two intermediate shafts can, for example, be arranged coaxially with the output. The first intermediate shaft enables, for example, a bearing of a wheel of the second spur gear stage. The second intermediate shaft enables, for example, a bearing of a wheel of the first spur gear stage. The two intermediate shafts can each be permanently connected in a rotationally fixed manner to this wheel mounted thereon. The two intermediate shafts allow the two form-fitting clutches to be arranged coaxially with the output. As a result, the two form-fitting clutches can be loaded with a low torque, for example less than in the case of an arrangement coaxial with the planetary assembly without an upstream spur gear stage.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die zweite Zwischenwelle mit dem Abtrieb mittels der ersten formschlüssigen Kupplung drehfest verbindbar ist. Dadurch kann in bestimmten Fahrbereichen ein Ausgang der Planetenbaugruppe über die zweite Verbindungswelle und die erste Stirnradstufe unter Umgehung der Vorwärtskupplung und der Rückwärtskupplung mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbunden werden. Dadurch kann beispielsweise bei Fahrbereichen mit hohen Belastungen und alternativ oder zusätzlich Drehzahlen die widerstandsfähige erste formschlüssige Kupplung statt der Vorwärtskupplung oder Rückwärtskupplung genutzt werden.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the second intermediate shaft can be connected in a rotationally fixed manner to the output by means of the first positive coupling. As a result, in certain driving ranges, an output of the planetary assembly can be mechanically operatively connected to the output via the second connecting shaft and the first spur gear stage, bypassing the forward clutch and the reverse clutch. In this way, for example, in driving areas with high loads and alternatively or additionally rotational speeds, the resistant first positive coupling can be used instead of the forward clutch or reverse clutch.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die erste und zweite formschlüssige Kupplung als Doppelsynchronisierung ausgebildet sind. Die Doppelsynchronisierung kann durch die erste als Synchronisierung ausgebildete und die zweite als Synchronisierung ausgebildete formschlüssige Kupplung gebildet sein. Ein Doppelschaltelement, wie eine Doppelsynchronisierung, kann kompakt und konstruktiv simpel sein. Ein Doppelschaltelement kann einfach betätigt werden, beispielsweise mittels eines gemeinsamen einzelnen Aktuators. Das Doppelschaltelement kann als Schaltzustände selektiv eine Wirkverbindung gemäß der geschlossenen ersten oder der geschlossenen zweiten formschlüssigen Kupplung bereitstellen. In einer Ausführungsform kann das Doppelschaltelement zusätzlich eine Neutralstellung aufweisen. Die Neutralstellung kann beispielsweise einer offenen ersten und zweiten formschlüssigen Kupplung entsprechen. Die erste und zweite formschlüssige Kupplung können axial oder radial verschachtelt sein.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the first and second form-fitting clutches are designed as double synchronizers. The double synchronization can be formed by the first form-locking clutch, which is designed as a synchronization, and the second, which is designed as a synchronization. A double switching element, such as a double synchronization, can be compact and structurally simple. A double switching element can be operated easily, for example by means of a common single actuator. As switching states, the double shift element can selectively provide an operative connection in accordance with the closed first or the closed second positive coupling. In one embodiment, the double shift element can also have a neutral position. The neutral position can correspond, for example, to an open first and second positive coupling. The first and second positive coupling can be nested axially or radially.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass ein erstes Rad der dritten Stirnradstufe mit einem ersten Rad der zweiten Stirnradstufe mittels der ersten Verbindungswelle permanent drehfest verbunden ist. Dadurch kann mit einfachen Mitteln eine Verbindung zwischen der zweiten und dritten Stirnradstufe für den Windungsfahrbereich zur Verfügung gestellt werden. Für die Verbindung ist keine zusätzliche Welle notwendig. Stattdessen kann dafür die erste Verbindungswelle genutzt werden. Das erste Rad der zweiten Stirnradstufe kann sich beispielsweise von einem Rad der zweiten Stirnradstufe, welches mit der ersten Zwischenwelle permanent drehfest verbunden ist, unterscheiden.In one embodiment of the transmission, it can be provided that a first gear of the third spur gear stage is permanently non-rotatably connected to a first gear of the second spur gear stage by means of the first connecting shaft. As a result, a connection between the second and third spur gear stages for the winding travel range can be made available with simple means. No additional shaft is required for the connection. Instead, the first connecting shaft can be used for this. The first wheel of the second spur gear stage can differ, for example, from a wheel of the second spur gear stage, which is permanently connected to the first intermediate shaft in a rotationally fixed manner.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass ein zweites Rad der dritten Stirnradstufe mit dem Abtrieb mittels der Rückwärtskupplung drehfest verbindbar ist. Dadurch kann die dritte Stirnradstufe eine zusätzliche Übersetzung und einen Achsversatz von der ersten Verbindungswelle zu dem Abtrieb ermöglichen. Das zweite Rad der dritten Stirnradstufe kann mit dem ersten Rad der dritten Stirnradstufe in mechanischer Wirkverbindung stehen. Beispielsweise können das erste und das zweite Rad der dritten Stirnradstufe jeweils paarweise mit einem Zwischenrad kämmen, um eine zweistufige Stirnradstufe zu bilden. Die Rückwärtskupplung kann so eine geringe Differenzdrehzahl aufweisen. Die Rückwärtskupplung kann beispielsweise koaxial mit dem Abtrieb angeordnet sein.In one embodiment of the transmission it can be provided that a second gear of the third spur gear stage can be connected to the output in a rotationally fixed manner by means of the reverse clutch. As a result, the third spur gear stage can enable an additional translation and an axial offset from the first connecting shaft to the output. The second gear of the third spur gear stage can be in mechanical operative connection with the first gear of the third spur gear stage. For example, the first and second gears of the third spur gear stage can mesh in pairs with an intermediate gear in order to form a two-stage spur gear stage. The reverse clutch can thus have a small differential speed. The reverse clutch can, for example, be arranged coaxially with the output.
Die dritte und die zweite Stirnradstufe können so ausgebildet sein, dass eine Wirkverbindung jeweils gegenüber einer Eingangsdrehung unterschiedliche Richtungen einer Ausgangsdrehung bewirken. Beispielsweise können die dritte und die zweite Stirnradstufe so ausgebildet sein, dass bei einer Wirkverbindung der ersten Verbindungswelle mit dem Abtrieb über die dritte Stirnradstufe der Abtrieb in eine entgegengesetzte Richtung dreht wie bei einer Wirkverbindung mittels der zweiten Stirnradstufe. Beispielsweise kann die zweite Stirnradstufe eine gerade Stufenzahl und die dritte Stirnradstufe eine ungerade Stufenzahl aufweisen.The third and the second spur gear stage can be designed in such a way that an operative connection brings about different directions of an output rotation with respect to an input rotation. For example, the third and the second spur gear stage can be designed so that when the first connecting shaft is actively connected to the output via the third spur gear stage, the output rotates in the opposite direction to an operative connection using the second spur gear stage. For example, the second spur gear stage can have an even number of stages and the third spur gear stage an odd number of stages.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass ein erstes Rad der zweiten Stirnradstufe mittels der Rückwärtskupplung mit einem ersten Rad der dritten Stirnradstufe drehfest verbindbar ist. Dadurch kann ein durch die Rückwärtskupplung aufzunehmendes Stützmoment gering sein. Das erste Rad der zweiten Stirnradstufe kann mit der ersten Verbindungswelle permanent drehfest verbunden sein. Die Rückwärtskupplung kann beispielsweise koaxial mit dem Antrieb und alternativ oder zusätzlich der ersten Verbindungswelle angeordnet sein. Axial kann die Rückwärtskupplung beispielsweise zwischen der zweiten und der dritten Stirnradstufe angeordnet sein. In one embodiment of the transmission it can be provided that a first wheel of the second spur gear stage can be connected non-rotatably to a first wheel of the third spur gear stage by means of the reverse clutch. As a result, a supporting torque to be absorbed by the reverse clutch can be small. The first wheel of the second spur gear stage can be permanently connected to the first connecting shaft in a rotationally fixed manner. The reverse clutch can for example be arranged coaxially with the drive and alternatively or additionally with the first connecting shaft. The reverse clutch can be arranged axially, for example, between the second and third spur gear stages.
Die Rückwärtskupplung und die Vorwärtskupplung können teilweise axial überlappend angeordnet sein. Das Getriebe kann so axial sehr kurzbauend sein.The reverse clutch and the forward clutch can be arranged partially axially overlapping. The transmission can be very short axially.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die Planetenbaugruppe drei Planetenradsätze aufweist. Entsprechend kann die Planetenbaugruppe drei Sonnenräder, drei Planetenträger mit jeweiligen daran gelagerten Planetenrädern und drei Hohlräder aufweisen. Ein erster Planetenradsatz der Planetenbaugruppe kann durch ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenträger mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern und ein erstes Hohlrad ausgebildet sein. Ein zweiter Planetenradsatz der Planetenbaugruppe kann durch ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenträger mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern und ein zweites Hohlrad ausgebildet sein. Ein dritter Planetenradsatz der Planetenbaugruppe kann durch ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetenträger mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern und ein drittes Hohlrad ausgebildet sein. Beispielsweise sind der erste bis dritte Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Ein Minus-Planetenradsatz hat üblicherweise eine negative Standübersetzung. Beispielsweise kämmen die jeweiligen Planetenräder des jeweiligen ersten bis dritten Planetenradsatzes mit dem jeweiligen zugeordneten Sonnenrad und dem jeweiligen zugeordneten Hohlrad.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the planetary assembly has three planetary gear sets. Correspondingly, the planetary assembly can have three sun gears, three planet carriers with respective planet gears mounted on them, and three ring gears. A first planetary gear set of the planetary assembly can be formed by a first sun gear, a first planet carrier with respective planet gears rotatably mounted thereon, and a first ring gear. A second planetary gear set of the planetary assembly can be formed by a second sun gear, a second planet carrier with respective planet gears rotatably mounted thereon, and a second ring gear. A third planetary gear set of the planetary assembly can be achieved by a third sun gear, a third planet carrier with respective planet gears rotatably mounted thereon and a third ring gear can be formed. For example, the first to third planetary gear sets are designed as minus planetary gear sets. A minus planetary gear set usually has a negative stationary gear ratio. For example, the respective planet gears of the respective first to third planetary gear sets mesh with the respective associated sun gear and the respective associated ring gear.
Die jeweiligen drei Planetenradsätze können frei von weiteren Elementen, wie weiteren Hohlrädern, Planetenträgern, Planeten und Sonnenrädern, sein. Beispielsweise weist die Planetenbaugruppe und auch das Getriebe keine weiteren außer den hier beschriebenen Planetenradsätze auf. Ebenso kann das Getriebe keine weiteren Stirnradstufen außer jeweiligen hier beschriebenen Stirnradstufen und Stirnradstufen zum Bilden hier beschriebener mechanischer Wirkverbindungen auf. Die jeweiligen Hohlräder können als Gehäuseelemente des Getriebes oder der Planetenbaugruppe ausgebildet sein. Bei dem Getriebe kann es vorgesehen sein, dass dessen Planetenbaugruppe oder alle Planetenradsätze gemeinsam als Planetenwalze ausgebildet ist bzw. sind. Eine Planetenwalze kann kompakt und robust sein. Die Ausbildung als Planetenwalze kann bedeuten, dass die Planetenbaugruppe nur koaxiale Elemente aufweist. Zudem kann die Ausbildung als Planetenwalze bedeuten, dass die Planetenbaugruppe frei von Stirnrädern ist. The respective three planetary gear sets can be free of further elements, such as further ring gears, planetary carriers, planets and sun gears. For example, the planetary assembly and also the transmission do not have any other planetary gear sets apart from the planetary gear sets described here. Likewise, the transmission cannot have any further spur gear stages apart from the respective spur gear stages and spur gear stages described here for forming the mechanical operative connections described here. The respective ring gears can be designed as housing elements of the transmission or the planetary assembly. In the case of the transmission, it can be provided that its planetary assembly or all planetary gear sets are designed together as a planetary roller. A planetary roller can be compact and robust. The design as a planetary roller can mean that the planetary assembly has only coaxial elements. In addition, the design as a planetary roller can mean that the planetary assembly is free of spur gears.
Der Antrieb kann mit dem ersten Hohlrad und dem zweiten Planetenträger permanent drehfest verbunden sein. Der erste Planetenträger kann mit dem zweiten Hohlrad permanent drehfest verbunden sein. Das zweite Hohlrad kann mit dem dritten Planetenträger permanent drehfest verbunden sein. Das zweite Sonnenrad kann mit dem dritten Sonnenrad permanent drehfest verbunden sein. Das Getriebe kann einen Variator aufweisen. Der Variator kann mit dem ersten Sonnenrad des Getriebes und dem Antrieb mechanisch wirkverbunden sein. Der Variator ist beispielsweise mit dem ersten Sonnenrad mittels einer einstufigen Stirnradstufe und mit dem Antrieb mittels einer zweistufigen Stirnradstufen mechanisch wirkverbunden.The drive can be permanently non-rotatably connected to the first ring gear and the second planet carrier. The first planet carrier can be permanently connected to the second ring gear in a rotationally fixed manner. The second ring gear can be permanently connected to the third planet carrier in a rotationally fixed manner. The second sun gear can be permanently connected to the third sun gear in a rotationally fixed manner. The transmission can have a variator. The variator can be mechanically operatively connected to the first sun gear of the transmission and the drive. The variator is mechanically operatively connected, for example, to the first sun gear by means of a single-stage spur gear stage and to the drive by means of a two-stage spur gear stage.
Dieser Aufbau der Planetenbaugruppe erlaubt mit wenigen Bauteilen eine hohe Getriebespreizung bereitzustellen. Zudem kann die Planetenbaugruppe so eine große Anzahl von Fahrbereichen bereitstellen. Beispielsweise kann das dritte Hohlrad einen ersten Ausgang der Planetenbaugruppe ausbilden. Beispielsweise kann das dritte Sonnenrad einen zweiten Ausgang der Planetenbaugruppe ausbilden. Beispielsweise kann der erste Planetenträger einen zweiten Ausgang der Planetenbaugruppe ausbilden. Entsprechend kann die Planetenbaugruppe beispielsweise drei oder auch vier Vorwärtsfahrbereiche bereitstellen. Jeweilige Rückwärtsfahrbereiche können durch die Rückwärtskupplung und die erste bis dritte Stirnradstufe bereitgestellt werden.This structure of the planetary assembly allows a high gear ratio to be provided with just a few components. In addition, the planetary assembly can thus provide a large number of driving areas. For example, the third ring gear can form a first output of the planetary assembly. For example, the third sun gear can form a second output of the planetary assembly. For example, the first planet carrier can form a second output of the planetary assembly. Accordingly, the planetary assembly can provide three or four forward travel ranges, for example. Respective reverse driving ranges can be provided by the reverse clutch and the first to third spur gear stages.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass das dritte Hohlrad mittels einer ersten Kupplung mit der ersten Verbindungswelle drehfest verbindbar ist. Das dritte Sonnenrad kann mittels einer zweiten Kupplung mit der ersten Verbindungswelle drehfest verbindbar sein. Für die Verbindung kann dabei gemeinsam die erste Verbindungswelle genutzt werden. Die beiden Ausgänge können selektiv mit dem Abtrieb verbunden werden. Durch die Verbindung jeweils über die erste Verbindungswelle können jeweilige an den beiden Ausgängen der Planetenbaugruppe zur Verfügung stellbaren Fahrbereiche, wie beispielsweise ein erster und zweiter Fahrbereich, jeweils die gleichen Stirnradstufen für eine Übertragung von einem Drehmoment an den Abtrieb nutzen. Die erste und die zweite Kupplung können beispielsweise als Doppelkupplung ausgebildet sein. Die Doppelkupplung kann ein Doppelschaltelement gemäß der obigen Beschreibung sein. Die erste und zweite Kupplung können radial miteinander verschachtelt angeordnet sein. Die erste und zweite Kupplung können beispielsweise jeweils koaxial mit dem Antrieb angeordnet sein.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the third ring gear can be connected to the first connecting shaft in a rotationally fixed manner by means of a first clutch. The third sun gear can be connected non-rotatably to the first connecting shaft by means of a second clutch. The first connecting shaft can be used jointly for the connection. The two outputs can be selectively connected to the output. Due to the connection via the first connecting shaft, respective driving ranges available at the two outputs of the planetary assembly, such as a first and second driving range, can use the same spur gear stages for transmitting a torque to the output. The first and the second clutch can be designed as a double clutch, for example. The double clutch can be a double shift element as described above. The first and second clutches can be nested radially with one another. The first and second coupling can, for example, each be arranged coaxially with the drive.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass der erste Planetenträger mit der zweiten Verbindungswelle mittels einer dritten Kupplung drehfest verbindbar ist. Damit kann noch ein weiterer Ausgang der Planetenbaugruppe mit dem Abtrieb schaltbar verbunden werden. Dieser weitere Ausgang und die bereits beschriebenen beiden Ausgänge können selektiv mit dem Abtrieb verbunden werden, wobei erneut die bereits beschriebenen Stirnradstufen genutzt werden können. Die dritte Kupplung kann beispielsweise koaxial mit dem Antrieb angeordnet sein. Weiterhin kann es vorgesehen sein, dass die erste Verbindungswelle mit der zweiten Verbindungswelle mittels einer vierten Kupplung drehfest verbindbar ist. Durch die vierte Kupplung kann so ein zusätzlicher Vorwärtsfahrbereich bereitgestellt werden. Die vierte Kupplung kann über die erste oder zweite Kupplung eine Wirkverbindung der zweiten Verbindungswelle mit dem ersten oder zweiten Ausgang der Planetenbaugruppe bereitstellen. Die dritte und die vierte Kupplung können beispielsweise als Doppelkupplung gemäß der obigen Beschreibung ausgebildet sein. Die dritte und vierte Kupplung können radial miteinander verschachtelt angeordnet sein. Die dritte und vierte Kupplung können beispielsweise jeweils koaxial mit dem Antrieb angeordnet sein.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the first planet carrier can be connected in a rotationally fixed manner to the second connecting shaft by means of a third clutch. This means that another output of the planetary assembly can be connected to the output in a switchable manner. This further output and the two outputs already described can be selectively connected to the output, whereby the spur gear stages already described can be used again. The third clutch can for example be arranged coaxially with the drive. Furthermore, it can be provided that the first connecting shaft can be connected in a rotationally fixed manner to the second connecting shaft by means of a fourth coupling. The fourth clutch can thus provide an additional forward drive range. The fourth clutch can provide an operative connection between the second connecting shaft and the first or second output of the planetary assembly via the first or second clutch. The third and fourth clutches can be designed, for example, as a double clutch as described above. The third and fourth clutches can be arranged radially nested with one another. The third and fourth clutches can, for example, each be arranged coaxially with the drive.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die dritte Kupplung axial antriebsseitig zu der Planetenbaugruppe angeordnet ist. Durch diese Anordnung kann eine Druckölzuführung zu der dritten Kupplung vereinfacht sein. Zudem kann eine Zentralwelle der Planetenbaugruppe kürzer sein. Dabei kann eine zusätzliche Hohlwelle vorgesehen sein, welche die dritte Kupplung mit der zweiten Verbindungswelle verbindet. Diese zusätzliche Hohlwelle kann sich radial außen entlang der gesamten Planetenbaugruppe erstrecken. Alternativ kann sich auch die zweite Verbindungswelle radial außen entlang der gesamten Planetenbaugruppe erstrecken. Die dritte Kupplung kann dabei koaxial mit dem Antrieb ausgebildet sein. Die vierte Kupplung kann beispielsweise in dieser Ausführungsform axial abtriebsseitig zu der ersten Stirnradstufe angeordnet sein. Alternativ kann die dritte Kupplung axial abtriebsseitig zu der Planetenbaugruppe angeordnet sein. Dadurch können besonders wenige Hohlwellen benötigt werden. Das Getriebe kann so radial besonders kompakt sein. Beispielsweise kann die dritte Kupplung axial zwischen der ersten Kupplung und der ersten Stirnradstufe angeordnet sein.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the third clutch is axially on the drive side of the planetary assembly is arranged. With this arrangement, a pressurized oil supply to the third clutch can be simplified. In addition, a central shaft of the planetary assembly can be shorter. An additional hollow shaft can be provided which connects the third coupling to the second connecting shaft. This additional hollow shaft can extend radially on the outside along the entire planetary assembly. Alternatively, the second connecting shaft can also extend radially on the outside along the entire planetary assembly. The third clutch can be designed coaxially with the drive. In this embodiment, for example, the fourth clutch can be arranged axially on the output side of the first spur gear stage. Alternatively, the third clutch can be arranged axially on the output side of the planetary assembly. This means that particularly few hollow shafts can be required. The transmission can thus be particularly compact radially. For example, the third clutch can be arranged axially between the first clutch and the first spur gear stage.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die vierte Kupplung als formschlüssige Kupplung, beispielsweise als Synchronisierung, ausgebildet ist. Es kann eine Reibkupplung weniger verwendet werden, wodurch Schleppverluste gering sein können. Alternativ kann die vierte Kupplung, genauso wie die erste, zweite und dritte Kupplung, beispielsweise als reibschlüssige Kupplung ausgebildet sein.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the fourth clutch is designed as a form-fitting clutch, for example as a synchronization. One less friction clutch can be used, which means that drag losses can be low. Alternatively, like the first, second and third clutches, the fourth clutch can be designed, for example, as a friction-locking clutch.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass der Variator mit dem ersten Sonnenrad und dem Antrieb jeweils mittels einer einstufigen Stirnradstufe mechanisch wirkverbunden ist. Dadurch kann beispielsweise bei einer Stirnradstufe auf ein Zwischenrad verzichtet werden. Diese Bauweise erfordert ein ausreichend großes Rad einer Stirnradstufe, welches mit dem Antrieb permanent drehfest verbunden ist. Dies ist beispielsweise möglich, wenn ein Achsabstand zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb groß genug ist. Ein Energiewandler kann bei dieser Ausführungsform eine andere Drehrichtung haben, beispielsweise eine konstante Drehrichtung, als bei einer Ausführungsform, bei welcher der Variator mit dem Antrieb mittels einer zweistufigen Stirnradstufe verbunden ist.In one embodiment of the transmission it can be provided that the variator is mechanically operatively connected to the first sun gear and the drive in each case by means of a single-stage spur gear stage. As a result, an intermediate gear can be dispensed with in the case of a spur gear stage, for example. This design requires a sufficiently large wheel of a spur gear stage, which is permanently connected to the drive in a rotationally fixed manner. This is possible, for example, if the center distance between the drive and the output is large enough. In this embodiment, an energy converter can have a different direction of rotation, for example a constant direction of rotation, than in an embodiment in which the variator is connected to the drive by means of a two-stage spur gear stage.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die erste Stirnradstufe einstufig ausgebildet ist. Die zweite Stirnradstufe kann einstufig ausgebildet sein. Die dritte Stirnradstufe kann zweistufig ausgebildet sein. Dadurch sind besonders wenige Stirnradstufen notwendig, wobei viele Fahrbereiche zur Verfügung gestellt werden können. Zudem kann die dritte Stirnradstufe so für eine Drehrichtungsumkehr am Abtrieb genutzt werden.In one embodiment of the transmission it can be provided that the first spur gear stage is designed in one stage. The second spur gear stage can be designed as a single stage. The third spur gear stage can be designed in two stages. This means that particularly few spur gear stages are necessary, with many driving ranges being made available. In addition, the third spur gear stage can be used to reverse the direction of rotation at the output.
Zum Einlegen der Fahrbereiche und dem Steuern der verschiedenen Kupplungen kann das Getriebe eine dazu ausgebildete Steuerungsvorrichtung aufweisen. Die Steuerungsvorrichtung kann dazu ausgebildet und eingerichtet sein, einen jeweiligen Zustand der Kupplungen zu steuern. Die Steuerungsvorrichtung kann dafür jeweilige Aktuatoren und alternativ oder zusätzlich Stellungssensoren und alternativ oder zusätzlich Drehzahlsensoren aufweisen.For engaging the driving ranges and controlling the various clutches, the transmission can have a control device designed for this purpose. The control device can be designed and set up to control a respective state of the clutches. For this purpose, the control device can have respective actuators and, alternatively or additionally, position sensors and alternatively or additionally speed sensors.
Ein zweiter Aspekt betrifft eine Antriebseinheit, welche ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe gemäß dem ersten Aspekt aufweist. Die Antriebseinheit weist einen Motor auf, welcher zum Antreiben des Antriebs mit dem Antrieb mechanisch wirkverbunden ist. Der Motor kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor sein. Die Antriebseinheit kann dazu ausgebildet sein, den Motor mit im Wesentlichen konstanter Drehzahl zu betreiben. Eine jeweilige Fahrgeschwindigkeit und optional Fahrrichtung kann beispielsweise mittels des gewählten Fahrbereichs und des Variators gesteuert werden. Ein weiterer Aspekt betrifft eine Arbeitsmaschine mit einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe gemäß dem ersten Aspekt oder einer Antriebseinheit gemäß dem zweiten Aspekt.A second aspect relates to a drive unit which has a power-split continuously variable transmission according to the first aspect. The drive unit has a motor which is mechanically operatively connected to the drive to drive the drive. The engine can be an internal combustion engine, for example. The drive unit can be designed to operate the motor at a substantially constant speed. A respective driving speed and optionally driving direction can be controlled, for example, by means of the selected driving range and the variator. Another aspect relates to a work machine with a power-split continuously variable transmission according to the first aspect or a drive unit according to the second aspect.
FigurenlisteFigure list
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1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.1 shows a schematic view of a first embodiment of a transmission according to the invention. -
2 zeigt eine Schaltmatrix für das Getriebe aus1 .2 shows a switching matrix for thetransmission 1 . -
3 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.3 shows a schematic view of a second embodiment of a transmission according to the invention. -
4 zeigt eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.4th shows a schematic view of a third embodiment of a transmission according to the invention. -
5 zeigt eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.5 shows a schematic view of a fourth embodiment of a transmission according to the invention. -
6 zeigt eine Schaltmatrix für das Getriebe aus5 .6th shows a switching matrix for the transmission5 . -
7 zeigt eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.7th shows a schematic view of a fifth embodiment of a transmission according to the invention.
Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments
Ein erster Planetenradsatz der Planetenbaugruppe
Der Antrieb
Das dritte Hohlrad
Die Hohlwelle
Die dritte und vierte Kupplung
Der Variator
Weiterhin weist das Getriebe
Die drei Stirnradstufen
Ein erstes Rad der ersten Stirnradstufe
Ein erstes Rad der zweiten Stirnradstufe
Die erste Zwischenwelle
Ein erstes Rad der dritten Stirnradstufe
Die Vorwärtskupplung
Die erste und zweite Synchronisierung
In FB1 sind die erste Kupplung
In FB2 sind die zweite Kupplung
In FB4 sind die zweite Kupplung
In FB1 kann ein Drehmoment von der Planetenbaugruppe
In FB1R sind die erste Kupplung
Der Rückwärtsfahrbereich FB2R ist in zwei Unterfahrbereiche unterteilt, welche durch unterschiedliche geschlossene Kupplungen bereitgestellt werden und als FB2.1R und FB2.2.R bezeichnet werden. Durch den Wechsel zwischen FB2.1R und FB2.2R wird eine Vorwahlschaltung getätigt, abhängig davon, ob als nächstes der FB3R geschaltet werden soll oder der FB1R. Der Wechsel von FB2R zu FB3R entspricht dabei einer beschleunigten Rückwärtsfahrt und der Wechsel von FB2R zu FB1 R einer abbremsenden Rückwärtsfahrt. In FB2R sind die beiden Synchronisierungen
In FB3R sind die dritte Kupplung
Alternativ erfolgt in einer Ausführungsform der Wechsel von der geschlossenen ersten Synchronisierung
In FB1R kann ein Drehmoment von der Planetenbaugruppe
In FB3R kann ein Drehmoment von der Planetenbaugruppe
FB3R wird auch als Windungsfahrbereich bezeichnet, da ein Kraftfluss zunächst von der Antriebsachse (zweite Verbindungswelle
Bei dem Getriebe
In FB1 ist ein sogenanntes „geared neutral“ Anfahren möglich. Innerhalb von FB1 ändert der Variator
Die weiteren
Aufgrund der Nutzung der weiteren Synchronisierung
Der dritte Vorwärtsfahrbereich FB3 ist in zwei Unterfahrbereiche unterteilt, welche durch unterschiedliche geschlossene Kupplungen bereitgestellt werden und als FB3.1 und FB3.2 bezeichnet werden. In FB3.1 sind bei dem Getriebe
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 100; 200; 300; 400; 500100; 200; 300; 400; 500
- Leistungsverzweigtes GetriebePower split transmission
- 1212th
- Antriebdrive
- 1414th
- AbtriebDownforce
- 1616
- VariatorVariator
- 1818th
- PlanetenbaugruppePlanetary assembly
- 2020th
- ZapfwellePTO
- 24, 32, 4024, 32, 40
- SonnenradSun gear
- 26, 34, 4226, 34, 42
- PlanetenträgerPlanet carrier
- 28, 36, 4428, 36, 44
- PlanetenräderPlanetary gears
- 30, 38, 4630, 38, 46
- HohlradRing gear
- 6060
- erste Verbindungswellefirst connecting shaft
- 6262
- zweite Verbindungswellesecond connecting shaft
- 7070
- erste Zwischenwellefirst intermediate shaft
- 7272
- zweite Zwischenwellesecond intermediate shaft
- 374374
- dritte Zwischenwellethird intermediate shaft
- 78, 8078, 80
- EnergiewandlerEnergy converter
- 82, 84; 28482, 84; 284
- StirnradstufeSpur gear stage
- 98, 102, 104, 12098, 102, 104, 120
- HohlwelleHollow shaft
- K1K1
- erste Kupplungfirst clutch
- K2K2
- zweite Kupplungsecond clutch
- K3K3
- dritte Kupplungthird clutch
- K4, S4K4, S4
- vierte Kupplungfourth clutch
- KVKV
- VorwärtskupplungForward clutch
- KRKR
- RückwärtskupplungReverse clutch
- S1S1
- erste Synchronisierungfirst synchronization
- S2S2
- zweite Synchronisierung second synchronization
- ST1ST1
- erste Stirnradstufefirst spur gear stage
- ST2ST2
- zweite Stirnradstufesecond spur gear stage
- ST3ST3
- dritte Stirnradstufethird spur gear stage
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020202419.7A DE102020202419B3 (en) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Power-split continuously variable transmission |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020202419.7A DE102020202419B3 (en) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Power-split continuously variable transmission |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020202419B3 true DE102020202419B3 (en) | 2021-06-17 |
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ID=76085525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102020202419.7A Active DE102020202419B3 (en) | 2020-02-25 | 2020-02-25 | Power-split continuously variable transmission |
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---|---|
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4131572A1 (en) * | 1991-09-23 | 1993-03-25 | Claas Ohg | Hydrostatic split-type vehicle power transmission |
DE19522833A1 (en) * | 1995-06-23 | 1997-01-02 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Power split transmission |
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2020
- 2020-02-25 DE DE102020202419.7A patent/DE102020202419B3/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4131572A1 (en) * | 1991-09-23 | 1993-03-25 | Claas Ohg | Hydrostatic split-type vehicle power transmission |
DE19522833A1 (en) * | 1995-06-23 | 1997-01-02 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Power split transmission |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
GROTE, K.-H. ; FELDHUSEN, J.: Dubbel: Taschenbuch für den Maschinenbau. 22. Auflage. Berlin, Heidelberg: Springer, 2007. S. G67.-ISBN 978-3-540-49714-1 * |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |