Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses hydrostatisch
mechanisches Verzweigungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahr
zeuge nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 14.
Aufgabe der Erfindung ist es, die aus der DE 39 29 209
bekannten Getriebe weiterzubilden bzw. zu verbessern hin
sichtlich Bauraum, Kosten und optimale Erfüllung verschie
dener Fahrzeugforderungen.
Die Aufgabe wird durch die in den Hauptansprüchen 1 und 14 auf
geführten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltun
gen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nach
folgenden Beschreibung hervor.
Die Erfindung wird in Ausführungsbeispielen anhand von Schema-
Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit vier Vorwärts
fahrbereichen und einem Rückwärtsbereich;
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit vier Vorwärts
fahrbereichen und einem Rückwärtsbereich;
Fig. 3 eine Ausführung mit fünf Vorwärtsfahrbereichen und
drei Rückwärtsfahrbereichen;
Fig. 3a eine Ausführung mit vier hydrostatisch-mechani
schen Vorwärts- und zwei hydrostatisch-mechani
schen Rückwärtsbereichen;
Fig. 4 eine Ausführung mit fünf hydrostatisch-mechanischen
Voräwrtsfahrbereichen;
Fig. 5 eine Ausführung mit fünf hydrostatisch-mechanischen
Vorwärtsfahrbereichen und drei hydrostatisch-me
chanischen Rückwärtsfahrbereichen;
Fig. 6 eine Getriebe-Ausführung mit vier hydrostatisch
mechanischen Vorwärtsfahrbereichen;
Fig. 7 eine Getriebe-Ausführung mit vier hydrostatisch
mechanischen Vorwärtsfahrbereichen und drei hydro
statisch-mechanischen Rückwärtsfahrbereichen;
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel des dritten Planetenge
triebes 206;
Fig. 8a Ausführungsbeispiel des Nachschaltgetriebes bzw.
der dritten Planetengetriebeeinheit 406;
Fig. 9 und 9a ein Ausführungsbeispiel mit vier Vorwärtsfahrbe
reichen und zwei Rückwärtsfahrbereichen bestehend
aus einem fünfwelligen Summierungsplanetengetriebe;
Fig. 9b Getriebeausführung mit vier Vorwärtsfahrbereichen
und einem im ersten Schaltbereich integrierten Rück
wärtsfahrbereich;
Fig. 9c Getriebeausführung mit vier Vorwärts- und zwei
Rückwärtsfahrbereichen;
Fig. 9d weitere Ausführungsform mit vier hydrostatisch
mechanischen Vorwärts- und zwei hydrostatisch
mechanischen Rückwärtsfahrbereichen;
Fig. 9e Getriebeausführung wie Fig. 9d, jedoch mit zusätz
licher Gruppenschaltung für hohe Anfahrzugkräfte;
Fig. 9f Getriebeausführung mit sechs hydrostatisch-mecha
nischen Vorwärtsfahrbereichen;
Fig. 9g eine Schaltlogik für die Getriebeausführung nach
Fig. 9f;
Fig. 9h eine weitere Ausführungsform des Summierungsplaneten
getriebes 404a;
Fig. 9i eine Ausführungsform des Summierungsplanetengetriebes
404b ähnlich der Ausführung 404a;
Fig. 9k eine Getriebeausführung mit umgekehrtem Summierungs
planetengetriebe 404.
Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit vier Vorwärts
fahrbereichen und zwei Rückwärtsfahrbereichen;
Fig. 11 eine Getriebeausführung mit zwei Summierungsplane
tengetriebe-Einheiten;
Fig. 12 eine Getriebe-Ausführung mit fünf Vorwärtsfahrbe
reichen und zwei separat schaltbaren rein-hydro
statischen Rückfahrbereichen;
Fig. 13 eine Getriebeausführung mit fünf Vorwärtsfahrbe
reichen;
Fig. 14 ein Summierungsplanetengetriebe bestehend aus zwei
Planetengetriebestufen;
Fig. 15 eine zweistufige Planetengetriebeeinheit 305;
Fig. 16, 16a, 16b drei Ausführungsbeispiele des fünfwelli
gen Summierungsplanetengetriebes;
Fig. 17 eine dritte Planetengetriebeeinheit bestehend aus
einer Planetengetriebestufe und mehreren Kupplungen
zum Schalten von Voräwrts- und Rückwärtsfahrbetrieb
als Alternative zu den Planetengetriebeeinheiten
106 und 206;
Fig. 18 eine Getriebeausführung mit vier Vorwärts- und zwei
Rückwärtsbereichen;
Fig. 19 eine Getriebeausführung mit fünf Vorwärts- und drei
Rückwärtsfahrbereichen.
Fig. 20 stellt eine nachgeordnete Getriebeeinheit 506
mit Stirnradstufen dar, bei der die Abtriebswelle 2
versetzt angeordnet ist;
Fig. 21 Getriebe mit versetzt angeordneter Abtriebswelle 302
mit Stirnradstufen;
Fig. 22 weitere Ausführungsform mit versetzt angeordneter
Abtriebswelle;
Fig. 23 noch eine weitere Ausführungsform mit versetzter Ab
triebswelle 302 für ein frontgetriebenes Fahrzeug;
Fig. 24 Getriebeausführung für ein frontgetriebenes Fahr
zeug in Querbauweise.
Im Hinblick auf eine hohe Gesamtwirtschaftlichkeit für ein der
artiges Produkt ist es wichtig, ein Getriebe-System zu schaffen,
mit dem mehrere unterschiedliche Fahrzeugforderungen abgedeckt
werden können. Die Grundbaueinheiten - Hydrostatpaket, Summie
rungsplanetengetriebeeinheit, Kupplungspaket und weitere Bau
gruppen - sollen als Grundbaueinheiten ausgebildet werden können,
die für ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Getrie
bekombinationen geeignet sind. Außerdem ist es wichtig, zwei
bis drei Rückwärtsbereiche, z. B. für die Anwendung im Arbeits
maschinenbereich im System integrieren zu können, um ein zu
sätzliches Wendegetriebe einzusparen.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens vier
Fahrbereiche schaltbar sind oder daß im Hinblick auf bestimm
te Fahrzeugforderungen auf einfache Art ein Getriebe mit drei
Vorwärtsfahrbereichen und vorzugsweise zwei Rückwärtsbereichen
ausführbar ist. Dies wird gemäß der Erfindung damit erreicht,
daß einem Summierungsplanetengetriebe mit wenigstens vier Wel
len eine weitere oder mehrere Getriebeeinheiten zuge
ordnet sind, wobei die erste Welle und die zweite Welle des
Summierungsplanetengetriebes Eingangswellen sind und die erste
Welle mit der ersten Hydrostateinheit A verstellbaren Volumens
und die zweite Welle mit der zweiten Hydrostateinheit B vor
zugsweise konstanten Volumens verbunden ist und die dritte,
vierte und gegebenenfalls fünfte Welle des Summierungsplane
tengetriebes abwechselnd mit einer oder mehreren der zugeord
neten Planetengetriebeeinheiten innerhalb der unteren Schalt
bereiche über eine Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle wechsel
weise verbindbar sind und daß eine oder mehrere, die aufsum
mierte Leistung führende Ausgangswelle des Summierungsplane
tengetriebes in den höheren Schaltbereichen direkt mit der Ab
triebswelle verbindbar sind. Die Bereichsschaltungen finden
jeweils bei Synchronlauf bzw. im Synchronlaufbereich der zu
schaltenden Kupplungselemente statt. Bei einigen der Ausfüh
rungsbeispiele wird der erste Fahrbereich rein-hydrostatisch
übertragen, wobei das Summierungsplanetengetriebe unbelastet
bleibt und die Leistung über ein oder mehrere zugeordnete Pla
netengetriebeeinheiten fließt. Das Drehzahlniveau aller Getrie
beglieder ist relativ niedrig. Eine Drehzahlanpassungsstufe an
der Getriebeausgangswelle ist nicht erforderlich, so daß die
üblichen Achsübersetzungen der nachgeordneten Triebachse ver
wendbar sind. Die einzelnen Getriebeausführungen ermöglichen
einen sehr hohen Over-drive-Bereich im Hinblick auf eine opti
male Ausnutzbarkeit der Verbrauchsbestwerte des Antriebsmotors.
Die Ausführung nach Fig. 1 bsitzt vier Vorwärtsfahrbereiche
und einen Rückwärtsbereich, wobei der erste Vorwärtsfahrbe
reich und der Rückwärtsbereich rein-hydrostatisch und die
anderen Fahrbereiche hydrostatisch-mechanisch arbeiten. Inner
halb der drei Vorwärtsfahrbereiche und dem Rückwärtsbereich
ist das Hohlrad 34 eines dritten Planetengetriebes 6; 106; 206;
306 mit dem Gehäuse durch Schließen einer Kupplung bzw. Bremse
31 verbunden. Im ersten Vorwärtsfahrbereich und Rückwärtsbe
reich fließt die Leistung rein-hydrostatisch bei geschlossener
erster Bereichskupplung 27 und damit feststehendem Steg 28 über
die Glieder - Sonnenrad 29 und Hohlrad 30 des zweiten Planeten
getriebes 5 auf die Kupplungswelle 10 und das Sonnenrad 32 über
dem Steg 33 des dritten Planetengetriebes 6 auf die Abtriebs
welle 2. Im zweiten Vorwärtsfahrbereich fließt die aufsummierte
hydraulisch-mechanische Leistung über die dritte Welle 13 des
Summierungsplanetengetriebes 4, das Kupplungsglied 26 und über
die geschlossene Kupplung 23 auf das gemeinsame Kupplungsglied
bzw. die Kupplungswelle 10, den dritten Planetentrieb 6 auf die
Abtriebswelle 2. Im dritten Schaltbereich wird die aufsummierte
hydraulische und mechanische Leistung über die vierte Welle 14
des Summierungsplanetengetriebes 4 bei geschlossener Kupplung
24 über das dritte Planetengetriebe 6 auf die Abtriebswelle 2
übertragen. Im vierten Schaltbereich erfolgt die hydraulisch
mechanische Leistungsübertragung über die dritte Welle 13 des
Summierungsplanetengetriebes, die über die geschlossene Kupp
lung 19 direkt mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist.
Wie bei allen Ausführungsbeispielen wird die hydraulische Leis
tung u. die mechanische Leistung im Summierungsplanetengetriebe
4; 104; 204; 304; 404; 504; 101; 604; 704 aufsummiert und in
den entsprechenden Fahrbereichen über jeweils eine Welle 13,
14; 13, 14, 15; 66, 55, 14, 15; 83, 84, 85; 141, 113, 114 zum
Abtrieb weitergeleitet. Über das dritte Planetengetriebe 6;
106; 206; 306 wird die Möglichkeit eines bzw. zweier zusätz
licher Schaltbereiche geschaffen trotz niedrigem Drehzahl
niveau aller Getriebeglieder.
Die Ausführung nach Fig. 2 besitzt vier Vorwärtsfahrbereiche
und einen Rückwärtsfahrbereich, die alle mit Leistungsverzwei
gung arbeiten. Im ersten Vorwärtsfahrbereich und im Rückwärts
bereich ist eine Übersetzungsspreizung enthalten, wobei im je
weiligen Anfahrzustand der erste Übersetzungsbereich von Fahr
geschwindigkeit "Null" bis zu einem gewissen Übersetzungspunkt
"X" durch eine Anfahreinrichtung überbrückt wird. Diese Anfahr
einrichtung kann eine im Getriebe ohnehin vorhandene Kupplung
sein, die als Reibkupplung ausgebildet ist oder ein zwischen
die beiden Hydrostateinheiten A und B geschaltetes Bypaßventil,
wie dies bereits durch die deutsche Patentanmeldung DE 36 09 907
bekannt ist. Bei dieser Getriebeausführung nach Fig. 2 ist es
zweckmäßig, die Kupplung bzw. Bremse 31 zum Abbremsen des Ge
triebegliedes 34 des dritten Planetengetriebes 6 als Anfahr
einrichtung mit entsprechenden Reibgliedern auszubilden. Alle
Bereichskupplungen 27, 23, 24, 19 und 35 sind im Synchron-Zu
stand schaltbar und können daher als form- plus lastschlüssig
schaltbare Kupplungen, wie in der deutschen Patentanmeldung
P 37 00 813 beschrieben, ausgebildet werden.
Mit Ausnahme der Getriebeausführung nach Fig. 2 sind alle
dargestellten Getriebeausführungen voll-stufenlos bis Fahrge
schwindigkeit "Null", d. h. daß zusätzliche Anfahreinrich
tungen entfallen können.
Die Getriebeausführung nach Fig. 3 besitzt fünf Vorwärtsfahr
bereiche und drei Rückwärtsfahrbereiche sowie einen zusätz
lichen Sonder-Rückwärtsbereich für spezielle Einsatzfälle. Das
Getriebe ist mit Ausnahme des entsprechenden fünften Fahrbe
reiches und des angepaßten Summierungsplanetengetriebes 104
identisch mit der Ausführung nach Fig. 1. Im fünften Vorwärts
fahrbereich wird die aufsummierte hydraulische und mechanische
Leistung über die dritte Welle 50 des Summierungsplanetenge
triebes 104 durch eine entsprechende innenliegende Welle 15
bei geschlossener Kupplung 19 auf die Abtriebswelle 2 übertra
gen. Das dritte Planetengetriebe 106 ist hier vierwellig aus
gebildet, wobei zum Schalten des Rückwärtsbetriebes ein Hohl
rad 46 durch Schließen der Kupplung 37 mit dem Gehäuse verbun
den wird und dadurch die Drehrichtung der Abtriebswelle 2 um
gekehrt wird. Hierbei ist die Leistungsübertragung innerhalb
einem ersten, zweiten und dritten Fahrbereich bei den jeweils
wechselweise geschlossenen Kupplungen 27, 23 und 24 in Rückfahr
richtung gegeben.
Das vierwellige dritte Planetengetriebe 106 ist in Fig. 3
mit zwei ineinandergreifenden Planetenrädern 38 und 39 ausge
bildet, die auf dem Steg 33 der mit der Abtriebswelle 2 ver
bunden ist, gelagert sind, wobei das Hohlrad 34 in erste Pla
netenräder 38 und das Hohlrad 46 in zweite Planetenräder 39
eingreift. Anstelle dieses dritten Planetengetriebes 106 ist
auch eine Ausführungsform 206 nach Fig. 8 vorteilhaft, wobei
die Sonnenräder 32 und 69 zweier Planetenstufen mit dem gemein
samen Kupplungsglied 10 verbunden sind und der Steg 68 der ers
ten Stufe mit dem Gehäuse über eine Kupplung 67 verbindbar ist
zum Schalten der Rückwärtsfahrbereiche und das Hohlrad 72 der
ersten Stufe sowohl mit dem Steg 33 der zweiten Stufe, als
auch mit der Abtriebswelle 3 verbunden ist und das Hohlrad 34
der zweiten Stufe über eine Kupplung bzw. Bremse 31 mit dem Ge
häuse verbindbar ist.
Eine Getriebeausführung nach Fig. 3a ist ähnlich aufgebaut
wie die Ausführung nach Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied,
daß das sogenannte zweite Planetengetriebe 5, das in der Aus
führung nach Fig. 3 zur Übertragung der rein-hydrostatischen
Leistung innerhalb des ersten Vorwärtsfahrbereiches und des
ersten Rückwärtsfahrbereiches dient, entfällt. Der erste Vor
wärts- und Rückwärtsbereich wird bei diesem Getriebe über eine
spezielle Anfahreinrichtung, wie bei Ausführung nach Fig. 2,
überbrückt, wobei dieser überbrückte Bereich als Bereichs
spreizung bzw. Übersetzungsspreizung "X", wie bereits unter
Fig. 2 beschrieben, bezeichnet wird. Das Getriebe besitzt
vier hydrostatisch-mechanische Vorwärtsfahrbereiche und zwei
hydrostatisch-mechanische Rückwärtsfahrbereiche, wobei der Ge
triebeaufbau und die Funktion bzw. Funktionsabläufe mit dem
zweiten und dritten Vorwärts- und Rückwärtsbereich der Aus
führung nach Fig. 3 identisch sind. Als Anfahreinrichtung
werden hier zweckmäßigerweise die beiden Fahrrichtungs
kupplungen, die Kupplungen 31 und 37 bzw. 67 des
vierwelligen Planetengetriebes 106; 206 bzw. des dreiwelligen
Planetengetriebes 306 verwendet, die in diesem Fall als Reib
kupplungen ausgebildet sind. Das vierwellige nachgeordnete Pla
netengetriebe 106; 206 kann auch durch das vorerwähnte drei
wellige Planetengetriebe 306, Fig. 17 ersetzt werden, bei dem
die Abtriebswelle 2 bei Vorwärtsfahrbetrieb mit der Stegwelle
33 und im Rückwärtsfahrbetrieb mit dem Hohlrad 34 verbunden ist.
Diese Getriebeausführung ist relativ einfach aufgebaut und
kommt aufgrund der vier Vorwärtsfahrbereiche und der Bereichs
spreizung mit besonders kleinen Hydrostateinheiten aus.
Wie in Fig. 1 dargestellt ist das Summierungsplanetengetrie
be 4 räumlich dem zweiten Planetengetriebe 5 nachgeordnet. In
den nachfolgenden Getriebeausführungen, Fig. 2 und 3 ist das
zweite Planetengetriebe 5 räumlich hinter dem Summierungspla
netengetriebe 104 angeordnet. Mit Rücksicht auf Optimierung von
Bauraum, Kosten, Montage u. a. ist hier eine beliebige Anord
nung der einzelnen Komponenten möglich.
Die Getriebeausführungen nach Fig. 4, 5, 6 und 7 sind voll
stufenlos, wobei die Leistung in allen Fahrbereichen hydro
statisch-mechanisch übertragen wird. Das Summierungsplaneten
getriebe besteht aus zwei Planetengetriebeeinheiten, wobei die
erste Planetengetriebeeinheit 104; 204; 304; 4 vierwellig ist,
das über zwei Wellen 56 und 13 mit der zweiten Planetengetriebe
einheit 105 ständig verbunden ist. Die zweite Planetengetriebe
einheit 105 besteht aus zwei Planetengetriebestufen, wobei die
erste Planetengetriebestufe mit seinem Sonnenrad 65 mit der
zweiten Welle 56 bzw. 12 des Summierungsplanetengetriebes ver
bunden ist, dessen Steg 61 mit dem Gehäuse fest in Verbindung
steht, das Hohlrad 62 mit dem Hohlrad 63 der zweiten Planeten
getriebestufe gekoppelt ist und das Sonnenrad 65 der zweiten
Planetengetriebestufe mit der dritten Welle 13 des Summierungs
planetengetriebes in Verbindung steht und der Steg 66 der
zweiten Planetengetriebestufe über eine Kupplung 57 im ersten
Schaltbereich verbindbar ist. Alternativ kann die Stegwelle 66
des zweiten Planetengetriebes 105 mit der Kupplungswelle stän
dig verbunden sein, wobei die andere Stegwelle 61 der ersten
Planetengetriebestufe mit dem Gehäuse 20 über eine Kupplung
koppelbar ist. Die erste Welle des Summierungsplanetengetriebes
ist mit der ersten Hydrostateinheit A verstellbaren Volumens
und der Antriebswelle 1 verbunden und die zweite Welle 12 mit
der zweiten Hydrostateinheit B, die dritte Welle 13 ist zu
sätzlich über ein Zwischenglied 55 und eine Kupplung 58 mit dem
gemeinsamen Kupplungsglied 10 verbindbar, sowie über eine wei
tere Welle 15 und eine Kupplung 19 mit der Abtriebswelle 2 di
rekt verbindbar. Die vierte Welle 14 des Summierungsplaneten
getriebes ist über eine Kupplung 59 mit dem gemeinsamen Kupp
lungsglied 10 und über ein weiteres Kupplungsglied über die
Kupplung 35 mit der Abtriebswelle 2 verbindbar. Dem Kupplungs
paket 71 mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 ist das dritte
Planetengetriebe 6; 106; 206; 306 nachgeordnet, dessen erste
Welle, Sonnenrad 32 mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 ver
bunden ist und eine zweite Welle als Steg 33 ständig mit der
Abtriebswelle 2 in Verbindung steht und die dritte Welle als
Hohlrad 34 über eine Kupplung 31 mit dem Gehäuse 20 verbindbar
ist. die Ausführungen nach Fig. 4 bis 7 besitzen fünf hydro
statisch-mechanische Vorwärtsfahrbereiche. Bei Anwendung eines
dritten Planetengetriebes 106; 206; 306 mit Einrichtung für
Rückwärtsfahrt ist durch Schließen der Kupplung bzw. Bremse 37;
67 und gleichzeitigem Verbinden eines Hohlrades 46; 34 mit dem
Gehäuse ein Rückfahrbetrieb über drei Schaltbereiche möglich,
indem innerhalb der wechselweise geschalteten Kupplungen 57,
58 und 59 die Drehrichtung der Abtriebswelle 2 gegenüber der
Kupplungswelle 10 umgekehrt wird.
Die Getriebeausführung nach Fig. 6 ist weitgehend identisch
mit Ausführung nach Fig. 4 jedoch mit dem Unterschied, daß
im vierten Vorwärtsfahrbereich die Abtriebswelle 2 direkt mit
dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 gekoppelt und gleichzeitig
durch Schließen der Kupplung 58 die dritte Welle 13, die in
diesem Betriebszustand die aufsummierte hydraulisch-mechanische
Leistung führt, mit der Abtriebswelle 2 verbunden wird. Alle
rotierenden Kupplungen für alle vier Schaltbereiche sind hier
zu einem Kupplungspaket 70 zusammengefaßt.
Die Ausführung nach Fig. 7 entspricht der Ausführung nach Fi
gur 6 jedoch mit dem Unterschied, daß das dritte Planetenge
triebe 106 vierwellig ausgebildet ist, wodurch die Drehrich
tung auf der Abtriebswelle 2 bei geschaltetem Rückwärtsbetrieb
innerhalb der ersten drei Schaltbereiche umgekehrt wird, wie
bei Ausführung Fig. 5 und 3 bereits beschrieben.
Das Summierungsplanetengetriebe 4 nach Fig. 1 besitzt ineinan
dergreifende erste Planetenräder 43 und zweite Planetenräder
44, die auf einem gemeinsamen Steg 40 gelagert und mit der ers
ten Welle 11 verbunden sind. Ein Sonnenrad 45 steht in Trieb
verbindung mit der zweiten Welle 12 sowie den ersten Planeten
rädern 43. Ein Hohlrad 41 greift in zweite Planetenräder 44 ein
und ist mit der dritten Welle 13 verbunden und ein zweites Hohl
rad 42 kämmt mit den ersten Planetenrädern 43, das mit der vier
ten Welle 14 des Summierungsplanetengetriebes in Triebverbin
dung steht.
Das Summierungsplanetengetriebe 104 besitzt ein Hohlrad, zwei
Sonnenräder sowie ineinandergreifende erste und zweite Pla
netenräder, die auf einem gemeinsamen Steg gelagert sind. Das
Hohlrad 52 ist mit der ersten Welle 11 und das Sonnenrad 45
mit der zweiten Welle 12 verbunden, die beide in erste Plane
tenräder 53 eingreifen und das andere Sonnenrad 51 steht in
Verbindung mit der vierten Welle 14, das mit den zweiten Pla
netenrädern 54 kämmt. Der Steg 50, auf dem alle Planetenräder
53 und 54 gelagert sind, bildet die dritte Welle des Summie
rungsplanetengetriebes und ist alternativ mit zwei Ausgangswel
len 13 und 15 verbunden.
Das Summierungsplanetengetriebe 204 nach Fig. 6 und 7 be
steht aus zwei Planetenstufen, wobei die erste Welle 11 mit
dem Hohlrad 9 der ersten Stufe und dem Steg 7 der zweiten Stu
fe in Verbindung steht, die zweite Welle 12 mit den Sonnenrä
dern 17 und 18, die dritte Welle 13 bildet den Steg 16 der
ersten Planetengetriebestufe und das Hohlrad 8 der zweiten Stu
fe die vierte Welle 14.
Die Getriebeausführung nach Fig. 9 zeichnet sich dadurch aus,
daß das Summierungsplanetengetriebe 404 fünfwellig ausgebildet
ist, wobei die erste Welle 11 als erste Eingangswelle mit der
ersten Hydrostateinheit A und der Antriebswelle 1 verbunden ist.
Die zweite Welle 12 als zweite Eingangswelle ist mit der zwei
ten Hydrostateinheit B verbunden. Das Summierungsplanetengetrie
be 404 besitzt drei Ausgangswellen, wobei die erste Ausgangs
welle 83 die dritte Welle des Summierungsplanetengetriebes, die
zweite Ausgangswelle 84 die vierte Welle und die dritte Aus
gangswelle 85 die fünfte Welle des Summierungsplanetengetriebes
bildet. Dem Summierungsplanetengetriebe ist ein weiteres Pla
netengetriebe 206 zugeordnet, das über eine Zwischenwelle bzw.
Kupplungswelle 10 mit zwei Ausgangswellen 83 und der vierten
Ausgangswelle 84 wechselweise verbindbar ist. Die dritte Aus
gangswelle 85 ist direkt mit der Abtriebswelle 2 über eine
Kupplung 19 verbindbar. Im ersten Schaltbereich ist die erste
Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes über eine
Kupplung 91 mit der Kupplungswelle 10 verbunden, wobei bei
einer geschlossenen Kupplung 31 für den Vorwärtsfahrbetrieb
die Leistung, wie bei den voranbeschriebenen Getriebeausfüh
rungen, über Getriebeglieder 32, 33, 34 des nachgeordneten Pla
netengetriebes 206; 106; 306 auf die Abtriebswelle 2 übertragen
wird. Im zweiten Schaltbereich ist die zweite Ausgangswelle 84
des Summierungsplanetengetriebes mit einer zweiten Kupplung 92
mit der Kupplungswelle 10 verbunden, wobei die Leistung eben
falls wie im ersten Fahrbereich über das nachgeschaltete Pla
netengetriebe 206 auf die Abtriebswelle 2 übertragen wird. Im
dritten Schaltbereich ist die dritte Ausgangswelle 85 mit der
Abtriebswelle 2 über eine Kupplung 19 koppelbar. Für einen mög
lichen vierten Schaltbereich ist die zweite Ausgangswelle 84
über eine Kupplung 35 mit der Abtriebswelle verbindbar. Das Ge
triebe ermöglicht zwei hydrostatisch-mechanische Rückwärtsbe
reiche, wobei über dieselbe Zwischen- bzw. Kupplungswelle 10
der erste und zweite Rückwärtsbereich, wie bei Vorwärtsbetrieb,
geschaltet wird. Die Drehzahlumkehr erfolgt wie bei voranbe
schriebenen Ausführungen Fig. 3 bis 7 im nachgeordneten Ge
triebe bzw. Planetengetriebe 106; 206; 306.
Das fünfwellige Summierungsplanetengetriebe ist so ausgelegt,
daß innerhalb des Hydrostatverstellbereiches die erste Aus
gangswelle S3 eine Drehzahl von "Null" bis Drehzahlgleichheit
mit der ersten Eingangswelle 11; die zweite Ausgangswelle 84
eine schnell-laufende Welle ist und sich innerhalb dem selben
Stellbereich von hoher Drehzahl bis auf Drehzahlgleichheit mit
der ersten Eingangswelle 11 verringert und die dritte Ausgangs
welle 85 eine Drehzahl aufweist, die unterhalb der Drehzahl der
Eingangswelle 11 liegt und an einem Verstellendpunkt des Hydro
staten Drehzahlgleichheit mit allen Gliedern des Summierungs
planetengetriebes besitzt.
Ist die dritte Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetrie
bes 404, 504, 704, 804 als innenliegende Ausgangswelle 85i
ausgebildet, so kann sehr vorteilhaft ein Nachschaltgetriebe
bzw. die nachgeordnete Planetengetriebeeinheit 206, wie in
Fig. 9 dargestellt, verwendet werden, die gegenüber den Aus
führungen der Planetengetriebeeinheiten 106 und 406 den Vor
teil hat, daß keine Blindleistungsströme innerhalb der Plane
tengetriebeglieder bei Rückwärtsbetrieb auftreten. Außerdem
liegen günstigere Drehzahlverhältnisse bei geschaltetem Rück
wärtsbereich vor, die bei Ausführung 406, insbesondere bei
Hohlrad 34, relativ hoch sind. Dies ist insbesondere bedeutsam
für Fahrzeuge, die hohe Rückwärtsforderungen haben, wie dies
z. B. bei Traktoren der Fall ist. Durch die wahlweise Ausbil
dung der dritten Ausgangswelle 85 als Außenwelle 85a oder/und
als Innenwelle 85i lassen sich beliebige Getriebekombina
tionen gestalten im Hinblick auf vielfältige fahrzeugspezifi
sche Forderungen. Wie in Fig. 9f dargestellt, läßt sich auf
diese Weise sehr vorteilhaft ein Getriebe mit sechs Vorwärts
fahrbereichen ausführen.
Die Getriebeausführung nach Fig. 10 ist mit der Ausführung
Fig. 9 weitgehend identisch jedoch mit dem Unterschied, daß
die Summierungsplanetengetriebeeinheit aus zwei Planetenge
triebestufen 504 und 101 besteht. Das Summierungsplanetenge
triebe ist funktionsgleich mit den bereits beschriebenen Planetenge
triebeeinheiten 4, 104, 204, 304. Das zweite Summierungspla
netengetriebe 101 besteht aus einer Planetengetriebestufe, des
sen Sonnenrad 102 mit dem Sonnenrad 95 des ersten Summierungs
planetengetriebes 504 und der zweiten Hydrostateinheit B ver
bunden ist. Der Steg 14 des zweiten Planetengetriebes 101
bildet die erste Abtriebswelle 83, das Hohlrad 103 ist mit
einer Welle des vierwelligen ersten Summierungsplanetenge
triebes verbunden. Die zweite Ausgangswelle 84 und die dritte
Ausgangswelle 85 der gesamten Summierungsplanetengetriebeein
heit sind direkte Ausgangswellen des ersten Summierungsplane
tengetriebes 504.
Anstelle der Summierungsplanetengetriebeeinheiten 404 bzw. 504,
103 ist eine weitere Ausführungsform des Summierungsplaneten
getriebes 704 nach Fig. 16 funktionsgleich anwendbar. Bei Aus
führung 404 ist die erste Welle 11 über der zweiten Welle 12
angeordnet. Bei den Ausführungen 504, 103 bzw. 704 ist die zwei
te Eingangswelle 12 des Summierungsplanetengetriebes über der
ersten Welle 11 angeordnet.
Das fünfwellige Summierungsplanetengetriebe 404 ist erfindungs
gemäß relativ einfach mit nur einem Planetenträger 88 ausgebil
det, auf dem ineinandergreifende erste Planetenräder 86 und -
zweite Planetenräder 87 angeordnet sind, wobei die zweite Welle
12 mit seinem Sonnenrad 82 in erste Planetenräder 86, die ers
te Welle 11 mit seinem Hohlrad 81 ebenfalls in erste Planeten
räder 86 eingreift, die dritte Welle 83 über ein verbundenes
Hohlrad 89 in zweite Planetenräder 87 greift, die dritte Wel
le 84 über ein Sonnenrad 90 ebenfalls in zweite Planetenräder
eingreift und die fünfte Welle 85 als gemeinsame Stegwelle mit
dem Planetenträger 88 verbunden ist. (Fig. 9)
Das Summierungsplanetengetriebe 504, das eine gemeinsame fünf
wellige Summierungsplanetengetriebeeinheit mit der Planeten
getriebestufe 101 bildet, besteht aus zwei Planetengetriebe
stufen, wobei in die erste Planetengetriebestufe ineinander
greifende erste Planetenräder 99 und zweite Planetenräder 100
besitzt. Die erste Welle 11 des Summierungsplanetengetriebes
ist mit den beiden Hohlrädern 93 und 94 beider Planetengetrie
bestufen verbunden. Die zweite Welle 12 ist mit dem Sonnenrad
95 der zweiten Planetengetriebestufe, die dritte Welle 84 mit
dem Sonnenrad 98 der ersten Planetengetriebestufe und die fünf
te Welle 85 bildet die gemeinsame Stegwelle 97 für beide Pla
netengetriebestufen. Das Summierungsplanetengetriebe 504 ist
funktionsgleich mit den Summierungsplanetengetrieben 4, 104,
204, 304.
Das fünfwellige Summierungsplanetengetriebe 704 nach Fig. 16
besitzt zwei Planetengetriebestufen, wobei die zweite Planeten
getriebestufe ineinandergreifende erste Planetenräder 86 und
zweite Planetenräder 87 besitzt und die erste Eingangswelle 11
des Summierungsplanetengetriebes mit einem Hohlrad 144 der
ersten Planetengetriebestufe und einem weiteren Hohlrad 145 der
zweiten Planetengetriebestufe das in erste ineinandergreifende
Planetenräder 86 eingreift verbunden ist. Die zweite Welle 12
ist mit einem Sonnenrad 45 der ersten Planetengetriebestufe
verbunden, die erste Abtriebswelle 83 greift mit einem Hohlrad
89 in zweite Planetenräder 87 ein, die zweite Ausgangswelle
84 kämmt mit seinem Sonnenrad 90 ebenfalls mit den zweiten Pla
netenrädern 87, die dritte Ausgangswelle 85 bildet die gemein
same Stegwelle 88 u. 143 für beide Planetengetriebestufen. Die
dritte Ausgangswelle 85 kann als Innenwelle 85i oder/und als
Außenwelle 85a ausgeführt werden.
Die Getriebeausführung nach Fig. 11 besteht ebenfalls aus
einem ersten Summierungsplanetengetriebe 604 und einem zweiten
Summierungsplanetengetriebe 115, wobei beide Planetengetriebe
mit der ersten Eingangswelle 11 über Zwischenglieder 36 mit
einander verbunden sind. Die gesamte Summierungsplanetengetrie
beeinheit 604; 115 ist mindestens fünfwellig, wobei die erste
Welle 11 mit der ersten Hydrostateinheit A, die zweite Welle 12
mit der zweiten Hydrostateinheit B, die dritte Welle eine erste
Ausgangswelle 141, die vierte Welle eine zweite Ausgangswelle
114 und die fünfte Welle eine dritte Ausgangswelle 113 darstellt.
Die zweite Ausgangswelle 114 ist mit einer Welle 142 des zweiten
Summierungsplanetengetriebes 115 über eine Kupplung 224 verbind
bar. Das zweite Summierungsplanetengetriebe ist dreiwellig oder
vierwellig ausführbar, wobei die erste Welle mit der ersten Ein
gangswelle 11 verbunden ist, eine zweite Welle 141 die erste
Ausgangswelle des Gesamt-Summierungsplanetengetriebes bildet
und die dritte Welle 142 die zweite Ausgangswelle der Summie
rungsplanetengetriebeeinheit bildet. Bei vierwelliger Ausbil
dung des zweiten Summierungsplanetengetriebes ist vorzugsweise
ein Glied, Hohlrad 118 über eine Kupplung 119 mit dem Gehäuse
verbindbar. Anstelle der dargestellen Planetengetriebestu
fe 116, 121, 118 ist eine Triebverbindung über eine Vorgele
gewelle und entsprechenden Stirnradstufen zwischen einem Glied
der ersten Eingangswelle 11 und einem Glied 121 des zwei
ten Summierungsplanetengetriebes ausführbar. Diese Lösung ist
in den Zeichnungen nicht dargestellt. Je nach den Forderungen
der Aufteilung der Bereichsgröße sind verschiedene Ausführungs
formen des ersten und des zweiten Summierungsplanetengetriebes
ausführbar bzw. vorzuziehen. Der Summierungsplanetengetriebe
einheit 604; 115 ist ein weiteres Planetengetriebe 206 nachge
ordnet, das über eine Zwischen- bzw. Kupplungswelle 10 mit
einer der Ausgangswellen 141, 114, 113 wechselweise über Kupp
lungen 119, 222, 224, 223 verbindbar ist.
Die Getriebeausführung nach Fig. 12 besitzt, ähnlich wie die
Ausführungen nach Fig. 1 bis 3, eine vierwellige Summierungs
planetengetriebeeinheit 104, der eine zweite, dritte und vier
te Planetengetriebeeinheit 5, 6, 122 zugeordnet ist. Das zwei
te Planetengetriebe 5 ist dreiwellig ausgebildet und mit seinem
Sonnenrad 29 mit der zweiten Hydrostateinheit B und einem Glied
45 mit dem Summierungsplanetengetriebe 104 verbunden. Der Steg
28 ist mit dem Gehäuse über eine Kupplung 27 verbindbar. Das
Hohlrad 30 ist über eine Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 140
mit dem Sonnenrad 32 des ebenfalls dreiwellig ausgebildeten
dritten Planetengetriebes 6 verbunden. Das dritte Planetenge
triebe 6 ist mit seinem Steg 33 direkt mit der Abtriebswelle 2
und mit seinem Hohlrad 34 über eine Kupplung 31 mit dem Gehäu
se verbindbar. Das vierte Planetengetriebe 122 ist mit seinem
Sonnenrad 123 direkt mit der vierten Welle 14 des Summierungs
planetengetriebes verbunden. Die dritte Welle 13 des Summie
rungsplanetengetriebes ist über eine Kupplung 23 mit der Zwi
schenwelle bzw. Kupplungswelle 140 und damit mit dem Sonnen
rad 32 des dritten Planetengetriebes 6 koppelbar.
Im ersten Schaltbereich wird bei dieser Getriebeausführung die
Leistung rein-hydrostatisch übertragen, wobei bei geschlossener
Kupplung 27 und geschlossener Kupplung 31 die Leistung über die
dritte und vierte Planetengetriebeeinheit 5 und 6 auf die Ab
triebswelle 2 übertragen wird. Im zweiten Schaltbereich ist die
Kupplung 23 und Kupplung 31 geschlossen. Hierbei fließt die im
Summierungsplanetengetriebe aufsummierte hydraulische und me
chanische Leistung über die dritte Welle 13 des Summierungs
planetengetriebes über das dritte Planetengetriebe 6 auf die
Abtriebswelle 2. Im dritten Schaltbereich wird die im Summie
rungsplanetengetriebe aufsummierte Leistung über die vierte
Welle 14 auf das vierte Planetengetriebe 122 übertragen, wobei
die Kupplung 126 geschlossen ist. Im vierten Fahrbereich sind
die zweite, dritte und vierte Planetengetriebeeinheit 5, 6 und
122 lastlos, wobei bei geschlossener Kupplung 23 und 19 eine
direkte Verbindung der dritten Welle 13 des Summierungsplane
tengetriebes mit der Abtriebswelle 2 hergestellt ist. Im vier
ten Fahrbereich ist die vierte Welle des Summierungsplaneten
getriebes über die Kupplung 35 direkt mit der Abtriebswelle 2
verbunden.
Die Getriebeausführung nach Fig. 13 ist mit der Ausführung
nach Fig. 12 weitgehend identisch jedoch mit dem Unterschied,
daß das zweite Planetengetriebe 205 bzw. 305 mit einer sehr
großen Übersetzung ausgebildet ist und mit einem Glied, Hohl
rad 30 direkt mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist. Das
zweite Planetengetriebe 205 besitzt Doppelplanetenräder mit
zwei verschiedengroßen miteinander verbundenen Einzelplaneten
rädern 128 und 129, die auf der Stegwelle 28 gelagert sind und
ein Planetenrad 128 mit einem mit der zweiten Hydrostateinheit
B verbundenen Sonnenrad 29 eingreift und mit seinem zweiten
Planetengetriebe 129 in das mit der Abtriebswelle 2 verbunde
ne Hohlrad 30 eingreift. Das dritte und vierte Planetengetrie
be 6 und 122 sind lagemäßig vertauscht, so daß das dritte Pla
netengetriebe 6 ausgangsseitig angeordnet ist. Auch die dritte
und vierte Welle 13 und 14 des Summierungsplanetengetriebes
sind gegenüber der Ausführung Fig. 12 anordnungsmäßig ver
tauscht, so daß die vierte Welle 14 über der dritten Welle 13
gelagert ist. Der Funktionsablauf ist mit der Ausführung nach
Fig. 3 identisch, wobei im ersten Fahrbereich bei geschlosse
ner Kupplung 27 die rein-hydrostatische Leistung über das zwei
te Planetengetriebe 205 direkt auf die Abtriebswelle 2 übertra
gen wird. Im zweiten Schaltbereich wird die aufsummierte hydrau
lische und mechanische Leistung über die dritte Welle 13 des
Summierungsplanetengetriebes auf das Planetengetriebe 6 bei ge
schlossener Kupplung 31 direkt auf die Abtriebswelle 2 über
tragen. Im dritten, vierten und fünften Schaltbereich ist der
Schaltablauf bzw. sind die Schaltfunktionen genau identisch
mit der Ausführung nach Fig. 12.
Anstelle des zweiten Planetengetriebes 205 ist eine weitere
Ausführungsform 305 nach Fig. 15 anwendbar, wobei das zweite
Planetengetriebe 305 aus zwei Planetengetriebestufen besteht
und die erste Planetengetriebestufe mit seinem Sonnenrad 29
mit der zweiten Welle des Summierungsplanetengetriebes und der
Hydrostateinheit B verbunden ist, der Steg 133 der ersten Pla
netengetriebestufe mit dem Sonnenrad 134 der zweiten Planeten
getriebestufe, das Hohlrad 132 mit dem Gehäuse verbunden bzw.
verbindbar ist, der Steg 28 der zweiten Planetengetriebestufe
mit dem Gehäuse verbunden bzw. über eine Kupplung 27 verbind
bar ist und das Hohlrad 30 der zweiten Planetengetriebestufe
mit der Abtriebswelle 2 verbunden oder über eine Kupplung ver
bindbar ist. Es ist in den Funktionen gleichgültig, welches
Glied der Planetengetriebeeinheit 305 bzw. 205 als Kupplungs
glied verwendet wird. Es empfiehlt sich jedoch, bei der Aus
führung 205 die Stegwelle 28 sowie bei der Ausführung 305 eben
falls die Stegwelle der zweiten Planetengetriebestufe mit dem
Gehäuse über eine Kupplung zu verbinden, um überhöhte Drehzah
len im lastlosen Zustand zu vermeiden. (Fig. 15)
Das Planetengetriebe 306 nach Fig. 17 bildet einen Ersatz für
die dritte Planetengetriebeeinheit 106 und 206, wobei nur eine
Planetengetriebestufe für die Schaltung des Vorwärtsbereiches
und des Rückwärtsbereiches ausreichend ist. Hierbei ist, wie
bei den Ausführungen 106, 206, das Sonnenrad 32 mit der Zwi
schenwelle bzw. Kupplungswelle 10 verbunden. Zum Schalten des
Vorwärtsfahrbereiches ist die Steg-welle 33 über eine Kupplung
152 mit der Abtriebswelle 2 und das Hohlrad 34 über eine Kupp
lung 31 mit dem Gehäuse 20 verbunden. Bei Schaltung des Rück
wärtsbereiches ist die Stegwelle 33 mit dem Gehäuse 20 über
eine Kupplung 67 und das Hohlrad 34 über eine Kupplung 151 mit
der Abtriebswelle 2 gekoppelt.
Die Anwendung dieses Planetengetriebes 306 kann sinnvoll sein
zum Beispiel in Verbindung mit der Anwendung kosten- und bau
raumgünstiger formschlüssiger bzw. form- plus kraftschlüssiger
Kupplungen, wie z. B. aus der DE 39 03 010 bekannt, da der Kupp
lungsmehraufwand geringer sein kann als eine zweite Planetenge
triebestufe.
Das Summierungsplanetengetriebe 304 nach Fig. 14 ist vierwel
lig ausgebildet u. ist identisch mit den Ausführungen 104, 204
und 504. Es besteht aus zwei Planetengetriebestufen, wobei die
erste Welle 11 mit dem Steg 46 der ersten Planetengetriebestufe
und mit einem Hohlrad 150 der zweiten Planetengetriebestufe
verbunden ist, die zweite Welle 12 mit einem Sonnenrad 45 der
zweiten Planetengetriebestufe, die dritte Welle 13 mit dem
Steg 49 der zweiten Planetengetriebestufe und dem Hohlrad 148
der ersten Planetengetriebestufe und die vierte Welle 14 mit
dem Sonnenrad 147 der ersten Planetengetriebestufe verbunden
ist.
Das Schaltgetriebe bzw. die Planetengetriebeeinheit 406 nach
Fig. 8a bildet eine Alternative zu den Schaltgetriebeeinhei
ten bzw. Planetengetrieben 206; 306; 106. Die erste dem Sum
mierungsplanetengetriebe nachgeordnete Planetengetriebestufe
32, 33, 34 entspricht in der Funktion der zweiten dem Summie
rungsplanetengetriebe nachgeordneten Planetengetriebestufe bei
der Schaltgetriebe- bzw. Planetengetriebeeinheit 206 nach Fig. 8.
Die zweite Planetengetriebestufe 233, 231, 232 der Pla
netengetriebeeinheit 406 nach Fig. 8a ist für den Rückwärtsbe
reich vorgesehen und wird durch Schließen der Kupplung 67 ge
schaltet, wobei das Hohlrad 232 mit dem Gehäuse verbunden wird.
Das Sonnenrad 233 der zweiten Planetengetriebestufe ist hier mit
dem Hohlrad 34 der ersten Planetengetriebestufe fest verbunden.
Der Steg 231 der zweiten Planetengetriebestufe steht in fester
Verbindung mit der Abtriebswelle 2. Bei geschaltetem Rückwärts
gang wird bei geschlossener Kupplung bzw. Bremse 67 und geöff
neter Kupplung bzw. Bremse 31 die im Summierungsplanetengetrie
be aufsummierte leistung über das Sonnenrad 32 der ersten Pla
netengetriebestufe bei gleichzeitiger Drehmomentbelastung aller
Planetengetriebeglieder der Planetengetriebeeinheit 406 auf die
Abtriebswelle 2 übertragen. Es fließt hierbei eine mechanische
Blindleistung über die Planetengetriebeglieder 231, 233, 304,
33 infolge der Koppelung des Hohlrades 34 der ersten Planeten
getriebestufe mit dem Sonnenrad 233 der zweiten Planetengetrie
bestufe. Für Fahrzeuge, deren Rückfahrforderungen geringeren
Ansprüchen unterliegen, kann dieses Getriebe sehr sinnvolle An
wendung finden. Der Vorteil dieses Nachschaltgetriebes bzw.
Planetengetriebeeinheit 406 besteht darin, daß wie bei Ausfüh
rung 106 Fig. 3, die Abtriebswelle 2 auf der Eingangsseite
dieses Getriebes mit einem Glied, insbesondere der dritten Aus
gangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes, über eine Kupp
lung 19 koppelbar ist. Es verbinden sich hierdurch die Vorteile,
daß bei einer Getriebeausführung, z. B. wie in Fig. 9f darge
stellt, sechs Vorwärtsfahrbereiche, wie später näher beschrie
ben, realisierbar sind. Bei Getriebeausführungen nach Fig. 9f,
9e u. 9d ist anstelle des Getriebes 406 also auch die Ausführung
106 verwendbar. Besondere Auswahlkriterien sind, daß die Plane
tengetriebeeinheit 106 höhere Rückfahrgeschwindigkeiten und Aus
führung 406 niedrige Rückfahrgeschwindigkeiten ermöglicht.
Die Getriebeausführung nach Fig. 9d besitzt ein fünfwelliges
Summierungsplanetengetriebe 404 und ein Nachschaltgetriebe bzw.
Planetengetriebeeinheit 406. Diese Getriebeausführung ist mit
der Ausführung nach Fig. 9 weitgehend identisch, jedoch mit dem
Unterschied, daß die dritte Ausgangswelle 85 des Summierungs
planetengetriebes über die erste und zweite Ausgangswelle 83
und 84 als Hohlradwelle angeordnet ist und die Kupplung 19 zur
Verbindung der dritten Ausgangswelle 85 mit der Abtriebswelle 2
vor der zweiten Planetengetriebeeinheit 406 angeordnet ist. Das
Summierungsplanetengetriebe 404 besitzt den Vorteil, daß die
dritte Ausgangswelle 85 als Innenwelle oder als Hohlwelle aus
führbar ist. Die Kupplung 19 und die Kupplung 35 können aus
diesem Grund, ebenso wie die Kupplungen 91 und 92, zwischen dem
Summierungsplanetengetriebe 404 und der nachgeschalteten Plane
tengetriebeeinheit 406 bzw. 106 (nicht dargestellt) angeordnet
werden. Der Funktionsablauf ist mit der Getriebeausführung nach
Fig. 9 identisch.
Die Getriebeausführung nach Fig. 9e besitzt gegenüber der Aus
führungsform nach Fig. 9d eine ausgangsseitig angeordnete zu
sätzliche Planetengetriebestufe 235, dessen Hohlrad 238 über
eine Kupplung bzw. Bremse 234 mit dem Gehäuse verbindbar ist.
Das Sonnenrad 236 ist mit der Ausgangswelle 2, der Steg 237
mit der Getriebeausgangswelle 2a verbunden. Der Steg 237 ist
über eine Kupplung 239 mit der Abtriebswelle 2 koppelbar. Die
se Planetengetriebestufe 235 dient als Gruppengetriebe z. B. für
den Einsatz in Arbeitsmaschinen in Forstwirtschaft, Landwirt
schaft oder bei Baumaschinen. Die Abtriebsdrehmomente bzw.
Zugkräfte der Maschine werden um das Übersetzungsverhältnis
dieser Planetengetriebeeinheit 235 erhöht und entsprechend die
Geschwindigkeit in den einzelnen Fahrbereichen verringert. Bei
Straßenfahrt wird dieses Gruppengetriebe bzw. diese Planeten
getriebestufe 235 überbrückt, wobei durch Schließen der Kupp
lung 239 die Getriebeausgangswelle 2a mit der Abtriebswelle 2
direkt verbunden wird. Anstelle der Planetengetriebeeinheit 406
ist auch die Getriebeeinheit 106, 206 (nicht dargestellt) an
wendbar.
Die Getriebeausführung nach Fig. 9f besitzt sechs hydrosta
tisch-mechanische Vorwärtsfahrbereiche. Durch eine Planetenge
triebestufe 235, die dem Schaltgetriebe bzw. der Planetenge
triebeeinheit 406 oder 106 zugeordnet ist und über eine eigene
Kupplung 234 zum Festhalten des Hohlrades 238 am Gehäuse sowie
einer zusätzlichen Kupplung 240, die zum direkten Verbinden
der dritten Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes
mit der Getriebeausgangswelle 2a dient, werden zwei zusätz
liche Vorwärtsfahrbereiche möglich. Die bei Getriebeausfüh
rung nach Fig. 9e als Gruppengetriebe dienende Planetenge
triebestufe 235 ist bei Getriebeausführung nach Fig. 9f als
eine Einrichtung zur Erweiterung des Getriebes um zwei Vor
wärtsfahrbereiche ausgebildet. Diese Maßnahme kann zur Erhö
hung der Anfahrzugkräfte dienen oder zur Verringerung der hy
draulischen Leistungsanteile durch entsprechende Anpassung der
einzelnen Fahrbereichsgrößen, mit dem Vorteil, daß die Hydro
stataggregate kleiner werden können und der Gesamtwirkungsgrad
des Getriebes günstiger wird. Eine Änderung der Bereichsgrößen
kann durch entsprechende Übersetzungsänderung innerhalb des Sum
mierungsplanetengetriebes und des Nachschaltgetriebes 406 bzw.
206 vorgenommen werden. Das Summierungsplanetengetriebe 404,
wie auch andere Ausführungsformen wie das Summierungsplaneten
getriebe 704, bieten die Möglichkeit, die dritte Ausgangswel
le 85 des Summierungsplanetengetriebes als Hohlwelle 85a oder/und
innenliegende Welle auszubilden, was den Vorteil hat, daß
die Bereichskupplungen 19, 91, 35 und 92 zu einem Kupplungspa
ket zusammengefaßt werden können und daß bei
Ausbildung zu einem Sechs-Bereichs-Getriebe die innenliegende
Welle mit der Getriebeausgangswelle 208 über die Kupplung 240
verbindbar ist. Es ist auch möglich, die Kupplung 19 für den
dritten Fahrbereich zwischen Sonnenrad 32 und dem Steg 33 der
nachgeordneten Planetengetriebestufe unterzubringen, jedoch
mit dem Nachteil, größere Baulänge in Kauf nehmen zu müssen.
In Fig. 9g ist die Schaltlogik zur Getriebeausführung nach
Fig. 9f dargestellt. Der Schaltablauf im ersten bis vierten
Vorwärtsfahrbereich sowie in den beiden Rückwärtsfahrbereichen
ist identisch mit den Ausführungen nach Fig. 9 bis 9e, jedoch
mit dem Unterschied, daß die Drehzahl der Abtriebswelle 2 um
das Übersetzungsverhältnis der nachgeschalteten Planetenge
triebestufe 235 auf die Getriebeabtriebswelle 2a reduziert
wird, wobei das Hohlrad 238 bei geschlossener Kupplung bzw.
Bremse 234 mit dem Gehäuse fest verbunden ist. Am Ende des
vierten Schaltbereiches hat die dritte Welle 85 des Summierungs
planetengetriebes Synchronlauf mit der Getriebeausgangswelle 2a
erreicht, so daß diese durch Schließen der Kupplung 240 mitei
nander gekoppelt werden können und nachfolgend die Kupplung
bzw. Bremse 234 geöffnet werden kann. Das Hydrostatgetriebe ist
hierbei auf maximale negative Endstellung eingestellt. Der Hyd
rostat wird nun bis zu seiner maximalen positiven Endlage zu
rückgeregelt, wobei am Ende des fünften Fahrbereiches sämt
liche Glieder der Planetengetriebeeinheiten Synchronlauf er
reicht haben. Die Abtriebswelle 2 wird nun durch Schließen der
Kupplung 239 mit der Getriebeausgangswelle 2a verbunden, wobei
gleichzeitig durch Öffnen der Kupplung 240 die dritte Ausgangs
welle 85 von der Getriebeausgangswelle 2a gelöst wird. Im sechs
ten Fahrbereich wird nun der Hydrostat zum letzten Mal inner
halb seinem vollen Verstellbereich bis zu seiner maximalen ne
gativen Endstellung eingeregelt, was der Endübersetzung des Ge
triebes entspricht. Dieses Getriebe nach Fig. 9f ermöglicht
zwei aufeinanderfolgende langsame Rückfahrbereiche oder wahl
weise zwei aufeinanderfolgende schnellere Rückfahrbereiche,
die in Funktion und Schaltweise den Getriebeausführungen nach
Fig. 9 bis Fig. 9e entsprechen, wobei in Form einer Gruppen
schaltung für die langsamen Rückwärtsstufen die Planetengetrie
bestufe 235 bei geschlossener Kupplung 234 geschaltet ist, und
bei schneller Rückwärtsfahrschaltung die Gruppe 235 ausgeschal
tet ist, indem die Abtriebswelle 2 bei geschlossener Kupplung
239 direkt mit der Getriebeausgangswelle 2a verbunden ist.
Die Getriebeausführung nach Fig. 9h zeigt ein fünfwelliges Sum
mierungsplanetengetriebe 404a mit einer Stegwelle 241, die mit
der ersten Eingangswelle 11 verbunden ist, auf der alle Plane
tenräder 242, 245, 243 gemeinsam gelagert sind. Das Summierungs
planetengetriebe 404a besitzt eine erste und eine zweite Plane
tengetriebestufe, wobei die erste Planetengetriebestufe über
sein Sonnenrad 82 mit der zweiten Eingangswelle 12 und der zwei
ten Hydrostateinheit B verbunden ist. Das Summierungsplaneten
getriebe 404a besitzt ineinandergreifende erste Planetenräder
242 und zweite Planetenräder 245, wobei die ersten Planetenrä
der 242 in das Sonnenrad 82 eingreifen und die zweiten Plane
tenräder 245 in das mit der dritten Ausgangswelle 85 verbundene
Hohlrad 244 eingreifen. Die Planetenräder 243 der zweiten Pla
netengetriebestufe sind gleichachsig und drehfest mit den Pla
netenrädern 242 der ersten Planetengetriebestufe verbunden.
Das Sonnenrad 246 der zweiten Planetengetriebestufe ist mit der
ersten Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes ge
koppelt und das Hohlrad 247 mit der zweiten Ausgangswelle 84.
Die Zähnezahl der Planetenräder 243 der zweiten Planetengetrie
bestufe sind kleiner als die Zähnezahlen der mit ihr drehfest
verbundenen Planetenräder 242 der ersten Planetengetriebestufe,
wodurch die Drehzahl der ersten Ausgangswelle 83 bei maximaler
negativer Regelendstellung des Hydrostatgetriebes die Drehzahl
"Null" erreicht wird, die zum Schließen der ersten Bereichs
kupplung 91 und somit zum stufenlosen Anfahren erforderlich ist.
Die Getriebeausführung nach Fig. 9i zeigt ein fünfwelliges Sum
mierungsplanetengetriebe 404b, das ähnlich der Ausführung 404a
nach Fig. 9h ist. Alle Planetenräder 242, 243, 245 des Summie
rungsplanetengetriebes sind auf einem gemeinsamen Steg 241 ge
lagert, der mit der ersten Eingangswelle 11 verbunden ist. Der
Unterschied gegenüber dem Summierungsplanetengetriebe 404a
nach Fig. 9h besteht darin, daß die dritte Ausgangswelle 85
mit seinem Hohlrad 244 nicht in die erste Planetengetriebestufe
eingreift, sondern über sein Planetenrad 248 in die Planeten
räder 243 der zweiten Planetengetriebestufe in Eingriff ist.
Die zweite Planetengetriebestufe besitzt somit zwei ineinander
greifende Planetenräder 243 und 248, wobei wie bei Ausf. 404a
die zweite Ausgangswelle 84 mit seinem Hohlrad 247 in die ers
ten Planetenräder 243 eingreift. Bei dieser Ausführungsform
kann das Hohlrad 244 der dritten Ausgangswelle 85 kleiner aus
gebildet werden als bei Ausführung 404a nach Fig. 9h. Im Rah
men der fahrzeugbedingten unterschiedlichen Aufteilung der Be
reichsgrößen ist hier eine sinnvolle Auswahl innerhalb der bei
den Ausführungsformen der Summierungsplanetengetriebe möglich.
Die Getriebeausführung nach Fig. 9k besitzt das Summierungspla
netengetriebe 404 in umgekehrter Form gegenüber der Ausführung
nach Fig. 9, wobei die zweite Eingangswelle 12 die Außenwelle
und die erste Eingangswelle 11 die Innenwelle darstellt.
Die dem Summierungsplanetengetriebe nachgeordneten Schaltge
triebe bzw. Planetengetriebeeinheiten 106, 206, 406 erfüllen
im Prinzip die gleichen Aufgaben, nämlich sie dienen als Über
setzungsgetriebe für die ersten beiden Schaltbereiche sowie als
Umkehrgetriebe für den Rückwärtsfahrbereich. Je nach Anwendungs
fall wird der einen oder der anderen Getriebeausführung der Vor
zug gegeben. Die beiden Getriebeeinheiten 106 und 406 sind im
Rückwärtsbereich mit einer inneren Blindleistung behaftet und
können somit für Fahrzeuge mit höheren Rückwärtsfahrtforde
rungen nicht angewendet werden. Zum Beispiel beim Einsatz in
einem Traktor, dessen Einsatz im Rückwärtsbetrieb häufig ist,
empfiehlt es sich, die Getriebeausführung 206 nach Fig. 8 zu
verwenden, da keine Blindleistungsströme geführt werden. Des
weiteren besitzt das Nachschaltgetriebe 206 nach Fig. 8 den
Vorteil, daß durch die separate Rückwärts-Planetengetriebe
stufe 69, 68, 72 eine gezielte Anpassung an die fahrzeugspe
zifischen Forderungen realisierbar ist. Bei Anwendung dieser
Getriebeausführung ist es jedoch erforderlich, daß die dritte
Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes eine Innen
welle ist, so daß diese mit der Abtriebswelle 2 koppelbar ist
über eine ausgangsseitig angeordnete Kupplung 19. Gemäß der
Erfindung sind verschiedene Summierungsplanetengetriebeaus
führungen vorgeschlagen, so daß je nach Anwendung die dritte
Welle des Summierungsplanetengetriebes eine Innenwelle oder/und
eine Außenwelle besitzt, um alternativ mit verschiedenen
Nachschaltgetrieben, entsprechend den verschiedenen Fahrzeug
forderungen, kombinieren zu können.
In Fig. 17a wird ein Nachschaltgetriebe bzw. Planetengetriebe
einheit 606 gezeigt, das eine Weiterbildung der Ausführung 306
nach Fig. 17 darstellt. Gegenüber der Ausführung 306 nach Fig.
17 entfällt die Kupplung 35 sowie das entsprechende Kupplungs
glied und die Welle 14. Anstelle der Kupplung 35, die zum
Schalten des vierten Fahrbereiches vorgesehen ist, werden bei
der Getriebeausführung 606 nach Fig. 17a die beiden Kupplun
gen 151 und 152 geschaltet, wodurch das Planetengetriebe 32,
33, 34 blockiert ist, so daß die Leistung über die Kupplungs
welle 10 über das blockierte Planetengetriebe auf die Abtriebs
welle 2 übertragen werden kann innerhalb dem vierten Bereich.
Im ersten und zweiten Vorwärtsfahrbereich sind die Kupplungen
31 und 151 geschaltet und im dritten Fahrbereich ist die Kupp
lung 19 geschlossen. Innerhalb der beiden Rückwärtsfahrbereiche
wird die Drehrichtung im Planetengetriebe umgekehrt, wobei die
Kupplungen 67 und 151 geschlossen sind und der Steg 33 gehäu
sefest ist.
Diese Getriebeausführung 606 nach Fig. 17a in Kombination, z. B.
mit dem Summierungsplanetengetriebe 404 und bei gleichzeitiger
Anwendung von form- plus kraftschlüssigen Kupplungseinrichtun
gen, wie in der deutschen Patentanmeldung DE 39 03 010 beschrie
ben, die übereinander angeordnet werden können, wie in Fig. 17a
dargestellt, ist sehr kosten- und bauraumgünstig realisierbar.
Einfach und kostengünstig ist auch die Steuer-Ölzuführung über
die Abtriebswelle 2.
Das Summierungsplanetengetriebe 804 nach Fig. 16a ist fünf
wellig ausgebildet und besitzt zwei Planetengetriebeeinheiten,
wobei die erste Planetengetriebeeinheit ineinandergreifende
erste Planetenräder 155 und zweite Planetenräder 154 besitzt,
die auf einem gemeinsamen Steg 153 gelagert sind. Die erste
Eingangswelle 11 ist mit dem gemeinsamen Steg 153 der ersten
Planetengetriebeeinheit, die zweite Eingangswelle 12 mit dem
in erste Planetenräder 155 eingreifenden Sonnenrad 170 und
das Hohlrad 158 der zweiten Planetengetriebeeinheit verbun
den. Die erste Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetrie
bes ist mit dem Steg 160 der zweiten Planetengetriebeeinheit,
die zweite Ausgangswelle 84 mit einem Sonnenrad 159 und mit dem
in erste Planetenräder 155 eingreifenden Hohlrad 156 der ers
ten Planetengetriebeeinheit verbunden. Die dritte Ausgangswelle
185 ist mit dem in zweite Planetenräder 154 eingreifenden Hohl
rad 157 verbunden.
Das Summierungsplanetengetriebe 904 nach Fig. 16b besteht
ebenfalls aus zwei Planetengetriebeeinheiten, wobei die zweite
Planetengetriebeeinheit ineinandergreifende erste Planetenrä
der 166 und zweite Planetenräder 167 besitzt, die auf einem
gemeinsamen Steg 169 angeordnet sind. Die erste Welle des Sum
mierungsplanetengetriebes bzw. erste Eingangswelle 11 ist mit
dem Hohlrad 163 der ersten Planetengetriebestufe, die zweite
Welle 12 des Summierungsplanetengetriebes mit dem Sonnenrad 161
der ersten Planetengetriebestufe und dem in zweite Planetenrä
der 167 eingreifenden Hohlrad 165 verbunden. Die dritte Welle
bzw. erste Ausgangswelle 83 ist an der gemeinsamen Stegwelle
169 angebracht. Die vierte Welle bzw. zweite Ausgangswelle 184
steht in Verbindung mit einem in zweite Planetenräder 167 ein
greifendem Sonnenrad 168 und die dritte Ausgangswelle 85 bzw.
fünfte Welle des Summierungsplanetengetriebes ist an der Steg
welle 162 der ersten Planetengetriebeeinheit und an dem in ers
te Planetenräder 166 eingreifendem Hohlrad 164 angeschlossen.
Die Summierungsplanetengetriebeeinheiten 404, 704, 804, 904
sind jeweils fünfwellig ausgebildet und funktionsgleich für
die Getriebeausführungen nach Fig. 9, 9a, 10 und 18. Je nach
den Bedingungen hinsichtlich Getriebebauart und Größe der er
forderlichen Bereichsaufteilungen kann eine gezielte Auswahl
der jeweils geeignetsten Ausführung getroffen werden.
Das mit der Kupplungswelle 10 in Wirkverbindung stehende Pla
netengetriebe 306 ist in einem oder mehreren Schaltbereichen
blockschaltbar, indem zwei Planetengetriebeglieder miteinan
der verbunden werden z. B. über zwei Kupplungen 151 und 152.
Hierdurch ist es möglich, daß eine Kupplung, z. B. Kupplung 35
und das mit der entsprechenden Ausgangswelle 84 des Summie
rungsplanetengetriebes verbundene Kupplungsglied 74 entfal
len kann. In einem der Schaltbereiche, meist dem letzten
Schaltbereich, wird bei dieser Ausführungsform die Leistung
über eine Bereichskupplung, z. B. Kupplung 92; 24; 59 auf die
Kupplungswelle 10 über das blockgeschaltete Planetengetriebe
306 auf die Abtriebswelle übertragen. Die hierbei geschaltete
Bereichskupplung dient bei dieser Ausführungsform als Bereichs
kupplung für zwei Schaltbereiche, z. B. dem Schaltbereich 2 und
dem Schaltbereich 4 bei Ausführung nach Fig. 9, 9a, 10 und 18.
Auch bei den Planetengetriebeausführungen 106 und 206 kann durch
Blockschaltung mittels einer nicht dargestellten Kupplung, indem
z. B. das Sonnenrad 32 mit dem Steg 33 verbunden wird, die Kupp
lungswelle 181 zwischen dem Kupplungsglied der Bereichskupp
lungen 92; 24; 59 und dem Kupplungsglied 74 der Kupplung
35 eingespart werden.
Gegenüber bekannten Getriebe-Systemen dieser Art besteht der
weitere Vorteil, daß bei jeder Bereichsschaltung nur eine ro
tierende Kupplung geschaltet werden muß, wodurch bekannte
Schaltschwierigkeiten infolge gleichzeitiger Mehrfach-Schal
tungen entfallen.
Als Ersatz für die nachgeordnete Planetengetriebestufe 106,
206, 306 kann auch ein Stirnradgetriebe 406, Fig. 20 dienen.
Hierbei ist die Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 10 über eine
erste Stirnradstufe 171 und eine zweite mit einem Zwischenrad
174 verbundenen Stirnradstufe 172 mit der Abtriebswelle 2 ver
bindbar. Eine dritte Stirnradstufe 173 ist mit einer oder zwei
Ausgangswellen des Summierungsplanetengetriebes über Kupplungen
177, 178 wechselweise verbindbar. Die erste Stirnradstufe dient
zur Leistungsübertragung in einem ersten und zweiten hydrosta
tisch- mechanischen Vorwärtsfahrbereich und gegebenenfalls einem
rein hydrostatischen Vorwärtsfahrbereich. Die zweite Stufe 172
ist im Rückwärtsfahrbereich geschaltet zum Übertragen der leis
tung innerhalb von zwei hydrostatisch-mechanischen Rückwärts
fahrbereichen und gegebenenfalls einem ersten rein-hydrosta
tischen Bereich. Mit diesem Getriebe sind, wie bei den Plane
tengetriebeausführungen 106, 206, 306 zwei bis drei Rückwärts
fahrbereiche möglich. Je nach vorgewählter Fahrtrichtung ist
eine der Kupplungen 175; 176 mit einer der Stirnradstufen 171
bzw. 172 und der Abtriebswelle 2 innerhalb der ersten Schalt
bereiche verbunden. Diese Getriebeausführung kann sinnvolle An
wendung z. B. bei einem Fahrzeug mit Front- und Heckantrieb oder
quereingebauter Triebwerksanlage finden.
Die Hydrostateinheiten A und B sind zu einer gemeinsamen Bau
einheit hintereinander koaxial angeordnet und in einer kom
pakten Baueinheit bzw. dem Hydrostatpaket 3 zusammengefaßt.
Die erste und zweite Eingangswelle 11; 12 treiben von der sel
ben Seite in das Summierungsplanetengetriebe ein. Dies hat den
Vorteil, daß eine sehr kompakte und bauraumsparende Gesamtbau
weise des Getriebes erzielt wird und darüber hinaus ist eine
vielfältige Bauweise im Sinne einer Modulbauweise realisier
bar, da das Hydrostatpaket 2 beliebig im Getriebe, z. B. ko
axial oder achsversetzt, wie in Fig. 9 dargestellt, angeord
net werden kann.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Kombination des Sum
mierungsplanetengetriebes mit der nachgeordneten bzw. dritten
Getriebeeinheit 106, 206, 306, 406 sind in Verbindung mit der
Zwischen- bzw. Kupplungswelle 10 der erste, zweite und gege
benenfalls dritte Bereich, je nach Fahrtrichtungswahl für Vor
wärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt fahrbar bzw. schaltbar. Hierbei
sind zum Beispiel einem Getriebe nach Fig. 9 mit vier hydro
statisch- mechanischen Vorwärtsfahrbereichen zwei hydrostatisch
mechanische Rückwärtsfahrbereiche zugeordnet. Dieses Getriebe
ist zum Beispiel für die Anwendung in einem Ackerschlepper, der
im Vorwärtsfahrbereich bis zu 50 km/h und im Rückwärtsbereich
bis zu 25 km/h benötigt, optimal geeignet. Das Hydrostatpaket
3 und der mechanische Getriebeteil - Summierungsplanetengetrie
be, nachgeordnete Planetengetriebeeinheit mit Kupplungen - sind
jeweils zu kleinen Kompaktbaueinheiten bzw. Montageeinheiten
zusammenfaßbar und nötigenfalls unter geringem Zeitaufwand
schnell austauschbar im Sinne einer servicefreundlichen Modul
bauweise, wobei Hydrostatpaket und der mechanische Getriebeteil
ohne Getriebeausbau aus dem Fahrzeug rasch austauschbar sind.
Funktionsbeschreibung
Im Anfahrzustand wird bei vorgewählter Fahrtrichtung "Vorwärts"
und getretener Bremse, z. B. bei Ausführung nach Fig. 1, die
erste Bereichskupplung 27 und die Kupplung 31 geschlossen und
damit der Steg des ersten Planetengetriebes 5 und gleichzei
tig das Hohlrad 34 des zweiten Planetengetriebes 6 mit dem Ge
häuse 20 verbunden. Der Hydrostat ist dabei auf Regelstellung
"Null" eingestellt, d. h. daß die zweite Welle 12 und alle
Glieder des ersten Planetengetriebes 5 stehen. In dieser
Schaltstellung ist eine direkte Triebverbindung vom Hydrostat
bis zur Abtriebswelle 2 hergestellt, das bedeutet, daß im ers
ten Fahrbereich eine rein-hydrostatische Leistungsübertragung
erfolgt. Zum Anfahren wird nun der Hydrostat verstellt und
zwar in Gegendrehrichtung zur Antriebswelle, wodurch die hydro
statische Leistung über die Glieder des zweiten Planetengetrie
bes 5, das gemeinsame Kupplungsglied bzw. Kupplungswelle 10 und
das dritte Planetengetriebe 6 auf die Antriebswelle 2 übertra
gen. Die Glieder des Summierungsplanetengetriebes 4 werden über
die erste Welle 11 und das mit der zweiten Hydrostateinheit B
verbundene Sonnenrad 45 lastlos angetrieben, wobei am Ende des
ersten Schaltbereiches bei maximaler negativer Regelstellung
des Hydrostaten die dritte Welle 13 des Summierungsplanetenge
triebes 4 Gleichlauflmit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 er
reicht hat. Nun erfolgt die Schaltung in den zweiten Fahrbe
reich, indem die Kupplung 23 geschlossen und die Kupplung 27 ge
öffnet wird. Die Leistungsübertragung erfolgt nun hydrostatisch
mechanisch über die dritte Welle 13 des Summierungsplanetenge
triebes. Der Hydrostat wird jetzt wiederum zurückgestellt bis
auf "Null" und darüberhinaus bis zu seiner maximalen positiven
Regelstellung, was dem Endpunkt des zweiten Schaltbereiches ent
spricht. In diesem Übersetzungspunkt haben die Antriebswelle
und die zweite Hydrostateinheit B gleiche Drehzahl in gleicher
Drehrichtung, was bedeutet, daß alle Glieder des Summierungs
planetengetriebes sowie alle Kupplungselemente der Kupplungen
23 und 24 Synchronlauf haben. Nun erfolgt die Schaltung in den
dritten Schaltbereich durch Schließen der Kupplung 24 und
Öffnen der Kupplung 23. Der Hydrostat wird jetzt wieder zu
rückgestellt und durchfährt seinen gesamten Regelbereich bis
zu seiner maximalen negativen Endstellung in der die dritte
Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes und das mit ihr ver
bundene Kupplungsglied 73 Synchronlauf mit der Abtriebswelle 2
erreicht hat. Nun erfolgt die Schaltung in den vierten Schalt
bereich, indem die dritte Welle 13 mit der Abtriebswelle durch
Schließen der Kupplung 19 gekoppelt wird und gleichzeitig die
Kupplung 31 geöffnet wird, um das Hohlrad 34 des dritten Pla
netengetriebes 6 lastlos zu setzen. Die Kupplung 24 bleibt da
bei geschlossen. Innerhalb dieses vierten Schaltbereiches wird
nun der Hydrostat nochmals in seine Gegenrichtung bis zu seinem
maximalen Endregelpunkt verstellt, was dem Endpunkt der Getrie
beübersetzung entspricht.
Bei einer Getriebeausführung gemäßt Fig. 3, die mit der Aus
führung 1 weitgehend identisch ist, ist ein weiterer Bereich
als fünfter Schaltbereich vorgesehen derart, daß die vierte
Welle 14 des Summierungsplanetengetriebes ein zusätzliches
Kupplungsglied 74 besitzt, das am Ende des vierten Schaltbe
reiches Gleichlauf mit der Abtriebswelle 2 hat. Zum Schalten
des fünften Bereiches wird nun die Kupplung 35 geschlossen und
die Kupplung 19 geöffnet, wodurch eine direkte Verbindung der
vierten Welle 14 des Summierungsplanetengetriebes mit der Ab
triebswelle 2 hergestellt ist. Nun wird der Hydrostat zum wei
teren Mal über seinen vollen Regelbereich durchfahren bis Errei
chen des Endübersetzungspunktes des Getriebes.
Die Getriebeausführung nach Fig. 3 besitzt gegenüber der Aus
führung nach Fig. 1 ein vierwelliges drittes Planetengetriebe
106, wodurch bei Schließen einer Rückwärtskupplung 37 ein Hohl
rad 46 dieses Planetengetriebes festgehalten wird, was bewirkt,
daß die Drehrichtung des gemeinsamen Kupplungsgliedes 10 inner
halb der ersten drei Schaltbereiche auf der Abtriebswelle 2 um
gekehrt wird. Dieses Getriebe besitzt also drei Rückwärtsfahr
bereiche, die mit den ersten drei Vorwärtsfahrbereichen iden
tisch schaltbar sind.
Das Getriebe nach Ausführung Fig. 2 unterscheidet sich von den
Ausführungen nach Fig. 1 und 3 dadurch, daß kein hydrostati
scher Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereich gegeben ist, sondern
der Anfahrbereich, wie bereits beschrieben, durch eine Anfahr
einrichtung bis zu einem Übersetzungspunkt "X" überbrückt wird.
Die Getriebeausführungen nach Fig. 4 bis 7 haben, mit Ausnah
me des ersten Schaltbereiches, identischen Funktionsablauf wie
die beschriebenen Ausführungen nach Fig. 1 und 3. Der erste
Bereich arbeitet hierbei nicht rein-hydrostatisch, sondern
auch wie bei allen anderen Schaltbereichen 53519 00070 552 001000280000000200012000285915340800040 0002004027724 00004 53400 mit Leistungsver
zweigung. Innerhalb des ersten Schaltbereiches wird die hyd
raulische Leistung auf zwei Summierungsplanetengetriebe 104 und
105 bzw. 204 und 105 übertragen. Bei vorgewählter Fahrtrichtung
"Vorwärts" schließt die erste Bereichskupplung 57 und gleich
zeitig die Kupplung 31, die das Hohlrad 34 des dritten Plane
tengetriebes 6 festhält. Der Hydrostat ist hierbei bei Fahrge
schwindigkeit "Null" auf seine maximale positive Regelstellung
eingestellt, was bedeutet, daß die Antriebswelle 1, erste Wel
le des Summierungsplanetengetriebes 11 und die zweite mit der
zweiten Hydrostateinheit B verbundene Welle 12 des Summierungs
planetengetriebes Gleichlauf haben. Alle Glieder des Summie
rungsplanetengetriebes 104; 204 haben in diesem Betriebszustand
Block-Umlauf. Über die Steuer- und Regeleinrichtung wird nun
innerhalb des Anfahrvorganges der Hydrostat zurückgeregelt auf
"Null" und darüberhinaus bis zu seiner maximalen negativen End
stellung. Innerhalb dieses Regelbereiches wird die aufsummierte
hydraulische und mechanische Leistung über den Steg 66, die ge
schlossene erste Bereichskupplung 57 auf das gemeinsame Kupp
lungsglied 10 das dritte Planetengetriebe 6 auf die Abtriebs
welle 2 übertragen. Am Ende des ersten Schaltbereiches haben
die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes und das
gemeinsame Kupplungsglied 10 Gleichlauf erreicht, so daß die
Kupplung 58 geschlossen werden und die erste Bereichskupplung
57 geöffnet werden kann. Der weitere Funktionsablauf ist mit
den bereits beschriebenen Ausführungen nach Fig. 1 und 3
identisch.
Die Getriebeausführung nach Fig. 6 und 7 unterscheidet sich
im Schalt-Funktionsablauf für den vierten Bereich von den bis
jetzt beschriebenen Ausführungen. Beim Schalten des vierten Be
reiches wird die Abtriebswelle 2 mit der dritten Welle 13 des
Summierungsplanetengetriebes gekoppelt derart, daß beim gleich
zeitigen Öffnen der Kupplung 31 die Kupplungen 60 und 58 ge
schlossen werden. Hierbei ist innerhalb des Schaltablaufes das
gemeinsame Kupplungsglied 10 mit den beiden synchron-drehenden
Wellen 13 und der Abtriebswelle 2 anzusynchronisieren, nachdem
die Kupplung 59 geöffnet ist. Dies geschieht zweckmäßigerweise
derart, daß gewisse Kupplungsüberschneidungen, wie bei bekann
ten Stufen-Automat-Getrieben üblich, angesteuert werden. Alle
Kupplungen dieser Getriebeausführung, mit Ausnahme der ersten
Bereichskupplung 57, sind hier als Reibkupplung auszubilden.
Im Hinblick auf eine nahtlose Bereichsschaltung wird hier fol
gender Schaltablauf gewählt: Bei erreichtem Synchronlauf der
Wellen 13 und der Abtriebswelle 2 werden zunächst die beiden
Bereichskupplungen 58 und 60 mit geringem Druck beaufschlagt
und nach Erreichen einer gewissen Druckgröße die beiden Kupp
lungen 59 und 31 geöffnet. In dieser Schaltphase wird gleich
zeitig das dritte Planetengetriebe 6 block-geschaltet, das in
nerhalb des vierten Bereiches lastlos umläuft.
Das dritte Planetengetriebe 206 nach Fig. 8 ist mit einer
ersten Planetengetriebestufe 68, 69, 72 ausgebildet, über die
im Rückwärtsbereich bei geschlossener Kupplung 67 und festge
haltenem Steg 68 die Leistung zur Abtriebswelle fließt. Die
Rückwärtsgeschwindigkeit kann durch Wahl entsprechender Über
setzung gegenüber der Vorwärtsfahrgeschwindigkeit der betref
fenden geschalteten Bereiche angepaßt werden. Hier ist eine
beliebige Anpassung an die fahrzeugspezifischen Forderungen
möglich, die insbesondere bei Arbeitsmaschinen, wie Schlepper
und Baufahrzeuge, von Bedeutung ist. Die Rückfahrgeschwindig
keit kann gegenüber der betreffenden Vorwärtsfahrbereiche
größer ausgelegt werden, indem die Anschlüsse Hohlrad und Son
nenrad vertauscht werden, das heißt daß das Hohlrad nicht mit
der Abtriebswelle, sondern mit dem gemeinsamen Kupplungsglied
10 verbunden und das Sonnenrad mit der Abtriebswelle 2 verbun
den wird, der Steg 68 ist hierbei nach der Gegenseite verla
gert. Diese Ausführung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Eine weitere Ausführungsform des dritten Flanetengetriebes nach
der Art, wie in der Patentanmeldung DE 37 09 191 unter dem Be
zugszeichen 150 beschrieben, ist auch hier anwendbar (nicht
dargestellt).
Der Funktionsablauf der Getriebeausführung nach Fig. 9, 9a u.
10 unterscheidet sich von den Ausführungen nach Fig. 4 bis
7 im wesentlichen dadurch, daß im Anfahrzustand die erste mit
der Antriebswelle verbundene Welle 11 und die zweite mit der
zweiten Hydrostateinheit B verbundene Welle 12 gegensinnige
Drehrichtung aufweisen und am Ende des ersten Schaltbereiches
und am Ende des dritten Schaltbereiches alle Glieder des Sum
mierungsplanetengetriebes sich im Gleichlauf befinden. Die Ab
triebswelle ist somit bei Beginn des vierten Fahrbereiches
drehzahlgleich mit der Antriebswelle bzw. der ersten Eingangs
welle 11 des Summierungsplanetengetriebes. Dies bedeutet, daß
der vierte Bereich sehr vorteilhaft als Over-drive-Bereich aus
genutzt und den Fahrzeugforderungen weitgehend angepaßt werden
kann hinsichtlich Optimierung des Kraftstoffverbrauches.
Funktionsablauf Getriebeausführung Fig. 9, 9a und 10
Bei Vorwahl der Vorwärtsfahr-geschwindigkeit wird die erste
Bereichskupplung Kupplung 91 sowie die Kupplung 31 geschlossen.
Hierdurch ist eine Triebverbindung der ersten Ausgangswelle
83 des Summierungsplanetengetriebes mit der Abtriebswelle 2
über eine dazwischengeschaltete Planetengetriebestufe gegeben.
Die erste Hydrostateinheit A ist dabei auf seine maximale ne
gative Verstellgröße eingestellt. Der Hydrostat wird nun zu
rückgestellt auf "Null" und darüberhinaus bis zu seiner ma
ximalen positiven Endstellung, wodurch die erste Ausgangswel
le 83 des Summierungsplanetengetriebes sowie die damit gekop
pelte Kupplungswelle 10 Eingangsdrehzahl erreicht haben.
Alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes sowie der Kupp
lungswelle 10 besitzen in diesem Betriebszustand Gleichlauf,
so daß die Schaltung in den zweiten Bereich durch Schließen der
Kupplung 92 erfolgen kann. Die Kupplung 91 des ersten Bereiches
wird nun geöffnet, so daß über die zweite Ausgangswelle 84 des
Summierungsplanetengetriebes die Drehzahl der Kupplungswelle 10
innerhalb des zweiten Schaltbereiches weiter erhöht werden kann,
indem die Hydrostatverstellung wieder zurückgeregelt wird bis
zur maximalen negativen Endstellung, bei der die dritte Aus
gangswelle 85 mit der Abtriebswelle 2 Gleichlauf erreicht hat.
Nun erfolgt die Schaltung in den dritten Fahrbereich durch Ver
binden der dritten Ausgangswelle 85 mit der Abtriebswelle 2
durch Schließen der Kupplung 19 und Öffnen der Kupplung 31 des
nachgeordneten Planetengetriebes 206. Die Kupplung 92 bleibt
hierbei geschlossen, so daß die Kupplungswelle 10 eine kontrol
lierte Drehzahlführung über die zweite Ausgangswelle 84 des
Summierungsplanetengetriebes hat. Bei wiederholter Rückregelung
des Hydrostaten bis zu seiner positiven Endstellung wird die
Drehzahl der Abtriebswelle 2 auf Gleichlauf mit allen Gliedern
des Summierungsplanetengetriebes gebracht, so daß die zweite
Ausgangswelle 84 des Summierungsplanetengetriebes über die Kupp
lung 35 mit der Abtriebswelle im Synchronlauf-Zustand kuppelbar
ist und die Kupplung 19 geöffnet werden kann. Im vierten Schalt
bereich ist nun die zweite Ausgangswelle 84 direkt mit der Ab
triebswelle 2 verbunden, die nun innerhalb des vierten Schalt
bereiches die Abtriebswelle auf seine Maximaldrehzahl bzw. das
Getriebe auf seine Endübersetzung einstellt, indem der Hydro
stat wieder über seinen vollen Regelbereich bis zu seiner ma
ximalen negativen Endverstellung geführt wird.
Der Schaltfunktionsablauf innerhalb des Rückfahrbereiches ist
mit den ersten und zweiten Vorwärtsfahrbereichen identisch,
wobei anstelle der Kupplung 31 des zweiten Planetengetriebes
206 die Kupplung 67 geschaltet wird, wodurch die Drehrichtung
der Abtriebswelle innerhalb dieser beiden Schaltbereiche umge
kehrt wird.
Der Funktionsablauf des Getriebes nach Fig. 9a und 10 ist mit
der Getriebeausführung Fig. 9 identisch.
Funktionsablauf Getriebeausführung Fig. 11
Bei vorgewählter Fahrtrichtung "Vorwärts" und gleichzeitigem
Schalten des ersten Fahrbereiches wird bei Fahrgeschwindig
keit "Null" die Kupplung 31 des nachgeordneten Planetengetrie
bes 206 die Kupplung 119 sowie 223 geschlossen, wobei bei
Fahrgeschwindigkeit "Null" alle Glieder des ersten Summierungs
planetengetriebes 604 und somit die erste und zweite Eingangs
welle 11 und 12 Gleichlauf haben. Bei Veränderung der Hydro
statverstellung von maximal positiver Einstellung bis maxi
maler negativer Einstellung wird der gesamte erste Fahrbereich
durchfahren, wobei die hydrostatisch-mechanische Leistung über
die erste Ausgangswelle 141 auf die Kupplungswelle 10 und über
das geschaltete Planetengetriebe 206 auf die Abtriebswelle 2
übertragen wird. Am Ende des ersten Schaltbereiches hat die
Kupplungswelle 10 Gleichlauf mit der dritten Ausgangswelle 113
erreicht, wobei im Synchronzustand der entsprechenden Kupplungs
glieder die Kupplung 222 geschlossen und gleichzeitig die Kupp
lung 223 geöffnet wird. Durch Rückregelung des Hydrostatgetrie
bes von negativer Endstellung bis positiver Endstellung wird
der zweite Fahrbereich durchfahren, wo am Ende des zweiten
Schaltbereiches alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes
604 sowie die Kupplungswelle 10 Gleichlauf erreicht haben.
Jetzt erfolgt die Schaltung in den dritten Fahrbereich durch
Schließen der Kupplung 224, wodurch die dritte Ausgangswelle
114 die aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung auf
die Kupplungswelle 10 über ein Planetengetriebe der Planeten
getriebeeinheit 206 auf die Abtriebswelle überträgt. Nach
Durchregelung des Hydrostaten in die gegenliegende Endstel
lung hat die zweite Ausgangswelle 113 Gleichlauf mit der Ab
triebswelle 2 erreicht, wodurch durch Schließen der Kupplung
225 eine direkte Verbindung dieser Welle mit der Abtriebswel
le 2 zur Schaltung des vierten Fahrbereiches hergestellt wird.
Nach Öffnen der Bereichskupplung 224 wird nun der Hydrostat
wieder in seine Gegenrichtung durchfahren, wo am Ende des vier
ten Schaltbereiches alle Glieder beider Planetengetriebeeinhei
ten 604 und 115 Gleichlauf erreicht haben. Nun wird die Ab
triebswelle 2 über ein durch die Kupplung 224 verbundenes Zwi
schenglied bzw. Kupplungsglied 138 mit der dritten Ausgangswel
le 114 durch Schließen einer nicht dargestellten Kupplung für
den fünften Fahrbereich verbunden.
nochmals über seinen gesamten Verstellbereich bis zu seiner
negativen Endstellung durchfahren, um am Ende des fünften Fahr
bereiches die Endübersetzung des Getriebes zu erreichen. Für
den Rückwärtsfahrbetrieb sind drei Fahrbereiche schaltbar, wo
bei bei geschlossener Kupplung 67 im Planetengetriebe 206 die
Drehrichtung der Kupplungswelle 10 innerhalb eines ersten,
zweiten und dritten Schaltbereiches in Gegendrehrichtung auf
die Abtriebswelle 2 übertragen werden. Der Schaltablauf so
wie die Schaltfunktionen sind mit dem ersten, zweiten und drit
ten Vorwärtsfahrbereich identisch.
Funktionsablauf Getriebeausführung Fig. 12 und 13
Dieses Getriebe arbeitet im ersten und im Rückwärtsbereich
rein-hydrostatisch, wobei bei Fahrtrichtungsvorwahl Kupplung
27 und Kupplung 31 geschlossen wird. Der Hydrostat wird nun zum
Anfahren von Stellung "Null" bis auf seine negative Endstellung
ausgeregelt, was dem Ende des ersten Schaltbereiches entspricht.
Die erste Ausgangswelle 13 des Summierungsplanetengetriebes 104
hat in diesem Zustand Gleichlauf mit der Zwischenwelle 140 er
reicht, sodaß die Kupplung 23 zum Schalten des zweiten Fahrbe
reiches geschlossen und die Kupplung 27 der Planetengetriebe
einheit 5 geöffnet werden kann. Innerhalb dem zweiten Bereich
wird nun der Hydrostat zurückgeregelt bis zu seiner positiven
Endstellung, in der nun alle Glieder des Summierungsplaneten
getriebes Gleichlauf erreicht haben. In diesem Zustand hat das
mit der zweiten Ausgangswelle 14 des Summierungsplanetengetrie
bes in Wirkverbindung stehende Hohlrad 125 des Planetengetrie
bes 122 Drehzahl "Null" erreicht, so daß dieses über die Kupp
lung 126 zum Schalten des dritten Fahrbereiches geschlossen
werden kann. Der Hydrostat wird nun zurückgeregelt bis zu sei
ner negativen Endstellung, wobei die erste Ausgangswelle 13
des Summierungsplanetengetriebes mit der noch angekoppelten
Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 140 Gleichlauf mit der Ab
triebswelle erreicht haben. Zur Schaltung des vierten Fahrbe
reiches wird nun die Kupplung 19 geschlossen bzw. der Kupp
lung 23 zugeschaltet. Bei nun erfolgter Rückregelung des Hyd
rostaten bis zu seinem positiven Endpunkt wird bei Ende des
vierten Schaltbereiches ebenfalls wieder Gleichlauf aller Sum
mierungsplanetengetriebeglieder sowie der Abtriebswelle 2 er
zielt. Nun erfolgt die Schaltung in den fünften Bereich durch
Schließen der Kupplung 35, wodurch die Abtriebswelle mit der
zweiten Ausgangswelle 14 des Summierungsplanetengetriebes
triebverbunden wird. Die Endübersetzung am Ende des fünften
Schaltbereiches wird nun erreicht, indem der Hydrostat wiederum
bis zu seiner negativen Endstellung zurückgeregelt wird. Die
Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 140 bleibt innerhalb der Be
reiche "drei" und "fünf" lastlos über die Kupplung 23 an der
ersten Ausgangswelle 13 angekoppelt.
Der Rückwärtsbereich entspricht der Schaltfunktion des ersten
Vorwärtsfahrbereiches, wobei der Hydrostat lediglich in die
entsprechende Gegenrichtung von "Null" bis zur positiven End
stellung ausgeregelt wird. Bei diesem Getriebe ist ein schnel
ler Rückwärtsbereich schaltbar, ebenfalls rein-hydrostatisch,
wobei das Hydrostatgetriebe 6 überbrückt wird, indem das Hohl
rad 30 der Planetengetriebestufe 5 über die Kupplung 19 direkt
mit der Abtriebswelle verbunden wird, wobei nur die Übersetzung
einer Planetengetriebestufe 5 bei geschlossener Kupplung 27
wirksam ist.
Der Funktionsablauf der Getriebeausführung gemäß Fig. 13
ist weitgehend mit der nach Fig. 12 identisch. Bei ge
schlossener Kupplung 27 wird der Hydrostat im ersten
Fahrbereich von "Null" auf seine negative Endstellung
durchgeregelt, wobei über das Planetengetriebe 205
und deren Übersetzung die Abtriebswelle 2 auf eine Drehzahl an
gehoben wird, bei der das Hohlrad 34 des Planetengetriebes 6
Drehzahl "Null" erreicht hat, so daß dieses zum Schalten des
zweiten Bereiches über die Kupplung 31 mit dem Gehäuse verbun
den werden kann. Der Hydrostat wird nun im zweiten Schaltbe
reich zurückgeregelt auf "Null" und darüberhinaus bis zu sei
ner positiven Endstellung. Hier haben alle Glieder des Summie
rungsplanetengetriebes Gleichlauf und das Hohlrad 125 durch
die entsprechende Übersetzung des Planetengetriebes 122 Dreh
zahlstillstand, so daß dieses über die Kupplung 126 mit dem
Gehäuse kuppelbar ist zur Schaltung des dritten Schaltbereiches.
Nach wiederholter Rückregelung des Hydrostaten bis zu seiner
negativen Endstellung hat nun die erste Ausgangswelle 13 des
Summierungsplanetengetriebes Gleichlauf mit der Abtriebswelle
2 erreicht, so daß diese über die Kupplung 19 miteinander ver
bindbar sind für die Schaltung des vierten Schaltbereiches.
Der Hydrostat wird jetzt wieder in seine positive Endstellung
zurückgeregelt, an der am Ende des vierten Schaltbereiches al
le Getriebeglieder Synchronlauf haben. Jetzt wird die Kupplung
35 geschlossen für die Schaltung des fünften Fahrbereiches.
Nach erfolgter Rückregelung des Hydrostaten bis zu seinem ma
ximalen negativen Endpunkt ist die Endübersetzung des Getriebes
erreicht.
Auch mit diesem Getriebe ist ein schneller Rückwärtsfahrbe
reich möglich durch eine zusätzliche Kupplung 127, über diese
die Abtriebswelle 2 direkt mit der zweiten Hydrostateinheit B
verbindbar ist.
Im Hinblick auf nahtlose Bereichsschaltungen werden Synchron
laufabweichungen bzw. -fehler, z. B. infolge lastabhängigen
Drehzahlschlupfes des Hydrostaten durch entsprechende Verstell
reserve in der Hydrostatik ausgeglichen. Außerdem ist nur an
nähernder Synchronlauf der zu schaltenden Kupplungselemente er
forderlich.
Unter der Definition "Synchronlauf" bzw. "Gleichlauf" wird der
Synchronlaufbereich verstanden, der vorgenannte Abweichungen
enthält.
Unter der Definition "Endstellung" oder "maximale Verstellgrös
se" beim Bereichswechsel wird die jeweils günstige Regelstel
lung der Hydrostatverstellung für die Bereichsumschaltung ver
standen, die eine beliebige Zwischenstellung zwischen "Null"
und Endverstellung des Hydrostaten sein kann.
Für die Bereichsschaltungen können sehr vorteilhaft form- plus
kraftschlüssig schaltbare Kupplungen verwendet werden, wie aus
der deutschen Patentanmeldung DE 39 03 010 bekannt ist.
Mit dieser Erfindung wird ein stufenloses Antriebssystem ge
schaffen, das nach Art des Baukastensystems eine Getriebefa
milie ermöglicht, mit der mit wenig Grundbau-Einheiten - Sum
mierungsplanetengetriebe, zweite und dritte Planetengetriebe
einheit - ein weites Anwendungsspektrum sowohl im PKW-Getrie
be-Bereich, LKW-Getriebe-Bereich und im Bereich der Arbeitsma
schinen abgedeckt werden kann. Zum Beispiel ist es auf einfa
che Art möglich, wie in Fig. 18 und 19 dargestellt, insbe
sondere für den Nutzkraftfahrzeugbereich oder Arbeitsmaschinen
bereich aus den Grundbaueinheiten - Summierungsplanetenge
triebe 104, Kupplungspakete 139, nachgeordnete Planetengetrie
beeinheit 206 und weiteres Kupplungspaket 22 - durch Zwi
schenschaltung einer zusätzlichen Planetengetriebestufe 105 und
einer weiteren Kupplung 23 aus einem Getriebe mit vier Vor
wärtsbereichen und zwei Rückwärtsbereichen ein Getriebe mit
fünf Vorwärtsbereichen und drei Rückwärtsbereichen zu schaffen,
wobei im jeweiligen letzten Vorwärtsfahrbereich fahrzeuggerecht
die Abtriebsdrehzahl ab Bereichsbeginn relativ zur Drehzahl der
Antriebswelle 1 bzw. Eingangswelle 11 ansteigt.
Im PKW-Bereich ist in den unteren Leistungsklassen ein Getriebe
mit zwei bzw. drei Vorwärtsfahrbereichen ausreichend. Für den
höheren Leistungsbereich hingegen ist ein dritter und vierter
Bereich notwendig, um auch hier mit kleinen Hydrostateinheiten
auskommen zu können, die aufgrund der hohen Antriebsdrehzahlen
eine gewisse Größe nicht überschreiten dürfen.
Dies trifft auch im Bereich der Arbeitsmaschinen zu, z. B. beim
Schlepper, dessen Hauptgeschwindigkeitsbereich bei 6 bis
10 km/h liegt. Mit dieser Erfindung ist eine optimale Anpas
sung realisierbar, so daß im Hauptbetriebsbereich die hyd
raulischen Leistungsanteile sehr niedrig und die spezifischen
Anforderungen an den Hydrostaten günstig sind. Weitere Vortei
le sind, daß die Hydrostatgeräusche wesentlich abgebaut werden
durch niedrigere spezifische Belastung, daß die einzelnen Bau
elemente gegenüber bekannten Systemen in ihren Durchmesser-
Maßen klein sind, die schneller-rotierenden Teile innenliegend
und das allgemeine Drehzahlniveau der einzelnen Glieder und die
Relativ-Drehzahl niedrig sind. Die einzelnen Bauteile sind ein
fach herstellbar und in gemeinsamen Baugruppen montagefreund
lich zu kompakten Einzel-Baueinheiten montierbar.
Alle Getriebe-Systeme zeichnen sich besonders auch dadurch aus,
daß die einzelnen Bereichsgrößen weitgehend den Forderungen der
verschiedenen fahrzeugspezifischen Bedingungen angepaßt werden
können, insbesondere im Hinblick auf guten Wirkungsgrad und
daß bei allen Bereichen der letzte Fahrbereich sehr vorteil
haft als gorßer Over-drive-Bereich ausnutzbar ist ohne zusätz
licher Übersetzungsanpassungsstufe zwischen dem Getriebe und
der Triebachse, da die Abtriebsdrehzahl, wie erwähnt,
zu Beginn des letzten Schaltbereiches über die Antriebsdreh
zahl ansteigt. Die verschiedenen Ausführungsformen der Er
findung erlauben eine gezielte anwendungsbezogene Auswahl für
nahezu alle Kraftfahrzeuge, insbesondere im Bereich höherer
Leistungsklassen.
Die einzelnen Getriebekomponenten erlauben auch eine indivi
duelle Anpassung hinsichtlich der Bauweise an verschiedene
Fahrzeugforderungen. Zum Beispiel ist, wie in Fig. 9 darge
stellt, das Hydrostatgetriebe A, B achsversetzt zu den Bauein
heiten - Summierungsplanetengetriebe 404 und dem zugeordneten
Planetengetriebe 206 sowie den entsprechenden Kupplungen -
angeordnet. Über eine ebenfalls achsversetzt angeordnete An
triebswelle 1, 78 wird die Hydrostateinheit A über eine Stirn
radstufe 77 und durch eine weitere Stirnradstufe 76, die zwei
te Hydrostateinheit B mit der zweiten Welle 12 des Summierungs
planetengetriebes verbunden. Die Eingangswelle 1 ist über eine
weitere Stirnradstufe 75 mit der ersten Welle 11 des Summie
rungsplanetengetriebes verbunden. Die Eingangswelle 1 kann
durch das Getriebe geführt werden und mit einer entsprechenden
Welle 78 auf der gegenüberliegenden Seite angeschlossen sein,
die zum Beispiel als Zapfwelle bei einem Schleppergetriebe
dienen kann. Die Welle 78 kann auch als Antriebswelle verwen
det werden für den Fall, daß Antrieb und Abtrieb auf gleicher
Getriebeseite erfolgen sollen, was sehr vorteilhaft sein kann,
z. B. bei einer Motor-Getriebe-Kombination mit quer im Fahrzeug
angeordnetem Antriebspaket. Hierbei besteht die weitere Mög
lichkeit, daß die Abtriebswelle 2 mit einem Winkelgetriebe kom
biniert werden kann, so daß die rechtwinklig zur Abtriebswelle
2 liegende Getriebeausgangswelle besonders lagegünstig zum An
trieb der Triebachse plaziert ist. Diese Ausführung ist in den
Zeichnungen nicht dargestellt.
Auch für den PKW ist ein Getriebeaufbau für Querbauweise sehr
vorteilhaft ausführbar, indem zum Beispiel der Motor gleich
achsig zur Hydrostateingangswelle 1 und den Hydrostateinheiten
A und B angeordnet ist und axial versetzt dazu die übrigen Kom
ponenten des Verzweigungsgetriebes liegen, wobei das Summie
rungsplanetengetriebe über zwei Stirnradstufen mit der ersten
und zweiten Eingangswelle 11 und 12 verbunden sind und die Aus
gangswelle 2 zweckmäßigerweise über eine weitere Stirnradstufe
mit einem Achsdifferential, wie aus konventionellen Getrieben
bekannt, in Triebverbindung steht. Auch diese Ausführung ist
in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Für PKWs mit längsangeordnetem Getriebe sind die Komponenten,
wie in den Fig. 1 bis 7 und 10 bis 13 dargestellt, hinter
einander angeordnet, wobei dem Summierungsplanetengetriebe ein
zweites Planetengetriebe 5; 105; 205 nachgeordnet ist und da
nach ein Kupplungspaket 21; 71; 70; 139 folgt, das zwei bis
vier Kupplungen zum Schalten der ersten Fahrbereiche enthält
und daß dem nachfolgend ein weiteres Planetengetriebe 6; 106;
206; 306 eingebaut ist. Die zur Schaltung der höheren Schalt
bereiche erforderlichen Kupplungen 19, 35, die vorzugsweise
direkt mit der Abtriebswelle 2 verbindbar sind, sind in einem
weiteren Kupplungspaket 22 zweckmäßigerweise dem dritten bzw.
weiteren Planetengetrieben 6, 106, 206, 306 räumlich nachge
ordnet. Hierdurch ist eine günstige hydraulische Versorgung
für das Steueröl der Kupplungen gegeben.
Da die Bereichsschaltungen bei Synchronlauf bzw. im Synchron
laufbereich der zu schaltenden Kupplungsglieder stattfinden,
können sehr vorteilhaft formschlüssige oder form- plus kraft
schlüssig schaltbare Kupplungen verwendet werden, wie aus der
deutschen Patentanmeldung DE 39 03 010 bekannt ist.
Unter der Definition "verbunden" oder "direkt verbunden" wird
eine meist drehzahlgleiche Verbindung mit oder ohne zwischen
geschalteten Getriebegliedern verstanden; z. B. durch Blockschal
tung eines Planetengetriebes, z. B. durch Verbinden eines Sonnen
rades mit dem Hohlrad oder dem Steg, wie durch Kombination mit
dem Planetengetriebe 306 möglich, wird eine drehzahlgleiche Ver
bindung bzw. Triebverbindung hergestellt.
Bei Planetengetrieben ist es funktionsgleich welches Glied
innerhalb des Triebstranges über eine Kupplung verbunden wird.
Die dargestellten bzw. beschriebenen Kupplungen stellen je
weils die technisch günstigere Lösung dar.
Die Getriebeausführungen nach Fig. 21, 22, 23 und 24 besitzen
eine parallel versetzt angeordnete Abtriebswelle 302, die im
ersten Vorwärtsfahrbereich und Rückwärtsfahrbereich über eine
mit einem Zwischenrad versehene Stirnradstufe 344 oder über eine
mit einer Getriebestufe 344a und einer Planetengetriebestufe
340 ausgebildeten Getriebeeinheit mit der zwei
ten Hydrostateinheit B über eine Kupplung 311 verbindbar ist.
Im zweiten und in weiteren Schaltbereichen ist die Abtriebswel
le 302 über weitere Stirnradstufen 345, 337; 346; 335, 336, 309
wechselweise über Kupplungen mit einer der beiden Ausgangswel
len 13 und 14 des Summierungsplanetengetriebes 204 verbindbar.
Die Getriebeausführungen nach Fig. 21, 22, 23 sind voll-stu
fenlos. Die Bereichsschaltungen finden im Synchronlauf bzw. im
Synchronbereich der zu schaltenden Getriebeglieder statt. Die
Kupplungen können somit als Reibkupplungen oder als Formschluß
kupplung oder als form- plus kraftschlüssig schaltbare Kupplung,
wie bereits erwähnt und in der deutschen Patentanmeldung
DE 39 03 010 beschrieben, ausgebildet werden.
Die Getriebeausführung nach Fig. 23 besitzt neben dem rein
hydrostatischen ersten Rückwärtsfahrbereich einen zweiten hyd
rostatisch-mechanischen Rückwärtsfahrbereich, der dem ersten
Bereich direkt anschließt und im Synchronzustand der Schaltglie
der der Kupplung 310 schaltbar ist. Über eine mit einem Zwi
schenrad 336 versehene Stirnradstufe 335, 309 wird hierbei die
Abtriebswelle 302 über eine Kupplung 310 mit einer der Ausgangs
wellen 13 des Summierungsplanetengetriebes verbunden. Eine der
Ausgangswellen 13 des Summierungsplanetengetriebes dient zur
Leistungsübertragung innerhalb des zweiten und vierten Vor
wärtsfahrbereiches sowie, bei Ausführung nach Fig. 23, für den
zweiten Rückwärtsfahrbereich.
Die Getriebestufe 344 nach Fig. 21 bzw. die Übersetzung der
Getriebestufe 344a und des Planetengetriebes 340 muß, je nach
Anzahl der gewählten Schaltbereiche bzw. je nach Art der Be
reichsaufteilung eine Größe zwischen 7 bis 12 betragen. Es
ist in den meisten Fällen nicht möglich, diese Übersetzung in
einer einzigen Getriebestufe unterzubringen. Aus diesem Grund
ist in Ausführung nach Fig. 22 die Gesamtübersetzung dieser
Stufe, die für den ersten Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereich
dient, aufgeteilt in einer Planetengetriebeeinheit 340 und
einer Stirnradstufe 344a. Wie in Fig. 22 dargestellt, ist es
vorteilhaft, das Sonnenrad 342 mit der zweiten Welle 12 des
Summierungsplanetengetriebes und der zweiten Hydrostateinheit
B und das Hohlrad 341 mit dem ersten Antriebsrad der Getriebe
stufe 344a zu verbinden. Der Steg 343 des Planetengetriebes 340
ist mit dem Gehäuse 1 über eine Kupplung 339 verbindbar.
Funktionsablauf
Im Anfahrbereich ist die Kupplung 311 bzw. 339 geschlossen,
wodurch die zweite Hydrostateinheit B über Getriebeglieder
(344; 344a; 340) mit der Abtriebswelle 302 verbunden ist. Der
Hydrostat wird nun von NULL in seine negative Richtung
bis zur Endlage verstellt, wobei der Endpunkt des ersten Schalt
bereiches erreicht ist. In diesem Zustand haben die erste Aus
gangswelle 13 des Summierungsplanetengetriebes sowie das mit
der Getriebestufe 337 verbundene Kupplungsglied der Kupplung
312 Synchronlauf erreicht. Die Kupplung 312 wird nun geschlos
sen und die Kupplung 311 geöffnet. Der Hydrostat wird jetzt
wieder zurückgeregelt bis auf NULL und darüber hinaus bis zu
seiner maximalen positiven Endstellung, in der alle Glieder
des Summierungsplanetengetriebes sich in Blockumlauf befinden.
Alle Glieder der Kupplung 313 befinden sich somit in Synchron
zustand, so daß diese Kupplung für den dritten Schaltbereich
geschlossen werden kann, um eine Triebverbindung mit der zwei
ten Ausgangswelle 14 des Summierungsplanetengetriebes mit der
Abtriebswelle 302 herzustellen. Nach Öffnen der alten Kupplung
312 wird nun der Hydrostat wieder zurückgeregelt bis zu seinem
maximalen negativen Endpunkt, wobei die Glieder der Kupplung
314 zum Schalten des vierten Vorwärtsfahrbereiches Synchron
lauf erreicht haben. Nach Schließen dieser Kupplung 314 wird
die erste Ausgangswelle 13 des Summierungsplanetengetriebes
über eine Getriebestufe 345 mit der Abtriebswelle 302 verbun
den. Nach Öffnen der Kupplung 313 wird nun der Hydrostat wieder
in seine positive Endstellung zurückgeregelt. An diesem Punkt
hat das Getriebe die Endübersetzung bei Getriebeausführung mit
vier Vorwärtsfahrbereichen, gemäß Fig. 21, erreicht.
Das Getriebe nach Ausführung Fig. 22 besitzt einen fünften Vor
wärtsfahrbereich, wobei über eine zusätzliche Getriebestufe 346
die zweite Ausgangswelle 14 des Summierungsplanetengetriebes
ein weiteres Mal über eine Kupplung 315 mit der Abtriebswelle
302 verbindbar ist. Am Ende des vierten Vorwärtsfahrbereiches
wird bei dieser Getriebeausführung der Hydrostat nun nochmals
bei geschlossener Kupplung 315 durchgeregelt bis zu seinem ma
ximalen negativen Endpunkt an dem die Endübersetzung dieser
Getriebeausführung erreicht ist.
Bei Getriebeausführung nach Fig. 23 wird für die Rückwärts
fahrt bei geschlossener Kupplung 311 bzw. 339 der Hydrostat bis
zu seiner positiven Endlage verstellt. In diesem Zustand haben
alle Glieder der Kupplung 310 Synchronlauf erreicht, so daß
durch Schließen dieser Kupplung eine Triebverbindung der Ab
triebswelle mit der ersten Ausgangswelle 13 des Summierungs
planetengetriebes über eine mit einem Zwischenrad 336 verse
hene Getriebestufe 335, 309 hergestellt werden kann. Nach Öff
nen der Kupplung 311 wird nun der Hydrostat von seiner posi
tiven Endlage bis zu seiner negativen Endlage verstellt bis
Erreichen der maximalen Rückfahrgeschwindigkeit bzw. des ma
ximalen Rückfahrübersetzungspunktes.
Die Rückfahrgeschwindigkeit bei rein-hydrostatischem Betrieb
über einem einzigen Bereich ist sehr gering und für die meis
ten Anwendungsfälle nicht ausreichend. Die Forderungen eines
PKW-Getriebes können damit nicht erfüllt werden, so daß die
ser zweite hydrostatisch-mechanische Bereich, gemäß der Aus
führung nach Fig. 23, sinnvoll ist. Bei Getriebeausführung
nach Fig. 23 ist es möglich, das Getriebe so auszubilden,
daß über ein einziges Zahnrad 309 die Leistung innerhalb von
zwei bis drei hydrostatisch-mechanischen Fahrbereichen über
tragbar ist, nämlich dem zweiten und dritten Vorwärtsfahrbe
reich und gegebenenfalls dem zweiten hydrostatisch-mechani
schen Rückwärtsfahrbereich.
Die Getriebeausführung nach Fig. 24 besitzt eine Übersetzungs
spreizung, wobei ein bestehendes Übersetzungsloch im Anfahrzu
stand durch eine Reibkupplung bis Erreichen einer bestimmten
Mindestfahrgeschwindigkeit bzw. bis Beginn der stufenlosen Re
gelung überbrückt wird. Diese Überbrückung wird bei Ausführung
nach Fig. 21, 22 und 23 durch die rein-hydrostatische Getrie
beregelung mittels einer Getriebestufe 344 und einer Kupplung
311 ersetzt. Die Kupplungen 312 und 310, bei Ausführung nach
Fig. 24, sind jeweils als Reibkupplungen ausgebildet. Sie ent
sprechen bei den Ausführungen nach Fig. 21, 22 und 23 dem zwei
ten Vorwärtsfahrbereich bzw. dem zweiten Rückwärtsfahrbereich,
wobei hier die Kupplungen als formschlüssig schaltbare Kupplung
oder als formschlüssig plus kraftschlüssig schaltbare Kupp
lungen ausführbar sind. Die Kupplungen können zweckmäßigerweise
zu einem Kupplungspaket 333 zusammengefaßt werden, wobei zwei
oder mehr Kupplungen 313, 315; 312, 314 übereinander angeordnet
werden können. Hierdurch wird Bauraum, insbesondere Baulänge ge
spart. Bei Anwendung einer Trennkupplung zwischen Motor und Ge
triebe bei Ausführung Fig. 24 können alle Bereichskupplungen
als formschlüssige oder form- plus kraftschlüssige Kupplung aus
gebildet werden.
Durch die einseitige Anordnung beider Eingangswellen 11 und 12
des Summierungsplanetengetriebes können beide Hydrostateinhei
ten A und B zu einem Hydrostatpaket zusammengefaßt werden, wo
durch Arbeitsdruckleitungen entfallen und eine bauraum- und
kostengünstige Hydrostatbauweise möglich ist. Auch der Wir
kungsgrad sowie das Geräusch- und Schwingungsverhalten der
Hydrostatik wird damit gegenüber bekannten Lösungen verbes
sert.
Wie in den Ausführungen nach Fig. 21, 22 und 23 dargestellt,
ist die parallel versetzt angeordnete Abtriebswelle 302 über
ein Kegelradgetriebe 316 mit einem quer angeordneten Achs
differential 317 triebverbunden. Das Achsdifferential 317 kann
hierbei unter dem Hydrostatpaket 3 und sehr nahe am Motor
flansch angeordnet werden. Der gesamte Aufbau ist günstig, ins
besondere für einen frontgetriebenen PKW, bei dem es wichtig
ist, die Triebachse des Differentials weitestmöglich nach vor
ne zu verlagern. Der Wegfall der Trennkupplung zwischen Motor
und Getriebe bei dieser Getriebeausführung kommt dieser Ziel
setzung vorteilhaft entgegen. Für ein allradangetriebenen Fahr
zeug ist die Möglichkeit geboten, die Abtriebswelle 302 nach
hinten zu verlängern, so daß über die austretende Welle 302a
eine Verbindung zur Hinterachse möglich wird. Je nach den Fahr
zeugforderungen ist es auch möglich, gleichachsig zur Antriebs
welle 2 eine Getriebeausgangswelle 302b, die in Verbindung mit
der Stirnradstufe 346 steht, zu realisieren.
Bei Ausführung nach Fig. 24 ist das Hydrostatpaket 3 achsver
setzt zur Antriebswelle 1 angeordnet, wie in einem der Ansprü
che bereits beschrieben. Die Antriebswelle 1 wird zu diesem
Zweck durch das Getriebe hindurchgeführt, wobei über eine Ge
triebestufe 318 die erste Hydrostateinheit A mit der Antriebs
welle 1 gekoppelt ist. Die zweite Hydrostateinheit B wird hier
bei über eine antriebsseitig angeordnete Stirnradstufe 319 mit
der zweiten Welle des Summierungsplanetengetriebes verbunden.
Die Abtriebswelle 302 steht über eine Getriebestufe 320 mit
einem Achsdifferential 327 in Verbindung. Die beiden Ausgangs
wellen 323 des Differentials 317 können direkt mit den Vorder
rädern, z. B. eines frontgetriebenen PKW′s triebverbunden sein.
Dieses Getriebe eignet sich besonders für Quereinbau der Trieb
werksanlage.
Die Getriebeausführungen nach Fig. 9b und 9c entsprechen den
Getriebeausführungen nach Fig. 9, 9a und Fig. 10. Die Ge
triebeausführung nach Fig. 9b besitzt vier hydrostatisch-me
chanische Vorwärtsfahrbereiche und einen kleinen im ersten Vor
wärtsfahrbereich integrierten Rückwärtsfahrbereich. Diese Ge
triebeausführung ist sinnvoll für Fahrzeuge, die mit einem sehr
niedrigen Rückwärtsfahrbereich auskommen, wie dies z. B. für
einen Omnibus der Fall ist. Die Getriebeübersetzung des Summie
rungsplanetengetriebes ist hierbei so ausgelegt, daß für den
Rückwärtsfahrbereich entsprechend der maximalen Rückfahrge
schwindigkeit und maximaler negativer Endverstellung des Hyd
rostatgetriebes die erste Ausgangswelle 83 des Summierungspla
netengetriebes eine negative Drehzahl aufweist, so daß bei ge
schlossener Kupplung 34 über das Planetengetriebe 6 die mit dem
Steg 33 verbundene Abtriebswelle 2 negative Drehzahl für Rück
wärtsfahrt erhält. Diese Getriebeausführung ermöglicht einen
Sonderrückwärtsbereich mit höherer Geschwindigkeit, wobei nicht
die Kupplung 34 sondern die Kupplung 35 geschlossen wird, wo
durch eine direkte Verbindung der ersten Ausgangswelle 83 bei
geschlossener Kupplung 91 über die Kupplungswelle 10 mit der
Abtriebswelle 2 gegeben ist. Die Übersetzung des Planetenge
triebes 6 entfällt hierdurch, weshalb entsprechend der höheren
Rückfahrgeschwindigkeit niedrigere Rückfahrzugkräfte möglich
sind. Für bestimmte Sonderfahrzeuge findet diese Einrichtung
sinnvolle Anwendung.
Wie in der Beschreibung zu den Ausführungen nach Fig. 9, 9a
und 7 bereits dargelegt, ist es möglich, die Verbindungswelle
181, wie in Fig. 9 dargestellt, entfallen zu lassen, wobei das
Kupplungsglied 74 direkt mit dem Sonnenrad 32 verbunden ist. Im
vierten Schaltbereich wird hierbei die in der zweiten Ausgangs
welle 84 aufsummierte Leistung über die Kupplung 92 und die Kupp
lung 35 auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Die Kupplung 92
bleibt innerhalb des dritten Fahrbereiches lastlos geschlossen,
um eine kontrollierte Drehzahlführung der Glieder des Planeten
getriebes 6 bzw. 206 kontrolliert aufrecht zu erhalten.
In Fig. 9l ist eine Getriebekombination dargestellt mit den
Grundbaueinheiten Summierungsplanetengetriebe 404 und nachge
ordnete Planetengetriebeeinheit 206 wie in der Getriebeaus
führung Fig. 909 dargestellt. Der Unterschied zu Ausführung
nach Fig. 9 beruht darauf, daß die Antriebswelle 1 und die
Abtriebswelle 2 des Getriebes nicht achsversetzt sondern
achsgleich angeordnet sind. Zu diesem Zweck ist eine zusätz
liche Stirnradstufe 249 zwischen Antriebswelle 1 und der Zapf
welle 78 vorgesehen, über diese gleichzeitig die mechanische
Leistung für den Fahrantrieb über eine weitere Stirnradstufe
75 auf ein Glied, Hohlrad 81, des Summierungsplanetengetriebes
404 geleitet wird. Das Hydrostatgetriebe A, B ist wie bei Aus
führung nach Fig. 9 achsversetzt zur Antriebswelle angeordnet.
Je nach den Fahrzeugbedingungen in bezug auf die Lage der Ab
triebswelle, die z. B. bei Anwendung in Arbeitsmaschinen unter
schiedlich sein kann, ist auf diese Weise eine beliebige An
passung möglich bei gleichbleibenden Grundbaueinheiten.
Zu den verschiedenen Ausführungsformen der nachgeordneten Ge
triebebaueinheiten 106, 206, 306, 406 unter Berücksichtigung
der fahrzeugseitig geforderten Rückfahrbedingungen eine ge
zielte Auswahl getroffen werden kann. Zum Beispiel erlaubt die
Planetengetriebeeinheit 106 mit ineinandergreifenden Planeten
rädern auf einem gemeinsamen Steg eine hohe Rückfahrgeschwin
digkeit. Auch die Planetengetriebeausführung 206, Fig. 8 mit
zwei Planetengetriebestufen erlaubt eine hohe Rückfahrge
schwindigkeit durch eine beliebige Anpassung der ersten Plane
tengetriebestufe 69, 68, 72. Die Planetengetriebeeinheit 446
wie in den Fig. 9d, 9e, 9f dargestellt, erlauben relativ
geringe Rückfahrgeschwindigkeiten, die z. B. bei Anwendung in
Arbeitsmaschinen, wie Ackerschleppern, ungünstig sind und in
nerhalb zwei Rückwärtsfahrbereichen die erforderliche maximale
Rückfahrgeschwindigkeit nicht erfüllen. Bei einem Getriebe,
z. B. für einen Ackerschlepper, der auch relativ hohe Forde
rungen auf Rückfahreigenschaften hat, empfiehlt es sich, die
Getriebeausführungen 106 oder 206 zu verwenden. Die Planeten
getriebeeinheit 106 kann auch sinnvoll mit einem Summierungs
planetengetriebe 404, bei der die dritte Ausgangswelle 85a als
Außenwelle ausgebildet ist bzw. ausführbar ist, die über eine
zwischen dem Summierungsplanetengetriebe und der nachgeordneten
Getriebeeinheit 106 angeordneten Kupplung, ähnlich der Ausfüh
rung nach Fig. 9h, kombiniert werden. Die dritte Ausgangswel
le 85a wird hierbei mit der Stegwelle 33 der Getriebeeinheit
106 im dritten Fahrbereich zur direkten Drehmomentübertragung
auf die Abtriebswelle 2 gekoppelt. Die Planetengetriebeeinheit
406 kann sinnvoll z. B. für ein Busgetriebe oder ein Nutzkraft
fahrzeug, das relativ niedrige Rückfahrgeschwindigkeiten for
dert, verwendet werden. Die Planetengetriebeeinheiten 406 und
106 ermöglichen die Anordnung der Kupplung 19 für den dritten
Fahrbereich unmittelbar nach der Summierungsplanetengetriebe
einheit, wie dies bei einer Summierungsgetriebeausführung, bei
der die dritte Ausgangswelle 85a nur als Außenwelle ausführbar
ist, Grundbedingung ist, um eine direkte Drehverbindung, etwa
der Abtriebswelle 2, zu ermöglichen.
Steuerung der Bereichsschaltungen
Bei Anwendung einer formschlüssigen bzw. form- plus kraftschlüs
sigen Kupplung für die Bereichsschaltung ist im Hinblick auf
eine ruckfreie Schaltung eine gezielte Hydrostatführung inner
halb der Schaltphase erforderlich. Der lastabhängige Drehzahl
schlupf des Hydrostatgetriebes, der vor und nach der Bereichs
schaltung umgekehrtes Verhalten aufweist, ist entsprechend zu
berücksichtigen. Die Steuerung ist so ausgelegt, daß bei er
reichtem Synchronlauf der Kupplungsglieder der neuen Kupplung
nach erfolgtem Synchronsignal, z. B. aus einem bekannten Dreh
zahlvergleich bestimmter Getriebeglieder, die neue Kupplung
geschlossen wird und die alte Kupplung erst geöffnet wird nach
dem der Hydrostat entsprechend dem Drehzahlschlupf innerhalb
der Schaltphase so weit zurückgeregelt wird, bis im neuen Bereich
eine Hydrostatbelastung bzw. ein Hydrostatdrehmoment auftritt,
der dem Lastzustand des neuen Bereiches entspricht. Erfindungs
gemäß wird dies dadurch gelöst, daß nach dem Schließen der
neuen Kupplung der Hydrostat spontan das Signal zur Rückregelung
vor Öffnen der alten Kupplung erhält, z. B. aus dem Drucksignal
der neuen Kupplung. Nach Erreichen eines entsprechenden Hydro
statdruckes wird nun das Signal zum Öffnen der alten Kupplung
ausgelöst.
Für den Schaltablauf, insbesondere bei Anwendung der form- plus
kraftschlüssig wirkenden Kupplung sind verschiedene Steuerungs
arten möglich, wie z. B. in der DE 39 03 010 beschrieben.
Um bei Ausfall der Steuerung/Regelung einen Notbetrieb zu er
möglichen, ist ein manuell betätigbares Bypassventil zwischen
den Hoch- und Niederdruckleitungen des Hydrostatgetriebes (3)
oder/und ein manuell betätigbares Steuerventil zum Schließen
einer bzw. der für einen Bereich erforderlichen Bereichskupp
lungen (91, 31) für einen, bevorzugt den ersten Fahrbereich.
Zusätzlich oder alternativ ist auch eine manuell betätigbare
Hydrostatverstellung möglich. Die betreffende Kupplung bzw.
Kupplungen für die Notschaltung und die Hydrostatverstellung
werden über das Drucköl einer vom Antriebsmotor angetriebenen
Pumpe oder auch durch eine elektrisch antreibbare separate
Pumpe versorgt. In den meisten Fällen ist es ausreichend, die
übliche Speisepumpe bzw. Versorgungspumpe dafür zu verwenden.
Bypassventil und Kupplungssteuerung werden vorzugsweise vor
Starten des Motors betätigt.
Bezugszeichen
1 Antriebswelle
2 Abtriebswelle
3 Hydrostat
4 Summierungsplanetengetr.
5 2. Planetengetriebeeinheit
6 3. Planetengetriebeeinheit
7 Steg
8 Hohlrad
9 Hohlrad
10 Kupplungswelle bzw.
Ausgangswelle
11 1. Welle des Summierungsplanetengetriebes
12 2. Welle des Summierungsplanetengetriebes
13 3. Welle des Summierungsplanetengetriebes
14 4. Welle des Summierungsplanetengetriebes
15 3. Welle innenliegend
16 Steg
17 Sonnenrad
18 Sonnenrad
19 Kupplung
20 Gehäuse
21 1. Kupplungspaket
22 2. Kupplungspaket
23 Kupplung
24 Kupplung
25 Kupplungsglied
26 Kupplungsglied
27 Kupplung
28 Steg
29 Sonnenrad
30 Hohlrad
31 Kupplung
32 Sonnenrad
33 Steg
34 Hohlrad
35 Kupplung
36 Kupplungsglied
37 Kupplung
38 Planetenrad
39 Planetenrad
40 Steg
41 Hohlrad
42 Hohlrad
43 Planetenrad
44 Planetenrad
45 Sonnenrad
46 Hohlrad
47 Kupplung
48 Kupplung
49 Kupplung
50 Stegwelle = 3. Welle
51 Sonnenrad
52 Hohlrad
53 Planetenrad
54 Planetenrad
55 Welle
56 Welle
57 Kupplung
58 Kupplung
59 Kupplung
60 Kupplung
61 Steg
62 Hohlrad
63 Hohlrad
64 Sonnenrad
65 Sonnenrad
66 Steg
67 Kupplung
68 Steg
69 Sonnenrad
70 Kupplungspaket
71 Kupplungspaket
72 Hohlrad
73 Kupplungsglied
74 Kupplungsglied
75 Stirnradstufe
76 Stirnradstufe
77 Stirnradstufe
78 Zapfwelle/Antriebswelle
81 Hohlrad
82 Sonnenrad
83 3. Welle des Summierungsplanetengetriebes
404 =
1. Ausgangswelle
84 4. Welle des Summierungsplanetengetriebes
404 =
2. Ausgangswelle
85 5. Welle des Summierungsplanetengetriebes
404 =
3. Ausgangswelle
86 Planetenrad
87 Planetenrad
88 Stegwelle
89 Hohlrad
90 Sonnenrad
91 Kupplung
92 Kupplung
93 Hohlrad
94 Hohlrad
95 Sonnenrad
97 Steg
98 Sonnenrad
99 Planetenrad
100 Planetenrad
101 Planetengetriebesatz
102 Sonnenrad
103 Hohlrad
107 Stegwelle
108 Hohlrad
109 Hohlrad
110 Steg
111 Planetenrad
112 Planetenrad
113 3. Welle des Summierungsplanetengetriebes =
1. Ausgangswelle
114 4. Welle des Summierungsplanetengetriebes =
2. Ausgangswelle
115 Planetengetriebeeinheit
116 Sonnenrad
117 Sonnenrad
118 Hohlrad
119 Kupplung
120 Hohlrad
121 Steg
122 4. Planetengetriebeeinheit
123 Sonnenrad
124 Steg
125 Hohlrad
126 Kupplung
127 Kupplung
128 Planetenrad
129 Planetenrad
131 Sonnenrad
132 Hohlrad
133 Steg
134 Sonnenrad
136 Welle
137 Kupplungsglied
138 Kupplungsglied (Fig. 11)
139 Kupplungspaket
140 Ausgangswelle
141 Ausgangswelle
142 Ausgangswelle
143 Steg
144 Hohlrad
145 Hohlrad
146 Steg
147 Sonnenrad
148 Hohlrad
149 Steg
150 Hohlrad
151 Kupplung
152 Kupplung
153 Steg
154 Planetenrad
155 Planetenrad
156 Hohlrad
157 Hohlrad
158 Hohlrad
159 Sonnenrad
160 Steg
161 Sonnenrad
162 Steg
163 Hohlrad
164 Hohlrad
165 Hohlrad
166 Planetenrad
167 Planetenrad
168 Sonnenrad
169 Steg
170 Sonnenrad
104 Summierungsplanetengetriebe
204 Summierungsplanetengetriebe
304 Summierungsplanetengetriebe
404 Summierungsplanetengetriebe
504 Summierungsplanetengetriebe
604 Summierungsplanetengetriebe
704 Summierungsplanetengetriebe
804 Summierungsplanetengetriebe
904 Summierungsplanetengetriebe
105 2. Planetengetriebeeinheit
205 2. Planetengetriebeeinheit
305 2. Planetengetriebeeinheit
106 3. Planetengetriebeeinheit
206 3. Planetengetriebeeinheit
306 3. Planetengetriebeeinheit
210 Kupplungswelle
222 Kupplung Fig. 11
223 Kupplung Fig. 11
224 Kupplung Fig. 11
225 Kupplung Fig. 11