DE4042697C2 - Stufenloses hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein stufenloses hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe mit mehreren Schaltbereichen, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Leistungsverzweigungsgetriebe dieser Art ist aus der Deutschen Patentschrift DE 36 22 045, insbesondere Fig. 16 bis 18, bekannt.

Diese bekannten Getriebe-Ausführungen besitzen jedoch den Nachteil, dass nur drei Vorwärtsfahrbereiche schaltbar und dadurch größere Hydrostat-Einheiten erforderlich sind.

Eine weitere Getriebe-Ausführung ähnlicher Art ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift 27 57 300 bekannt. Diese Getriebe-Ausführung besitzt vier Vorwärtsfahrbereiche, welche durch ein fünfwelliges Summierungsplanetengetriebe mit drei Eingangs- und zwei Ausgangswellen realisiert wird, wobei zwei der drei Eingangswellen über Kupplungen mit dem Hydrostat-Getriebe verbindbar sind. Ein Nachteil dieses Getriebes liegt darin, dass das andersgeartete fünfwellige Summierungsplanetengetriebe nur sehr ungünstige Übersetzungen zulässt und dadurch ein ungünstigerer Wirkungsgrad gegeben ist. Des weiteren ist keine Kupplungssteuereinrichtung vorgesehen, welche einen komfortablen Schaltablauf der Bereichswechsel erlaubt.

Ein gattungsgleiches Getriebe nach DE 39 29 209 A1 mit gleichem Anmeldetag 02.09.89 für die Anmeldung DE 39 29 211.8, mit der die innere Priorität der Erfindung beansprucht wird, ist nicht mit der vorteilhaften Kupplungssteuerung zum Schalten mehrerer Schaltkupplungen zur Verbesserung der Schaltqualität ausgebildet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe-System mit mehreren Schaltbereichen mit einer Kupplungssteuereinrichtung zu schaffen, welches mehrere Schaltkupplungen ohne Lastunterbrechung und ohne Schaltstoß schaltet. Darüber hinaus soll insbesondere das Summierungsplanetengetriebe aus möglichst wenig Bauelementen bestehen und der Kostenaufwand möglichst gering sein.

Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Ansprüchen 1, 2 und 3 aufgeführten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Diese Erfindung wird in Ausführungsbeispielen anhand von Schema-Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiel mit vier Vorwärtsfahrbereichen und zwei Rückwärtsfahrbereichen bestehend aus einem fünfwelligen Summierungsplanetengetriebe;

Fig. 3 Getriebeausführung mit vier Vorwärtsfahrbereichen und einem im ersten Schaltbereich integrierten Rückwärtsfahrbereich;

Fig. 4 Getriebeausführung mit vier Vorwärts- und zwei Rückwärtsfahrbereichen;

Fig. 5 weitere Ausführungsform mir vier hydrostatisch-mechanischen Vorwärts- und zwei hydrostatisch-mechanischen Rückwärtsfahrbereichen;

Fig. 6 Getriebeausführung wie Fig. 5, jedoch mit zusätzlicher Gruppenschaltung für hohe Anfahrzugkräfte;

Fig. 7 Getriebeausführung mit sechs hydrostatisch-mechanischen Vorwärtsfahrbereichen;

Fig. 8 Getriebeausführung für vier Vorwärts- und zwei Rückwärtsfahrbereiche mit achsgleicher Anordnung der Antriebs- und der Abtriebswelle;

Fig. 9 weitere Ausführung des Summierungsplanetengetriebes (704);

Fig. 10, 11 Ausführungsformen des nachgeordneten Planetengetriebes;

Fig. 12 Ausführung des nachgeordneten Getriebes in Form eines Vorgelegegetriebes;

Fig. 13 nachgeordnetes Getriebe in Planetenbauweise;

Fig. 14 weitere Ausführungsform des nachgeordneten Planetengetriebes;

Im Hinblick auf eine hohe Gesamtwirtschaftlichkeit für ein derartiges Produkt ist es wichtig, ein Getriebe-System zu schaffen, mit dem mehrere unterschiedliche Fahrzeugforderungen abgedeckt werden können. Die Grundbaueinheiten - Hydrostatpaket, Summierungsplanetengetriebe, Kupplungspaket und weiter Baugruppen - sollen als Grundbaueinheiten ausgebildet werden können, die für ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Getriebekombinationen geeignet sind. Außerdem ist es wichtig, zwei bis drei Rückwärtsbereiche, z. B. für die Anwendung im Arbeitsmaschinenbereich im System integrieren zu können, um ein zusätzliches Wendegetriebe einzusparen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens vier Fahrbereiche schaltbar sind oder dass im Hinblick auf bestimmte 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 Wellen eine weitere oder mehrere Getriebeeinheiten zugeordnet 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 vorzugsweise konstanten Volumens verbunden ist und die dritte, vierte und gegebenenfalls fünfte Welle des Summierungsplanetengetriebes abwechselnd mit einer oder mehreren der zugeordneten Planetengetriebeeinheiten innerhalb der unteren Schaltbereiche wechselweise verbindbar sind und dass eine oder mehrere, die aufsummierte Leistung führende Ausgangswelle des Summierungsplanetengetriebes in den höheren Schaltbereichen direkt mit der Abtriebswelle verbindbar sind. Die Bereichsschaltungen finden jeweils bei Synchronlauf bzw. im Synchronlaufbereich der zu schaltenden Kupplungselemente statt. Das Drehzahlniveau aller Getriebeglieder ist relativ niedrig. Eine Drehzahlanpassungsstufe an der Getriebeausgangswelle ist nicht erforderlich, so dass die üblichen Achsübersetzungen der nachgeordneten Triebachse verwendbar sind. Die einzelnen Getriebeausführungen ermöglichen einen sehr hohen Over-drive-Bereich im Hinblick auf eine optimale Ausnutzbarkeit der Verbrauchsbestwerte des Antriebsmotors.

Wie bei allen Ausführungsbeispielen wird die hydraulische Leistung und die mechanische Leistung im Summierungsplanetengetriebe 404; 504; 101; 604; 704 aufsummiert und in den entsprechenden Fahrbereichen über jeweils eine Welle 83; 84; 85; 85a zum Abtrieb weitergeleitet. Über ein weiteres Planetengetriebe 6; 106; 206; 306 wird die Möglichkeit eines bzw. zweier zusätzlicher Schaltbereiche geschaffen trotz niedrigem Drehzahlniveau aller Getriebeglieder.

Alle Bereichskupplungen 27, 23, 24, 19 und 35 sind im Synchronzustand schaltbar und können daher als form- plus lastschlüssig schaltbare Kupplungen, wie in der deutschen Offenlegungsschrift DE 37 00 813 A1 beschrieben, ausgebildet werden.

Alle dargestellten Getriebeausführungen sind voll-stufenlos bis Fahrgeschwindigkeit "Null" d. h. dass zusätzliche Anfahreinrichtungen entfallen können.

Die Getriebeausführung nach Fig. 1 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 zweiten Hydrostateinheit B verbunden. Das Summierungsplanetengetriebe 404 besitzt drei Ausgangswellen, wobei die erste Ausgangswelle 83 die dritte Welle des Summierungsplanetengetriebes, die zweite Ausgangswelle 84 die vierte Welle und die dritte Ausgangswelle 85 die fünfte Welle des Summierungsplanetengetriebes bildet. Dem Summierungsplanetengetriebe ist ein weiteres Planetengetriebe 206 zugeordnet, das über eine Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 10 mit zwei Ausgangswellen 83 und der vierten Ausgangswelle 84 wechselweise verbindbar ist. Die dritte Ausgangswelle 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 Getriebeausführungen, über Getriebeglieder 32, 33. 34 des nachgeordneten Planetengetriebes 6; 206; 106; 306; 406; 506 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 ebenfalls wie im ersten Fahrbereich über das nachgeschaltete Planetengetriebe 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 möglichen vierten Schaltbereich ist die zweite Ausgangswelle 84 über eine Kupplung 35 mit der Abtriebswelle verbindbar. Das Getriebe ermöglicht zwei hydrostatisch- mechanische Rückwärtsbereiche, wobei über dieselbe Zwischen- bzw. Kupplungswelle 10 der erste und zweite Rückwärtsbereich, wie bei Vorwärtsbetrieb, geschaltet wird. Die Drehzahlumkehr erfolgt im nachgeordneten Getriebe bzw. Planetengetriebe 106; 206; 306.

Das fünfwellige Summierungsplanetengetriebe ist so ausgelegt, dass innerhalb des Hydrostatverstellbereiches die erste Ausgangswelle 83 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 Ausgangswelle 85 eine Drehzahl aufweist, die unterhalb der Drehzahl der Eingangswelle 11 liegt und an einem Verstellendpunkt des Hydrostaten Drehzahlgleichheit mit allen Gliedern des Summierungsplanetengetriebes besitzt.

Ist die dritte Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebe 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 Ausführungen der Planetengetriebeeinheiten 106 und 406 den Vorteil hat, dass keine Blindleistungsströme innerhalb der Planetengetriebeglieder bei Rückwärtsbetrieb auftreten. Außerdem liegen günstigere Drehzahlverhältnisse bei geschaltetem Rückwärtsbereich 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 Ausbildung der dritten Ausgangswelle 85 als Außenwelle 85a oder/und als Innenwelle 85i lassen sich beliebige Getriebekombinationen gestalten im Hinblick auf vielfältige fahrzeugspezifische Forderungen. Wie in Fig. 7 dargestellt, lässt sich auf diese Weise sehr vorteilhaft ein Getriebe mit sechs Vorwärtsfahrbereichen ausführen.

Anstelle der Summierungsplanetengetriebeeinheiten 404 bzw. 504 ist eine weitere Ausführungsform des Summierungsplanetengetriebes 704 nach Fig. 9 funktionsgleich anwendbar. Bei Ausführung 404 ist die erste Welle 11 über der zweiten Welle 12 angeordnet. Bei den Ausführungen 704 ist die zweite Eingangswelle 12 des Summierungsplanetengetriebes über der ersten Welle 11 angeordnet.

Das fünfwellige Summierungsplanetengetriebe 404 Fig. 1 ist erfindungsgemäß relativ einfach mit nur einem Planetenträger 88 ausgebildet, 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 erste Welle 11 mit seinem Hohlrad 81 ebenfalls in erste Planetenräder 86 eingreift, die dritte Welle 83 über ein verbundenes Hohlrad 89 in zweite Planetenräder 87 greift, die dritte Welle 84 über ein Sonnenrad 90 ebenfalls in zweite Planetenräder eingreift und die fünfte Welle 85 als gemeinsame Stegwelle mit dem Planetenträger 88 verbunden ist.

Das fünfwellige Summierungsplanetengetriebe 704 nach Fig. 3 und 9 besitzt zwei Planetengetriebestufen, wobei die zweite Planetengetriebestufe 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 dem 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 Planetenrädern 87, die dritte Ausgangswelle 85 bildet die gemeinsame Stegwelle 88 und 143 für beide Planetengetriebestufen. Die dritte Ausgangswelle 85 kann als Innenwelle 85i oder/und als Außenwelle 85a ausgeführt werden.

Das Planetengetriebe 306 Fig. 10 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 Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 10 verbunden. Zum Schalten des Vorwärtsfahrbereiches ist die Stegwelle 33 über eine Kupplung 152 mit der Abtriebswelle 2 und das Hohlrad 34 über eine Kupplung 31 mit dem Gehäuse 20 verbunden. Bei Schaltung des Rückwärtsbereiches 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 bauraumgünstiger formschlüssiger bzw. form- plus kraftschlüssiger Kupplungen, wie z. B. aus der DE 39 03 010 A1 bekannt, da der Kupplungsmehraufwand geringer sein kann als eine zweite Planetengetriebestufe.

Das Schaltgetriebe bzw. die Planetengetriebeeinheit 406 nach Fig. 14 bildet eine Alternative zu den Schaltgetriebeeinheiten bzw. Planetengetriebeeinheiten 206; 306; 106. Die erste dem Summierungsplanetengetriebe nachgeordnete Planetengetriebestufe 32, 33, 34 entspricht in der Funktion der zweiten dem Summierungsplanetengetriebe nachgeordneten Planetengetriebestufe bei der Schaltgetriebe- bzw. Planetengetriebeeinheit 206 nach Fig. 13. Die zweite Planetengetriebestufe 233, 231, 232 der Planetengetriebeeinheit 406 nach Fig. 14 ist für den Rückwärtsbereich vorgesehen und wird durch Schließen der Kupplung 67 geschaltet, 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 Rückwärtsgang wird bei geschlossener Kupplung bzw. Bremse 67 und geöffneter Kupplung bzw. Bremse 31 die im Summierungsplanetengetriebe aufsummierte Leistung über das Sonnenrad 32 der ersten Planetengetriebestufe 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 Planetengetriebestufe mit dem Sonnenrad 233 der zweiten Planetengetriebestufe. Für Fahrzeuge, deren Rückfahrforderungen geringeren Ansprüchen unterliegen, kann dieses Getriebe sehr sinnvolle Anwendung finden. Der Vorteil dieses Nachschaltgetriebes bzw. dieser Planetengetriebeeinheit 406 besteht darin, dass die Abtriebswelle 2 auf der Eingangsseite dieses Getriebes mit einem Glied, insbesondere der dritten Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes, über eine Kupplung 19 koppelbar ist. Besondere Auswahlkriterien sind, dass die Planetengetriebeeinheit 106 höhere Rückfahrgeschwindigkeiten und Ausführung 406 niedrige Rückfahrgeschwindigkeiten ermöglicht.

Die Getriebeausführung nach Fig. 5 besitzt ein fünfwelliges Summierungsplanetengetriebe 404 und ein Nachschaltgetriebe bzw. Planetengetriebeeinheit 406. Diese Getriebeausführung ist mit der Ausführung nach Fig. 1 weitgehend identisch, jedoch mit dem Unterschied, dass die dritte Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes 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 ausführbar 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 Planetengetriebeeinheit 406 bzw. 106 angeordnet werden. Der Funktionsablauf ist mit der Getriebeausführung nach Fig. 1 identisch.

Die Getriebeausführung nach Fig. 6 besitzt gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 5 eine ausgangsseitig angeordnete zusätzliche 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. Diese Planetengetriebestufe 235 dient als Gruppengetriebe z. B. für den Einsatz in Arbeitsmaschinen in Forstwirtschaft, Landwirtschaft 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 Planetengetriebestufe 235 überbrückt, wobei durch Schließen der Kupplung 239 die Getriebeausgangswelle 2a mit der Abtriebswelle 2 direkt verbunden wird. Anstelle der Planetengetriebeeinheit 406 ist auch die Getriebeeinheit 106, 206 anwendbar.

Die Getriebeausführung nach Fig. 7 besitzt sechs hydrostatisch-mechanische Vorwärtsfahrbereiche. Durch eine Planetengetriebestufe 235, die dem Schaltgetriebe bzw. der Planetengetriebeeinheit 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 zusätzliche Vorwärtsfahrbereiche möglich. Die bei Getriebeausführung nach Fig. 6 als Gruppengetriebe dienende Planetengetriebestufe 235 ist bei Getriebeausführung nach Fig. 7 als eine Einrichtung zur Erweiterung des Getriebes um zwei Vorwärtsfahrbereiche ausgebildet. Diese Maßnahme kann zur Erhöhung der Anfahrzugkräfte dienen oder zur Verringerung der hydraulischen Leistungsanteile durch entsprechende Anpassung der einzelnen Fahrbereichsgrößen mit dem Vorteil, dass die Hydrostat-Aggregate kleiner werden können und der Gesamtwirkungsgrad des Getriebes günstiger wird. Eine Änderung der Bereichsgrößen kann durch entsprechende Übersetzungsänderung innerhalb des Summierungsplanetengetriebes und des Nachschaltgetriebes 406 bzw. 206 vorgenommen werden. Das Summierungsplanetengetriebe 404, wie auch andere Ausführungsformen wie das Summierungsplanetengetriebe 704, bieten die Möglichkeit, die dritte Ausgangswelle 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 Kupplungspaket 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. Der Schaltablauf im ersten bis vierten Vorwärtsfahrbereich sowie in den beiden Rückwärtsfahrbereichen ist identisch mit den Ausführungen nach Fig. 1 bis 6, jedoch mit dem Unterschied, dass die Drehzahl der Abtriebswelle 2 um das Übersetzungsverhältnis der nachgeschalteten Planetengetriebestufe 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 Summierungsplanetengetriebes Synchronlauf mit der Getriebeausgangswelle 2a erreicht, so dass diese durch Schließen der Kupplung 240 miteinander gekoppelt werden können und nachfolgend die Kupplung bzw. Bremse 234 geöffnet werden kann. Das Hydrostatgetriebe ist hierbei auf maximale negative Endstellung eingestellt. Der Hydrostat wird nun bis zu seiner maximalen positiven Endlage zurückgeregelt, wobei am Ende des fünften Fahrbereiches sämtliche Glieder des Planetengetriebeeinheiten Synchronlauf erreicht 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 Ausgangswelle 85 von der Getriebeausgangswelle 2a gelöst wird. Im sechsten Fahrbereich wird nun der Hydrostat zum letzten Malt innerhalb seinem vollen Verstellbereich bis zu seiner maximalen negativen Endstellung eingeregelt, was der Endübersetzung des Getriebes entspricht. Dieses Getriebe nach Fig. 7 ermöglicht zwei aufeinanderfolgende langsame Rückfahrbereiche oder wahlweise zwei aufeinanderfolgende schnellere Rückfahrbereiche, die in Funktion und Schaltweise den Getriebeausführungen nach Fig. 1 bis Fig. 6 entsprechen, wobei in Form einer Gruppenschaltung für die langsamen Rückwärtsstufen die Planetengetriebestufe 235 bei geschlossener Kupplung 234 geschaltet ist, und bei schneller Rückfahrschaltung die Gruppe 235 ausgeschaltet ist, indem die Abtriebswelle 2 bei geschlossener Kupplung 239 direkt mit der Getriebeausgangswelle 2a verbunden ist.

Die dem Summierungsplanetengetriebe nachgeordneten Schaltgetriebe-Ausführungen bzw. Planetengetriebeeinheiten 106, 206, 406 dienen als Übersetzungsgetriebe für die ersten beiden Schaltbereiche sowie als Umkehrgetriebe für den Rückwärtsfahrbereich. Je nach Anwendungsfall wird der einen oder der anderen Getriebeausführung der Vorzug gegeben. Die beiden Getriebeeinheiten 106 und 406 sind im Rückwärtsbereich mit einer inneren Blindleistung behaftet und können somit für Fahrzeuge mit höheren Rückwärtsfahrtforderungen nicht angewendet werden. Zum Beispiel beim Einsatz in einem Traktor, dessen Einsatz im Rückwärtsbetrieb häufig ist, empfiehlt es sich, die Getriebeausführung 206 nach Fig. 13 zu verwenden, da keine Blindleistungsströme geführt werden. Desweiteren besitzt das Nachschaltgetriebe 206 nach Fig. 13 den Vorteil, dass durch die separate Rückwärts-Planetengetriebestufe 69, 68, 72 eine gezielte Anpassung an die fahrzeugspezifischen Forderungen realisierbar ist. Bei Anwendung dieser Getriebeausführung ist es jedoch erforderlich, dass die dritte Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes eine Innenwelle ist, so dass diese mit der Abtriebswelle 2 koppelbar ist über eine ausgangsseitig angeordnete Kupplung 19. Gemäß der Erfindung sind verschiedene Summierungsplanetengetriebeausführungen 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 Fahrzeugforderungen, kombinieren zu können.

In Fig. 11 wird ein Nachschaltgetriebe bzw. Planetengetriebeeinheit 606 gezeigt, das eine Weiterbildung der Ausführung 306 nach Fig. 10 darstellt. Gegenüber der Ausführung 306 nach Fig. 10 entfällt die Kupplung 35 sowie das entsprechende Kupplungsglied und die Welle 14. Anstelle der Kupplung 35, die zum Schalten des vierten Fahrbereiches vorgesehen ist, werden bei der Getriebeausführung 606 nach Fig. 11 die beiden Kupplungen 151 und 152 geschaltet, wodurch das Planetengetriebe 32, 33, 34 blockiert ist, so dass die Leistung über die Kupplungswelle 10 über das blockierte Planetengetriebe auf die Abtriebswelle 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 Kupplung 19 geschlossen. Innerhalb der beiden Rückwärtsfahrbereiche wird die Drehrichtung im Planetengetriebe umgekehrt, wobei die Kupplungen 67 und 151 geschlossen sind und der Steg 33 gehäusefest ist.

Diese Getriebeausführung 606 nach Fig. 11 in Kombination, z. B. mit dem Summierungsplanetengetriebe 404 und bei gleichzeitiger Anwendung von form- plus kraftschlüssigen Kupplungseinrichtungen, wie in der deutschen Patentanmeldung DE 39 03 010 beschrieben, die übereinander angeordnet werden können, wie in Fig. 11 dargestellt, ist sehr kosten- und bauraumgünstig realisierbar. Einfach und kostengünstig ist auch die Steuer-Ölzuführung über die Abtriebswelle 2.

Die Summierungsplanetengetriebeeinheit 404, 704, 804, 904 sind jeweils fünfwellig ausgebildet und funktionsgleich für die Getriebeausführungen nach Fig. 1 und 2. Je nach den Bedingungen hinsichtlich Getriebebauart und Größe der erforderlichen Bereichsaufteilungen kann eine gezielte Auswahl der jeweils geeignetsten Ausführung getroffen werden.

Das mit der Kupplungswelle 10 in Wirkverbindung stehende Planetengetriebe 306 ist in einem oder mehreren Schaltbereichen blockschaltbar, indem zwei Planetengetriebeglieder miteinander 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 Summierungsplanetengetriebes verbundenen Kupplungsglied 74 entfallen 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 Bereichskupplung für zwei Schaltbereiche, z. B. dem Schaltbereich 2 und dem Schaltbereich 4 bei Ausführung nach Fig. 1 und 2. 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 Kupplungswelle 181 zwischen dem Kupplungsglied der Bereichskupplungen 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 rotierende Kupplung geschaltet werden muss, wodurch bekannte Schaltschwierigkeiten infolge gleichzeitiger Mehrfach-Schaltungen entfallen.

Als Ersatz für die nachgeordnete Planetengetriebestufe 106, 206, 306 kann auch ein Stirnradgetriebe 506 Fig. 12 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 verbindbar. 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 einen ersten und zweiten hydrostatisch-mechanischen Vorwärtsfahrbereich und gegebenenfalls einem rein-hydrostatischen Vorwärtsfahrbereich. Die zweite Stufe 172 ist im Rückwärtsfahrbereich geschaltet zum Übertragen der Leistung innerhalb von zwei hydrostatisch-mechanischen Rückwärtsfahrbereichen und gegebenenfalls einem ersten rein­ hydrostatischen Bereich. Mit diesem Getriebe sind, wie bei den Planetengetriebeausführungen 106, 206, 306 zwei bis drei Rückwärtsfahrbereiche 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 Schaltbereiche verbunden. Diese Getriebeausführung kann sinnvolle Anwendung z. B. bei einem Fahrzeug mit Front- und Heckantrieb oder quereingebauter Triebwerksanlage finden.

Die Hydrostateinheiten A und B sind zu einer gemeinsamen Baueinheit hintereinander koaxial angeordnet und in einer kompakten Baueinheit bzw. dem Hydrostatpaket 3 zusammengefasst. Die erste und zweite Eingangswelle 11; 12 treiben von der selben Seite in das Summierungsplanetengetriebe ein. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr kompakte und bauraumsparende Gesamtbauweise des Getriebes erzielt wird und darüber hinaus ist eine vielfältige Bauweise im Sinne einer Modulbauweise realisierbar, da das Hydrostatpaket 2 beliebig im Getriebe, z. B. koaxial oder achsversetzt, wie in Fig. 1 dargestellt, angeordnet werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Kombination des Summierungsplanetengetriebes mit der nachgeordneten bzw. dritten Getriebeeinheit 106, 206, 306, 406 sind in Verbindung mit der Zwischen- bzw. Kupplungswelle 10 der erste, zweite und gegebenenfalls dritte Bereich, je nach Fahrtrichtungswahl für Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt fahrbar bzw. schaltbar. Hierbei sind zum Beispiel einem Getriebe nach Fig. 1 mit vier hydrostatisch-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 - Summierungsplanetengetriebe, nachgeordnete Planetengetriebeeinheit mit Kupplungen - sind jeweils zu kleinen Kompaktbaueinheiten bzw. Montageeinheiten zusammenfassbar und nötigenfalls unter geringem Zeitaufwand schnell austauschbar im Sinne einer Service freundlichen Modulbauweise, wobei Hydrostatpaket und der mechanische Getriebeteil ohne Getriebeausbau aus dem Fahrzeug rasch austauschbar sind.

Das dritte Planetengetriebe 206 nach Fig. 13 ist mit einer ersten Planetengetriebestufe 68, 69, 72 ausgebildet, über die im Rückwärtsbereich bei geschlossener Kupplung 67 und festgehaltenem Steg 68 die Leistung zur Abtriebswelle fließt. Die Rückwärtsgeschwindigkeit kann durch Wahl entsprechender Übersetzung gegenüber der Vorwärtsfahrgeschwindigkeit der betreffenden 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 Rückfahrgeschwindigkeit kann gegenüber der betreffenden Vorwärtsfahrbereiche größer ausgelegt werden, indem die Anschlüsse Hohlrad und Sonnenrad 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 verbunden wird, der Steg 68 ist hierbei nach der Gegenseite verlagert. Diese Ausführung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Der Funktionsablauf der Getriebeausführung 1, 2 beruht darauf, 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 Summierungsplanetengetriebes sich im Gleichlauf befinden. Die Abtriebswelle ist somit bei Beginn des vierten Fahrbereiches drehzahlgleich mit der Antriebswelle bzw. der ersten Eingangswelle 11 des Summierungsplanetengetriebes. Dies bedeutet, dass der vierte Bereich sehr vorteilhaft als Over-drive-Bereich ausgenutzt und den Fahrzeugforderungen weitgehend angepasst werden kann hinsichtlich Optimierung des Kraftstoffverbrauches.

Funktionsablauf Getriebeausführung Fig. 1, 2. Bei Vorwahl der Vorwärtsfahrgeschwindigkeit wird die erste Bereichskupplung 91 sowie die Kupplung 31 geschlossen. Hierdurch ist eine Triebverbindung der ersten Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebe mit der Abtriebswelle 2 über eine dazwischengeschaltete Planetengetriebestufe gegeben. Die erste Hydrostateinheit A ist dabei auf seine maximale negative Verstellgröße eingestellt. Der Hydrostat wird nun zurückgestellt auf "Null" und darüber hinaus bis zu seiner maximalen positiven Endstellung, wodurch die erste Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes sowie die damit gekoppelte Kupplungswelle 10 Eingangsdrehzahl erreicht haben.

Alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes sowie der Kupplungswelle 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 Kupplung 10 innerhalb des zweiten Schaltbereiches weiter erhöht werden kann, indem die Hydrostatverstellung wieder zurückgeregelt wird bis zur maximalen negativen Endstellung, bei der die dritte Ausgangswelle 85 mit der Abtriebswelle 2 Gleichlauf erreicht hat. Nun erfolgt die Schaltung in den dritten Fahrbereich durch Verbinden 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 kontrollierte 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 Kupplung 35 mit der Abtriebswelle im Synchronlauf- Zustand kuppelbar ist und die Kupplung 19 geöffnet werden kann. Im vierten Schaltbereich ist nun die zweite Ausgangswelle 84 direkt mit der Abtriebswelle 2 verbunden, die nun innerhalb des vierten Schaltbereiches die Abtriebswelle auf seine Maximaldrehzahl bzw. das Getriebe auf seine Endübersetzung einstellt, indem der Hydrostat wieder über seinen vollen Regelbereich bis zu seiner maximalen 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 umgekehrt wird.

Der Funktionsablauf des Getriebes nach Fig. 2 ist mit der Getriebeausführung Fig. I identisch.

Im Hinblick auf nahtlose Bereichsschaltungen werden Synchronlaufabweichungen bzw. -fehler, z. B. infolge lastabhängigen Drehzahlschlupfes des Hydrostaten durch entsprechende Verstellreserve in der Hydrostatik ausgeglichen. Außerdem ist nur annähernder Synchronlauf der zu schaltenden Kupplungselemente erforderlich.

Unter der Definition "Synchronlauf" bzw. "Gleichlauf" wird der Synchronlaufbereich verstanden, der vorgenannte Abweichungen enthält.

Unter der Definition "Endstellung" oder "maximale Verstellgröße" beim Bereichswechsel wird die jeweils günstige Regelstellung der Hydrostatverstellung für die Bereichsumschaltung verstanden, 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 A1 bekannt ist.

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 Anpassung realisierbar, so dass im Hauptbetriebsbereich die hydraulischen Leistungsanteile sehr niedrig und die spezifischen Anforderungen an den Hydrostaten günstig sind. Weitere Vorteile sind, dass die Hydrostatgeräusche wesentlich abgebaut werden durch niedrigere spezifische Belastung, dass die einzelnen Bauelemente gegenüber bekannten Systemen in ihren Durchmessermaßen klein sind, die schnellerrotierenden Teile innenliegend und das allgemeine Drehzahlniveau der einzelnen Glieder und die Relativ-Drehzahl niedrig sind. Die einzelnen Bauteile sind einfach herstellbar und in gemeinsamen Baugruppen montagefreundlich 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 vorteilhaft als großer Over-drive-Bereich ausnutzbar ist ohne zusätzlicher Übersetzungsanpassungsstufe zwischen dem Getriebe und der Triebachse, da die Abtriebsdrehzahl, wie erwähnt, zu Beginn des letzten Schaltbereiches über die Antriebsdrehzahl ansteigt. Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung erlauben eine gezielte anwendungsbezogene Auswahl für nahezu alle Kraftfahrzeuge, insbesondere im Bereich höherer Leistungsklassen.

Die einzelnen Getriebekomponenten erlauben auch eine individuelle Anpassung hinsichtlich der Bauweise an verschiedene Fahrzeugforderungen. Zum Beispiel ist, wie in Fig. 1 dargestellt, das Hydrostatgetriebe A, B achsversetzt zu den Baueinheiten - Summierungsplanetengetriebe 404 und dem zugeordneten Planetengetriebe 206 sowie den entsprechenden Kupplungen - angeordnet. Über eine ebenfalls achsversetzt angeordnete Antriebswelle 1, 78 wir die Hydrostateinheit A über eine Stirnradstufe 77 un durch eine weitere Stirnradstufe 76, die zweite Hydrostateinheit B mit der zweiten Welle 12 des Summierungsplanetengetriebes verbunden. Die Eingangswelle 1 ist über eine weitere Stirnradstufe 75 mit der ersten Welle 11 des Summierungsplanetengetriebes 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 verwendet 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 Möglichkeit, dass die Abtriebswelle 2 mit einem Winkelgetriebe kombiniert werden kann, so dass die rechtwinklig zur Abtriebswelle 2 liegende Getriebeausgangswelle besonders lagegünstig zum Antrieb der Triebachse platziert 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 gleichachsig zur Hydrostateingangswelle 1 und den Hydrostateinheiten A und B angeordnet ist und axial versetzt dazu die übrigen Komponenten des Verzweigungsgetriebes liegen, wobei das Summierungsplanetengetriebe über zwei Stirnradstufen mit der ersten und zweiten Eingangswelle 11 und 12 verbunden sind und die Ausgangswelle 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.

Die Getriebeausführungen nach Fig. 3 und 4 entsprechen den Getriebeausführungen nach Fig. 1, 2. Die Getriebeausführung nach Fig. 3 besitzt vier hydrostatisch-mechanische Vorwärtsfahrbereiche und einen kleinen im ersten Vorwärtsfahrbereich integrierten Rückwärtsfahrbereich. Diese Getriebeausführung ist sinnvoll für Fahrzeuge, die mit einem sehr niedrigen Rückwärtsfahrbereieh auskommen, wie dies z. B. für einen Omnibus der Fall ist. Die Getriebeübersetzung des Summierungsplanetengetriebes ist hierbei so ausgelegt, dass für den Rückwärtsfahrbereich entsprechend der maximalen Rückfahrgeschwindigkeit und maximaler negativer Endverstellung des Hydrostatgetriebes die erste Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes eine negative Drehzahl aufweist, so dass bei geschlossener Kupplung 34 über das Planetengetriebe 6 die mit dem Steg 33 verbundene Abtriebswelle 2 negative Drehzahl für Rückwärtsfahrt erhält. Diese Getriebeausführung ermöglicht einen Sonderrückwärtsbereich mit höherer Geschwindigkeit, wobei nicht die Kupplung 34 sondern die Kupplung 35 geschlossen wird, wodurch eine direkte Verbindung der ersten Ausgangswelle 83 bei geschlossener Kupplung 91 über die Kupplungswelle 10 mit der Abtriebswelle 2 gegeben ist. Die Übersetzung des Planetengetriebes 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. 1, 2 und 7 bereits dargelegt, ist es möglich, die Verbindungselle 181, wie in Fig. 1 dargestellt, entfallen zu lassen, wobei das Kupplungsglied 74 direkt mit dem Sonnenrad 32 verbunden ist. Im vierten Schaltbereich wird hierbei die in der zweiten Ausgangswelle 84 aufsummierte Leistung über die Kupplung 92 und die Kupplung 35 auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Die Kupplung 92 bleibt innerhalb des dritten Fahrbereiches lastlos geschlossen, um eine kontrollierte Drehzahlführung der Glieder des Planetengetriebes 6 bzw. 206 kontrolliert aufrecht zu erhalten.

In Fig. 8 ist eine Getriebekombination dargestellt mit den Grundbaueinheiten Summierungsplanetengetriebe 404 und nachgeordnete Planetengetriebeeinheit 206. Der Unterschied zu Ausführung nach Fig. 1 beruht darauf, dass die Antriebswelle 1 und die Abriebswelle 2 des Getriebes nicht achsversetzt sondern achsgleich angeordnet sind. Zu diesem Zweck ist eine zusätzliche Stirnradstufe 249 zwischen Antriebswelle 1 und der Zapfwelle 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 Ausführung nach Fig. 1 achsversetzt zur Antriebswelle angeordnet. Je nach Fahrzeugbedingungen in Bezug auf die Lage der Abtriebswelle, die z. B. bei Anwendung in Arbeitsmaschinen unterschiedlich sein kann, ist auf diese Weise eine beliebige Anpassung möglich bei gleichbleibenden Grundbaueinheiten.

Aus den verschiedenen Ausführungsformen der nachgeordneten Getriebebaueinheiten 106, 206, 306, 406 kann unter Berücksichtigung der fahrzeugseitig geforderten Rückfahrbedingungen eine gezielte Auswahl getroffen werden. Zum Beispiel erlaubt die Planetengetriebeeinheit 106 mit ineinandergreifenden Planetenrädern auf einem gemeinsamen Steg eine hohe Rückfahrgeschwindigkeit. Auch die Planetengetriebeausführung 206, Fig. 13 mit zwei Planetengetriebestufen erlaubt eine hohe Rückfahrgeschwindigkeit durch eine beliebige Anpassung der ersten Planetengetriebestufe 69, 68, 72. Die Planetengetriebeeinheit 406, wie in den Fig. 5, 6, 7 dargestellt, erlauben relativ geringe Rückfahrgeschwindigkeiten, die z. B. bei Anwendung in Arbeitsmaschinen, wie Ackerschleppern, ungünstig sind und innerhalb zwei Rückwärtsfahrbereichen die erforderliche maximale Rückfahrgeschwindigkeit nicht erfüllen. Bei einem Getriebe, z. B. für einen Ackerschlepper, der auch relativ hohe Forderungen auf Rückfahreigenschaften hat, empfiehlt es sich, die Getriebeausführungen 106 oder 206 zu verwenden. Die Planetengetriebeeinheit 106 kann auch sinnvoll mit einem Summierungsplanetengetriebe 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 kombiniert werden. Die dritte Ausgangswelle 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 Nutzkraftfahrzeug, das relativ niedrige Rückfahrgeschwindigkeiten fordert, verwendet werden. Die Planetengetriebeeinheiten 406 und 106 ermöglichen die Anordnung der Kupplung 19 für den dritten Fahrbereich unmittelbar nach der Summierungsplanetengetriebeeinheit, wie dies bei einer Summierungsplanetengetriebeausführung, 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 kraftschlüssigen Kupplung für die Bereichsschaltung ist im Hinblick auf eine ruckfreie Schaltung eine gezielte Hydrostatführung innerhalb der Schaltphase erforderlich. Der lastabhängige Drehzahlschlupf des Hydrostatgetriebes, der vor und nach der Bereichsschaltung umgekehrtes Verhalten aufweist, ist entsprechend zu berücksichtigen. Die Steuerung ist so ausgelegt, dass bei erreichtem Synchronlauf der Kupplungsglieder der neuen Kupplung nach erfolgtem Synchronsignal, z. B. aus einem bekannten Drehzahlvergleich bestimmter Getriebeglieder, die neue Kupplung geschlossen wird und die alte Kupplung erst geöffnet wird nachdem der Hydrostat entsprechend dem Drehzahlschlupf innerhalb der Schaltphase so weit zurückgeregelt wird, bis im neuen Bereich eine Hydrostatbelastung bzw. ein Hydrostatdrehmoment auftritt, die/das dem Lastzustand des neuen Bereiches entspricht. Erfindungsgemäß 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 Hydrostatdruckes wird nun das Signal zum Öffnen der alten Kupplung ausgelöst.

Claims (10)

1. Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung mit mehreren Bereichskupplungen zum Schalten mehrerer Schaltbereiche, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Hydrostat-Einheit (A) verstellbaren Volumens und einer zweiten Hydrostat-Einheit (B) konstanten oder verstellbaren Volumens mit einem mehrwellig ausgebildeten Summierungsplanetengetriebe zum Aufsummieren der hydraulischen und mechanischen Leistung, wobei die erste Welle (11) des Summierungsplanetengetriebes mit der Antriebswelle und einer ersten Hydrostat-Einheit (A) verbunden ist, die zweite Welle (12) des Summierungsplanetengetriebes mit der zweiten Hydrostat-Einheit (B) verbunden ist und die dritte Welle (83), vierte Welle (84) und gegebenenfalls weitere Wellen des Summierungsplanetengetriebes Ausgangswellen sind und mit der Abtriebswelle (2) mittelbar oder unmittelbar wechselweise verbindbar sind und dass dem Summierungsplanetengetriebe ein weiteres Getriebe (6; 206; 306; 406; 506; 606) zugeordnet ist, mit einer Kupplungs-Steuereinrichtung, welche die Bereichskupplungen so ansteuert, dass keine Lastunterbrechung stattfindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Summierungsplanetengetriebe (404) fünfwellig ausgebildet ist und zwei Eingangswellen (11, 12), drei Ausgangswellen (83, 84, 85) und einen gemeinsamen Planetenträger (88) besitzt, auf dem ineinandergreifende erste Planetenräder (86) und zweite Planetenräder (87) angeordnet sind, wobei die erste Welle als Eingangswelle (11) mit einem Hohlrad (81) gekoppelt ist, welches in erste Planetenräder (86) eingreift und die mit der zweiten Hydrostat-Einheit (B) verbundene zweite Welle (12) mit einem Sonnenrad (82) verbunden ist, welches ebenfalls in erste Planetenräder (86) eingreift, dass die erste Ausgangswelle (83) als dritte Welle des Summierungsplanetengetriebes mit einem Hohlrad (89) verbunden ist und mit zweiten Planetenrädern (87) kämmt, dass die zweite Ausgangswelle (84) als vierte Welle des Summierungsplanetengetriebes mit einem Sonnenrad (90) verbunden ist, welches ebenfalls mit den zweiten Planetenrädern (87) kämmt und dass die dritte Ausgangswelle (85) als fünfte Welle des Summierungsplanetengetriebes mit dem Planetenträger bzw. gemeinsamen Steg (88) verbunden ist, und wobei die im Summierungsplanetengetriebe aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung im ersten Schaltbereich über die mit dem Hohlrad (89) verbundene erste Ausgangswelle (83), im zweiten Schaltbereich über die mit einem Sonnenrad (90) verbundene zweite Ausgangswelle (84), im dritten Schaltbereich über die mit dem gemeinsamen Steg (88) verbundene dritte Ausgangswelle (85; 85a; 85i) und in einem möglichen vierten Schaltbereich über die mit dem Sonnenrad (90) verbundene zweite Ausgangswelle (84) übertragen wird, und dass die Steuer- Einrichtung so ausgelegt ist, dass bei erreichtem Synchronlauf der Kupplungsglieder der neuen Kupplung diese geschlossen wird, und dass die alte Kupplung erst nach Schließen der neuen Kupplung öffnet, wobei der Synchronlauf aus einem Drehzahlvergleich bestimmter Getriebeglieder ermittelt wird.

2. Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Summierungsplanetengetriebe (704, Fig. 2; 3; 9) aus zwei Planetengetriebe-Einheiten (45, 143, 144 und 88, 145, 89, 86, 87) besteht und beide Planetengetriebe-Einheiten eine gemeinsame Stegwelle (88, 143) besitzen, auf der alle Planetenräder (143', 86, 87) gelagert sind, wobei die erste Planetengetriebe-Einheit (45, 143, 144) eine Planetengetriebestufe mit einem Sonnenrad (45) und einem Hohlrad (144) ausgebildet ist und die zweite Planetengetriebe-Einheit zwei Hohlräder (145, 89), ein Sonnenrad (90) und ineinandergreifende erste und zweite Planetenräder (86 und 87) besitzt, wobei die erste Eingangswelle (11) mit dem Hohlrad (144) der ersten Planetengetriebe-Einheit und dem Hohlrad (145) der zweiten Planetengetriebe-Einheit verbunden ist, die zweite Eingangswelle (12) mit dem Sonnenrad (45) der ersten Planetengetriebe-Einheit gekoppelt ist, dass die erste Ausgangswelle (83) mit dem zweiten Hohlrad (89), die zweite Welle (84) mit dem Sonnenrad (90) der zweiten Planetengetriebe- Einheit, die dritte Ausgangswelle (85) mit der Stegwelle (88) der zweiten Planetengetriebe-Einheit sowie der Stegwelle (143) der ersten Planetengetriebe-Einheit ständig verbunden ist und wobei die im Summierungsplanetengetriebe aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung im ersten Schaltbereich über die mit dem zweiten Hohlrad (89) der zweiten Planetengetriebe-Einheit verbundene erste Ausgangswelle (83), im zweiten Schaltbereich über die mit dem Sonnenrad (90) der zweiten Planetengetriebe-Einheit verbundenen zweiten Ausgangswelle (84), im dritten Schaltbereich über die mit der Stegwelle (88) der zweiten und der Stegwelle (143) der ersten Planetengetriebe-Einheit verbundenen dritten Welle (85) und für einen möglichen vierten Schaltbereich über die mit dem Sonnenrad (90) verbundenen zweiten Ausgangswelle (84) übertragen und zur Abtriebswelle (2) geleitet wird, und dass die Steuer-Einrichtung so ausgelegt ist, dass bei erreichtem Synchronlauf der Kupplungsglieder der neuen Kupplung diese geschlossen wird, und dass die alte Kupplung erst nach Schließen der neuen Kupplung öffnet, wobei der Synchronlauf aus einem Drehzahlvergleich bestimmter Getriebeglieder ermittelt wird.

3. Getriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Summierungsplanetengetriebe (404; 704) fünfwellig ausgebildet ist und zwei Eingangswellen (11 und 12) und drei Ausgangswellen (83, 84 und 85) besitzt, dass die erste und zweite Ausgangswelle (83 bzw. 84) des Summierungsplanetengetriebes bei geschalteter erster bzw. zweiter Bereichskupplung (91 bzw. 92) über ein zugeordnetes, als Vorgelege-Getriebe ausgebildetes Getriebe (506, Fig. 12) in Triebverbindung stehen, wobei die erste Ausgangswelle (83) beim Schalten des ersten Schaltbereiches während dem Schließen der Kupplung (K1) die Drehzahl Null besitzt und dass im Anfahrbereich bei Fahrgeschwindigkeit Null die mit der zweiten Hydrostat-Einheit (B) verbundene Eingangswelle (12) des Summierungsplanetengetriebes gegenüber der mit der Antriebswelle (1) verbundenen ersten Eingangswelle (11) des Summierungsplanetengetriebes gegensinnige Drehrichtung aufweist, und dass die Steuer-Einrichtung so ausgelegt ist, dass bei erreichtem Synchronlauf der Kupplungsglieder der neuen Kupplung diese geschlossen wird, und dass die alte Kupplung erst nach Schließen der neuen Kupplung öffnet, wobei der Synchronlauf aus einem Drehzahlvergleich bestimmter Getriebeglieder ermittelt wird.

4. Getriebe nach Anspruch 1 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die im Summierungsplanetengetriebe (404; 704) aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung im ersten und im zweiten Schaltbereich über jeweils eine der beiden Ausgangswellen (83 und 84) über ein zugeordnetes Übersetzungsgetriebe (6; 206; 306; 406; 506; 606) fließt und im dritten Schaltbereich die dritte Ausgangswelle (85) direkt mit der Abtriebswelle (2) verbunden ist und in einem möglichen vierten Schaltbereich die zweite Ausgangswelle (84) ebenfalls mit der Abtriebswelle (2) direkt gekoppelt ist, wobei die zweite Ausgangswelle für die Leistungsübertragung im zweiten und vierten Schaltbereich dient.

5. Getriebe nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn­ zeichnet, dass für Rückwärtsfahrt die im Summierungsplanetengetriebe aufsummierte Leistung über wenigstens eine der Ausgangswellen (83 oder 84) auf ein zugeordnetes Planetengetriebe-Element (68, 69, 72 Fig. 13; 1; 4 bzw. 32, 33, 34 Fig. 10; 11) des zugeordneten Planetengetriebes (206; 306; 406; 606) übertragen wird, wobei die Stegwelle (68, 33; 28) eines Planetengetriebes über eine Kupplung bzw. Bremse (67) mit dem Gehäuse verbunden oder verbindbar ist oder dass die im Summierungsplanetengetriebe aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung über eine der Ausgangswellen(83 oder 84) über ein als Stirnradstufen ausgebildetes Getriebe (506 Fig. 12) mit einem drehrichtungs-umkehrenden Zwischenrad (174) übertragen wird, wobei das Getriebe (406) eine Vorwärtskupplung (175) und eine Rückwärtskupplung (176) enthält.

6. Getriebe nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn­ zeichnet, dass das dem Summierungsplanetengetriebe (404; 704) zugeordnete Übersetzungsgetriebe (6; 206; 306; 406; 606) als Planetengetriebe ausgebildet und koaxial zum Summierungsplanetengetriebe angeordnet ist.

7. Getriebe nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass das zugeordnete Vorgelegegetriebe (506) eine Wendestufe (172, 174) enthält mittels dieser wenigstens ein hydrostatisch- mechanischer Rückwärtsbereich schaltbar ist.

8. Getriebe nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Schaltkupplungen als formschlüssige Kupplungen ausgelegt sind.

9. Getriebe nach einem der vorgenannten Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die alte Kupplung erst nach geschlossener neuer Kupplung geöffnet wird, wobei innerhalb der Schaltphase vor Öffnen der alten Kupplung der Hydrostat zurückgeregelt wird.

10. Getriebe nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüche dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Hydrostat innerhalb der Schaltphase vor Öffnen der alten Kupplung so weit zurückgeregelt wird, bis im neuen Bereich eine Hydrostat-Belastung bzw. ein Hydrostat- Drehmoment auftritt, das dem Lastzustand des Hydrostaten im neuen Schaltbereich entspricht.