DE102013220167A1 - Transmission device of a vehicle with a summation gear - Google Patents

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Erwin Baur
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Abstract

Es wird eine Getriebevorrichtung (2) eines Fahrzeuges mit einem Summiergetriebe (10), das im Bereich einer ersten Welle (12) mit einer Getriebeeingangswelle (6), im Bereich einer zweiten Welle (13) mit einem Variator (3) und im Bereich einer dritten Welle (15) mit einem Schaltgetriebebereich (18) in Wirkverbindung steht, beschrieben. Im Schaltgetriebebereich (18) sind wenigstens zwei über Schaltelemente (22 bis 24) zu- und abschaltbare Übersetzungsbereiche für Vorwärtsfahrt darstellbar, deren Übersetzung jeweils durch Verstellen einer Übersetzung des Variators (3) stufenlos variierbar ist. Die dritte Welle (15) des Summiergetriebes (10) ist über die Schaltelemente (22 bis 24) mit der Getriebeausgangswelle (27) in Wirkverbindung bringbar. Der Variator (3) ist getriebeeingangsseitig mit der Getriebeeingangswelle (6) gekoppelt. Zusätzlich ist eine Abtriebswelle (33) vorgesehen, über die Drehmoment von der Getriebeeingangswelle (6) weiterleitbar ist. Erfindungsgemäß ist die mit dem Schaltgetriebebereich (18) verbundene dritte Welle (15) des Summiergetriebes (10) über eines der Schaltelemente (23) direkt mit der Getriebeausgangswelle (27) verbindbar.It is a transmission device (2) of a vehicle with a summation gear (10) in the region of a first shaft (12) with a transmission input shaft (6), in the region of a second shaft (13) with a variator (3) and in the region of third shaft (15) with a gearbox portion (18) is operatively described. In the gearbox range (18) are at least two via switching elements (22 to 24) switched on and off translation ranges for forward drive representable, the translation of each by adjusting a ratio of the variator (3) is infinitely variable. The third shaft (15) of the summation gear (10) via the switching elements (22 to 24) with the transmission output shaft (27) can be brought into operative connection. The variator (3) is coupled to the transmission input shaft (6) on the input side. In addition, an output shaft (33) is provided, via which torque from the transmission input shaft (6) can be forwarded. According to the invention, the third shaft (15) of the summing gear (10) connected to the gearbox portion (18) can be directly connected to the gearbox output shaft (27) via one of the shifting elements (23).

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebevorrichtung eines Fahrzeuges mit einem Summiergetriebe gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art. The invention relates to a transmission device of a vehicle with a summing gear according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art.

Ein Fahrzeugantriebsstrang, vorzugweise ein Antriebsstrang eines Traktors, mit einem stufenlosen Leistungsverzweigungsgetriebe mit primärer Kopplung eines Variators an eine Antriebsmaschine ist aus der DE 10 2010 029 865 A1 bekannt. Eine Motorausgangswelle der Antriebsmaschine treibt im Zugbetrieb eine Getriebeeingangswelle an, die über eine als Stirnradverzahnung ausgeführte Getriebeeinheit mit einer ersten Welle des Variators in Wirkverbindung steht. Zusätzlich steht die Getriebeeingangswelle über eine ebenfalls als Stirnradverzahnung ausgeführte zweite Getriebeeinheit mit einer Summierplanetengetriebeeinrichtung in Wirkverbindung. Eine zweite Welle des Variators ist drehfest mit einer ersten Welle der Summierplanetengetriebeeinrichtung verbunden. Die Getriebeeingangswelle ist über die zweite Getriebeeinheit mit einer zweiten Welle der Summierplanetengetriebeeinrichtung wirkverbunden. Im Bereich einer dritten Welle ist die Summierplanetengetriebeeinrichtung mit einer Schaltgetriebeeinrichtung verbunden. A vehicle drive train, preferably a drive train of a tractor, with a continuously variable power split transmission with primary coupling of a variator to a prime mover is from the DE 10 2010 029 865 A1 known. An engine output shaft of the prime mover drives in train operation on a transmission input shaft, which is operatively connected via a gear designed as a spur gear unit with a first shaft of the variator. In addition, the transmission input shaft is operatively connected to a summing planetary gear device via a second gear unit likewise designed as a spur gear toothing. A second shaft of the variator is rotatably connected to a first shaft of the Summierplanetengetriebeeinrichtung. The transmission input shaft is operatively connected via the second transmission unit with a second shaft of the Summierplanetengetriebeeinrichtung. In the area of a third shaft, the summation planetary gear device is connected to a gearbox device.

Im Bereich der Schaltgetriebeeinrichtung sind über Schaltelemente zu- und abschaltbare Übersetzungsbereiche für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt darstellbar, deren Übersetzung jeweils durch Verstellen einer Übersetzung des Variators stufenlos variierbar ist. Die dritte Welle der Summierplanetengetriebeeinrichtung ist über die Schaltelemente mit einer Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung bringbar. In the area of the gearbox device, gear ratio ranges for forward and reverse travel, which can be switched on and off via shift elements, can be represented, whose ratio can be varied continuously by adjusting a ratio of the variator. The third wave of the Summierplanetengetriebeeinrichtung can be brought via the switching elements with a transmission output shaft in operative connection.

Zur Darstellung der Übersetzungsbereiche für Vorwärts- und Rückwärtsfahrt umfasst die Schaltgetriebeeinrichtung drei Losräder, wovon eines auf der dritten Welle der Summierplanetengetriebeeinrichtung und zwei weitere auf einer koaxial zur dritten Welle angeordneten weiteren Welle der Schaltgetriebeeinrichtung angeordnet sind. Die Losräder stehen mit Festrädern einer Vorgelegewelle der Schaltgetriebeeinrichtung in Wirkverbindung, die gleichzeitig die Getriebeausgangswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes darstellt. Der Fahrzeugantriebsstrang ist als sogenannter In-line-Antriebsstrang ausgeführt, bei dem eine Antriebswelle bzw. die Getriebeeingangswelle und eine Abtriebswelle bzw. die Getriebeausgangswelle eines Getriebes koaxial zueinander angeordnet sind und in einem Getriebegehäuse in einem gemeinsamen Achsstich lagerbar sind. To illustrate the transmission ranges for forward and reverse travel, the transmission device comprises three idler gears, one of which is arranged on the third shaft of the Summierplanetengetriebeeinrichtung and two more disposed on a coaxial to the third shaft further shaft of the transmission device. The idler gears are connected to fixed gears of a countershaft of the transmission device in operative connection, which also represents the transmission output shaft of the power split transmission. The vehicle drive train is designed as a so-called in-line drive train, in which a drive shaft or the transmission input shaft and an output shaft or the transmission output shaft of a transmission are arranged coaxially to one another and can be stored in a gear housing in a common Achsstich.

Ist der Fahrzeugantriebsstrang im Bereich des Leistungsverzweigungsgetriebes mit einer weiteren Abtriebswelle bzw. einer sogenannten PTO-Welle (Powertake-off) ausgeführt, um Nebenverbraucher eines mit dem Leistungsverzweigungsgetriebe ausgeführten Traktors ausgehend von der Antriebsmaschine mit Drehmoment versorgen zu können, wird die zusätzliche Abtriebswelle über die Getriebeeinheit zwischen der Getriebeeingangswelle und der zweiten Welle der Summierplanetengetriebeeinrichtung beispielsweise über ein weiteres Stirnrad an die Getriebeeingangswelle angekoppelt. Die zusätzliche Abtriebswelle bzw. die PTO-Welle ist dann parallel zur dritten Welle der Summierplanetengetriebeeinrichtung und der Vorgelegewelle der Schaltgetriebeeinrichtung auf einem weiteren Achsstich verlaufend vorgesehen, wodurch das Leistungsverzweigungsgetriebe bzw. der Fahrzeugantriebsstrang in unerwünschtem Umfang in radialer Richtung durch einen großen Bauraumbedarf gekennzeichnet ist. Zusätzlich weist das Leistungsverzweigungsgetriebe aufgrund der zur Darstellung der verschiedenen Übersetzungsbereiche vorgesehenen Zahnradpaarungen nur bedingt einen guten Wirkungsgrad auf, was ebenfalls unerwünscht ist. If the vehicle drive train in the region of the power split transmission with a further output shaft or a so-called PTO shaft (Powertake-off) designed to be able to supply auxiliary consumers of a running with the power split transmission tractor from the prime mover with torque, the additional output shaft via the gear unit between the transmission input shaft and the second shaft of the Summierplanetengetriebeeinrichtung coupled for example via a further spur gear to the transmission input shaft. The additional output shaft or the PTO shaft is then provided running parallel to the third wave of the Summierplanetengetriebeeinrichtung and the countershaft of the transmission device on a further Achsstich, whereby the power split transmission or the vehicle drive train is characterized to an undesirable extent in the radial direction by a large space requirement. In addition, the power split transmission due to the provided for displaying the various gear ratios gear pairings only limited good efficiency, which is also undesirable.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine bauraumgünstige Getriebevorrichtung zur Verfügung zu stellen, die mit einem guten Wirkungsgrad betreibbar ist. The present invention is therefore an object of the invention to provide a space-saving transmission device available that can be operated with good efficiency.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Getriebevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. According to the invention this object is achieved with a transmission device having the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung eines Fahrzeuges umfasst ein Summiergetriebe, das im Bereich einer ersten Welle mit einer Getriebeeingangswelle, im Bereich einer zweiten Welle mit einem Variator und im Bereich einer dritten Welle mit einem Schaltgetriebebereich in Wirkverbindung steht. Im Schaltgetriebebereich sind wenigstens zwei über Schaltelemente zu- und abschaltbare Übersetzungsbereiche für Vorwärtsfahrt darstellbar, deren Übersetzung jeweils durch Verstellen einer Übersetzung des Variators stufenlos variierbar ist. Die dritte Welle des Summiergetriebes ist über die Schaltelemente mit einer Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung bringbar. Der Variator ist getriebeeingangsseitig mit der Getriebeeingangswelle gekoppelt. Zusätzlich ist eine Abtriebswelle vorgesehen, über die Drehmoment von der Getriebeeingangswelle weiterleitbar ist. The transmission device according to the invention of a vehicle comprises a summing gear, which is in the region of a first shaft with a transmission input shaft, in the region of a second shaft with a variator and in the region of a third shaft with a gearbox range in operative connection. In the manual transmission range, at least two transmission ranges for forward travel which can be switched on and off via shift elements can be represented, the ratio of which can be continuously varied by adjusting a ratio of the variator. The third wave of the summation can be brought via the switching elements with a transmission output shaft in operative connection. The variator is gearbox input side coupled to the transmission input shaft. In addition, an output shaft is provided, via which torque can be forwarded from the transmission input shaft.

Erfindungsgemäß ist die mit dem Schaltgetriebebereich verbundene dritte Welle des Summiergetriebes über eines der Schaltelemente direkt mit der Getriebeausgangswelle verbindbar, womit die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung mit einem sogenannten Direktgang ausgebildet ist, zu dessen Darstellung die Wirkverbindung zwischen dem Summiergetriebe bzw. dessen dritter Welle und der Getriebeausgangswelle der Getriebevorrichtung ohne Zahnradpaarung mit geringen Verlustleistungen herstellbar ist. Damit ist die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung bei eingelegtem Direktgang mit gutem Wirkungsgrad betreibbar, was einen maßgeblichen Einfluss auf die Effizienz des Gesamtfahrzeugsystems hat. According to the invention, the third shaft of the summing gear connected to the gearshift range can be connected directly to the transmission output shaft via one of the shifting elements, whereby the transmission device according to the invention is designed with a so-called direct gear, for the representation of which the operative connection between the summing gear or its third shaft and the transmission output shaft of the gear device without gear pairing with low power losses can be produced. Thus, the transmission device according to the invention is operable with a direct drive with good efficiency, which has a significant impact on the efficiency of the overall vehicle system.

Grundsätzlich wird durch jede Verzahnung im Bereich einer Getriebevorrichtung der Wirkungsgrad einer Getriebevorrichtung reduziert. Da bei der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung zur Darstellung einer der Übersetzungsbereiche für Vorwärtsfahrt im Vergleich zu dem aus dem Stand der Technik bekannten Leistungsverzweigungsgetriebe eine Zahnradpaarung eingespart wird, ist der Wirkungsgrad des Gesamtfahrzeugsystems, das mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgebildet ist, bei eingelegtem Direktgang auf bauraumgünstige Art und Weise verbessert. In principle, the degree of efficiency of a transmission device is reduced by each toothing in the region of a transmission device. Since a gear pairing is saved in the transmission device according to the invention for displaying one of the transmission ranges for forward travel compared to the power split transmission known from the prior art, the efficiency of the entire vehicle system, which is formed with the transmission device according to the invention, in a space-saving manner with a direct gear engaged improved.

Die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung stellt eine Getriebebaugruppe dar, deren Aufbau durch einfache Bauteile gekennzeichnet und mit einer geringen Komponentenanzahl sowie einem kleinen Bauraumbedarf ausgeführt ist. Die Getriebevorrichtung ist vorzugsweise für Leistungsbereiche kleiner 80 KW für den Einsatz in Traktoren und anderen Arbeitsgeräten besonders geeignet, da dort nur besonders bauraumgünstige und vorzugsweise mit gutem Wirkungsgrad betreibbare Getriebevorrichtungen in den lediglich begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraum einbaubar sind. The transmission device according to the invention represents a transmission assembly whose structure is characterized by simple components and designed with a small number of components and a small space requirement. The transmission device is preferably particularly suitable for use in tractors and other equipment for power ranges smaller than 80 KW, since there are only particularly space-saving and preferably operable with good efficiency gear devices in the limited available space can be installed.

Dabei ist die Wirkungsgradverbesserung durch die Ausführung der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung mit einem Direktgang besonders dann von Vorteil, wenn der Direktgang zur Darstellung eines Hauptarbeitsbereiches eines mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgeführten Fahrzeuges in der Getriebevorrichtung eingelegt ist. The improvement in efficiency by the embodiment of the transmission device according to the invention with a direct gear is particularly advantageous when the direct gear for displaying a main work area of a running with the transmission device according to the invention vehicle is inserted in the transmission device.

Bei einer konstruktiv einfachen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung weist der Schaltgetriebebereich eine parallel zur dritten Welle des Summiergetriebes und der Getriebeausgangswelle angeordnete Vorgelegewelle auf, auf der jeweils Zahnräder angeordnet sind, die mit auf der dritten Welle und der Getriebeausgangswelle vorgesehenen Zahnrädern kämmen. In a structurally simple embodiment of the transmission device according to the invention, the gearbox portion has a parallel to the third shaft of the summation and the transmission output shaft arranged countershaft, on each of which gears are arranged, which mesh with provided on the third shaft and the transmission output shaft gears.

Ist die Vorgelegewelle als Hohlwelle ausgebildet und drehend auf der Abtriebswelle angeordnet, weist die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung in radialer Richtung einen geringen Bauraumbedarf auf. If the countershaft is designed as a hollow shaft and arranged rotatably on the output shaft, the transmission device according to the invention has a small space requirement in the radial direction.

Bei einer weiteren bauraumgünstigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ist die Getriebeeingangswelle koaxial zur Abtriebswelle und zur Vorgelegewelle angeordnet. In a further space-saving embodiment of the transmission device according to the invention, the transmission input shaft is arranged coaxially to the output shaft and the countershaft.

Ist der Variator koaxial zur Getriebeausgangswelle und der dritten Welle des Summiergetriebes vorgesehen, ist die Getriebevorrichtung in radialer Richtung ebenfalls mit einem geringen Bauraumbedarf ausgeführt. If the variator is provided coaxially to the transmission output shaft and the third shaft of the summation gear, the transmission device is also designed in the radial direction with a small space requirement.

Wechsel zwischen den Übersetzungsbereichen sind vorteilhafterweise dann bei Vorliegen einer Differenzdrehzahl im Bereich des Schaltelementes, über das die dritte Welle des Summiergetriebes direkt mit der Getriebeausgangswelle koppelbar ist, durchführbar, wenn dieses Schaltelement als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist. Change between the transmission ranges are advantageously then in the presence of a differential speed in the range of the switching element over which the third wave of the summing can be coupled directly to the transmission output shaft, feasible if this switching element is designed as a frictional switching element.

Die Übersetzungsbereiche sind in der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung dann auf bauraumgünstige Art und Weise und mit geringem Betätigungsaufwand darstellbar, wenn zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der dritten Welle und der Vorgelegewelle ein auf der dritten Welle oder der Vorgelegewelle drehbar angeordnetes Losrad, das mit einem Festrad der Vorgelegewelle oder der dritten Welle kämmt, über eines der Schaltelemente mit der dritten Welle des Summiergetriebes oder mit der Vorgelegewelle verbindbar ist, während wenigstens ein auf der Vorgelegewelle oder der Getriebeausgangswelle drehbar angeordnetes Losrad, das mit einem Festrad der Getriebeausgangswelle oder der Vorgelegewelle kämmt, zur Herstellung eines Kraftflusses zwischen der Vorgelegewelle und der Getriebeausgangswelle über eines der Schaltelemente mit der Vorgelegewelle oder der Getriebeausgangswelle drehfest verbindbar ist. The translation areas are in the transmission device according to the invention then in a space-saving manner and with little operating effort represented when for producing a power flow between the third shaft and the countershaft rotatably mounted on the third shaft or countershaft idler gear, with a fixed gear of the countershaft or the third shaft meshes, via one of the switching elements with the third shaft of the summation or with the countershaft is connected, while at least one on the countershaft or the transmission output shaft rotatably mounted idler gear which meshes with a fixed gear of the transmission output shaft or countershaft, for producing a power flow between the countershaft and the transmission output shaft via one of the switching elements with the countershaft or the transmission output shaft is rotatably connected.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ist das zum Herstellen des Kraftflusses zwischen der Vorgelegewelle und der Getriebeausgangswelle vorgesehene Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, das im Vergleich zu einem reibschlüssigen Schaltelement konstruktiv einfacher ausgeführt ist, einen geringeren Bauraumbedarf aufweist und mit einem höheren Wirkungsgrad betreibbar ist. In a further advantageous embodiment of the transmission device according to the invention provided for producing the power flow between the countershaft and the transmission output shaft switching element is designed as a form-locking switching element, which is structurally simpler compared to a frictional switching element, has a smaller space requirement and can be operated with a higher efficiency ,

Ist über das zum Herstellen des Kraftflusses zwischen der Vorgelegewelle und der Getriebeausgangswelle vorgesehene Schaltelement bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung in einer ersten Schaltstellung ein erstes Losrad und in einer zweiten Schaltstellung ein weiteres Losrad mit der Vorgelegewelle oder der Getriebeausgangswelle drehfest verbindbar, die mit einem Festrad der Vorgelegewelle oder der Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung stehen, während in einer dritten Schaltstellung des Schaltelementes sowohl das eine Losrad als auch das andere Losrad drehbar auf der Vorgelegewelle oder auf der Getriebeausgangswelle angeordnet sind, ist die erfindungsgemäße Getriebevorrichtung bei in der Getriebevorrichtung eingelegtem Direktgang mit hohem Wirkungsgrad betreibbar, da in der dritten Schaltstellung des Schaltelementes alle Abtriebsräder der über das Schaltelement zuschaltbaren Übersetzungsbereiche vom Abtrieb bzw. der Getriebeausgangswelle abgekoppelt sind und Schleppmomente auf konstruktiv einfache Art und Weise reduziert sind. Is about the provided for producing the power flow between the countershaft and the transmission output shaft switching element in a further advantageous embodiment of the transmission device according to the invention in a first shift position, a first idler gear and in a second switching position another idler gear rotatably connected to the countershaft or the transmission output shaft connected to a Fixed gear of the countershaft or the transmission output shaft are operatively connected, while in a third switching position of the switching element both a loose wheel and the other idler gear are rotatably mounted on the countershaft or on the transmission output shaft, the transmission device according to the invention is inserted in the transmission device Direct gear operable with high efficiency, since in the third switching position of the switching element all output gears of the switchable via the switching element gear ratios are decoupled from the output or the transmission output shaft and drag torques are reduced in a structurally simple manner.

Um ein mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgeführtes Fahrzeug sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsfahrtrichtung betreiben zu können, ist über das zum Herstellen des Kraftflusses zwischen der Vorgelegewelle und der Getriebeausgangswelle vorgesehene Schaltelement bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Getriebevorrichtung in der ersten Schaltstellung ein Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt und in der zweiten Schaltstellung ein Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt einlegbar, wenn über das weitere Schaltelement der Kraftfluss zwischen der dritten Welle des Summiergetriebes und der Vorgelegewelle hergestellt ist. In order to be able to operate a vehicle embodied with the transmission device according to the invention in both the forward and reverse directions, a transmission range for forward travel is provided via the switching element provided for producing the power flow between the countershaft and the transmission output shaft in a further advantageous embodiment of the transmission device in the first shift position and in the second shift position, a transmission range for reverse driving inserted when the power flow between the third shaft of the summation and the countershaft is made on the other switching element.

Ein Wirkungsgrad eines Gesamtfahrzeugsystems bzw. eines Traktors ist auf einfache Art und Weise dann hoch, wenn bei direkt mit der Getriebeausgangswelle verbundener dritter Welle des Summiergetriebes ein erster Übersetzungsbereich für untere Fahrgeschwindigkeiten in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges eingelegt ist. An efficiency of an entire vehicle system or a tractor is in a simple way then high, when directly connected to the transmission output shaft third shaft of the summation gear, a first transmission range for lower speeds in the forward direction of travel of the vehicle is inserted.

Ist bei über die Schaltelemente hergestelltem Kraftfluss zwischen der dritten Welle und der Vorgelegewelle und gleichzeitig bestehendem Kraftfluss zwischen der Vorgelegewelle und der Getriebeausgangswelle in der ersten Schaltstellung des einen Schaltelementes ein zweiter Übersetzungsbereich für obere Fahrgeschwindigkeiten in Vorwärtsfahrtrichtung eingelegt, ist ein mit der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgeführtes Fahrzeug während eines Transportbetriebes, der einen geringeren Zeitanteil einer Gesamtbetriebsdauer eines Traktors darstellt als ein Betriebsmodus mit niedrigeren Fahrgeschwindigkeiten, während dem beispielsweise Pflegearbeiten, wie Mähen, Zetten und dergleichen, durchgeführt werden, mit niedrigerem Wirkungsgrad als bei eingelegtem Direktgang betreibbar. If a second transmission range for upper travel speeds in the forward direction of travel is engaged in the power shift between the third shaft and the countershaft and simultaneously existing power flow between the countershaft and the transmission output shaft in the first shift position of the one shift element, a vehicle executed with the transmission device according to the invention is engaged during the power flow produced via the shift elements a transportation operation that represents a lesser proportion of time of overall operation of a tractor than a lower-speed operation mode during which, for example, caring operations such as mowing, tedding, and the like are performed with lower efficiency than when a direct gear is engaged.

Sowohl die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale als auch die im nachfolgenden Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung angegebenen Merkmale sind jeweils für sich alleine oder in beliebiger Kombination miteinander geeignet, den erfindungsgemäßen Gegenstand weiterzubilden. Die jeweiligen Merkmalskombinationen stellen hinsichtlich der Weiterbildung des Gegenstandes nach der Erfindung keine Einschränkung dar, sondern weisen im Wesentlichen lediglich beispielhaften Charakter auf. Both the features specified in the claims and the features specified in the following embodiment of the transmission device according to the invention are each suitable alone or in any combination with each other to further develop the subject invention. The respective feature combinations represent no limitation with respect to the development of the subject matter according to the invention, but essentially have only an exemplary character.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel. Further advantages and advantageous developments of the invention will become apparent from the claims and the embodiment described in principle with reference to the drawings.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine stark schematisierte Darstellung eines mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebevorrichtung ausgebildeten Fahrzeugantriebsstranges. The sole figure of the drawing shows a highly schematic representation of a formed with a preferred embodiment of the transmission device according to the invention vehicle drive train.

Ein Fahrzeugantriebsstrang 1, vorzugsweise ein Antriebsstrang eines sogenannten Schmalspurtraktors, mit einer Getriebevorrichtung 2 ist in 1 dargestellt. Die Getriebevorrichtung 2 stellt ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe mit primärer Kopplung eines Variators 3 an eine Antriebsmaschine 4, die vorliegend als Brennkraftmaschine ausgeführt ist, dar. A vehicle powertrain 1 , preferably a drive train of a so-called narrow-track tractor, with a transmission device 2 is in 1 shown. The transmission device 2 provides a continuously variable power split transmission with primary coupling of a variator 3 to a prime mover 4 , which is embodied here as an internal combustion engine, is.

Im Zugbetrieb treibt eine Motorausgangswelle 5 der Antriebsmaschine 4 eine Getriebeeingangswelle 6 an, die über eine als Stirnradverzahnung ausgeführte Getriebeeinheit 7 mit einer ersten Welle des Variators 3 in Wirkverbindung steht. Zusätzlich steht die Getriebeeingangswelle 6 über eine ebenfalls als Stirnradverzahnung ausgeführte zweite Getriebeeinheit 9 mit einem Summiergetriebe 10 in Wirkverbindung, das als Einfachplanetengetriebe ausgebildet ist. In train operation drives an engine output shaft 5 the prime mover 4 a transmission input shaft 6 on, via a gear designed as a spur gear unit 7 with a first shaft of the variator 3 is in active connection. In addition, there is the transmission input shaft 6 via a likewise designed as a spur gear toothing second gear unit 9 with a summing gear 10 in operative connection, which is designed as a simple planetary gear.

Eine zweite Welle 11 des Variators 3 ist drehfest mit einer ersten Welle 12 des Summiergetriebes 10 verbunden, die vorliegend das Sonnenrad des Summiergetriebes 10 ist. Die Getriebeeingangswelle 6 ist über die zweite Getriebeeinheit 9 mit einer zweiten Welle 13 des Summiergetriebes 10 wirkverbunden, die den Planetenträger darstellt, auf dem Planetenräder 14 drehbar angeordnet sind. Die Planetenräder 14 kämmen vorliegend sowohl mit dem Sonnenrad 12 als auch mit einer als Hohlrad ausgeführten dritten Welle 15 des Summiergetriebes 10, die einstückig mit einer Welle 16 einer zwischen dem Summiergetriebe 10 und einem Abtrieb 17 des Fahrzeugantriebsstranges 1 angeordneten Schaltgetriebebereich 18 verbunden ist. A second wave 11 of the variator 3 is non-rotatable with a first shaft 12 of the summation gear 10 connected, in the present case, the sun gear of the summation 10 is. The transmission input shaft 6 is about the second gear unit 9 with a second wave 13 of the summation gear 10 operatively connected, which represents the planet carrier, on the planet wheels 14 are rotatably arranged. The planet wheels 14 combing present with both the sun gear 12 as well as with a ring gear designed as a third wave 15 of the summation gear 10 that is integral with a shaft 16 one between the summation gear 10 and a downforce 17 of the vehicle drive train 1 arranged transmission area 18 connected is.

Auf der Welle 16 des Schaltgetriebebereiches 18 bzw. der dritten Welle 15 des Summiergetriebes 10 ist ein Losrad 19 drehbar angeordnet, das über ein erstes reibschlüssiges Schaltelement 22 drehfest mit der Welle 16 verbindbar ist. Das Losrad 19 kämmt mit einem Festrad 25 einer Vorgelegewelle 31 des Schaltgetriebebereiches 18, die vorliegend koaxial zur Getriebeeingangswelle 6 angeordnet ist. Zusätzlich ist die Vorgelegewelle 31 als Hohlwelle ausgebildet und drehend auf einer drehfest mit der Getriebeeingangswelle 6 verbundenen Abtriebswelle 33 bzw. einer PTO-Welle angeordnet, über die Drehmoment von der Getriebeeingangswelle 6 in Richtung von Nebenverbrauchern eines mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführten Traktors oder eines anderen Arbeitsgerätes weiterleitbar ist. On the wave 16 of the gearbox range 18 or the third wave 15 of the summation gear 10 is a loose wheel 19 rotatably arranged, via a first frictional switching element 22 rotatably with the shaft 16 is connectable. The idler wheel 19 combs with a fixed wheel 25 a countershaft 31 of the gearbox range 18 , Which in this case coaxial with the transmission input shaft 6 is arranged. In addition, the countershaft is 31 designed as a hollow shaft and rotating on a rotationally fixed to the transmission input shaft 6 connected output shaft 33 or a PTO shaft arranged over the Torque from the transmission input shaft 6 in the direction of auxiliary consumers one with the vehicle powertrain 1 exported tractor or another implement is forwarded.

Auf einer koaxial zur Welle 16 und neben der Welle 16 vorgesehenen Getriebeausgangswelle 27 des Schaltgetriebebereiches 18 sind zwei weitere Losräder 20 und 21 drehbar angeordnet, die über ein formschlüssiges Schaltelement 24, das vorliegend als Synchronisierung ausgeführt ist und in Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles auch als reines Klauenschaltelement ausgeführt sein kann, drehfest mit der Getriebeausgangswelle 27 des Schaltgetriebebereiches 18 koppelbar sind. Die Getriebeausgangswelle 27 ist über ein zweites reibschlüssiges Schaltelement 23 drehfest mit der Welle 16 des Schaltgetriebebereiches 18 bzw. der dritten Welle 15 des Summergetriebes 10 verbindbar, wobei die reibschlüssigen Schaltelemente 22 und 23 vorliegend einen gemeinsamen Außenlamellenträger 32 aufweisen. On a coaxial to the shaft 16 and next to the wave 16 provided transmission output shaft 27 of the gearbox range 18 are two more loose wheels 20 and 21 rotatably arranged, which via a positive switching element 24 , which in the present case is designed as a synchronization and can be designed as a pure claw switching element, depending on the particular application, non-rotatably with the transmission output shaft 27 of the gearbox range 18 can be coupled. The transmission output shaft 27 is via a second frictional switching element 23 rotatably with the shaft 16 of the gearbox range 18 or the third wave 15 of the buzzer gearbox 10 connectable, wherein the frictional switching elements 22 and 23 in this case, a common outer disk carrier 32 exhibit.

Der Variator 3 ist als Hydrostateinheit in Schrägscheibenbauweise mit einer als Pumpe ausgeführten hydraulischen Verstelleinheit 28A und einer als Motor ausgeführten hydraulischen Konstanteinheit 28B in einer so genannten Back-to-Back-Bauweise ausgebildet, die raumsparend und funktionsgünstig zusammenwirken. In Abhängigkeit des jeweils vorliegenden Anwendungsfalles besteht jedoch auch die Möglichkeit, eine andere geeignete konstruktive Ausführung eines Variators, beispielsweise einen mechanischen Variator, wie einen Umschlingungsvariator, oder einen Elektromotor oder dergleichen, vorzusehen, um im Bereich des Variators 3 eine Übersetzung der Getriebevorrichtung 2 innerhalb eines jeweils gemeinsam mit dem Schaltgetriebebereich 18 darstellbaren Übersetzungsbereiches zwischen einem Maximum und einem Minimum stufenlos zu verändern. The variator 3 is a swashplate type hydrostatic unit with a hydraulic adjustment unit designed as a pump 28A and a hydraulic constant unit designed as a motor 28B designed in a so-called back-to-back construction, which work together in a space-saving and functional way. Depending on the respective application, however, it is also possible to provide another suitable structural design of a variator, for example, a mechanical variator, such as a looping variator, or an electric motor or the like, in the area of the variator 3 a translation of the transmission device 2 within each in common with the transmission area 18 adjustable range of transmission between a maximum and a minimum to steplessly change.

Bei geschlossenem reibschlüssigem Schaltelement 23 und gleichzeitig geöffnetem reibschlüssigem Schaltelement 22 ist in der Getriebevorrichtung 2 ein erster Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt eingelegt, der einen sogenannten Direktgangbereich der Getriebevorrichtung 2 darstellt und der im Leistungsfluss nach dem Summiergetriebe 10 ohne weitere Zahnradpaarung im Schaltgetriebebereich alleine durch Schließen des reibschlüssigen Schaltelementes 23 darstellbar ist. Bei eingelegtem ersten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt in der Getriebevorrichtung 2 ist das formschlüssige Schaltelement 24 in eine sogenannte Neutralschaltstellung überführbar, in der weder das Losrad 20 noch das Losrad 21 über das formschlüssige Schaltelement 24 mit der Getriebeausgangswelle 27 gekoppelt sind. With closed frictional switching element 23 and simultaneously open frictional switching element 22 is in the transmission device 2 a first transmission range for forward drive inserted, the so-called direct gear range of the transmission device 2 represents and in the power flow to the summation 10 without further gear pairing in the gearbox range alone by closing the frictional switching element 23 is representable. When the first gear ratio is engaged for forward drive in the gearbox 2 is the positive switching element 24 in a so-called neutral switching position converted, in which neither the idler gear 20 still the loose wheel 21 over the positive switching element 24 with the transmission output shaft 27 are coupled.

In geöffnetem Betriebszustand des reibschlüssigen Schaltelementes 23 und bei gleichzeitig geschlossenem ersten reibschlüssigen Schaltelement 22 ist in Abhängigkeit einer Schaltstellung des formschlüssigen Schaltelementes 24 entweder ein zweiter Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt oder ein Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt in der Getriebevorrichtung 2 eingelegt. Dabei ist der zweite Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt in der Getriebevorrichtung 2 eingelegt, wenn das Losrad 20, das mit einem Festrad 26 der Vorgelegewelle 31 kämmt, über das formschlüssige Schaltelement 24 mit der Getriebeausgangswelle 27 drehfest verbunden ist. Der Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt wird durch drehfestes Koppeln des Losrades 21 über das formschlüssige Schaltelement 24 mit der Getriebeausgangswelle 27 des Schaltgetriebebereiches 18 eingelegt. Hierfür kämmt das Losrad 21 mit einem Zwischenrad 29, das wiederum mit einem Festrad 30 der Vorgelegewelle 31 in Eingriff steht. In the open operating state of the frictional switching element 23 and at the same time closed first frictional switching element 22 is a function of a switching position of the positive switching element 24 either a second gear range for forward travel or a gear range for reverse drive in the transmission device 2 inserted. In this case, the second transmission range for forward travel in the transmission device 2 inserted when the idler gear 20 that with a fixed wheel 26 the countershaft 31 meshes, via the positive switching element 24 with the transmission output shaft 27 rotatably connected. The transmission range for reverse drive is achieved by non-rotatable coupling of the idler gear 21 over the positive switching element 24 with the transmission output shaft 27 of the gearbox range 18 inserted. For this combs the idler gear 21 with an idler 29 that in turn with a fixed wheel 30 the countershaft 31 engaged.

Eine Drehzahl im Bereich des Abtriebs 17 ist in jedem der Übersetzungsbereiche durch entsprechende Veränderung der Übersetzung der Getriebevorrichtung 2 im Bereich des Variators 3 zwischen einem minimalen und einem maximalen Drehzahlwert verstellbar, wobei hierfür der gesamte Übersetzungsbereich des Variators 3 verwendet wird, um die Hydrostateinheit 3 mit kleinem Fördervolumen und somit geringen Grundverlusten ausführen zu können. Zusätzlich ist die Abtriebsdrehzahl des Variators 3 zwischen einer positiven und auch einer negativen Maximaldrehzahl einstellbar. A speed in the range of the output 17 is in each of the translation ranges by corresponding change in the ratio of the transmission device 2 in the area of the variator 3 adjustable between a minimum and a maximum speed value, in which case the entire transmission range of the variator 3 used to the hydrostatic unit 3 to carry out with a small delivery volume and thus low ground losses. In addition, the output speed of the variator 3 adjustable between a positive and a negative maximum speed.

Um die Drehzahl des Abtriebs 17 in allen Übersetzungsbereichen für Vorwärtsfahrt und Rückwärtsfahrt zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert verändern zu können, sind die Übersetzungen der Getriebeeinheiten 7 und 9 sowie die Standübersetzung des Summiergetriebes 10 entsprechend aufeinander abgestimmt, wobei ein mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführtes Fahrzeug bzw. ein Traktor oder ein anderes Arbeitsgerät, wie ein Rasenmäher oder dergleichen, bei eingelegtem ersten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt oder eingelegtem Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt durch geeignete Ansteuerung des Variators 3 aus dem Fahrzeugstillstand anfahrbar ist oder bei geschlossenem Fahrzeugantriebsstrang 1 auch in den Fahrzeugstillstand überführbar ist. To the speed of the output 17 In all translation ranges for forward drive and reverse drive to be able to change between a minimum value and a maximum value, the translations of the gear units 7 and 9 as well as the state translation of the summation gear 10 matched accordingly, with one with the vehicle powertrain 1 executed vehicle or a tractor or other work equipment, such as a lawnmower or the like, with inserted first gear ratio for forward drive or recessed transmission range for reverse by suitable control of the variator 3 from the vehicle standstill is approached or with the vehicle powertrain closed 1 can also be transferred to the vehicle standstill.

Der erste Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt ist vorliegend für Arbeiten in einem unteren Geschwindigkeitsbereich eines mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführten Fahrzeuges ausgelegt, während bei eingelegtem zweiten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt ein Transportbetrieb mit höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten darstellbar ist. The first forward travel range is present for working in a lower speed range with the vehicle powertrain 1 designed running vehicle, while with inserted second transmission range for forward drive a transport operation with higher vehicle speeds can be displayed.

Dadurch, dass die Schaltelemente 22 und 23 als reibschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind und bei geöffnetem reibschlüssigem Schaltelement 22 über das formschlüssige Schaltelement 24 das Losrad 20 oder das Losrad 21 in lastfreiem Betriebszustand wechselweise drehfest mit der Getriebeausgangswelle 27 verbindbar ist, sind Wechsel zwischen den Übersetzungsbereichen für Vorwärtsfahrt und ein Wechsel vom ersten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt in den Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt zugkraftunterbrechungsfrei durchführbar. Des Weiteren ist ein reibschlüssiges Abbremsen und Beschleunigen eines mit dem Fahrzeugantriebsstrang 1 ausgeführten Fahrzeuges mit einer Fahrtrichtungsumkehr des Fahrzeuges durch den Fahrzeugstillstand hindurch ohne störende Umschaltvorgänge im Fahrzeugstillstand zwischen einem Vorwärtsfahrtbetrieb und einem Rückwärtsfahrtbetrieb bzw. zwischen einem Rückwärtsfahrtbetrieb und einem Vorwärtsfahrtbetrieb darstellbar. As a result, the switching elements 22 and 23 are designed as frictional switching elements and with open frictional switching element 22 over the positive switching element 24 the idler wheel 20 or the idler gear 21 alternately non-rotatable with the transmission output shaft in no-load operation 27 is connectable between the translation ranges for forward travel and a change from the first translation range for forward drive in the translation range for reversing traction interruption-free feasible. Furthermore, a frictional braking and accelerating one with the vehicle driveline 1 executed vehicle with a reversal of the vehicle through the vehicle standstill through without disturbing switching operations in the vehicle standstill between a forward drive operation and a reverse drive operation or between a reverse drive and a forward drive operation represented.

Des Weiteren ist ein Wirkungsgradmaximum der Getriebevorrichtung 2 speziell für eine Anwendung der Getriebevorrichtung 2 in einem Traktor bei eingelegtem ersten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt bei Nenndrehzahl der Antriebsmaschine 4 auf eine bevorzugte Fahrzeuggeschwindigkeit von etwa 5 bis 10 km/h optimal einstellbar. Bei eingelegtem zweiten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt besteht auf einfache Art und Weise die Möglichkeit, das Wirkungsgradmaximum je nach realisierter maximaler Fahrzeuggeschwindigkeit in einem entsprechend bevorzugten Geschwindigkeitsbereich vorzusehen. Furthermore, an efficiency maximum of the transmission device 2 especially for an application of the transmission device 2 in a tractor with inserted first gear ratio for forward drive at rated speed of the prime mover 4 optimally adjustable to a preferred vehicle speed of about 5 to 10 km / h. When the second transmission range for forward travel is engaged, it is possible in a simple manner to provide the maximum efficiency depending on the maximum vehicle speed realized in a correspondingly preferred speed range.

Aufgrund der direkten Ankopplung des Variators 3 bzw. der zweiten Welle 11 des Variators 3 an das Sonnenrad 12 des Summiergetriebes 10 ist die Getriebevorrichtung 2 durch einen geringen radialen Bauraumbedarf gekennzeichnet und auf einfache Art und Weise in einen tunnelartigen Getriebebauraum eines konventionellen Traktors integrierbar und damit besonders für den Einsatz in bestehende Traktorfahrzeugkonzepte geeignet. Due to the direct coupling of the variator 3 or the second wave 11 of the variator 3 to the sun wheel 12 of the summation gear 10 is the transmission device 2 characterized by a small radial space requirement and easily integrated into a tunnel-like gearbox space of a conventional tractor and thus particularly suitable for use in existing tractor vehicle concepts.

Bei der Getriebevorrichtung 2 besteht auf konstruktiv einfache Art und Weise die Möglichkeit, einen Wechsel zwischen den Übersetzungsbereichen durch eine Anpassung der Drehzahl der Antriebsmaschine 4 und/oder durch eine entsprechende Veränderung der Übersetzung im Bereich des Variators 3 zu ermöglichen bzw. zu unterstützen. In the transmission device 2 exists in a structurally simple way, the possibility of changing between the gear ratios by adjusting the speed of the drive machine 4 and / or by a corresponding change in the ratio in the range of the variator 3 to enable or support.

Ist in der Getriebevorrichtung 2 beispielsweise der erste Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt bei geschlossenem reibschlüssigem Schaltelement 23 und gleichzeitig geöffnetem ersten reibschlüssigem Schaltelement 22 eingelegt und liegt eine entsprechende Anforderung zum Einlegen des zweiten Übersetzungsbereiches für Vorwärtsfahrt vor, wird das Losrad 20 über das formschlüssige Schaltelement 24 mit der weiteren Welle 31 drehfest verbunden. Is in the transmission device 2 For example, the first gear range for forward drive with closed frictional switching element 23 and simultaneously opened first frictional switching element 22 is inserted and there is a corresponding request for inserting the second transmission range for forward drive, is the idler gear 20 over the positive switching element 24 with the further wave 31 rotatably connected.

Anschließend besteht beispielsweise die Möglichkeit, zunächst das zweite reibschlüssige Schaltelement 23 in einen Schlupfbetrieb zu überführen, in dem zunächst das im Fahrzeugantriebsstrang 1 geführte Drehmoment über das zweite reibschlüssige Schaltelement 22 weitergeleitet wird. Wiederum anschließend wird die Übertragungsfähigkeit des ersten reibschlüssigen Schaltelementes 22 angehoben, bis über dieses das Drehmoment führbar ist. Subsequently, for example, there is the possibility of initially the second frictional switching element 23 into a slip operation, in which initially in the vehicle driveline 1 guided torque on the second frictional switching element 22 is forwarded. Then again, the transmission capability of the first frictional switching element 22 raised until over this torque is feasible.

Nach der Drehmomentübernahme durch das erste reibschlüssige Schaltelement 22 wird das zweite reibschlüssige Schaltelement 23 vollständig geöffnet und die Differenzdrehzahl im Bereich des ersten reibschlüssigen Schaltelementes 22 durch entsprechende Übersetzungsänderung im Bereich des Variators 3 innerhalb kurzer Betriebszeiten bei gleichzeitig geringer Belastung des Schaltelementes 23 ausgeglichen, wobei das erste reibschlüssige Schaltelement 22 beispielsweise erst im vollständig schlupffreien Betrieb vollständig geschlossen wird. After the torque transfer by the first frictional switching element 22 becomes the second frictional switching element 23 fully open and the differential speed in the range of the first frictional switching element 22 by corresponding translation change in the area of the variator 3 within short operating times with simultaneous low load of the switching element 23 balanced, wherein the first frictional switching element 22 for example, is completely closed only in completely slip-free operation.

Liegt eine entsprechende Anforderung für einen Bereichswechsel ausgehend vom ersten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt in den Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt vor, wird das Losrad 21 über das formschlüssige Schaltelement 24 durch entsprechende Betätigung drehfest mit der Getriebeausgangswelle 27 verbunden und anschließend die vorbeschriebene Lastübernahme ausgehend vom zunächst noch geschlossenen zweiten reibschlüssigen Schaltelement 23 in Richtung des noch geöffneten ersten reibschlüssigen Schaltelementes 22 vorzugsweise in der vorbeschriebenen Art und Weise wie beim Übersetzungswechsel vom ersten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt in Richtung des zweiten Übersetzungsbereiches für Vorwärtsfahrt durchgeführt, wobei das Fahrzeug bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit in Vorwärtsfahrtrichtung zunächst gegen Null abgebremst und anschließend in Rückwärtsfahrtrichtung beschleunigt wird. If there is a corresponding requirement for a range change from the first gear ratio range for forward travel to the reverse gear ratio range, the idler gear becomes 21 over the positive switching element 24 by appropriate actuation against rotation with the transmission output shaft 27 connected and then the above-described load transfer starting from the first still closed second frictional switching element 23 in the direction of the still open first frictional switching element 22 preferably carried out in the manner described above in the ratio change from the first gear range for forward travel in the direction of the second gear range for forward travel, wherein the vehicle is first decelerated to zero at a vehicle speed in the forward direction and then accelerated in the reverse direction.

Um bei eingelegtem ersten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt im Schaltgetriebebereich 18 bzw. im Bereich des ersten reibschlüssigen Schaltelementes 22 Schleppverlustleistungen zu vermeiden, ist das formschlüssige Schaltelement 24 in die Neutralschaltstellung bzw. seine dritte Schaltstellung führbar, in der weder das Losrad 20 noch das Losrad 21 drehfest mit der Getriebeausgangswelle 27 verbunden ist. In der Neutralschaltstellung des formschlüssigen Schaltelementes 24 werden im Bereich des ersten reibschlüssigen Schaltelementes 22 hohe, gegenläufige Differenzdrehzahlen und damit einhergehende Schleppverlustleistungen sowie Lamellentaumeln auf einfache Art und Weise vermieden. With engaged first gear ratio range for forward travel in the manual transmission range 18 or in the region of the first frictional switching element 22 To avoid towing losses, is the form-fitting switching element 24 in the neutral position or its third switching position feasible, in which neither the idler gear 20 still the loose wheel 21 non-rotatably with the transmission output shaft 27 connected is. In the neutral switching position of the positive switching element 24 be in the range of the first frictional switching element 22 high, opposite differential speeds and associated drag power losses and lamellae in a simple manner avoided.

Die Getriebevorrichtung 2 ist bei eingelegtem ersten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt daher mit geringen Verlustleistungen und somit hohem Wirkungsgrad betreibbar. Der wirkungsgradgünstige Betrieb der Getriebevorrichtung 2 wird bei eigelegtem ersten Übersetzungsbereich auch dadurch erzielt, dass im ersten Übersetzungsbereich der Getriebevorrichtung 2 Drehmoment ohne zusätzliche Abtriebsstufe direkt über das zweite reibschlüssige Schaltelement 23 von der dritten Welle 15 des Summiergetriebes 10 auf die Getriebeausgangswelle 27 übertragbar ist. The transmission device 2 is therefore operable with low power losses and thus high efficiency with inserted first gear ratio for forward drive. The low-efficiency operation of the transmission device 2 is achieved in eigelegtem first gear range also characterized in that in the first transmission range of the transmission device 2 Torque without additional output stage directly via the second frictional engagement element 23 from the third wave 15 of the summation gear 10 on the transmission output shaft 27 is transferable.

Bei eingelegtem zweiten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt und bei eingelegtem Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt wird ein Drehmoment von der dritten Welle 15 des Summiergetriebes 10 über das geschlossene reibschlüssige Schaltelement 22 über die einen Zwischengang darstellende Zahnradpaarung zwischen dem Festrad 25 und dem Losrad 19 auf die Vorgelegewelle 31 übertragen. Von dort wird das Drehmoment bei über das formschlüssige Schaltelement 24 drehfest mit der Getriebeausgangswelle 27 verbundenem Losrad 21 weiter in Richtung des Abtriebs 17 geführt. Durch den Zwischengang steigen zwar die Verzahnungsverluste bei eingelegtem zweiten Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt und bei eingelegtem Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt an. Da in diesen Übersetzungsbereichen jedoch jeweils eine geringere Leistung übertragen wird und diese Übersetzungsbereiche im Gesamtkollektiv einen geringen Betriebsanteil aufweisen, wird die im Bereich der Getriebevorrichtung 2 auftretende Verlustleistung durch die konstruktive Ausführung der Getriebevorrichtung 2 über deren Lebensdauer insgesamt verringert. When the second gear ratio for forward travel is engaged and the gear ratio for reverse gear is engaged, a torque is generated by the third shaft 15 of the summation gear 10 over the closed frictional switching element 22 about the intermediate gear pairing between the fixed gear 25 and the idler wheel 19 on the countershaft 31 transfer. From there, the torque at via the positive switching element 24 non-rotatably with the transmission output shaft 27 connected loose wheel 21 continue in the direction of the output 17 guided. Through the intermediate gear, although the gear losses increase with the second gear ratio for forward drive and with engaged transmission range for reverse drive. However, since in these translation areas each lower power is transmitted and these translation areas in the total collective have a low proportion of operating, which is in the field of transmission device 2 occurring power loss due to the structural design of the transmission device 2 Overall reduced over the lifetime.

Zusätzlich ist durch die vorgestellte Bauweise der Getriebevorrichtung 2 mit einem Achsversatz zwischen der Getriebeeingangswelle 6 bzw. der Motorausgangswelle 5 und der Getriebeausgangswelle 27 auf einfache Art und Weise ermöglicht, dass die PTO-Welle 33 koaxial zur Motorausgangswelle 5 der Antriebsmaschine 4 direkt in Richtung eines in Bezug auf eine Vorwärtsfahrtrichtung in einem hinteren Fahrzeugbereich angeordneten sogenannten PTO-Getriebes führbar ist. Dies hat wiederrum einen positiven Einfluss auf den Bauraumbedarf der Getriebevorrichtung 2, da dieser durch den Wegfall eines sogenannten PTO-Getriebes im Hauptgetriebebereich der Getriebevorrichtung 2 reduzierbar ist. In addition, by the presented construction of the transmission device 2 with an axial offset between the transmission input shaft 6 or the motor output shaft 5 and the transmission output shaft 27 in a simple way allows the PTO shaft 33 coaxial with the motor output shaft 5 the prime mover 4 can be guided directly in the direction of a so-called PTO transmission arranged in relation to a forward travel direction in a rear vehicle area. This in turn has a positive influence on the space requirement of the transmission device 2 , as this by eliminating a so-called PTO transmission in the main transmission range of the transmission device 2 is reducible.

Zudem ist der radiale Bauraumbedarf der Getriebevorrichtung 2 im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Getriebekonzepten durch die Anordnung aller Komponenten der Getriebevorrichtung 2 auf nur 2 Achsstichen weiter verringert. In addition, the radial space requirement of the transmission device 2 Compared to known from the prior art transmission concepts by the arrangement of all components of the transmission device 2 further reduced to just 2 axles.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Fahrzeugantriebsstrang Vehicle powertrain
2 2
Getriebevorrichtung transmission device
3 3
Variator variator
4 4
Antriebsmaschine prime mover
5 5
Motorausgangswelle Motor output shaft
6 6
Getriebeeingangswelle Transmission input shaft
7 7
Getriebeeinheit gear unit
8 8th
erste Welle des Variators first wave of the variator
9 9
zweite Getriebeeinheit second gear unit
10 10
Summiergetriebe summing
11 11
zweite Welle des Variators second shaft of the variator
12 12
erste Welle der Summierplanetengetriebeeinrichtung, Sonnenradfirst shaft of the summation planetary gear mechanism, sun gear
13 13
zweite Welle der Summierplanetengetriebeeinrichtung, Planetenträgersecond shaft of the Summierplanetengetriebeeinrichtung, planet carrier
14 14
Planetenräder der Summierplanetengetriebeeinrichtung Planetary wheels of the summation planetary gear device
15 15
dritte Welle der Summierplanetengetriebeeinrichtung, Hohlrad third wave of the Summierplanetengetriebeeinrichtung, ring gear
16 16
Welle wave
17 17
Abtrieb output
18 18
Schaltgetriebebereich transmission range
19 bis 21 19 to 21
Losrad Losrad
22 bis 24 22 to 24
Schaltelement switching element
25, 26 25, 26
Festrad fixed gear
27 27
Getriebeausgangswelle Transmission output shaft
28A 28A
hydraulische Verstelleinheit hydraulic adjustment unit
28B 28B
hydraulische Konstanteinheit hydraulic constant unit
29 29
Zwischenrad idler
30 30
Festrad fixed gear
31 31
Vorgelegewelle Countershaft
32 32
gemeinsamer Außenlamellenträger der reibschlüssigen Schaltelementecommon outer disk carrier of the frictional switching elements
33 33
Abtriebswelle, PTO-Welle Output shaft, PTO shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010029865 A1 [0002] DE 102010029865 A1 [0002]

Claims (12)

Getriebevorrichtung (2) eines Fahrzeuges mit einem Summiergetriebe (10), das im Bereich einer ersten Welle (12) mit einer Getriebeeingangswelle (6), im Bereich einer zweiten Welle (13) mit einem Variator (3) und im Bereich einer dritten Welle (15) mit einem Schaltgetriebebereich (18) in Wirkverbindung steht, wobei im Schaltgetriebebereich (18) wenigstens zwei über Schaltelemente (22 bis 24) zu- und abschaltbare Übersetzungsbereiche für Vorwärtsfahrt darstellbar sind, deren Übersetzung jeweils durch Verstellen einer Übersetzung des Variators (3) stufenlos variierbar ist, und die dritte Welle (15) des Summiergetriebes (10) über die Schaltelemente (22 bis 24) mit einer Getriebeausgangswelle (27) in Wirkverbindung bringbar ist, und wobei der Variator (3) getriebeeingangsseitig mit der Getriebeeingangswelle (6) gekoppelt ist und eine Abtriebswelle (33) vorgesehen ist, über die Drehmoment von der Getriebeeingangswelle (6) weiterleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Schaltgetriebebereich (18) verbundene dritte Welle (15) des Summiergetriebes (10) über eines der Schaltelemente (23) direkt mit der Getriebeausgangswelle (27) verbindbar ist. Transmission device ( 2 ) of a vehicle with a summation gear ( 10 ), which is in the range of a first wave ( 12 ) with a transmission input shaft ( 6 ), in the area of a second wave ( 13 ) with a variator ( 3 ) and in the area of a third wave ( 15 ) with a gearbox range ( 18 ) is in operative connection, wherein in the gearbox range ( 18 ) at least two via switching elements ( 22 to 24 ) are switched on and off translation ranges for forward travel can be displayed, the translation of each by adjusting a translation of the variator ( 3 ) is infinitely variable, and the third wave ( 15 ) of the summation gear ( 10 ) via the switching elements ( 22 to 24 ) with a transmission output shaft ( 27 ) can be brought into operative connection, and wherein the variator ( 3 ) input side with the transmission input shaft ( 6 ) is coupled and an output shaft ( 33 ) is provided via the torque from the transmission input shaft ( 6 ) is weiterleitbar, characterized in that the with the gearbox range ( 18 ) third wave ( 15 ) of the summation gear ( 10 ) via one of the switching elements ( 23 ) directly to the transmission output shaft ( 27 ) is connectable. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltgetriebebereich (18) eine parallel zur dritten Welle (15) des Summiergetriebes (10) und der Getriebeausgangswelle (27) angeordnete Vorgelegewelle (31) aufweist, auf der jeweils Zahnräder (25, 26, 30) angeordnet sind, die mit auf der dritten Welle (15) und der Getriebeausgangswelle (27) vorgesehenen Zahnrädern (19, 20, 21) kämmen. Transmission device according to claim 1, characterized in that the transmission range ( 18 ) one parallel to the third wave ( 15 ) of the summation gear ( 10 ) and the transmission output shaft ( 27 ) arranged countershaft ( 31 ), on the respective gears ( 25 . 26 . 30 ) arranged on the third shaft ( 15 ) and the transmission output shaft ( 27 ) provided gears ( 19 . 20 . 21 ) comb. Getriebevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorgelegewelle (27) als Hohlwelle ausgebildet und drehend auf der Abtriebswelle (33) angeordnet ist. Transmission device according to claim 2, characterized in that the countershaft ( 27 ) formed as a hollow shaft and rotating on the output shaft ( 33 ) is arranged. Getriebevorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeeingangswelle (6) koaxial zur Abtriebswelle (33) und zur Vorgelegewelle (31) angeordnet ist. Transmission device according to claim 2 or 3, characterized in that the transmission input shaft ( 6 ) coaxial with the output shaft ( 33 ) and the counter-wave ( 31 ) is arranged. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (3) koaxial zur Getriebeausgangswelle (27) und zur dritten Welle (15) des Summiergetriebes (10) vorgesehen ist. Transmission device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the variator ( 3 ) coaxial with the transmission output shaft ( 27 ) and the third wave ( 15 ) of the summation gear ( 10 ) is provided. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (23), über das die dritte Welle (15) des Summiergetriebes (10) direkt mit der Getriebeausgangswelle (27) koppelbar ist, als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist. Transmission device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the switching element ( 23 ) about which the third wave ( 15 ) of the summation gear ( 10 ) directly to the transmission output shaft ( 27 ) is coupled, is designed as a frictional switching element. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen eines Kraftflusses zwischen der dritten Welle (15) und der Vorgelegewelle (31) ein auf der dritten Welle (15) oder der Vorgelegewelle drehbar angeordnetes Losrad (19), das mit einem Festrad (25) der Vorgelegewelle (31) oder der dritten Welle kämmt, über eines der Schaltelemente (22) mit der dritten Welle (15) des Summiergetriebes (10) oder mit der Vorgelegewelle verbindbar ist, während wenigstens ein auf der Vorgelegewelle oder der Getriebeausgangswelle (27) drehbar angeordnetes Losrad (20), das mit einem Festrad (26) der Getriebeausgangswelle oder der Vorgelegewelle (31) kämmt, zur Herstellung eines Kraftflusses zwischen der Vorgelegewelle (31) und der Getriebeausgangswelle (27) über eines der Schaltelemente (24) mit der Vorgelegewelle oder der Getriebeausgangswelle (27) drehfest verbindbar ist. Transmission device according to one of claims 2 to 6, characterized in that for establishing a power flow between the third shaft ( 15 ) and the counter-wave ( 31 ) on the third wave ( 15 ) or the countershaft rotatably mounted idler gear ( 19 ) with a fixed wheel ( 25 ) of the countershaft ( 31 ) or the third shaft, via one of the switching elements ( 22 ) with the third wave ( 15 ) of the summation gear ( 10 ) or connectable to the countershaft, while at least one of the countershaft or the transmission output shaft ( 27 ) rotatably mounted idler gear ( 20 ) with a fixed wheel ( 26 ) of the transmission output shaft or the countershaft ( 31 ) meshes, for producing a power flow between the countershaft ( 31 ) and the transmission output shaft ( 27 ) via one of the switching elements ( 24 ) with the countershaft or the transmission output shaft ( 27 ) is rotatably connected. Getriebevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Herstellen des Kraftflusses zwischen der Vorgelegewelle (31) und der Getriebeausgangswelle (27) vorgesehene Schaltelement (24) als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist. Transmission device according to claim 7, characterized in that for producing the power flow between the countershaft ( 31 ) and the transmission output shaft ( 27 ) provided switching element ( 24 ) is designed as a form-locking switching element. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass über das zum Herstellen des Kraftflusses zwischen der Vorgelegewelle (31) und der Getriebeausgangswelle (27) vorgesehene Schaltelement (24) in einer ersten Schaltstellung ein erstes Losrad (20) und in einer zweiten Schaltstellung ein weiteres Losrad (21) mit der Vorgelegewelle oder der Getriebeausgangswelle (27) drehfest verbindbar ist, die jeweils mit einem Festrad (26, 30) der Vorgelegewelle (31) oder der Getriebeausgangswelle in Wirkverbindung stehen, während in einer dritten Schaltstellung des Schaltelementes (24) sowohl das eine Losrad (20) als auch das weitere Losrad (21) drehbar auf der Vorgelegewelle oder auf der Getriebeausgangswelle (27) angeordnet sind. Transmission device according to one of claims 7 or 8, characterized in that via the for producing the power flow between the countershaft ( 31 ) and the transmission output shaft ( 27 ) provided switching element ( 24 ) in a first shift position, a first idler gear ( 20 ) and in a second switching position another idler gear ( 21 ) with the countershaft or the transmission output shaft ( 27 ) rotatably connected, each with a fixed wheel ( 26 . 30 ) of the countershaft ( 31 ) or the transmission output shaft are in operative connection, while in a third switching position of the switching element ( 24 ) both the one loose wheel ( 20 ) as well as the further idler gear ( 21 ) rotatably on the countershaft or on the transmission output shaft ( 27 ) are arranged. Getriebevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass über das zum Herstellen des Kraftflusses zwischen der Vorgelegewelle (31) und der Getriebeausgangswelle (27) vorgesehene Schaltelement (24) in der ersten Schaltstellung ein Übersetzungsbereich für Vorwärtsfahrt und in der zweiten Schaltstellung ein Übersetzungsbereich für Rückwärtsfahrt einlegbar ist, wenn über das weitere Schaltelement (22) der Kraftfluss zwischen der dritten Welle (15) des Summiergetriebes (10) und der Vorgelegewelle (31) hergestellt ist. Transmission device according to claim 9, characterized in that via the for producing the power flow between the countershaft ( 31 ) and the transmission output shaft ( 27 ) provided switching element ( 24 ) in the first shift position, a transmission range for forward drive and in the second shift position, a transmission range for reverse drive is inserted when the other switching element ( 22 ) the power flow between the third wave ( 15 ) of the summation gear ( 10 ) and the counter-wave ( 31 ) is made. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei direkt mit der Getriebeausgangswelle (27) verbundener dritter Welle (15) des Summiergetriebes (10) ein erster Übersetzungsbereich für untere Fahrgeschwindigkeiten in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeuges eingelegt ist. Transmission device according to one of claims 1 to 10, characterized in that when directly with the transmission output shaft ( 27 ) connected third wave ( 15 ) of the summation gear ( 10 ) a first translation area for lower Driving speeds in the forward direction of travel of the vehicle is inserted. Getriebevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei über die Schaltelemente (22, 24) hergestelltem Kraftfluss zwischen der dritten Welle (15) und der Vorgelegewelle (31) und gleichzeitig bestehendem Kraftfluss zwischen der Vorgelegewelle (31) und der Getriebeausgangswelle (27) in der ersten Schaltstellung des einen Schaltelementes (24) ein zweiter Übersetzungsbereich für obere Fahrgeschwindigkeiten in Vorwärtsfahrtrichtung eingelegt ist. Transmission device according to one of claims 7 to 11, characterized in that when over the switching elements ( 22 . 24 ) produced power flow between the third wave ( 15 ) and the counter-wave ( 31 ) and simultaneously existing power flow between the countershaft ( 31 ) and the transmission output shaft ( 27 ) in the first switching position of a switching element ( 24 ) a second transmission range for upper travel speeds in the forward direction is inserted.
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