DE102017210188A1 - Variator für Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrang - Google Patents

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DE102017210188A1
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Dwayne B. Watt
Cecil H. Wise
George W. Detrick
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Deere and Co
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Deere and Co
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Abstract

Arbeitsfahrzeug-Antriebsstränge mit hohem Wirkungsgrad mit Variator-Getrieben werden zur Verfügung gestellt. In einer Ausführungsform beinhaltet der Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrang einen Motor, eine Variator-Anordnung und einen Nebenantriebswelle (Zapfwelle), die mit dem Motor gekoppelt und um eine primäre Leistungspfadachse drehbar ist, wenn sie durch den Motor angetrieben wird. Die Variator-Anordnung wiederum beinhaltet einen Motor und ein Variator-Getriebe. Das Variator-Getriebe enthält ein Planetengetriebesystem, das an den Variator-Motor und an die Hilfszapfwelle gekoppelt ist. Das Planetengetriebesystem ist um eine Planetenachse drehbar, die im Wesentlichen parallel und versetzt von der primären Leistungspfad-Achse ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE PATENTANMELDUNGEN
  • Nicht zutreffend.
  • ANGABE ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
  • Nicht zutreffend.
  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Diese Offenbarung betrifft Arbeitsfahrzeuge im Allgemeinen und speziell Arbeitsfahrzeug-Antriebsstränge mit hohem Wirkungsgrad mit Variator-Getrieben.
  • HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
  • Arbeitsfahrzeuge können mit Spezialwerkzeugen oder Arbeitsgeräten ausgerüstet sein, die entwickelt wurden, um nützliche Aufgaben in der Land- und Forstwirtschaft, in der Bau-, Bergbau- und anderen Branchen auszuführen. Wenn sie durch eine rotierende Welle angetrieben sind, werden die Arbeitsgeräte hier als „wellengetriebene Geräte” bezeichnet. Beispiele für Arbeitsfahrzeuge mit Wellengetriebenen Geräten sind Baumwoll- und Zuckerrohrerntemaschinen. Solche Erntemaschinen können mit Vorsatz-Reiheneinheiten ausgestattet sein mit beweglichen, wellengetriebenen Komponenten, die Baumwollfasern pflücken, rupfen oder auf andere Art sammeln, wenn die Erntemaschine sich über ein Feld bewegt. Die wellengetriebenen Geräte können durch eine stufenlose Leistungsquelle, wie beispielsweise einen hydrostatischen Antrieb, angetrieben werden. Der hydrostatische Antrieb kann einen hydrostatischen Motor beinhalten, der mechanisch mit den wellengetriebenen Geräten über eine Nebenantriebswelle (Zapfwelle) verbunden ist. Durch Variation der Ausgangsdrehzahl des hydrostatischen Motors kann die Drehzahl der wellengetriebenen Arbeitsgeräte gesteuert werden. Die Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs ist ferner gesteuert mithilfe eines separaten Antriebsstrangs, der eine Antriebsmaschine (z. B. Verbrennungsmotor) umfassen kann, verbunden mit den Bodenrädern (oder Ketten) über ein Mehrganggetriebe. Die Fahrzeug-Bodengeschwindigkeit kann somit durch Verändern der Ausgangsdrehzahl des Motors oder der Einstellung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes ausgewählt werden, während die Geschwindigkeit der wellengetriebenen Geräte unabhängig eingestellt wird, um die Leistung der Geräte zu optimieren. Im Fall einer Baumwoll-Erntemaschine zum Beispiel kann die Geschwindigkeit der Baumwoll-Rupf- oder Pflück-Einheiten gesteuert werden, um die Baumwollfaser-Sammelquote unabhängig von Schwankungen der Bodengeschwindigkeit der Erntemaschine zu maximieren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • Offenbart werden Ausführungsformen von Arbeitsfahrzeug-Antriebssträngen mit hohem Wirkungsgrad mit Variator-Anordnungen.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet der Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrang einen Motor, eine Variator-Anordnung und einen Nebenantriebswelle (Zapfwelle), die mit dem Motor gekoppelt und um eine primäre Leistungspfadachse drehbar ist, wenn sie durch den Motor angetrieben wird. Die Variator-Anordnung wiederum beinhaltet einen Motor und ein Variator-Getriebe. Das Variator-Getriebe enthält ein Planetengetriebesystem, das an den Variator-Motor und an die Hilfszapfwelle gekoppelt ist. Das Planetengetriebesystem ist um eine Planetenachse drehbar, die im Wesentlichen parallel und versetzt von der primären Leistungspfad-Achse ist.
  • Variator-Anordnungen sind ferner vorgesehen. In einer Ausführungsform umfasst die Variator-Anordnung einen Variator-Motor und ein Variator-Getriebe. Das Variator-Getriebe umfasst ein Getriebegehäuse, an dem der Variator-Motor montiert ist. Eine Variator-Eingangswelle erstreckt sich in dem Variator-Getriebegehäuse und ist drehbar in Bezug dazu um eine primäre Leistungspfadachse. Ein Planetengetriebesystem ist ferner innerhalb des Variator-Getriebegehäuses angeordnet, mechanisch gekoppelt mit dem Variator-Motor und der Variator-Eingangswelle und drehbar um eine Planetenachse im Wesentlichen parallel zu und versetzt von der primären Leistungspfad-Achse. In einer Ausführungsform kann der Variator-Motor eine Variator-Motor-Eingangs-/Ausgangswelle (E/A) beinhalten, drehbar um eine Achse, die koaxial zur Planetenachse ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Planetengetriebesystem beinhalten: (i) ein Hohlrad, durch das die Variator-Eingangswelle mechanisch mit dem Planetengetriebesystem gekoppelt ist, sowie (ii) ein Sonnenrad, durch das der Variator-Motor mechanisch mit dem Planetengetriebesystem gekoppelt ist. In bestimmten Fällen kann das Planetengetriebesystem ferner beinhalten: (iii) einen Satz von Planetenrädern, die die Hohl- und Sonnenräder in Eingriff bringen, und (iv) einen Träger, der den Satz von Planetenrädern stützt und als mechanischer Ausgang des Planetengetriebes dient. Die Variator-Anordnung kann ferner noch ein drehbares Ausgangselement beinhalten, das über die primäre Leistungspfad-Achse drehbar ist; und ein Kupplungszahnrad, das um die Planetenachse drehbar ist und mechanisch den Träger mit dem drehbaren Ausgangselement koppelt.
  • Ausführungsformen eines Variator-Getriebes sind noch weiter vorgesehen. In einer Ausführungsform umfasst das Variator-Getriebe ein Getriebegehäuse, eine Variator-Eingangswelle, die sich in dem Variator-Getriebegehäuse erstreckt und drehbar ist in Bezug dazu um eine primäre Leistungspfad-Achse, und ein Planetengetriebesystem, angeordnet innerhalb des Variator-Getriebegehäuses. Das Planetengetriebesystem ist um eine Planetenachse drehbar, die im Wesentlichen parallel zu und versetzt von der primären Leistungspfad-Achse ist. In einer Implementierung umfasst das Planetengetriebesystem ein Hohlrad, durch das die Variator-Eingangswelle mechanisch mit dem Planetengetriebesystem gekoppelt ist.
  • Die Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsformen sind in den beigefügten Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung ausgeführt. Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Mindestens ein Beispiel der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend beschrieben in Verbindung mit den folgenden Figuren, in denen gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen, und:
  • 1 ist eine Seitenansicht eines Beispiel-Arbeitsfahrzeugs (genauer gesagt, ein Beispiel-Baumwollpflücker) mit einem Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang, wie in Übereinstimmung mit einer Beispiel-Ausführungsform der Offenbarung dargestellt;
  • 2 ist ein schematisches Diagramm, das eine erste Beispiel-Konfiguration des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs veranschaulicht, enthalten in dem Arbeitsfahrzeug in 1;
  • 3 ist ein Diagramm der Bodengeschwindigkeit (X-Achse) gegenüber der Wellendrehzahl (Y-Achse), eine Art darstellend, in der der Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang eine nicht abgestufte oder stufenlose Leistung über den Bodengeschwindigkeitsbereich eines Arbeitsfahrzeuges in einer Ausführungsform bereitstellen kann;
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das eine zweite Beispiel-Konfiguration des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs veranschaulicht, enthalten in dem Arbeitsfahrzeug in 1;
  • 5 ist eine isometrische Ansicht eines geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes, eines Variators, und eines Mehrganggetriebes, das in Ausführungsformen des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs enthalten sein kann, dargestellt in 2 und 4, wie in Übereinstimmung mit einer weiteren Beispiel-Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und
  • 6 und 7 sind isometrische Rück- und Querschnittsansichten jeweils des beispielhaften geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes, dargestellt in 5 und mit einem Planetengetriebesystem, das um eine Planetenachse drehbar ist, die im Wesentlichen parallel zu und versetzt von der primären Leistungspfad-Achse ist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Das Folgende beschreibt eine oder mehr Beispiel-Ausführungsformen des offenbarten Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs und der Variator-Anordnung, wie in den beigefügten Figuren der oben kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt. Verschiedene Modifikationen an den Beispiel-Ausführungsformen können von einem Fachmann in Betracht gezogen werden.
  • Wie oben kurz beschrieben, sind bestimmte Arbeitsfahrzeuge mit spezialisierten Geräten ausgestattet, angetrieben durch einen hydrostatischen Antrieb über eine Nebenantriebswelle (Zapfwelle). Die Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs kann durch ein separates Antriebsstrangsystem gesteuert werden mit einer Antriebsmaschine (z. B. Verbrennungsmotor) und einem Mehrganggetriebe. Ein solcher „Doppelausgang”-Antriebsstrang liefert separate Stromausgänge für die wellengetriebenen Geräte und die Arbeitsfahrzeug-Bodenräder ermöglichen in einer Art und Weise eine unabhängige Geschwindigkeitsauswahl der Geräte in Bezug auf die Bodengeschwindigkeit des Fahrzeugs. Trotz dieses Vorteils können Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstränge dieser Art in gewisser Hinsicht eingeschränkt sein. Zum Beispiel können solche Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstränge relativ große hydrostatische Antriebe erfordern, um die Leistungsanforderungen der wellengetriebenen Geräte zu erfüllen. Da hydrostatische Antriebe dazu neigen, in der Regel relativ ineffiziente Geräte zu sein, kann das Vertrauen zu einem relativ großen hydrostatischen Antrieb die Gesamteffizienz von Arbeitsfahrzeugen in einigen Fällen merklich verringern. Zusätzlich können große hydrostatische Antriebskomponenten (z. B. eine beträchtliche hydrostatische Pumpe, ein hydrostatischer Motor mit hoher Leistung, zugehörige Installationen usw.) unerwünschte Kosten, Gewicht und Masse dem Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrang hinzufügen. Herkömmliche Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstränge können ausschließlich auf Schwankungen der Motorausgangsdrehzahl und Veränderungen in den Einstellungen im Übersetzungsverhältnis des Mehrganggetriebes vertrauen, um gewünschte Anpassungen in der Fahrzeugbodengeschwindigkeit zu bewirken. Solche Arbeitsfahrzeugantriebsstränge können folglich nur abgestufte Geschwindigkeitswahl bieten (anstelle von nicht-abgestufter oder stufenloser Geschwindigkeitsauswahl) innerhalb des Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereichs des Arbeitsfahrzeugs.
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen eines hocheffizienten Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs beschreiben, der gut geeignet ist für die Nutzung in einem Arbeitsfahrzeug, ausgestattet mit wellengetriebenen Geräten. Wie durch den Begriff „Doppelausgang” bezeichnet, beinhaltet der Arbeitsfahrzeugantriebsstrang mindestens zwei mechanische Ausgänge: (I) ein Bodenrad-Ausgang, durch den das Arbeitsfahrzeug angetrieben wird, und (ii) eine Hilfszapfwelle, durch die wellengetriebene Geräte angetrieben werden. Zusätzlich zu diesen mechanischen Ausgängen beinhaltet der Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang eine Antriebsmaschine und einen Variator-Motor. Im Gegensatz zu Arbeitsfahrzeugantriebssträngen der oben beschriebenen Art wird die Antriebsmaschine zum Antrieb der Rotation der Hilfszapfwelle und der wellengetriebenen Geräte genutzt, und bietet weiterhin eine Basis-Leistungsabgabe an die Bodenräder des Arbeitsfahrzeugs. Der Variator-Motor trägt ebenfalls eine gesteuerte Leistungsabgabe an das Ausgangs-Bodenrad bei, um die Bodenräder über zumindest einen Teil des Bodendrehzahlbereichs des Arbeitsfahrzeugs anzutreiben. Eine solche Anordnung ermöglicht es, dass die Größe und die Leistungsanforderungen des Variator-Motors (z. B. ein hydrostatischer Antriebsmotor, ein Elektromotor oder eine andere stufenlos variable Stromquelle) verglichen mit relativ großen hydrostatischen Antrieben des zuvor beschriebenen Typs zu reduzieren. Der Gesamtwirkungsgrad des Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs wird dadurch verbessert. Ferner kann in bestimmten Ausführungsformen des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang der Variator-Motor gesteuert werden, um die Einstellungen des vom Mehrganggetriebe bereitgestellten abgestuften Übersetzungsverhältnisses auszugleichen oder zu linearisieren. Auf diese Weise kann eine nicht-abgestufte oder stufenlose Leistungsabgabe bereitgestellt werden zum Antrieb der Bodenräder über zumindest einen Großteil und gegebenenfalls über die wesentliche Gesamtheit des Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereichs des Arbeitsfahrzeugs. Zusätzlich kann es ein solches Steuerschema der Antriebsmaschine ermöglichen, bei einer im Wesentlichen konstanten Ausgangsgeschwindigkeit über die wesentliche Gesamtheit der Arbeits-Bodengrundgeschwindigkeitsbereich zu arbeiten, um die Effizienz des Arbeitsfahrzeugs weiter zu verbessern.
  • Ausführungsformen des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs umfassen ein Spezialgetriebe (hier als „Variator-Getriebe” bezeichnet), durch das der Variator-Motor mechanisch mit dem Bodenrad-Ausgang des Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs verbunden ist. Während des Antriebsstrangbetriebs summiert das Variator-Getriebe die Leistung des Variator-Motors (POVM) mit einer fraktionalen Leistungsabgabe der Antriebsmaschine (PO%PM) und wendet diese summierte Leistung (POVM + PO%PM) auf einen mechanischen Ausgang des Getriebes an (im Folgenden der „primäre Getriebeausgang”). Das Variator-Getriebe kann auch Rückwärtsfahren des Variator-Motors unter bestimmten Betriebsbedingungen ermöglichen, wie beispielsweise während eines anfänglichen Geschwindigkeitsbereiches von ausgewählten Übersetzungsverhältnis-Einstellungen des Mehrganggetriebes. Das Variator-Getriebe kann eine beliebige Anzahl von Komponenten, Komponententypen und Getriebekonfigurationen enthalten, die geeignet sind für solche Funktionen. Es kann jedoch besonders vorteilhaft sein, mindestens ein Planetengetriebesystem in das Variator-Getriebe einzubauen. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform das Variator-Getriebe ein Planetengetriebesystem enthalten, das drehbar um eine Planetenachse ist, die parallel zu, aber versetzt von der primären Leistungspfad-Achse ist, um die die Variator-Eingangswelle und die Hilfszapfwelle drehen. Eine solche Getriebekonfiguration (nachfolgend als „geteiltes Leistungspfad-Variator-Getriebe” bezeichnet) bietet sinnvoll einen relativ einfachen strukturell robusten Mechanismus, um selektiv einen additiven Leistungsfluss von dem Variator-Motor (wenn vorwärts angetrieben) und einen regenerativen Leistungsfluss zu dem Variator-Motor (wenn rückwärts angetrieben) zu ermöglichen. Ein Beispiel eines solchen geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes wird weiter unten näher beschrieben in Verbindung mit 5–7. Zunächst jedoch werden Ausführungsformen des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs beschrieben in Verbindung mit 1–4, um einen anschaulichen Kontext in dem geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebe zu schaffen, zum besseren Verständnis. Obwohl in erster Linie unten in Verbindung mit einer bestimmten Art von Arbeitsfahrzeug (einer Erntemaschine) beschrieben, wird man wird zu schätzen wissen, dass Ausführungsformen des geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes und, allgemeiner, der Doppelausgangs-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang genutzt werden kann in Verbindung mit verschiedenen anderen Arten von Arbeitsfahrzeugen, ausgestattet mit wellengetriebenen Geräten.
  • 1 ist eine Seitenansicht einer Baumwoll-Erntemaschine 10, die einen Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang 12 enthält, wie in Übereinstimmung mit einer Beispiel-Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; In diesem speziellen Beispiel ist die Baumwollerntemaschine 10 als ein Baumwollrupfer dargestellt, könnte aber ohne Weiteres die Form eines Baumwollpflückers oder eines Zuckerrohrernters in alternativen Implementierungen annehmen. Die Baumwollerntemaschine 10 beinhaltet ein Fahrwerk mit Rädern 14, eine Anzahl von bodeneingreifenden Rädern 16, drehbar an dem Fahrwerk 14 montiert, und eine Fahrerkabine 18, auf einem vorderen Abschnitt des Fahrwerks 14 gelagert. Die Baumwollerntemaschine 10 beinhaltet auch eine oder mehr wellengetriebene Geräte und insbesondere eine Reihe von Rupfeinheiten 20 für das Sammeln von Baumwollfasern, wenn die Baumwollerntemaschine 10 über ein Baumwollfeld 24 fährt. Die Reihe der Rupfeinheiten 20 ist an einem vorderen Abschnitt des Fahrwerks 14 angebracht durch eine Steuerarmanordnung 22. Obwohl nur eine einzige Rupfeinheit 20 in der Seitenansicht von 1 gesehen werden kann, beinhaltet die Baumwollerntemaschine 10 typischerweise mehrere (z. B. 6 bis 8) Rupfeinheiten, seitlich nebeneinander angeordnet. Die einzelnen Rupfeinheiten beinhalten jeweils bewegliche Komponenten (z. B. rotierende Förderschnecken oder pendelnde Schneiden), ausgelegt um Baumwollfasern aus Baumwollpflanzen zu sammeln. Wenn die Baumwollerntemaschine 10 über das Baumwollfeld 24 fährt und die Rupfeinheiten 20 Baumwollfasern einsammeln, liefert ein nicht dargestelltes Beförderungssystem (z. B. ein Druckluftsystem) die Baumwollfasern in einen am Fahrwerk 14 montierten Modulfertiger 26. Die gesammelten Baumwollfasern werden in einen zylindrischen Ballen oder „Baumwollmodul” gebündelt beim Vorrücken der Fasern von einem vorderen Abschnitt 28 in einen hinteren Abschnitt 30 des Modulfertigers 26. Das Baumwollmodul wird dann durch eine Öffnung in dem hinteren Abschnitt 30 des Modulfertigers 26 für das nachfolgende Aufsammeln und den Transport ausgeworfen.
  • Wie oben ausgeführt, kann es wünschenswert sein, die Betriebsgeschwindigkeit der Rupfeinheit 20 relativ zu der Bodengeschwindigkeit der Baumwollerntemaschine 10 zu steuern. Zum Beispiel werden in einem Steuerungsschema oder Betriebsmodus die Rupfeinheiten 20 bei im Wesentlichen konstanter Geschwindigkeit angetrieben, während die Bodengeschwindigkeit der Baumwollerntemaschine 10 selektiv durch einen Bediener angepasst wird mithilfe von Bedienelementen in der Fahrerkabine 18. In anderen Steuerungsprogrammen oder Betriebsarten kann die Geschwindigkeit der Rupfeinheit 20 während des Betriebs des Arbeitsfahrzeugs variiert werden in Reaktion auf Bedienereingabebefehle, Schwankungen in der Arbeitsfahrgeschwindigkeit, Änderungen in den Betriebsparametern der Baumwollerntemaschine 10, Änderungen in den Umgebungsbedingungen und anderen Faktoren. Der Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang 12 bietet einen hocheffizienten Mechanismus zum Antrieb sowohl für die Rupfeinheiten 20 als auch die Bodenräder 16 der Baumwollerntemaschine 10, und unterstützt dabei weiter die unabhängige Geschwindigkeitsauswahl der Rupfeinheiten 20 relativ zur Bodengeschwindigkeit der Erntemaschine. Als zusätzlichen Vorteil bieten Ausführungsformen des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 eine nicht abgestufte oder stufenlose variable Bodengeschwindigkeitsauswahl über mindestens die Mehrheit und vielleicht die wesentliche Gesamtheit des Bodengeschwindigkeitsbereichs der Baumwollerntemaschine 10. Eine Art und Weise, in der der Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang 12 in der Lage ist, solche vorteilhaften Eigenschaften zu bieten, wird nun in Verbindung mit 2–4 erörtert.
  • Fortfahrend mit 2, wird eine Beispiel-Ausführungsform des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 schematisch detaillierter dargestellt. Wie zu sehen ist, beinhaltet der Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 eine Antriebsmaschine, wie beispielsweise einen Motor 32 und eine Variator-Anordnung oder -System 36. Die Antriebsmaschine wird oft die Form eines Verbrennungsmotors annehmen, kann aber jeder Motor oder Gerät sein, das sich für die Umwandlung von gespeicherter Energie (z. B. in Form von Flüssigkraftstoff) in eine Wellendrehung eignet. Eine mechanische Leistung des Motors 32 ist an einen ersten mechanischen Eingang der Variator-Anordnung 36 mittels einer rotierenden mechanischen Verbindung 34 gekoppelt. Genauer gesagt, enthält die Variator-Anordnung 36 ein Variator-Getriebe 38 und die drehende mechanische Verbindung 34 überträgt die Drehbewegung an einen ersten mechanischen Eingang des Variator-Getriebes 38. Wie schematisch veranschaulicht in 2, kann die drehende mechanische Verbindung 34 repräsentativ sein für eine Abtriebswelle des Motors 32, eine Eingangswelle der Variator-Anordnung 36 und/oder eine beliebige Anzahl von dazwischenliegenden Komponenten, geeignet zur Übertragung einer Drehbewegung von dem mechanischen Ausgang des Motors 32 an einen mechanischen Eingang der Variator-Anordnung 36.
  • Der Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang 12 enthält ferner eine Hilfszapfwelle 40, die sich von dem Variator-Getriebe 38 erstreckt. Die Hilfszapfwelle 40 ist mit dem mechanischen Ausgang des Motors 32 mechanisch gekoppelt. In einer Ausführungsform kann die Abtriebswelle des Motors 32 mechanisch mit der Hilfszapfwelle 40 in einer drehfesten Beziehung verknüpft sein. Die mechanische Kopplung zwischen der Abtriebswelle des Motors 32 und der Hilfszapfwelle 40 kann beispielsweise eine Kupplung mit Keilverzahnung innerhalb des Variator-Getriebes 38 sein, wie weiter unten in Verbindung mit 5–6 In diesem Fall drehen sich die Abtriebswelle des Motors 32 und die Hilfszapfwelle 40 in einer 1:1-Beziehung. In anderen Ausführungsformen können die Motorabtriebswelle und die Hilfszapfwelle 40 integral als ein einziges Stück ausgebildet sein. Alternativ können die Motorabtriebswelle und die Hilfszapfwelle 40 über ein Getriebe oder eine andere Drehkopplung wie die Motorabtriebswelle verbunden sein und die Hilfszapfwelle 40 dreht in einer anderen festen proportionalen Beziehung als eine 1:1-Beziehung. Wie in der unteren rechten Ecke von 2 angegeben, dient die Hilfszapfwelle 40 einem abschließenden mechanischen Ausgang des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12, der die wellengetriebenen Geräte des Arbeitsfahrzeugs antreibt. Die Hilfszapfwelle 40 kann mechanisch mit den wellengetriebenen Geräten des Arbeitsfahrzeugs verbunden werden, wie beispielsweise den Rupfeinheiten 20 der Baumwollerntemaschine 10 in 1 gezeigt, unter Nutzung jeder geeigneten mechanischen Kopplung bzw. Anordnung.
  • Zusätzlich zu dem Variator-Getriebe 38 enthält die Variator Anordnung 36 ferner einen Variator-Motor 42. Der Variator-Motor 42 kann eine beliebige stufenlose Stromquelle sein, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf einen Elektromotor oder einen hydrostatischen Antriebsmotor. Eine drehende mechanische Verbindung 44 verbindet mechanisch den Variator-Motor 42 mit dem Variator-Getriebe 38. Die drehende mechanische Verbindung 44 kann durch eine Variator-Motorwelle von dem Variator-Motor 42, durch eine Welle aus dem Variator-Getriebe 38 und/oder durch eine beliebige Anzahl von dazwischenliegenden Komponenten bereitgestellt werden, die geeignet sind für die Übertragung von Drehbewegung zwischen den jeweiligen mechanischen Eingängen und Ausgängen des Variator-Motors 42 und des Variator-Getriebes 38. In bestimmten Ausführungsformen kann der Variator-Motor 42 entweder vorwärts oder rückwärts durch das Variator-Getriebe 38 angetrieben werden in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Doppelausgangsarbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs 12. In Ausführungsformen, in denen der Variator-Motor 42 entweder vorwärts oder rückwärts angetrieben wird, kann auf den Variator-Motor Bezug genommen werden als eine „Variator-Motor Eingangs-/Ausgangswelle (E/A-)” enthaltend, und das Variator-Getriebe 38 als einen mechanischen E/A, an die die Variator-Motor-E/A-Welle mechanisch gekoppelt ist. Eine solche Anordnung ermöglicht, dass vom Motor 32 bereitgestellte überschüssige Leistung durch den Variator-Motor 42 (und andere zugehörige Geräte) in bestimmten rückgespeisten Steuersystemen, wie unten näher beschrieben, absorbiert wird. Ungeachtet der folgenden Beschreibung muss der Variator-Motor 42 kein Rückwärtsfahren des Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 akzeptieren.
  • Während des Betriebs des Arbeitsfahrzeugs-Arbeitsantriebsstrangs 12, dient das Variator-Getriebe 38 dazu, die Leistung des Variator-Motors 42 (POVM) mit einem Bruchteil der Ausgangsleistung des Motors 32 (PO%PM) aus der rotierenden mechanischen Verbindung 34 zu summieren. Die Leistungsabgabe des Variator-Motors (POVM) kann als positiv betrachtet werden, wenn der Variator-Motor 42 vorwärts angetrieben wird, und als negativ, wenn der Variator-Motor 42 rückwärts angetrieben wird. Das Variator-Getriebe 38 wenn dann diese summierte Leistung aufsummiert ((POVM + PO%PM) auf ein Mehrganggetriebe (z. B. Lastschaltgetriebe) 48 über eine drehende mechanische Verbindung 46 an. Die drehende mechanische Verbindung 46 kann in Form eines Variator-Getriebeausgangs (beispielsweise eine rotierende Welle, Adapterstück oder einen anderen mechanische Ausgang des Variator-Getriebes 38), einer Getriebeeingangswelle und/oder einer beliebigen Anzahl von dazwischenliegenden Komponenten oder Geräten ausgeführt werden. Wenn durch die drehende mechanische Verbindung 46 angetrieben, wandelt das Mehrganggetriebe 48 die Drehung des primären Getriebeausganges in Drehung einer Getriebeausgangswelle 50 um. In dem dargestellten Beispiel dient die Getriebeausgangswelle 50 als letzter Bodenrad-Ausgang des Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12. Dementsprechend ist die Getriebeausgangswelle 50 weiter mechanisch mit den Bodenrädern des Arbeitsfahrzeugs verbunden durch zusätzliche mechanische Verbindungen oder Geräte, die nicht in 2 gezeigt sind, um zu vermeiden, dass die Zeichnung unnötig unklar wird.
  • Mit weiterem Bezug auf 2, beinhaltet der Doppelausgangsarbeitsfahrzeug-Antriebsstrang 12 ferner mindestens eine Steuerung 52. Wie schematisch durch Steuerleitungen 54 dargestellt, ist die Steuerung 52 funktionsfähig mit dem Motor 32, mit dem Variator-Motor 42 und mit dem Getriebe 48 in einer Art und Weise gekoppelt, die es der Steuerung 52 ermöglicht, die Steuerbefehle an diese Komponenten oder Geräte zu übertragen und/oder Signale (z. B. Sensor) von ihnen zu empfangen, um den Betrieb des Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 zu unterstützen. Die Steuerleitungen 54 können feste oder verdrahtete Verbindungen, drahtlose Signalverbindungen oder eine Kombination davon darstellen. Obwohl schematisch als ein einzelner Block in 2 dargestellt, kann die Steuerung 52 die Form eines beliebigen elektronischen Gerätes, Subsystems oder eine Kombination von Geräten, geeignet zum Durchführen der Verarbeitung von hier beschriebenen Steuerfunktionen umfassen oder annehmen. In dieser Hinsicht kann die Steuerung 52 implementiert werden mithilfe jeder geeigneten Anzahl von individuellen Mikroprozessoren, Speichern, Netzteilen, Speichergeräten, Schnittstellenkarten und anderen Standardkomponenten, die in der Technik bekannt sind. Zusätzlich kann die Steuerung 52 eine beliebige Anzahl von Softwareprogrammen oder Anweisungen enthalten oder mit ihnen zusammenarbeiten, die konzipiert sind, um verschiedene, hier beschriebene Verfahren, Prozessaufgaben, Berechnungen und Steuerfunktionen auszuführen. Die Steuerung 52 kann ferner einen Speicher mit einer beliebigen Anzahl von flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Speicherelementen enthalten oder mit ihm funktionieren.
  • Während des Betriebs des Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs 12, steuert die Steuerung 52 den Variator-Motor 42, um die Drehgeschwindigkeit der Variator-Motor-E/A-Welle zu modifizieren. Die Steuerung 52 modifiziert die Ausgangsdrehzahl des Variator-Motors 42, um die Getriebeausgangswelle 50 in einer Geschwindigkeit zu drehen, die eine gewünschte Ausgangsleistung an die Bodenräder bereitstellt, und somit eine gewünschte Bodengeschwindigkeit des Arbeitsfahrzeugs. Die Steuerung 52 kann auch die Geschwindigkeit des Motors 32 regulieren, oder die Motordrehzahl kann durch eine separate Motorsteuerung gesteuert werden. Die Steuerung 52 kann die Drehzahl des Variator-Motors 42 als eine Funktion der Motorausgangsdrehzahl, die aktuelle Übersetzungsverhältnis-Einstellung des Mehrganggetriebes 48 und gegebenenfalls andere Betriebsparameter modifizieren, um die gewünschte Drehzahl an der Getriebeausgangswelle 50 zu erzielen. In einer Ausführungsform und nur anhand eines nicht einschränkenden Beispiels variiert die Steuerung 50 die Drehzahl des Variator-Motors 42, um die abgestuften Übersetzungsverhältnis-Einstellungen der Mehrganggetriebes 48 zu linearisieren oder, umgangssprachlicher „zu glätten”, um dadurch eine stufenlose Leistungsabgabe an der Getriebeausgangswelle 50 zu erreichen. Anders ausgedrückt, die Steuerung 52 variiert die Drehzahl des Variator-Motors 42, um abgestufte Änderungen der Bodenradleistung zu verringern (und effektiv zu beseitigen), wenn das Mehrganggetriebe 48 zwischen den aufeinanderfolgenden Übersetzungsverhältnis-Einstellungen wechselt. Durch die Ausführung eines solchen Steuerschemas mithilfe der Steuerung 52 kann eine unendliche Auswahl an Bodengeschwindigkeiten bereitgestellt werden über den Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereich des Arbeitsfahrzeugs (z. B. Baumwollerntemaschine 10, gezeigt in 1), trotz der Einbeziehung des Mehrganggetriebes 48 innerhalb des Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12. Ein nicht einschränkendes Beispiel eines solchen Steuerungsschemas wird nun im Detail beschrieben in Verbindung mit 3.
  • 3 ist ein Diagramm 56, das ein Steuerschema darstellt, das ausgeführt werden kann durch die Steuerung 52 des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 (2) in einer weiteren Beispiel-Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Die Steigerung der Arbeitsbodengeschwindigkeit ist entlang der Abszisse oder horizontalen Achse des Graphen 56 eingezeichnet, während die Steigerung Wellendrehzahl entlang der Ordinate oder vertikalen Achse eingezeichnet ist. Mehrere Kurven oder Kennlinien sind in dem Diagramm 56 eingezeichnet. Wie in einer Legende 58 in einem oberen Abschnitt der 3 markiert, beinhalten diese Kurven oder Kennlinien: (i) eine Motorausgangsdrehzahlkennlinie, (ii) eine Variator-Motordrehzahlkennlinie, (iii) eine Variator-Getriebeausgangsdrehzahl-Kennlinie (auch repräsentativ für die Getriebeeingangsdrehzahl in der Ausführungsform der 2–3), und (iv) eine Getriebeausgangsdrehzahl-Kennlinie (auch repräsentativ für die endgültige Bodenradleistungsausgabe in der Ausführungsform von 2–3). Wie ferner in der Legende 58 identifiziert, repräsentiert die auf Schaubild 56 überlagerte Stufenlinie separaten Übersetzungsverhältnis-Einstellungen des Mehrganggetriebes 48. In diesem besonderen Beispiel ist das Mehrganggetriebe 48 ein Lastschaltgetriebe mit achtzehn Getriebeübersetzungs-Einstellungen, die als „F1–F18.” gekennzeichnet sind. In anderen Ausführungsformen kann die Anzahl der Getriebeübersetzungs-Einstellungen variieren, die durch das Getriebe 48 bereitgestellt wurden, und die relative Kennlinie der Übersetzungsverhältnis-Einstellungen variieren. Schließlich stellt die gestrichelte vertikale Linie über einem mittleren Abschnitt des Graphen die Nullgeschwindigkeitslinie dar. Unterhalb der Nullgeschwindigkeitslinie gibt das Aussehen der Variator-Motordrehzahlkennlinie des Variator-Motors 42 den Rückwärtsantrieb an (2) und den rückgespeisten Betrieb des Arbeitsfahrzeug-Antriebstrangs.
  • Wie in dem Graph 56 in 3 ausgedrückt, ist die Getriebeausgangsdrehzahl-Kennlinie durch eine lineare Linie repräsentiert, die eine positive Steigung aufweist, die im Wesentlichen konstant ist über dem graphisch dargestellten Fahrzeugbodengeschwindigkeitsbereich. Die Getriebeausgangsdrehzahl-Kennlinie steigt relativ allmählichen oder nicht gestuft an von einer minimalen Wellendrehzahl (gekennzeichnet als „SSMIN”; ungefähr Null) bis zu einer maximalen Wellendrehzahl (gekennzeichnet als „SSMAX”), in einer ersten Drehrichtung des entsprechend der Vorwärtsbewegung des Arbeitsfahrzeugs. Eine nicht gestufte oder stufenlose Leistungsabgabe wird folglich über die Drehzahlauswahl für Getriebeausgangsdrehzahlen zwischen SSSMIN und SSMAX bereitgestellt. Da die Getriebeausgangsdrehzahl der Drehzahl des primären Getriebeausgangs in der Ausführungsform von 2–3 entspricht, stellt dies ebenfalls eine nicht gestufte oder stufenlose Leistungsabgabe über den Bodengeschwindigkeitsbereich des Arbeitsfahrzeuges bereit. Im Beispiel von 3 reicht der Bodendrehzahlbereich des Arbeitsfahrzeuges von einer minimalen Bodengeschwindigkeit (gekennzeichnet als „GSMIN”) bis zu einer maximalen Bodengeschwindigkeit (gekennzeichnet als „GSMAX”), ausschließlich irgendwelcher Rückwärtsgang-Einstellungen. In einer Ausführungsform ist der Bodengeschwindigkeitsbereich des Arbeitsfahrzeuges 0 bis 20 Meile pro Stunde (MPH), so dass GSMIN = 0 MPH, und GSMAX = 20 MPH. In anderen Ausführungsformen kann der Bodengeschwindigkeitsbereich des Arbeitsfahrzeuges größer oder kleiner als der zuvor genannte Bereich sein.
  • Die an der Getriebeausgangswelle 50 (1) bereitgestellte stufenlose Leistungsabgabe wird erreicht trotz der separaten, abgestuften Übersetzungsverhältnis-Einstellungen des Mehrganggetriebes 48. Dies ist teilweise auf die Art zurückzuführen, in der das Variator-Getriebe 38 auf das Mehrganggetriebe 48 (2) die Leistungsabgabe des Variator-Motors 42 anwendet, wie bei einer fraktionierten Leistungsabgabe des Motors 32 summiert. Zusätzlich moduliert in Übereinstimmung mit dem Beispiel-Steuerschema, graphisch dargestellt in 3 die Steuerung 52 die Geschwindigkeit des Variator-Motors 42 in einer Art und Weise, die die abgestufte Geschwindigkeitsausgabe des Getriebes 48 kompensiert und effektiv linearisiert. Dies kann durch gewürdigt werden durch Vergleichen der Beziehung zwischen den abgestuften Übersetzungsverhältnis-Einstellungen F2–F18 des Mehrganggetriebes 48 in Bezug auf die Variator-Motorausgangsdrehzahl über den Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereich des Arbeitsfahrzeuges. Wie zu sehen ist, akzeptiert der Variator-Motor 42 zunächst das Rückwärtsfahren über einen Anfangsabschnitt (ein unterer Bodengeschwindigkeitsbereich) jeder Übersetzungsverhältnis-Einstellung F2–F18. Wenn auf diese Weise rückwärts gefahren wird, ist Variator-Motor 42 (und andere zugehörige Komponenten) so vorteilhaft konfiguriert, die überschüssige Leistung von dem Motor 32 (PO%PM) durch die drehende mechanische Verbindung 34 (2) zu absorbieren, um es dem Antriebsstrang zu ermöglichen, vorübergehend in einem rückspeisenden Zustand zu arbeiten. In dieser Hinsicht kann der Variator-Motor 42 (und andere zugehörige Komponenten) die an den Motor 42 übertragene Drehbewegung in elektrische Energie umwandeln, die dann gespeichert wird oder später genutzt wird, um die Effizienz des Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs 12 zu optimieren. Wenn die Arbeitsfahrzeug-Bodengeschwindigkeit zunimmt in Richtung eines späteren Abschnitts (ein höherer Bodengeschwindigkeitsbereich) jeder Übersetzungsverhältnis-Einstellung F2–F18 regelt die Steuerung 52 (2) den Variator-Motor 42, um die Ausgangsdrehzahl der Variator-Motor-E/O-Welle schrittweise zu erhöhen oder „hochzufahren”. Eine im Wesentlichen lineare, stufenlose Leistung wird folglich über den Betriebsbereich des Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 erzeugt.
  • In bestimmten Ausführungsformen des Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs 12 kann der Motor 32 eine im Wesentlichen konstante Geschwindigkeit bereitstellen über den Großteil des Bodengeschwindigkeitsbereichs des Arbeitsfahrzeugs. In dieser Hinsicht, und wie weiter angegeben in dem Schaubild 56 (3), kann der Motor 32 gesteuert werden, um eine im Wesentlichen konstante Ausgangsdrehzahl über die wesentliche Gesamtheit des Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereichs bereitzustellen, von einer ersten relativ niedrigen Bodengeschwindigkeit (gekennzeichnet als „GS1” in 3) bis zu einer zweiten höheren Geschwindigkeit (entspricht GSMAX in 3). In einer Ausführungsform und nur durch ein nicht einschränkendes Beispiel kann GS1 ungefähr 1 MPH sein. Bei Fahrzeugbodengeschwindigkeiten von über GS1 kann die lineare Natur der Bodenrad-Leistungskennlinie durch die Steuerung des Variator-Motors 42 in Bezug auf die Übersetzungsverhältnis-Einstellungen des Mehrganggetriebes 48 (F2–F15 ) in der zuvor beschriebenen Art und Weise erzeugt werden. Umgekehrt bleibt bei Bodengeschwindigkeiten unter GS1 das Getriebe 48 in einer einzigen Übersetzungsverhältnis-Einstellung (F1) und die lineare Natur der Bodenrad-Leistungskennlinie wird einfach durch Verändern der Ausgangsdrehzahl des Motors 32 erreicht (2), wie von einem Anfangssegment 60 der Motorleistungsdrehzahl-Kennlinie angezeigt. Der Variator-Motor 42 kann in diesem anfänglichen Bodengeschwindigkeitsbereich (GSMIN bis GS1) zu einer im Wesentlichen konstanten Leistungsabgabe beitragen. In anderen Ausführungsformen kann ein anderes Steuerschema implementiert werden mithilfe des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 (2), so dass die Ausgangsdrehzahl des Variator-Motors 42 über einen größeren oder kleineren Abschnitt des Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereichs des Arbeitsfahrzeuges moduliert werden.
  • Durch die Aufrechterhaltung der Motorausgangsdrehzahl bei einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit über die Mehrheit und vielleicht über die wesentliche Gesamtheit des Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereichs des Arbeitsfahrzeuges kann die Effizienz des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 verbessert werden bei reduzierter Komplexität des Steuerschemas. In anderen Ausführungsformen kann die Motordrehzahl nicht im Wesentlichen konstant über den Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereich des Arbeitsfahrzeugs gehalten werden. In jedem Fall muss der Variator-Motor 42 nur einen relativ geringen Leistungsbeitrag leisten, genug um die abgestuften Übersetzungsverhältnisse des Getriebes 48 in eine im Wesentlichen lineare, stufenlose Leistung über den Großteil des Bodengeschwindigkeitsbereichs des Arbeitsfahrzeuges umzuwandeln. Die Betriebsanforderungen (z. B. Leistungsanforderungen) an den Variator-Motor 42 werden so minimiert, was es ermöglicht, Größe, Gewicht und Ineffizienz-Anteile des Variator-Motors zu reduzieren. Somit kann die Größe des Variator-Motors, selbst in der Form eines hydrostatischen Antriebsmotors minimiert werden im Vergleich zu relativ großen hydrostatischen Antriebsmotoren konventioneller Art, verwendet in Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebssträngen. Die Effizienz des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12 wird demzufolge verbessert, während die Kosten, die Größe und die Komplexität des Antriebsstrangs 12 reduziert werden. Ungeachtet des vorstehenden Beispiels kann die Ausgangsdrehzahl des Variator-Motors 42 auf eine andere Weise gesteuert werden in anderen Ausführungsformen des Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs 12. Zum Beispiel kann in einer alternativen Ausführungsform die Ausgangsdrehzahl des Variator-Motors 42 so gesteuert werden, dass die Bodenrad-Leistungsabgabe des Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs 12 nur über einen Teil des Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereichs linearisiert werden.
  • Somit wurde eine Beispiel-Ausführungsform eines hocheffizienten Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs beschreiben, gut geeignet für den Einbau in Arbeitsfahrzeugen, die mit wellengetriebenen Geräten ausgestattet sind, wie beispielsweise Baumwoll- oder Zuckerrohrerntemaschinen. Der oben beschriebene Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang wird nur als nicht einschränkendes Beispiel bereitgestellt. Verschiedene Modifikationen können an dem Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrang vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen. Zum Beispiel in der Ausführungsform des Arbeitsfahrzeugs 12 aus 2 ist das Variator-Getriebe 38 mechanisch vor dem Mehrganggetriebe 48 positioniert; dies muss jedoch nicht der Fall sein in allen Ausführungsformen. Stattdessen kann in weiteren Ausführungsformen das Variator-Getriebe mechanisch nach dem Mehrganggetriebe positioniert werden. In diesem Fall kann der primäre Getriebeausgang (anstelle der Ausgangswelle des Mehrganggetriebes) als endgültiger Bodenrad-Ausgang des Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs dienen. Ein Beispiel einer solchen alternativen Implementierung eines Arbeitsfahrzeug-Arbeitsstrangs wird nun weiter unten näher beschrieben in Verbindung mit 4.
  • 4 veranschaulicht einen Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang 12', wie in Übereinstimmung mit einer weiteren Beispiel-Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; Der Doppelausgangsarbeitsfahrzeug-Antriebsstrang 12' ist ähnlich dem Doppelausgangsarbeitsfahrzeug-Antriebsstrang 12 aus 2; Somit werden gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche strukturelle Merkmale oder Geräte zu bezeichnen, aber mit der Hinzufügung eines Strichs ('), um anzuzeigen, dass solche Funktionen oder Geräte in bestimmtem Umfang variieren. Wie schon zuvor der Fall war, beinhaltet der Arbeitsfahrzeug-Antriebstrang 12' eine Variator-Anordnung 36', ein Variator-Getriebe 38', einen Variator-Motor 42' und eine drehende mechanische Verbindung 44', die mechanisch das Variator-Getriebe 38' mit der E/A-Welle des Variator-Motor 42' verbindet. Eine Hilfszapfwelle 40' steht von dem Variator-Getriebe 38' vor und dient als eine erste mechanische Leistung des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs 12' zum Antrieb der wellengetriebenen Geräte. Wiederum ist das Variator-Getriebe 38' mechanisch in Serie gekoppelt mit einem Motor 32' und einem Mehrganggetriebe 48'. Jedoch ist in diesem speziellen Beispiel das Variator-Getriebe 38' vor dem Mehrganggetriebe 48' positioniert. Insbesondere ist das Variator-Getriebe 38' mechanisch mit dem Mehrganggetriebe 48' durch eine rotierende mechanische Verbindung verbunden, die repräsentativ für eine Abtriebswelle des Getriebes 48', eine Eingangswelle des Variator-Getriebes 38' und/oder eine beliebige Anzahl von dazwischenliegenden Komponenten oder Verbindungen sein kann. Zusätzlich dient die Ausgangswelle des Variator-Getriebes 38' (anstelle der Ausgangswelle des Getriebes 48) nun als endgültige primäre Getriebeleistung des Arbeitsfahrzeug-Antriebstrangs 12'. Ungeachtet dieser Unterschiede, kann die Ausgangsdrehzahl des Variator-Motors 42' noch gesteuert werden (z. B. durch die Ausgabe von entsprechenden Befehlen von der Steuerung 52') im Wesentlichen auf die gleiche Weise wie oben beschrieben in Verbindung mit 3, wenn dies gewünscht wird. Insbesondere kann die Ausgangsdrehzahl des Variator-Motors 42' gesteuert werden, um die separaten, abgestuften Übersetzungsverhältnis-Einstellungen des Mehrganggetriebes 48' in eine nicht abgestufte, stufenlose Leistung (wie angewendet auf den primären Getriebeausgang 46') für den Antrieb von Arbeitsfahrzeug-Bodenrädern umzuwandeln.
  • Mehrere Beispiel-Ausführungsformen eines hocheffizienten Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs sind bereitgestellt worden, die eine unabhängige Bodengeschwindigkeits-Auswahl eines Arbeitsfahrzeug ermöglichen (z. B. über einen stufenlos wählbaren Bodengeschwindigkeitsbereich) in Bezug auf die Drehzahl eines oder mehrerer wellengetriebenen Geräte, mitgeführt von dem Arbeitsfahrzeug. In jeder der oben beschriebenen Beispiel-Ausführungsformen verwendet das Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrang ein Variator-Getriebe, um mechanisch die Leistungsabgabe eines Variator-Motors mit einer fraktionierten Leistung von einer Antriebsmaschine (z. B. einem Verbrennungsmotor) zu summieren, und dann diese summierte Leistung auf eine Abtriebswelle des Getriebes anzuwenden. Wie bereits betont, kann das Variator-Getriebe verschiedene Formen annehmen und eine Vielzahl von Getriebe-Kombinationen enthalten, die zur Durchführung solcher Funktionen geeignet sind. Bestimmte Nutzen können jedoch erzielt werden durch die Nutzung eines sogenannten „geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes”; das heißt, ein Variator-Getriebe mit einem Planetengetriebesystem, das drehbar um eine Planetenachse ist, die parallel zu, aber versetzt von der primären Leistungspfad-Achse ist, um die die Variator-Eingangswelle und die Hilfszapfwelle drehen. Ein Beispiel eines solchen geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes wird nun beschrieben in Verbindung mit 5–7.
  • 5, 6 und 7 sind isometrische Vorder-, Rück- und Querschnittsansichten jeweils eines geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes 62, wie dargestellt in Übereinstimmung mit einer weiteren Beispiel-Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 ist gut geeignet für die Nutzung als das Variator-Getriebe 38 des Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs 12 oben beschrieben in Verbindung mit 2 und wird folglich unten mit gelegentlicher Bezugnahme auf den Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrang 12 beschrieben. Ungeachtet dessen wird man es zu schätzen wissen, dass die folgende Beschreibung nur anhand eines nicht beschränkenden Beispiels bereitgestellt wird, und dass das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 in anderen Arten von Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebssträngen genutzt werden kann. Unter Bezugnahme zusammen auf 5–7, das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 enthält ein Variator-Getriebegehäuse 64, das aus einem Hauptgehäuseteil 66 und einer hinteren Abdeckung 68 zusammengebaut ist. Das Hauptgehäuseteil 66 enthält eine innere Kammer oder einen Hohlraum 70 (gekennzeichnet in 7), die von der hinteren Abdeckung 68 umschlossen ist, wenn sie gegen das Hauptgehäuseteil 66 positioniert ist. Die hintere Abdeckung 68 kann an dem Hauptgehäuseteil 66 befestigt werden mithilfe von Befestigungselementen (z. B. Bolzen) oder auf andere Weise, die es ermöglicht, dass die hintere Abdeckung 68 entfernt wird, um so für Montage- und Reparaturzwecke Zugang zum inneren Hohlraum 70 zu haben. In weiteren Ausführungsformen kann das Variator-Getriebegehäuse 64 einen anderen Formfaktor, Teileanzahl, und Konstruktion haben, vorausgesetzt, dass das Gehäuse 64 geeignet ist zur Aufnahme und zum Halten der internen Komponenten des geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes 62.
  • Wenn das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 innerhalb eines Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs installiert ist, kann das Variator-Getriebegehäuse 64 an das Gehäuse eines Mehrganggetriebes montiert werden. Ein Beispiel einer solchen Montageanordnung ist in 5 dargestellt, wobei das Variator-Getriebegehäuse 64 an dem Gehäuse eines Mehrganggetriebes 72 befestigt ist, das dem Mehrganggetriebe 48 entsprechen kann, das in 2 dargestellt ist. Zusätzlich kann ein Variator-Motor 74 (z. B. entsprechend dem Variator-Motor 42 von 2) an dem Variator-Getriebegehäuse 64 gegenüber dem Mehrganggetriebe 72 montiert werden. Verschiedene andere mechanische, elektrische oder Fluidverbindungen können auch den geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebe 62, dem Mehrganggetriebe 48 und dem Variator-Motor 74 bereitgestellt werden, die nicht zur Klarheit dargestellt sind in 5–7. Zum Beispiel kann eine nicht dargestellte Schmiermittelversorgungsleitung mit einer passenden Aufnahmefunktion 76, vorstehend aus der hinteren Abdeckung 68, angeschlossen werden, um es Schmiermittel zu ermöglichen (z. B. Öl), in den inneren Hohlraum 70 und über die darin enthaltenen rotierenden Komponenten zu fließen. Während des Betriebes des geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes 62 kann das Schmiermittel in einem Sumpf im Boden des inneren Hohlraums 70 gehalten und durch eine untere Öffnung 78 in dem Variator Getriebegehäuse 64 abfließen für den nachfolgenden Umlauf an das Variator-Getriebe 62 durch ein Antriebsstrang-Schmiermittelsystem.
  • Wie deutlich gezeigt in 7, ist ein Planetengetriebesystem 80 innerhalb des Variator-Getriebegehäuses 64 enthalten. Das Planetengetriebesystem 80 umfasst die folgenden Komponenten: (i) ein Sonnenrad 82, (ii) einen Satz Planetenräder 84, (iii) einen Träger 86, und (iv) ein Hohlrad 88. Die Planetenräder 84 werden durch den Träger 86 gestützt und schräg um das Sonnenrad 82 herum positioniert. Das Sonnenrad 82 steht in Eingriff oder ist verzahnt mit den Planetenrädern 84, die in den gezahnten Innenumfang des Hohlrads 88 eingreifen bzw. damit verzahnt sind. Das Planetengetriebesystem 80 ist drehbar um eine Planetenachse 90. Das Planetengetriebesystem 80 kann durch eine Anzahl von Wälzlagern gestützt werden, um die Drehung des Getriebesystems 80 um die Planetenachse 90 zu erleichtern. In dem dargestellten Beispiel stützen eine Anzahl von Wälzlagern (z. B. Kugellager) 116 eine rohrförmige Verlängerung 92, die fest mit dem Hohlrad 88 verbunden ist und die sich von dem Hohlrad 88 in Richtung des Variator-Motors 74 erstreckt. Die rohrförmige Verlängerung 92 und das Hohlrad 88 können integral als ein einziges Stück ausgebildet sein, wie in 7 gezeigt oder stattdessen als getrennte Teile hergestellt werden, die anschließend miteinander verbunden werden, um eine drehfeste Kupplung zu bilden.
  • Wie oben erwähnt, ist der Variator-Motor 74 an dem Getriebegehäuse 64 in einer freitragenden Halterung befestigt. Der Variator-Motor 74 umfasst eine E/A-Welle 94, die sich in den inneren Hohlraum 74 des Variator-Getriebegehäuses 64 durch eine Öffnung in dem Hauptgehäuseteil 66 erstreckt. Die Variator-Motor-E/A-Welle 94 ist drehbar um eine Achse, die im Wesentlichen koaxial mit der Planetenachse 90 ist, und somit auch durch die obere gestrichelte Linie in 7. Die Variator-Motor E/A-Welle 94 ist mechanisch mit dem Planetengetriebesystem 80 durch das Sonnenrad 82 gekoppelt. In der dargestellten Ausführungsform und nur beispielhaft, ist eine längliche Drehkupplung 96, 98 zwischen der Variator-Motor-E/A-Welle 94 und dem Sonnenrad 82 vorgesehen. Die längliche Drehkupplung 96, 98 beinhaltet eine längliche Stange oder Schaft 96, die sich von dem Sonnenrad 82 in Richtung des Variator-Motors 74 erstreckt und die fest gekoppelt (z. B. einstückig ausgebildet) ist mit dem Sonnenrad 82. Der längliche Schaft 96 ist mechanisch mit der Variator-Motor-E/A-Welle 94 gekoppelt über eine Keilverzahnung 98, die weiter die länglichen Drehkupplung 96, 98 bildet. Die längliche Drehkupplung 96, 98 erstreckt sich somit in dem Kanal oder Längsöffnung 92 durch die rohrförmige Verlängerung, um mechanisch die Variator-Motor-E/A-Welle 94 mit dem Sonnenrad 82 zu verbinden.
  • Das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 beinhaltet ferner eine Variator-Eingangswelle 100, die drehbar um eine primäre Pfadachse 102 ist (7). Die primäre Leistungspfadachse 102 ist parallel zu, aber versetzt von der Planetenachse 90. Wenn das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 innerhalb eines Arbeitsfahrzeugs-Antriebsstrangsystems installiert ist, wird die Variator-Eingangswelle 100 mechanisch mit dem Ausgang einer Antriebsmaschine verbunden, wie beispielsweise die Abtriebswelle des Motors 32 in 2. Ein Keiladapterstück 104 kann (z. B. über eine Keilverzahnung) verbunden werden mit einem ersten Endabschnitt der Variator-Eingangswelle 100, um diese Verbindung zwischen dem Motor 32 (oder einer anderen Antriebsmaschine) und der Variator-Eingangswelle 100 zu erleichtern. Das Keiladapterstück 104 ist von außerhalb des Variator-Getriebegehäuses 64 zugänglich und kann Flanschabschnitte beinhalten mit Bolzenlöchern, die direkt an die des Motors 32 oder an eine dazwischenliegende Welle angeschraubt werden können. An einem zweiten, gegenüberliegenden Endabschnitt, ist die Variator-Eingangswelle 100 weiter mechanisch gekoppelt an eine Hilfszapfwelle 106 (teilweise gezeigt), die auch um die primäre Leistungspfadachse 102 drehbar ist. Die Hilfszapfwelle 106 steht aus dem Getriebegehäuse 64 hervor in eine Richtung entgegengesetzt zum ersten Endabschnitt der Variator-Eingangswelle 100 und des Variator-Motors 74. In einer Ausführungsform entspricht die Hilfszapfwelle 106 der Hilfszapfwelle 40, dargestellt in 2. Die Variator-Eingangswelle 100 kann mechanisch mit der Hilfszapfwelle 106 gekoppelt werden mithilfe einer Keilverzahnung 108 oder auf eine andere Weise, um eine rotationsfeste Kopplung zwischen der Eingangswelle 100 und der Zapfwelle 106 zu bieten. Eine Anzahl von Wälzlagern, wie beispielsweise Kugellager 110, erleichtert die Drehung der Variator-Eingangswelle 100 und/oder der Hilfszapfwelle 106 um die primären Leistungspfadachse 102.
  • Ein Getriebeelement 112 erstreckt sich radial von einem Zwischenabschnitt der Variator-Eingangswelle 100. Das Getriebeelement 112 kann einstückig mit der Variator-Eingangswelle 100 als ein einzelnes Teil ausgebildet sein oder stattdessen als ein separates Teil, das in irgendeiner Art und Weise an die Variator-Eingangswelle 100 gekoppelt ist. Das Getriebeelement 112 enthält einen äußeren gezahnten Umfang, der verzahnt ist mit einem gezahnten Adapterstück 114, das weiter fest angeordnet ist um und fest gekoppelt ist mit dem Hohlrad 88. Genauer gesagt, das gezahnte Adapterstück 114 kann an der rohrförmigen Verlängerung 92 befestigt werden, die einstückig ausgebildet oder auf andere Weise mit dem Hohlrad 88 fest gekoppelt ist. Die Variator-Eingangswelle 100 ist somit mechanisch mit dem Planetengetriebesystem 80 durch das Hohlrad 88 gekoppelt. Zusammen bieten die Variator-Eingangswelle 100 und die Hilfszapfwelle 106 einen mechanischen Pfad durch das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 zur Übertragung von Drehbewegung von der Antriebsmaschine (z. B. der Motor 32, dargestellt in 2) an die wellengetriebenen, vom Arbeitsfahrzeug getragenen Geräte, während ein bestimmter Bruchteil der auf diesem Weg übertragenen Leistung abgezogenen und an das Planetengetriebesystem 80 geleitet wird. Diese abgezogene Leistung (wieder, hier abgekürzt als „PO%PM) kann dann auf die primäre Getriebeleistung angewandt werden (z. B. das unten beschriebene drehbaren Abtriebselement 118) oder an den Variator-Motor 74, je nachdem, ob der Variator-Motor 74 gerade in einem vorwärts- oder rückwärts angetriebenen Modus läuft.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu entnehmen ist, dient das Hohlrad 88 als erster mechanischer Eingang des Planetengetriebesystems 80, das eine gewisse Leistungseingabe von der Antriebsmaschine empfängt (PO%PM), genau wie der Motor 32 des Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs 12 (2), wie aus der Variator-Eingangswelle 100 gezeichnet. Im Vergleich dazu dient das Sonnenrad 82 als zweiter mechanischer Eingang (und Ausgang) des Planetengetriebesystems 80, das Leistung von einem der E/A-Welle 94 des Variator-Motors 74 empfängt (und gelegentlich auch Leistung an sie liefern kann). Schließlich dient der Träger 86 als ein mechanischer Ausgang des Planetengetriebesystems 80, das Drehung antreibt eines drehbaren Abtriebselements 118, weiter enthalten in dem geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebe 62. In dem dargestellten Beispiel dient das drehbare Abtriebselement 118 als primärer Ausgang des geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes 62. Dementsprechend kann das drehbare Abtriebselement 118 den mechanischen Eingang des Mehrganggetriebes 72 in Eingriff bringen oder auf andere Weise damit gekoppelt sein (dargestellt in 5), wenn das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 darauf installiert ist. Ein Kupplungsgetriebe 120 ist ferner vorgesehen, um Drehbewegung von dem Träger 86, der um die Planetenachse 90 dreht, an das drehbare Abtriebselement 118, das drehbar um die primäre Leistungspfadachse 102 ist, zu übertragen. Wie ersichtlich ist aus 7, beinhaltet das Kupplungsgetriebe 120 einen langgestreckten Schaftabschnitt 122, der fest gekoppelt ist (z. B. über eine kerbverzahnte Schnittstelle) an einen zentralen Abschnitt des Trägers 86. Das Kupplungsgetriebe 120 beinhaltet ferner einen äußeren gezahnten Abschnitt 124, der den äußeren gezahnten Umfang des drehbaren Abtriebselements 118 in Eingriff bringt. Eine Anzahl von Wälzlagern, wie beispielsweise Kugellager 126 werden weiter innerhalb des Getriebegehäuses 64 angeordnet und an das Kupplungsgetriebe 120 gelenkt, um Reibung zu minimieren, wenn das Getriebe 120 (und die verschiedenen Komponenten des Planetengetriebesystems 80) um die Planetenachse 90 drehen.
  • Wie bereits erwähnt, ermöglicht das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 dem Variator-Motor 74, selektiv in vorwärts- oder rückwärtsgetriebenen Modi betrieben zu werden. Wenn der Variator-Motor 74 vorwärtsgetrieben ist, wird Drehung der Variator-Motor-E/A-Welle 94 an das Planetengetriebesystem 80 durch das Sonnenrad 82 übertragen. Die Drehung des Sonnenrads 82 treibt die Drehung der Planetenräder 84 an, die sich in dem gezahnten Innenumfang des Hohlrads 88 bewegen. Gleichzeitig wird die Drehung des Hohlrads 88 durch die Drehung der Variator-Eingangswelle 100 über das Getriebeelement 112 und das verzahnte Adapterstück 114 angetrieben. Die Drehbewegung des Hohlrads 88 (wie von der Antriebsmaschine bzw. dem Motor angetrieben) ist somit effektiv summiert mit der Drehung des Sonnenrads 82 (wie durch den Variator-Motor angetrieben), um Drehung der Planetenräder 84 und des Trägers 86 um die Planetenachse 90 anzutreiben. Drehung des Trägers 86 wird dann durch das Kupplungsgetriebe 120 an das drehbare Abtriebselement 118 des geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes 62 übertragen. Somit summiert das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 den Leistungseingang am Sonnenrad 82 (POVM) mit dem Leistungseingang am Hohlrad 88 (PO%PM) und wendet diese summierte Leistung (POVM + PO%PM) auf die Arbeitsfahrzeug-Bodenräder durch den Träger 86, das Kupplungsgetriebe 120 und schließlich das drehbare Ausgangselement 118 des geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes 62 an. Wenn das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 genutzt wird als das Variator-Getriebe 38 des Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs 12 (2), kann das drehbare Abtriebselement 118 mechanisch an das Arbeitsfahrzeug-Bodenräder durch das Mehrganggetriebe 48 gekoppelt werden, wie zuvor beschrieben.
  • Wenn der Variator-Motor 74 rückwärts angetrieben wird, wird die überschüssige Leistung von der Antriebsmaschine (z. B. dem Motor 32 aus 2) durch die Variator-Eingangswelle 76 an den Variator-Motor 74 über das Planetengetriebesystem 80 zurückgeführt. Insbesondere wird die überschüssige Leistung durch die Variator-Eingangswelle 76 an das Hohlrad 88 durch das Getriebeelement 112 und das verzahnte Adapterstück 114 übertragen. Drehung des Hohlrads 88 treibt eine Drehung der Planetenräder 84 an, die wiederum treiben die Drehung des Sonnenrads 82 an. Drehung des Sonnenrads 82 wird dann an die Variator-Motor-E/A-Welle 94 übertragen durch den länglichen Schaft 96 und die Keilverzahnung 98. Die an den Variator-Motor 74 weitergegebene Bewegung wird dann vorübergehend in gespeicherte Energie umgewandelt, die anschließend verwendet werden kann, wenn der Motor 74 wieder in einem vorwärtsgesteuerten Modus betrieben wird. Durch die Ermöglichung des Rückwärtsantriebs des Variator-Motors 74 auf diese Weise unterstützt das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 eine rückspeisende Funktion des Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrangs unter bestimmten Betriebsbedingungen. In einer Ausführungsform kann das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 den Rückwärtsantrieb des Variator-Motors 74 in einem anfänglichen Drehzahlbereich von ausgewählten Übersetzungsverhältnis-Einstellungen eines Mehrganggetriebes erlauben, um eine nicht gestuften oder stufenlose Leistungsabgabe an die Bodenräder bereitzustellen, wie oben beschrieben in Verbindung mit 4. Vorteilhafterweise bietet das geteilte Leistungspfad-Variator-Getriebe 62 eine solche Funktionalität in einem relativ kompakten, strukturell robusten Paket mit geringer Teilezahl.
  • So wurden mehrere Beispiel-Ausführungsformen eines hocheffizienten Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrangs bereitgestellt, die gut geeignet sind für Baumwollerntemaschinen, Zuckerrohrerntemaschinen und andere, mit wellengetriebenen Geräten ausgestattete Arbeitsfahrzeuge. In den oben beschriebenen Ausführungsformen des Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang wird eine Antriebsmaschine (z. B. ein Motor) genutzt, um die Drehung einer Hilfszapfwelle und der wellengetriebenen Geräte anzutreiben, und dabei weiter Grundleistung an die Arbeitsfahrzeug-Bodenräder durch einen Bodenrad-Ausgang bereitzustellen. Eine Variator-Anordnung, die einen Variator-Motor und ein Variator-Getriebe beinhaltet, trägt eine gesteuerte Leistung zu dem Bodenrad-Ausgang des Arbeitsfahrzeuges bei über zumindest einen Abschnitt des Arbeitsbodengeschwindigkeitsbereichs des Fahrzeugs. Eine solche Anordnung ermöglicht vorteilhafterweise, dass die Größe und die Leistungsanforderungen des Variator-Motors minimiert werden, um die Gesamtarbeitsfahrzeugeffizienz zu verbessern. Zusätzlich kann in bestimmten Ausführungsformen, in denen der Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrang ein mehrgängiges Getriebe enthält, der Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang so konfiguriert sein, zumindest teilweise die abgestufte Art der Getriebeübersetzungsverhältnis-Einstellungen zu kompensieren und dadurch eine stufenlose Leistungsabgabe zu erreichen für den Antrieb der Bodenräder über zumindest einen Großteil und möglicherweise der wesentlichen Gesamtheit des Bodengeschwindigkeitsbereichs des Arbeitsfahrzeugs. Ausführungsformen eines vorteilhaft genutzten geteilten Leistungspfad-Variator-Getriebes im Doppelausgang-Arbeitsfahrzeugantriebsstrang wurden ebenfalls bereitgestellt.
  • Obwohl mindestens eine Beispiel-Ausführungsform in der vorstehenden detailliert Beschreibung vorgestellt wurde, sollte klar sein, dass es eine große Anzahl von Variationen gibt. Es sollte auch erkannt werden, dass die Beispiel-Ausführungsform oder Beispiel-Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht den Umfang, die Anwendbarkeit oder Konfiguration der Erfindung in irgendeiner Weise beschränken sollen. Vielmehr bietet die vorstehende detaillierte Beschreibung einem Fachmann eine praktische Anleitung zum Einsatz einer Beispiel-Ausführungsform der Erfindung. Es ist davon auszugehen, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und der Anordnung der in der Beispiel-Ausführungsform beschriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, abzuweichen.

Claims (7)

  1. Variator-Anordnung, umfassend: einen Variator-Motor; und ein Variator-Getriebe, umfassend: ein Getriebegehäuse, an dem der Variator-Motor montiert ist; eine Variator-Eingangswelle, die sich in dem Variator-Getriebegehäuse erstreckt und drehbar in Bezug dazu um eine primäre Leistungspfadachse ist, ein Planetengetriebesystem, das innerhalb des Variator-Getriebegehäuses angeordnet, mit dem Variator-Motor und der Variator-Eingangswelle mechanisch gekoppelt und um eine im Wesentlichen parallel zu und versetzt von der primären Leistungspfad-Achse vorgesehene Planetenachse drehbar ist.
  2. Variator-Anordnung nach Anspruch 1, wobei der Variator-Motor eine Variator-Motor-Eingangs-/Ausgangswelle (E/A) aufweist, die um eine zu der Planetenachse koaxiale Achse drehbar ist.
  3. Variator-Antriebsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Planetengetriebesystem umfasst: ein ringförmiges Hohlrad, durch das die Variator-Eingangswelle mechanisch an das Planetengetriebesystem gekoppelt ist; und ein Sonnenrad, durch das der Variator-Motor mechanisch an das Planetengetriebesystem gekoppelt ist.
  4. Variator-Anordnung nach Anspruch 3, wobei das Planetengetriebesystem ferner aufweist: einen Satz von Planetenrädern, die in die Hohl- und Sonnenräder eingreifen; und einen Träger, der den Satz von Planetenrädern stützt und als ein mechanischer Ausgang des Planetengetriebesystems dient.
  5. Variator-Anordnung nach Anspruch 4, ferner umfassend: ein drehbares Abtriebselement, das um die primäre Leistungspfadachse drehbar ist; und ein Kupplungsgetriebe, das um die Planetenachse drehbar ist und mechanisch den Träger an das drehbare Abtriebselement koppelt.
  6. Variator-Getriebe, umfassend: ein Getriebegehäuse; eine Variator-Eingangswelle, die sich in dem Variator-Getriebegehäuse erstreckt und in Bezug dazu um eine primäre Leistungspfadachse drehbar ist, und ein Planetengetriebesystem, das in dem Variator-Getriebegehäuse angeordnet und um eine Planetenachse drehbar ist, die im Wesentlichen parallel zu und versetzt von der primären Leistungspfad-Achse ist.
  7. Variator-Getriebe nach Anspruch 6, wobei das Planetengetriebesystem ein Hohlrad umfasst, durch das die Variator-Eingangswelle mechanisch mit dem Planetengetriebesystem gekoppelt ist.
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