-
Die Erfindung betrifft ein Getriebe, insbesondere ein Nachschaltgetriebe, eine Getriebebaugruppe mit einem Hauptgetriebe, das mit einem derartigen Getriebe gekoppelt ist, und einen Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine mit einer solchen Getriebebaugruppe.
-
Grundsätzlich sind derartige Getriebe, Getriebebaugruppen und damit ausgerüstete Antriebsstränge von Arbeitsmaschinen aus dem Stand der Technik bekannt.
-
Unter einer Arbeitsmaschine wird beispielsweise eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine wie ein Traktor oder eine Baustellen-Arbeitsmaschine wie ein Radlader verstanden.
-
In diesem Zusammenhang werden als Nachschaltgetriebe ausgeführte Getriebe auch häufig als Bereichsgetriebe bezeichnet, wenn sie dafür vorgesehen sind, eine Spreizung eines Hauptgetriebes zu erhöhen. Das Bereichsgetriebe weist dann eine gewisse Anzahl an Übersetzungsstufen auf, mit der sich die Anzahl an über das Hauptgetriebe schaltbaren Gängen oder Fahrbereichen multiplizieren lässt. Alternative Begriffe für Bereichsgetriebe sind Bereichsgruppe, Nachschaltgruppe oder Range-Getriebe.
-
Ebenso können als Nachschaltgetriebe ausgeführte Getriebe dazu dienen, Vorwärtsgänge oder Vorwärtsfahrbereiche und Rückwärtsgänge oder Rückwärtsfahrbereiche zu realisieren. Man spricht dann auch von Wendeeinheiten, Umkehreinheiten oder Reversiereinheiten.
-
Auch eine Kombination einer Wendeeinheit und einer Bereichsgruppe ist bekannt. Solche Getriebe bieten zumindest zwei Vorwärtsfahrbereiche oder -gänge und einen Rückwärtsfahrbereich oder -gang oder umgekehrt.
-
Die Gesamtheit aus Hauptgetriebe und Nachschaltgetriebe kann auch als Gruppengetriebe bezeichnet werden.
-
Ausgehend von einem Hauptgetriebe werden Nachschaltgetriebe üblicherweise entlang der Getriebeachse des Hauptgetriebes dem Hauptgetriebe benachbart angeordnet, sodass sich der axiale Bauraumbedarf dieser Getriebegruppe ausgehend vom Hauptgetriebe erhöht. Insgesamt wird jedoch angestrebt, Getriebe möglichst kompakt zu bauen, was insbesondere für die axiale Baulänge von Getrieben gilt. Dies ist vor allem bei elektrisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben von Bedeutung, bei denen beispielweise Bauraum für elektrische Maschinen vorgesehen werden muss.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Getriebe, insbesondere ein Nachschaltgetriebe, mit besonders kurzer axialer Baulänge zu schaffen. Dadurch kann auch eine Getriebebaugruppe, die mit einem solchen Nachschaltgetriebe ausgestattet ist, axial kompakt sein. Folglich wird insgesamt der Bauraumbedarf eines Antriebsstrangs reduziert, der eine solche Getriebebaugruppe umfasst. Es versteht sich, dass die axiale Kompaktheit nicht auf Kosten der übrigen Getriebefunktionalitäten erreicht werden darf. Eine der wichtigsten Getriebefunktionalitäten ist dabei das Bereitstellen von Betriebsbereichen, die bei fahrenden Arbeitsmaschinen auch als Fahrbereiche bezeichnet werden.
-
Die Aufgabe wird durch ein Getriebe, insbesondere ein Nachschaltgetriebe, der eingangs genannten Art gelöst, umfassend
eine erste Eingangswelle, die mit einem Hauptgetriebe koppelbar ist,
eine zweite Eingangswelle, die mit einem Hauptgetriebe koppelbar ist,
einen in Leistungsflussrichtung primären Planetenradsatz mit einem primären Sonnenrad, einem primären Hohlrad und einem primären Planetenträger,
einen in Leistungsflussrichtung dem primären Planetenradsatz nachgeschalteten, sekundären Planetenradsatz mit einem sekundären Sonnenrad, einem ersten sekundären Planetenradsatzelement und einem zweiten sekundären Planetenradsatzelement,
zumindest ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement, und eine Ausgangswelle,
wobei die erste Eingangswelle mit dem primären Sonnenrad drehfest gekoppelt ist, wobei die zweite Eingangswelle mit dem primären Planetenträger drehfest gekoppelt ist,
wobei die Ausgangswelle mit dem primären Planetenträger drehfest gekoppelt ist,
wobei das primäre Hohlrad über das erste Schaltelement mit einem Getriebegehäuse wahlweise drehfest koppelbar ist, und
- a) wobei das primäre Sonnenrad mit dem sekundären Sonnenrad drehfest gekoppelt ist, das erste sekundäre Planetenradsatzelement und das Getriebegehäuse über das zweite Schaltelement wahlweise drehfest koppelbar sind und das zweite sekundäre Planetenradsatzelement und die Ausgangswelle drehfest gekoppelt sind, oder
- b) wobei das primäre Sonnenrad über das zweite Schaltelement mit dem sekundären Sonnenrad wahlweise drehfest koppelbar ist, das erste sekundäre Planetenradsatzelement und das Getriebegehäuse drehfest gekoppelt sind und das zweite sekundäre Planetenradsatzelement und die Ausganswelle drehfest gekoppelt sind, oder
- c) wobei das primäre Sonnenrad mit dem sekundären Sonnenrad drehfest gekoppelt ist, das zweite sekundäre Planetenradsatzelement und die Ausgangswelle über das zweite Schaltelement wahlweise drehfest koppelbar sind und das erste sekundäre Planetenradsatzelement und das Getriebegehäuse drehfest gekoppelt sind. In diesem Zusammenhang ist ein Schaltelement als ein Sammelbegriff für Bremsen und Kupplungen zu verstehen, wobei Bremsen stets relativ zum Getriebegehäuse wirken und Kupplungen immer zwei drehbare Bauteile koppeln. Vorliegend ist also das erste Schaltelement als Bremse ausgeführt und das zweite Schaltelement je nach Variante als Bremse oder Kupplung. Ein solches Getriebe baut axial vergleichsweise kompakt, da es ausschließlich Planetenradsätze verwendet. Diese sind besonders gut geeignet, um Getriebe zu realisieren, die hohe Drehmomente übertragen können, aber dennoch einen geringen, insbesondere axialen, Bauraumbedarf aufweisen. Die Leistungsflussrichtung ist vorliegend im Zugbetrieb definiert.
-
Die oben genannten Alternativen a) bis c) können auch dadurch beschrieben werden, dass zwischen dem primären Sonnenrad und dem sekundären Sonnenrad eine erste Kopplung definiert wird, zwischen dem zweiten sekundären Planetenradsatzelement und der Ausgangswelle eine zweite Kopplung definiert wird und zwischen dem ersten sekundären Planetenradsatzelement und dem Getriebegehäuse eine dritte Kopplung definiert wird. Dann sind stets zwei dieser drei Kopplungen als drehfeste Kopplungen ausgeführt und eine dieser drei Kopplungen als schaltbare Kopplung, also als Kupplung oder Bremse.
-
Das vorgenannte Getriebe weist eine Getriebeachse auf, die einer Mittelachse der Planetenradsätze entspricht. Der Leistungsfluss erfolgt somit im Zugbetrieb auch entlang dieser Getriebeachse. Die erste Eingangswelle und die Ausgangswelle liegen darüber hinaus vorzugsweise auf der Getriebeachse.
-
Durch Schließen des ersten Schaltelements wird bei einem derartigen Getriebe ein Vorwärtsgang oder Vorwärtsfahrbereich realisiert, durch Schließen des zweiten Schaltelements ein Rückwärtsgang oder Rückwärtsfahrbereich. Das Getriebe stellt somit eine Reversiereinheit dar, mit der sich beispielsweise die Richtung des Fahrbereichs umkehren lässt.
-
Die Betriebsbereiche von Getrieben werden in den vorliegenden Unterlagen stets als Fahrbereiche bezeichnet. Dadurch soll jedoch nicht impliziert werden, dass lediglich Getriebe gemeint sind, die im Zusammenhang mit einem Fahrantrieb stehen. Vielmehr sind auch explizit Getriebe gemeint, die dies nicht tun. Es sind also alle angegebenen Fahrbereiche im weiten Sinne als Betriebsbereiche zu verstehen.
-
Grundsätzlich können die jeweiligen Eingangswellen aktiv angetrieben sein oder nur als Lagerachse dienen.
-
Gemäß einer Ausführungsform ist der sekundäre Planetenradsatz ein Minusplanetenradsatz, das erste sekundäre Planetenradsatzelement ein sekundärer Planetenträger und das zweite sekundäre Planetenradsatzelement ein sekundäres Hohlrad. Ein Planetenradsatz ist ein Minusplanetenradsatz, wenn die beiden gleichachsigen Zentralräder, also das Sonnenrad und das zweite sekundäre Planetenradsatzelement, das als Hohlrad ausgebildet sein kann, bei stehendem Planetenträger gegensätzliche Drehrichtungen haben. Damit ist eine Standübersetzung des entsprechenden Getriebes negativ.
-
Alternativ ist der sekundäre Planetenradsatz ein Plusplanetenradsatz und das erste sekundäre Planetenradsatzelement ein sekundäres Hohlrad und das zweite sekundäre Planetenradsatzelement ein sekundärer Planetenträger. Ein Planetenradsatz ist ein Plusplanetenradsatz, wenn die beiden gleichachsigen Zentralräder, also das Sonnenrad und das erste sekundäre Planetenradsatzelement, das als Hohlrad ausgebildet sein kann, bei stehendem Planetenträger gleich gerichtete Drehrichtungen haben. Die Standübersetzung ist dann positiv. Ein Plusplanetenradsatz weist dabei stets zwei Planetengruppen auf, hat also zumindest ein inneres Planetenrad und ein äußeres Planetenrad, die mit einem gemeinsamen Planetenträger gekoppelt sind.
-
Gemäß einer Variante ist zudem ein drittes Schaltelement vorgesehen, über das der primäre Planetenträger mit dem primären Sonnenrad wahlweise drehfest koppelbar ist,
das primäre Sonnenrad mit dem primären Hohlrad wahlweise drehfest koppelbar ist, der primäre Planetenträger mit dem primären Hohlrad wahlweise drehfest koppelbar ist, oder
das primäre Hohlrad mit dem sekundären Hohlrad wahlweise drehfest koppelbar ist. Mit dem dritten Schaltelement kann also der primäre Planetenradsatz verblockt werden. Es ergibt sich somit ein weiterer Vorwärtsgang oder Vorwärtsfahrbereich, da der primäre Planetenradsatz keine Übersetzungsfunktion im verblockten Zustand hat. Das Getriebe ist dann eine kombinierte Nachschaltgruppe und Reversiereinheit. Auch kann ein solches Getriebe als Nachschaltgruppe mit integrierter Reversiereinheit bezeichnet werden. Aufgrund der zwei Vorwärtsfahrbereiche kann die Anzahl von durch ein Hauptgetriebe bereitgestellten Fahrbereichen verdoppelt werden. Der Bauraumbedarf bleibt auch mit dem dritten Schaltelement gering.
-
Das dritte Schaltelement liegt insbesondere an einer Hauptgetriebeseite des als Nachschaltgetriebe ausgeführten Getriebes. Anders gesagt ist das dritte Schaltelement eingangsseitig positioniert.
-
Ferner wird die Aufgabe durch eine Getriebebaugruppe der eingangs genannten Art gelöst, umfassend
ein Hauptgetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe in Planetenbauweise, und
ein erfindungsgemäßes Getriebe, das als Nachschaltgetriebe mit dem Hauptgetriebe gekoppelt ist. Eine derartige Getriebebaugruppe weist einen geringen Bauraumbedarf auf. Insbesondere trifft dies auf eine axiale Baulänge zu. Dazu trägt einerseits das erfindungsgemäße Getriebe bei, das als Nachschaltgetriebe ausgeführt ist. Die oben genannten Effekte und Vorteile gelten entsprechend. Ferner bewirkt die Bauweise des Hauptgetriebes als Planetengetriebe einen geringen axialen Bauraumbedarf.
-
Bevorzugt weist das Hauptgetriebe
eine Hauptgetriebe-Eingangswelle,
einen tertiären Planetenradsatz mit einem tertiären Sonnenrad, einem tertiären Planetenträger, zumindest einem tertiären Planetenrad und einem tertiären Hohlrad, einen quartären Planetenradsatz mit einem quartären Sonnenrad, einem quartären Planetenträger, zumindest einem quartären Planetenrad und einem quartären Hohlrad,
einen quintären Planetenradsatz mit einem quintären Sonnenrad, einem quintären Hohlrad, einem quintären Planetenträger und zumindest einem quintären Planetenrad,
ein viertes Schaltelement, ein fünftes Schaltelement und ein sechstes Schaltelement, und
zumindest zwei Verstelleinheiten auf,
wobei die Hauptgetriebe-Eingangswelle drehfest mit dem tertiären Hohlrad und dem quartären Planetenträger gekoppelt ist,
wobei das quartäre Sonnenrad und das quintäre Sonnenrad drehfest gekoppelt sind,
wobei die erste Verstelleinheit mit der Hauptgetriebe-Eingangswelle drehfest gekoppelt ist,
wobei die zweite Verstelleinheit mit dem tertiären Sonnenrad drehfest gekoppelt ist,
wobei der tertiäre Planetenträger mit dem quartären Hohlrad und dem quintären Planetenträger drehfest gekoppelt ist,
wobei der quintäre Planetenträger, das quartäre Hohlrad und/oder der tertiäre Planetenträger mittels des vierten Schaltelements mit dem primären Planetenträger wahlweise drehfest koppelbar sind bzw. ist,
wobei das quintäre Sonnenrad mittels des fünften Schaltelements mit dem primären Sonnenrad wahlweise drehfest koppelbar ist, und
wobei das quintäre Hohlrad über das sechste Schaltelement mit dem primären Sonnenrad wahlweise drehfest koppelbar ist. Dabei sind die Begriffe „tertiär“, „quartär“ und „quintär“ lediglich im Sinne einer Bezeichnung der zugeordneten Planetenradsätze zu verstehen, die auch für die die Planetenradsätze des als Nachschaltgetriebe ausgebildeten Getriebes verwendet wird, die zur Unterscheidung die Bezeichnungen „primär“ und „sekundär“ haben. Eine Anzahl an Planetenradsätze soll durch diese Begriffe nicht impliziert werden. Das Hauptgetriebe hat folglich mindestens drei Planetenradsätze, nämlich den hier als tertiär, als quartär und als quintär bezeichneten Platenradsatz, obwohl es sich um den ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz des Hauptgetriebes handelt. Gleiches gilt für die Schaltelemente, die mit „viertes“, „fünftes“ und „sechstes“ bezeichnet sind. Die Verstelleinheiten können hydraulisch oder elektrisch sein, sodass sich ein mechanisch-hydraulisches bzw. mechanisch-elektrisches Leistungsverzweigungsgetriebe ergibt. Dieses ist aufgrund der vorbeschriebenen Effekte kompakt im Aufbau. Auf diese Weise wird eine Getriebebaugruppe geschaffen, mittels der vier Vorwärtsfahrbereiche und zwei Rückwärtsfahrbereiche realisiert werden können. Mit Bezug auf diese Fahrstufen ist das Getriebe kompakt aufgebaut.
-
Dabei ergibt sich ein erster Vorwärtsfahrbereich, wenn das erste Schaltelement und das sechste Schaltelement geschlossen sind. Alle übrigen Schaltelemente sind dann geöffnet.
-
Ein zweiter Vorwärtsfahrbereich stellt sich ein, wenn das erste Schaltelement und das fünfte Schaltelement geschlossen sind und alle übrigen Schaltelemente geöffnet.
-
Ein dritter Vorwärtsfahrbereich ist eingestellt, wenn das vierte Schaltelement und das fünfte Schaltelement geschlossen sowie alle übrigen Schaltelemente geöffnet sind.
-
Ein vierter Vorwärtsfahrbereich ist eingelegt, wenn das dritte Schaltelement und das fünfte Schaltelement geschlossen und alle übrigen Schaltelemente geöffnet sind.
-
Ein erster Rückwärtsfahrbereich ist realisiert, wenn das zweite Schaltelement und das sechste Schaltelement geschlossen sind. Alle anderen Schaltelemente sind dann geöffnet.
-
Ein zweiter Rückwärtsfahrbereich ist eingelegt, wenn das zweite Schaltelement und das fünfte Schaltelement geschlossen und die übrigen Schaltelemente geöffnet sind.
-
Vorteilhafterweise sind entlang der Getriebeachse die Planetenradsätze entsprechend der Reihenfolge tertiärer Planetenradsatz, quartärer Planetenradsatz, quintärer Planetenradsatz, primärer Planetenradsatz, sekundärer Planetenradsatz angeordnet. Auf diese Weise lassen sich die Kopplungen zwischen den Komponenten der einzelnen Planetenradsätze platzsparend ausführen. Auch ist eine derart gestaltete Getriebebaugruppe hinsichtlich des Leistungsflusses günstig gestaltet, sodass der Leistungsfluss im Wesentlichen ohne Rückflüsse von der Hauptgetriebe-Eingangswelle zur Ausgangswelle orientiert ist.
-
Zusätzlich wird die Aufgabe durch einen Antriebsstrang einer Arbeitsmaschine der eingangs genannten Art gelöst, der eine erfindungsgemäße Getriebebaugruppe aufweist und insbesondere ein Antriebsstrang einer mobilen Arbeitsmaschine ist. Aufgrund der bereits erläuterten Kompaktheit der Getriebebaugruppe ergibt sich ein Antriebsstrang, bei dem ausreichend Raum für elektrische Maschinen vorhanden ist, die insbesondere bei elektrisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetrieben vorhanden sind und in den Antriebsstrang integriert werden müssen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt sind. Es zeigen:
- - 1 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe und einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß einer ersten Ausführungsform,
- - 2 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe und einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß einer zweiten Ausführungsform,
- - 3 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe und einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß einer dritten Ausführungsform,
- - 4 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einer erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe und einem erfindungsgemäßen Getriebe gemäß einer vierten Ausführungsform,
- - 5 ein zu den Getrieben aus den 1 bis 4 gehörendes Schaltschema,
- - 6 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß einer weiteren Ausführungsform, der sich vom Antriebsstrang aus 1 lediglich durch das Hauptgetriebe unterscheidet,
- - 7 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß noch einer Ausführungsform, der sich vom Antriebsstrang aus 2 lediglich durch das Hauptgetriebe unterscheidet,
- - 8 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß einer zusätzlichen Ausführungsform, der sich vom Antriebsstrang aus 3 lediglich durch das Hauptgetriebe unterscheidet,
- - 9 einen erfindungsgemäßen Antriebsstrang gemäß einer ergänzenden Ausführungsform, der sich vom Antriebsstrang aus 4 lediglich durch das Hauptgetriebe unterscheidet, und
- - 10 ein zu den Getriebebaugruppen aus den 6 bis 9 gehörendes Schaltschema.
-
1 zeigt einen Antriebsstrang 10 für eine mobile Arbeitsmaschine.
-
Dieser dient einerseits dem Antrieb einer Zapfwelle, wofür optional ein Zapfwellengetriebe 14 vorgesehen ist. Andererseits dient der Antriebsstrang 10 als Fahrantrieb für die mobile Arbeitsmaschine. Hierfür ist eine Ausgangswelle 16 vorgesehen.
-
Über die Ausgangswelle 16 können ein nicht näher dargestellter Vorderradabtrieb und/oder ein nicht näher dargestellter Hinterradabtrieb mit Leistung in Form von Drehzahl und Drehmoment versorgt werden.
-
Als Energiequelle des Antriebsstrangs 10 dient ein Antriebsmotor 24, der vorliegend schematisch als Verbrennungsmotor dargestellt ist. Dieser treibt eine Hauptgetriebe-Eingangswelle 12 an.
-
In den dargestellten Ausführungsformen sind sowohl die Hauptgetriebe-Eingangswelle 12 als auch die Ausgangswelle 16 auf einer Getriebeachse 27 angeordnet.
-
Dabei ist der Hauptgetriebe-Eingangswelle 12 und der Ausgangswelle 16 ein stufenlos verstellbares, mechanisch-elektrisches Leistungsverzweigungsgetriebe 28 zwischengeschaltet.
-
Der mechanische Strang oder mechanische Leistungszweig dieses Leistungsverzweigungsgetriebes 28 umfasst eine Getriebebaugruppe 30, die wiederum ein Hauptgetriebe 32 und ein Nachschaltgetriebe 34 aufweist.
-
In der Ausführungsform gemäß 1 kann ein beliebiges Hauptgetriebe 32 verwendet werden.
-
Das Nachschaltgetriebe 34 ist dabei über eine erste Eingangswelle E1 und eine zweite Eingangswelle E2 mit dem Hauptgetriebe 32 gekoppelt und weist einen primären Planetenradsatz P1 und einen sekundären Planetenradsatz P2 auf.
-
Eine Ausgangswelle A des Nachschaltgetriebes 34 entspricht dabei der Ausgangswelle 16.
-
Mit Bezug auf das Nachschaltgetriebe 34 umfasst der primäre Planetenradsatz P1 ein primäres Sonnenrad P11, einen primären Planetenträger P12, ein primäres Planetenrad P13 und ein primäres Hohlrad P14.
-
Der sekundäre Planetenradsatz P2 ist in der in 1 dargestellten Ausführungsform als sogenannter Minusplanetenradsatz ausgeführt. Er weist ein sekundäres Sonnenrad P21, ein erstes sekundäres Planetenradsatzelement P22, das vorliegend ein sekundärer Planetenträger ist, und ein zweites sekundäres Planetenradsatzelement P24 auf, das vorliegend ein sekundäres Hohlrad ist. Der sekundäre Planetenradsatz P2 hat zudem ein sekundäres Planetenrad P23.
-
Die vorgenannten Elemente des Nachschaltgetriebes 34 sind folgendermaßen miteinander gekoppelt.
-
Die erste Eingangswelle E1 ist mit dem primären Sonnenrad P11 drehfest gekoppelt.
-
Die zweite Eingangswelle E2 ist mit dem primären Planetenträger P12 drehfest gekoppelt.
-
Das primäre Sonnenrad P11 ist ferner mit dem sekundären Sonnenrad P21 drehfest gekoppelt.
-
Darüber hinaus ist die Ausgangswelle A mit dem primären Planetenträger P12 und auch dem zweiten sekundären Planetenradsatzelement P24 drehfest gekoppelt, das in der 1 ein sekundäres Hohlrad ist.
-
Zudem sind zwei Schaltelemente S1, S2 vorgesehen.
-
Das primäre Hohlrad P14 ist dabei über ein erstes Schaltelement S1 mit einem Getriebegehäuse 44 wahlweise drehfest koppelbar.
-
Das erste sekundäre Planetenradsatzelement P22, das in der dargestellten Ausführungsform als Planetenträger ausgebildet ist, und das Getriebegehäuse 44 sind außerdem über das zweite Schaltelement S2 wahlweise drehfest koppelbar.
-
Die Ausführungsform gemäß 2 unterscheidet sich lediglich hinsichtlich des Nachschaltgetriebes 34 von der Ausführungsform aus 1.
-
Im Unterschied zur 1 ist nun der sekundäre Planetenradsatz P2 als Plusplanetenradsatz ausgebildet.
-
In diesem Zusammenhang ist nun das erste sekundäre Planetenradsatzelement P22 ein sekundäres Hohlrad und das zweite sekundäre Planetenradsatzelement P24 ein sekundärer Planetenträger.
-
Dabei weist der sekundäre Planetenradsatz P2 gemäß 2 zusätzlich ein inneres Planetenrad P23i und ein äußeres Planetenrad P23a auf, die beide am zweiten sekundären Planetenradsatzelement P24 gelagert sind.
-
Ferner sind die Komponenten dieses geänderten sekundären Planetenradsatzes P2 anders gekoppelt.
-
Das erste sekundäre Planetenradsatzelement P22 in Form des sekundären Hohlrades ist nun über das zweite Schaltelement S2 mit dem Getriebegehäuse 44 wahlweise drehfest koppelbar.
-
Zudem ist nun das als sekundärer Planetenträger ausgebildete zweite sekundäre Planetenradsatzelement P24 mit der Ausgangswelle A drehfest gekoppelt.
-
Im Übrigen wird auf die Ausführungen zur 1 verwiesen.
-
Auch die Variante gemäß 3 unterscheidet sich nur hinsichtlich des Nachschaltgetriebes 34 von den vorgenannten Varianten.
-
Der sekundäre Planetenradsatz P2 ist nun wieder ein Minusplanetenradsatz, sodass das erste sekundäre Planetenradsatzelement P22 ein sekundärer Planetenträger ist und das zweite sekundäre Planetenradsatzelement P24 ein sekundäres Hohlrad.
-
Das zweite Schaltelement S2 ist jedoch nun als Kupplung ausgeführt und nicht mehr als Bremse wie in den Ausführungsformen gemäß der 1 und 2.
-
Dadurch ist das primäre Sonnenrad P11 über das zweite Schaltelement S2 mit dem sekundären Sonnenrad S21 wahlweise drehfest koppelbar.
-
Das erste sekundäre Planetenradsatzelement P22, also vorliegend der sekundäre Planetenträger, und das Getriebegehäuse 44 sind nun drehfest gekoppelt.
-
Das zweite sekundäre Planetenradsatzelement P24, also vorliegend das sekundäre Hohlrad und die Ausganswelle A sind ebenfalls drehfest gekoppelt.
-
Eine zusätzliche Variante ist in 4 gezeigt. Diese unterscheidet sich wieder nur durch das Nachschaltgetriebe 34 von den vorhergehenden Varianten.
-
Der sekundäre Planetenradsatz P2 ist wieder ein Minusplanetenradsatz, sodass das erste sekundäre Planetenradsatzelement P22 ein sekundärer Planetenträger ist und das zweite sekundäre Planetenradsatzelement P24 ein sekundäres Hohlrad.
-
Nun ist das primäre Sonnenrad P11 mit dem sekundären Sonnenrad P21 drehfest gekoppelt.
-
Das zweite sekundäre Planetenradsatzelement P24, also das sekundäre Hohlrad, und die Ausgangswelle A sind jetzt über das zweite Schaltelement S2 wahlweise drehfest koppelbar.
-
Ferner sind das erste sekundäre Planetenradsatzelement P22 und das Getriebegehäuse 44 drehfest gekoppelt.
-
Mit den Nachschaltgetrieben 34 aus den 1 bis 4 kann das in 5 dargestellte Schaltschema realisiert werden.
-
Dabei ist ein Vorwärtsfahrbereich FB-V eingestellt, wenn das erste Schaltelement S1 geschlossen ist und das zweite Schaltelement S2 geöffnet ist.
-
Ein Rückwärtsfahrbereich FB-R ist eingelegt, wenn das erste Schaltelement S1 gelöffnet ist und das zweite Schaltelement S2 geschlossen ist.
-
Das Nachschaltgetriebe 34 wirkt also als Reversiereinheit.
-
In der 6 ist ein Antriebsstrang 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. Im Unterschied zu den Ausführungsformen gemäß den 1 bis 4 wird nun ein ganz bestimmtes Hauptgetriebe 32 verwendet. Dieses ist über die Eingangswellen E1, E2 mit dem Nachschaltgetriebe 34 gekoppelt, das bereits hinsichtlich der 1 erläutert wurde, worauf verwiesen wird.
-
Das Hauptgetriebe 32 umfasst einen elektrischen Strang oder elektrische Leistungszweig des Leistungsverzweigungsgetriebes 28, der eine erste Verstelleinheit 36 und eine zweite Verstelleinheit 38 aufweist, die jeweils als elektrische Maschinen ausgeführt und elektrisch miteinander gekoppelt sind.
-
Das Hauptgetriebe 32 umfasst ferner einen tertiären Planetenradsatz P3, einen quartären Planetenradsatz P4 und einen quintären Planetenradsatz P5.
-
In Leistungsflussrichtung, also von der Hauptgetriebe-Eingangswelle 12 zur Ausgangswelle 16, sind die Planetenradsätze in der Reihenfolge tertiärer Planetenradsatz P3, quartärer Planetenradsatz P4, quintärer Planetenradsatz P5, primärer Planetenradsatz P1, sekundärer Planetenradsatz P2 angeordnet.
-
Mit Bezug auf das Hauptgetriebe 32 umfasst der tertiäre Planetenradsatz P3 ein tertiäres Sonnenrad P31, einen tertiären Planetenträger P32, ein tertiäres Planetenrad P33 sowie ein tertiäres Hohlrad P34.
-
Der quartäre Planetenradsatz P4 weist ein quartäres Sonnenrad P41, einen quartären Planetenträger P42, ein quartäres Planetenrad P43 sowie ein quartäres Hohlrad P44 auf.
-
Der quintäre Planetenradsatz P5 hat ein quintäres Sonnenrad P51, einen quintären Planetenträger P52, ein quintäres Planetenrad P53 sowie ein quintäres Hohlrad P54.
-
Die Komponenten des Hauptgetriebes 32 sind wie folgt gekoppelt.
-
Die erste Verstelleinheit 36 ist drehfest mit der Hauptgetriebe-Eingangswelle 12 verbunden und die zweite Verstelleinheit 38 ist drehfest mit dem tertiären Sonnenrad P31 verbunden.
-
Der tertiäre Planetenträger P32 ist drehfest mit dem quartären Hohlrad P44 gekoppelt.
-
Das tertiäre Hohlrad P34 ist sowohl mit dem quartären Planetenträger P42 als auch mit der Hauptgetriebe-Eingangswelle 12 drehfest gekoppelt.
-
Das quartäre Sonnenrad P41 ist mit dem quintären Sonnenrad P51 drehfest gekoppelt.
-
Mit dem quartären Hohlrad P44 und dem tertiären Planetenträger P32 ist der quintäre Planetenträger P52 drehfest gekoppelt.
-
Das quartäre Sonnenrad P41 und das quintäre Sonnenrad P51 sind ferner über ein fünftes Schaltelement S5 wahlweise drehfest mit dem primären Sonnenrad P11 koppelbar.
-
Das quintäre Hohlrad P54 ist über ein sechstes Schaltelement S6 wahlweise drehfest mit dem primären Sonnenrad P11 koppelbar.
-
Der Verbund aus dem tertiären Planetenträger P32, dem quartären Hohlrad P44 und dem quintären Planetenträger P52 ist mittels eines vierten Schaltelements S4 wahlweise drehfest mit dem primären Planetenträger P12 koppelbar.
-
Über ein drittes Schaltelement S3 ist zusätzlich das primäre Sonnenrad P11 mit dem primären Planetenträger P12 wahlweise drehfest koppelbar.
-
Das dritte Schaltelement S3 kann dabei entweder als Bestandteil des Hauptgetriebes 32 oder des Nachschaltgetriebes 34 angesehen werden. Unabhängig davon, kann mittels des dritten Schaltelements S3 der primäre Planetenradsatz P1 wahlweise verblockt werden.
-
Alternativ kann diese Verblockung auch dadurch erreicht werden, dass das primäre Sonnenrad P11 mit dem primären Hohlrad P14 oder das primäre Hohlrad P14 mit dem primären Planetenträger P12 wahlweise drehfest koppelbar ist.
-
Ebenso kann eine Verblockung des primären Planetenradsatzes P1 bewirkt werden, indem das primäre Hohlrad P14 mit dem sekundären Hohlrad P24 wahlweise drehfest koppelbar ist.
-
In 7 ist eine weitere Ausführungsform der Getriebebaugruppe 30 gezeigt. Diese umfasst wieder ein Hauptgetriebe 32 und ein Nachschaltgetriebe 34.
-
Das Hauptgetriebe 32 entspricht dabei dem Hauptgetriebe 32 aus 6 und das Nachschaltgetriebe entspricht dem Nachschaltgetriebe 34 aus 2. Es wird daher auf die vorhergehenden Erläuterungen verwiesen.
-
8 zeigt eine zusätzliche Ausführungsform der Getriebebaugruppe 30. Diese umfasst wieder ein Hauptgetriebe 32 und ein Nachschaltgetriebe 34, wobei das Hauptgetriebe 32 dem Hauptgetriebe 32 aus 6 und das Nachschaltgetriebe 34 dem Nachschaltgetriebe 34 aus 3 entspricht. Es wird daher auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.
-
Noch eine Ausführungsform der Getriebebaugruppe 30 ist in 9 zu sehen. Auch diese Ausführungsform umfasst ein Hauptgetriebe 32 und ein Nachschaltgetriebe 34. Das Hauptgetriebe 32 entspricht dem Hauptgetriebe 32 aus 6. Das Nachschaltgetriebe 34 entspricht dem Nachschaltgetriebe 34 aus 4 entspricht. Es wird daher auf die vorherigen Erklärungen verwiesen.
-
Mit den Getriebebaugruppen 30 aus den 6 bis 9 kann das in 10 dargestellte Schaltschema realisiert werden.
-
Insgesamt können so vier Vorwärtsfahrbereiche, die mit FB-V1 bis FB-V4 bezeichnet sind, und zwei Rückwärtsfahrbereiche realisiert werden, die mit FB-R1 und FB-R2 bezeichnet sind.
-
Dabei ist ein erster Vorwärtsfahrbereich FB-V1 eingestellt, wenn das erste Schaltelement S1 und das sechste Schaltelement S6 geschlossen sind. Alle übrigen Schaltelemente sind dann geöffnet.
-
Ein zweiter Vorwärtsfahrbereich FB-V2 stellt sich ein, wenn das erste Schaltelement S1 und das fünfte Schaltelement S5 geschlossen sind. Alle übrigen Schaltelemente sind dabei geöffnet.
-
Ein dritter Vorwärtsfahrbereich FB-V3 ist eingelegt, wenn das vierte Schaltelement S4 und das fünfte Schaltelement S5 geschlossen sind. Alle übrigen Schaltelemente sind geöffnet.
-
Ein vierter Fahrbereich FB-V4 ist gewählt, wenn das dritte Schaltelement S3 und das fünfte Schaltelement S5 geschlossen sind. Alle übrigen Schaltelemente sind geöffnet.
-
Ein erster Rückwärtsfahrbereich FB-R1 ist realisiert, wenn das zweite Schaltelement S2 und das sechste Schaltelement S6 geschlossen sind. Alle anderen Schaltelemente sind geöffnet.
-
Ein zweiter Rückwärtsfahrbereich FB-R2 ist geschaltet, wenn das zweite Schaltelement S2 und das fünfte Schaltelement S5 geschlossen und die übrigen Schaltelemente geöffnet sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Antriebsstrang
- 12
- Hauptgetriebe-Eingangswelle
- 14
- Zapfwellengetriebe
- 16
- Ausgangswelle
- 24
- Antriebsmotor
- 27
- Getriebeachse
- 28
- Leistungsverzweigungsgetriebe
- 30
- Getriebebaugruppe
- 32
- Hauptgetriebe
- 34
- Nachschaltgetriebe
- 36
- erste Verstelleinheit
- 38
- zweite Verstelleinheit
- 44
- Getriebegehäuse
- E1
- erste Eingangswelle des Nachschaltgetriebes
- E2
- zweite Eingangswelle des Nachschaltgetriebes
- A
- Ausgangswelle des Nachschaltgetriebes
- P1
- Primärer Planetenradsatz
- P11
- primäres Sonnenrad
- P12
- primärer Planetenträger
- P13
- primäres Planetenrad
- P14
- primäres Hohlrad
- P2
- sekundärer Planetenradsatz
- P21
- sekundäres Sonnenrad
- P22
- erstes sekundäres Planetenradsatzelement
- P23
- sekundäres Planetenrad
- P23a
- äußeres Planetenrad
- P23i
- inneres Planetenrad
- P24
- zweites sekundäres Planetenradsatzelement
- P3
- tertiärer Planetenradsatz
- P31
- tertiäres Sonnenrad
- P32
- tertiärer Planetenträger
- P33
- tertiäres Planetenrad
- P34
- tertiäres Hohlrad
- P4
- quartärer Planetenradsatz
- P41
- quartäres Sonnenrad
- P42
- quartärer Planetenträger
- P43
- quartäres Planetenrad
- P44
- quartäres Hohlrad
- P5
- quintärer Planetenradsatz
- P51
- quintäres Sonnenrad
- P52
- quintärer Planetenträger
- P53
- quintäres Planetenrad
- P54
- quintäres Hohlrad
- S1
- erstes Schaltelement
- S2
- zweites Schaltelement
- S3
- drittes Schaltelement
- S4
- viertes Schaltelement
- S5
- fünftes Schaltelement
- S6
- sechstes Schaltelement
