DE102019204909B4

DE102019204909B4 - Getriebe, Getriebebaugruppe und Antriebsstrang

Info

Publication number: DE102019204909B4
Application number: DE102019204909.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Beck; Raphael Himmelsbach; Michael Wechs; Philipp Rechenbach; Johannes Kaltenbach
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-04-05
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2022-10-20
Anticipated expiration: 2039-04-06
Also published as: US11156269B2; DE102019204909A1; US20200318713A1

Abstract

Getriebe, insbesondere Nachschaltgetriebe (34), umfassend
eine erste Eingangswelle (E1), die mit einem Hauptgetriebe (32) koppelbar ist,
eine zweite Eingangswelle (E2), die mit einem Hauptgetriebe (32) koppelbar ist, einen in Leistungsflussrichtung primären Planetenradsatz (P1) mit einem primären Sonnenrad (P11), einem primären Planetenträger (P12), zumindest einem primären Planetenrad (P13) und einem ersten primären Planetenradsatzelement (P14),
einen in Leistungsflussrichtung dem primären Planetenradsatz (P1) nachgeschalteten, sekundären Planetenradsatz (P2) mit einem ersten sekundären Planetenradsatzelement (P21), einem zweiten sekundären Planetenradsatzelement (P22) und einem dritten sekundären Planetenradsatzelement (P24),
zumindest ein erstes Schaltelement (S1) und ein zweites Schaltelement (S2), und eine Ausgangswelle (A),
wobei die erste Eingangswelle (E1) mit dem primären Sonnenrad (P11) drehfest gekoppelt ist,
wobei die zweite Eingangswelle (E2) mit dem primären Planetenträger (P12) drehfest gekoppelt ist,
wobei der primäre Planetenträger (P12) mit dem zweiten sekundären Planetenradsatzelement (P22) drehfest gekoppelt ist,
wobei die Ausgangswelle (A) mit dem zweiten sekundären Planetenradsatzelement (P22) drehfest gekoppelt ist,
wobei das erste primäre Planetenradsatzelement (P14) mit dem ersten sekundären Planetenradsatzelement (P21) drehfest gekoppelt ist,
wobei das erste primäre Planetenradsatzelement (P14) über das erste Schaltelement (S1) mit einem Getriebegehäuse (44) wahlweise drehfest koppelbar ist,
wobei das dritte sekundäre Planetenradsatzelement (P24) über das zweite Schaltelement (S2) mit dem Getriebegehäuse (44) wahlweise drehfest koppelbar ist.

Description

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.
DE 101 62 884 A1 zeigt ein Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise für ein Kraftfahrzeug.
DE 10 2016 117 590 A1 , DE 690 10 472 T2 und US 5 342 258 A zeigen ebenfalls Getriebe für Kraftfahrzeuge.
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 der eingangs genannten Art, insbesondere ein Nachschaltgetriebe gelöst, das
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 Planetenträger, zumindest einem primären Planetenrad und einem ersten primären Planetenradsatzelement,
einen in Leistungsflussrichtung dem primären Planetenradsatz nachgeschalteten, sekundären Planetenradsatz mit einem ersten sekundären Planetenradsatzelement, einem zweiten sekundären Planetenradsatzelement und einem dritten sekundären Planetenradsatzelement,
zumindest ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement, und eine Ausgangswelle umfasst,
wobei die erste Eingangswelle mit dem primären Sonnenrad drehfest gekoppelt ist, wobei die zweite Eingangswelle mit dem primären Planetenträger drehfest gekoppelt ist,
wobei der primäre Planetenträger mit dem zweiten sekundären Planetenradsatzelement drehfest gekoppelt ist,
wobei die Ausgangswelle mit dem zweiten sekundären Planetenradsatzelement drehfest gekoppelt ist,
wobei das erste primäre Planetenradsatzelement mit dem ersten sekundären Planetenradsatzelement drehfest gekoppelt ist,
wobei das erste primäre Planetenradsatzelement über das erste Schaltelement mit einem Getriebegehäuse wahlweise drehfest koppelbar ist,
wobei das dritte sekundäre Planetenradsatzelement über das zweite Schaltelement mit dem Getriebegehäuse wahlweise drehfest koppelbar ist.
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 sind also das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement als Bremsen ausgeführt. 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.
Das vorgenannte Getriebe weist eine Getriebeachse auf, die einer Mittelachse der Planetenradsätze entspricht. Der Leistungsfluss erfolgt somit im Zugbetrieb auch entlang dieser Getriebeachse orientiert. 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 zweite sekundäre Planetenradsatzelement ein sekundärer Planetenträger und das dritte sekundäre Planetenradsatzelement ein sekundäres Hohlrad. Ein Planetenradsatz ist ein Minusplanetenradsatz, wenn die beiden gleichachsigen Zentralräder, also das Hohlrad und das erste sekundäre Planetenradsatzelement, das als Sonnenrad ausgebildet sein kann, bei stillstehendem Planetenträger gegensätzliche Drehrichtungen haben. Damit ist eine Standübersetzung des entsprechenden Getriebes negativ.
Alternativ ist der sekundäre Planetenradsatz ein Plusplanetenradsatz, das zweite sekundäre Planetenradsatzelement ein sekundäres Hohlrad und das dritte sekundäre Planetenradsatzelement ein sekundärer Planetenträger. Ein Planetenradsatz ist ein Plusplanetenradsatz, wenn die beiden gleichachsigen Zentralräder, also das Hohlrad und das erste sekundäre Planetenradsatzelement, das als Sonnenrad ausgebildet sein kann, bei stillstehendem 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 liegen der primäre Planetenradsatz und der sekundäre Planetenradsatz entlang der Getriebeachse axial nebeneinander, wobei das erste primäre Planetenradsatzelement ein primäres Hohlrad ist und das erste sekundäre Planetenradsatzelement ein sekundäres Sonnenrad ist. Man spricht in diesem Fall auch von einer axialen Schachtelung der Planetenradsätze. Auf diese Weise wird ein geringer, insbesondere axialer, Bauraumbedarf erreicht, ohne die übrigen Getriebefunktionalitäten negativ zu beeinflussen. Insbesondere kann so ein geringer Bauraumbedarf mit einer gleichbleibenden Anzahl an Gängen oder Fahrbereichen kombiniert werden. Auch in radialer Richtung baut ein derartiges Getriebe kompakt.
Der primäre Planetenradsatz und der sekundäre Planetenradsatz können auch bezüglich der Getriebeachse radial geschachtelt sein, wobei das erste primäre Planetenradsatzelement und das erste sekundäre Planetenradsatzelement zusammen ein inneres Hohlrad bilden. Auf diese Weise wird in axialer Richtung eine besonders kurze Baulänge erreicht. Im Wesentlichen entspricht diese einer axialen Länge eines einzigen Planetenradsatzes.
Alternativ dazu können das erste primäre Planetenradsatzelement und das erste sekundäre Planetenradsatzelement zusammen ein die beiden Planetenradsätze koppelndes Zahnrad bilden, das als weiterer Planet zwischen den beiden aus den geschachtelten Planetenradsätzen resultierenden Planetenräder liegt und mit diesen in Eingriff steht.
Eine radiale Schachtelung ist am besten ausgehend von der Variante mit axial geschachtelten Planetenradsätzen zu erläutern. Wie bereits zuvor erwähnt, ist in der axialen Variante das primäre Hohlrad mit dem sekundären Sonnenrad drehfest gekoppelt und der primäre Planetenträger mit dem sekundären Planetenträger. Es wird nun der sekundäre Planetenradsatz unter Beibehaltung dieser Kopplungen an eine radiale Außenseite des primären Planetenradsatzes verschoben, also in axialer Richtung des primären Planetenradsatzes, um dann radial außen angeordnet zu werden. Dabei können das ursprüngliche primäre Hohlrad, das zuvor radial außen lag, und das ursprüngliche sekundäre Sonnenrad zusammen ein inneres Hohlrad des radial geschachtelten Planetenradsatzes bilden, da das vorherige sekundäre Sonnenrad radial außerhalb des vorherigen primären Hohlrads liegt. Das innere Hohlrad ist ein ringförmiges Zahnrad, das innenseitig mit zumindest einem Planetenrad, das aus dem primären Planetenradsatz resultiert, und außenseitig mit zumindest einem Planetenrad kooperiert, das aus dem sekundären Planetenradsatz resultiert. Hierzu hat das innere Hohlrad sowohl eine Innenverzahnung als auch eine Außenverzahnung. Das ursprüngliche sekundäre Hohlrad bleibt ein Hohlrad für den radial geschachtelten Planetenradsatz. Mit anderen Worten umschließt das ursprüngliche sekundäre Hohlrad den radial geschachtelten Planetenradsatz in radialer Richtung.
Bei einem radial geschachtelten Getriebe können das erste und das zweite Schaltelement beide auf der gleichen axialen Seite der geschachtelten Planetenradsätze liegen. Alternativ können die beiden Schaltelemente jeweils auf entgegengesetzten Seiten liegen. Über diese Alternativen kann das Getriebe leicht an einen vorhandenen Bauraum angepasst werden.
Vorteilhafterweise sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement bezüglich der Getriebeachse radial ineinander geschachtelt, insbesondere wobei das erste Schaltelement radial innerhalb des zweiten Schaltelements liegt. Das Schaltelement kann somit als sogenanntes Doppelschaltelement ausgeführt werden. Es lässt sich so ein reduzierter Bauraumbedarf erreichen. Für den Fall, dass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement als Lamellenbremsen ausgeführt sind, können sie in dieser Anordnung einen gemeinsamen Lamellenträger nutzen, was den Aufbau des Getriebes vereinfacht und den Platzbedarf weiter reduziert.
Alternativ oder zusätzlich kann bzw. können das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement entlang der Getriebeachse zwischen dem primären Planetenradsatz und dem sekundären Planetenradsatz angeordnet sein. Auch diese Anordnung der Schaltelemente bewirkt einen geringen Bauraumbedarf.
In einer Gestaltungsalternative sind das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement über eine jeweils zugeordnete Gehäusezwischenwand oder eine gemeinsame Gehäusezwischenwand mit dem Getriebegehäuse verbunden. Das Vorsehen von Gehäusezwischenwänden ermöglicht es, die Schaltelemente flexibel im Getrieberaum zu positionieren. Dadurch können die Schaltelemente so angeordnet werden, dass sich ein reduzierter Bauraumbedarf des Getriebes als Ganzes ergibt. Auch kann über eine solche Anordnung das Getriebe einfach an einen vorhandenen Bauraum angepasst werden. Ebenso ist es durch das Vorsehen der Schaltelemente an einer Gehäusezwischenwand möglich, diese hinsichtlich des Drehmomentflusses innerhalb des Getriebes günstig anzuordnen. Das bedeutet insbesondere, dass die Schaltelemente so angeordnet werden, dass sie im geschlossenen Zustand ein möglichst geringes Drehmoment halten müssen. Dadurch können die Schaltelemente kompakt ausgeführt werden, was sich positiv auf den Bauraumbedarf des Getriebes auswirkt. Die Gehäusezwischenwände selbst haben lediglich eine geringe axiale Ausdehnung, die gegenüber der axialen Ausdehnung der Schaltelemente vernachlässigbar klein ist.
In einer Ausführungsform ist ein drittes Schaltelement vorgesehen, über das
der primäre Planetenträger mit dem primären Sonnenrad wahlweise drehfest koppelbar ist,
das primäre Sonnenrad mit dem ersten primären Planetenradsatzelement wahlweise drehfest koppelbar ist,
der primäre Planetenträger mit dem ersten primären Planetenradsatzelement wahlweise drehfest koppelbar ist,
der primäre Planetenträger mit dem dritten sekundären Planetenradsatzelement wahlweise drehfest koppelbar ist, oder
das erste primäre Planetenradsatzelement mit dem dritten sekundären Planetenradsatzelement 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, die ein Hauptgetriebe in Planetenbauweise, insbesondere ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe in Planetenbauweise, und ein erfindungsgemäßes Getriebe aufweist, 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,
ein viertes Schaltelement, ein fünftes Schaltelement und ein sechstes Schaltelement, und
zumindest zwei Verstelleinheiten auf, die jeweils mit zumindest einem der Planetenradsätze des Hauptgetriebes wirkverbunden sind. Dabei sind die Begriffe „tertiär“ und „quartär“ lediglich im Sinne einer Bezeichnung der zugeordneten Planetenradsätze zu verstehen, die auch für die die Planetenradsätze des als Nachschaltgetriebe ausgebildeten Getriebes verwendet wir, 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 zwei Planetenradsätze, nämlich den hier als tertiär und als quartär bezeichneten Platenradsatz, obwohl es sich um den ersten und den zweiten 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.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Hauptgetriebe-Eingangswelle drehfest mit dem quartären Planetenträger gekoppelt,
die erste Verstelleinheit mit dem tertiären Sonnenrad und dem quartären Sonnenrad drehfest gekoppelt,
die zweite Verstelleinheit mit dem tertiären Planetenträger drehfest gekoppelt,
das tertiäre Hohlrad mit dem quartären Planetenträger drehfest gekoppelt,
die zweite Verstelleinheit über das vierte Schaltelement mit dem primären Planetenträger wahlweise drehfest koppelbar,
das quartäre Hohlrad über das fünfte Schaltelement mit dem primären Sonnenrad wahlweise drehfest koppelbar, und
die zweite Verstelleinheit über das sechste Schaltelement mit dem primären Sonnenrad wahlweise drehfest koppelbar. 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.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass
das Hauptgetriebe einen quintären Planetenradsatz mit einem quintären Sonnenrad, einem quintären Hohlrad, einem quintären Planetenträger und zumindest einem quintären Planetenrad umfasst,
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,
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. Mit dieser Getriebebaugruppe lassen sich ebenfalls die hinsichtlich der vorhergehenden Ausführungsform beschriebenen Fahrbereiche realisieren, d. h. vier Vorwärtsfahrbereiche und zwei Rückwärtsfahrbereiche. Angesichts dieses Funktionsumfangs baut das Getriebe sehr kompakt.
Bevorzugt sind bei der Getriebebaugruppe entlang der Getriebeachse die Planetenradsätze entsprechend der Reihenfolge tertiärer Planetenradsatz, quartärer Planetenradsatz, primärer Planetenradsatz, sekundärer Planetenradsatz angeordnet, insbesondere wobei der quintäre Planetenradsatz zwischen dem quartären und dem primären Planetenradsatz angeordnet ist. 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 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, das als Nachschaltgetriebe ausgeführt ist,
- 2 die Getriebebaugruppe aus 1 in einer Detailansicht,
- 3 eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe, wobei gegenüber der Getriebebaugruppe aus 2 lediglich ein anderes Nachschaltgetriebe verwendet wird,
- 4 eine weitere alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Getriebebaugruppe, wobei gegenüber den Getriebebaugruppen aus den 2 und 3 lediglich ein anderes Nachschaltgetriebe verwendet wird,
- 5 ein zu den Getriebebaugruppen aus den 2 bis 4 gehörendes Schaltschema,
- 6 eine gegenüber den 1 bis 4 alternative erfindungsgemäße Getriebebaugruppe, wobei gegenüber der Getriebebaugruppe aus der 2 lediglich ein anderes Hauptgetriebe verwendet wird,
- 7 eine weitere alternative Getriebebaugruppe, wobei das Hauptgetriebe aus der 6 mit dem Nachschaltgetriebe aus der 3 kombiniert ist,
- 8 eine zusätzliche alternative Getriebebaugruppe, wobei das Hauptgetriebe aus den 6 und 7 mit dem Nachschaltgetriebe aus der 4 kombiniert ist,
- 9 eine erfindungsgemäße Getriebebaugruppe, wobei das Nachschaltgetriebe aus 2 mit einem beliebigen Hauptgetriebe gekoppelt ist,
- 10 eine erfindungsgemäße Getriebebaugruppe, wobei das Nachschaltgetriebe aus 4 mit einem beliebigen Hauptgetriebe gekoppelt ist,
- 11 eine erfindungsgemäße Getriebebaugruppe, wobei das Nachschaltgetriebe aus 3 mit einem beliebigen Hauptgetriebe gekoppelt ist,
- 12 ein zu den Nachschaltgetrieben aus den 9 bis 11 gehörendes Schaltschema,
- 13 bis 18 erfindungsgemäße Getriebebaugruppen, wobei das Nachschaltgetriebe gemäß weiterer Ausführungsformen ausgeführt und mit einem beliebigen Hauptgetriebe gekoppelt ist,
- 19 ein zu den Nachschaltgetrieben aus den 17 und 18 gehörendes Schaltschema.

1 zeigt einen Antriebsstrang 10 für eine mobile Arbeitsmaschine.
Dieser dient einerseits dem Antrieb einer Zapfwelle, wofür 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 Vorderradabtrieb 18 und ein Hinterradabtrieb 20 mit Leistung in Form von Drehzahl und Drehmoment versorgt werden.
Ferner wird der Antriebsstrang 10 zum Antrieb weiterer Aggregate und Pumpen genutzt, die in der 1 lediglich schematisch gezeigt und mit dem Bezugszeichen 22 versehen sind.
Als Energiequelle des Antriebsstrangs 10 dient ein Antriebsmotor 24, der vorliegend schematisch als Verbrennungsmotor dargestellt ist. Dieser treibt über einen Schwingungsdämpfer 26 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.
Das Nachschaltgetriebe 34 ist dabei über eine erste Eingangswelle E1 und eine zweite Eingangswelle E2 ans Hauptgetriebe 32 angeschlossen.
Der elektrische Strang oder elektrische Leistungszweig des Leistungsverzweigungsgetriebes 28 beinhaltet eine erste Verstelleinheit 36 und eine zweite Verstelleinheit 38 auf, die jeweils als elektrische Maschinen ausgeführt und elektrisch miteinander gekoppelt sind.
Die beiden Verstelleinheiten 36, 38 sind zudem über eine Steuereinheit 40 mit einer elektrischen Speichereinheit 42 gekoppelt.
Die das Hauptgetriebe 32 und das Nachschaltgetriebe 34 aufweisende Getriebebaugruppe 30 ist in 2 im Detail dargestellt.
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 der Ausgangswelle 16.
Das Hauptgetriebe 32 umfasst 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, wie aus 2 deutlich wird.
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 erstes primäres Planetenradsatzelement P14, das in der Ausführungsform gemäß 1 und 2 als Hohlrad ausgeführt ist.
Der sekundäre Planetenradsatz P2 ist in der in 1 und 2 dargestellten Ausführungsform als sogenannter Minusplanetenradsatz ausgeführt. Er weist ein erstes sekundäres Planetenradsatzelement P21 auf, das vorliegend ein sekundäres Sonnenrad ist. Zudem umfasst er ein zweites sekundäres Planetenradsatzelement P22, das vorliegend ein sekundärer Planetenträger ist. Der sekundäre Planetenradsatz P2 hat zudem ein sekundäres Planetenrad P23 und ein drittes sekundäres Planetenradsatzelement P24, das vorliegend als sekundäres Hohlrad ausgeführt ist, also als Hohlrad des sekundären Planetenradsatzes P2.
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 vorgenannten Elemente der Getriebebaugruppe 30 sind folgendermaßen miteinander 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 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 zudem das primäre Sonnenrad P11 mit dem primären Planetenträger P12 wahlweise drehfest koppelbar.
Das primäre Hohlrad P14 kann über ein erstes Schaltelement S1 mit einem Getriebegehäuse 44 drehfest gekoppelt werden.
Darüber hinaus ist das primäre Hohlrad P14 drehfest mit dem ersten sekundären Planetenradsatzelement P21 gekoppelt, das hier als sekundäres Sonnenrad ausgebildet ist, also als Sonnenrad des sekundären Planetenradsatzes P2.
Der primäre Planetenträger P12 ist drehfest mit dem zweiten sekundären Planetenradsatzelement P22, also vorliegend dem sekundären Planetenträger, und der Ausgangswelle 16, A gekoppelt.
Das dritte sekundäre Planetenradsatzelement P24, vorliegend das sekundäre Hohlrad, ist mittels eines zweiten Schaltelements S2 mit dem Getriebegehäuse 44 wahlweise drehfest koppelbar.
In 3 ist eine weitere Ausführungsform der Getriebebaugruppe 30 gezeigt.
Diese unterscheidet sich von der Ausführungsform aus 2 lediglich hinsichtlich des Nachschaltgetriebes 34. Es wird daher nur auf diese Unterschiede eingegangen.
Der sekundäre Planetenradsatz P2 ist nun als Plusplanetenradsatz ausgeführt.
Dementsprechend umfasst er anstelle des sekundären Planetenrads P23 ein inneres Planetenrad P23i und ein äußeres Planetenrad P23a.
Das dritte sekundäre Planetenradsatzelement P24 ist nun ein sekundärer Planetenträger und dabei so ausgebildet, dass es beide Planetenräder P23i, P23a lagert.
Darüber hinaus ist nun das zweite sekundäre Planetenradsatzelement P22 ein sekundäres Hohlrad, das drehfest mit der Ausgangswelle 16, A gekoppelt ist.
Das dritte sekundäre Planetenradsatzelement P24, also der sekundäre Planetenträger, ist über das Schaltelement S2 wahlweise drehfest mit dem Getriebegehäuse 44 koppelbar.
Im Übrigen wird auf die Ausführungen zur Ausführungsform gemäß 2 verwiesen.
Auch die in 4 gezeigte Ausführungsform der Getriebebaugruppe 30 unterscheidet sich lediglich hinsichtlich des Nachschaltgetriebes 34 von der in der 2 gezeigten Ausführungsform. Sie wird daher ausgehend der Ausführungsform gemäß 2 erläutert.
In der Ausführungsform gemäß 4 sind der primäre Planetenradsatz P1 und der sekundäre Planetenradsatz P2 radial verschachtelt.
Das bedeutet, dass ausgehend von der in der 2 gezeigten Ausführungsform, in der der primäre Planetenradsatz P1 und der sekundäre Planetenradsatz P2 axial benachbart angeordnet sind, die Kopplungen zwischen dem primären Planetenradsatz P1 und dem sekundären Planetenradsatz P2 beibehalten wurden, jedoch der sekundäre Planetenradsatz P2 in eine Position radial außerhalb des primären Planetenradsatzes P1 verschoben ist.
In diesem Zusammenhang stellt nunmehr das primäre Sonnenrad P11 das Sonnenrad des geschachtelten Planetenradsatzes P1, P2 dar.
Radial nach außen schließt sich an dieses das primäre Planetenrad P13 an (vgl. 2).
Wiederum radial außen schließt sich daran beispielsweise ein inneres Hohlrad an, das aus einer Vereinigung des ersten primären Planetenradsatzelements P14, das in 2 als primäres Hohlrad ausgebildet ist, und des ersten sekundären Planetenradsatzelements P21, das in 2 als sekundäres Sonnenrad ausgebildet ist, im Zuge der radialen Schachtelung hervorgeht.
An dieses schließt sich radial außen das sekundäre Planetenrad P23 an (vgl. 2).
Weiter radial außen schließt sich das dritte sekundäre Planetenradsatzelement P24 an, das ein Hohlrad der geschachtelten Planetenradsätze ist.
Mit anderen Worten bilden das vormals erste primäre Planetenradsatzelement P14 und das vormals erste sekundäre Planetenradsatzelement P21 gemeinsam ein inneres Hohlrad aus, das eine Innenverzahnung und eine Außenverzahnung hat.
Alternativ zum inneren Hohlrad können das vormals erste primäre Planetenradsatzelement P14 und das vormals erste sekundäre Planetenradsatzelement P21 gemeinsam ein Zahnrad ausbilden, das zwischen den beiden Planetenrädern P13, P23 angeordnet ist, also zwischen dem primären Planetenrad P13 und dem sekundären Planetenrad P23.
Mit den Getriebebaugruppen 30 aus den 1 bis 4 kann das in 5 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.
In 6 ist eine weitere Ausführungsform der Getriebebaugruppe 30 gezeigt. Diese umfasst wieder ein Hauptgetriebe 32 und ein Nachschaltgetriebe 34.
Das in der Ausführungsform gemäß 6 verwendete Nachschaltgetriebe 34 entspricht dem in der Ausführungsform gemäß 2 verwendeten Nachschaltgetriebe 34. Es wird auf die dortigen Ausführungen verwiesen.
Das Hauptgetriebe 32 unterscheidet sich jedoch vom Hauptgetriebe 32 der Ausführungsformen in den 1 bis 4. Dabei versteht es sich, dass die Getriebebaugruppe 30 gemäß der Ausführungsform in 6 anstelle der in 1 dargestellten Getriebebaugruppe 30 in den Antriebsstrang 10 integriert werden kann.
Das Hauptgetriebe 32 der Getriebebaugruppe 30 gemäß 6 umfasst im Unterschied zu den in den 1 bis 4 gezeigten Hauptgetrieben 32 lediglich zwei Planetenradsätze, nämlich den tertiären Planetenradsatz P3 und den quartären Planetenradsatz P4. Insofern ist der vormals vorgesehene quintäre Planetenradsatz nicht mehr vorgesehen, der zwischen dem quartären Planetenradsatz P4 und dem Nachschaltgetriebe 34 vorgesehen war.
Die Elemente des tertiären Planetenradsatzes P3 und des quartären Planetenradsatzes P4 sind mit der gleichen Systematik benannt, die auch für die Beschreibung der 2 bis 4 verwendet wurde. Allerdings sind diese Elemente nun anders miteinander gekoppelt.
Die erste Verstelleinheit 36 ist mit dem tertiären Sonnenrad P31 und dem quartären Sonnenrad P41 drehfest gekoppelt.
Die zweite Verstelleinheit 38 ist mit dem tertiären Planetenträger P32 drehfest gekoppelt.
Die Hauptgetriebe-Eingangswelle 12 ist mit dem quartären Planetenträger P42 drehfest gekoppelt.
Darüber hinaus ist das tertiäre Hohlrad P34 drehfest mit dem quartären Planetenträger P42 gekoppelt.
Die zweite Verstelleinheit 38 und somit auch der mit dieser drehfest gekoppelte tertiäre Planetenträger P32 können über das vierte Schaltelement S4 wahlweise drehfest mit dem primären Planetenträger P12 gekoppelt werden.
Über das fünfte Schaltelement S5 kann das quartäre Hohlrad P44 wahlweise drehfest mit dem primären Sonnenrad P11 gekoppelt werden.
Darüber hinaus können die zweite Verstelleinheit 38 und der tertiäre Planetenträger P32 über das sechste Schaltelement S6 wahlweise drehfest mit dem primären Sonnenrad P11 gekoppelt werden.
Ferner kann das primäre Sonnenrad P11 über das dritte Schaltelement S3 wahlweise drehfest mit dem primären Planetenträger P12 gekoppelt werden.
In der 7 ist eine weitere Ausführungsform der Getriebebaugruppe 30 gezeigt, wobei das Hauptgetriebe 32 dem Hauptgetriebe 32 aus 6 entspricht. Das Nachschaltgetriebe 34 entspricht dem Nachschaltgetriebe 34 aus 3. Es wird daher auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
In 8 ist noch eine alternative Getriebebaugruppe 30 zu sehen, deren Nachschaltgetriebe 34 dem Nachschaltgetriebe 34 aus 4 entspricht und deren Hauptgetriebe 32 zu den Hauptgetrieben 32 aus den 6 und 7 identisch ist. Es wird daher auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen.
Auch für die Varianten der Getriebebaugruppe 30, die in den 6 bis 8 dargestellt sind, ist das Schaltschema aus 5 gültig. Es lassen sich also auch mit diesen vier Vorwärtsfahrbereiche und zwei Rückwärtsfahrbereiche realisieren. Es wird auf die vorstehenden Erklärungen hierzu verwiesen.
In den nachfolgend erläuterten 9 bis 11 werden weitere Varianten der Getriebebaugruppe 30 vorgestellt.
Dabei kommt es ausschließlich auf die Gestaltung des Nachschaltgetriebes 34 an. Dieses kann mit einem beliebigen Hauptgetriebe 32, zum Beispiel mit den in den 1 bis 4 und 6 bis 8 gezeigten Hauptgetrieben 32 gekoppelt sein. Insofern wird hinsichtlich der 9 bis 11 lediglich die Nachschaltgetriebe 34 eingegangen.
Das Nachschaltgetriebe 34 gemäß der Ausführungsform aus 9 entspricht dem bereits hinsichtlich der 2 erläuterten Nachschaltgetriebe 34. Es wird auf die zugehörigen Ausführungen verwiesen.
In der Ausführungsform gemäß 10 entspricht das Nachschaltgetriebe 34 demjenigen Nachschaltgetriebe 34, das bereits hinsichtlich der 4 erläutert wurde. Es wird auf diese Ausführungen verwiesen.
In der Ausführungsform gemäß 11 ist das Nachschaltgetriebe 34 identisch zum Nachschaltgetriebe 34 der 3. Es wird daher auf die zugehörigen Erläuterungen verwiesen.
Die Nachschaltgetriebe 34 aus den 9 bis 11 sind jeweils als Reversiereinheiten ausgebildet, d. h. es kann jeweils ein Vorwärtsfahrbereich FB-V und ein Rückwärtsfahrbereich FB-R mithilfe dieser Nachschaltgetriebe 34 realisiert werden. Das zugehörige Schaltschema ist in 12 zu sehen.
Demnach ist der Vorwärtsfahrbereich FB-V eingestellt, wenn das erste Schaltelement S1 geschlossen und das zweite Schaltelement S2 geöffnet ist.
Der Rückwärtsfahrbereich FB-R ist gewählt, wenn das erste Schaltelement S1 geöffnet und das zweite Schaltelement S2 geschlossen ist.
In den 13 bis 16 sind weitere Ausführungsformen der Getriebebaugruppe 30 gezeigt. Dabei kann wieder ein beliebiges Hauptgetriebe 32 verwendet werden, also insbesondere die Hauptgetriebe 32 aus den 1 bis 4 und 6 bis 8.
In der Ausführungsform gemäß 13 ist das Nachschaltgetriebe 34 wirkungsgleich zum Nachschaltgetriebe 34 aus 9. Allerdings sind nun das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 anders angeordnet.
Beide Schaltelemente S1, S2 sind nun an einer Gehäusezwischenwand 44z befestigt.
Zusätzlich liegt das erste Schaltelement S1 radial innerhalb des zweiten Schaltelements S2. Mit anderen Worten sind das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 radial geschachtelt.
Auch das Nachschaltgetriebe 34 der Ausführungsform aus 14 entspricht hinsichtlich der Bestandteile und der zugehörigen Kopplungen dem Nachschaltgetriebe 34 aus 9. Nun sind jedoch die beiden Schaltelemente S1, S2 direkt benachbart am Getriebegehäuse 44 angeordnet.
Ferner sind die beiden Schaltelemente S1, S2 nun zwischen dem primären Planetenradsatz P1 und dem sekundären Planetenradsatz P2 positioniert.
Bei der Getriebebaugruppe 30 aus 15 entspricht das Nachschaltgetriebe 34 hinsichtlich seiner Bestandteile und der zugehörigen Kopplungen dem Nachschaltgetriebe aus 10.
Nun sind jedoch die Schaltelemente S1, S2 an einer Gehäusezwischenwand 44z befestigt.
Dabei liegt das erste Schaltelement S1 radial innerhalb des zweiten Schaltelement S2. Diese Anordnung entspricht also der bereits zu 13 erläuterten radialen Schachtelung.
Bei der Variante aus 16 ist hinsichtlich seiner Bestandteile und der zugehörigen Kopplungen ein Nachschaltgetriebe 34 verbaut, dass dem Nachschaltgetriebe 34 aus 15 entspricht. Es sind nun allerdings das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 jeweils an einer eigenen Gehäusezwischenwand 44z befestigt.
Dabei ist das erste Schaltelement S1 über die zugeordnete Gehäusezwischenwand 44z in der Figur auf einer linken Seite der Planetenradsätze P1, P2 angeordnet und das zweite Schaltelement S2 in der Figur auf einer rechten Seite der Planetenradsätze P1, P2.
Hinsichtlich ihrer radialen Position liegen das erste Schaltelement S1 und das zweite Schaltelement S2 ungefähr auf gleicher Höhe.
Weitere Ausführungsformen der Getriebebaugruppe 30 sind in den 17 und 18 dargestellt. Dabei ist das dritte Schaltelement S3, das bereits im Zusammenhang mit den Hauptgetrieben 32 erläutert wurde, als Bestandteil des Nachschaltgetriebes 34 ausgeführt.
In 17 ist somit ein Nachschaltgetriebe 34 gezeigt, das in seiner Konstellation dem Nachschaltgetriebe 34 aus 2 entspricht. Über das dritte Schaltelement S3 kann der primäre Planetenradsatz P1 verblockt werden. Im Übrigen wird auf die Ausführungen zur 2 verwiesen.
In 18 entspricht das Nachschaltgetriebe 34 dem Nachschaltgetriebe 34 aus 4. Wieder ist das dritte Schaltelement S3 dem Nachschaltgetriebe 34 zugeordnet.
Es können folglich mittels der Nachschaltgetriebe 34 aus den 17 und 18 zwei Vorwärtsfahrbereiche FB-V1, FB-V2 und ein Rückwärtsfahrbereich FB-R realisiert werden. Ein entsprechendes Schaltschema ist in 19 dargestellt. Der erste Vorwärtsfahrbereich FB-V1 stellt sich somit ein, wenn das erste Schaltelement S1 geschlossen ist und alle übrigen Schaltelemente geöffnet sind.
Der zweite Vorwärtsfahrbereich FB-V2 ist eingestellt, wenn das dritte Schaltelement S3 geschlossen ist, also der primäre Planetenradsatz P1 verblockt ist, und alle übrigen Schaltelemente geöffnet sind.
Der Rückwärtsfahrbereich FB-R ist eingestellt, wenn das zweite Schaltelement S2 geschlossen ist. Die übrigen Schaltelemente sind dann geöffnet.
Ein derartiges Nachschaltgetriebe 34 erfüllt somit Funktionen einer Reversiereinheit, da es einen Vorwärtsfahrbereich und einen Rückwärtsfahrbereich bietet und dient auch als Bereichsgruppe, indem zwei unterschiedliche Vorwärtsfahrbereiche angeboten werden.
Bezugszeichenliste

10: Antriebsstrang
12: Hauptgetriebe-Eingangswelle
14: Zapfwellengetriebe
16: Ausgangswelle
18: Vorderradabtrieb
20: Hinterradabtrieb
22: Aggregate und Pumpen
24: Antriebsmotor
26: Schwingungsdämpfer
27: Getriebeachse
28: Leistungsverzweigungsgetriebe
30: Getriebebaugruppe
32: Hauptgetriebe
34: Nachschaltgetriebe
36: erste Verstelleinheit
38: zweite Verstelleinheit
40: Steuereinheit
42: Speichereinheit
44: Getriebegehäuse
44z: Gehäusezwischenwand
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: erstes primäres Planetenradsatzelement
P2: sekundärer Planetenradsatz
P21: erstes sekundäres Planetenradsatzelement
P22: zweites sekundäres Planetenradsatzelement
P23: sekundäres Planetenrad
P23a: äußeres Planetenrad
P23i: inneres Planetenrad
P24: drittes 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

Claims

Getriebe, insbesondere Nachschaltgetriebe (34), umfassend eine erste Eingangswelle (E1), die mit einem Hauptgetriebe (32) koppelbar ist, eine zweite Eingangswelle (E2), die mit einem Hauptgetriebe (32) koppelbar ist, einen in Leistungsflussrichtung primären Planetenradsatz (P1) mit einem primären Sonnenrad (P11), einem primären Planetenträger (P12), zumindest einem primären Planetenrad (P13) und einem ersten primären Planetenradsatzelement (P14), einen in Leistungsflussrichtung dem primären Planetenradsatz (P1) nachgeschalteten, sekundären Planetenradsatz (P2) mit einem ersten sekundären Planetenradsatzelement (P21), einem zweiten sekundären Planetenradsatzelement (P22) und einem dritten sekundären Planetenradsatzelement (P24), zumindest ein erstes Schaltelement (S1) und ein zweites Schaltelement (S2), und eine Ausgangswelle (A), wobei die erste Eingangswelle (E1) mit dem primären Sonnenrad (P11) drehfest gekoppelt ist, wobei die zweite Eingangswelle (E2) mit dem primären Planetenträger (P12) drehfest gekoppelt ist, wobei der primäre Planetenträger (P12) mit dem zweiten sekundären Planetenradsatzelement (P22) drehfest gekoppelt ist, wobei die Ausgangswelle (A) mit dem zweiten sekundären Planetenradsatzelement (P22) drehfest gekoppelt ist, wobei das erste primäre Planetenradsatzelement (P14) mit dem ersten sekundären Planetenradsatzelement (P21) drehfest gekoppelt ist, wobei das erste primäre Planetenradsatzelement (P14) über das erste Schaltelement (S1) mit einem Getriebegehäuse (44) wahlweise drehfest koppelbar ist, wobei das dritte sekundäre Planetenradsatzelement (P24) über das zweite Schaltelement (S2) mit dem Getriebegehäuse (44) wahlweise drehfest koppelbar ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Planetenradsatz (P2) ein Minusplanetenradsatz ist, das zweite sekundäre Planetenradsatzelement (P22) ein sekundärer Planetenträger ist und das dritte sekundäre Planetenradsatzelement (P24) ein sekundäres Hohlrad ist.
Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Planetenradsatz (P2) ein Plusplanetenradsatz ist, das zweite sekundäre Planetenradsatzelement (P22) ein sekundäres Hohlrad ist und das dritte sekundäre Planetenradsatzelement (P24) ein sekundärer Planetenträger ist.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der primäre Planetenradsatz (P1) und der sekundäre Planetenradsatz (P2) entlang einer Getriebeachse (27) axial nebeneinanderliegen, wobei das erste primäre Planetenradsatzelement (P14) ein primäres Hohlrad ist und das erste sekundäre Planetenradsatzelement (P21) ein sekundäres Sonnenrad ist.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der primäre Planetenradsatz (P1) und der sekundäre Planetenradsatz (P2) bezüglich der Getriebeachse (27) radial geschachtelt sind, wobei das erste primäre Planetenradsatzelement (P14) und das erste sekundäre Planetenradsatzelement (P21) ein inneres Hohlrad bilden.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (S1) und das zweite Schaltelement (S2) bezüglich der Getriebeachse (27) radial ineinander geschachtelt sind, insbesondere wobei das erste Schaltelement (S1) radial innerhalb des zweiten Schaltelements (S2) liegt.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (S1) und/oder das zweite Schaltelement (S2) entlang der Getriebeachse (27) zwischen dem primären Planetenradsatz (P1) und dem sekundären Planetenradsatz (P2) angeordnet sind bzw. ist.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (S1) und das zweite Schaltelement (S2) über eine jeweils zugeordnete Gehäusezwischenwand (44z) oder eine gemeinsame Gehäusezwischenwand (44z) mit dem Getriebegehäuse (44) verbunden sind.
Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Schaltelement (S3) vorgesehen ist, über das der primäre Planetenträger (P12) mit dem primären Sonnenrad (P11) wahlweise drehfest koppelbar ist
Getriebebaugruppe (30) umfassend ein Hauptgetriebe (32) in Planetenbauweise, insbesondere ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe in Planetenbauweise, und ein Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das als Nachschaltgetriebe (34) mit dem Hauptgetriebe (32) gekoppelt ist.
Getriebebaugruppe (30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (32) eine Hauptgetriebe-Eingangswelle (12), einen tertiären Planetenradsatz (P3) mit einem tertiären Sonnenrad (P31), einem tertiären Planetenträger (P32), zumindest einem tertiären Planetenrad (P33) und einem tertiären Hohlrad (P34), einen quartären Planetenradsatz (P4) mit einem quartären Sonnenrad (P41), einem quartären Planetenträger (P32), zumindest einem quartären Planetenrad (P43) und einem quartären Hohlrad (P44), ein viertes Schaltelement (S4), ein fünftes Schaltelement (S5) und ein sechstes Schaltelement (S6), und zumindest zwei Verstelleinheiten (36, 38) umfasst, die jeweils mit zumindest einem der Planetenradsätze (P3, P4) des Hauptgetriebes (32) wirkverbunden sind.
Getriebebaugruppe (30) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptgetriebe-Eingangswelle (12) drehfest mit dem quartären Planetenträger (P42) gekoppelt ist, die erste Verstelleinheit (36) mit dem tertiären Sonnenrad (P31) und dem quartären Sonnenrad (P41) drehfest gekoppelt ist, die zweite Verstelleinheit (38) mit dem tertiären Planetenträger (P32) drehfest gekoppelt ist, das tertiäre Hohlrad (P34) mit dem quartären Planetenträger (P42) drehfest gekoppelt ist, die zweite Verstelleinheit (38) über das vierte Schaltelement (S4) mit dem primären Planetenträger (P12) wahlweise drehfest koppelbar ist, das quartäre Hohlrad (P44) über das fünfte Schaltelement (S5) mit dem primären Sonnenrad (P11) wahlweise drehfest koppelbar ist, und die zweite Verstelleinheit (38) über das sechste Schaltelement (S6) mit dem primären Sonnenrad (P11) wahlweise drehfest koppelbar ist.
Getriebebaugruppe (30) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (32) einen quintären Planetenradsatz (P5) mit einem quintären Sonnenrad (P51), einem quintären Hohlrad (P54), einem quintären Planetenträger (P52) und zumindest einem quintären Planetenrad (P53) umfasst, wobei die Hauptgetriebe-Eingangswelle (12) drehfest mit dem tertiären Hohlrad (P34) und dem quartären Planetenträger (P42) gekoppelt ist, wobei das quartäre Sonnenrad (P41) und das quintäre Sonnenrad (P51) drehfest gekoppelt sind, wobei die erste Verstelleinheit (36) mit der Hauptgetriebe-Eingangswelle (12) drehfest gekoppelt ist, wobei die zweite Verstelleinheit (38) mit dem tertiären Sonnenrad (P31) drehfest gekoppelt ist, wobei der tertiäre Planetenträger (P32) mit dem quartären Hohlrad (P44) und dem quintären Planetenträger (P52) drehfest gekoppelt ist, wobei der quintäre Planetenträger (P52), das quartäre Hohlrad (P44) und/oder der tertiäre Planetenträger (P32) mittels des vierten Schaltelements (S4) mit dem primären Planetenträger (P12) wahlweise drehfest koppelbar sind bzw. ist, wobei das quintäre Sonnenrad (P51) mittels des fünften Schaltelements (S5) mit dem primären Sonnenrad (P11) wahlweise drehfest koppelbar ist, und wobei das quintäre Hohlrad (P54) über das sechste Schaltelement (S6) mit dem primären Sonnenrad (P11) wahlweise drehfest koppelbar ist.
Getriebebaugruppe (30) nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der Getriebeachse (27) die Planetenradsätze entsprechend der Reihenfolge tertiärer Planetenradsatz (P3), quartärer Planetenradsatz (P4), primärer Planetenradsatz (P1), sekundärer Planetenradsatz (P2) angeordnet sind, insbesondere wobei der quintäre Planetenradsatz (P5) zwischen dem quartären Planetenradsatz (P4) und dem primären Planetenradsatz (P1) angeordnet ist.
Antriebsstrang (10) einer Arbeitsmaschine, insbesondere einer mobilen Arbeitsmaschine, mit einer Getriebebaugruppe (30) nach einem der Ansprüche 10 bis 14.