DE102020200999B3

DE102020200999B3 - Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe

Info

Publication number: DE102020200999B3
Application number: DE102020200999.6A
Authority: DE
Inventors: Johannes Kaltenbach; Max Bachmann; Stefan Beck; Michael Wechs; Raphael Himmelsbach; Philipp Rechenbach; Elisabeth Endl; Samuel Willems
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2021-07-29
Anticipated expiration: 2040-01-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) mit einem ersten (4), einem zweiten (5) und einem dritten (6) Planetenradsatz sowie einem Variator (18). Das Sonnenrad (9) des ersten Planetenradsatzes (4) ist mit dem Antrieb (2) über den Variator (18) mechanisch wirkverbunden. Das Hohlrad (15) des ersten Planetenradsatzes (4) ist mit dem Planetenträger (13) des zweiten Planetenradsatzes (5) und mit dem Antrieb (2) permanent drehfest verbunden. Das Sonnenrad (10) des zweiten Planetenradsatzes (5) ist mit dem Sonnenrad (11) des dritten Planetenradsatzes (6) permanent drehfest verbunden und mit einer Hohlwelle (32) über eine zweite Kupplung (K2) drehfest verbindbar. Das Hohlrad (17) des dritten Planetenradsatzes (6) über eine erste Kupplung (K1) mit der Hohlwelle (32) drehfest verbindbar. Die Hohlwelle (32) ist mit dem Abtrieb (3) über eine erste einstufige Getriebeanordnung (44) und eine erste zweistufige Getriebeanordnung (46) mechanisch wirkverbindbar. Der Planetenträger (12) des ersten Planetenradsatzes (4) ist mit dem Hohlrad (16) des zweiten Planetenradsatzes (5) und mit dem Planetenträger (14) des dritten Planetenradsatzes (6) permanent drehfest verbunden. Ferner ist er mit dem Abtrieb (3) über eine zweite einstufige Getriebeanordnung (36) sowie eine dritte Kupplung (K3; K3''; K3''') und über eine zweite zweistufige Getriebeanordnung (40) mechanisch wirkverbindbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe. Das Getriebe kann zur Verwendung in einer Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Arbeitsmaschine mit solch einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe.
Stand der Technik
Leistungsverzweigte stufenlose Getriebe, beispielsweise hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe, kommen im Bereich von Arbeitsmaschinen häufig zum Einsatz. Solche hydromechanischen Getriebe ermöglichen das stufenlose Einstellen der Getriebeübersetzung bei relativ hohen Wirkungsgraden, weisen jedoch eine verhältnismäßig geringe Getriebespreizung auf. Unter der Spreizung eines Getriebes wird das Verhältnis zwischen größter und kleinster Übersetzung verstanden. Zur Vergrößerung der Getriebespreizung ist es bekannt, in einem stufenlosen Getriebe mehrere Fahrbereiche vorzusehen, die unterschiedliche Übersetzungsbereiche aufweisen. Derartige Getriebe sind beispielsweise aus der DE 195 22 833 A1 bekannt.
DE 10 2008 001 612 A1 zeigt ein stufenloses Leistungsverzweigungsgetriebe einer mobilen Arbeitsmaschine, mit einer eingangsseitigen Verzweigungsstufe, einem Koppelgetriebe, das aus drei koaxial über der Eingangswelle angeordneten und miteinander gekoppelten Planetenradsätzen besteht und drei Koppelwellen für unterschiedliche Abtriebsdrehzahlbereiche aufweist, und mit einer mehrere selektiv schaltbaren Schaltkupplungen umfassenden Schaltanordnung. Zur Erzielung eines einfachen und kompakten Aufbaus ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Schaltanordnung zwei koaxial über der Eingangswelle angeordnete Zwischenwellen aufweist, wobei die erste Zwischenwelle eingangsseitig über eine erste Schaltkupplung mit der Koppelwelle für niedrige Abtriebsdrehzahlen und über eine zweite Schaltkupplung mit der Koppelwelle für mittlere Abtriebsdrehzahlen sowie ausgangsseitig über eine erste Abtriebsstufe und eine erste Abtriebskupplung für Vorwärtsfahrt sowie über eine Wendeabtriebsstufe und eine Abtriebskupplung für Rückwärtsfahrt mit der Ausgangswelle verbindbar ist und wobei die zweite Zwischenwelle eingangsseitig drehfest mit der Koppelwelle für hohe Abtriebsdrehzahlen verbunden ist und ausgangsseitig über eine zweite Abtriebsstufe und eine zweite Abtriebskupplung für Vorwärtsfahrt mit der Ausgangswelle verbindbar ist.
Aus US 2009 / 0 270 212 A1 ist eine Geschwindigkeitsänderungsübertragungsvorrichtung bekannt, die einen hydrostatischen stufenlosen Geschwindigkeitsänderungsabschnitt umfasst, der eine Ausgabe eines Motors empfängt, einen Planetenübertragungsabschnitt mit einer Vielzahl von Planetenübertragungsmechanismen und mehrere Ausgangselemente, die Planeten. Der Getriebeabschnitt ist konfiguriert, um eine Antriebskraft zu kombinieren / zu synthetisieren, die von dem hydrostatischen stufenlosen Drehzahländerungsabschnitt abgegeben wird, und eine Motorantriebskraft, die keiner Geschwindigkeitsänderungsaktion durch den hydrostatischen stufenlosen Drehzahländerungsabschnitt ausgesetzt wurde, und einen Drehzahländerungsausgangsabschnitt mit einem Ausgangswelle, wobei der Geschwindigkeitsänderungsausgangsabschnitt konfiguriert ist, um kombinierte Antriebskräfte auszugeben, die von mehreren Ausgangselementen in mehreren unterschiedlichen Drehzahlbereichen von der Ausgangswelle abgegeben werden.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, ein verbessertes leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe bereitzustellen.
Die Aufgabe wird mit dem erfindungsgemäßen Getriebe gelöst. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe. Bei einem stufenlosen Getriebe ist die Übersetzung stufenlos einstellbar. Bei der Leistungsverzweigung kann es sich beispielsweise um eine hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigung handeln. Alternativ oder zusätzlich ist eine elektrisch-mechanische Leistungsverzweigung denkbar. Das Getriebe umfasst einen Antrieb, an dem die zu übersetzende Größe in das Getriebe eingespeist wird. Ebenso umfasst das Getriebe einen Abtrieb, an dem die durch das Getriebe übersetzte Größe ausgegeben wird.
Das Getriebe weist einen ersten, zweiten und dritten Planetenradsatz auf. Denkbar ist es, dass das Getriebe der vorliegenden Erfindung keinen weiteren, beispielsweise keinen vierten Planetenradsatz, aufweist. Genauer gesagt kann in der in sich abgeschlossenen Getriebeeinheit der vorliegenden Erfindung, die beispielsweise in einem abgeschlossenen Getriebegehäuse vorgesehen ist, kein weiterer Planetenradsatz mit Ausnahme des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes vorgesehen sein. Außerhalb der Getriebeeinheit der vorliegenden Erfindung können weitere Planetenradsätze, beispielsweise an den Antrieb, den Abtrieb oder eine Zapfwelle des Getriebes der vorliegenden Erfindung angebunden werden. Bei den Planetenradsätzen der vorliegenden Erfindung handelt es sich um Minus-Planetenradsätze, bei denen die Standübersetzung, welche das Drehzahlverhältnis von Sonnenrad und Hohlrad bei festgehaltenem Steg beschreibt, negativ ist. Die Planetenradsätze weisen jeweils ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad auf, wobei auf den jeweiligen Planetenträgern jeweils mindestens ein Planetenrad, beispielsweise drei Planetenräder, drehbar gelagert ist, das mit dem jeweiligen Sonnenrad und dem jeweiligen Hohlrad kämmt.
Das Getriebe der vorliegenden Erfindung umfasst ferner einen Variator. Der Variator kann einen ersten und einen zweiten Energiewandler aufweisen, die miteinander gekoppelt sein und in Wirkverbindung stehen können. Bei einem Energiewandler kann es sich um eine Verstelleinheit, die über eine Steuerung eingestellt werden kann, und bei dem anderen Energiewandler um eine nicht einstellbare Konstanteinheit handeln. Der Variator ist eingerichtet, um eine Übersetzung des Getriebes, beispielsweise innerhalb eines Fahrbereichs, stufenlos zu variieren. Die Energiewandler des Variators können als elektrische Maschinen ausgebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass die elektrischen Maschinen über einen Zwischenkreis elektrische Leistung für einen Verbraucher zur Verfügung stellen und elektrische Leistung demnach aus dem Getriebe abführbar ist. In einer Ausführungsform können die elektrischen Maschinen jeweils als Motor und Generator betrieben werden. Ebenso ist es denkbar, dass eine der Maschinen nur als Motor und die andere nur als Generator betreibbar ist. Alternativ oder zusätzlich können die Energiewandler als Hydrostaten ausgebildet sein. Die Energiewandler können koaxial zum Antrieb des Getriebes ausgebildet sein. Ebenso ist es denkbar, dass sie achsparallel zum Antrieb ausgebildet sind.
Sind zwei Elemente mechanisch wirkverbunden, so sind diese unmittelbar oder mittelbar derart miteinander gekoppelt, dass eine Bewegung des einen Elements eine Reaktion des anderen Elements bewirkt. Zwischen den Elementen können dabei weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Getriebeanordnungen, vorgesehen sein. Unter einer permanent drehfesten Verbindung zweier Elemente wird hingegen eine Verbindung verstanden, bei welcher die beiden Elemente zu allen bestimmungsgemäßen Zuständen des Getriebes starr miteinander gekoppelt sind. Die Elemente können dabei als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen.
Ist hingegen ein Schaltelement zwischen zwei Bauelementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Bauelemente nicht permanent drehfest miteinander verbunden, jedoch über das Schaltelement drehfest miteinander verbindbar. Eine drehfeste Koppelung wird erst durch Betätigung des zwischenliegenden Schaltelements herbeigeführt. Dabei bedeutet eine Betätigung des Schaltelements, dass dieses in einen geschlossenen Zustand überführt wird, sodass die an das Schaltelement unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angeglichen werden. Ist das betroffene Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen. Im Falle eines kraftschlüssigen Schaltelements können, auch nach einem Betätigen desselbigen, Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente bezeichnet.
Das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Antrieb über den Variator mechanisch wirkverbunden, beispielsweise über eine oder mehrere Stirnradstufen. Ferner ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes mit dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes und mit dem Antrieb permanent drehfest verbunden. Das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden. Ferner ist das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes mit einer Zwischenwelle, beispielsweise einer Zwischenhohlwelle, die koaxial zum Antrieb angeordnet sein kann, über ein zweites Schaltelement drehfest verbindbar. Mit dieser Zwischenwelle ist auch das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes über ein erstes Schaltelement drehfest verbindbar. Die Zwischenwelle ist wiederum mit dem Abtrieb über eine erste einstufige Getriebeanordnung und eine erste zweistufige Getriebeanordnung mechanisch wirkverbindbar. Denkbar ist, dass zum Herstellen der mechanischen Wirkverbindungen ein oder mehrere Schaltelemente betätigt werden müssen. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes und mit dem Planetenträger des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden. Ferner ist der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes mit dem Abtrieb über ein drittes Schaltelement und eine zweite einstufige Getriebeanordnung mechanisch wirkverbindbar. Denkbar ist, dass zum Herstellen der mechanischen Wirkverbindung über die zweite einstufige Getriebeanordnung nur das dritte Schaltelement oder aber auch weitere Schaltelemente betätigt werden müssen. Ebenso ist der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Abtrieb über eine zweite zweistufige Getriebeanordnung mechanisch wirkverbindbar. Denkbar ist auch hier, dass zum Herstellen der mechanischen Wirkverbindung über die zweite zweistufige Getriebeanordnung ein oder mehrere Schaltelemente betätigt werden müssen. Die Getriebeanordnungen können jeweils als Stirnradstufe ausgebildet sein, wobei hier auch anderen Ausgestaltungen denkbar sind. Die erste und die zweite einstufige sowie die erste und die zweite zweistufige Getriebeanordnung können jeweils unterschiedliche Übersetzungen bereitstellen.
Alle Schaltelemente des Getriebes der vorliegenden Erfindung können als reibschlüssige Schaltelemente, beispielsweise Lamellenschaltelemente, ausgebildet sein. Ebenso können einige oder alle Schaltelemente auch als formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise Klauen oder Synchronisierungen, ausgebildet sein. Unter einer Synchronisierung wird eine formschlüssige Kupplung zwischen zwei Wellen verstanden, bei welcher die Wellen vor Herstellen der formschlüssigen Verbindung in Gleichlauf gebracht, also synchronisiert, werden.
Das leistungsverzweigte stufenlose Getriebe der vorliegenden Erfindung ist ausgebildet, um mindestens drei verschiedene Fahrbereiche in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung bereitzustellen. Unter einem Fahrbereich des Getriebes kann ein Zustand verstanden werden, bei dem ein festes mechanisches Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb und Abtrieb des Getriebes vorliegt, wobei die Übersetzung des Getriebes innerhalb des Fahrbereichs durch den Variator stufenlos variiert werden kann. Das Getriebe der vorliegenden Erfindung weist eine geringe Komplexität mit relativ wenigen Schaltelementen und Planetenradsätzen bei gleichzeitig hoher Getriebespreizung in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung auf. Die große Getriebespreizung erlaubt eine hohe Einsatzvariabilität bei geringen Belastungen. Ferner kann so ein kleinerer Variator verwendet werden, was in geringen Kosten und einer Bauraumeinsparung resultiert. Die Wechsel zwischen den unterschiedlichen Fahrbereichen können synchron erfolgen.
Im Rahmen einer Ausführungsform weist das Getriebe ein viertes Schaltelement auf. Mittels des vierten Schaltelements kann die Zwischenwelle über eine weitere einstufige Getriebeanordnung mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbunden werden. Die weitere einstufige Getriebeanordnung kann dabei verschieden von der ersten einstufigen Getriebeanordnung sein. Bei der weiteren einstufigen Getriebeanordnung kann es sich um die zweite einstufige Getriebeanordnung handeln. Denkbar ist aber auch, dass es sich um eine andere einstufige Getriebeanordnung handelt. Die weitere Getriebeanordnung kann als Stirnradstufe oder als sonstige Getriebeanordnung ausgebildet sein. Denkbar ist, dass zum Herstellen der mechanischen Wirkverbindung über die weitere Getriebeanordnung nur das vierte Schaltelement oder aber weitere Schaltelemente betätigt werden müssen. Das vierte Schaltelement kann als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Ist das vierte Schaltelement hingegen als formschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Synchronisierung, ausgebildet, so können Schleppverluste reduziert werden. Das Getriebe dieser Ausführungsform kann im Rahmen einer Ausbildung vier unterschiedliche Fahrbereiche in Vorwärts- und drei oder vier unterschiedliche Fahrbereiche in Rückwärtsrichtung bereitstellen.
Im Rahmen einer Ausführungsform weist das Getriebe ein Doppelschaltelement auf, über welches der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbindbar ist. Die mechanische Wirkverbindung kann dabei selektiv über die zweite einstufige Getriebeanordnung oder über die zweite zweistufige Getriebeanordnung erfolgen. Zum Herstellen der Wirkverbindung kann neben der Betätigung des Doppelschaltelements die Betätigung eines weiteren Schaltelements erforderlich sein. Das Doppelschaltelement kann als formschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Synchronisierung, ausgebildet sein, um Schleppverluste zu minimieren. Denkbar ist hier jedoch auch ein reibschlüssiges Doppelschaltelement. Das Doppelschaltelement kann eine Neutralstellung aufweisen. Alternativ kann es jedoch auch auf zwei Schaltstellungen zum Umschalten zwischen der zweiten einstufigen Getriebeanordnung und der zweiten zweistufigen Getriebeanordnung beschränkt sein. In letzterem Fall wird eine besonders kosteneffiziente Ausführung ermöglicht. Im Rahmen der vorliegenden Ausführungsform kann ein Getriebe mit einer Vielzahl von Fahrbereichen in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung und damit einer großen Getriebespreizung auf einfache Weise mit geringer Komplexität bereitgestellt werden. Das Getriebe dieser Ausführungsform kann im Rahmen einer Ausbildung vier unterschiedliche Fahrbereiche in Vorwärts- und drei oder vier unterschiedliche Fahrbereiche in Rückwärtsrichtung bereitstellen.
Im Rahmen einer Ausführungsform weist das Getriebe ferner eine weitere Zwischenwelle, beispielsweise Zwischenhohlwelle, auf. Die weitere Zwischenwelle kann koaxial zu der Zwischenwelle und radial außerhalb derselben vorgesehen sein, wobei hier auch andere Ausgestaltungen denkbar sind. Die weitere Zwischenwelle kann über das dritte Schaltelement drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetenradsatzes verbunden werden. Ferner weisen im Rahmen dieser Ausführungsform sowohl die zweite einstufige als auch die zweite zweistufige Getriebeanordnung jeweils ein permanent drehfest auf der weiteren Zwischenwelle vorgesehenes Festrad auf, welches jeweils mit einem Losrad in mechanischer Wirkverbindung steht. Das jeweilige Losrad kann dabei selektiv über das Doppelschaltelement drehfest mit dem Abtrieb verbindbar sein. Durch diese Ausführungsform wird ein stufenloses Getriebe mit einer Vielzahl von Fahrbereichen in Vorwärts- und in Rückwärtsrichtung auf einfache Art und Weise bereitgestellt. Denkbar ist es im Rahmen dieser Ausführungsform, dass die Zwischenwelle mit der weiteren Zwischenwelle über das vierte Schaltelement drehfest verbindbar ist. Das Getriebe dieser Ausführungsform kann im Rahmen einer Ausbildung vier unterschiedliche Fahrbereiche in Vorwärts- und vier unterschiedliche Fahrbereiche in Rückwärtsrichtung bereitstellen.
Im Rahmen einer Ausführungsform weist das Getriebe ferner eine weitere Zwischenwelle, beispielsweise Zwischenhohlwelle, auf. Die weitere Zwischenwelle kann koaxial zum Abtrieb und achsparallel zum Antrieb vorgesehen sein, wobei hier auch andere Ausgestaltungen denkbar sind. Im Rahmen dieser Ausführungsform ist die weitere Zwischenwelle über das dritte Schaltelement drehfest mit Abtrieb verbindbar. Ferner weisen die zweite einstufige und die zweite zweistufige Getriebeanordnung jeweils ein permanent drehfest mit dem Planetenträger des ersten Planetenradsatzes verbundenes Festrad auf, welches jeweils mit einem Losrad in mechanischer Wirkverbindung steht. Das jeweilige Losrad kann im Rahmen dieser Ausführungsform selektiv über das Doppelschaltelement drehfest mit der weiteren Zwischenwelle verbindbar sein. So kann das dritte Schaltelement auf der Abtriebswelle angeordnet werden, wo eine Hohlwellenebene weniger erforderlich ist. Im Ergebnis kann im Rahmen dieser Ausführungsform damit eine kostengünstige Ausführung des dritten Schaltelements und der dazugehörigen Betätigung bereitgestellt werden. Das Getriebe dieser Ausführungsform kann im Rahmen einer Ausbildung vier unterschiedliche Fahrbereiche in Vorwärts- und drei unterschiedliche Fahrbereiche in Rückwärtsrichtung bereitstellen.
Im Rahmen einer Ausführungsform weisen die zweite einstufige und die zweite zweistufige Getriebeanordnung jeweils ein permanent drehfest mit Planetenträger des ersten Planetenradsatzes verbundenes Festrad auf, welches jeweils mit einem Losrad in mechanischer Wirkverbindung steht. Das Losrad der zweiten einstufigen Getriebeanordnung kann im Rahmen dieser Ausführungsform über das dritte Schaltelement drehfest mit dem Abtrieb verbindbar sein. Ferner kann das Losrad der zweiten zweistufigen Getriebeanordnung über ein fünftes Schaltelement drehfest mit dem Abtrieb verbindbar sein. Das fünfte Schaltelement ist separat von dem ersten, zweiten, dritten und vierten Schaltelement vorgesehen und kann als reibschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Lamellenkupplung, ausgebildet sein. Das dritte und fünfte Schaltelement können koaxial zum Abtrieb vorgesehen und als reibschlüssiges Schaltelement, beispielsweise Lamellenkupplung, ausgebildet sein. Das dritte und fünfte Schaltelement können dabei hintereinander oder aber radial geschachtelt vorgesehen sein. Im Ergebnis kann im Rahmen dieser Ausführungsform damit eine kostengünstige Ausführung des Getriebes bereitgestellt werden, da im Gegensatz zu den vorangehenden Ausführungsformen eine Welle weniger erforderlich ist. Ferner ermöglicht diese Ausführungsform eine kürzere Baulänge des stufenlosen Getriebes. Das Getriebe dieser Ausführungsform kann im Rahmen einer Ausbildung vier unterschiedliche Fahrbereiche in Vorwärts- und drei unterschiedliche Fahrbereiche in Rückwärtsrichtung bereitstellen.
Im Rahmen einer Ausführungsform weist das stufenlose Getriebe ferner eine dritte einstufige Getriebeanordnung auf, die ein permanent drehfest auf der Zwischenwelle vorgesehenes Festrad aufweist. Das Festrad kämmt mit einem Losrad, welches über das vierte Schaltelement drehfest mit dem Abtrieb verbindbar ist. Das vierte Schaltelement kann als reibschlüssiges Schaltelement, beispielsweise Lamellenkupplung, vorgesehen sein. Ferner kann das vierte Schaltelement im Rahmen dieser Ausführungsform koaxial zum Abtrieb und damit achsparallel zum Antrieb ausgebildet werden. Da am Abtrieb eine Hohlwellenebene weniger erforderlich ist, kann mittels dieser Ausführungsform ein stufenloses Getriebe in kosteneffizienter Ausbildung bereitgestellt werden. Das Getriebe dieser Ausführungsform kann im Rahmen einer Ausbildung vier unterschiedliche Fahrbereiche in Vorwärts- und drei unterschiedliche Fahrbereiche in Rückwärtsrichtung bereitstellen.
Im Rahmen einer Ausführungsform weisen die erste einstufige Getriebeanordnung und die erste zweistufige Getriebeanordnung jeweils ein permanent drehfest auf der Zwischenwelle vorgesehenes Festrad auf. Das Festrad der ersten einstufigen Getriebeanordnung kann mit einem Losrad kämmen. Ferner kann das Festrad der ersten zweistufigen Getriebeanordnung mit einem Zwischenrad kämmen, welches wiederum mit einem Losrad kämmt. Hier sind auch andere Ausgestaltungen denkbar, die eine Richtungsumkehr ermöglichen. Im Rahmen dieser Ausführungsform kann das Losrad der ersten einstufigen Getriebeanordnung über ein Vorwärtsschaltelement drehfest mit dem Abtrieb verbunden werden. Ferner kann das Losrad der ersten zweistufigen Getriebeanordnung durch Betätigung eines Rückwärtsschaltelements drehfest mit dem Abtrieb verbunden werden. Das Vorwärtsschaltelement und das Rückwärtsschaltelement können jeweils als reibschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Lamellenkupplung ausgebildet sein. Das Vorwärtsschaltelement und das Rückwärtsschaltelement können jeweils koaxial zum Abtrieb vorgesehen sein. Diese Ausführungsform erlaubt das Bereitstellen mehrerer Fahrbereiche in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung mit geringer Komplexität und auf effiziente Art und Weise.
Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Antriebsstrang für eine Arbeitsmaschine mit einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Ebenso bezieht sich die Erfindung ferner auf eine Arbeitsmaschine mit solch einem Antriebsstrang. Die Arbeitsmaschine kann eine Landmaschine oder eine Baumaschine sein. Beispielsweise ist die Arbeitsmaschine ein Ackerschlepper.
Figurenliste

1a zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
1b zeigt ein Schaltschema des Getriebes aus 1a.
2a zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2b zeigt ein Schaltschema des Getriebes aus 2a.
3a zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3b zeigt ein Schaltschema des Getriebes aus 3a.
4a zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4b zeigt ein Schaltschema des Getriebes aus 4a.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1a zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Getriebe 1 umfasst einen Antrieb 2 und einen Abtrieb 3, die achsparallel zueinander vorgesehen sind. Der Antrieb 2 kann mit einem nicht gezeigten Verbrennungsmotor mechanisch wirkverbunden sein. Denkbar ist auch, dass der Antrieb 2 mit einem Elektromotor oder einem Hybridmotor mechanisch wirkverbunden ist. Der Abtrieb 3 kann mit Rädern, beispielsweise über ein Differential, mechanisch wirkverbunden sein. Das Getriebe 1 der vorliegenden Ausführungsform ist geeignet, um in einer Arbeitsmaschine, beispielsweise einer Landmaschine, wie einem Traktor, verwendet zu werden.
Das Getriebe 1 umfasst einen ersten 4, zweiten 5 und dritten Planetenradsatz 6, die koaxial zu einer Zentralwelle 7 und in der nummerierten Reihenfolge hintereinander angeordnet sind. Dabei weist das Getriebe 1 dieser ersten Ausführungsform neben dem ersten 4, zweiten 5 und dritten Planetenradsatz 6 keinen weiteren Planetenradsatz auf. Die Zentralwelle 7 bildet an ihrem ersten Ende den Antrieb 2 und an ihrem anderen Ende eine Zapfwelle 8 aus. Die Planetenradsätze 4, 5 und 6 sind jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Die Planetenradsätze 4, 5 und 6 weisen jeweils ein Sonnenrad 9, 10 bzw. 11, einen Planetenträger 12, 13 bzw. 14 und ein Hohlrad 15, 16 bzw. 17 auf. Die Planetenträger 12, 13 und 14 der Planetenradsätze 4, 5 und 6 tragen jeweils mehrere Planetenräder, wobei in 1 jeweils nur zwei Planeten gezeigt sind. Die Planeten kämmen jeweils sowohl mit dem Sonnenrad 9, 10 bzw. 11 als auch mit dem Hohlrad 15, 16 bzw. 17 des jeweiligen Planetenradsatzes 4, 5 bzw. 6.
Das Sonnenrad 9 des ersten Planetenradsatzes 4 ist über einen Variator 18 mit dem Antrieb 2 mechanisch wirkverbunden. Der Variator kann ein hydraulischer oder elektrischer Variator 18 sein, wie oben beschrieben. Genauer gesagt ist das Sonnenrad 9 des ersten Planetenradsatzes 4 permanent drehfest auf einer ersten Hohlwelle 18.1 vorgesehen, auf der ein weiteres Festrad 19 permanent drehfest ausgebildet ist. Der Durchmesser des Festrads 19 kann größer als der Durchmesser des Hohlrads 15 des ersten Planetenradsatzes 4 sein. Das Festrad 19 kämmt mit einem Gegenrad 20, das permanent drehfest auf einer Welle 21 vorgesehen ist. Die Welle 21 ist permanent drehfest mit einer Konstanteinheit 23 des Variators 18 verbunden. Eine Verstelleinheit 24 des Variators 18 ist permanent drehfest mit einer Welle 22 verbunden, auf der ein Festrad 25 vorgesehen ist, welches mit einem Gegenrad 26 auf einer Zwischenwelle 27 kämmt. Das Gegenrad 26 auf der Zwischenwelle 27 kämmt wiederum mit einem auf der Zentralwelle 7 vorgesehenen Festrad 28. Das Festrad 28 kann in Richtung der Zentralwelle 7 hinter den Planetenradsätzen 4, 5, 6 und hinter den Kupplungen K1, K2, K3, K4 vorgesehen sein, die im Folgenden beschrieben werden.
Eine zweite Hohlwelle 29 ist koaxial zu und radial außerhalb des ersten 4, zweiten 5 und dritten Planetenradsatzes 6 angeordnet. Die zweite Hohlwelle 29 ist permanent drehfest mit dem Planetenträger 12 des ersten Planetenradsatzes 4, dem Hohlrad 16 des zweiten Planetenradsatzes 5 und dem Planetenträger 14 des dritten Planetenradsatzes 6 verbunden. Ferner sind das Hohlrad 15 des ersten Planetenradsatzes 4 und der Planetenträger 13 des zweiten Planetenradsatzes 5 permanent drehfest miteinander und permanent drehfest mit der Zentralwelle 7 verbunden. Die Sonnenräder 10 und 11 des zweiten 5 und dritten Planetenradsatzes 6 sind jeweils permanent drehfest auf einer dritten Hohlwelle 30 vorgesehen. Eine vierte Hohlwelle 31 ist koaxial zur Zentralwelle 7 und radial innerhalb der zweiten Hohlwelle 29 vorgesehen und permanent drehfest mit Hohlrad 17 des dritten Planetenradsatzes 6 verbunden. Ferner weist das Getriebe 1 eine fünfte Hohlwelle 32 und eine sechste Hohlwelle 33 auf, die koaxial zueinander und zu der Zentralwelle 7 vorgesehen sind, wobei die sechste Hohlwelle 33 radial außerhalb der fünften Hohlwelle 32 angeordnet ist. Die fünfte Hohlwelle 32 bildet eine Zwischenwelle und die sechste Hohlwelle 33 eine weitere Zwischenwelle aus. Die fünfte Hohlwelle 32 und die sechste Hohlwelle 33 sind in Richtung der Zentralwelle 7 zwischen dem dritten Planetenradsatz 6 und dem Festrad 28 vorgesehen, über welches der Variator 18 an die Zentralwelle 7 angebunden ist.
Die vierte Hohlwelle 31 ist über eine erste Kupplung K1 drehfest mit der fünften Hohlwelle 32 verbindbar. Ferner ist die dritte Hohlwelle 30 über eine zweite Kupplung K2 drehfest mit der fünften Hohlwelle 32 verbindbar. Die zweite Hohlwelle 29 ist über eine dritte Kupplung K3 drehfest mit der sechsten Hohlwelle 33 verbindbar. Ferner ist die sechste Hohlwelle 33 über eine vierte Kupplung K4 drehfest mit der fünften Hohlwelle 32 verbindbar. In der vorliegenden ersten Ausführungsform sind die Kupplungen K1, K2, K3 und K4 als reibschlüssige Kupplungen, beispielsweise als Lamellenkupplungen, ausgebildet. Die Kupplungen K1 und K2 sind in axialer Richtung entlang Zentralwelle 7 auf gleicher axialer Höhe angeordnet. Vom Antrieb 2 aus betrachtet sind die Kupplungen K1 und K2 hinter dem dritten Planetenradsatz 6 und vor der fünften und sechsten Hohlwelle 32, 33 vorgesehen. Die Kupplung K1 ist in radialer Richtung außerhalb der zweiten Kupplung K2 angeordnet. Auch die Kupplungen K3 und K4 sind entlang der Zentralwelle 7 auf gleicher axialer Höhe vorgesehen. Vom Antrieb 2 aus betrachtet sind die Kupplungen K3 und K4 hinter den Kupplungen K1 und K2, radial außerhalb der fünften Hohlwelle 32 und in Axialrichtung vor der sechsten Hohlwelle 33 angeordnet. Die Kupplung K3 ist in radialer Richtung außerhalb der vierten Kupplung K4 angeordnet.
Auf der fünften Hohlwelle 32 sind ein erstes Festrad 41 und ein zweites Festrad 42 vorgesehen, die in axialer Richtung entlang der Zentralwelle 7, vom Antrieb 2 aus betrachtet, hinter dem dritten Planetenradsatz 6 und vor dem Festrad 28 angeordnet sind. Das erste Festrad 41 kämmt zum Ausbilden einer ersten einstufigen Getriebeanordnung 44 mit einem Losrad 43, das mittels einer Kupplung KV drehfest mit der Abtriebswelle verbindbar ist. Das zweite Festrad 42 kämmt mit einem auf einer Zwischenwelle vorgesehenen Gegenrad 45, welches zum Ausbilden einer ersten zweistufigen Getriebeanordnung 46 mit einem Losrad 47 kämmt. Das Losrad 47 kann mittels einer weiteren Kupplung KR drehfest mit der Abtriebswelle verbunden werden. Die Kupplungen KV und KR sind als reibschlüssige Kupplungen, beispielsweise als Lamellenkupplungen, koaxial zur Abtriebswelle ausgebildet und in Axialrichtung zwischen dem ersten Festrad 41 und dem zweiten Festrad 42 vorgesehen.
Auf der sechsten Hohlwelle 33 ist permanent drehfest ein Festrad 34 vorgesehen, das mit einem koaxial zur Abtriebswelle vorgesehenen Losrad 35 kämmt, um eine zweite einstufige Getriebeanordnung 36 auszubilden. Ferner ist auf der sechsten Hohlwelle 33 ein Festrad 37 vorgesehen, das in Axialrichtung zwischen dem Festrad 34 und dem Festrad 41 vorgesehen ist. Das Festrad 37 kämmt mit einem Zwischenrad 38, das auf einer Zwischenwelle vorgesehen ist, wobei das Zwischenrad 38 wiederum mit einem Losrad 39 kämmt, um eine zweite zweistufige Getriebeanordnung 40 auszubilden. Das Losrad 39 ist koaxial zur Abtriebswelle vorgesehen. Die erste einstufige Getriebeanordnung 44 und die erste zweistufige Getriebeanordnung 46 können dabei jeweils vom Betrag her eine höhere Übersetzung als die zweite einstufige und die zweite zweistufige Getriebeanordnung 36, 40 aufweisen.
Darüber hinaus weist diese erste Ausführungsform ein Doppelschaltelement SV/SR auf, welches als synchronisiertes, formschlüssiges Schaltelement ausgebildet ist. Das Doppelschaltelement SV/SR ist permanent drehfest mit dem Abtrieb 3 verbunden. Wird das Doppelschaltelement in die Position SV gebracht, wird das Losrad 35 der zweiten einstufigen Getriebeanordnung 36 drehfest mit dem Abtrieb 3 verbunden. Wird das Doppelschaltelement in die Position SR gebracht, wird das Losrad 39 der zweiten zweistufigen Getriebeanordnung 40 drehfest mit dem Abtrieb 3 verbunden. Das Doppelschaltelement SV/SR ist axial zwischen der zweiten einstufigen Getriebeanordnung 36 und der zweiten zweistufigen Getriebeanordnung 40 angeordnet. Ferner ist es koaxial zum Abtrieb 3 und damit achsparallel zum Antrieb 2 vorgesehen. Denkbar ist, dass das Doppelschaltelement SV/SR keine Neutralstellung und damit einen Aktuator mit nur 2 Schaltpositionen aufweist. So kann das Doppelschaltelement besonders kosteneffizient ausgebildet werden.
Wie in dem in 1b gezeigten Schaltschema dargestellt, ist das Getriebe 1 der ersten Ausführungsform ausgebildet, um vier verschiedene Fahrbereiche FB1, FB2, FB3 und FB4 in Vorwärts- und vier verschiedene Fahrbereiche FB1R, FB2R, FB3R und FB4R in Rückwärtsrichtung bereitzustellen. In dem Schaltschema in 1b sind geschlossene Schaltelemente, die jedoch lastfrei sind, in Klammern dargestellt. In dem ersten Fahrbereich für die Vorwärtsrichtung FB1 sind die Kupplungen K1 und KV betätigt, um die vierte Hohlwelle 31 über die erste einstufige Getriebeanordnung 44 mit dem Abtrieb 3 mechanisch wirkzuverbinden. In dem zweiten Fahrbereich für die Vorwärtsrichtung FB2 sind die Kupplungen K2 und KV betätigt, um die dritte Hohlwelle 30 über die erste einstufige Getriebeanordnung 44 mit dem Abtrieb 3 mechanisch wirkzuverbinden. In dem ersten und zweiten Fahrbereich für die Vorwärtsrichtung FB1 und FB2 befindet sich ferner das Doppelschaltelement SV/SR in der Stellung SV, ist jedoch lastfrei. In dem dritten Fahrbereich für die Vorwärtsrichtung FB3 ist die Kupplung K3 betätigt, um die zweite Hohlwelle 29 über die zweite einstufige Getriebeanordnung 36 und das sich in der Stellung SV befindende Doppelschaltelement SV/SR mit dem Abtrieb 3 mechanisch wirkzuverbinden. Ferner ist in dem dritten Fahrbereich für die Vorwärtsrichtung FB3 die zweite Kupplung K2 betätigt, jedoch lastfrei. In dem vierten Fahrbereich für die Vorwärtsrichtung FB4 sind die Kupplungen K2, K4 betätigt, um die dritte Hohlwelle 30 mit dem Abtrieb 3 über die zweite einstufige Getriebeanordnung 36 und das sich in der Stellung SV befindende Doppelschaltelement SV/SR mechanisch wirkzuverbinden. Die Schaltmatrix für die Rückwärtsfahrbereiche FB1 R-FB4R entspricht jener für die Vorwärtsfahrbereiche, wobei anstatt der Kupplung KV die Kupplung KR betätigt und das Doppelschaltelement SV/SR anstatt in die Position SV in die Position SR überführt wird.
Die Verstelleinheit 24 des Variators 18 wird dabei so gesteuert, dass sich die Drehzahl an der ersten Hohlwelle 18.1 relativ zur Zentralwelle 7 im ersten Fahrbereich FB1 mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit von rückwärtsdrehend zu vorwärtsdrehend ändert. Innerhalb des zweiten Fahrbereichs FB2 ändert sie sich von vorwärtsdrehend auf rückwärtsdrehend. Beim dritten Fahrbereich FB3 ist es wie bei dem ersten Fahrbereich FB1 und beim vierten Fahrbereich FB4 wie bei dem zweiten Fahrbereich FB2. Entsprechendes gilt für die Rückwärtsfahrbereiche. Die Drehzahl eines mit dem Antrieb 2 verbundenen Motors, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, kann beim Beschleunigen konstant bleiben. Das Getriebe 1 der vorliegenden Erfindung ermöglicht einen synchronen Fahrbereichswechsel zwischen allen Fahrbereichen. Beim synchronen Fahrbereichswechsel wird erst die zu schaltende Kupplung geschlossen, dann wird die abschaltende Kupplung durch Änderung des Moments des Variators 18 entlastet und anschließend geöffnet. Bei allen Fahrbereichswechsel sind dabei immer nur reibschlüssige Schaltelemente beteiligt. Beim Reversieren zwischen FB1 und FB1R durch den Wechsel zwischen KV und KR kann SV geschlossen sein und geschlossen bleiben. Alternativ kann SR geschlossen sein und geschlossen bleiben. Damit ist kein Wechsel zwischen SV und SR, sondern lediglich zwischen KV und KR erforderlich. Entsprechendes gilt beim Reversieren zwischen FB2 und FB2R. Erst in FB2/FB2R als Vorbereitung für FB3/FB3R muss SV bzw. SR vorbereitend geschlossen werden.
2a und 2b zeigen eine zweite Ausführungsform eines Getriebes 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede ist das Getriebe 1 der zweiten Ausführungsform wie das Getriebe 1 der ersten Ausführungsform ausgebildet. Gleiche Bauteile sind demnach mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist das vierte Kupplung K4' in der zweiten Ausführungsform nicht als reibschlüssige Kupplung, sondern als synchronisiertes formschlüssiges Schaltelement ausgebildet. Ferner ist die Kupplung K4' im Gegensatz zur ersten Ausführungsform nicht auf gleicher axialer Höhe wie die Kupplung K3 vorgesehen. So ist die Kupplung K3, wie bei der ersten Ausführungsform, in Richtung der Zentralwelle 7, zwischen der zweiten Kupplung K2 und dem Festrad 34 vorgesehen. Die Kupplung K4' der vorliegenden zweiten Ausführungsform ist zwischen dem Festrad 37 auf der sechsten Hohlwelle 33 und dem Festrad 41 auf der fünften Hohlwelle 32 angeordnet.
Daneben unterscheidet sich die zweite Ausführungsform in der Schaltmatrix, wie in 2b gezeigt. Genauer gesagt unterteilt sich der dritte Fahrbereich in Vorwärtsrichtung FB3 in einen ersten und einen zweiten Teilbereich FB3.1 und FB3.2. In dem ersten Teilbereich FB3.1 sind die Kupplungen K3 und KV betätigt, wobei die Kupplung KV lastfrei ist. Ferner befindet sich das Doppelschaltelement SV/SR in der Stellung SV. In dem zweiten Teilbereich FB3.2 sind die Kupplung K3 und die Kupplung K4' betätigt, wobei die Kupplung K4' noch lastfrei ist. Auch in dem zweiten Teilbereich befindet sich das Doppelschaltelement SV/SR in der Stellung SV. Dieser Wechsel zwischen den Teilbereichen in dem dritten Fahrbereich FB3 ist problemlos möglich, da in dem dritten Fahrbereich FB3 nur K3 und SV belastet sind. Entsprechendes gilt für die dritten Fahrbereich in Rückwärtsrichtung FB3R. Im Übrigen entspricht die Schaltmatrix der zweiten Ausführungsform jener der ersten Ausführungsform. Bei den Bereichswechseln werden nur reibschlüssige Schaltelemente und damit nicht die Kupplung K4' betätigt. Die zweite Ausführungsform hat verglichen mit der ersten Ausführungsform eine Reibkupplung weniger, was in geringeren Schleppverlusten resultiert.
3a und 3b zeigen eine dritte Ausführungsform eines Getriebes 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede ist das Getriebe 1 der dritten Ausführungsform wie das Getriebe 1 der ersten Ausführungsform ausgebildet. Gleiche Bauteile sind demnach mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform sind die Kupplungen K3'' und K4'' nicht koaxial zum Antrieb 2, sondern koaxial zum Abtrieb 3 ausgebildet. Das Festrad 34 der zweiten einstufigen Getriebeanordnung 36 und das Festrad 37 der zweiten zweistufigen Getriebeanordnung 40 sind in dieser Ausführungsform permanent drehfest mit der zweiten Hohlwelle 29'' verbunden. Ferner umfasst das Getriebe 1 der dritten Ausführungsform eine weitere Hohlwelle 50'', die koaxial zum Abtrieb 3 vorgesehen und permanent drehfest mit dem Doppelschaltelement SV/SR verbunden ist. Wird das Doppelschaltelement SV/SR in die Position SV überführt, wird die zweite Hohlwelle 29'' über die zweite einstufige Getriebeanordnung 36 mechanisch mit der weiteren Hohlwelle 50'' wirkverbunden. Wird das Doppelschaltelement SV/SR in die Position SR überführt, wird die zweite Hohlwelle 29'' über die zweite zweistufige Getriebeanordnung 40 mechanisch mit der weiteren Hohlwelle 50'' wirkverbunden. Die weitere Hohlwelle 50'' ist über das dritte Kupplung K3'', die in Axialrichtung zwischen dem Losrad 35 und den Kupplungen K1, K2 angeordnet ist, drehfest mit dem Abtrieb 3 verbindbar.
Ferner umfasst das Getriebe 1 der dritten Ausführungsform eine dritte einstufige Getriebeanordnung 53'', die in Axialrichtung zwischen der zweiten zweistufigen Getriebeanordnung 40 und der ersten einstufigen Getriebeanordnung 44 vorgesehen ist. Hierfür ist auf der fünften Hohlwelle 32 ein Festrad 51'' vorgesehen, das mit einem Losrad 52'' kämmt. Das Losrad 52'' ist über die vierte Kupplung K4'', die in Axialrichtung zwischen dem Losrad 39 und dem Losrad 43 vorgesehen ist, drehfest mit dem Abtrieb 3 verbindbar. Die Schaltmatrix entspricht, wie in 3b gezeigt, im Wesentlichen jener der ersten Ausführungsform, wobei im vierten Fahrbereich FB4 das Doppelschaltelement SV/SR nicht belastet ist und der Fahrbereich FB4R wegfällt. Auch in dieser dritten Ausführungsform kann die vierte Kupplung K4'' als Synchronisierung, wie in der zweiten Ausführungsform, ausgebildet sein, wobei die Schaltmatrix der dritten Ausführungsform in diesem Fall entsprechend an jene der zweiten Ausführungsform anzupassen ist.
4a und 4b zeigen eine vierte Ausführungsform eines Getriebes 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Mit Ausnahme der im Folgenden beschriebenen Unterschiede ist das Getriebe 1 der vierten Ausführungsform wie das Getriebe 1 der dritten Ausführungsform ausgebildet. Gleiche Bauteile sind demnach mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Anstelle des Doppelschaltelements SV/SR kommen in der vierten Ausführungsform zwei einzelne Reibkupplungen K3''' und K5''' zum Einsatz, die koaxial zum Abtrieb und zwischen dem Losrad 35 und dem Losrad 39 vorgesehen sind. Mittels der Kupplung K3''' kann die zweite Hohlwelle 29'' über die zweite einstufige Getriebeanordnung 36 mit dem Abtrieb 3 mechanisch wirkverbunden werden. Mittels der Kupplung K5''' kann die zweite Hohlwelle 29'' über die zweite zweistufige Getriebeanordnung 40 mit dem Abtrieb 3 mechanisch wirkverbunden werden. Die Schaltmatrix entspricht, wie in 4b gezeigt, im Wesentlichen jener der dritten Ausführungsform, wobei das Doppelschaltelement SV/SR entfällt und im dritten Fahrbereich in Rückwärtsrichtung FB3R die fünfte Kupplung K5''' betätigt wird. In FB3R kann entweder KR oder K2 lastfrei geschlossen sein, weil lediglich K5''' belastet ist. Denkbar ist ferner, dass K3''' und K5''' entsprechend der ersten Ausführungsform radial geschachtelt werden.
Bezugszeichenliste

1: Leistungsverzweigtes Getriebe
2: Antrieb
3: Abtrieb
4, 5, 6: Planetenradsatz
7: Zentralwelle
8: Zapfwelle
9, 10, 11: Sonnenrad
12, 13, 14: Planetenträger
15, 16, 17: Hohlrad
18.1, 29, 30, 31, 32, 33, 29'', 50'': Hohlwelle
19, 25, 28, 34, 37, 41, 42, 51'': Festrad
20, 26, 38, 45: Gegenrad
35, 39, 43, 47, 52'': Losrad
27: Zwischenwelle
18: Variator
23: Konstanteinheit
24: Verstelleinheit
36, 44, 53'': einstufige Getriebeanordnung
40, 46: zweistufige Getriebeanordnung formschlüssige Kupplung
K1, K2, K3, K4, KV, KR, K3'', K4'', K3'''', K5''': reibschlüssige Kupplung
K4': formschlüssige Kupplung
SV/SR: Doppelschaltelement
FB1, FB2, FB3, FB4, FB1R, FB2R, FB3R, FB4R: Fahrbereich

Claims

Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) mit einem Antrieb (2), einem Abtrieb (3), einem ersten (4), einem zweiten (5) und einem dritten Planetenradsatz (6) sowie einem Variator (18), wobei die Planetenradsätze (4, 5, 6) jeweils ein Sonnenrad (9, 10, 11), einen Planetenträger (12, 13, 14) und ein Hohlrad (15, 16, 17) aufweisen, wobei die Planetenträger (12, 13, 14) jeweils mindestens ein Planetenrad aufweisen, das mit dem Sonnenrad (9, 10, 11) und dem Hohlrad (15, 16, 17) des jeweiligen Planetenradsatzes (4, 5, 6) kämmt, wobei das Sonnenrad (9) des ersten Planetenradsatzes (4) mit dem Antrieb (2) über den Variator (18) mechanisch wirkverbunden ist, das Hohlrad (15) des ersten Planetenradsatzes (4) mit dem Planetenträger (13) des zweiten Planetenradsatzes (5) und mit dem Antrieb (2) permanent drehfest verbunden ist, das Sonnenrad (10) des zweiten Planetenradsatzes (5) mit dem Sonnenrad (11) des dritten Planetenradsatzes (6) permanent drehfest verbunden und mit einer Hohlwelle (32) über eine zweite Kupplung (K2) drehfest verbindbar ist, das Hohlrad (17) des dritten Planetenradsatzes (6) mit der Hohlwelle (32) über eine erste Kupplung (K1) drehfest verbindbar ist, die Hohlwelle (32) mit dem Abtrieb (3) über eine erste einstufige Getriebeanordnung (44) und eine erste zweistufige Getriebeanordnung (46) mechanisch wirkverbindbar ist, und wobei der Planetenträger (12) des ersten Planetenradsatzes (4) mit dem Hohlrad (16) des zweiten Planetenradsatzes (5) und mit dem Planetenträger (14) des dritten Planetenradsatzes (6) permanent drehfest verbunden und mit dem Abtrieb (3) über eine zweite einstufige Getriebeanordnung (36) und eine dritte Kupplung (K3; K3''; K3''') sowie eine zweite zweistufige Getriebeanordnung (40) mechanisch wirkverbindbar ist, sodass mit dem Getriebe (1) mindestens drei verschiedene Fahrbereiche in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung bereitgestellt werden können.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) nach Anspruch 1, ferner mit einer vierten Kupplung (K4; K4'; K4''), über welche die Hohlwelle (32) über die zweite (36) oder eine weitere einstufige Getriebeanordnung (53''), die verschieden von der ersten einstufigen Getriebeanordnung (44) ist, mit dem Abtrieb (3) mechanisch wirkverbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem Doppelschaltelement (SV/SR), über welches der Planetenträger (12) des ersten Planetenradsatzes (4) selektiv über die zweite einstufige Getriebeanordnung (36) oder über die zweite zweistufige Getriebeanordnung (40) mit dem Abtrieb (3) mechanisch wirkverbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) nach Anspruch 3, ferner mit einer weiteren Hohlwelle (33), die über die dritte Kupplung (K3) drehfest mit dem Planetenträger (12) des ersten Planetenradsatzes (4) verbindbar ist, wobei die zweite einstufige (36) und die zweite zweistufige Getriebeanordnung (40) jeweils ein permanent drehfest auf der weiteren Hohlwelle (33) vorgesehenes Festrad (34, 37) aufweisen, welches jeweils mit einem Losrad (35, 39) in mechanischer Wirkverbindung steht, wobei das jeweilige Losrad (35, 39) selektiv über das Doppelschaltelement (SV/SR) drehfest mit dem Abtrieb (3) verbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) nach Anspruch 4, wobei die Hohlwelle (32) mit der weiteren Hohlwelle (33) über die vierte Kupplung (K4; K4') drehfest verbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) nach Anspruch 3, ferner mit einer weiteren Hohlwelle (50"), die über die dritte Kupplung (K3'') drehfest mit Abtrieb (3) verbindbar ist, wobei die zweite einstufige (36) und die zweite zweistufige Getriebeanordnung (40) jeweils ein permanent drehfest mit Planetenträger (12) des ersten Planetenradsatzes (4) verbundenes Festrad (34, 37) aufweisen, welches jeweils mit einem Losrad (35, 39) in mechanischer Wirkverbindung steht, wobei das jeweilige Losrad (35, 39) selektiv über das Doppelschaltelement (SV/SR) drehfest mit der weiteren Hohlwelle (50") verbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite einstufige (36) und die zweite zweistufige Getriebeanordnung (40) jeweils ein permanent drehfest mit Planetenträger (12) des ersten Planetenradsatzes (4) verbundenes Festrad (34, 37) aufweisen, welches jeweils mit einem Losrad (35, 39) in mechanischer Wirkverbindung steht, wobei das Losrad (35) der zweiten einstufigen Getriebeanordnung (36) über die dritte Kupplung (K3''') und das Losrad (39) der zweiten zweistufigen Getriebeanordnung (40) über eine fünfte Kupplung (K5''') drehfest mit dem Abtrieb (3) verbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) nach Anspruch 2, 6 oder 7, ferner mit einer dritten einstufigen Getriebeanordnung (53''), die ein permanent drehfest auf der Hohlwelle (32) vorgesehenes Festrad (51'') aufweist, welches mit einem Losrad (52'') kämmt, wobei das Losrad (52'') über die vierte Kupplung (K4'') drehfest mit dem Abtrieb (3) verbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste einstufige (44) und die erste zweistufige Getriebeanordnung (46) jeweils ein permanent drehfest auf der Hohlwelle (32) vorgesehenes Festrad (41, 42) aufweisen, welches jeweils mit einem Losrad (43, 47) in mechanischer Wirkverbindung steht, wobei das Losrad (43) der einstufigen Getriebeanordnung (44) über eine Kupplung (KV) und das Losrad (47) der zweistufigen Getriebeanordnung (46) über eine Kupplung (KR) drehfest mit dem Abtrieb (3) verbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 9,wobei die vierte Kupplung (K4; K4'; K4'') entweder als formschlüssiges oder reibschlüssiges Schaltelement, das Doppelschaltelement (SV/SR) als formschlüssige Schaltelemente und die sonstigen Kupplungen (K1, K2, K3; K3''; K3''', K5''') als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind.
Arbeitsmaschine mit einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.