DE102020201692B3 - Power-split continuously variable transmission - Google Patents

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Philipp Rechenbach
Raphael Himmelsbach
Johannes Kaltenbach
Michael Wechs
Stefan Beck
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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) mit einem Antrieb (12), einem Abtrieb (14), einem Variator (16) und einer Planetenbaugruppe (18), welche fünf Planetenradsätze aufweist. Der Antrieb (12) ist mit dem Hohlrad (30) des ersten Planetenradsatzes und dem Planetenträger (34) des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden. Der Planetenträger (26) des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Hohlrad (38) des zweiten Planetenradsatzes und das Hohlrad (38) des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem Planetenträger (42) des dritten Planetenradsatzes drehfest verbunden. Das Sonnenrad (32) des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad (40) des dritten Planetenradsatzes und der Planetenträger (50) des vierten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad (56) des fünften Planetenradsatzes drehfest verbunden. Ferner ist das Hohlrad (54) des vierten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad (64) des fünften Planetenradsatzes drehfest verbunden. Das Hohlrad (46) des dritten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad (48) des vierten Planetenradsatzes und das Sonnenrad (40) des dritten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad (48) des vierten Planetenradsatzes drehfest verbindbar. Der Planetenträger (26) des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Planetenträger (50) des vierten Planetenradsatzes drehfest verbindbar. Das Hohlrad (64) des fünften Planetenradsatzes ist mittels einer Bremse (72) festsetzbar.

Figure DE102020201692B3_0000
The present invention relates to a power-split continuously variable transmission (10) with a drive (12), an output (14), a variator (16) and a planetary assembly (18) which has five planetary gear sets. The drive (12) is non-rotatably connected to the ring gear (30) of the first planetary gear set and the planet carrier (34) of the second planetary gear set. The planet carrier (26) of the first planetary gear set is connected to the ring gear (38) of the second planetary gear set and the ring gear (38) of the second planetary gear set is non-rotatably connected to the planet carrier (42) of the third planetary gear set. The sun gear (32) of the second planetary gear set is connected to the sun gear (40) of the third planetary gear set and the planet carrier (50) of the fourth planetary gear set is non-rotatably connected to the sun gear (56) of the fifth planetary gear set. Furthermore, the ring gear (54) of the fourth planetary gear set is non-rotatably connected to the ring gear (64) of the fifth planetary gear set. The ring gear (46) of the third planetary gear set can be connected in a rotationally fixed manner to the sun gear (48) of the fourth planetary gear set and the sun gear (40) of the third planetary gear set with the sun gear (48) of the fourth planetary gear set. The planet carrier (26) of the first planetary gear set can be connected in a rotationally fixed manner to the planet carrier (50) of the fourth planetary gear set. The ring gear (64) of the fifth planetary gear set can be locked by means of a brake (72).
Figure DE102020201692B3_0000

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Antriebseinheit mit solch einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe.The present invention relates to a split-power continuously variable transmission. The present invention also relates to a drive unit with such a power-split continuously variable transmission.

Stand der TechnikState of the art

Leistungsverzweigte stufenlose Getriebe, beispielsweise hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe, kommen im Bereich von Arbeitsmaschinen häufig zum Einsatz. Ein Beispiel für eine Arbeitsmaschine ist ein Traktor. 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.Power-split continuously variable transmissions, for example hydrostatic-mechanical power-split transmissions, are often used in the field of work machines. An example of a work machine is a tractor. Such hydromechanical transmissions allow the transmission ratio to be continuously adjusted with relatively high degrees of efficiency, but have a relatively low gear ratio spread. The spread of a gear is understood as the ratio between the largest and smallest translation. To increase the gear ratio spread, it is known to provide several driving ranges in a continuously variable transmission, which have different transmission ranges. Such transmissions are for example from the DE 195 22 833 A1 famous.

DE 196 21 201 A1 zeigt ein stufenloses Getriebe mit einem hydrostatischen und einem mechanischen Leistungszweig, ein Summierungsgetriebe mit kraftschlüssigen Lamellenkupplungen und ein nachgeschaltetes Schaltgetriebe. Mit dem Schaltgetriebe werden vor allem die niedrigen Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereiche realisiert. In einem Fahrbereich, in dem ausschließlich kraftschlüssige Kupplungen im Leistungsfluss liegen, werden formschlüssige Kupplungen bzw. eine Bremse geschaltet. DE 196 21 201 A1 shows a continuously variable transmission with a hydrostatic and a mechanical power branch, a summation transmission with non-positive multi-plate clutches and a downstream gearbox. The manual transmission is primarily used to implement the low forward and reverse driving ranges. In a driving range in which only force-fit clutches are in the power flow, form-fit clutches or a brake are switched.

Aus CN 110 360 293 A ist ein stufenloses Getriebe bekannt. Das stufenlose Getriebe umfasst eine Antriebswelle, ein pumpengesteuertes Hydraulikmotorsystem, einen Bus-Planetenreihenmechanismus, einen Duplex-Planetengetriebe-Umkehrmechanismus und eine Leistungsausgangswelle. Eine im Duplex-Planetengetriebe-Umkehrmechanismus installierte Bremse wird unabhängig voneinander gesteuert, so dass zwei Arbeitsmodi der Vorwärts- und Rückwärtsbewegung eines Traktors ausgewählt werden können und eine mehrteilige kontinuierliche stufenlose Geschwindigkeitsregelungsausgabe der Leistung des Traktors realisiert wird.Out CN 110 360 293 A a continuously variable transmission is known. The continuously variable transmission includes a drive shaft, a pump controlled hydraulic motor system, a bus planetary series mechanism, a duplex planetary gear reversing mechanism, and a power output shaft. A brake installed in the duplex planetary gear reversing mechanism is independently controlled, so that two working modes of forward and backward movement of a tractor can be selected and a multi-part continuous stepless speed control output of the tractor's power can be realized.

Ausgehend von den bekannten Getrieben aus dem Stand der Technik ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, ein verbessertes leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe bereitzustellen. Die Aufgabe wird gemäß Patentanspruch 1 und den Weiterbildungen der abhängigen Ansprüche gelöst. Ferner wird eine Antriebseinheit mit einem erfindungsgemäßen Getriebe vorgeschlagen.Based on the known transmissions from the prior art, the object of the present invention is to provide an improved power-split continuously variable transmission. The object is achieved according to claim 1 and the developments of the dependent claims. Furthermore, a drive unit with a transmission according to the invention is proposed.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe. Das Getriebe kann zur Verwendung in einer Arbeitsmaschine ausgebildet sein. 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 beispielsweise eine elektrischmechanische Leistungsverzweigung denkbar. Das Getriebe ermöglicht eine hohe Getriebespreizung bei hohem Wirkungsgrad. Das Getriebe umfasst einen Antrieb, an dem die zu übersetzende Größe in das Getriebe eingespeist wird. Das Getriebe kann eine Antriebswelle aufweisen, die an einem Ende den Antrieb ausbilden kann. Die Antriebswelle kann sich durch das Getriebe hindurch erstrecken und an einem dem Antrieb abgewandten Ende eine Entnahme einer Zapfleistung ermöglichen, beispielsweise zum Antrieb eines Arbeitsgeräts der Arbeitsmaschine. Ebenso umfasst das Getriebe einen Abtrieb, an dem die durch das Getriebe übersetzte Größe ausgegeben wird. An dem Abtrieb kann beispielsweise ein Drehmoment für einen Fahrantrieb bereitgestellt werden, beispielsweise zum drehenden Antreiben jeweiliger Räder einer Arbeitsmaschine. Der Antrieb und der Abtrieb können achsparallel zueinander vorgesehen sein. Es ist jedoch auch eine andere Ausgestaltung denkbar.A first aspect of the invention relates to a power-split continuously variable transmission. The transmission can be designed for use in a work machine. With a continuously variable transmission, the translation is continuously adjustable. The power split can be, for example, a hydrostatic-mechanical power split. Alternatively or additionally, for example, an electrical-mechanical power split is conceivable. The gear enables a high gear ratio spread with high efficiency. The gearbox includes a drive on which the variable to be translated is fed into the gearbox. The transmission can have a drive shaft which can form the drive at one end. The drive shaft can extend through the gearbox and, at an end facing away from the drive, enable a tapping power to be drawn, for example to drive a working device of the working machine. The gearbox also includes an output at which the variable translated by the gearbox is output. At the output, for example, a torque for a travel drive can be provided, for example for rotating the respective wheels of a work machine. The drive and the output can be provided axially parallel to one another. However, another configuration is also conceivable.

Das Getriebe weist einen Variator auf. Der Variator kann eingerichtet sein, um eine Übersetzung des Getriebes, beispielsweise innerhalb eines Fahrbereichs, stufenlos zu variieren. Das Getriebe weist eine Planetenbaugruppe auf, welche unterschiedliche Fahrbereiche zur Verfügung stellen kann. Der jeweilige Fahrbereich kann durch Schaltelemente eingestellt werden, welche jeweils Teil der Planetenbaugruppe sein können. 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.The transmission has a variator. The variator can be set up to continuously vary a gear ratio of the transmission, for example within a driving range. The transmission has a planetary assembly which can provide different driving ranges. The respective driving range can be set by switching elements, which can each be part of the planetary assembly. A driving range of the transmission can be understood to mean a state in which there is a fixed mechanical transmission ratio between the input and output of the transmission, the transmission of the transmission being continuously variable within the driving range by the variator.

Die Planetenbaugruppe weist fünf Planetenradsätze auf. Der erste, zweite, dritte und vierte Planetenradsatz weist jeweils ein Sonnenrad, einen Planetenträger mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern und ein Hohlrad auf. Beispielsweise sind der erste bis vierte Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Ein Minus-Planetenradsatz weist eine negative Standübersetzung auf. Beispielsweise kämmen die jeweiligen Planetenräder des jeweiligen ersten bis vierten Planetenradsatzes mit dem jeweiligen zugeordneten Sonnenrad und dem jeweiligen zugeordneten Hohlrad. Der jeweilige Planetenträger der Planetenradsätze kann, je nach Schaltzustand und Verbindung, rotieren, wodurch die jeweiligen daran gelagerten Planetenräder die zugeordnete Sonne umlaufen können. Weiterhin weist die Planetenbaugruppe einen fünften Planetenradsatz auf, welcher als ein Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist. Der fünfte Planetenradsatz weist ein Sonnenrad, einen Planetenträger mit jeweiligen drehbar daran gelagerten inneren und äußeren Planetenrädern und ein Hohlrad auf. Ein Plus-Planetenradsatz hat eine positive Standübersetzung. Die inneren Planetenräder sind üblicherweise mit dem Sonnenrad und den äußeren Planetenrädern mechanisch wirkverbunden, beispielsweise indem diese miteinander kämmen. Die äußeren Planetenräder sind üblicherweise mit den inneren Planetenrädern und dem Hohlrad mechanisch wirkverbunden, beispielsweise indem diese miteinander kämmen. Die inneren und äußeren Planetenräder des Plus-Planetensatzes können einen gleichen Wirkdurchmesser haben. Vorteilhafterweise können die inneren und äußeren Planetenräder als Gleichteile ausgebildet sein. Jeweilige Drehachse der jeweiligen äußeren Planetenräder ist beispielsweise radial außen zu jeweiligen Drehachsen der jeweiligen inneren Planetenräder angeordnet.The planetary assembly has five planetary gear sets. The first, second, third and fourth planetary gear sets each have a sun gear, a planet carrier with respective planet gears rotatably mounted thereon, and a ring gear. For example, the first to fourth planetary gear sets are designed as minus planetary gear sets. A minus planetary gear set has a negative stationary gear ratio. For example, mesh the respective planet gears of the respective first to fourth Planetary gear set with the respective assigned sun gear and the respective assigned ring gear. The respective planet carrier of the planetary gear sets can rotate, depending on the switching status and connection, so that the respective planet gears mounted on it can revolve around the assigned sun. Furthermore, the planetary assembly has a fifth planetary gear set, which is designed as a plus planetary gear set. The fifth planetary gear set has a sun gear, a planet carrier with respective inner and outer planet gears rotatably mounted thereon, and a ring gear. A plus planetary gear set has a positive stationary ratio. The inner planetary gears are usually mechanically operatively connected to the sun gear and the outer planetary gears, for example by meshing with one another. The outer planet gears are usually mechanically operatively connected to the inner planet gears and the ring gear, for example by meshing with one another. The inner and outer planetary gears of the plus planetary set can have the same effective diameter. The inner and outer planetary gears can advantageously be designed as identical parts. The respective axis of rotation of the respective outer planetary gears is arranged, for example, radially outside of the respective axis of rotation of the respective inner planetary gears.

Beispielsweise sind die jeweiligen fünf Planetenradsätze frei von weiteren Elementen, insbesondere jeweiligen Drehelementen, wie weiteren Hohlrädern, Planetenträgern, Planeten und Sonnenrädern. Die jeweiligen Planetenradsätze weisen beispielsweise drei Planetenräder oder mehr auf. Der Plus-Planetenradsatz kann beispielsweise drei, vier oder mehr innere Planeten und drei, vier oder mehr äußere Planeten und damit drei, vier oder mehr Sätze von Planeten aufweisen. Die jeweiligen Hohlräder können als Gehäuseelement des Getriebes oder der Planetenbaugruppe ausgebildet sein.For example, the respective five planetary gear sets are free of further elements, in particular respective rotary elements, such as further ring gears, planetary carriers, planets and sun gears. The respective planetary gear sets have, for example, three planetary gears or more. The plus planetary gear set can, for example, have three, four or more inner planets and three, four or more outer planets and thus three, four or more sets of planets. The respective ring gears can be designed as a housing element of the transmission or the planetary assembly.

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. Beispielsweise kann eine mechanische Wirkverbindung durch eine formschlüssige oder reibschlüssige Verbindung bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die mechanische Wirkverbindung ein Kämmen von korrespondierenden Verzahnungen der zwei Elemente entsprechen. Zwischen den Elementen können dabei weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Stirnradstufen, 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.If two elements are mechanically operatively connected, they are directly or indirectly coupled to one another in such a way that a movement of one element causes a reaction of the other element. For example, a mechanical operative connection can be provided by a form-fitting or frictional connection. For example, the mechanical operative connection can correspond to a meshing of corresponding toothings of the two elements. Further elements, for example one or more spur gear stages, can be provided between the elements. A permanently non-rotatable connection of two elements, on the other hand, is understood to mean a connection in which the two elements are rigidly coupled to one another for all intended states of the transmission. The elements can be present as non-rotatably interconnected individual components or in one piece.

Ist ein Schaltelement zwischen zwei Elementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Elemente nicht permanent drehfest miteinander verbunden, jedoch über das Schaltelement drehfest miteinander verbindbar. Eine drehfeste Verbindung 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. Ein unbetätigtes Schaltelement gibt diese Verbindung frei. Die jeweiligen Schaltelemente sind beispielsweise wenigstens zwischen einem geöffneten und einem geschlossenen Zustand schaltbar. Ist das betroffene Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen. Im Falle eines reibschlüssigen 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. Bei einer reibschlüssigen Verbindung kann beispielsweise aufgrund eines Schlupfes eine gewisse Drehzahldifferenz zwischen den zwei miteinander verbundenen Elementen vorliegen. Die Drehzahlen der beiden Bauteile sind dabei üblicherweise zudem trotz des Schlupfes näherungsweise identisch. Entsprechend wird auch eine solche Verbindung trotz des Schlupfes hier als drehfest angesehen.If a shift element is provided between two elements of the transmission, these elements are not permanently connected to one another in a rotationally fixed manner, but can be connected to one another in a rotationally fixed manner via the shift element. A non-rotatable connection is only brought about by actuating the switching element located between them. Actuation of the switching element means that it is brought into a closed state, so that the rotational movements of the components directly coupled to the switching element are matched to one another. An inactivated switching element releases this connection. The respective switching elements can be switched, for example, at least between an open and a closed state. If the shifting element concerned is designed as a form-fitting shifting element, the components that are directly connected to one another in a rotationally fixed manner will run at the same speed. In the case of a frictional shifting element, there may be speed differences between the components even after it has been actuated. This desired or unwanted state is nevertheless referred to in the context of the invention as a non-rotatable connection of the respective components. In the case of a frictional connection, for example, due to a slip, there may be a certain speed difference between the two interconnected elements. The speeds of the two components are usually approximately identical despite the slip. Correspondingly, such a connection is also regarded here as non-rotatable despite the slippage.

Der Antrieb ist mit dem Hohlrad des ersten Planetenradsatzes und dem Planetenträger des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden. Das Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem Planetenträger des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden. Das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden. Der Planetenträger des vierten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad des fünften Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden. Das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes ist mit dem Hohlrad des fünften Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden. Ferner ist das Hohlrad des dritten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mittels eines ersten Schaltelements drehfest verbindbar. Das Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes mittels eines zweiten Schaltelements drehfest verbindbar. Der Planetenträger des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Planetenträger des vierten Planetenradsatzes mittels eines dritten Schaltelements drehfest verbindbar. Das Hohlrad des fünften Planetenradsatzes ist mittels einer Bremse an einem stationären Bauteil festsetzbar. Das stationäre Bauteil kann ein unbewegliches Teil des Getriebes sein, wie beispielsweise ein Gehäuse.The drive is permanently non-rotatably connected to the ring gear of the first planetary gear set and the planet carrier of the second planetary gear set. The planet carrier of the first planetary gear set is permanently non-rotatably connected to the ring gear of the second planetary gear set. The ring gear of the second planetary gear set is permanently non-rotatably connected to the planet carrier of the third planetary gear set. The sun gear of the second planetary gear set is permanently non-rotatably connected to the sun gear of the third planetary gear set. The planet carrier of the fourth planetary gear set is permanently non-rotatably connected to the sun gear of the fifth planetary gear set. The ring gear of the fourth planetary gear set is permanently non-rotatably connected to the ring gear of the fifth planetary gear set. Furthermore, the ring gear of the third planetary gear set can be connected non-rotatably to the sun gear of the fourth planetary gear set by means of a first switching element. The sun gear of the third planetary gear set can be connected non-rotatably to the sun gear of the fourth planetary gear set by means of a second switching element. The planet carrier of the The first planetary gear set can be connected non-rotatably to the planet carrier of the fourth planetary gear set by means of a third switching element. The ring gear of the fifth planetary gear set can be fixed to a stationary component by means of a brake. The stationary component can be an immovable part of the transmission, such as a housing.

Alle Schaltelemente des Getriebes der vorliegenden Erfindung können als reibschlüssige Schaltelemente, beispielsweise als Lamellenkupplungen, ausgebildet sein. Ebenso können einige oder alle Schaltelemente auch als formschlüssige Schaltelemente, wie beispielsweise Klauenkupplungen 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. Bei der Bremse kann es sich ebenfalls um eine formschlüssige Bremse oder um eine reibschlüssige Bremse handeln.All shift elements of the transmission of the present invention can be designed as frictional shift elements, for example as multi-plate clutches. Likewise, some or all of the shifting elements can also be designed as positive shifting elements, such as, for example, dog clutches or synchronizers. A synchronization is understood to mean a positive coupling between two shafts, in which the shafts are brought into synchronism, that is to say synchronized, before the positive connection is established. The brake can also be a form-locking brake or a frictional brake.

Darüber hinaus ist der Variator mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes und dem Antrieb mechanisch wirkverbunden. Der Variator kann zwei Energiewandler aufweisen, die beispielsweise als Hydrostat ausgebildet sind. Die Energiewandler des Variators können aber auch als elektrische Maschinen ausgebildet sein. Die Energiewandler können koaxial zum Antrieb des Getriebes ausgebildet sein. Ebenso ist es denkbar, dass sie achsparallel zum Antrieb ausgebildet sind. Typischerweise können die jeweiligen hydraulischen Maschinen als Schrägscheibeneinheiten ausgebildet sein.In addition, the variator is mechanically operatively connected to the sun gear of the first planetary gear set and the drive. The variator can have two energy converters, which are designed, for example, as a hydrostat. The energy converters of the variator can, however, also be designed as electrical machines. The energy converters can be designed coaxially to drive the transmission. It is also conceivable that they are formed axially parallel to the drive. Typically, the respective hydraulic machines can be designed as swash plate units.

Das Getriebe ist so ausgebildet, dass zwischen dem fünften Planetenradsatz und dem Abtrieb ein Drehmoment übertragen werden kann. Beispielsweise kann die Kopplung durch eine oder mehrere Getriebestufen, beispielsweise Stirnradstufen, bereitgestellt werden. Zum Übertragen eines Drehmoments kann es erforderlich sein, dass ein oder mehrere Schaltelemente betätigt werden müssen. Der fünfte Planetenradsatz kann nicht nur mit einem sondern auch mit mehreren Drehelementen, beispielsweise sowohl mit dem Sonnenrad als auch dem Planetenträger, mit dem Abtrieb gekoppelt werden. Die Kopplung kann in diesem Fall schaltbar sein, beispielsweise durch weitere Schaltelemente, um steuern zu können, welche Elemente des fünften Planetenradsatzes mit dem Abtrieb gekoppelt sind.The transmission is designed so that a torque can be transmitted between the fifth planetary gear set and the output. For example, the coupling can be provided by one or more gear stages, for example spur gear stages. To transmit a torque, it may be necessary that one or more switching elements must be actuated. The fifth planetary gear set can be coupled to the output not only with one but also with several rotary elements, for example both the sun gear and the planet carrier. The coupling can in this case be switchable, for example by further switching elements, in order to be able to control which elements of the fifth planetary gear set are coupled to the output.

Jeweilige Planetenradsätze können koaxial zueinander angeordnet sein. Die jeweiligen Sonnenräder, Planetenträger und Hohlräder können eine gemeinsame Drehachse haben, welche beispielsweise einer Drehachse des Antriebs entspricht. Jeweilige Schaltelemente können koaxial zueinander und alternativ oder zusätzlich koaxial zu den jeweiligen Planetenradsätzen angeordnet sein.Respective planetary gear sets can be arranged coaxially to one another. The respective sun gears, planet carriers and ring gears can have a common axis of rotation, which corresponds, for example, to an axis of rotation of the drive. The respective shift elements can be arranged coaxially to one another and alternatively or additionally coaxially to the respective planetary gear sets.

Das leistungsverzweigte Getriebe erlaubt mit wenigen Schaltelementen viele Fahrbereiche bereitzustellen und weist demnach eine große Getriebespreizung auf. So kann eine hohe Anzahl an Fahrbereichen für eine Rückwärtsfahrt mit wenigen Elementen bereitgestellt werden. Dabei kann ein Übergang zwischen den Fahrbereichen synchron erfolgen. Das kann heißen, dass bei Erreichen einer Untergrenze oder Obergrenze einer Drehzahl eines jeweiligen Fahrbereichs der nächste Fahrbereich eingelegt werden kann, ohne dass eine Einstellung am Variator vorgenommen werden muss. Der Variator muss beispielsweise nicht seine Drehzahl oder Stellung ändern, um einen Fahrbereichswechsel zu vollziehen. Zudem kann der Variator an der Untergrenze und Obergrenze der jeweiligen Fahrbereiche auch in einer Maximalstellung oder Minimalstellung sein. In den jeweiligen Fahrbereichen kann eine geringe Anzahl von Schaltelementen in deren jeweiliger Offenstellung sein, wodurch Schleppverluste reduziert und damit die Getriebeeffizienz erhöht werden kann.The power-split transmission allows many driving ranges to be provided with just a few shift elements and accordingly has a large gear ratio spread. In this way, a large number of driving areas can be provided for reversing with just a few elements. A transition between the driving areas can take place synchronously. This can mean that when a lower or upper limit of a speed of a respective driving range is reached, the next driving range can be inserted without having to make a setting on the variator. For example, the variator does not have to change its speed or position in order to change the driving range. In addition, the variator can also be in a maximum position or a minimum position at the lower limit and upper limit of the respective driving ranges. In the respective driving areas, a small number of shifting elements can be in their respective open position, as a result of which drag losses can be reduced and thus the transmission efficiency can be increased.

In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass das Sonnenrad des fünften Planetenradsatzes mit dem Abtrieb mittels eines vierten Schaltelements mechanisch wirkverbindbar ist. Statt des vierten Schaltelements kann auch eine dauerhafte drehfeste Verbindung zwischen dem Sonnenrad des fünften Planetenradsatzes und dem Abtrieb als Kopplung vorgesehen sein. In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass der Planetenträger des fünften Planetenradsatzes mit dem Abtrieb mittels eines fünften Schaltelements mechanisch wirkverbindbar ist. Auch hier kann alternativ zu dem Schaltelement eine drehfeste Verbindung zwischen dem Planetenträger des fünften Planetenradsatzes und dem Abtrieb vorgesehen sein.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the sun gear of the fifth planetary gear set can be mechanically operatively connected to the output by means of a fourth shift element. Instead of the fourth switching element, a permanent, non-rotatable connection between the sun gear of the fifth planetary gear set and the output can be provided as a coupling. In one embodiment of the transmission, it can be provided that the planet carrier of the fifth planetary gear set can be mechanically operatively connected to the output by means of a fifth shift element. Here, too, as an alternative to the switching element, a non-rotatable connection can be provided between the planet carrier of the fifth planetary gear set and the output.

Durch das Vorsehen sowohl des vierten als auch des fünften Schaltelements kann zwischen jeweiligen Vorwärtsfahrbereichen und jeweiligen Rückwärtsfahrbereichen umgeschaltet werden. Es kann beispielsweise ein zusätzlicher Vorwärtsfahrbereich zur Verfügung gestellt werden, indem gleichzeitig sowohl das vierte als auch das fünfte Schaltelement geschlossen ist. Für die restlichen Vorwärtsfahrbereiche ist beispielsweise das vierte Schaltelement geschlossen und das fünfte Schaltelement geöffnet. Für die jeweiligen Rückwärtsfahrbereiche kann das fünfte Schaltelement geschlossen und das vierte Schaltelement geöffnet sein. Der Vorwärtsfahrbereich, welcher bei geschlossenem viertem und fünftem Schaltelement eingelegt ist, kann eine besonders hohe Übersetzung haben, beispielsweise die höchste Übersetzung der jeweiligen Fahrbereiche. Dadurch kann bei einem Transport der Arbeitsmaschine, beispielsweise bei Landstraßenfahrt, das Getriebe einen besonders hohen Wirkungsgrad aufweisen. Bei der beschriebenen Bauweise ist beispielsweise im Vorwärtsfahrbereich mit der höchsten Übersetzung lediglich die Bremse offen und nicht die Bremse und zusätzlich eines von dem vierten und fünften Schaltelement, wodurch nur kleine Schleppverluste entstehen.By providing both the fourth and the fifth switching element, it is possible to switch between respective forward driving ranges and respective reverse driving ranges. For example, an additional forward driving range can be made available in that both the fourth and the fifth shifting element are closed at the same time. For the remaining forward driving ranges, for example, the fourth shift element is closed and the fifth shift element is open. The fifth shifting element can be closed and the fourth shifting element can be opened for the respective reverse driving ranges. The forward driving range, which is engaged when the fourth and fifth shifting elements are closed, can have a particularly high gear ratio, for example the highest gear ratio of the respective driving ranges. This means that when the machine is being transported, For example, when driving on country roads, the transmission has a particularly high efficiency. In the construction described, for example, in the forward driving range with the highest gear ratio, only the brake is open and not the brake and, in addition, one of the fourth and fifth shifting elements, which results in only small drag losses.

Im Rahmen einer Ausführungsform weist das Getriebe eine Hohlwelle auf, die mittels des vierten Schaltelements drehfest mit dem Sonnenrad des fünften Planetenradsatzes und mittels des fünften Schaltelements drehfest mit dem Planetenträger des fünften Planetenradsatzes verbindbar ist. Auf der Hohlwelle kann ein Festrad vorgesehen sein, das mit einem drehfest mit dem Abtrieb verbundenen Gegenrad kämmt. So wird ein Getriebe mit geringer Komplexität bereitgestellt, welches nur eine einzige Stirnradstufe aufweist. Ebenso sind in dieser Ausführungsform nur wenige Wellen, beispielsweise Hohlwellen, erforderlich.In one embodiment, the transmission has a hollow shaft which can be connected non-rotatably to the sun gear of the fifth planetary gear set by means of the fourth shift element and non-rotatably connected to the planet carrier of the fifth planetary gear set by means of the fifth shift element. A fixed gear can be provided on the hollow shaft which meshes with a counter gear connected to the output in a rotationally fixed manner. In this way, a gear with low complexity is provided which has only a single spur gear stage. Likewise, only a few shafts, for example hollow shafts, are required in this embodiment.

In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die Planetenbaugruppe als Planetenwalze ausgebildet ist. Eine Planetenwalze kann kompakt und robust sein. Insbesondere kann eine radiale Erstreckung des Getriebes so gering sein. Die Ausbildung als Planetenwalze kann bedeuten, dass die Planetenbaugruppe nur koaxiale Elemente aufweist, also koaxiale Schaltelemente, koaxiale Planetenräder, koaxiale Sonnenräder, koaxiale Hohlräder und koaxiale Bremsen. Zudem kann die Ausbildung als Planetenwalze bedeuten, dass die Planetenbaugruppe frei von Stirnradstufen ist. Stirnräder sind bei dem Getriebe beispielsweise nur zwischen dem Variator und der Planetenbaugruppe und der Planetenbaugruppe und dem Abtrieb vorgesehen. Die jeweiligen drei bis fünf Schaltelemente und die Bremse können als Teil der Planetenbaugruppe ausgebildet sein.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the planetary assembly is designed as a planetary roller. A planetary roller can be compact and robust. In particular, a radial extension of the transmission can be so small. The design as a planetary roller can mean that the planetary assembly has only coaxial elements, that is, coaxial switching elements, coaxial planetary gears, coaxial sun gears, coaxial ring gears and coaxial brakes. In addition, the design as a planetary roller can mean that the planetary assembly is free of spur gear stages. In the transmission, for example, spur gears are only provided between the variator and the planetary assembly and the planetary assembly and the output. The respective three to five switching elements and the brake can be designed as part of the planetary assembly.

In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass der Variator einen ersten und einen zweiten Energiewandler aufweist, die miteinander gekoppelt sind, wobei der erste Energiewandler mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes mechanisch wirkverbunden ist, beispielsweise über eine einstufige Getriebestufe, wie einer einstufigen Stirnradstufe. Der zweite Energiewandler kann mit dem Antrieb mechanisch wirkverbunden sein, beispielsweise über eine zweistufige Getriebestufe, wie einer zweistufigen Stirnradstufe. Bei einem Energiewandler, beispielsweise dem zweiten Energiewandler, kann es sich um eine Verstelleinheit, die über eine Steuerung eingestellt werden kann, handeln. Bei dem anderen Energiewandler, beispielsweise dem ersten Energiewandler, kann es sich um eine nicht einstellbare Konstanteinheit handeln. In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass der erste Energiewandler als hydraulische Maschine mit festem Schluckvolumen ausgebildet ist, welche als Schrägachseneinheit ausgeführt ist. Dadurch kann das Getriebe besonders effizient sein.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the variator has a first and a second energy converter, which are coupled to one another, the first energy converter being mechanically operatively connected to the sun gear of the first planetary gear set, for example via a single-stage gear stage, such as a single-stage spur gear stage . The second energy converter can be mechanically operatively connected to the drive, for example via a two-stage gear stage, such as a two-stage spur gear stage. An energy converter, for example the second energy converter, can be an adjustment unit that can be set via a controller. The other energy converter, for example the first energy converter, can be a non-adjustable constant unit. In one embodiment of the transmission, it can be provided that the first energy converter is designed as a hydraulic machine with a fixed absorption volume, which is designed as a bent axis unit. This allows the transmission to be particularly efficient.

Wenigstens eines der Schaltelemente kann als reibschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Lamellenkupplung ausgebildet sein. Lamellenkupplungen können auch bei einer Drehzahldifferenz geschlossen werden. Lamellenkupplungen können besonders schnelle Schaltvorgänge ermöglichen. Auch die Bremse kann als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Ferner kann wenigstens eines der Schaltelemente als formschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Klauenkupplung, ausgebildet sein. Klauenkupplungen können besonders gut hohe Lasten übertragen. Beispielsweise kann eine Klauenkupplung im Vergleich zu einer Lamellenkupplung bei geringerem Bauraumbedarf und Gewicht das gleiche maximale Drehmoment übertragen. Auch die Bremse kann als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein.At least one of the shifting elements can be designed as a frictional shifting element, for example as a multi-plate clutch. Multi-plate clutches can also be closed in the event of a speed difference. Multi-plate clutches can enable particularly fast gear changes. The brake can also be designed as a frictional shifting element. Furthermore, at least one of the switching elements can be designed as a form-fitting switching element, for example as a claw clutch. Claw couplings are particularly good at transferring high loads. For example, a claw clutch can transmit the same maximum torque compared to a multi-plate clutch with a smaller space requirement and weight. The brake can also be designed as a form-fitting switching element.

In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass das erste, zweite und dritte Schaltelement sowie die Bremse jeweils als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sind. Das vierte und fünfte Schaltelement können in dieser Ausführungsform als reibschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Lamellenkupplung, ausgebildet sein. Eine solche Bauweise kann ein Powerreversieren erlauben. Powerreversieren kann als Wechsel der Fahrbereichsrichtung, also von einem Vorwärtsfahrbereich in einen Rückwärtsfahrbereich oder umgekehrt definiert sein, bei welchem noch kein Stillstand erfolgt ist. Dies kann ein schnelles Manövrieren und zudem bestimmte Arbeitsweisen mit Arbeitsmaschinen erleichtern.In one embodiment of the transmission it can be provided that the first, second and third shifting element and the brake are each designed as a positive shifting element. In this embodiment, the fourth and fifth shifting element can be designed as a frictional shifting element, for example as a multi-plate clutch. Such a construction can allow a power reversing. Power reversing can be defined as a change in the direction of the travel range, that is, from a forward travel range to a reverse travel range or vice versa, in which no standstill has yet occurred. This can facilitate quick maneuvering and also facilitate certain working methods with working machines.

In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass das erste, zweite und dritte Schaltelement als reibschlüssiges Schaltelement, beispielsweise als Lamellenkupplung, ausgebildet ist. Das vierte und fünfte Schaltelement sowie die Bremse können als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Dadurch kann das Getriebe besonders klein und leicht sein, während dennoch schnelle Schaltvorgänge möglich sind. Bei dieser Ausgestaltung sind die besonders hoch belasteten Schaltelemente als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet. Letztere können hohe Lasten besonders gut abstützen.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the first, second and third shifting element is designed as a frictional shifting element, for example as a multi-plate clutch. The fourth and fifth switching element and the brake can be designed as a form-fitting switching element. As a result, the transmission can be particularly small and light, while quick gear changes are still possible. In this refinement, the switching elements that are subjected to particularly high loads are designed as positive-locking switching elements. The latter can support high loads particularly well.

Das erste und das zweite Schaltelement können als gemeinsames Doppelschaltelement ausgebildet sein. Dadurch kann das Getriebe besonders kompakt sein. Dieses Doppelschaltelement kann dazu ausgebildet sein, als ersten Zustand eine Verbindung zwischen dem Hohlrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes und als zweiten Zustand eine zweite Verbindung zwischen dem Sonnenrad des dritten Planetenradsatzes und dem Sonnenrad des vierten Planetenradsatzes herzustellen. Das vierte und das fünfte Schaltelement können als gemeinsames Doppelschaltelement ausgebildet sein. Dadurch kann das Getriebe besonders kompakt ausgebildet sein. Dieses Doppelschaltelement kann dazu ausgebildet sein, als ersten Zustand eine Verbindung zwischen dem Planetenträger des fünften Planetenradsatzes und dem Abtrieb und als zweiten Zustand eine Verbindung zwischen dem Sonnenrad des fünften Planetenradsatzes und dem Abtrieb herzustellen. Als weiteren Zustand kann dieses Doppelschaltelement die erste und zweite Verbindung herstellen, also sowohl das Sonnenrad als auch den Planetenträger des fünften Planetenradsatzes mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbinden.The first and the second switching element can be designed as a common double switching element. This allows the transmission to be particularly compact. This double shift element can be designed to provide a connection between the ring gear of the third planetary gear set and the sun gear of the fourth as the first state Planetary gear set and establish a second connection between the sun gear of the third planetary gear set and the sun gear of the fourth planetary gear set as the second state. The fourth and the fifth switching element can be designed as a common double switching element. As a result, the transmission can be made particularly compact. This double shift element can be designed to establish a connection between the planet carrier of the fifth planetary gear set and the output as a first state and a connection between the sun gear of the fifth planetary gear set and the output as a second state. As a further state, this double shift element can establish the first and second connection, that is to say mechanically operatively connect both the sun gear and the planet carrier of the fifth planetary gear set to the output.

In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass das Getriebe dazu ausgebildet ist, bei geschlossenem erstem und viertem Schaltelement und geschlossener Bremse einen ersten Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe dazu ausgebildet sein, bei geschlossenem zweitem und viertem Schaltelement und geschlossener Bremse einen zweiten Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe dazu ausgebildet sein, bei geschlossenem zweitem, drittem und viertem Schaltelement einen dritten Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe dazu ausgebildet sein, bei geschlossenem zweitem, viertem und fünftem Schaltelement einen vierten Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe dazu ausgebildet sein, bei geschlossenem erstem und fünftem Schaltelement und geschlossener Bremse einen ersten Rückwärtsfahrbereich bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe dazu ausgebildet sein, bei geschlossenem zweitem und fünftem Schaltelement und geschlossener Bremse einen zweiten Rückwärtsfahrbereich bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich kann das Getriebe dazu ausgebildet sein, bei geschlossenem drittem und fünftem Schaltelement und geschlossener Bremse einen dritten Rückwärtsfahrbereich bereitzustellen. Beispielsweise folgen die Fahrbereiche direkt aufeinander. Die Nummerierung der Fahrbereiche kann deren relative Fahrgeschwindigkeit angeben. Beispielsweise erlaubt der zweite Vorwärtsfahrbereich eine schnellere Fahrgeschwindigkeit als der erste Vorwärtsfahrbereich.In one embodiment of the transmission, it can be provided that the transmission is designed to provide a first forward drive range when the first and fourth shifting elements are closed and the brake is closed. As an alternative or in addition, the transmission can be designed to provide a second forward drive range when the second and fourth shifting element is closed and the brake is closed. Alternatively or additionally, the transmission can be designed to provide a third forward drive range when the second, third and fourth shifting element is engaged. Alternatively or additionally, the transmission can be designed to provide a fourth forward drive range when the second, fourth and fifth shifting element is engaged. Alternatively or additionally, the transmission can be designed to provide a first reverse drive range when the first and fifth shift elements are closed and the brake is closed. As an alternative or in addition, the transmission can be designed to provide a second reverse drive range when the second and fifth shift elements are closed and the brake is closed. Alternatively or additionally, the transmission can be designed to provide a third reverse drive range when the third and fifth shift elements are closed and the brake is closed. For example, the driving areas follow one another directly. The numbering of the driving areas can indicate their relative driving speed. For example, the second forward travel range allows a faster travel speed than the first forward travel range.

Zum Einlegen der Fahrbereiche und dem Steuern der verschiedenen Schaltelemente und der Bremse kann das Getriebe eine dazu ausgebildete Steuerungsvorrichtung aufweisen. Die Steuerungsvorrichtung kann dazu ausgebildet und eingerichtet sein, einen jeweiligen Zustand der Schaltelemente und der Bremse zu steuern. Die Steuerungsvorrichtung kann dafür jeweilige Aktuatoren und alternativ oder zusätzlich Stellungssensoren und alternativ oder zusätzlich Drehzahlsensoren aufweisen. Das Getriebe und beispielsweise die Planetenbaugruppe kann frei von weiteren als den beschriebenen Elementen sein.For engaging the driving ranges and controlling the various shifting elements and the brake, the transmission can have a control device designed for this purpose. The control device can be designed and set up to control a respective state of the switching elements and the brake. For this purpose, the control device can have respective actuators and, alternatively or additionally, position sensors and alternatively or additionally speed sensors. The transmission and, for example, the planetary assembly can be free of elements other than those described.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Antriebseinheit, welche ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe gemäß dem ersten Aspekt aufweist. Die Antriebseinheit weist einen Motor auf, welcher zum Antreiben des Getriebes mit dem Antrieb mechanisch wirkverbunden ist. Der Motor kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor sein. Ebenso ist hier ein Elektromotor denkbar. Die Antriebseinheit kann dazu ausgebildet sein, den Motor mit im Wesentlichen konstanter Drehzahl zu betreiben. Eine jeweilige Fahrgeschwindigkeit und optional Fahrrichtung kann beispielsweise mittels des gewählten Fahrbereichs und dem Variator gesteuert werden. Ein weiterer Aspekt betrifft eine Arbeitsmaschine mit einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe gemäß dem ersten Aspekt und alternativ oder zusätzlich einer Antriebseinheit gemäß dem zweiten Aspekt.A second aspect of the invention relates to a drive unit which has a power-split continuously variable transmission according to the first aspect. The drive unit has a motor which is mechanically operatively connected to the drive to drive the transmission. The engine can be an internal combustion engine, for example. An electric motor is also conceivable here. The drive unit can be designed to operate the motor at a substantially constant speed. A respective driving speed and optionally driving direction can be controlled, for example, by means of the selected driving range and the variator. Another aspect relates to a work machine with a power-split continuously variable transmission according to the first aspect and, alternatively or additionally, a drive unit according to the second aspect.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Getriebes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 shows a schematic view of a transmission according to an embodiment of the present invention.
  • 2 zeigt ein Schaltschema des Getriebes aus 1. 2 shows a shift pattern of the transmission 1 .

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed description of embodiments

1 veranschaulicht in einer schematischen Ansicht ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe 10 mit einem Antrieb 12, einem Abtrieb 14, einem Variator 16 und einer Planetenbaugruppe 18, welche fünf Planetenradsätze aufweist. Der Antrieb 12 ist mit einer Ausgangswelle eines Motors 20 drehfest verbunden. Der Motor 20 ist in der vorliegenden Ausführungsform als Verbrennungsmotor ausgebildet, kann aber beispielsweise auch als Elektromotor ausgebildet sein. Der Motor kann mit dem Antrieb in einer anderen Ausführungsform mittels einer Kupplung verbindbar sein. An einem dem Motor 20 abgewandten Ende 22 der Antriebswelle kann eine Zapfleistung entnommen werden. Der Abtrieb 14 ist achsparallel zur Antriebswelle vorgesehen. Die Planetenbaugruppe 18 ist als Planetenwalze ausgebildet. 1 illustrates a power-split continuously variable transmission in a schematic view 10 with one drive 12th , an output 14th , a variator 16 and a planetary assembly 18th , which has five planetary gear sets. The drive 12th is connected to an output shaft of an engine 20th non-rotatably connected. The motor 20th is designed as an internal combustion engine in the present embodiment, but can also be designed as an electric motor, for example. In another embodiment, the motor can be connectable to the drive by means of a coupling. On one of the engine 20th remote end 22nd A tapping capacity can be taken from the drive shaft. The downforce 14th is provided axially parallel to the drive shaft. The planetary assembly 18th is designed as a planetary roller.

Ein erster Planetenradsatz der Planetenbaugruppe 18 weist ein Sonnenrad 24, einen Planetenträger 26 mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern 28 und ein Hohlrad 30 auf. Ein zweiter Planetenradsatz der Planetenbaugruppe 18 weist ein Sonnenrad 32, einen Planetenträger 34 mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern 36 und ein Hohlrad 38 auf. Ein dritter Planetenradsatz der Planetenbaugruppe 18 weist ein Sonnenrad 40, einen Planetenträger 42 mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern 44 und ein Hohlrad 46 auf. Ein vierter Planetenradsatz der Planetenbaugruppe 18 weist ein Sonnenrad 48, einen Planetenträger 50 mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern 52 und ein Hohlrad 54 auf. Der erste bis vierte Planetenradsatz sind jeweils als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Die jeweiligen Sonnenräder 24, 32, 40, 48 kämmen mit den jeweiligen Planetenrädern 28, 36, 44, 52 des jeweiligen Planetenradsatzes. Die jeweiligen Planetenräder 28, 36, 44, 52 kämmen mit den jeweiligen Hohlrädern 30, 38, 46, 54 des jeweiligen Planetenradsatzes. Sofern die jeweiligen Planetenräder 28, 36, 44, 52 eine Umlaufbewegung vollführen, dreht sich der jeweilige zugeordnete Planetenträger 26, 34, 42, 50 um dessen Drehachse mit.A first planetary gear set of the planetary assembly 18th has a sun gear 24 , a planet carrier 26th with respective rotatably mounted planet gears 28 and a ring gear 30th on. A second planetary gear set of the planetary assembly 18th has a sun gear 32 , a planet carrier 34 with respective rotatably mounted planet gears 36 and a ring gear 38 on. A third planetary gear set of the planetary assembly 18th has a sun gear 40 , a planet carrier 42 with respective rotatably mounted planet gears 44 and a ring gear 46 on. A fourth planetary gear set of the planetary assembly 18th has a sun gear 48 , a planet carrier 50 with respective rotatably mounted planet gears 52 and a ring gear 54 on. The first to fourth planetary gear sets are each designed as a minus planetary gear set. The respective sun gears 24 , 32 , 40 , 48 mesh with the respective planet gears 28 , 36 , 44 , 52 of the respective planetary gear set. The respective planet gears 28 , 36 , 44 , 52 mesh with the respective ring gears 30th , 38 , 46 , 54 of the respective planetary gear set. Provided the respective planet gears 28 , 36 , 44 , 52 perform an orbital movement, the respective assigned planetary carrier rotates 26th , 34 , 42 , 50 around its axis of rotation with.

Die Planetenbaugruppe 18 weist einen fünften Planetenradsatz auf, welcher als ein Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist. Der fünfte Planetenradsatz weist ein Sonnenrad 56 und einen Planetenträger 58 mit jeweiligen drehbar daran gelagerten inneren Planetenrädern 60 und äußeren Planetenrädern 62 auf. Zudem weist der fünfte Planetenradsatz ein Hohlrad 64 auf. Die inneren und äußeren Planetenräder 60, 62 kämmen paarweise miteinander. Die jeweiligen inneren Planetenräder 60 kämmen mit dem Sonnenrad 56. Die jeweiligen äußeren Planetenräder 62 kämmen mit dem Hohlrad 64.The planetary assembly 18th has a fifth planetary gear set, which is designed as a plus planetary gear set. The fifth planetary gear set has a sun gear 56 and a planet carrier 58 with respective inner planet gears rotatably mounted thereon 60 and outer planetary gears 62 on. The fifth planetary gear set also has a ring gear 64 on. The inner and outer planetary gears 60 , 62 comb with each other in pairs. The respective inner planetary gears 60 mesh with the sun gear 56 . The respective outer planetary gears 62 mesh with the ring gear 64 .

Der Antrieb 12 ist mit dem Hohlrad 30 des ersten Planetenradsatzes und dem Planetenträger 34 des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden ist. Der Planetenträger 26 des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Hohlrad 38 des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden, hier mittels einer ersten Hohlwelle 27. Das Hohlrad 38 des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem Planetenträger 42 des dritten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden, wobei diese drehfeste Verbindung ebenfalls mittels der ersten Hohlwelle 27 gebildet ist. Die erste Hohlwelle 27 ist radial außerhalb des ersten und zweiten Planetenradsatzes angeordnet. Das Sonnenrad 32 des zweiten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad 40 des dritten Planetenradsatzes mittels einer zweiten Hohlwelle 33 permanent drehfest verbunden. Die zweite Hohlwelle 33 ist radial außerhalb des Antriebs und innerhalb der ersten Hohlwelle 27 angeordnet. Der Planetenträger 50 des vierten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad 56 des fünften Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden, hier mittels einer dritten Hohlwelle 51. Das Hohlrad 54 des vierten Planetenradsatzes ist mit dem Hohlrad 64 des fünften Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden, hier mittels einer vierten Hohlwelle 55.The drive 12th is with the ring gear 30th of the first planetary gear set and the planet carrier 34 of the second planetary gear set is permanently connected in a rotationally fixed manner. The planet carrier 26th the first planetary gear set is with the ring gear 38 of the second planetary gear set permanently non-rotatably connected, here by means of a first hollow shaft 27 . The ring gear 38 the second planetary gear set is with the planet carrier 42 of the third planetary gear set permanently non-rotatably connected, this non-rotatable connection also by means of the first hollow shaft 27 is formed. The first hollow shaft 27 is arranged radially outside of the first and second planetary gear sets. The sun gear 32 the second planetary gear set is with the sun gear 40 of the third planetary gear set by means of a second hollow shaft 33 permanently non-rotatably connected. The second hollow shaft 33 is radially outside the drive and inside the first hollow shaft 27 arranged. The planet carrier 50 the fourth planetary gear set is with the sun gear 56 of the fifth planetary gear set permanently connected in a rotationally fixed manner, here by means of a third hollow shaft 51 . The ring gear 54 the fourth planetary gear set is with the ring gear 64 of the fifth planetary gear set permanently connected in a rotationally fixed manner, here by means of a fourth hollow shaft 55 .

Das Hohlrad 46 des dritten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad 48 des vierten Planetenradsatzes mittels eines ersten Schaltelements 66 drehfest verbindbar. Das Sonnenrad 40 des dritten Planetenradsatzes ist mit dem Sonnenrad 48 des vierten Planetenradsatzes mittels eines zweiten Schaltelements 68 drehfest verbindbar. Das erste und das zweite Schaltelement 66, 68 ist dabei als Doppelschaltelement ausgebildet, welches neben den drehfesten Verbindungen auch eine Neutralstellung aufweisen kann. In einer Ausführungsform weist dieses Doppelschaltelement jedoch keine Neutralstellung auf. Der Planetenträger 26 des ersten Planetenradsatzes ist mit dem Planetenträger 50 des vierten Planetenradsatzes mittels eines dritten Schaltelements 70 drehfest verbindbar. Genauer gesagt erstreckt sich die dritte Hohlwelle 51 von dem Planetenträger 50 des vierten Planetenradsatzes axial vor bis zu dem Planetenträger 26 des ersten Planetenradsatzes, um an diesen mittels des dritten Schaltelements 70 anbindbar zu sein. Dabei ist dritte Hohlwelle 51 in diesem Bereich radial außerhalb des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes angeordnet. In der gezeigten Ausführungsform sind alle Schaltelemente als Lamellenkupplungen ausgebildet.The ring gear 46 the third planetary gear set is with the sun gear 48 of the fourth planetary gear set by means of a first switching element 66 non-rotatably connectable. The sun gear 40 the third planetary gear set is with the sun gear 48 of the fourth planetary gear set by means of a second switching element 68 non-rotatably connectable. The first and the second switching element 66 , 68 is designed as a double switching element which, in addition to the non-rotatable connections, can also have a neutral position. In one embodiment, however, this double shift element does not have a neutral position. The planet carrier 26th the first planetary gear set is with the planet carrier 50 of the fourth planetary gear set by means of a third shift element 70 non-rotatably connectable. More precisely, the third hollow shaft extends 51 from the planet carrier 50 of the fourth planetary gear set axially in front of the planet carrier 26th of the first planetary gear set in order to be connected to this by means of the third switching element 70 to be connectable. The third is a hollow shaft 51 arranged in this area radially outside of the first, second and third planetary gear set. In the embodiment shown, all switching elements are designed as multi-plate clutches.

Das Hohlrad 64 des fünften Planetenradsatzes ist mittels einer Bremse 72 an einem stationären Bauteil, vorliegend einem Gehäuse, festsetzbar. Die Bremse 72 kann ebenfalls zwischen einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand geschaltet werden. Die Funktion der Bremse 72 ist es, im geschlossenen Zustand eine Rotation des Hohlrads 64 des fünften Planetenradsatzes zu verhindern. Im geöffneten Zustand der Bremse 72 kann das Hohlrad 64 des fünften Planetenradsatzes dagegen um seine Drehachse rotieren. Genauer gesagt ist mittels der Bremse 72 die vierte Hohlwelle 55 und damit sowohl das Hohlrad 54 des vierten Planetenradsatzes als auch das Hohlrad 64 des fünften Planetenradsatzes an dem Gehäuse des Getriebes festsetzbar. Die Bremse 72 kann dabei, vom Antrieb 12 aus betrachtet, in axialer Richtung hinter dem fünften Planetenradsatz und den Schaltelementen 74, 76 angeordnet sein, die im Folgenden beschrieben werden.The ring gear 64 of the fifth planetary gear set is by means of a brake 72 can be fixed to a stationary component, in the present case a housing. The brake 72 can also be switched between an open state and a closed state. The function of the brake 72 it is, in the closed state, a rotation of the ring gear 64 to prevent the fifth planetary gear set. When the brake is open 72 can the ring gear 64 of the fifth planetary gear set, however, rotate around its axis of rotation. More precisely, it is by means of the brake 72 the fourth hollow shaft 55 and thus both the ring gear 54 of the fourth planetary gear set as well as the ring gear 64 of the fifth planetary gear set can be fixed to the housing of the transmission. The brake 72 can thereby, from the drive 12th viewed from, in the axial direction behind the fifth planetary gear set and the switching elements 74 , 76 be arranged, which are described below.

Das Sonnenrad 56 des fünften Planetenradsatzes ist mit dem Abtrieb 14 mittels eines vierten Schaltelements 74 mechanisch wirkverbindbar. Der Planetenträger 58 des fünften Planetenradsatzes ist mit dem Abtrieb mittels eines fünften Schaltelements 76 mechanisch wirkverbindbar. Das Getriebe 10 ist demnach derart ausgebildet, dass zwischen dem fünften Planetenradsatz, genauer gesagt dem Sonnenrad 56 und dem Planetenträger 58 des fünften Planetenradsatzes, und dem Abtrieb 14 ein Drehmoment übertragen werden kann. Das vierte und fünfte Schaltelement 74, 76 sind in der vorliegenden Ausführungsform als Doppelschaltelement ausgebildet, welches eine wahlweise oder simultane Verbindung des Planetenträgers 58 und des Sonnenrads 56 des fünften Planetenradsatzes jeweils mit dem Abtrieb 14 ermöglicht. Das vierte 74 und fünfte Schaltelement 75 sind dabei radial ineinander verschachtelt und auf gleicher axialer Höhe entlang des Antriebs 12 angeordnet.The sun gear 56 of the fifth planetary gear set is with the output 14th by means of a fourth switching element 74 mechanically connectable. The planet carrier 58 the fifth planetary gear set is connected to the output by means of a fifth shift element 76 mechanically connectable. The gear 10 is accordingly designed in such a way that between the fifth planetary gear set, more precisely the sun gear 56 and the planet carrier 58 of the fifth planetary gear set, and the output 14th a torque can be transmitted. The fourth and fifth switching element 74 , 76 are designed in the present embodiment as a double switching element, which an optional or simultaneous connection of the planet carrier 58 and the sun gear 56 of the fifth planetary gear set with the output 14th enables. The fourth 74 and fifth switching element 75 are nested radially one inside the other and at the same axial height along the drive 12th arranged.

Der Variator 16 weist einen ersten Energiewandler 78 und einen zweiten Energiewandler 80 auf, welche miteinander gekoppelt sind. Beide Energiewandler 78, 80 sind in der vorliegenden Ausführungsform als hydraulische Maschinen ausgebildet, wobei der erste Energiewandler 78 ein festes Schluckvolumen und der zweite Energiewandler 80 ein variables Schluckvolumen aufweist. Der erste Energiewandler 78 ist mit dem Sonnenrad 24 des ersten Planetenradsatzes mechanisch wirkverbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Verbindung dabei indirekt, nämlich mittels einer einstufigen Stirnradstufe 82. Die einstufige Stirnradstufe 82 ist durch zwei kämmende Stirnräder gebildet, von denen eines mit einer Welle des ersten Energiewandlers 78 drehfest verbunden ist. Das andere Zahnrad ist über eine fünfte Hohlwelle 83 drehfest mit dem Sonnenrad 24 des ersten Planetenradsatzes verbunden. Die fünfte Hohlwelle 83 ist radial außerhalb des Antriebs 12 und innerhalb des ersten Planetenradsatzes angeordnet. Die fünfte Hohlwelle 83 erstreckt sich in Axialrichtung von dem ersten Planetenradsatz vor zum Antrieb 12. Der zweite Energiewandler 80 ist mit dem Antrieb 12 an einem dem Motor 20 abgewandten Endbereich, nämlich in Axialrichtung des Getriebes vom Antrieb 12 aus betrachtet, hinter dem fünften Planetenradsatz, mechanisch wirkverbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Verbindung dabei indirekt, nämlich mittels einer zweistufigen Stirnradstufe 84, 86. Ein Stirnrad ist mit einer Welle des zweiten Energiewandlers 80 drehfest verbunden. Das Stirnrad kämmt mit einem auf einer Zwischenwelle gelagerten Zwischenrad, welches wiederum mit einem Stirnrad kämmt, das drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist.The variator 16 has a first energy converter 78 and a second energy converter 80 which are coupled to each other. Both energy converters 78 , 80 are designed in the present embodiment as hydraulic machines, the first energy converter 78 a fixed displacement and the second energy converter 80 has a variable swallowing volume. The first energy converter 78 is with the sun gear 24 of the first planetary gear set mechanically operatively connected. In the exemplary embodiment shown, this connection is indirect, namely by means of a single-stage spur gear stage 82 . The single-stage spur gear stage 82 is formed by two meshing spur gears, one of which with a shaft of the first energy converter 78 is rotatably connected. The other gear is via a fifth hollow shaft 83 rotatably with the sun gear 24 connected to the first planetary gear set. The fifth hollow shaft 83 is radially outside the drive 12th and arranged within the first planetary gear set. The fifth hollow shaft 83 extends in the axial direction from the first planetary gear set in front of the drive 12th . The second energy converter 80 is with the drive 12th on one of the engine 20th remote end region, namely in the axial direction of the transmission from the drive 12th viewed from behind the fifth planetary gear set, mechanically operatively connected. In the exemplary embodiment shown, this connection is indirect, namely by means of a two-stage spur gear stage 84 , 86 . A spur gear is with a shaft of the second energy converter 80 non-rotatably connected. The spur gear meshes with an intermediate gear mounted on an intermediate shaft, which in turn meshes with a spur gear that is non-rotatably connected to the drive shaft.

Ferner ist das erste Schaltelement 66 mit dem Hohlrad 46 des dritten Planetenradsatzes mittels einer sechsten Hohlwelle 67 drehfest verbunden, welche radial zwischen der dritten Hohlwelle 51 und der zweiten Hohlwelle 33 angeordnet ist. Das zweite Schaltelement 68 ist mittels der zweiten Hohlwelle 33 drehfest mit dem Sonnenrad 40 des dritten Planetenradsatzes verbunden. Das zweite und dritte Schaltelement 66, 68 sind mittels einer siebten Hohlwelle 69 drehfest mit dem Sonnenrad 48 des vierten Planetenradsatzes verbunden, welche radial innerhalb der dritten Hohlwelle 51 angeordnet ist. Ferner ist im Bereich des vierten und fünften Planetenradsatzes und des vierten und fünften Schaltelements 74, 76 die dritte Hohlwelle 51 radial innen zu der vierten Hohlwelle 55 angeordnet und verbindet das vierte Schaltelement 74 drehfest mit dem Sonnenrad 56 des fünften Planetenradsatzes. Ferner ist eine achte Hohlwelle 77 radial zwischen der dritten Hohlwelle 51 und der vierten Hohlwelle 55 angeordnet. Die achte Hohlwelle 77 verbindet das fünfte Schaltelement 76 drehfest mit dem Planetenträger 58 des fünften Planetenradsatzes.Furthermore, the first switching element 66 with the ring gear 46 of the third planetary gear set by means of a sixth hollow shaft 67 rotatably connected, which radially between the third hollow shaft 51 and the second hollow shaft 33 is arranged. The second switching element 68 is by means of the second hollow shaft 33 rotatably with the sun gear 40 of the third planetary gear set connected. The second and third switching element 66 , 68 are by means of a seventh hollow shaft 69 rotatably with the sun gear 48 of the fourth planetary gear set, which radially inside the third hollow shaft 51 is arranged. It is also in the area of the fourth and fifth planetary gear sets and the fourth and fifth shifting elements 74 , 76 the third hollow shaft 51 radially inside to the fourth hollow shaft 55 arranged and connects the fourth switching element 74 rotatably with the sun gear 56 of the fifth planetary gear set. There is also an eighth hollow shaft 77 radially between the third hollow shaft 51 and the fourth hollow shaft 55 arranged. The eighth hollow shaft 77 connects the fifth switching element 76 non-rotatably with the planet carrier 58 of the fifth planetary gear set.

Das vierte und fünfte Schaltelement 74, 76 sind mittels einer einzigen einstufigen Stirnradstufe 87 mit dem Abtrieb 14 mechanisch wirkverbunden. Die einstufige Stirnradstufe 87 ist durch zwei Stirnräder gebildet, von denen eines drehfest mit dem vierten und fünften Schaltelement 74, 76 mittels einer sechsten Hohlwelle 89 verbunden ist. Das andere Stirnrad ist drehfest mit der Welle des Abtriebs 14 verbunden. Der Abtrieb 14 und der Variator 16 sind achsparallel zum Antrieb 12 vorgesehen. Ferner sind die Planetenradsätze und die Schaltelemente koaxial zum Antrieb 12 angeordnet. Neben den beschriebenen Getriebestufen weist das Getriebe 10 der vorliegenden Ausführungsform keine weiteren Getriebestufen, beispielsweise Stirnradstufen, auf.The fourth and fifth switching element 74 , 76 are by means of a single single-stage spur gear stage 87 with the downforce 14th mechanically connected. The single-stage spur gear stage 87 is formed by two spur gears, one of which is non-rotatable with the fourth and fifth switching element 74 , 76 by means of a sixth hollow shaft 89 connected is. The other spur gear is rotationally fixed to the output shaft 14th connected. The downforce 14th and the variator 16 are axially parallel to the drive 12th intended. Furthermore, the planetary gear sets and the switching elements are coaxial with the drive 12th arranged. In addition to the gear stages described, the gear 10 The present embodiment does not have any further gear stages, for example spur gear stages.

2 veranschaulicht ein Schaltschema des Getriebes 10 aus 1. Eine erste Spalte 88 veranschaulicht den Schaltzustand des ersten Schaltelements 66. Eine zweite Spalte 90 veranschaulicht den Schaltzustand des zweiten Schaltelements 68. Eine dritte Spalte 92 veranschaulicht den Schaltzustand des dritten Schaltelements 70. Eine vierte Spalte 94 veranschaulicht den Schaltzustand der Bremse 72. Eine fünfte Spalte 96 veranschaulicht den Schaltzustand des vierten Schaltelements 74. Eine sechste Spalte veranschaulicht den Schaltzustand des fünften Schaltelements 76. In den jeweiligen Zeilen sind dabei Fahrbereiche des Getriebes 10 veranschaulicht. Ein Punkt in den Spalten veranschaulicht dabei, dass das jeweilige Element geschlossen ist. Kein Punkt in den Spalten veranschaulicht, dass das jeweilige Element geöffnet ist. 2 illustrates a shift pattern of the transmission 10 out 1 . A first column 88 illustrates the switching state of the first switching element 66 . A second column 90 illustrates the switching state of the second switching element 68 . A third column 92 illustrates the switching state of the third switching element 70 . A fourth column 94 illustrates the switching status of the brake 72 . A fifth column 96 illustrates the switching state of the fourth switching element 74 . A sixth column illustrates the switching state of the fifth switching element 76 . In the respective lines there are driving ranges of the transmission 10 illustrated. A point in the column shows that the respective element is closed. No period in the columns indicates that the respective item is open.

Eine Spalte 100 zeigt den jeweiligen Geschwindigkeitsbereich der verschiedenen Fahrbereiche. So reicht der erste Fahrbereich von der Geschwindigkeit v=0 bis zu der Geschwindigkeit v=x. Die jeweiligen Geschwindigkeitsbereiche folgen in ihrer Nummerierung aufeinander, sodass der erste Geschwindigkeitsbereich 102 bei der Geschwindigkeit v=x endet, bei welcher der zweite Geschwindigkeitsbereich 104 beginnt etc.A column 100 shows the respective speed range of the different driving areas. The first driving range extends from the speed v = 0 to the speed v = x. The respective speed ranges follow one another in their numbering, so that the first speed range 102 at the speed v = x, at which the second speed range ends 104 starts etc.

Eine erste Zeile 102 veranschaulicht einen ersten Vorwärtsfahrbereich des Getriebes 10, bei dem das erste und vierte Schaltelement 66, 74 sowie die Bremse 72 geschlossen sind. Eine zweite Zeile 104 veranschaulicht einen zweiten Vorwärtsfahrbereich des Getriebes 10, bei dem das zweite und vierte Schaltelement 68, 74 sowie die Bremse 72 geschlossen sind. Eine dritte Zeile 106 veranschaulicht einen dritten Vorwärtsfahrbereich des Getriebes 10, bei dem das zweite, dritte und vierte Schaltelement 68, 70, 74 geschlossen sind. Eine vierte Zeile 108 veranschaulicht einen vierten Vorwärtsfahrbereich, bei dem das zweite, vierte und fünfte Schaltelement 68, 74, 76 geschlossen sind. Eine fünfte Zeile 110 veranschaulicht einen ersten Rückwärtsfahrbereich, bei dem das erste und fünfte Schaltelement 66, 76 sowie die Bremse 72 geschlossen sind. Eine sechste Zeile 112 veranschaulicht einen zweiten Rückwärtsfahrbereich, bei dem das zweite und fünfte Schaltelement 68, 76 sowie die Bremse 72 geschlossen sind. Eine siebte Zeile 114 veranschaulicht einen dritten Rückwärtsfahrbereich, bei dem das dritte und fünfte Schaltelement 70, 76 sowie die Bremse 72 geschlossen sind. Die Klammer 116 veranschaulicht damit die Vorwärtsfahrbereiche und die Klammer 118 die Rückwärtsfahrbereiche. Jeweilige Schaltelemente und die Bremse 72 können in den jeweiligen Fahrbereichen offen sein, sofern diese nicht als geschlossen beschrieben werden.A first line 102 illustrates a first forward range of the transmission 10 , in which the first and fourth switching element 66 , 74 as well as the brake 72 are closed. A second line 104 illustrates a second forward range of the transmission 10 , in which the second and fourth switching element 68 , 74 as well as the brake 72 are closed. A third line 106 illustrates a third forward range of the transmission 10 , in which the second, third and fourth switching element 68 , 70 , 74 are closed. A fourth line 108 Fig. 11 illustrates a fourth forward drive range in which the second, fourth and fifth shift elements 68 , 74 , 76 are closed. A fifth line 110 illustrates a first reverse drive range in which the first and fifth shift elements 66 , 76 as well as the brake 72 are closed. A sixth line 112 illustrates a second reverse drive range in which the second and fifth shift elements 68 , 76 as well as the brake 72 are closed. A seventh line 114 illustrates a third reverse drive range in which the third and fifth shift elements 70 , 76 as well as the brake 72 are closed. The clip 116 thus illustrates the forward driving ranges and the bracket 118 the reverse driving ranges. Relevant switching elements and the brake 72 can be open in the respective driving areas, unless they are described as closed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Leistungsverzweigtes stufenloses GetriebePower-split continuously variable transmission
1212th
Antriebdrive
1414th
AbtriebDownforce
1616
VariatorVariator
1818th
PlanetenbaugruppePlanetary assembly
2020th
Motorengine
2222nd
ZapfwellePTO
24, 32, 40, 48, 5624, 32, 40, 48, 56
SonnenradSun gear
26, 34, 42, 50, 5826, 34, 42, 50, 58
PlanetenträgerPlanet carrier
28, 36, 44, 5228, 36, 44, 52
PlanetenräderPlanetary gears
6060
innere fünfte Planetenräderinner fifth planetary gears
6262
äußere fünfte Planetenräderouter fifth planetary gears
30, 38, 46, 54, 6430, 38, 46, 54, 64
HohlradRing gear
27, 33, 51, 55, 67, 69, 77, 83, 8927, 33, 51, 55, 67, 69, 77, 83, 89
HohlwelleHollow shaft
66, 68, 70, 74, 7666, 68, 70, 74, 76
SchaltelementSwitching element
7272
Bremsebrake
78, 8078, 80
EnergiewandlerEnergy converter
82, 84, 86, 8782, 84, 86, 87
StirnradstufeSpur gear stage
88, 90, 92, 94, 94, 9888, 90, 92, 94, 94, 98
Schaltzustand SchaltelementSwitching state of switching element
100100
GeschwindigkeitsbereichSpeed range
102, 104, 106, 108102, 104, 106, 108
VorwärtsfahrbereichForward driving range
110, 112, 114110, 112, 114
RückwärtsfahrbereichReverse range
116116
VorwärtsfahrbereicheForward driving ranges
118118
RückwärtsfahrbereicheReverse driving ranges

Claims (10)

Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) mit einem Antrieb (12), einem Abtrieb (14), einem Variator (16) und einer Planetenbaugruppe (18), welche fünf Planetenradsätze aufweist, wobei der erste bis vierte Planetenradsatz jeweils ein Sonnenrad (24, 32, 40, 48), einen Planetenträger (26, 34, 42, 50) mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern (28, 36, 44, 52) und ein Hohlrad (30, 38, 46, 54) aufweist, der fünfte Planetenradsatz als ein Plus-Planetenradsatz ausgebildet ist, welcher ein Sonnenrad (56), einen Planetenträger (58) mit jeweiligen drehbar daran gelagerten inneren und äußeren Planetenrädern (60, 62) und ein Hohlrad (64) aufweist, wobei der Antrieb (12) mit dem Hohlrad (30) des ersten Planetenradsatzes und dem Planetenträger (34) des zweiten Planetenradsatzes, der Planetenträger (26) des ersten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad (38) des zweiten Planetenradsatzes, das Hohlrad (38) des zweiten Planetenradsatzes mit dem Planetenträger (42) des dritten Planetenradsatzes, das Sonnenrad (32) des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad (40) des dritten Planetenradsatzes, der Planetenträger (50) des vierten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad (56) des fünften Planetenradsatzes, und das Hohlrad (54) des vierten Planetenradsatzes mit dem Hohlrad (64) des fünften Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden ist, wobei das Hohlrad (46) des dritten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad (48) des vierten Planetenradsatzes mittels eines ersten Schaltelements (66), das Sonnenrad (40) des dritten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad (48) des vierten Planetenradsatzes mittels eines zweiten Schaltelements (68) und der Planetenträger (26) des ersten Planetenradsatzes mit dem Planetenträger (50) des vierten Planetenradsatzes mittels eines dritten Schaltelements (70) drehfest verbindbar ist, wobei das Hohlrad (64) des fünften Planetenradsatzes mittels einer Bremse (72) an einem stationären Bauteil festsetzbar ist, das Sonnenrad (24) des ersten Planetenradsatzes und der Antrieb (12) über den Variator (16) mechanisch wirkverbunden sind, und das Getriebe (10) so ausgebildet ist, dass ein Drehmoment zwischen dem fünften Planetenradsatz und dem Abtrieb (14) übertragen werden kann.Power-split continuously variable transmission (10) with a drive (12), an output (14), a variator (16) and a planetary assembly (18) which has five planetary gear sets, the first to fourth planetary gear sets each having a sun gear (24, 32, 40, 48), a planet carrier (26, 34, 42, 50) with respective planet gears (28, 36, 44, 52) rotatably mounted thereon and a ring gear (30, 38, 46, 54), the fifth planetary gear set as a Plus planetary gear set is formed, which has a sun gear (56), a planet carrier (58) with respective inner and outer planet gears (60, 62) rotatably mounted thereon and a ring gear (64), the drive (12) with the ring gear ( 30) of the first planetary gear set and the planet carrier (34) of the second planetary gear set, the planet carrier (26) of the first planetary gear set with the ring gear (38) of the second planetary gear set, the ring gear (38) of the second planetary gear set with the planet carrier (42) of the third planetary gear set zes, the sun gear (32) of the second planetary gear set with the sun gear (40) of the third planetary gear set, the planet carrier (50) of the fourth planetary gear set with the sun gear (56) of the fifth planetary gear set, and the ring gear (54) of the fourth planetary gear set with the ring gear (64) of the fifth planetary gear set is permanently non-rotatably connected, the ring gear (46) of the third planetary gear set with the sun gear (48) of the fourth planetary gear set by means of a first switching element (66), the sun gear (40) of the third planetary gear set with the sun gear (48 ) the fourth planetary gear set by means of a second shift element (68) and the planet carrier (26) of the first planetary gear set can be connected non-rotatably to the planet carrier (50) of the fourth planetary gear set by means of a third shift element (70), the ring gear (64) of the fifth planetary gear set using a brake (72) can be fixed on a stationary component, the sun gear (24) of the first planetary gear set and nd the drive (12) are mechanically operatively connected via the variator (16), and the transmission (10) is designed so that a torque can be transmitted between the fifth planetary gear set and the output (14). Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sonnenrad (56) des fünften Planetenradsatzes mit dem Abtrieb (14) mittels eines vierten Schaltelements (74) mechanisch wirkverbindbar ist.Power-split continuously variable transmission (10) according to Claim 1 , characterized in that the sun gear (56) of the fifth planetary gear set can be mechanically operatively connected to the output (14) by means of a fourth switching element (74). Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Planetenträger (58) des fünften Planetenradsatzes mit dem Abtrieb (14) mittels eines fünften Schaltelements (76) mechanisch wirkverbindbar ist.Power-split continuously variable transmission (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the planet carrier (58) of the fifth planetary gear set can be mechanically operatively connected to the output (14) by means of a fifth switching element (76). Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) nach Anspruch 2 und 3, ferner mit einer Hohlwelle (89), die mittels des vierten Schaltelements (74) drehfest mit dem Sonnenrad (56) des fünften Planetenradsatzes und mittels des fünften Schaltelements (76) drehfest mit dem Planetenträger (58) fünften Planetenradsatzes verbindbar ist, wobei auf der Hohlwelle (89) ein Festrad vorgesehen ist, das mit einem drehfest mit dem Abtrieb (14) verbundenen Gegenrad kämmt.Power-split continuously variable transmission (10) according to Claim 2 and 3 , furthermore with a hollow shaft (89) which can be connected non-rotatably to the sun gear (56) of the fifth planetary gear set by means of the fourth switching element (74) and non-rotatably to the planet carrier (58) of the fifth planetary gear set by means of the fifth switching element (76), wherein on the Hollow shaft (89) a fixed gear is provided which meshes with a non-rotatably connected to the output (14) mating gear. Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenbaugruppe (18) als Planetenwalze ausgebildet ist.Power-split continuously variable transmission (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the planetary assembly (18) is designed as a planetary roller. Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Variator (16) einen ersten und einen zweiten Energiewandler (78, 80) aufweist, die miteinander gekoppelt sind, wobei der erste Energiewandler (78) mit dem Sonnenrad (24) des ersten Planetenradsatzes und der zweite Energiewandler (80) mit dem Antrieb (12) mechanisch wirkverbunden ist.Power-split continuously variable transmission (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the variator (16) has a first and a second energy converter (78, 80) which are coupled to one another, the first energy converter (78) with the sun gear ( 24) of the first planetary gear set and the second energy converter (80) is mechanically operatively connected to the drive (12). Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite und dritte Schaltelement (66, 68, 70) sowie die Bremse (72) als formschlüssige Schaltelemente und das vierte und fünfte Schaltelement (74, 76) als reibschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind.Power split continuously variable transmission (10) according to one of the Claims 3 until 6th , characterized in that the first, second and third shift elements (66, 68, 70) and the brake (72) are designed as positive shift elements and the fourth and fifth shift elements (74, 76) are designed as frictional shift elements. Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite und dritte Schaltelement (66, 68, 70) als reibschlüssige Schaltelemente und das vierte und fünfte Schaltelement (74, 76) sowie die Bremse (72) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind.Power-split continuously variable transmission (10) according to one of the preceding Claims 3 until 6th , characterized in that the first, second and third shift elements (66, 68, 70) are designed as frictional shift elements and the fourth and fifth shift elements (74, 76) and the brake (72) are designed as positive shift elements. Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (10) dazu ausgebildet ist, bei geschlossenem erstem und viertem Schaltelement (66, 74) und geschlossener Bremse (72) einen ersten Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen, bei geschlossenem zweitem und viertem Schaltelement (68, 74) und geschlossener Bremse (72) einen zweiten Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen, bei geschlossenem zweitem, drittem und viertem Schaltelement (68, 70, 74) einen dritten Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen, bei geschlossenem zweitem, viertem und fünftem Schaltelement (68, 74, 76) einen vierten Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen, bei geschlossenem erstem und fünftem Schaltelement (66, 76) und geschlossener Bremse (72) einen ersten Rückwärtsfahrbereich bereitzustellen, bei geschlossenem zweitem und fünftem Schaltelement (68, 76) und geschlossener Bremse (72) einen zweiten Rückwärtsfahrbereich bereitzustellen, und bei geschlossenem drittem und fünftem Schaltelement (70, 76) und geschlossener Bremse (72) einen dritten Rückwärtsfahrbereich bereitzustellen.Power-split continuously variable transmission (10) according to one of the preceding Claims 3 until 8th , characterized in that the transmission (10) is designed to provide a first forward driving range when the first and fourth shift elements (66, 74) and the brake (72) are closed, and when the second and fourth shift elements (68, 74) and the brake are closed (72) to provide a second forward drive range, to provide a third forward drive range when the second, third and fourth shift element (68, 70, 74) is closed, to provide a fourth forward drive range when the second, fourth and fifth shift element (68, 74, 76) is closed, to provide a fourth forward drive range when the second, fourth and fifth shift element (68, 74, 76) is closed to provide a first reverse drive range for the first and fifth shift element (66, 76) and closed brake (72), to provide a second reverse drive range when the second and fifth shift element (68, 76) and brake (72) are closed, and to provide a second reverse drive range when the third and fifth shift element ( 70, 76) and closed brake (72) a third back provide reverse travel range. Antriebseinheit mit einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Motor (20), welcher zum Antreiben des Antriebs (12) mit dem Antrieb (12) mechanisch wirkverbunden ist.Drive unit with a power-split continuously variable transmission (10) according to one of the preceding claims and a motor (20) which is mechanically operatively connected to the drive (12) for driving the drive (12).
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