DE102020202008A1

DE102020202008A1 - Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe

Info

Publication number: DE102020202008A1
Application number: DE102020202008.6A
Authority: DE
Inventors: Elisabeth Endl; Max Bachmann; Johannes Kaltenbach; Stefan Beck; Michael Wechs; Raphael Himmelsbach; Philipp Rechenbach; Samuel Willems
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-02-18
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-08-19
Anticipated expiration: 2040-02-19
Also published as: DE102020202008B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) mit einem Antrieb (12), einem Abtrieb (14), einem Variator (16), und einer Planetenbaugruppe (18). Die Planetenbaugruppe (18) weist eine erste und zweite Ausgangswelle sowie eine Variatorwelle auf. Das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) ist dazu ausgebildet ist, einen ersten langsamen und einen ersten schnellen Vorwärtsfahrbereich sowie einen zweiten langsamen und einen zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen. Der erste langsame und der erste schnelle Vorwärtsfahrbereich beginnen bei einer Drehgeschwindigkeit am Abtrieb (14) von Null. Das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) ist für einen synchronen Wechsel von dem ersten langsamen in den zweiten langsamen und von dem ersten schnellen in den zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich ausgebildet. Das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) ist dazu ausgebildet, dass wenigstens zwischen einem der langsamen Vorwärtsfahrbereiche und einem der schnellen Vorwärtsfahrbereiche während der Fahrt gewechselt werden kann.

Description

Technisches Gebiet
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.
Stand der Technik
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 1 952 283 3 A1 bekannt.
Darstellung der Erfindung
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe. Das Getriebe ist zum Bereitstellen verschiedener Fahrbereiche ausgebildet. 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 elektrisch-mechanische 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. Der Antrieb und der Abtrieb können achsparallel zueinander vorgesehen sein. Es ist jedoch auch eine andere Ausgestaltung denkbar.
Das Getriebe weist einen Variator auf. Der Variator kann eingerichtet sein, um eine Übersetzung des Getriebes, beispielsweise innerhalb eines Fahrbereichs, stufenlos zu variieren. 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. Der Variator kann zwei Energiewandler aufweisen, die miteinander gekoppelt und 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. Beispielsweise kann der erste Energiewandler eine hydraulische Maschine mit festem Schluckvolumen und der zweite Energiewandler eine hydraulische Maschine mit verstellbarem Schluckvolumen sein.
Das Getriebe weist eine Planetenbaugruppe auf. Eine Planetenbaugruppe kann beispielsweise jeweilige Planetenradsätze und Schaltelemente aufweisen, mittels welchen jeweilige Elemente der Planetenradsätze miteinander verbunden werden können. Die Planetenbaugruppe weist eine erste und zweite Ausgangswelle sowie eine Variatorwelle auf. Der Variator ist mit der Variatorwelle verbunden. Bei den Ausgangswellen handelt es sich um Wellen, an welchen die Planetenbaugruppe Drehmomente abgeben kann. Die Planetenbaugruppe kann dazu ausgebildet sein, an beiden Ausgangswellen oder alternativ immer nur an einer der beiden Ausgangswellen ein Drehmoment bereitzustellen. Die Variatorwelle ist eine Welle, an welcher der Variator der Planetenbaugruppe ein Drehmoment zuführen oder entnehmen kann. Die Variatorwelle und die beiden Ausgangswellen können beispielsweise jeweils als Hohlwelle oder Vollwelle ausgebildet sein. Beispielsweise sind die Ausgangswellen und die Variatorwelle achsparallel zueinander angeordnet. Zwei oder mehr dieser Wellen können auch koaxial zueinander angeordnet sein. Das Getriebe ist dazu ausgebildet, ein Drehmoment von dem Antrieb über die erste und zweite Ausgangswelle an den Abtrieb zu übertragen. Dazu kann die erste Ausgangswelle und alternativ oder zusätzlich die zweite Ausgangswelle an den Abtrieb gekoppelt sein. Die Kopplung kann beispielsweise durch eine oder mehrere Stirnradstufen bereitgestellt werden. Zum Übertragen eines Drehmoments kann es erforderlich sein, dass ein oder mehrere Schaltelemente betätigt werden müssen. Die Kopplung kann also schaltbar sein, beispielsweise durch weitere Schaltelemente, um steuern zu können, welche Ausgangswelle mit dem Abtrieb gekoppelt ist.
Das Getriebe ist dazu ausgebildet, einen ersten langsamen und einen ersten schnellen Vorwärtsfahrbereich sowie einen zweiten langsamen und einen zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen. Der erste langsame und der erste schnelle Vorwärtsfahrbereich beginnen bei einer Drehgeschwindigkeit am Abtrieb von Null. Ein Fahrzeug kann sich also sowohl im ersten schnellen als auch im ersten langsamen Vorwärtsfahrbereich im Stillstand befinden. Der erste schnelle Vorwärtsfahrbereich kann beispielsweise eine höhere Maximalgeschwindigkeit erlauben als der erste langsame Vorwärtsfahrbereich. Gleiches gilt für den zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich und den zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereich. Außerdem kann eine Minimalgeschwindigkeit der jeweiligen zweiten Vorwärtsfahrbereiche größer als Null sein, womit die jeweiligen zweiten Vorwärtsfahrbereiche bei einer Drehgeschwindigkeit am Abtrieb größer Null beginnen. Beispielsweise ist eine Minimalgeschwindigkeit des zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereichs größer als eine Minimalgeschwindigkeit des zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereichs.
Das Getriebe ist für einen synchronen Wechsel von dem ersten langsamen in den zweiten langsamen und von dem ersten schnellen in den zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich ausgebildet. Zudem ist das Getriebe dazu ausgebildet, dass wenigstens zwischen einem der langsamen Vorwärtsfahrbereiche und einem der schnellen Vorwärtsfahrbereiche während der Fahrt gewechselt werden kann. Das Getriebe kann dabei dazu ausgebildet sein, dass es bei diesem Wechsel zu keiner Zugkraftunterbrechung kommt. Beispielsweise kann zwischen dem zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereich und dem ersten und alternativ oder zusätzlich dem zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich während der Fahrt gewechselt werden. Ein synchroner Fahrbereichswechsel kann bedeuten, 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 synchronen Fahrbereichswechsel zu vollziehen. Zudem kann der Variator an der Untergrenze und Obergrenze der jeweiligen Fahrbereiche auch in einer Maximalstellung oder Minimalstellung sein. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, in einigen oder jedem Fahrbereich das Drehzahlband des Variators voll auszunutzen. Der Variator kann sich beispielsweise in jedem ersten Fahrbereich bei der Drehgeschwindigkeit des Abtriebs von Null in einer Maximalstellung befinden. Ebenso kann sich der Variator am Anfang jedes zweiten Fahrbereichs in einer Maximalstellung befinden.
Das Getriebe stellt also zwei Sätze von aufeinander folgenden Fahrbereichen bereit: den ersten Satz mit dem ersten und zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich und den zweiten Satz mit dem ersten und zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereich. Das Getriebe stellt zudem zwei Fahrbereiche zur Verfügung, welche bei Null beginnen. Damit kann mit geringem mechanischem Aufwand der Variator gut ausgenutzt werden und zudem eine große Getriebespreizung, beispielsweise mit hoher maximaler Fahrgeschwindigkeit, bereitgestellt werden. Bei Getrieben mit ausschließlich aufeinanderfolgenden Fahrbereichen ist der mechanische Aufwand dagegen sehr groß, um das mögliche Drehzahlband eines Variators und damit eine Vollausnutzung in jedem Fahrbereich zu erreichen. Alternativ wird der Variator nicht voll ausgenutzt, wodurch das Getriebe insgesamt weniger effizient ist. Bei Getrieben, bei welchen alle Fahrbereich bei einer Geschwindigkeit von Null beginnen, ist der Variator wesentlich größer. Alternativ müssen viele kurze Fahrbereiche vorgesehen werden, wodurch der Aufwand beim Schalten und der mechanische Aufwand ebenfalls groß sind.
Der mechanische Aufwand bei dem hier beschriebenen Getriebe kann dagegen sehr gering sein. Beispielsweise kann die Planetenbaugruppe zum Bereitstellen dieser Fahrbereiche lediglich zwei Planetenradsätze aufweisen. Zudem können die jeweiligen schnellen und langsamen Fahrbereiche manuell oder automatisch im Stillstand oder während der Fahrt geschaltet werden. Es kann mehrere mechanische Punkte im Hauptarbeitsbereich für einen effizienten Fahrbetrieb geben. Bei einem mechanischen Punkt hat der Variator eine Drehzahl von Null, wodurch dort keine Verluste entstehen und das Getriebe den besten Wirkungsgrad hat. Die zwei Planetenradsätze der Planetenbaugruppe sind beispielsweise derart mit Stirnradstufen und Kupplungen verbunden, dass eine Umschaltung im Synchronpunkt ohne Drehzahldifferenz am Variator oder den Kupplungen möglich ist. Das Getriebe kann auch als ein Getriebe beschrieben werden, welches zwei mal zwei Fahrbereiche zur Verfügung stellt.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das Getriebe dazu ausgebildet ist, einen ersten Rückwärtsfahrbereich und einen zweiten Rückwärtsfahrbereich bereitzustellen. Der erste Rückwärtsfahrbereich kann bei einer Drehgeschwindigkeit am Abtrieb von Null beginnen. Zwischen dem ersten Rückwärtsfahrbereich und dem zweiten Rückwärtsfahrbereich kann ebenfalls synchron gewechselt werden. Damit kann das Getriebe für einen Abtrieb in zwei Drehrichtungen genutzt werden und somit auch eine Rückwärtsfahrt bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die Planetenbaugruppe ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad, welche einen ersten Planetenradsatz ausbilden, und ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad, welche einen zweiten Planetenradsatz ausbilden, aufweist. An dem ersten Planetenträger kann ein Satz von ersten Planetenrädern drehbar gelagert sein und an dem zweiten Planetenträger ein Satz von zweiten Planetenrädern. Zudem weist die Planetenbaugruppe im Rahmen dieser Ausführungsform eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung auf. Das erste Sonnenrad ist mit dem zweiten Sonnenrad permanent drehfest verbunden. Es kann sich um einen Simpson-Radsatz handeln, bei welchem zwei Planetenradsätze mit miteinander permanent drehfest verbundenen Sonnenrädern vorgesehen sind. Der erste Planetenträger kann mit dem Antrieb permanent drehfest verbunden sein. Die erste Ausgangswelle kann mit einer Zwischenwelle mittels der ersten Kupplung mechanisch wirkverbindbar sein. Die zweite Ausgangswelle kann mit der Zwischenwelle mittels der zweiten Kupplung mechanisch wirkverbindbar sein. Das Getriebe kann dazu ausgebildet sein, ein Drehmoment von der Zwischenwelle an den Abtrieb zu übertragen. Die Zwischenwelle kann eine Welle der Planetenbaugruppe sein, an welchem die übersetzte Größe von der ersten und zweiten Ausgangswelle einem Verbraucher zur Verfügung gestellt werden kann. Die Zwischenwelle kann beispielsweise als Hohl- oder Vollwelle ausgebildet sein und achsparallel zum Antrieb angeordnet sein. Beispielsweise sind der erste und zweite Planetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Ein Minus-Planetenradsatz hat üblicherweise eine negative Standübersetzung.
Die jeweiligen zwei Planetenradsätze können frei von weiteren Elementen, wie weiteren Hohlrädern, Planetenträgern, Planeten und Sonnenrädern, sein. Beispielsweise weist die Planetenbaugruppe und auch das Getriebe keine weiteren Planetenradsätze auf. Die jeweiligen Hohlräder können als Gehäuseelemente des Getriebes oder der Planetenbaugruppe ausgebildet sein. Bei dem Getriebe kann es vorgesehen sein, dass dessen Planetenbaugruppe oder alle Planetenradsätze gemeinsam als Planetenwalze ausgebildet ist bzw. sind. Eine Planetenwalze kann kompakt und robust sein. Die Ausbildung als Planetenwalze kann bedeuten, dass die Planetenbaugruppe nur koaxiale Elemente aufweist. Zudem kann die Ausbildung als Planetenwalze bedeuten, dass die Planetenbaugruppe frei von Stirnrädern ist.
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 einem 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.
Ist eine Kupplung zwischen zwei Elementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Drehelemente nicht permanent drehfest miteinander verbunden, jedoch über die Kupplung drehfest miteinander verbindbar. Eine drehfeste Verbindung wird erst durch Betätigung der zwischenliegenden Kupplung herbeigeführt. Dabei bedeutet eine Betätigung der Kupplung, dass diese in einen geschlossenen Zustand überführt wird, sodass die an der Kupplung unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angeglichen werden. 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.
Alle Kupplungen des Getriebes der vorliegenden Erfindung können als reibschlüssige Kupplungen, beispielsweise als Lamellenkupplungen, ausgebildet sein. Ebenso können einige oder alle Kupplungen auch als formschlüssige Kupplungen, 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. Ein weiteres Beispiel für ein Schaltelement ist eine Bremse, mittels welcher ein damit verbundenes Element an einem stationären Bauteil festsetzbar ist. Eine Bremse kann ebenfalls als formschlüssiges oder reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Mittels der Bremse kann ein Bauteil festgesetzt werden, sodass es nicht mehr rotieren kann.
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.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das erste Hohlrad mit der ersten Ausgangswelle permanent drehfest verbunden ist. Der zweite Planetenträger ist in dieser Ausführungsform mit der zweiten Ausgangswelle permanent drehfest verbunden. Das zweite Sonnenrad ist in dieser Ausführungsform mit der Variatorwelle permanent drehfest verbunden. Der erste Planetenträger ist in dieser Ausführungsform mit dem zweiten Hohlrad permanent drehfest verbunden. In einer alternativen Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass das erste Hohlrad mit dem zweiten Planetenträger permanent drehfest verbunden ist. Die Variatorwelle ist in letzterer Ausführungsform mit dem zweiten Hohlrad permanent drehfest verbunden. Der zweite Planetenträger kann mit der ersten Ausgangswelle und das zweite Sonnenrad mit der zweiten Ausgangswelle permanent drehfest verbunden sein.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die erste Ausgangswelle über eine erste Stirnradstufe sowie die erste Kupplung mit der Zwischenwelle mechanisch wirkverbindbar ist. Die zweite Ausgangswelle ist in dieser Ausführungsform über eine zweite Stirnradstufe sowie die zweite Kupplung mit der Zwischenwelle mechanisch wirkverbindbar. Bei dieser Ausführungsform kann jeder Kupplung eine eigene Stirnradstufe zugeordnet sein. Durch die beiden Stirnradstufen können unterschiedliche und auch größere Übersetzungen für bestimmte Fahrbereiche und optional unterschiedliche Drehrichtungen am Abtrieb bereitgestellt werden. Zudem ermöglichen jeweilige Stirnradstufen einen Achsversatz. Eine Stirnradstufe kann beispielsweise zwei miteinander kämmende Räder aufweisen. Die jeweiligen Stirnradstufen können beispielsweise einstufig ausgebildet sein. Alternativ können jeweilige Stirnradstufen auch zwei- oder mehrstufig ausgebildet sein. Bei einer zweistufigen Stirnradstufe sind zwei Räder beispielsweise durch ein Zwischenrad miteinander wirkverbunden, welches beispielsweise auf einer zugeordneten Welle frei drehen kann.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die erste Ausgangswelle über eine Stirnradstufe sowie die erste Kupplung mit der Zwischenwelle mechanisch wirkverbindbar ist. Die zweite Ausgangswelle ist über die Stirnradstufe sowie die zweite Kupplung mit der Zwischenwelle mechanisch wirkverbindbar. Bei dieser Ausführungsform wird zur Übertragung des Drehmoments von den beiden Ausgangswellen an die Zwischenwelle lediglich eine einzige Stirnradstufe benötigt, wodurch das Getriebe eine einfache Bauweise hat. Die Kupplungen können in dieser Ausführungsform koaxial zum Antrieb abgeordnet sein.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die Zwischenwelle mit dem Abtrieb mittels einer dritten Kupplung drehfest verbindbar ist. Die Zwischenwelle kann ferner mittels einer vierten Kupplung mit dem Abtrieb über eine Getriebeanordnung mechanisch wirkverbindbar sein. Die dritte und vierte Kupplung und die Getriebeanordnung können zusammen eine Fahrtrichtungswechselbaugruppe bilden und alternativ oder zusätzlich weitere Vorwärtsfahrbereiche bereitstellen. Bei der direkten drehfesten Verbindung mittels der dritten Kupplung können Schleppverluste vermieden werden, womit entsprechende Fahrbereiche, wie beispielsweise Vorwärtsfahrbereiche, besonders effizient bereitgestellt werden können.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die Getriebeanordnung eine Vorgelegewelle, eine einstufige erste Stirnradstufe, eine einstufige zweite Stirnradstufe, eine zweistufige dritte Stirnradstufe, eine erste Synchronisierung und eine zweite Synchronisierung aufweist. Eine Vorgelegewelle kann als Hohlwelle oder Vollwelle ausgebildet sein. Auf der Vorgelegewelle sind beispielsweise jeweils ein Rad der ersten und der zweiten Stirnradstufe gelagert. Die Vorgelegewelle kann diese beiden Räder der beiden Stirnradstufen permanent drehfest miteinander verbinden. Mit den Synchronisierungen kann eine Vorwahlschaltung bei Fahrbereichswechseln ermöglicht werden. Durch das Vorsehen der Synchronisierungen können hohe Drehmomente bei geringem Bauraumbedarf übertragen werden. Die Stirnradstufen stellen simple Mittel mit hohem Wirkungsgrad dar, mit denen die Getriebeanordnung gebildet werden kann.
Durch das Vorsehen einer einstufigen und einer zweistufigen Stirnradstufe kann einfach eine Drehrichtungsumkehr am Abtrieb bereitgestellt werden. Die Zwischenwelle ist mit der Vorgelegewelle in dieser Ausführungsform über die einstufige erste Stirnradstufe und die vierte Kupplung mechanisch wirkverbindbar. Die Vorgelegewelle kann mit dem Abtrieb selektiv über die zweistufige dritte Stirnradstufe und die erste Synchronisierung oder die einstufige zweite Stirnradstufe und die zweite Synchronisierung mechanisch wirkverbindbar sein.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die Getriebeanordnung eine Vorgelegewelle, eine einstufige erste Stirnradstufe, eine einstufige zweite Stirnradstufe, eine zweistufige dritte Stirnradstufe, und eine weitere Kupplung aufweist. Die Zwischenwelle kann mit der Vorgelegewelle über die einstufige erste Stirnradstufe mechanisch wirkverbunden sein. Die Vorgelegewelle kann ferner mit dem Abtrieb selektiv über die einstufige zweite Stirnradstufe und die vierte Kupplung oder die zweistufige dritte Stirnradstufe und die weitere Kupplung mechanisch wirkverbindbar sein. Die weitere Kupplung ist beispielsweise als reibschlüssige Kupplung ausgebildet. Alle Kupplungen des Getriebes dieser Ausführungsform können als reibschlüssige Kupplungen ausgebildet sein. Im Rahmen der Ausführungsform kann ein Getriebe mit den oben beschriebenen Vorteilen mit nur wenigen Schaltelementen bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die Planetenbaugruppe ein erstes Sonnenrad und einen ersten Planetenträger, welche einen ersten Planetenradsatz ausbilden, sowie ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad, welche einen zweiten Planetenradsatz ausbilden, aufweist. Der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz können zusammen einen Stufenplanetenradsatz ausbilden, bei dem der erste Planetenträger mit dem zweiten Planetenträger einen gemeinsamen Stufenplanetenträger ausbildet. Auf dem Stufenplanetenträger können jeweilige sowohl mit dem ersten Planetenradsatz als auch dem zweiten Planetenradsatz in Eingriff stehende Stufenplanetenräder drehbar gelagert sein. Es kann statt eines Simpson-Radsatzes also ein Stufenplanetenradsatz vorgesehen sein. Dadurch kann ein Hohlrad eingespart werden. Das Getriebe dieser Ausführungsform weist eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung auf. Das erste Sonnenrad kann mit dem Antrieb permanent drehfest verbunden sein. Die Variatorwelle kann mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes permanent drehfest verbunden sein. Die erste Ausgangswelle ist mit dem Stufenplanetenträger im Rahmen dieser Ausführungsform permanent drehfest verbunden. Ferner kann die zweite Ausgangswelle mit dem zweiten Sonnenrad permanent drehfest verbunden sein. Die erste Ausgangswelle ist in dieser Ausführungsform über die erste Kupplung mit einer Zwischenwelle mechanisch wirkverbindbar, wobei die zweite Ausgangswelle über die zweite Kupplung mit der Zwischenwelle mechanisch wirkverbindbar ist.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Stufenzwischenwelle über eine erste Stirnradstufe und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Stufenzwischenwelle über eine zweite Stirnradstufe mechanisch wirkverbunden ist. Die erste Stufenzwischenwelle kann mittels der ersten Kupplung und die zweite Stufenzwischenwelle mittels der zweiten Kupplung drehfest mit der Zwischenwelle verbindbar sein. Dadurch kann die Planetenbaugruppe beispielsweise mit zwei Wellen mit einer Fahrtrichtungswechselbaugruppe verbunden werden. Beispielsweise ist bei dieser Ausführungsform der Stufenplanetenradsatz gemäß der obigen Ausführung vorgesehen.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die zweite Stufenzwischenwelle mit der Zwischenwelle über eine dritte Kupplung drehfest verbindbar ist. Die zweite Stufenzwischenwelle kann mit dem Abtrieb über eine Getriebeanordnung mechanisch wirkverbindbar sein. Die Zwischenwelle kann beispielsweise mittels einer vierten Kupplung drehfest mit dem Abtrieb verbindbar sein. Durch diese Verbindungen können Schlepp- und Reibverluste bei den Vorwärtsfahrbereichen gering sein. Beispielsweise ist bei dieser Ausführungsform der Stufenplanetenradsatz gemäß der obigen Ausführung vorgesehen.
In einer Ausführungsform des Getriebes ist es vorgesehen, dass die Getriebeanordnung eine Vorgelegewelle, eine einstufige erste Stirnradstufe, einstufige zweite Stirnradstufe, eine zweistufige dritte Stirnradstufe, eine erste Synchronisierung und eine zweite Synchronisierung aufweist. Die zweite Stufenzwischenwelle kann mit der Vorgelegewelle über die einstufige erste Stirnradstufe mechanisch wirkverbunden sein. Die Vorgelegewelle kann mit dem Abtrieb selektiv über die zweistufige dritte Stirnradstufe mittels der ersten Synchronisierung oder die einstufige zweite Stirnradstufe mittels der zweiten Synchronisierung mechanisch wirkverbindbar sein.
Ein zweiter Aspekt betrifft eine Antriebseinheit, welche ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe gemäß dem ersten Aspekt aufweist. Die Antriebseinheit weist einen Motor auf, welcher zum Antreiben des Antriebs mit dem Antrieb mechanisch wirkverbunden sein kann. Der Motor kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor sein. 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 des Variators gesteuert werden. Ein weiterer Aspekt betrifft eine Arbeitsmaschine mit einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe gemäß dem ersten Aspekt oder einer Antriebseinheit gemäß dem zweiten Aspekt.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.
2 zeigt eine Schaltmatrix für das Getriebe aus 1.
3 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.
4 zeigt eine Schaltmatrix für das Getriebe aus 3.
5 zeigt eine schematische Ansicht einer dritten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.
6 zeigt eine Schaltmatrix für das Getriebe aus 5.
7 zeigt eine schematische Ansicht einer vierten Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.
8 zeigt eine Schaltmatrix für das Getriebe aus 7.
9 zeigt eine schematische Ansicht einer fünften Ausführungsform eines Getriebes gemäß der Erfindung.
10 zeigt eine Schaltmatrix für das Getriebe aus 9.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
Die 1, 3, 5, 7 und 9 veranschaulichen in einer schematischen Ansicht jeweils eine Ausführungsform eines leistungsverzweigten stufenlosen Getriebes 100; 200; 300; 400; 500 mit einem Antrieb 12, einem Abtrieb 14, einem Variator 16 und einer Planetenbaugruppe 18. Die Planetenbaugruppe 18 weist eine erste und zweite Ausgangswelle sowie eine Variatorwelle auf. Der Variator 16 ist mit der Variatorwelle und dem Antrieb 12 mechanisch wirkverbunden. Die jeweiligen Getriebe 100; 200; 300; 400; 500 sind dazu ausgebildet, ein Drehmoment von dem Antrieb 12 über die erste und zweite Ausgangswelle an den Abtrieb 14 zu übertragen. Der Antrieb 12 ist mit einem Motor wirkverbunden. Das Getriebe 100; 200; 300; 400; 500 weist eine Antriebswelle auf, welche sich durch das Getriebe 100; 200; 300; 400; 500 hindurch erstreckt. An einem abtriebsseitigen Ende 20 bildet die Antriebswelle eine Zapfwelle 20 aus. Die Abtriebswelle 14 ist achsparallel zur Antriebswelle 12 vorgesehen und kann beispielsweise mit einem Differenzial wirkverbunden werden. Die Planetenbaugruppe 18 ist vorliegend als Planetenwalze ausgebildet.
Weiterhin ist jedes der Getriebe 100; 200; 300; 400; 500 dazu ausgebildet, einen ersten langsamen und einen ersten schnellen Vorwärtsfahrbereich sowie einen zweiten langsamen und einen zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen. Zudem ist jedes der Getriebe 100; 200; 300; 400; 500 dazu ausgebildet einen ersten und zweiten Rückwärtsfahrbereich bereitzustellen. Die Fahrbereiche können dabei durch jeweiliges Betätigen jeweiliger Schaltelemente bereitgestellt werden. Die entsprechende Schaltmatrix für jedes Getriebe 100; 200; 300; 400; 500 ist jeweils in der darauffolgenden 2, 4, 6, 8 bzw. 10 dargestellt. In der Schaltmatrix zeigen die Zeilen die jeweiligen Fahrbereiche an, wobei 1L für den ersten langsamen Vorwärtsfahrbereich steht, 2L für den zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereich, 1S für den ersten schnellen Vorwärtsfahrbereich, 2S für den zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich. 1 R steht für den ersten Rückwärtsfahrbereich und 2R für den zweiten Rückwärtsfahrbereich. In einer Spalte jeweils rechts von der Bezeichnung der Fahrbereiche sind deren Geschwindigkeitsbereiche veranschaulicht. In den anderen Spalten sind die jeweiligen Schaltzustände jeweiliger Schaltelemente der Ausführungsformen dargestellt, worauf noch im Folgenden detailliert eingegangen wird.
Bei jedem Getriebe 100; 200; 300; 400; 500 beginnen der erste langsame, der erste schnelle Vorwärtsfahrbereich und der erste Rückwärtsfahrbereich bei einer Drehgeschwindigkeit am Abtrieb von Null, was einem Stillstand eines Fahrzeugs entspricht. Die Getriebe 100; 200; 300; 400; 500 sind jeweils für einen synchronen Wechsel zwischen dem ersten langsamen und dem zweiten langsamen sowie dem ersten schnellen und dem zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich ausgebildet. Ebenso sind sie für einen synchronen Wechsel zwischen dem ersten Rückwärtsfahrbereich und zweiten Rückwärtsfahrbereich ausgebildet. Außerdem ist jedes Getriebe 100; 200; 300; 400; 500 dazu ausgebildet, dass wenigstens zwischen einem der langsamen Vorwärtsfahrbereiche und einem der schnellen Vorwärtsfahrbereiche während der Fahrt gewechselt werden kann.
Das Getriebe 100 gemäß der ersten Ausführungsform weist ein erstes Sonnenrad 30, einen ersten Planetenträger 32 und ein erstes Hohlrad 34, welche einen ersten Planetenradsatz ausbilden, auf. Ferner weist das Getriebe 100 ein zweites Sonnenrad 40, einen zweiten Planetenträger 42 und ein zweites Hohlrad 44, welche einen zweiten Planetenradsatz ausbilden, auf. An dem ersten Planetenträger 32 ist ein Satz erster Planetenräder 36 drehbar gelagert und an dem zweiten Planetenträger 42 ein Satz zweiter Planetenräder 46. Die beiden Planetenradsätze sind als Minus-Planetenradsätze ausgebildet, welche koaxial zum Antrieb 12 angeordnet sind. Das erste Sonnenrad 30 ist mit dem zweiten Sonnenrad 40 und der erste Planetenträger 32 mit dem Antrieb 12 permanent drehfest verbunden.
Weiterhin weist das Getriebe 100 eine erste Kupplung 50 und eine zweite Kupplung 52 auf. Die erste und die zweite Kupplung 50, 52 sind als axial verschachtelte Doppelkupplung ausgebildet, welche als Schaltzustände eine wahlweise Verbindung gemäß der ersten oder der zweiten Kupplung 50, 52 ermöglicht. Daneben kann in einer weiteren Ausführungsform eine Neutralstellung als dritter Schaltzustand vorgesehen sein. Bei den Getriebe 400 und 500, welche im Folgenden beschrieben werden, können die erste und zweite Kupplung 50, 52 in einem weiteren Schaltzustand zudem gleichzeitig betätigt sein.
Bei dem Getriebe 100 bildet die erste Hohlwelle 34 die erste Ausgangswelle, welche mittels der ersten Kupplung 50 mit einer Zwischenwelle 54 mechanisch wirkverbindbar ist. Zwischen dem ersten Hohlrad 34 und der ersten Kupplung 50 ist eine einstufige Stirnradstufe 56 vorgesehen. Bei dem Getriebe 100 bildet der zweite Planetenträger 42 die zweite Ausgangswelle, welche mittels der zweiten Kupplung 52 mit der Zwischenwelle 54 mechanisch wirkverbindbar ist. Zwischen dem zweiten Planetenträger 42 und der zweiten Kupplung 52 ist ebenfalls eine einstufige Stirnradstufe 58 vorgesehen. Das Getriebe 100 ist dazu ausgebildet, ein Drehmoment von der Zwischenwelle 54 an den Abtrieb 14 zu übertragen. Durch das Vorsehen der ersten Ausgangswelle an dem ersten Planetenradsatz und das Vorsehen der zweiten Ausgangswelle an dem zweiten Planetenradsatz wird ein hoher Wirkungsgrad erzielt, da immer nur der antriebsseitige oder abtriebsseitige Planetenradsatz belastet wird.
Die Zwischenwelle 54 ist mit dem Abtrieb 14 mittels einer dritten Kupplung 60 drehfest verbindbar. Zudem ist die Zwischenwelle 54 mittels einer vierten Kupplung 62 mit dem Abtrieb 14 über eine Getriebeanordnung 64 mechanisch wirkverbindbar. Die dritte und vierte Kupplung 60, 62 sind ähnlich wie die erste und zweite Kupplung 50, 52 als reibschlüssige und axial verschachtelte Doppelkupplung ausgebildet.
Die Getriebeanordnung 64 weist eine Vorgelegewelle 66, eine einstufige erste Stirnradstufe 68, eine einstufige zweite Stirnradstufe 70, eine zweistufige dritte Stirnradstufe 72, eine erste Synchronisierung 74 und eine zweite Synchronisierung 76 auf. Die Vorgelegewelle kann achsparallel zum Antrieb 12 und zum Abtrieb 14 und zwischen diesen angeordnet sein. Die beiden Synchronisierungen 74, 76 sind als axial verschachteltes Doppelschaltelement ausgebildet und können auch eine Neutralstellung als Schaltzustand bereitstellen. Die Zwischenwelle 54 ist mit der Vorgelegewelle 66 über die einstufige erste Stirnradstufe 68 und die vierte Kupplung 62 mechanisch wirkverbindbar. Die Vorgelegewelle 66 ist mit dem Abtrieb selektiv über die zweistufige dritte Stirnradstufe 72 und die erste Synchronisierung 74 oder die einstufige zweite Stirnradstufe 70 und die zweite Synchronisierung 76 mechanisch wirkverbindbar.
Der Variator 16 weist einen ersten Energiewandler 78 und einen zweiten Energiewandler 80 auf, welche miteinander gekoppelt sind. Beide Energiewandler 78, 80 sind 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 ersten Sonnenrad 30 mechanisch wirkverbunden, womit das erste Sonnenrad 30 die Variatorwelle bildet oder mit dieser permanent drehfest verbunden ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Verbindung des Energiewandlers 78 dabei indirekt, nämlich mittels einer einstufigen Stirnradstufe 82. Die Stirnradstufe 82 ist durch zwei kämmende Stirnräder gebildet, von denen eines als Festrad ausgebildet ist und mit einer Welle des ersten Energiewandlers 78 drehfest verbunden ist. Das andere Rad der Stirnradstufe 82 ist mit dem ersten Sonnenrad 30 drehfest über eine Hohlwelle 84 verbunden, welche vorliegend die Variatorwelle bildet. Die Stirnradstufe 82 ist dabei in Axialrichtung abtriebsseitig zu der Planetenbaugruppe 18 angeordnet. Der zweite Energiewandler 80 ist mit dem Antrieb 12 mechanisch wirkverbunden. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Verbindung dabei indirekt, nämlich mittels einer einstufigen Stirnradstufe 86, ausgebildet. Die Stirnradstufe 86 ist am axial antriebsseitigen Ende des Getriebes 100 angeordnet. Eines der Räder der Stirnradstufe 86 ist mit einer Welle des zweiten Energiewandlers 80 drehfest verbunden, ein anderes Stirnrad ist drehfest mit der Antriebswelle verbunden. Es handelt sich bei dem Getriebe 100 um ein eingangsgekoppeltes Getriebe.
Bei dem Getriebe 100 ist der Variator 16 bei Fahrzeugstillstand voll ausgeschwenkt und generiert dadurch aktiv einen Stillstand des Fahrzeugs. Beim Anfahren vorwärts ist üblicherweise der erste langsame Vorwärtsfahrbereich eingelegt, wofür die zweite Kupplung 52 und die dritte Kupplung 60 betätigt sind. Dies ist in 2 in den Spalten K2 für die zweite Kupplung 52 und K3 für die dritte Kupplung 60 dargestellt. Der Variator 16 schwenkt nun in die entgegengesetzte Drehzahlrichtung aus. Hier erfolgt der Wechsel bei der Geschwindigkeit A von der zweiten Kupplung 52 zu der ersten Kupplung 50 bei synchronen Drehzahlverhältnissen, womit der zweite langsame Vorwärtsfahrbereich eingelegt wird. Der Zustand der ersten Kupplung 50 ist in Spalte K1 in 2 veranschaulicht. Der Variator 16 schwenkt nun wieder in die andere Richtung zurück. Bei seiner Maximalstellung ist die Maximalgeschwindigkeit B des langsamen Vorwärtsfahrbereichs, genauer gesagt des zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereichs, erreicht.
In diesem Punkt kann beispielsweise eine Umschaltung in den schnellen Fahrbereich erfolgen, genauer gesagt in den zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich. Dafür ist beispielsweise automatisch in dem zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereich die zweite Synchronisierung 76 von einer Steuereinrichtung automatisch vorgewählt worden, wodurch diese bereits betätigt ist. Danach wird die dritte Kupplung 60 geöffnet und die vierte Kupplung 62 für den eigentlichen Fahrbereichswechsel betätigt. Der Schaltzustand der vierten Kupplung 62 ist in 2 in Spalte K4 veranschaulicht und der Schaltzustand der zweiten Synchronisierung 76 in Spalte S2. So wird nur ein reibschlüssiges Schaltelement bei diesem Fahrbereichswechsel unter Last geschaltet. Bei diesem Fahrbereichswechsel wird eine Hydrostatdrehzahl des Variators 16 angepasst. Die Schaltung kann automatisch ohne Zugkraftunterbrechung während der Fahrt erfolgen.
Für einen Reversiervorgang wird zunächst in einen langsamen Vorwärtsfahrbereich gewechselt. In den langsamen Vorwärtsfahrbereichen kann ein Rückwärtsfahrbereich durch die erste Synchronisierung 74 vorgewählt werden, da die zweite Synchronisierung 76 offen ist. Die eigentliche Reversierung erfolgt über das Öffnen der dritten Kupplung 60 und Schließen der vierten Kupplung 62. Abhängig von der jeweiligen Geschwindigkeit ist zusätzlich die erste oder zweite Kupplung 50, 52 geschlossen. Die beiden Synchronisierungen 74, 76 können in anderen Ausführungsformen als Reibkupplungen oder Klauenkupplungen ausgebildet sein.
Für den Fahrer eines Fahrzeugs mit dem Getriebe 100 können mehrere Fahrstrategien zur Verfügung gestellt werden. Der Fahrer kann die Fahrbereiche manuell vorgeben. Beispielsweise können die beiden langsamen Vorwärtsfahrbereiche bei Feldarbeiten gewählt werden, wo eine hohe Zugkraft bei verringerter maximaler Geschwindigkeit sinnvoll ist. Die mechanischen Punkte im Hauptarbeitsbereich sorgen dabei für eine hohe Effizienz. Der Fahrer kann die schnellen Vorwärtsfahrbereiche wählen, wobei bei verringerter Zugkraft eine hohe Geschwindigkeit möglich ist. Die Zugkraft reicht für Straßenfahrten und viele Transportarbeiten aus. Durch den synchronen Bereichswechsel zwischen den zwei schnellen Vorwärtsfahrbereichen ist das Beschleunigungsverhalten unterbrechungsfrei. Die mechanischen Punkte sind den üblichen Transportgeschwindigkeiten angepasst, was ebenfalls die Effizienz steigert.
Eine Steuereinrichtung des Getriebes 100 kann dazu ausgebildet sein, bei manuell vorgewählten schnellen oder langsamen Vorwärtsfahrbereichen oder Rückwärtsfahrbereichen automatisch zwischen dem jeweiligen ersten und zweiten dieser Fahrbereiche zu wechseln. Ist eine höhere Zugkraft im Transport nötig, kann auch eine automatische Fahrbereichsschaltung zwischen Langsam und Schnell gewählt werden. Dadurch kann eine hohe Zugkraft beim Anfahren erzielt werden und gleichzeitig eine Fahrgeschwindigkeit bis zur Maximalgeschwindigkeit D ermöglicht werden.
Wie in 2 zu erkennen ist, kann Fahrbereich 1L durch Betätigung der zweiten Kupplung 52 und dritten Kupplung 60, und Fahrbereich 2L durch Betätigung der ersten Kupplung 50 und der dritten Kupplung 60 bereitgestellt werden. Fahrbereich 1S kann durch Betätigung der zweiten Kupplung 52, der vierten Kupplung 62 und der zweiten Synchronisierung 76, und Fahrbereich 2S durch Betätigung der ersten Kupplung 50, der vierten Kupplung 62 und der zweiten Synchronisierung 76 bereitgestellt werden. Fahrbereich 1R kann durch Betätigung der zweiten Kupplung 52, der vierten Kupplung 62 und der ersten Synchronisierung 74, und Fahrbereich 2R durch Betätigung der ersten Kupplung 50, der vierten Kupplung 62 und der ersten Synchronisierung 74 bereitgestellt werden.
Die weiteren Figuren veranschaulichen weitere Ausführungsformen eines leistungsverzweigten stufenlosen Getriebes und die jeweiligen zugeordneten Schaltmatrizen. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der ersten Ausführungsform eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit dem gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
3 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Getriebes 200. Das Getriebe 200 unterscheidet sich von dem Getriebe 100 der ersten Ausführungsform durch die räumliche Anordnung der ersten und zweiten Kupplung 50, 52. Bei dem Getriebe 100 sind diese axial überlappend mit den beiden Planetenradsätzen der Planetenbaugruppe 18 angeordnet. Die Stirnradstufe 56, welche das erste Hohlrad 34 mit der ersten Kupplung 50 verbindet, ist axial antriebsseitig angeordnet. Bei dem Getriebe 200 sind die erste und die zweite Kupplung 50, 52 axial versetzt zu den beiden Planetenradsätzen der Planetenbaugruppe 18 angeordnet. Die Stirnradstufe 56, welche das erste Hohlrad 34 mit der ersten Kupplung 50 verbindet, ist axial abtriebsseitig angeordnet und mit dem ersten Hohlrad 34 über eine radial außerhalb der Planetenradsätze verlaufenden Hohlwelle verbunden. Die Stirnradstufe 58, welches die Hohlwelle 84 und damit das zweite Sonnenrad 40 mit der zweiten Kupplung 52 verbindet, ist axial abtriebsseitig zu der Stirnradstufe 56 angeordnet. Die erste und die zweite Kupplung 50, 52 sind zwischen den Stirnradstufen 56, 58 angeordnet. Die erste und die zweite Kupplung 50, 52 sind bei dem Getriebe 200 radial überlappend mit den beiden Planetenradsätzen angeordnet. Dadurch wird radial weniger Bauraum benötigt, wodurch der Achsversatz von Antrieb 12 und Abtrieb 14 verringert werden kann.
Außerdem ist die Getriebeanordnung 64 mit der dritten und vierten Kupplung 60, 62 anders angeordnet und verschaltet. Durch das Vorsehen einer weiteren reibschlüssigen Kupplung 88 kann ein Getriebe mit einem Schaltelement weniger als in der ersten Ausführungsform bereitgestellt werden. Mittels der dritten Kupplung 60 ist die Zwischenwelle 54 weiterhin mit dem Abtrieb 14 drehfest verbindbar. Die Zwischenwelle 54 ist mit der Vorgelegewelle 66 über die einstufige erste Stirnradstufe 68 mechanisch wirkverbunden. Dabei ist die Vorgelegewelle 66 radial außerhalb der Zwischenwelle 54 angeordnet, sodass der Abtrieb 14 in Radialrichtung zwischen dem Antrieb 12 und der Vorgelegewelle 66 angeordnet ist. Die Vorgelegewelle ist mit dem Abtrieb 14 selektiv über die einstufige zweite Stirnradstufe 70 und die vierte Kupplung 66 oder die zweistufige dritte Stirnradstufe 72 und die weitere Kupplung 88 mechanisch wirkverbindbar.
In 4 ist die Schaltmatrix des Getriebes 200 veranschaulicht, wobei ein Schaltzustand der weiteren Kupplung 88 in der Spalte K5 veranschaulicht ist. Für den ersten langsamen Vorwärtsfahrbereich sind die zweite Kupplung 52 und die vierte Kupplung 62 geschlossen. Beim Anfahren aus dem aktiven Stillstand schwenkt der Variator 16 bis zu einer Maximaldrehzahl in die entgegengesetzte Drehzahlrichtung aus. An diesem Punkt wird die zweite Kupplung 52 geöffnet und die erste Kupplung 50 bei einer Synchrondrehzahl geschlossen. Der Variator 16 wird im Anschluss beim weiteren Beschleunigen wieder in die entgegengesetzte Richtung zurückgedreht. Bei Erreichen des Endes des zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereichs mit Geschwindigkeit B wird in jeweilige schnelle Vorwärtsfahrbereiche gewechselt. Die Umschaltung erfolgt über das Öffnen der vierten Kupplung 62 und Schließen der dritten Kupplung 60. An diesem Punkt wird die Variatordrehzahl angepasst. Da bei dem Getriebe 200 eine Vorwahlschaltung der schnellen Vorwärtsfahrbereiche im Gegensatz zu Getriebe 100 fehlt, wird diese Schaltung wie eine Lastschaltung mit rampenähnlicher Anpassung der Kupplungsdrücke ausgeführt. Wie bei der ersten Ausführungsform können die Fahrbereiche manuell oder automatisch ausgewählt werden.
Wie in 4 zu erkennen ist, kann Fahrbereich 1L durch Betätigung der zweiten Kupplung 52 und vierten Kupplung 62, und Fahrbereich 2L durch Betätigung der ersten Kupplung 50 und der vierten Kupplung 62 bereitgestellt werden. Fahrbereich 1S kann durch Betätigung der zweiten Kupplung 52 und der dritten Kupplung 60, und Fahrbereich 2S durch Betätigung der ersten Kupplung 50 und der dritten Kupplung 60 bereitgestellt werden. Fahrbereich 1R kann durch Betätigung der zweiten Kupplung 52 und der weiteren Kupplung 88, und Fahrbereich 2R durch Betätigung der ersten Kupplung 50 und der weiteren Kupplung 88 bereitgestellt werden.
5 zeigt eine dritte Ausführungsform eines Getriebes 300. Das Getriebe 300 unterscheidet sich von dem Getriebe 100 durch die Anordnung der ersten Kupplung 50 und der zweiten Kupplung 52. Die beiden Kupplungen 50, 52 sind koaxial zu dem Antrieb 12 und den beiden Planetenradsätzen angeordnet und ebenfalls als Doppelkupplung ausgebildet. Statt der zwei Stirnradstufen 56, 58 zum Verbinden mit den beiden Ausgangswellen der Planetenbaugruppe 18 sind die erste und die zweite Kupplung direkt mit den jeweiligen Drehelementen der Planetenbaugruppe 18, also vorliegend dem ersten Hohlrad 34 und dem zweiten Planetenträger 42 verbunden. Die Wirkverbindung mit der Zwischenwelle 54 wird durch eine einzige einstufige Stirnradstufe 90 bereitgestellt. Dadurch wird eine Stirnradstufe weniger benötigt und die Bauweise des Getriebes 300 ist kompakt. Die Stirnradstufe 90 ist abtriebsseitig zu der Planetenbaugruppe 18 und der ersten und zweiten Kupplung 50, 52 angeordnet. Die Getriebeanordnung 64 ist wie bei der zweiten Ausführungsform gemäß Getriebe 200 ausgebildet, kann aber auch wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Getriebe 100 ausgebildet sein. Demnach ist die Schaltmatrix von 6 identisch zu der von 4.
Ein Bereichswechsel zwischen jeweiligen ersten und zweiten Fahrbereichen bei Synchrondrehzahl setzt bei dem Getriebe 300 einen Blockumlauf des Simpson-Satzes, also der beiden Planetenradsätze voraus. Daher wird die Drehzahl des Variators 16 nicht komplett von einem maximalen positiven Drehzahlbereich zu einem maximalen negativen Drehzahlbereich durchschwenkt. Der Blockumlauf bei der Umschaltung hat Wirkungsgradvorteile. Zudem ist der Variator 16 mit der Stirnradstufe 86 bei dem Getriebe 300 abtriebsseitig im Bereich der Zapfwelle 20 mit dem Antrieb 12 verbunden. Dafür sind die axialen Positionen der beiden Energiewandler 78, 80 in dem Variator 16 vertauscht. Dadurch kann eine radiale Abmessung des Getriebes 300 geringer sein.
7 zeigt eine vierte Ausführungsform eines Getriebes 400. Bei dem Getriebe 400 ist im Gegensatz zu den anderen Ausführungsformen die Planetenbaugruppe 18 vom Grundaufbau anders. Die Planetenbaugruppe 18 weist weiterhin ein erstes Sonnenrad 430 und einen ersten Planetenträger 432 auf, welche einen ersten Planetenradsatz ausbilden. Der erste Planetenradsatz ist bei dem Getriebe 400 jedoch frei von einem Hohlrad. Weiterhin weist die Planetenbaugruppe ein zweites Sonnenrad 440, einen zweiten Planetenträger 442 und ein zweites Hohlrad 444, welche einen zweiten Planetenradsatz ausbilden, auf. Der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz bilden zusammen einen Stufenplanetenradsatz aus. Der erste Planetenträger 432 bildet mit dem zweiten Planetenträger 442 einen gemeinsamen Stufenplanetenträger aus, auf welchem jeweilige sowohl mit dem ersten Planetenradsatz als auch dem zweiten Planetenradsatz in Eingriff stehende Stufenplanetenräder 450a drehbar gelagert sind. Der Stufenplanetensatz ist koaxial zum Antrieb 12 angeordnet. Die einzelnen Stufenplaneten 450 weisen einen Abschnitt mit größerem Durchmesser, welcher mit dem zweiten Sonnenrad 440 und dem zweiten Hohlrad 44 kämmt, und einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser auf, welcher mit dem ersten Sonnenrad 430 kämmt. Die Abschnitte sind jeweils permanent drehfest miteinander verbunden.
Das erste Sonnenrad 430 ist mit dem Antrieb 12 permanent drehfest verbunden. Die Variatorwelle der Planetenbaugruppe 18 ist mit dem zweiten Hohlrad 444 permanent drehfest verbunden. Die erste Ausgangswelle ist mit dem Stufenplanetenträger permanent drehfest verbunden. Die zweite Ausgangswelle ist mit dem zweiten Sonnenrad 440 permanent drehfest verbunden.
Das Getriebe 400 weist ebenfalls eine erste Kupplung 450 und eine zweite Kupplung 452 auf. Die erste Ausgangswelle ist über die erste Kupplung 450 und die zweite Ausgangswelle über die zweite Kupplung 452 mit einer Zwischenwelle 54 mechanisch wirkverbindbar. Die erste Ausgangswelle des Getriebes 400 ist mit einer ersten Stufenzwischenwelle 460 über eine erste Stirnradstufe 462 und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Stufenzwischenwelle 464 über eine zweite Stirnradstufe 466 mechanisch wirkverbunden. Die beiden Stufenzwischenwellen 460, 464 sind als Hohlwellen ausgebildet und koaxial zum Abtrieb 14 angeordnet. Die erste Stufenzwischenwelle 460 ist mittels der ersten Kupplung 450 drehfest mit der Zwischenwelle 54 verbindbar. Die zweite Stufenzwischenwelle 464 ist mittels der zweiten Kupplung 52 drehfest mit der Zwischenwelle 54 verbindbar. Die axiale Anordnung der Stirnradstufen 462 und 466 ist abtriebsseitig zu der Planetenbaugruppe 18 und ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform. Die erste Kupplung 450 und die zweite Kupplung 452 sind axial zwischen den Stirnradstufen 462 und 466 angeordnet.
Das Getriebe 400 weist auch eine dritte Kupplung 472 und eine vierte Kupplung 474 auf. Die zweite Stufenzwischenwelle 464 ist mit der Zwischenwelle 54 über die dritte Kupplung 472 drehfest verbindbar. Die zweite Stufenzwischenwelle 464 ist mit dem Abtrieb 14 zudem über eine Getriebeanordnung 470 mechanisch wirkverbindbar, die im Folgenden beschrieben wird. Ferner ist die Zwischenwelle 54 mittels der vierten Kupplung 474 drehfest mit dem Abtrieb 14 verbindbar.
Die Getriebeanordnung 470 weist eine Vorgelegewelle 476, eine einstufige erste Stirnradstufe 478, eine einstufige zweite Stirnradstufe 480, eine zweistufige dritte Stirnradstufe 482 sowie eine erste Synchronisierung 490 und eine zweite Synchronisierung 492 auf. Die zweite Stufenzwischenwelle 464 ist mit der Vorgelegewelle 476 über die einstufige erste Stirnradstufe 478 mechanisch wirkverbunden. Dafür ist ein Rad der einstufigen ersten Stirnradstufe 478 permanent drehfest mit der zweiten Zwischenwelle 464 und ein anderes Rad der einstufigen ersten Stirnradstufe 478 permanent drehfest mit der Vorgelegewelle 476 verbunden. Die Vorgelegewelle 476 ist mit dem Abtrieb 14 selektiv über die zweistufige dritte Stirnradstufe 482 mittels der ersten Synchronisierung 490 oder die einstufige zweite Stirnradstufe 480 mittels der zweiten Synchronisierung 492 mechanisch wirkverbindbar. Dafür ist jeweils ein Rad der zweiten und dritten Stirnradstufe 480, 482 mit der Abtriebswelle permanent drehfest verbunden. Statt der zwei Synchronisierungen 490, 492 sind in anderen Ausführungsformen beispielsweise Reibkupplungen oder Klauenkupplungen vorgesehen.
Bei dem Getriebe 400 ist der Variator 16 ähnlich zu der fünften Ausführungsform, welche noch im Folgenden beschrieben wird, axial antriebsseitig zu der Planetenbaugruppe 18 angeordnet und mit der Stirnradstufe 82 mit dem zweiten Hohlrad 444 mechanisch wirkverbunden. Mit dem Antrieb 12 ist der Variator 16 mittels der Stirnradstufe 86 verbunden. Das Getriebe 400 ist somit eingangsgekoppelt. Das Getriebe 400 hat eine geringe Bauteilanzahl und einen geringen Platzbedarf. Die erste und zweite Kupplung 450, 452, die dritte und vierte Kupplung 472, 474 und die erste und zweite Synchronisierung 490, 492 sind jeweils als axial verschachteltes Doppelschaltelement ausgebildet. Die erste bis vierte Kupplung 450, 452, 472, 474 sind jeweils koaxial mit dem Abtrieb 14 abtriebsseitig zu der Planetenbaugruppe 18 angeordnet. Die erste und zweite Synchronisierung 490, 492 sind koaxial mit der Vorgelegewelle 476 angeordnet.
8 veranschaulicht für das Getriebe 400 eine Schaltmatrix. Beim Anfahren aus einem Fahrzeugstillstand ist der Variator 16 in einer Maximalstellung für einen aktiven Stillstand des Fahrzeugs und die erste Kupplung 450 und die vierte Kupplung 474 sind eingelegt, womit der erste langsame Vorwärtsfahrbereich gewählt ist. In der Schaltmatrix sind die Schaltzustände der ersten bis vierten Kupplung 450, 452, 472, 474 dabei durch die Spalten K1 bis K4 veranschaulicht und die der ersten und zweiten Synchronisierung 490, 492 durch Spalten S1 und S2.
Der Variator 16 schwenkt beim Beschleunigen bis zu seiner entgegengesetzten Maximalstellung aus, bei welcher die erste Kupplung 450 öffnet und die zweite Kupplung 452 schließt und somit der zweite langsame Vorwärtsfahrbereich gewählt wird. Die Stirnradstufen 462, 466 vor der ersten und zweiten Kupplung 450, 452 ermöglichen dabei eine Umschaltung bei synchronen Drehzahlverhältnissen, ohne einen Blockumlauf in der Planetenbaugruppe 18 zu benötigen. Bei einer weiteren Beschleunigung schwenkt der Variator zurück in Richtung seiner Stellung beim Anfahren. Beim Erreichen der entsprechenden Maximalstellung ist das Ende des zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereichs erreicht. Vor diesem Punkt erfolgt eine Vorwahlschaltung durch Betätigen der zweiten Synchronisierung 492. Bei Erreichen des Endpunktes wird die vierte Kupplung 474 geöffnet und die dritte Kupplung 472 geschlossen, um von dem zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereich in einen der schnellen Vorwärtsfahrbereiche zu wechsein. Eine Drehzahl des Variators 16 wird bei diesem Wechsel der Fahrbereiche beim Getriebe 400 angepasst, wobei die Umschaltung während der Fahrt ausgeführt werden kann. Für ein Reversieren wird auch bei dem Getriebe 400 zunächst ein langsamer Vorwärtsfahrbereich gewählt. Dann kann eine Vorwahlschaltung durch Schließen der ersten Synchronisierung 490 erfolgen. Das eigentliche Reversieren erfolgt dann durch ein Öffnen der vierten Kupplung 474 und ein Schließen der dritten Kupplung 472. Abhängig davon, ob der erste oder der zweite Rückwärtsfahrbereich eingestellt werden soll, wird zusätzlich die erste Kupplung 450 oder die zweite Kupplung 452 geschlossen.
Wie in 8 zu erkennen ist, kann Fahrbereich 1L durch Betätigung der ersten Kupplung 450 und vierten Kupplung 474, und Fahrbereich 2L durch Betätigung der zweiten Kupplung 452 und vierten Kupplung 474 bereitgestellt werden. Fahrbereich 1S kann durch Betätigung der ersten Kupplung 450, der dritten Kupplung 472 und der zweiten Synchronisierung 492, und Fahrbereich 2S durch Betätigung der zweiten Kupplung 452, der dritten Kupplung 472 und der zweiten Synchronisierung 492 bereitgestellt werden
Fahrbereich 1R kann durch Betätigung der ersten Kupplung 450, der dritten Kupplung 472 und der ersten Synchronisierung 490, und Fahrbereich 2R durch Betätigung der zweiten Kupplung 452, der dritten Kupplung 472 und der ersten Synchronisierung 490 bereitgestellt werden.
9 zeigt eine fünfte Ausführungsform eines Getriebes 500. Bei dem Getriebe 500 ist die Planetenbaugruppe 18 aus 1 anders angeschlossen. Der Energiewandler 78 ist mittels der Stirnradstufe 82 mit einer Hohlwelle verbunden, welche mit dem zweiten Hohlrad 44 permanent drehfest verbunden ist. Das zweite Hohlrad 44 bildet bei dem Getriebe 500 also die Variatorwelle oder ist mit dieser permanent drehfest verbunden. Das erste Hohlrad 34 ist mit dem zweiten Planetenträger 42 permanent drehfest verbunden. Der zweite Planetenträger 42 ist mit der ersten Ausgangswelle permanent drehfest verbunden und mittels der ersten Kupplung 50 mit der Zwischenwelle 54 mechanisch wirkverbindbar. Das zweite Sonnenrad 40 ist mit der zweiten Ausgangswelle permanent drehfest verbunden und mittels der zweiten Kupplung 52 mit der Zwischenwelle 54 mechanisch wirkverbindbar. Die beiden Kupplungen 50, 52 sind wie bei dem Getriebe 300 gemäß der dritten Ausführungsform angeordnet und mit einer gemeinsamen einzigen Stirnradstufe 90 mit der Zwischenwelle 54 verbunden. Die Stirnradstufe 90 ist dabei wie in der dritten Ausführungsform abtriebsseitig zu der Planetenbaugruppe und der ersten und zweiten Kupplung 50, 52 angeordnet. Bei dem Getriebe 500 sind die Kupplung 52, die Kupplung 62 und die Synchronisierung 62 für den zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich gleichzeitig betätigt, wie in 10 zu erkennen ist.
Zudem ist der Variator 16 zwischen dem Motor und der Planetenbaugruppe 18 angeordnet, womit ein eingangsgekoppeltes Getriebe 500 bereitgestellt wird. Falls der Platz zwischen dem Motor und der Planetenbaugruppe 18 für den Variator 16 nicht ausreichend ist, kann dieser in einer anderen Ausführungsform abtriebsseitig der Planetenbaugruppe 18 angeordnet, ähnlich wie bei dem Getriebe 300 oder dem Getriebe 200. Die Getriebeanordnung 64 ist bei dem Getriebe 500 wie bei der ersten Ausführungsform gestaltet mit dem Unterschied, dass die Vorgelegewelle 66 radial außen zu dem Abtrieb 14angeordnet ist, sodass der Abtrieb 14 in Radialrichtung zwischen dem Antrieb 12 und der Vorgelegewelle 66 vorgesehen ist.
Bei Fahrzeugstillstand ist der Variator 16 des Getriebes 500 zunächst voll ausgeschwenkt und generiert dadurch einen aktiven Stillstand des Fahrzeugs. Beim Anfahren in Vorwärtsrichtung in dem ersten langsamen Fahrbereich ist die dritte Kupplung 60 betätigt und auch die erste Kupplung 50 geschlossen. Der Variator 16 schwenkt nun komplett in die entgegengesetzte Drehzahlrichtung aus. Hier erfolgt der Wechsel von der ersten Kupplung 50 zu der zweiten Kupplung 52 und demnach eine Umschaltung von dem ersten langsamen Vorwärtsfahrbereich zu dem zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereich bei synchronen Drehzahlverhältnissen und Geschwindigkeit B.
Die Umschaltung von der ersten Kupplung 50 zu der zweiten Kupplung 52 bedingt einen Blockumlauf der Planetenbaugruppe 18. Durch die veränderte Anbindung an den Radsatz kann aber hier die Drehzahlbandbreite des Variators 16 trotzdem voll ausgenutzt werden. Der Variator 16 schwenkt in diesem Fahrbereich dann wieder in die entgegengesetzte Richtung zurück. An diesem Punkt ist das Ende des zweiten langsamen Vorwärtsfahrbereichs mit Geschwindigkeit B erreicht. Nun erfolgt die bereits automatisch vorgewählte Umschaltung in den jeweiligen schnellen Vorwärtsfahrbereich, analog zur vierten Ausführungsform. Für den Reversiervorgang wird zunächst in den jeweiligen langsam Vorwärtsfahrbereich gewechselt, in dem der Rückwärtsbereich über die Synchronisierung S1 vorgewählt wird, wie dies ebenfalls bei der vierten Ausführungsform erfolgt.
Bei dem Getriebe 500 ist eine geringere Anzahl von Bauteilen sowie ein verminderter Platzbedarf notwendig. Die Umschaltung von der Betätigung der ersten Kupplung 50 zu der Betätigung der zweiten Kupplung 52 im Blockumlauf ermöglicht zudem einen sehr guten Wirkungsgrad.
Wie in 10 zu erkennen ist, kann Fahrbereich 1L durch Betätigung der ersten Kupplung 50 und dritten Kupplung 60, und Fahrbereich 2L durch Betätigung der zweiten Kupplung 52 und dritten Kupplung 60 bereitgestellt werden. Fahrbereich 1S kann durch Betätigung der ersten Kupplung 50, der vierten Kupplung 62 und der zweiten Synchronisierung 76, und Fahrbereich 2S durch Betätigung der zweiten Kupplung 52, der vierten Kupplung 62 und der zweiten Synchronisierung 76 bereitgestellt werden. Fahrbereich 1R kann durch Betätigung der ersten Kupplung 50, der vierten Kupplung 62 und der ersten Synchronisierung 74, und Fahrbereich 2R durch Betätigung der zweiten Kupplung 52, der vierten Kupplung 62 und der ersten Synchronisierung 74 bereitgestellt werden.
Bezugszeichenliste

100; 200; 300; 400; 500: Getriebe
12: Antrieb
14: Abtrieb
16: Variator
18: Planetenbaugruppe
20: Zapfwelle
30, 40; 430, 440: Sonnenrad
32, 42; 432, 442: Planetenträger
36, 46; 450a: Planetenräder
34, 44; 444: Hohlrad
50; 450: erste Kupplung
52; 452: zweite Kupplung
54: Zwischenwelle
56, 58, 68, 70, 72, 82, 86; 90; 462, 466, 478, 480 482: Stirnradstufe
60; 472: dritte Kupplung
62; 474: vierte Kupplung
64; 470: Getriebeanordnung
66; 476: Vorgelegewelle
74; 490: erste Synchronisierung
76; 492: zweite Synchronisierung
78, 80: Energiewandler
84: Hohlwelle
88: weitere Kupplung
460, 464: Stufenzwischenwelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19522833 A1 [0002]

Claims

Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) mit einem Antrieb (12), einem Abtrieb (14), einem Variator (16), und einer Planetenbaugruppe (18), wobei die Planetenbaugruppe (18) eine erste und zweite Ausgangswelle sowie eine Variatorwelle aufweist, wobei der Variator (16) mit der Variatorwelle und dem Antrieb (12) mechanisch wirkverbunden ist, wobei das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment von dem Antrieb (12) über die erste und zweite Ausgangswelle an den Abtrieb (14) zu übertragen, wobei das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) dazu ausgebildet ist, einen ersten langsamen und einen ersten schnellen Vorwärtsfahrbereich sowie einen zweiten langsamen und einen zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich bereitzustellen, wobei der erste langsame und der erste schnelle Vorwärtsfahrbereich bei einer Drehgeschwindigkeit am Abtrieb (14) von Null beginnt, wobei das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) für einen synchronen Wechsel von dem ersten langsamen in den zweiten langsamen und von dem ersten schnellen in den zweiten schnellen Vorwärtsfahrbereich ausgebildet ist, und wobei das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) dazu ausgebildet ist, dass wenigstens zwischen einem der langsamen Vorwärtsfahrbereiche und einem der schnellen Vorwärtsfahrbereiche während der Fahrt gewechselt werden kann.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) dazu ausgebildet ist, einen ersten Rückwärtsfahrbereich und einen zweiten Rückwärtsfahrbereich bereitzustellen, wobei der erste Rückwärtsfahrbereich bei einer Drehgeschwindigkeit am Abtrieb (14) von Null beginnt und zwischen dem ersten Rückwärtsfahrbereich und dem zweiten Rückwärtsfahrbereich synchron gewechselt werden kann.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200; 300; 500) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenbaugruppe (18) ein erstes Sonnenrad (30), einen ersten Planetenträger (32) und ein erstes Hohlrad (34), welche einen ersten Planetenradsatz ausbilden, ein zweites Sonnenrad (40), einen zweiten Planetenträger (42) und ein zweites Hohlrad (44), welche einen zweiten Planetenradsatz ausbilden, eine erste Kupplung (50) und eine zweite Kupplung (52) aufweist, wobei das erste Sonnenrad (30) mit dem zweiten Sonnenrad (40) und der erste Planetenträger (42) mit dem Antrieb (14) permanent drehfest verbunden ist, wobei die erste Ausgangswelle mit einer Zwischenwelle (54) mittels der ersten Kupplung (50) und die zweite Ausgangswelle mit der Zwischenwelle (54) mittels der zweiten Kupplung (52) mechanisch wirkverbindbar ist, und wobei das Getriebe (100; 200; 300; 500) dazu ausgebildet ist, ein Drehmoment von der Zwischenwelle (54) an den Abtrieb (14) zu übertragen.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200; 300) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (34) mit der ersten Ausgangswelle, der zweite Planetenträger (42) mit der zweiten Ausgangswelle, das zweite Sonnenrad (40) mit der Variatorwelle und der erste Planetenträger (32) mit dem zweiten Hohlrad (44) permanent drehfest verbunden ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (500) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Hohlrad (34) mit dem zweiten Planetenträger (42), die Variatorwelle mit dem zweiten Hohlrad (44), der zweite Planetenträger (42) mit der ersten Ausgangswelle und das zweite Sonnenrad (40) mit der zweiten Ausgangswelle permanent drehfest verbunden ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausgangswelle über eine erste Stirnradstufe (56) sowie die erste Kupplung (50) und die zweite Ausgangswelle über eine zweite Stirnradstufe (58) sowie die zweite Kupplung (52) mit der Zwischenwelle mechanisch wirkverbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (300) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausgangswelle über eine Stirnradstufe (90) sowie die erste Kupplung (50) und die zweite Ausgangswelle über die Stirnradstufe (90) sowie die zweite Kupplung (52) mit der Zwischenwelle (54) mechanisch wirkverbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200; 300; 500) nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenwelle (54) mit dem Abtrieb mittels einer dritten Kupplung (60) drehfest verbindbar und mittels einer vierten Kupplung (62) mit dem Abtrieb (14) über eine Getriebeanordnung (64) mechanisch wirkverbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 500) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (64) eine Vorgelegewelle (66), eine einstufige erste Stirnradstufe (68), eine einstufige zweite Stirnradstufe (70), eine zweistufige dritte Stirnradstufe (72), eine erste Synchronisierung (74) und eine zweite Synchronisierung (76) aufweist, wobei die Zwischenwelle (54) mit der Vorgelegewelle (66) über die einstufige erste Stirnradstufe (68) und die vierte Kupplung (62) mechanisch wirkverbindbar ist, und wobei die Vorgelegewelle (66) mit dem Abtrieb (14) selektiv über die zweistufige dritte Stirnradstufe (72) und die erste Synchronisierung (74) oder die einstufige zweite Stirnradstufe (70) und die zweite Synchronisierung (76) mechanisch wirkverbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (200; 300) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (64) eine Vorgelegewelle (66), eine einstufige erste Stirnradstufe (68), eine einstufige zweite Stirnradstufe (70), eine zweistufige dritte Stirnradstufe (72), und eine weitere Kupplung (88) aufweist, wobei die Zwischenwelle (54) mit der Vorgelegewelle (66) über die erste einstufige Stirnradstufe (68) mechanisch wirkverbunden ist, und wobei die Vorgelegewelle (66) mit dem Abtrieb (14) selektiv über die einstufige zweite Stirnradstufe (70) und die vierte Kupplung (62) oder die zweistufige dritte Stirnradstufe (72) und die weitere Kupplung (88) mechanisch wirkverbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (400) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Planetenbaugruppe (18) ein erstes Sonnenrad (430) und einen ersten Planetenträger (432), welche einen ersten Planetenradsatz ausbilden, sowie ein zweites Sonnenrad (440), einen zweiten Planetenträger (442) und ein zweites Hohlrad (444), welche einen zweiten Planetenradsatz ausbilden, aufweist, wobei das Getriebe (400) eine erste Kupplung (450) und eine zweite Kupplung (452) aufweist, wobei das erste Sonnenrad (430) mit dem Antrieb (12) permanent drehfest verbunden ist, wobei der erste Planetenradsatz und der zweite Planetenradsatz zusammen einen Stufenplanetenradsatz ausbilden, bei dem der erste Planetenträger (432) mit dem zweiten Planetenträger (442) einen gemeinsamen Stufenplanetenträger ausbildet, auf welchem jeweilige sowohl mit dem ersten Planetenradsatz als auch dem zweiten Planetenradsatz in Eingriff stehende Stufenplanetenräder (450) drehbar gelagert sind, wobei die Variatorwelle mit dem zweiten Hohlrad (444), die erste Ausgangswelle mit dem Stufenplanetenträger und die zweite Ausgangswelle mit dem zweiten Sonnenrad (440) permanent drehfest verbunden ist, wobei die erste Ausgangswelle über die erste Kupplung (450) und die zweite Ausgangswelle über die zweite Kupplung (452) mit einer Zwischenwelle (54) mechanisch wirkverbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (500) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausgangswelle mit einer ersten Stufenzwischenwelle (460) über eine erste Stirnradstufe (462) und die zweite Ausgangswelle mit einer zweiten Stufenzwischenwelle (464) über eine zweite Stirnradstufe (466) mechanisch wirkverbunden ist, wobei die erste Stufenzwischenwelle (460) mittels der ersten Kupplung (450) und die zweite Stufenzwischenwelle (464) mittels der zweiten Kupplung (452) drehfest mit der Zwischenwelle (54) verbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (500) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Stufenzwischenwelle (464) mit der Zwischenwelle (54) über eine dritte Kupplung (472) drehfest verbindbar ist, wobei die zweite Stufenzwischenwelle (464) mit dem Abtrieb (14) über eine Getriebeanordnung (470) mechanisch wirkverbindbar ist, und wobei die Zwischenwelle (54) mittels einer vierten Kupplung (474) drehfest mit dem Abtrieb (14) verbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (500) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (470) eine Vorgelegewelle (476), eine einstufige erste Stirnradstufe (478), eine einstufige zweite Stirnradstufe (480), eine zweistufige dritte Stirnradstufe (482), eine erste Synchronisierung (490) und eine zweite Synchronisierung (492) aufweist, wobei die zweite Stufenzwischenwelle (464) mit der Vorgelegewelle (476) über die einstufige erste Stirnradstufe (478) mechanisch wirkverbunden ist und die Vorgelegewelle (476) mit dem Abtrieb (14) selektiv über die zweistufige dritte Stirnradstufe (482) mittels der ersten Synchronisierung (490) oder die einstufige zweite Stirnradstufe (480) mittels der zweiten Synchronisierung (492) mechanisch wirkverbindbar ist.
Antriebseinheit mit einem leistungsverzweigten stufenlosen Getriebe (100; 200; 300; 400; 500) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Motor, welcher zum Antreiben des Antriebs (12) mit dem Antrieb (12) mechanisch wirkverbunden ist.