DE102020209003A1 - Getriebebaugruppe mit integrierter cvp - Google Patents

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Thomas G. Ore
David Mueller
Rainer Gugel
Ronald D. Bremner
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Deere and Co
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Abstract

Es wird eine Getriebebaugruppe für einen Arbeitsfahrzeugantriebsstrang mit einem Motor bereitgestellt, der Motorleistung an eine Eingangswelle abgibt. Die Getriebebaugruppe beinhaltet ein Getriebebaugruppengehäuse mit einer ersten Gehäuseseite, durch die sich die Eingangswelle erstreckt, und einer zweiten Gehäuseseite; eine kontinuierlich variable Leistungsquelle (CVP), die zumindest teilweise in dem Getriebebaugruppengehäuse enthalten ist; eine Eingangsanordnung, die in dem Getriebebaugruppengehäuse enthalten ist und zumindest eine Eingangsgetriebekomponente aufweist; einen Variator, der in dem Getriebegehäuse enthalten ist, mit einer ersten Variatorseite, die zu der ersten Gehäuseseite ausgerichtet ist, und einer zweiten Variatorseite, die zu der zweiten Gehäuseseite ausgerichtet ist und konfiguriert ist, um die Motorleistung und die CVP-Leistung durch die Eingangsanordnung auf der zweiten Variatorseite aufzunehmen; und eine Getriebezahnradanordnung, die in dem Getriebebaugruppengehäuse zum Übertragen von Ausgangsleistung von dem Variator zu einer Ausgangswelle enthalten ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Nicht zutreffend.
  • ANGABE ÜBER STAATLICH GEFÖRDERTE FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
  • Nicht zutreffend.
  • GEBIET DER OFFENBARUNG
  • Diese Offenbarung bezieht sich auf Antriebsstränge, einschließlich Multimode-Antriebsstränge für den Betrieb von Arbeitsfahrzeugen für Land- und Forstwirtschaft, Bauwesen und andere Anwendungen.
  • HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
  • Es kann nützlich sein, in einer Vielzahl von Einstellungen sowohl einen herkömmlichen Motor (z. B. einen Verbrennungsmotor) als auch mindestens eine stufenlose Leistungsquelle (Continuously Variable Power Source „CVP“) (z. B. einen Elektromotor/Generator oder Hydraulikmotor/Pumpe usw.) zu verwenden, um einem Ausgangselement nutzbare Leistung bereitzustellen. Zum Beispiel kann ein Teil der Motorleistung umgeleitet werden, um eine erste CVP anzutreiben, die wiederum eine zweite CVP antreiben kann. Leistung von dem Motor und/oder der zweiten CVP kann dem Ausgangselement (z. B. einer Fahrzeugachse oder einer anderen Ausgangswelle) zugeführt werden. Der Motor, die CVP(s) und das Ausgangselement können über ein unendlich stufenloses Getriebe (Infinitely Variable Transmission, „IVT“) oder stufenloses Getriebe (Continuously Variable Transmission, „CVT“) operativ verbunden sein.
  • Viele CVTs haben Nachteile. Zum Beispiel bieten manche CVTs für manche Betriebsbedingungen möglicherweise keine ausreichende Leistungsabgabe. Andere CVTs können die Betriebseffizienz verringern, wodurch der Kraftstoffverbrauch hoch ist. Außerdem können einige CVTs zu kompliziert sein, eine übermäßige Anzahl von Teilen enthalten und/oder schwierig zu montieren und zu reparieren sein. Daher können Herstellung und Wartung dieser CVTs ineffizient sein. Darüber hinaus können diese CVTs sperrig sein und das Unterbringen des CVT in einem Arbeitsfahrzeug kann schwierig sein.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
  • Es wird eine Getriebebaugruppe für einen Arbeitsfahrzeugantriebsstrang mit einem Motor bereitgestellt, der Motorleistung an eine Eingangswelle abgibt. Die Getriebebaugruppe beinhaltet ein Getriebebaugruppengehäuse mit einer ersten Gehäuseseite, durch die sich die Eingangswelle erstreckt, und einer zweiten Gehäuseseite, die der ersten Gehäuseseite gegenüberliegt; eine stufenlose Leistungsquelle (CVP), die zumindest teilweise in dem Getriebebaugruppengehäuse enthalten ist; eine Eingangsanordnung, die in dem Getriebebaugruppengehäuse enthalten ist und zumindest eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die selektiv die Motorleistung von der Eingangswelle und die CVP-Leistung von der CVP koppelt; einen Variator, der in dem Getriebegehäuse enthalten ist, mit einer ersten Variatorseite, die zu der ersten Gehäuseseite des Getriebebaugruppengehäuses ausgerichtet ist, und einer zweiten Variatorseite, die zu der zweiten Gehäuseseite des Getriebebaugruppengehäuses ausgerichtet ist und konfiguriert ist, um die Motorleistung durch die Eingangsanordnung auf der zweiten Variatorseite zu empfangen und die CVP-Leistung durch die Eingangsanordnung auf der zweiten Variatorseite zu empfangen; und eine Getriebezahnradanordnung, die in dem Getriebebaugruppengehäuse enthalten ist und konfiguriert ist, um eine selektive Untersetzung zum Übertragen von Ausgangsleistung von dem Variator zu einer Ausgangswelle bereitzustellen.
  • Außerdem wird ein Verfahren zum Herstellen eines Antriebsstrangs für ein Arbeitsfahrzeug offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Bereitstellen eines Motors, einer stufenlosen Leistungsquelle (CVP) und einer Ausgangswelle; und Bereitstellen einer Getriebebaugruppe, die konfiguriert ist, um den Motor und die CVP betriebsfähig mit der Ausgangswelle zu verbinden. Die Getriebebaugruppe ist konfiguriert, um eine Auswahl zwischen einer Vielzahl von Getriebemodi bereitzustellen, in denen die Getriebebaugruppe Leistung von dem Motor und/oder der CVP auf die Ausgangswelle überträgt. Die Getriebebaugruppe beinhaltet eine Eingangsanordnung, die eine Eingangsachse definiert und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die zur Drehung um die Eingangsachse gelagert ist. Der Motor ist mit der Eingangsanordnung verbunden und konfiguriert, um Motorleistung in diese einzugeben, um die mindestens eine Eingangsgetriebekomponente zu drehen, und die CVP ist mit der Eingangsanordnung verbunden und konfiguriert, um CVP-Leistung in diese einzugeben, um die mindestens eine Eingangsgetriebekomponente zu drehen. Die Getriebebaugruppe beinhaltet einen Variator, der eine Variatorachse definiert. Der Variator beinhaltet mindestens eine Planetenradsatzgruppe, die mindestens teilweise zur selektiven Drehung um die Variatorachse gelagert ist und angeordnet ist, um eine erste Zahnradsatzseite und eine zweite Zahnradsatzseite und eine Variatorwelle aufzuweisen, die zur Drehung um die Variatorachse gelagert ist und sich durch den mindestens einen Planetenradsatz erstreckt. Die Variatorwelle weist eine erste Variatorwellenseite in der Nähe der oder sich über die erste Zahnradsatzseite der mindestens einen Planetenradsatzgruppe hinaus erstreckend und eine zweite Variatorwellenseite in der Nähe der oder sich über die zweite Zahnradsatzseite der mindestens einen Planetenradsatzgruppe hinaus erstreckend auf. Die erste Zahnradsatzseite und das erste Variatorwellenende definieren eine erste Variatorseite und die zweite Zahnradsatzseite und das zweite Variatorwellenende definieren eine zweite Variatorseite. Die Getriebebaugruppe beinhaltet eine Vorgelegewellenanordnung, die eine Vorgelegewellenachse definiert und mindestens eine Vorgelegewellenkomponente aufweist, die zur Drehung um die Vorgelegewellenachse gelagert ist. Die Vorgelegewellenanordnung ist konfiguriert, um die kombinierte Leistung von dem Variator zum Drehen der mindestens einen Vorgelegewellenkomponente zu empfangen. Die Getriebebaugruppe beinhaltet ferner eine Ausgangsanordnung, die eine Ausgangsachse definiert und mit mindestens einer Ausgangskomponente, die mit der Ausgangswelle verbunden ist. Die Ausgangsanordnung ist konfiguriert, um die kombinierte Leistung von der Vorgelegewellenanordnung zu empfangen, um die Ausgangswelle in Drehung um die Ausgangsachse anzutreiben. Das Verfahren beinhaltet ferner das Anordnen der Getriebebaugruppe und der CVP derart, dass die Getriebebaugruppe konfiguriert ist, in mindestens einem der Vielzahl von Getriebemodi zu arbeiten, in denen der Variator die Motorleistung und die CVP-Leistung über die Eingangsanordnung auf einer gemeinsamen Seite der ersten und zweiten Variatorseite empfängt, und um kombinierte Leistung auszugeben.
  • Die Details einer oder mehrerer Implementierungen werden in den beigefügten Zeichnungen sowie in der nachstehenden Beschreibung dargelegt. Andere Eigenschaften und Vorteile werden aus der Beschreibung und den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen ersichtlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Seitenansicht eines Arbeitsfahrzeugs gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung;
    • 2 ist eine schematische Ansicht einer stufenlosen Multimode-Getriebebaugruppe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 3 ist eine isometrische Außenansicht der Getriebebaugruppe von 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • Die 4-6 sind isometrische Ansicht der Getriebebaugruppe von 3, wobei Teile eines Gehäuses gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung entfernt sind; und
    • 7 ist eine Endansicht der Getriebebaugruppe von 3, wobei Abschnitte des Gehäuses gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung entfernt sind.
  • Gleiche Referenzsymbole in den unterschiedlichen Zeichnungen bezeichnen gleiche Elemente.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Nachfolgend werden eine oder mehrere beispielhafte Ausführungsformen des offenbarten Antriebsstrangs (oder Fahrzeugs) beschrieben, wie in den begleitenden Figuren der vorstehend kurz beschriebenen Zeichnungen dargestellt. Verschiedene Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen können von Fachleuten auf dem Gebiet in Betracht gezogen werden.
  • Der Einfachheit halber kann „Komponente“ hierin verwendet werden, insbesondere im Kontext eines Planetenradsatzes, um ein Element zur Übertragung von Leistung anzugeben, wie etwa ein Sonnenrad, ein Hohlrad oder einen Planetenradträger. Ferner werden Bezugnahmen auf ein „stufenlos“ variables Getriebe, einen Antriebsstrang oder eine Leistungsquelle so verstanden, dass sie in verschiedenen Ausführungsformen auch Konfigurationen einschließen, einschließlich eines „unendlich“ variablen Getriebes, eines Antriebsstrangs oder einer Leistungsquelle.
  • In der nachfolgenden Erörterung werden verschiedene beispielhafte Konfigurationen von Wellen, Zahnrädern und anderen Leistungsübertragungselementen beschrieben. Es versteht sich, dass verschiedene alternative Konfigurationen innerhalb des Geistes dieser Offenbarung möglich sein können. Beispielsweise können verschiedene Konfigurationen mehrere Wellen anstelle einer einzelnen Welle (oder eine einzelne Welle anstelle mehrerer Wellen) verwenden, können ein oder mehrere Zwischenzahnräder zwischen verschiedenen Wellen oder Zahnrädern zur Übertragung von Drehleistung zwischenschalten usw.
  • Wie hierin verwendet, kann „direkt“ verwendet werden, um eine Leistungsübertragung zwischen zwei Systemelementen ohne eine zwischenzeitliche Umwandlung der Leistung in eine andere Form anzuzeigen. Beispielsweise kann Leistung als „direkt“ von einem Motor an eine Ausgangskomponente übertragen angesehen werden, wenn die Leistung über eine Anzahl von Wellen, Kupplungen und Zahnrädern (z. B. verschiedene Stirnräder, Kegelräder, Summierräder oder andere Zahnräder) übertragen wird, ohne durch eine CVP in eine andere Form umgewandelt zu werden (z. B. ohne durch einen elektrischen Generator oder eine Hydraulikpumpe in elektrische oder hydraulische Leistung umgewandelt zu werden). In bestimmten Konfigurationen kann die fluidische Übertragung von Drehleistung durch einen Drehmomentwandler auch als „direkt“ betrachtet werden.
  • Im Gegensatz dazu kann Leistung nicht als „direkt“ zwischen zwei Systemelementen übertragen angesehen werden, wenn ein wesentlicher Teil der Leistung während der Übertragung in eine andere Form umgewandelt wird. Beispielsweise kann Leistung nicht als „direkt“ zwischen einem Motor und einer Ausgangskomponente übertragen angesehen werden, wenn ein Teil der Leistung des Motors durch eine CVP in eine andere Form umgewandelt wird, selbst wenn dieser Teil später in Drehleistung umgewandelt wird (z. B. durch eine andere CVP) und dann mit der nicht umgewandelten Motorleistung (z. B. durch ein Summierplanetenrad oder eine andere Summierbaugruppe) rekombiniert wird.
  • Wie hierin ebenfalls verwendet, kann „zwischen“ unter Bezugnahme auf eine bestimmte Sequenz oder Reihenfolge von Leistungsübertragungselementen verwendet werden, anstatt unter Bezugnahme auf die physische Ausrichtung oder Platzierung der Elemente. Beispielsweise kann eine Kupplungseinrichtung als „zwischen“ einem Motor und einer Ausgangskomponente liegend betrachtet werden, wenn Leistung über die Kupplungseinrichtung an die Ausgangskomponente geleitet wird, unabhängig davon, ob sich der Motor und die Ausgangskomponente auf physikalisch gegenüberliegenden Seiten der Kupplungseinrichtung befinden oder nicht.
  • Das stufenlose Getriebe (CVT) (oder die „Getriebebaugruppe“) der vorliegenden Offenbarung kann eine Vielzahl von verschiedenen Modi bereitstellen. Beispielsweise kann ein „Split-Pfad“-Leistungsübertragungsmodus vorgesehen sein, bei dem Leistung von sowohl dem Motor als auch einer CVP zur Abgabe von Nutzleistung an das Ausgangselement kombiniert wird. Dies wird wegen der Aufteilung zwischen einem direkten mechanischen Pfad vom Motor und einem unendlichen/stufenlos einstellbaren Pfad durch ein oder mehrere CVPs als „Split-Pfad“-Leistungsübertragung bezeichnet. In weiteren Ausführungsformen kann Nutzleistung durch eine CVP bereitgestellt werden, jedoch nicht durch den Motor (außer in dem Ausmaß, in dem der Motor die CVP antreibt). Dies kann als „nur CVP“-Leistungsübertragung oder Serienmodus bezeichnet werden. Schließlich kann in einigen Ausführungsformen Nutzleistung durch den Motor bereitgestellt werden (z. B. über verschiedene mechanische Übertragungselemente, wie etwa Wellen und Zahnräder), aber nicht durch eine CVP. Dies kann als Leistungsabgabe mit „mechanischem Pfad“ bezeichnet werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann ein Motor Leistung über verschiedene mechanische (oder andere) Leistungsübertragungselemente (z. B. verschiedene Wellen und Zahnräder usw.) sowohl einer ersten Eingangskomponente eines Variators (z. B. einem Planetenträger einer Summierplanetenradsatzgruppe) als auch einer Eingangsschnittstelle (z. B. einer Keilverbindung für eine rotierende Welle) einer ersten CVP bereitstellen. Die erste CVP (z. B. eine elektrische oder hydraulische Maschine) kann die Leistung in eine andere Form (z. B. elektrische oder hydraulische Leistung) zur Übertragung in eine zweite CVP (z. B. eine andere elektrische oder hydraulische Maschine) umwandeln, um es der zweiten CVP zu ermöglichen, Drehleistung an einen zweiten Eingang des Variators (z. B. ein Sonnenrad der Summierplanetenradsatzgruppe) bereitzustellen.
  • Bei der Verwendung von stufenlosen (oder unendlichen) variablen Antriebssträngen kann die relative Effizienz der Leistungsübertragung in verschiedenen Modi von Belang sein. Es versteht sich zum Beispiel, dass Energieverluste in jedem Schritt des Verwendens einer ersten CVP erblich sein können, um Drehleistung von dem Motor in elektrische oder hydraulische Leistung umzuwandeln, die umgewandelte Leistung zu einer zweiten CVP zu übertragen und dann die übertragene Leistung zurück in Drehleistung umzuwandeln. In diesem Licht kann die mechanische Übertragung von Leistung direkt von einem Motor (d. h. im mechanischen Übertragungsmodus) als ein hocheffizienter Modus der Leistungsübertragung angesehen werden, wohingegen die Übertragung von Leistung durch eine CVP (z. B. in einem Split-Pfad-Übertragungsmodus oder einem Nur-CVP-Übertragungsmodus) weniger effizient sein kann. Dementsprechend kann es unter bestimmten Umständen wünschenswert sein, einen Übertragungsmodus mit mechanischem Pfad anstelle eines Split-Pfad-Modus oder Nur-CVP-Modus zu verwenden. Unter anderen Umständen können jedoch die Flexibilität und andere Vorteile, die durch die Verwendung von CVPs bereitgestellt werden, die inhärenten Energieverluste eines Split-Pfad- oder Nur-CVP-Modus überwiegen.
  • Neben anderen Vorteilen können die hierin offenbarten Antriebsstränge den Übergang zwischen einem Split-Pfad-Modus, einem Modus mit mechanischem Pfad und einem Nur-CVP-Modus für ein Fahrzeug oder eine andere angetriebene Plattform nützlicherweise erleichtern. Zum Beispiel kann der offenbarte Antriebsstrang durch geeignete Anordnung und Steuerung verschiedener Zahnradsätze, Wellen und Kupplungen ermöglichen, dass ein Fahrzeug in Abhängigkeit von den Bedürfnissen eines bestimmten Betriebs leicht zwischen einem der drei Modi umgeschaltet werden kann. Die Getriebebaugruppe der vorliegenden Offenbarung kann auch eine Vielzahl von Modi bereitstellen, die unterschiedliche Ausgangsdrehzahlbereiche bereitstellen. Beispielsweise können in einigen Ausführungsformen ein erster Modus mit Split-Pfad und ein zweiter Modus mit Split-Pfad bereitgestellt werden. Der erste Split-Pfad-Modus kann niedrigere Ausgangsdrehzahlbereiche als der zweite Split-Pfad-Modus bereitstellen.
  • Ein Satz von Übertragungselementen kann zum selektiven Wechseln zwischen mehreren Modi vorgesehen sein. Der Satz kann Kupplungen, Bremsen und/oder andere Komponenten beinhalten, die selektiv ein- und ausgerückt werden können, um den Modus des Getriebes zu ändern. Der Satz kann auch ein selektives Umschalten zwischen dem Übertragungsmodus mit mechanischem Pfad, dem Split-Pfad-Modus und dem Nur-CVP-Modus ermöglichen. In einigen Ausführungsformen kann eine Getriebebaugruppe der vorliegenden Offenbarung mindestens einen Nur-CVP-Modus und mindestens einen Split-Pfad-Feldmodus beinhalten. In einigen Ausführungsformen kann die Getriebebaugruppe zusätzlich mindestens einen Nur-Mechanik-Modus bereitstellen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Getriebebaugruppe konstruiert sein, um Drehmoment an der Ausgangswelle und eine Drehzahl von Null aufrechtzuerhalten. Dies kann als „Leistungsnull“ bezeichnet werden. Dieser Modus kann auch ermöglichen, dass sich die Ausgangswelle mit niedrigen Drehzahlen dreht. Dies kann als „Kriechmodus“ bezeichnet werden. In einigen Ausführungsformen können die Leistungsnull- und Kriechmodi Nur-CVP-Modi sein. Die Getriebebaugruppe kann auch einen oder mehrere „Feldmodi“ bereitstellen, um das Arbeitsfahrzeug bei höheren Geschwindigkeiten zu bewegen. In einigen Ausführungsformen kann es mehrere Feldmodi geben, die jeweils unterschiedliche Bodengeschwindigkeitsbereiche für das Arbeitsfahrzeug bereitstellen. Darüber hinaus kann die Getriebebaugruppe in einigen Ausführungsformen mindestens einen Vorwärtsmodus (zum Bewegen des Arbeitsfahrzeugs in einer Vorwärtsrichtung) und mindestens einen Rückwärtsmodus (zum Bewegen des Arbeitsfahrzeugs ist eine Rückwärtsrichtung) bereitstellen.
  • Die Getriebebaugruppe der vorliegenden Offenbarung kann verschiedene Vorteile bereitstellen. Beispielsweise kann die Getriebebaugruppe in einer Anordnung oder Ausrichtung eine Konfiguration aufweisen, die die Integration der CVP innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses ermöglicht. Beispielsweise ist die Getriebebaugruppe derart konfiguriert, dass die Maschinen der CVP parallel zu den anderen Wellen und Komponenten innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses sein können und diese axial überlappen. In einem Beispiel kann die CVP eine Leistungsaufnahme auf einer gemeinsamen Seite eines Variators der Getriebebaugruppe als die des Motors bereitstellen. Diese Konfiguration stellt einen relativ geringeren Platzbedarf für die Getriebebaugruppe und CVP mit einer kürzeren Länge bereit, während mehrere Betriebsmodi ermöglicht werden, wodurch die Verwendung der Getriebebaugruppe über eine Anzahl von Plattformen ermöglicht wird.
  • Wie aus der Erörterung hierin ersichtlich wird, kann der offenbarte Antriebsstrang vorteilhaft in einer Vielzahl von Einstellungen und mit einer Vielzahl von Maschinen verwendet werden. Beispielsweise kann nun unter Bezugnahme auf 1 ein Beispiel der offenbarten Antriebsstränge in einem Arbeitsfahrzeug 100 enthalten sein. In 1 ist das Arbeitsfahrzeug 100 als Traktor mit einem Antriebsstrang 102 (schematisch dargestellt) dargestellt. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen möglich sein können, einschließlich Konfigurationen des Fahrzeugs 100 als eine andere Art von Traktor, eine Erntemaschine, ein Holzschlepper, ein Grader oder eine Art von verschiedenen anderen Arbeitsfahrzeugtypen. Es versteht sich ferner, dass die offenbarten Antriebsstränge auch bei Nicht-Arbeitsfahrzeugen und Nicht-Fahrzeuganwendungen (z. B. Installationen an einem festen Standort) verwendet werden können.
  • Im Allgemeinen kann der Antriebsstrang 102 konfiguriert sein, um Leistung zu erzeugen und die Leistung von einem Motor 104 und/oder anderen Leistungsquellen an ein Ausgangselement (z. B. eine Ausgangswelle) zu übertragen. In einigen Ausführungsformen kann der Antriebsstrang 102 die Leistung auf eine Hinterachse 106 und/oder eine Vorderachse 108 des Arbeitsfahrzeugs 100 übertragen. Der Antriebsstrang 102 kann jedoch konfiguriert sein, um Leistung an eine Zapfwelle abzugeben, um ein Arbeitsgerät anzutreiben, das an dem Fahrzeug 100 getragen wird oder das an einem separaten Fahrzeug getragen wird. Es versteht sich, dass der Antriebsstrang 102 konfiguriert sein kann, um Leistung an andere Leistungssenken abzugeben, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
  • Unter Bezugnahme nun auf 2 ist eine beispielhafte Konfiguration des Antriebsstrangs 102 schematisch dargestellt. Der Antriebsstrang 102 kann den Motor 104 beinhalten, der ein Verbrennungsmotor mit verschiedenen bekannten Konfigurationen sein kann. Der Antriebsstrang 102 beinhaltet auch eine Getriebebaugruppe 110 mit einem Gehäuse 112, das zumindest teilweise eine stufenlose Leistungsquelle (CVP) 114 aufnimmt. Die CVP 114 kann mindestens eine stufenlose Maschine (CVM), wie etwa eine elektrische Maschine oder eine hydraulische Maschine, beinhalten. In der gezeigten Ausführungsform beinhaltet die CVP 114 eine erste CVM 116 und eine zweite CVM 118. Wie in 2 gezeigt, kann die erste CVM 116 über eine Leitung 120, wie etwa einen oder mehrere elektrische Drähte, mit der zweiten CVM 118 betriebsfähig verbunden sein.
  • Im Allgemeinen beinhaltet die Getriebebaugruppe 110 eine Vielzahl von Komponenten, wie etwa Wellen, Zahnräder, Zahnradsätze, Kupplungen, Bremsen und/oder andere Komponenten, die miteinander verbunden sind, um es der Übertragungsleistung zwischen dem Motor 104, der ersten CVM 116 und/oder der zweiten CVM 118 zu ermöglichen, eine Ausgangswelle 122 und/oder ein oder mehrere andere Ausgangselemente angemessen anzutreiben. Beispielsweise kann die Ausgangswelle 122 eine oder mehrere Leistungssenken (z. B. eine oder beide Achsen 106, 108) des Fahrzeugs 100 bilden oder direkt damit verbunden sein. Eine zusätzliche Leistungsausgabe der Getriebebaugruppe 110 kann eines der Zapfwellenelemente („PTO“) 124 sein. In bestimmten Ausführungsformen kann ein Drehmomentwandler oder eine andere Vorrichtung zwischen dem Motor 104 und der Ausgangswelle 122 (oder einer anderen Welle (nicht gezeigt)) enthalten sein, obwohl eine solche Vorrichtung für den Betrieb des Antriebsstrangs 102 nicht erforderlich ist, wie in dieser Offenbarung vorgesehen. Ferner können in bestimmten Ausführungsformen mehrere Wellen (nicht dargestellt), einschließlich verschiedener Wellen, die durch verschiedene Zahnräder oder andere Leistungsübertragungskomponenten miteinander verbunden sind, oder äquivalente Leistungsübertragungskomponenten (z. B. Ketten, Riemen usw.) enthalten sein.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann als stufenloses Getriebe oder unendlich stufenloses Getriebe betrachtet werden. Außerdem kann die Getriebebaugruppe 110 konfiguriert sein, um eine Auswahl zwischen einem der Vielzahl von Getriebemodi bereitzustellen, in denen die Getriebebaugruppe 110 Leistung von dem Motor 104 und/oder der CVP 114 auf die Ausgangswelle 122 überträgt.
  • Zusätzlich zum Bereitstellen von Drehleistung für die Ausgangswelle 122 kann der Motor 104 auch Drehleistung für die erste CVM 116 über die Getriebebaugruppe 110 bereitstellen. Fortfahrend kann die erste CVM 116 die empfangene Leistung in eine alternative Form (z. B. elektrische oder hydraulische Leistung) zur Übertragung über die Leitung 120 umwandeln. Diese umgewandelte und übertragene Leistung kann von der zweiten CVM 118 empfangen und dann von der zweiten CVM 118 erneut umgewandelt werden, um eine Drehleistungsausgabe bereitzustellen. Verschiedene bekannte Steuervorrichtungen (nicht dargestellt) können bereitgestellt werden, um eine solche Umwandlung, Übertragung, Rückwandlung usw. zu regeln.
  • In einigen Ausführungsformen sind die erste CVM 116 und die zweite CVM 118 beide elektrische Maschinen. Außerdem können in einigen Ausführungsformen die erste und/oder die zweite CVM 116, 118 konfiguriert sein, um als Motor (zum Ausgeben mechanischer Leistung aus elektrischer Eingangsleistung) und als Generator (zum Ausgeben elektrischer Leistung aus mechanischer Eingangsleistung) zu arbeiten.
  • Generell kann die Getriebebaugruppe 110 in einigen Ausführungsformen eine Eingangsanordnung 126 mit einer Eingangswelle 128 beinhalten, die eine Eingangsachse 130 definiert. Die Eingangsanordnung 126 kann im Wesentlichen in Bezug auf die Eingangsachse 130 zentriert sein. Die Eingangsachse 130 kann eine Drehachse für mindestens einen Abschnitt der Eingangsanordnung 126 darstellen. Dementsprechend kann die Eingangsanordnung 126 mindestens eine Eingangskomponente beinhalten, die nachstehend erörtert wird und zur Drehung um die Eingangsachse 130 und/oder andere Teile der Getriebebaugruppe 110 gelagert ist. Wie später erläutert wird, können der Motor 104 und die CVP 114 operativ mit der Eingangsanordnung 126 verbunden sein.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann auch einen Variator 132 mit mindestens einer Variatorwelle 134 beinhalten, die eine zugehörige Variatorachse 136 definiert. Der Variator 132 kann im Wesentlichen in Bezug auf die Variatorachse 136 zentriert sein. Der Variator 132 kann mindestens eine Variatorkomponente beinhalten, die nachstehend erörtert wird und zur Drehung um die Variatorachse 136 gelagert ist. Der Variator 132 ist über die Eingangsanordnung 126 betriebsfähig mit dem Motor 104 und der CVP 114 verbunden. Im Allgemeinen können der Variator 132 und/oder die Eingangsanordnung 126 eine Vielzahl von Vorrichtungen beinhalten, die in der Lage sind, die mechanischen Eingänge von dem Motor 104 und der CVP 114 für eine kombinierte mechanische Ausgabe an die Ausgangswelle 122 zur Split-Pfad-Leistungsübertragung zu summieren. In bestimmten Ausführungsformen, wie in 2 dargestellt, kann der Variator 132 mit einer Summierplanetenradsatzgruppe 138 (z. B. einer Doppelplanetenradsatzgruppe) konfiguriert sein, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass andere Konfigurationen möglich sein können.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann ferner eine Vorgelegewellenanordnung 140 mit einer Vorgelegewelle 142 beinhalten, die eine Vorgelegewellenachse 144 definiert. Die Vorgelegewellenanordnung 140 kann im Wesentlichen in Bezug auf die Vorgelegewellenachse 144 zentriert sein. Die Vorgelegewellenachse 144 kann eine Drehachse für die Vorgelegewellenanordnung 140 darstellen. Dementsprechend kann die Vorgelegewellenanordnung 140 mindestens eine Vorgelegewellenkomponente beinhalten, die nachfolgend erörtert wird und zur Drehung um die Vorgelegewellenachse 144 gelagert ist. Die Vorgelegewellenanordnung 140 kann konfiguriert werden, um die Drehrichtung der von dem Variator 132 abgegebenen Leistung zu ändern.
  • Ferner kann die Getriebebaugruppe 110 eine Ausgangsanordnung 146 beinhalten, die zumindest teilweise durch die Ausgangswelle 122 gebildet ist, die eine Ausgangsachse 148 definiert. Die Ausgangsanordnung 146 kann im Wesentlichen in Bezug auf die Ausgangsachse 148 zentriert sein. Die Ausgangsachse 148 kann eine Drehachse für die Ausgangsanordnung 146 darstellen. Dementsprechend kann die Ausgangsanordnung 146 mindestens eine Ausgangskomponente beinhalten, die nachstehend erörtert wird und zur Drehung um die Ausgangsachse 148 gelagert ist. Somit kann die Ausgangsanordnung 146 Leistung von der Vorgelegewellenanordnung 140 an die Ausgangswelle 122 abgeben. Im Allgemeinen können die Kupplungen und Zahnräder, die der Vorgelegewellenanordnung 140 und der Ausgangsanordnung 146 (und in einigen Ausführungsformen Abschnitten des Variators 132) zugeordnet sind, gemeinsam als eine Getriebezahnradanordnung betrachtet werden, die je nach Bedarf oder Wunsch Leistung auf die Ausgangswelle 122 überträgt.
  • In einigen Ausführungsformen kann der Variator 132 zwischen der Eingangsanordnung 126 und der Vorlegewellenanordnung 140 angeordnet und operativ damit verbunden sein. Außerdem kann die Vorgelegewellenanordnung 140 zwischen dem Variator 132 und der Ausgangsanordnung 146 angeordnet und operativ damit verbunden sein. Somit kann die Getriebebaugruppe 110 für einen Leistungsfluss entlang eines Pfads von der Eingangsanordnung 126, durch den Variator 132 und die Vorgelegeanordnung 140 und zu der Ausgangsanordnung 146 konfiguriert sein.
  • In einigen Ausführungsformen können die Eingangsachse 130, die Variatorachse 136, die Vorgelegewellenachse 144 und die Ausgangsachse 148 im Wesentlichen parallel und in einem Abstand voneinander beabstandet sein, obwohl die Anordnungen variieren können. Dementsprechend kann die Getriebebaugruppe 110, wie im Folgenden erläutert wird, für verschiedene Arbeitsfahrzeuge mit unterschiedlichen Konfektionierungsanforderungen konfiguriert sein.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann als Multimode-Getriebe konfiguriert werden und ein selektives Umschalten zwischen den verschiedenen Modi bereitstellen. Beispielsweise kann die Getriebebaugruppe 110 einen oder mehrere Split-Pfad-Leistungsübertragungsmodi bereitstellen. In jedem dieser Modi kann Leistung von dem Motor 104 und der CVP 114 kombiniert oder summiert werden (z. B. durch den Variator 132), und die resultierende kombinierte oder summierte Leistung kann an die Ausgangswelle 122 abgegeben werden. In einem Split-Pfad-Modus kann die Ausgangswelle 122 innerhalb eines ersten Drehzahlbereichs gedreht werden, und in einem anderen Split-Pfad-Modus kann die Ausgangswelle 122 innerhalb eines zweiten Drehzahlbereichs gedreht werden. Der zweite Drehzahlbereich kann in einigen Ausführungsformen höher als der erste Drehzahlbereich sein. Es können zusätzliche Split-Pfad-Modi vorhanden sein, die auch andere Drehzahlbereiche für die Ausgangswelle 122 bereitstellen.
  • Zusätzlich kann die Getriebebaugruppe 110 einen oder mehrere Nur-CVP-Modi bereitstellen. So kann beispielsweise die Getriebebaugruppe 110 in einigen Ausführungsformen gewissermaßen den Motor 104 von der Ausgangswelle 122 trennen und stattdessen CVP-Leistung von der CVP 114 an die Ausgangswelle 122 liefern. In einigen Ausführungsformen kann der Drehzahlbereich für die Ausgangswelle 122 während eines Nur-CVP-Modus relativ niedrig sein. Beispielsweise kann die Getriebebaugruppe 110 einen Nur-CVP-Modus bereitstellen, bei dem Drehmoment an der Ausgangswelle 122 aufrechterhalten wird, während die Ausgangswelle 122 stationär bleibt (d. h. mit einer Winkelgeschwindigkeit von Null). Dies kann als „Leistungsnull“ bezeichnet werden. Die Ausgangswelle 122 kann auch in diesem Nur-CVP-Modus mit relativ niedrigen Drehzahlen (d. h. „Kriechdrehzahlen“) angetrieben werden.
  • Wie in 2 gezeigt, kann die Getriebebaugruppe 110 einen Satz selektiver Getriebekomponenten (z. B. einen Steuersatz) zum Auswählen zwischen den verschiedenen Getriebemodi beinhalten. Die selektiven Getriebekomponenten können Nasskupplungen, Trockenkupplungen, Klauenkragenkupplungen, Bremsen oder andere ähnliche Komponenten beinhalten, die sich selektiv zwischen einer eingerückten Position und einer ausgerückten Position bewegen können. Insbesondere kann eine repräsentative selektive Getriebekomponente ein erstes Element und ein zweites Element beinhalten, die miteinander in Eingriff stehen (d. h. zur Drehung als eine Einheit fest aneinander befestigt sind) und sich alternativ voneinander lösen können (d. h. sich lösen können, um eine relative Drehung zwischen den beiden zu ermöglichen). Obwohl nicht gezeigt, kann der Steuersatz mit einem Steuersystem zum Steuern der Betätigung der einzelnen Getriebebauteile verbunden sein.
  • Dementsprechend kann die Getriebebaugruppe 110, wie weiter erörtert wird, eine effektive Leistungsübertragung über eine Anzahl von Modi bereitstellen, so dass der Antriebsstrang 102 hocheffizient ist. Infolgedessen kann die Getriebebaugruppe 110 die Kraftstoffeffizienz des Arbeitsfahrzeugs 100 verbessern. Außerdem kann die Getriebebaugruppe 110 relativ kompakt sein und eine relativ einfache Konstruktion und Montage aufweisen. Zusätzlich kann die Getriebebaugruppe 110 hoch konfigurierbar sein, so dass die Getriebebaugruppe 110 auf ein bestimmtes Arbeitsfahrzeug 100 zugeschnitten werden kann (z. B. um Konfektionierungsanforderungen zu erfüllen).
  • Wie oben vorgestellt, sind Abschnitte der Getriebebaugruppe 110 in dem Getriebebaugruppengehäuse 112 untergebracht, wie schematisch in 2 gezeigt. Im Allgemeinen kann davon ausgegangen werden, dass die Getriebebaugruppe 110 und/oder das Getriebebaugruppengehäuse 112 eine erste und zweite Seite (oder linke und rechte Seiten in der Ansicht von 2) aufweisen, die die physische Ausrichtung der Übertragungsbaugruppe 110 wie implementiert darstellen können. Beispielsweise kann davon ausgegangen werden, dass das Getriebebaugruppengehäuse 112 eine erste Gehäuseseite 150 und eine zweite Gehäuseseite 152 gegenüber der ersten Gehäuseseite 150 aufweist, die im Allgemeinen auf die gemeinsame axiale Ausrichtung der Getriebebaugruppe 110 verweisen. Gleichermaßen kann davon ausgegangen werden, dass die Komponenten der Getriebebaugruppe 110 eine entsprechende erste und zweite Seite aufweisen, die relativ nahe an der jeweiligen Seite 150, 152 des Getriebebaugruppengehäuses 112 liegen, wie nachstehend beschrieben.
  • Beispielsweise erstreckt sich die Eingangswelle 128 von dem Motor 104 in die erste Seite 150 des Getriebebaugruppengehäuses 112 und zu (oder in der Nähe von) der zweiten Seite 152 des Getriebebaugruppengehäuses 112. Zusätzlich sind die erste und die zweite CVM 116, 118 an oder in der Nähe der ersten Seite 150 des Getriebebaugruppengehäuses 112 positioniert, und die erste und die zweite CVM 116, 118 weisen jeweils eine CVM-Welle 154, 156 auf, die sich in Richtung der zweiten Seite 152 des Getriebebaugruppengehäuses 112 erstreckt. Gleichermaßen weist die Planetenradsatzgruppe 138 des Variators 132 im Allgemeinen eine erste Zahnradsatzseite 158, die zur ersten Seite 150 des Getriebebaugruppengehäuses 112 ausgerichtet ist, und eine zweite Zahnradsatzseite 160 auf, die zur zweiten Seite 152 des Getriebebaugruppengehäuses 112 ausgerichtet ist; und die Variatorwelle 134, die sich durch die Planetenradsatzgruppe 138 erstreckt, weist eine erste Variatorwellenseite 160, die zur ersten Seite 150 des Getriebebaugruppengehäuses 112 ausgerichtet ist, und eine zweite Variatorwellenseite 162 auf, die zur zweiten Seite 152 des Getriebebaugruppengehäuses 112 ausgerichtet ist. Somit können die erste Zahnradsatzseite 158 und die erste Variatorwellenseite 162 zusammen als eine erste Variatorseite (oder erste Axialvariatorseite) 166 betrachtet werden und die zweite Zahnradsatzseite 160 und die zweite Variatorwellenseite 164 können als eine zweite Variatorseite (oder zweite Axialvariatorseite) 168 betrachtet werden.
  • Die Getriebebaugruppe 110 wird nun gemäß den beispielhaften Ausführungsformen im Detail erläutert. Wie oben vorgestellt, beinhaltet die Eingangsanordnung 126 eine Anzahl von Kupplungen, die die Leistungsübertragung zwischen dem Motor 104, der CVP 114 und dem Variator 132 erleichtern. In einem Beispiel beinhaltet die Eingangsanordnung 126 eine erste, zweite und dritte Kupplung 170, 176, 182. In der nachfolgenden Erörterung kann die erste Kupplung 170 als Kriechkupplung bezeichnet werden; die zweite Kupplung 176 kann als Rückwärtskupplung bezeichnet werden; und die Vorwärtskupplung 182 kann als Vorwärtskupplung bezeichnet werden. Diese Kupplungen 170, 176, 182 werden selektiv durch eine Steuerung (nicht dargestellt) gesteuert, um Leistung von und zwischen dem Motor 104, der CVP 114 und/oder dem Variator 132 angemessen zu verteilen, um die Richtung und/oder Drehzahl des Leistungsflusses zur Ausgangswelle 122 zu modifizieren. Die Eingangsanordnung 126 beinhaltet ferner eine Anzahl von Zahnrädern 188, 190, 192, 194, 196, 198, 200, 202, 204 und Hohlwellen 206, 208, 210, die Leistung übertragen, wie nun beschrieben wird.
  • Wie gezeigt, ist ein erstes Zahnrad 188 zur Drehung auf der ersten CVM-Welle 154 fixiert. Das erste Zahnrad 188 ist positioniert, um Leistung (z. B. kämmend oder anderweitig) mit einem dritten Zahnrad 192 zu übertragen, das an der Rückwärtskupplung 176 angebracht ist. Die Rückwärtskupplung 176 umgibt im Allgemeinen die Eingangswelle 128 und ist für verschiedene Drehungen um diese gelagert. Insbesondere kann die Rückwärtskupplung 176 mindestens ein erstes Element 178 (z. B. erste Kupplungsscheibe(n)) beinhalten, an dem das dritte Zahnrad 192 montiert ist, das zur Drehung mit dem ersten Element 178 der Rückwärtskupplung 176 fixiert ist. Die Rückwärtskupplung 176 kann auch mindestens ein zweites Element 180 (z. B. zweite Kupplungsplatte(n)) beinhalten, das zur Drehung an einem Ende einer ersten Hohlwelle 206 fixiert ist. Die Rückwärtskupplung 176, das erste Zahnrad 188 und das dritte Zahnrad 192 befinden sich im Allgemeinen in der Nähe der zweiten Seite 152 des Getriebebaugruppengehäuses 112, insbesondere relativ zu dem Variator 132.
  • In dieser Anordnung ist die erste CVM-Welle 154 mit der ersten CVM 116 als eine Eingangswelle verbunden, so dass, wenn die Rückwärtskupplung 176 eingerückt ist (z. B. werden das erste und zweite Element 178, 180 der Rückwärtskupplung 176 gezwungen, einzurücken, um sich als eine Einheit zu drehen), Leistung von der ersten Hohlwelle 206 durch die Rückwärtskupplung 176 und durch das dritte und erste Zahnrad 192, 188 übertragen wird, um die erste CVM-Welle 154 und damit die erste CVM 116 anzutreiben. Die Rückwärtskupplung 176 kann ausgerückt werden (z. B. werden das erste und zweite Element 178, 180 ausgerückt oder freigegeben), um diesen Leistungsfluss zu unterbrechen.
  • Ein zweites Zahnrad 190 ist zur Drehung auf der zweiten CVM-Welle 156 fixiert und positioniert, um Leistung (z. B. im Eingriff) mit dem vierten Zahnrad 194 zu übertragen, das an der Kriechkupplung 170 montiert ist. Die Kriechkupplung 170 umgibt im Allgemeinen die Eingangswelle 128 und ist für verschiedene Drehungen um diese gelagert. Insbesondere kann die Kriechkupplung 170 mindestens ein erstes Element 172 (z. B. erste Kupplungsscheibe(n)) beinhalten, an dem ein viertes Zahnrad 194 angebracht ist, das zur Drehung mit dem ersten Element 172 der Kriechkupplung 170 fixiert ist. Die Kriechkupplung 170 kann auch mindestens ein zweites Element 174 (z. B. zweite Kupplungsscheibe(n)) beinhalten, das zur Drehung an einem Ende der ersten Hohlwelle 206 fixiert ist. Die Kriechkupplung 170, das zweite Zahnrad 190 und das vierte Zahnrad 194 befinden sich im Allgemeinen in der Nähe der zweiten Seite 152 des Getriebebaugruppengehäuses 112, insbesondere relativ zu dem Variator 132.
  • In diesem Beispiel ist die zweite CVM-Welle 156 mit der zweiten CVM 118 als eine Ausgangswelle verbunden, so dass, wenn sich die Kriechkupplung 170 in einer eingerückten Position befindet (z. B. werden das erste und das zweite Element 172, 174 der Kriechkupplung 170 gezwungen, einzurücken, um sich als eine Einheit zu drehen), Leistung von der zweiten CVM 118 durch das zweite und das vierte Zahnrad 190, 194 und durch die Kriechkupplung 170 übertragen wird, um die erste Hohlwelle 206 und zugehörige Komponenten anzutreiben, die im Folgenden ausführlicher beschrieben werden. Die Kriechkupplung 170 kann eine ausgerückte Position aufweisen (z. B. sind das erste und zweite Element 172, 174 ausgerückt oder freigegeben), um eine relative Drehung zu ermöglichen und diesen Leistungsfluss zu unterbrechen.
  • Das erste Element 172 der Kriechkupplung 170 ist an einer zweiten Hohlwelle 208 angebracht und daran befestigt. Die zweite Hohlwelle 208 kann einen Abschnitt der ersten Hohlwelle 206 aufnehmen und zur Drehung um die Eingangsachse 130 gelagert sein. Ferner kann die erste Hohlwelle 206 die Eingangswelle 128 umgeben und zur Drehung um die Eingangsachse 130 gelagert sein. Die zweite Hohlwelle 208 ist von der ersten Hohlwelle 206 umgeben, die ebenfalls zur relativen Drehung gelagert ist. Wie oben eingeführt, stützt und dreht sich das erste Ende der ersten Hohlwelle 206 mit dem zweiten Element 174 der Kriechkupplung 170, und das zweite Ende der ersten Hohlwelle 206 stützt und dreht sich mit dem zweiten Element der Rückwärtskupplung 176.
  • Zusätzlich zu dem zweiten Zahnrad 190 kämmt das vierte Zahnrad 194, das an dem ersten Element 172 der Kriechkupplung 170 angebracht ist, mit einem sechsten Zahnrad 198. Das sechste Zahnrad 198 ist am Ende eines ersten Eingangsglieds 212 der Planetenradsatzgruppe 138 befestigt. Infolge dieser Anordnung ist die zweite CVM 118 konfiguriert, um der Planetenradsatzgruppe 138 über die zweite CVM-Welle 156, das zweite Zahnrad 190, das vierte Zahnrad 194 und das erste Eingangselement 212 eine Dreheingabe bereitzustellen. Wie gezeigt, wird in dieser Anordnung der Leistungsfluss an die Planetenradsatzgruppe 138 auf der zweiten Zahnradsatzseite 160 und im Allgemeinen an den Variator 132 auf der zweiten Variatorseite 168 bereitgestellt.
  • Ein fünftes Zahnrad 196 kann an der ersten Hohlwelle 206 befestigt sein. Das fünfte Zahnrad 196 kann auf der ersten Hohlwelle 206 zwischen der Kriechkupplung 170 und der Rückwärtskupplung 176 angeordnet sein. Das fünfte Zahnrad 196 kann mit einem siebten Zahnrad 200, das in diesem Beispiel ein Zwischenzahnrad ist, kämmen. Das Zwischenzahnrad 200 kann zur Drehung um eine Zwischenradachse gelagert sein, die in diesem Beispiel parallel zu der Eingangsachse 130 sein und von dieser beabstandet sein kann.
  • Das Zwischenzahnrad 200 kann mit einem achten Zahnrad 202 kämmen. Das achte Zahnrad 202 wird an der Vorwärtskupplung 182 zur Drehung um die Variatorachse 136 gelagert. Wie oben kann die Vorwärtskupplung 182 mindestens ein erstes Element 184 und mindestens ein zweites Element 186 beinhalten. Das erste Element 184 kann an dem achten Zahnrad 202 befestigt sein, um sich um die Variatorachse 136 zu drehen. Das zweite Element 186 kann an einem Ende einer dritten Hohlwelle 210 befestigt sein.
  • Im Allgemeinen ist die dritte Hohlwelle 210 konfiguriert, um einen Abschnitt der Variatorwelle 134, insbesondere einen Abschnitt der zweiten Variatorwellenseite 164, aufzunehmen. Zusätzlich kann ein neuntes Zahnrad 204 an der dritten Hohlwelle 210 an einem Ende gegenüber der Vorwärtskupplung 182 fixiert sein. Das neunte Zahnrad 204 kann mit dem dritten Zahnrad 192 kämmen, das an dem ersten Element 178 der Rückwärtskupplung 176 montiert ist. Das erste Element 184 der Vorwärtskupplung 182 ist ebenfalls an der Variatorwelle 134 befestigt.
  • Somit kann die Vorwärtskupplung 182 eine eingerückte Position zwischen dem ersten Element 184 und dem zweiten Element 186 aufweisen, um eine Leistungsübertragung zwischen der dritten Hohlwelle 210 und dem achten Zahnrad 202 zu ermöglichen. Die Vorwärtskupplung 182 weist ferner eine ausgerückte Position auf, in der das erste und das zweite Element 184, 186 ausgerückt sind, um den Leistungsübertragungspfad zwischen dem ersten Element 184 der Vorwärtskupplung 182 und der dritten Hohlwelle 210 zu unterbrechen, während der Leistungsübertragungspfad zwischen dem ersten Element 184 der Vorwärtskupplung 182 und der Variatorwelle 134 beibehalten wird.
  • Wie im Folgenden ausführlicher beschrieben, kann das zweite Ende 164 der Variatorwelle 134 (und die daran befestigten Zahnräder) als ein zweites Eingangselement 214 der Planetenradsatzgruppe 138 und damit des Variators 132 betrachtet werden. Wie die Rückwärtskupplung 176 und die Kriechkupplung 170 befinden sich die Vorwärtskupplung 182, die dritte Hohlwelle 210 und das neunte Zahnrad 204 im Allgemeinen in der Nähe der zweiten Seite 152 des Getriebebaugruppengehäuses 112, insbesondere in Bezug auf den Variator 132. Somit wird die Eingabe, die durch die Vorwärtskupplung 182 fließt, auf die zweite Seite 164 der Variatorwelle 134 und allgemeiner in die zweite Seite 168 des Variators 132 übertragen.
  • Wie oben vorgestellt, kann der Variator 132 die Planetenradsatzgruppe 138 beinhalten, die in diesem Beispiel eine Doppelplanetenradsatzgruppe ist. Es versteht sich jedoch, dass der Variator 132 von der veranschaulichten Ausführungsform abweichen kann, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Ferner versteht es sich, dass der Variator 132 eine Vielzahl von Variatorelementen beinhalten kann, von denen einige als Leistungseingänge dienen können und von denen einige als Leistungsausgänge dienen können, abhängig von dem Modus, in dem die Getriebebaugruppe 110 arbeitet.
  • In der veranschaulichten Ausführungsform umschreibt die Planetenradsatzgruppe 138 eine vierte Hohlwelle 216 und ist zumindest teilweise darauf montiert. Die vierte Hohlwelle 216 nimmt die Variatorwelle 134 auf, um sich selektiv um die Variatorachse 136 zu drehen. Ein Ende der vierten Hohlwelle 216 bildet durch das erste Eingangselement 212 der Planetenradsatzgruppe 138 eine Leistungsübertragung über das sechste Zahnrad 198, das an der vierten Hohlwelle 216 montiert ist.
  • In diesem Beispiel kann die Planetenradsatzgruppe 138 einen ersten Planetenradsatz 218 (einen Niederplanetenradsatz) mit einem ersten Sonnenrad 220, einem ersten Hohlrad 222 und einer Vielzahl von ersten Planetenrädern 224 mit einem jeweiligen ersten Träger 226 beinhalten. Das erste Sonnenrad 220 kann an der vierten Hohlwelle 216 befestigt sein, um sich um die Variatorachse 136 zu drehen. Die ersten Planetenräder 224 können mit dem ersten Sonnenrad 220 und dem ersten Hohlrad 222 kämmen und zwischen diesen angeordnet sein. Die ersten Planetenräder 224 und der erste Träger 226 können konfiguriert sein, um sich gemeinsam um die Variatorachse 136 zu drehen. Ebenso kann das erste Hohlrad 222 zur Drehung um die Variatorachse 136 zentriert und gelagert sein.
  • Zusätzlich kann der Variator 132 ein erstes Ausgangselement 228 beinhalten. Das erste Ausgangselement 228 kann auf einer relativ kurzen, fünften Hohlwelle 230 montiert sein, die die vierte Hohlwelle 216 und die Variatorwelle 134 aufnimmt. Die fünfte Hohlwelle 230 und damit das erste Ausgangselement 228 können an dem ersten Träger 226 befestigt sein, um sich damit um die Variatorachse 136 zu drehen. Ein zehntes (oder erstes Variatorausgangs-) Zahnrad 232 kann an dem ersten Ausgangselement 228 fixiert sein. In einigen Ausführungsformen kann das erste Variatorausgangszahnrad 232 axial zwischen dem ersten Planetenradsatz 218 und dem sechsten Zahnrad 198 in Bezug auf die Variatorachse 136 angeordnet sein.
  • Darüber hinaus kann die Planetenradsatzgruppe 138 des Variators 132 einen zweiten Planetenradsatz 234 (ein Hochplanetenradsatz) mit einem zweiten Sonnenrad 236, einem zweiten Hohlrad 238 und einer Vielzahl von zweiten Planetenrädern 240 mit einem zugehörigen zweiten Träger 242 beinhalten. Das zweite Sonnenrad 236 kann an der vierten Hohlwelle 216 befestigt sein, um sich um die Variatorachse 136 zu drehen. Die zweiten Planetenräder 240 können mit dem zweiten Sonnenrad 236 und dem zweiten Hohlrad 238 kämmen und zwischen diesen angeordnet sein. Die zweiten Planetenräder 240 und der zweite Träger 242 können konfiguriert sein, um sich gemeinsam um die Variatorachse 136 zu drehen. Der zweite Träger 242 kann auch an dem ersten Hohlrad 222 befestigt sein. Ebenso kann das zweite Hohlrad 238 zur Drehung um die Variatorachse 136 zentriert und gelagert sein. In einigen Ausführungsformen kann ein erstes Ende des zweiten Trägers 242 an der Variatorwelle 134 befestigt sein und das zweite Ende des zweiten Trägers 242 kann an dem ersten Hohlrad 222 befestigt sein.
  • Der Variator 132 (und die Planetenradsatzgruppe 138) können auch ein zweites Ausgangselement 244 beinhalten. Das zweite Ausgangselement 244 kann eine relativ kurze, hohle Welle (oder sechste Welle) 246 beinhalten, die die Variatorwelle 134 aufnimmt und ein Ende aufweist, das an dem zweiten Hohlrad 238 befestigt ist, um sich damit um die Variatorachse 136 zu drehen. Ein elftes Zahnrad (oder zweites Variatorausgangszahnrad) 248 kann ebenfalls an der Welle 246 des zweiten Ausgangselements 244 befestigt sein. In einigen Ausführungsformen kann das zweite Variatorausgangszahnrad 248 axial zu einer Seite des zweiten Planetenradsatzes 234 und der Vorwärtskupplung 182 in Bezug auf die Variatorachse 136, z. B. in dem Beispiel von 2 auf der linken Seite des zweiten Planetenradsatzes 234 und der Vorwärtskupplung 182 angeordnet sein. So können in einigen Ausführungsformen das zweite Variatorausgangszahnrad 248 und das erste Variatorausgangszahnrad 232 auf gegenüberliegenden Seiten des Variators 132 angeordnet sein.
  • Es ist anzumerken, dass die Kriechkupplung 170, die Rückwärtskupplung 176 und die Vorwärtskupplung 182 auf einer Eingangsseite des Variators 132 angeordnet sein können, die in diesem Beispiel die zweite Variatorseite 168 der Getriebebaugruppe 110 ist. Somit kann während des Betriebs des Antriebsstrangs 102 Leistung (von dem Motor 104 und/oder der CVP 114) über eine oder mehrere dieser Kupplungen 170, 176, 182 in den Variator 132 eingegeben werden, und der Variator 132 kann Leistung über die Komponenten der Vorgelegewellenanordnung 140 und der Ausgangsanordnung 146 ausgeben, die nachfolgend beschrieben werden.
  • Die Vorgelegewellenanordnung 140 und die Ausgangsanordnung 146 sind innerhalb der Getriebebaugruppe 110 positioniert, um die Leistung von dem Variator 132 in geeigneter Weise an die Ausgangswelle 122 abzugeben. Die Vorgelegewellenanordnung 140 und die Ausgangsanordnung 146 umfassen zusammen eine Anzahl von zusätzlichen Zahnrädern 250, 260, 270, 272, 282, 292, Kupplungen 254, 262, 276, 286, 294 und Wellen 252, 268, 274, 284, die relativ zu der Vorgelegewelle 142 und der Ausgangswelle 122 angeordnet sind, um diese Funktionen auszuführen.
  • Beispielsweise kann die Getriebebaugruppe 110 ein zwölftes Zahnrad 250 beinhalten, das zur Drehung um die Vorgelegewellenachse 144 gelagert ist. Insbesondere kann das zwölfte Zahnrad 250 an einem Ende einer siebten Hohlwelle 252 befestigt sein, die auf der Vorgelegewellenachse 144 zentriert ist. Die Getriebebaugruppe 110 kann ferner eine vierte Kupplung 254 beinhalten, die in einigen Ausführungsformen als „Erstbereichskupplung“ bezeichnet werden kann. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die vierte Kupplung 254 mindestens ein erstes Element 256 und mindestens ein zweites Element 258 beinhalten. Das erste Element 256 kann an der siebten Hohlwelle 252 befestigt sein, um sich um die Vorgelegewellenachse 144 zu drehen. Das zweite Element 258 kann an der Vorgelegewelle 142 befestigt sein. Die Vorlegewelle 142 kann in der siebten Hohlwelle 252 aufgenommen sein. Somit kann die vierte Kupplung 254 eine eingerückte Position aufweisen, um eine Leistungsübertragung von der siebten Hohlwelle 252 auf die Vorgelegewelle 142 über Kupplungselemente 256, 258 zu ermöglichen. Das erste und zweite Kupplungselement 256, 258 können alternativ in einer ausgerückten Position der vierten Kupplung 254 ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann ferner ein dreizehntes Zahnrad 260 beinhalten. Das dreizehnte Zahnrad 260 kann in einigen Ausführungsformen als „Antriebszahnrad“ bezeichnet werden. Das Antriebszahnrad 260 kann an der Vorgelegewelle 142 befestigt sein, um sich damit um die Vorgelegewellenachse 144 zu drehen.
  • Zusätzlich kann die Getriebebaugruppe 110 eine fünfte Kupplung 262 beinhalten, die in einigen Ausführungsformen als „Zweitbereichskupplung“ bezeichnet wird. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die fünfte Kupplung 262 mindestens ein erstes Element 264 und mindestens ein zweites Element 266 beinhalten. Das erste Element 264 kann an der Vorgelegewelle 142 befestigt sein, um sich um die Vorgelegewellenachse 144 zu drehen. Das zweite Element 266 kann an einem Ende einer achten Hohlwelle 268 befestigt sein. Das zweite Element 266 und die achte Hohlwelle 268 können zur Drehung um die Vorgelegewellenachse 144 gelagert werden. Somit kann die fünfte Kupplung 262 eine eingerückte Position aufweisen, um eine Leistungsübertragung von der achten Hohlwelle 268 auf die Vorgelegewelle 142 über Kupplungselemente 264, 266 zu ermöglichen. Das erste und zweite Kupplungselement 264, 266 können sich alternativ in einer ausgerückten Position der fünften Kupplung 262 ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann ferner ein vierzehntes Zahnrad 270 beinhalten. Das vierzehnte Zahnrad 270 kann an einem Ende, das dem der fünften Kupplung 262 gegenüberliegt, an der achten Hohlwelle 268 befestigt sein. Das vierzehnte Zahnrad 270 kann mit dem zweiten Variatorausgangszahnrad 248 des zweiten Ausgangselements 244 des Variators 132 kämmen.
  • Zusätzlich kann die Getriebebaugruppe 110 ein fünfzehntes Zahnrad 272 beinhalten. Das fünfzehnte Zahnrad 272 kann mit dem zwölften Zahnrad 250 kämmen und kann an einem Ende einer neunten Hohlwelle 274 befestigt sein. Die neunte Hohlwelle 274 kann die Ausgangswelle 122 aufnehmen und ist mit einem fünfzehnten Zahnrad 272 auf der Ausgangsachse 148 zur Drehung um die Ausgangsachse 148 zentriert.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann eine sechste Kupplung 276 beinhalten, die in einigen Ausführungsformen als „Drittbereichskupplung“ bezeichnet werden kann. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die sechste Kupplung 276 mindestens ein erstes Element 278 und mindestens ein zweites Element 280 beinhalten. Das erste Element 278 kann an der neunten Hohlwelle 274 befestigt sein, um sich um die Ausgangsachse 148 zu drehen. Das zweite Element 280 kann an der Ausgangswelle 122 befestigt sein. Die sechste Kupplung 276 kann eine eingerückte Position aufweisen, um eine Leistungsübertragung von der neunten Hohlwelle 274 auf die Ausgangswelle 122 über Kupplungselemente 278, 280 zu ermöglichen. Das erste und zweite Kupplungselement 278, 280 können alternativ in einer ausgerückten Position der sechsten Kupplung 276 ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann ferner ein sechzehntes Zahnrad 282 beinhalten. Das sechzehnte Zahnrad 282 kann mit dem vierzehnten Zahnrad 270 kämmen. Das sechzehnte Zahnrad 282 kann auch an einer zehnten Hohlwelle 284 befestigt sein, die zentriert sein kann, um die Ausgangssachse 148 aufzunehmen und zur Drehung um diese gelagert zu sein.
  • Zusätzlich kann die Getriebebaugruppe 110 eine siebte Kupplung 286 beinhalten, die in einigen Ausführungsformen als „Viertbereichskupplung“ bezeichnet werden kann. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die siebte Kupplung 286 mindestens ein erstes Element 288 und mindestens ein zweites Element 290 beinhalten. Das erste Element 288 kann an der zehnten Hohlwelle 284 befestigt sein, um sich um die Ausgangsachse 148 zu drehen. Das zweite Element 288 kann an der Ausgangswelle 122 befestigt sein. Die siebte Kupplung 286 kann eine eingerückte Position aufweisen, um eine Leistungsübertragung von der zehnten Hohlwelle 284 auf die Ausgangswelle 122 über Kupplungselemente 288, 290 zu ermöglichen. Das erste und zweite Kupplungselement 288, 290 können alternativ in einer ausgerückten Position der siebten Kupplung 286 ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
  • Ferner kann die Getriebebaugruppe 110 ein siebzehntes Zahnrad 292 beinhalten. Das siebzehnte Zahnrad 292 kann mit dem Antriebszahnrad 260 kämmen. Das siebzehnte Zahnrad 292 kann auch operativ an einer achten Kupplung 294 angebracht sein. Wie die oben beschriebenen Kupplungen kann die achte Kupplung 294 mindestens ein erstes Element 296 und mindestens ein zweites Element 298 beinhalten. Das erste Element 296 kann an der Ausgangswelle 122 befestigt sein. Das zweite Element 298 kann über eine Hohlwelle oder anderweitig an dem siebzehnten Zahnrad 292 befestigt sein, um die Ausgangswelle 122 aufzunehmen, und kann zur Drehung um die Ausgangsachse 148 gelagert sein. Die achte Kupplung 294 kann eine eingerückte Position aufweisen, um eine Leistungsübertragung von dem siebzehnten Zahnrad 292 auf die Ausgangswelle 122 über Kupplungselemente 296, 298 zu ermöglichen. Das erste und zweite Kupplungselement 296, 298 können alternativ in einer ausgerückten Position der achten Kupplung 294 ausrücken, um diesen Leistungsübertragungspfad zu unterbrechen.
  • In einer Ausführungsform ist eine Feststellbremse 300 an einem Ende der Ausgangswelle 122 angebracht, um selektiv eine Drehung der Ausgangswelle 122 zu blockieren oder zu verhindern.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Getriebebaugruppe 110 eine Auswahl zwischen mindestens zwei Modi bereitstellen, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind: 1) einen Nur-CVP-Kriechmodus (einschließlich Leistungsnull); 2) einen Split-Pfad-Feldmodus mit niedrigerer Drehzahl; und 3) einen Split-Pfad-Feldmodus mit höherer Drehzahl. Jeder dieser kann Vorwärtsmodi sein, um die Ausgangswelle 122 antreibend in Vorwärtsrichtung zu drehen (d. h. um das Arbeitsfahrzeug 100 vorwärts zu bewegen). Die Getriebebaugruppe 110 kann auch einen oder mehrere Rückwärtsmodi bereitstellen, um die Ausgangswelle 122 rückwärts (entgegengesetzte Richtung) anzutreiben (d. h. um das Arbeitsfahrzeug 100 rückwärts zu bewegen).
  • Mehrere beispielhafte Modi werden in Bezug auf die Ausführungsform von 2 erörtert. Der Kürze halber werden nur die erste bis achte Kupplung 170, 176, 182, 254, 262, 286, 294 zur Bereitstellung dieser Modi erörtert. Es versteht sich jedoch, dass die anderen Kupplungen bereitgestellt und bei Bedarf eingerückt und ausgerückt werden können. Außerdem wird eine Leistungsübertragung in diesen Modi zur Abgabe von Leistung an die Ausgangswelle 122 erörtert.
  • Insbesondere kann die Getriebebaugruppe 110, wie in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt, den Nur-CVP-Kriechmodus (d. h. Serienmodus) bereitstellen, wenn die erste (Kriech-), vierte und achte Kupplung 170, 254, 294 eingerückt sind und die zweite (Rückwärts-), dritte (Vorwärts-), fünfte, sechste und siebte Kupplung 176, 182, 262, 276, 286 ausgerückt sind. Dementsprechend kann Motorleistung von dem Motor 104 von der Eingangswelle 128 über die erste CVM-Welle 154 an das dritte Zahnrad 192, an das erste Zahnrad 188 und an die erste CVM 116 übertragen werden. Die erste CVM 116 kann diese mechanische Eingabe in eine elektrische Ausgabe zum Antreiben der zweiten CVM 118 umwandeln. Währenddessen kann die zweite CVM 118 die zweite CVM-Welle 156 antreiben und Leistung von dem zweiten Zahnrad 190 auf das vierte Zahnrad 194, über das erste Element 172 der Kriechkupplung 170, auf das sechste Zahnrad 198, auf die vierte Hohlwelle 216 und auf das erste Sonnenrad 220 übertragen. Zusätzlich kann CVM-Leistung an der Kriechkupplung 170 gleichzeitig auf die erste Hohlwelle 206, auf das fünfte Zahnrad 196, durch das Zwischenzahnrad 200 auf das achte Zahnrad 202, über das erste Element 184 der Vorwärtskupplung 182, auf die Variatorwelle 134, durch den zweiten Träger 242 auf das erste Hohlrad 222 übertragen werden. Dementsprechend kann sich die CVM-Leistung von der zweiten CVM 118 an dem ersten Planetenradsatz 218 erneut kombinieren, um das erste Ausgangselement 228 anzutreiben. Das erste Ausgangselement 228 kann diese Leistung durch das zwölfte Zahnrad 250, an die siebte Hohlwelle 252, durch die vierte Kupplung 254, an die Vorgelegewelle 142, an das Antriebszahnrad 260, an das siebzehnte Zahnrad 292, durch die achte Kupplung 294, an die Ausgangswelle 122 ausgeben. Somit stellt dieser Modus der Getriebebaugruppe 110 Leistung von der CVP 114 an die Ausgangswelle 122 bereit und trennt auch den Motor 104 von der Ausgangswelle 122 (d. h. beseitigt die direkte mechanische Verbindung des Motors 104, so dass der Motor 104 lediglich den Generator der ersten CVM 116 mit Leistung versorgt). Somit wird im Kriechmodus die CVP-Leistungseingabe in den Variator 132 an dem ersten und dem zweiten Eingangselement 212, 214 (d. h. von denen sich jedes auf der zweiten Variatorseite 168 befindet) durch das erste Hohlrad 222 und an dem ersten Sonnenrad 220 bereitgestellt; und die Leistungsausgabe wird aus dem Variator 132 durch das erste Ausgangselement 228 über den ersten Träger 226 des niedrigen Niederplanetenradsatzes 218 übertragen.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann einen ersten Split-Pfad-Vorwärtsmodus (F2) bereitstellen, wenn die dritte (Vorwärts), vierte und achte Kupplung 182, 254, 294 eingerückt sind und die erste (Kriech), zweite (Rückwärts), fünfte, sechste und siebte Kupplung 170, 176, 262, 276, 286 ausgerückt sind. In diesem Modus kann Motorleistung von der Eingangswelle 128 über das erste Element 178 der Rückwärtskupplung 176 auf das dritte Zahnrad 192, auf das neunte Zahnrad 204, auf die dritte Hohlwelle 210, durch die Vorwärtskupplung 182 auf die Variatorwelle 134 auf den zweiten Träger 242 übertragen werden, um das erste Hohlrad 222 antreibend zu drehen. Motorleistung kann außerdem das Zahnrad 192 antreiben, um Leistung an das erste Zahnrad 188, an die erste CVM-Welle 154 zu übertragen, um die erste CVM 116 anzutreiben. Elektrische Leistung kann zum Antreiben der zweiten CVM 118 erzeugt werden. Mechanische Leistung von der zweiten CVM 118 über die zweite CVM-Welle 156 kann das zweite Zahnrad 190 antreiben und diese Leistung kann über das erste Element 172 der Kriechkupplung 170 durch das sechste Zahnrad 198 und die fünfte Hohlwelle 230 auf das vierte Zahnrad 194 übertragen werden, um das erste Sonnenrad 220 anzutreiben. Der Variator 132 kann die Motorleistung (z. B. am ersten Hohlrad 222) und die CVP-Leistung (z. B. am ersten Sonnenrad 220) summieren oder kombinieren und die kombinierte Leistung über die ersten Planetenräder 224 und den zugehörigen Träger 226 ausgeben, um das erste Ausgangselement 228 antreibend zu drehen. Das erste Ausgangselement 228 kann diese Leistung durch das erste Variatorausgangszahnrad 232 auf das zwölfte Zahnrad 250, durch die vierte Kupplung 254, auf die Vorgelegewelle 142, auf das Antriebszahnrad 260, auf das siebzehnte Zahnrad 292, durch die achte Kupplung 294 auf die Ausgangswelle 122 übertragen. In einigen Ausführungsformen kann die Drehzahl des Motors 104 konstant bleiben und die Ausgangsdrehzahl der zweiten CVM 118 kann in diesem Modus variieren. Somit wird in dem ersten Split-Pfad-Vorwärtsmodus (F2) die Motorleistungseingabe in den Variator 132 an dem zweiten Eingangselement 213 durch das erste Hohlrad 222 bereitgestellt und die CVP-Leistungseingabe in den Variator 132 an dem ersten Eingangselement 212 durch das erste Sonnenrad 220 bereitgestellt; und die Leistungsausgabe wird aus dem Variator 132 durch das erste Ausgangselement 228 über den ersten Träger 226 des Niederplanetenradsatzes 218 übertragen.
  • Die Getriebebaugruppe 110 kann zusätzlich einen zweiten Split-Pfad-Vorwärtsmodus (F3) bereitstellen, wenn die dritte (Vorwärts), fünfte und achte Kupplung 182, 262, 294 eingerückt sind und die erste (Kriech), zweite (Rückwärts), vierte, sechste und siebte Kupplung 170, 176, 254, 276, 286 ausgerückt sind. In diesem Modus kann Motorleistung von der Eingangswelle 128 über das erste Element 178 der Rückwärtskupplung 176 auf das dritte Zahnrad 192, auf das neunte Zahnrad 204, auf die dritte Hohlwelle 210, durch die Vorwärtskupplung 182, auf die Variatorwelle 134, auf den zweiten Träger 242 übertragen werden, um die zweiten Planetenräder 240 antreibend zu drehen. Motorleistung durch das Zahnrad 192 kann auch das Zahnrad 188 zur ersten CVM-Welle 154 antreiben, um die erste CVM 116 anzutreiben. Elektrische Leistung kann zum Antreiben der zweiten CVM 118 erzeugt werden. Mechanische Leistung von der zweiten CVM 118 über die zweite CVM-Welle 156 kann das zweite Zahnrad 190 antreiben und diese Leistung kann über das sechste Zahnrad 198 und die vierte Hohlwelle 216 auf das vierte Zahnrad 194 auf dem ersten Element 172 der Kriechkupplung 170 übertragen werden, um das zweite Sonnenrad 236 anzutreiben. Der Variator 132 kann die Motorleistung (z. B. an den zweiten Planetenrädern 240) und die CVP-Leistung (z. B. an dem zweiten Sonnenrad 236) summieren oder kombinieren und kombinierte Leistung über das zweite Hohlrad 238 ausgeben, um das zweite Ausgangselement 244 antreibend zu drehen. Das zweite Ausgangselement 244 kann diese Leistung durch das zweite Variatorausgangszahnrad 248 auf das vierzehnte Zahnrad 270, durch die fünfte Kupplung 262, auf die Vorgelegewelle 142, auf das Antriebszahnrad 260, auf das siebzehnte Zahnrad 292, durch die achte Kupplung 294 auf die Ausgangswelle 122 übertragen. In einigen Ausführungsformen kann die Drehzahl des Motors 104 konstant bleiben und die Ausgangsdrehzahl der zweiten CVM 118 kann in diesem Modus variieren. Somit wird in dem zweiten Split-Pfad-Vorwärtsmodus (F3) die Motorleistungseingabe in den Variator 132 an dem zweiten Eingangselement 213 durch den zweiten Träger 242 bereitgestellt und die CVP-Leistungseingabe in den Variator 132 an dem ersten Eingangselement 212 durch das zweite Sonnenrad 236 bereitgestellt; und die Leistungsausgabe wird aus dem Variator 132 durch das zweite Ausgangselement 244 über das zweite Hohlrad 238 des Hochplanetenradsatzes 234 übertragen.
  • Ferner kann die Getriebebaugruppe 110 einen dritten Split-Pfad-Vorwärtsmodus (F4) bereitstellen, wenn die dritte (Vorwärts) und sechste Kupplung 182, 276 eingerückt sind und die erste (Kriech), zweite (Rückwärts), vierte, fünfte, siebte und achte Kupplung 170, 176, 254, 262, 286, 294 ausgerückt sind. In einigen Beispielen kann die fünfte Kupplung 262 auch in diesem Modus eingerückt werden, um die Drehzahlen unbelasteter Komponenten in einem gesteuerten Zustand zu halten. Dieser Modus kann dem oben erörterten ersten Split-Pfad-Vorwärtsmodus ähnlich sein, einschließlich des Leistungsflusspfads in und durch den Variator 132. Leistung an dem ersten Ausgangselement 228 des Variators 132 kann jedoch durch die sechste Kupplung 276 auf das Zahnrad 232, auf das zwölfte Zahnrad 250, auf die siebte Hohlwelle 252 und auf die Ausgangswelle 122 übertragen werden. Somit wird in dem dritten Split-Pfad-Vorwärtsmodus (F4) die Motorleistungseingabe in den Variator 132 an dem zweiten Eingangselement 213 durch das erste Hohlrad 222 bereitgestellt und die CVP-Leistungseingabe in den Variator 132 an dem ersten Eingangselement 212 durch das erste Sonnenrad 220 bereitgestellt; und die Leistungsausgabe wird aus dem Variator 132 durch das erste Ausgangselement 228 über den ersten Träger 226 des Niederplanetenradsatzes 218 übertragen.
  • Darüber hinaus kann die Getriebebaugruppe 110 einen vierten Vorwärtsmodus (F5) mit Split-Pfad bereitstellen, wenn die dritte (Vorwärts) und die siebte Kupplung 182, 286 eingerückt sind und die erste (Kriech), die zweite (Rückwärts), die vierte, die fünfte, die sechste und die achte Kupplung 170, 176, 254, 262, 276, 294 ausgerückt sind. In einigen Beispielen kann die fünfte Kupplung 262 auch in diesem Modus eingerückt werden, um die Drehzahlen unbelasteter Komponenten in einem gesteuerten Zustand zu halten. Dieser Modus kann dem oben erörterten zweiten Split-Pfad-Vorwärtsmodus ähnlich sein, einschließlich des gleichen Leistungsflusspfads in und durch den Variator 132. Leistung am zweiten Ausgangselement 244 des Variators 132 kann jedoch durch die siebte Kupplung 286 auf das zweite Variatorausgangszahnrad 248, auf das vierzehnte Zahnrad 270, auf das sechzehnte Zahnrad 282, auf die zehnte Hohlwelle 284 und auf die Ausgangswelle 122 übertragen werden. Somit wird in dem dritten Split-Pfad-Vorwärtsmodus (F5) die Motorleistungseingabe in den Variator 132 an dem zweiten Eingangselement 214 durch den zweiten Träger 242 bereitgestellt und die CVP-Leistungseingabe in den Variator 132 an dem ersten Eingangselement 212 durch das zweite Sonnenrad 236 bereitgestellt; und die Leistungsausgabe wird aus dem Variator 132 durch das zweite Ausgangselement 244 über das zweite Hohlrad 238 des Hochplanetenradsatzes 234 übertragen.
  • Zusätzlich kann die Getriebebaugruppe 110 eine Vielzahl von Rückwärtsmodi bereitstellen. In einigen Ausführungsformen kann es eine entsprechende Anzahl von Vorwärts- und Rückwärts-Split-Pfad-Modi geben. Die Rückwärtsmodi ähneln den vorstehend erörterten Vorwärtsmodi, mit der Ausnahme, dass die zweite Kupplung (Rückwärts) anstelle der dritten (Vorwärts) Kupplung 182 jeweils eingerückt ist. Zum Beispiel kann ein erster Split-Pfad-Rückwärtsmodus (R2) bereitgestellt werden, wenn die zweite (Rückwärts), vierte und achte Kupplung 176, 254, 294 eingerückt sind und die erste (Kriech), dritte (Vorwärts), fünfte, sechste und siebte Kupplung 170, 182, 262, 276, 286 ausgerückt sind. Dementsprechend kann Motorleistung von der Eingangswelle 128 durch die Rückwärtskupplung 176 auf die erste Hohlwelle 206, auf das fünfte Zahnrad 196, auf das Zwischenzahnrad 200, auf das achte Zahnrad 202, auf die Variatorwelle 134, auf den zweiten Träger 242 übertragen werden, um das erste Hohlrad 222 antreibend zu drehen. Motorleistung kann außerdem das dritte Zahnrad 192 antreiben, und Leistung kann auf das erste Zahnrad 188, auf die erste CVM-Welle 154 übertragen werden, um die erste CVM 116 anzutreiben. Elektrische Leistung kann zum Antreiben der zweiten CVM 118 erzeugt werden. Mechanische Leistung von der zweiten CVM 118 durch die zweite CVM-Welle 156, um das zweite Zahnrad 190 anzutreiben und diese Leistung kann über das sechste Zahnrad 198 und die vierte Hohlwelle 216 auf das vierte Zahnrad 194 übertragen werden, um das erste Sonnenrad 220 anzutreiben. Wie vorstehend erörtert, kann der Variator 132 kombinierte Leistung über die ersten Planetenräder 224 und den zugehörigen ersten Träger 226 ausgeben, um das erste Ausgangselement 228 antreibend zu drehen. Das erste Ausgangselement 228 kann diese Leistung durch das erste Variatorausgangszahnrad 232 auf das zwölfte Zahnrad 250, durch die vierte Kupplung 254, auf die Vorgelegewelle 142, auf das Antriebszahnrad 260, auf das siebzehnte Zahnrad 292, durch die achte Kupplung 294 auf die Ausgangswelle 122 übertragen. Die anderen Rückwärtsmodi können in ähnlicher Weise bereitgestellt werden. In dem zweiten Split-Pfad-Rückwärtsmodus (R3) sind die Rückwärtskupplung 176, die fünfte Kupplung 262 und die Antriebskupplung 294 eingerückt; und die Kriechkupplung 170, die Vorwärtskupplung 182, die vierte Kupplung 254, die sechste Kupplung 276 und die siebte Kupplung 286 sind ausgerückt. In dem dritten Split-Pfad-Rückwärtsmodus (R4) sind die Rückwärtskupplung 176 und die sechste Kupplung 276 eingerückt; und die Kriechkupplung 170, die Vorwärtskupplung 182, die vierte Kupplung 254, die fünfte Kupplung 262 und die siebte Kupplung 286 sind ausgerückt. In einigen Beispielen kann die fünfte Kupplung 262 optional eingerückt sein. Ein vierter Split-Pfad-Rückwärtsmodus kann bereitgestellt oder weggelassen werden.
  • Dementsprechend wird in dem ersten Split-Pfad-Rückwärtsmodus (R2) die Motorleistungseingabe in den Variator 132 an dem zweiten Eingangselement 214 durch das erste Hohlrad 222 bereitgestellt und die CVP-Leistungseingabe in den Variator 132 an dem ersten Eingangselement 212 durch das erste Sonnenrad 220 bereitgestellt, und die Leistungsausgabe wird aus dem Variator 132 durch das erste Ausgangselement 228 über den ersten Träger 226 des Niederplanetenradsatzes 218 übertragen. In dem zweiten Split-Pfad-Rückwärtsmodus Pfad (R3) wird die Motorleistungseingabe in den Variator 132 an dem zweiten Eingangsglied 214 durch den zweiten Träger 242 bereitgestellt und die CVP-Leistungseingabe wird in den Variator 132 an dem ersten Eingangsglied 212 durch das zweite Sonnenrad 236 bereitgestellt, und die Leistungsausgabe wird aus dem Variator 132 durch das zweite Ausgangsglied 244 über das zweite Hohlrad 238 des Hochplanetenradsatzes 234 übertragen. In dem dritten Split-Pfad-Rückwärtsmodus (R4) wird die Motorleistungseingabe in den Variator 132 an dem zweiten Eingangselement 213 durch das erste Hohlrad 222 bereitgestellt und die CVP-Leistungseingabe wird in den Variator 132 an dem ersten Eingangselement 212 durch das erste Sonnenrad 220 bereitgestellt, und die Leistungsausgabe wird aus dem Variator 132 durch das erste Ausgangselement 228 über den ersten Träger 226 des Niederplanetenradsatzes 218 übertragen.
  • Es versteht sich, dass in einem oder mehreren dieser Modi der Antriebsstrang 102 auch dem Zapfwellenelement 124 Leistung bereitstellen kann, z. B. über die Eingangswelle 128.
  • Eine beispielhafte Implementierung der Getriebebaugruppe 110 ist in den Ansichten aus 3-7 dargestellt, die eine Reihe der oben beschriebenen Komponenten darstellen. Insbesondere bietet 3 eine isometrische Außenansicht der Getriebebaugruppe 110, die das Getriebebaugruppengehäuse 112 sowie die Eingangswelle 128, die sich in die Getriebebaugruppe 110 erstreckt, darstellt. Die Ansichten der 4-7 stellen die Getriebebaugruppe 110 dar, wobei verschiedene Abschnitte des Gehäuses 112 entfernt sind. Wie gezeigt und unter Bezugnahme auf die 3-7 können die erste und zweite CVM 116, 118 als „patronenartige“ Maschinen betrachtet werden, die in das Gehäuse 112 eingeführt werden können. Die erste und zweite CVM 116, 118 sind „über“ (oder axial überlappend) dem Variator 132 innerhalb des Gehäuses 112 angeordnet. Insbesondere schneiden Abschnitte der CVMs 116, 118 des Variators 132 eine erste imaginäre Ebene (z. B. eine vertikale Ebene), die orthogonal zur Variatorwelle 134 ist. In einigen Beispielen sind die CVMs 116, 118 und CVM-Wellen 154, 154 parallel zueinander und können sich ferner in einer gemeinsamen zweiten imaginären Ebene (z. B. einer horizontalen Ebene) befinden, die senkrecht zur ersten imaginären Ebene steht.
  • In dieser Anordnung können die CVMs 116, 118 relativ dünne oder weggelassene Maschinengehäuse aufweisen, da die CVMs 116, 118 innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses 112 untergebracht sind. In einigen Beispielen kann ein Abschnitt des Getriebebaugruppengehäuses 112 Maschinenkappen 302 beinhalten. Die Maschinenkappen 302 können relativ zu den anderen Abschnitten des Getriebebaugruppengehäuses 112 abnehmbar sein, um Zugang zu den CVMs 116, 118 (z. B. den Statoren von CVMs vom Typ einer elektrischen Maschine) zu ermöglichen. In den Ansichten der 3, 5 und 6 sind die Maschinenkappen 302 so abgebildet, dass sie auf dem Getriebebaugruppengehäuse 112 gehalten werden; und in den Ansichten aus 4 und 7 wurden die Maschinenhauben 302 entfernt, um den Zugang zu internen Komponenten der CVMs 116, 118 darzustellen. Wie gezeigt, kann die gesamte Länge der CVMs 116, 118 als innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses 112 untergebracht betrachtet werden. In anderen Beispielen können im Wesentlichen alle CVMs 116, 118 (z. B. mehr als 75 % oder mehr als 90 % der Länge) innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses 112 untergebracht sein.
  • Wie auch in den 3-7 gezeigt, können eine oder mehrere zusätzliche und/oder Hilfskomponenten 304 am Getriebebaugruppengehäuse 112 bereitgestellt werden. Die Hilfskomponente 304 kann Kühlelemente und/oder leistungselektronische Elemente (z. B. ein Wechselrichter) sein. Wie am besten in 7 gezeigt, kann die Hilfskomponente 304 an dem Getriebebaugruppengehäuse 112 in einer Position zum Verbinden mit den CVMs 116, 118 angeordnet sein.
  • Die Ansicht der Getriebebaugruppe 110 von 6 stellt auch deutlich die Leistungseingabe von den CVMs 116, 118 und der Eingangswelle 128 an der zweiten Variatorseite 168 im Gegensatz zu der ersten Variatorseite 166 dar. Somit befinden sich die beiden Leistungseingänge auf einer gemeinsamen Seite des Variators 132.
  • Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen kann ein beispielhaftes Verfahren auch die Fähigkeit bereitstellen, die Getriebebaugruppe 110 leichter herzustellen und/oder zu montieren. Insbesondere kann die Getriebebaugruppe 110 innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses 112 montiert werden, einschließlich der Eingangsanordnung 126, des Variators 132, der Vorgelegeanordnung 140 und der Ausgangsanordnung 146, wie oben beschrieben. Die CVMs 116, 118 können durch das Getriebebaugruppengehäuse 112 eingeführt und innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses 112 gesichert werden, um an die Eingangsanordnung 126 gekoppelt zu werden, wie ebenfalls oben beschrieben. Beispielsweise ermöglichen die beschriebenen Ausführungsformen eine Montage, bei der die Zahnräder und Wellen von einer ersten Seite des Gehäuses 112 (z. B. aus der Richtung der zweiten Variatorseite 168) zusammengebaut sind und das Gehäuse 112 gedreht wird, um die CVMs 116, 118 auf der anderen Seite (z. B. aus der Richtung der ersten Variatorseite 168, so dass die CVM-Wellen 154, 156 mit Leistungsübertragungskomponenten in der Nähe der zweiten Variatorseite 166 interagieren) einzusetzen.
  • Dementsprechend stellt der hierin beschriebene Antriebsstrang eine Getriebebaugruppe bereit, die an einen Motor gekoppelt und mit einer CVP integriert ist, um in einer Vielzahl von Modi zu arbeiten, um eine Ausgangsanordnung mit CVP-Leistung oder Motorleistung anzutreiben. Der Bediener kann zwischen diesen verschiedenen Modi wählen und/oder die Getriebebaugruppe kann automatisch zwischen diesen Modi schalten, um eine hohe Betriebseffizienz in einer Reihe von verschiedenen Betriebsbedingungen aufrechtzuerhalten.
  • Auch kann die Getriebebaugruppe gut organisiert und kompakt aufgebaut und angeordnet sein, was eine Integration der CVP innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses der Getriebebaugruppe ermöglicht. Somit können die Konfektionierung und die Gesamtabmessungen der Getriebebaugruppe und CVP kleiner als vergleichbare Anordnungen sein, während die Fähigkeit beibehalten wird, mehrere Vorwärts- und Rückwärtsmodi bereitzustellen.
  • In einigen Beispielen ermöglicht die Getriebebaugruppe die Verwendung von patronenartigen CVMs, wie hierin erörtert, um eine Baugruppe bereitzustellen, die keinen Bolzenflansch zwischen dem CVM und dem Getriebebaugruppengehäuse erfordert, wodurch G-Last-Vibrationen auf dem Bolzenflansch und verringerte Toleranzen eliminiert werden. Der Antriebsstrang stellt ferner die Fähigkeit bereit, die CVMs nur an der Vorder- und Rückseite innerhalb des gemeinsamen Gehäuses zu tragen oder die CVMs wie gewünscht vollständig mit dem gemeinsamen Gehäuse zu umgeben, sowie zusätzliche Flexibilität zum Kühlen der CVMs und Getriebekomponenten. Beispielsweise kann in herkömmlichen Anordnungen Schmier- und/oder Kühlfluid nur von der Vorderseite oder dem Boden des jeweiligen CVM abfließen, wodurch externe Rohrleitungen erforderlich sind, um das Öl zurück zum Getriebe zu führen; und in CVMs der beispielhaften Getriebebaugruppe, die oben beschrieben ist, kann das Schmier- und/oder Kühlfluid an beliebiger Stelle entlang der Länge in das Getriebe eingespritzt oder zurückgeführt werden, ohne externe Rohrleitungen zu erfordern, da die CVMs in einem gemeinsamen Getriebegehäuse untergebracht sind. Die CVMs der beispielhaften Getriebebaugruppe ermöglichen Kühlfluid entweder zwischen dem jeweiligen CVM-Gehäuse und Stator; zwischen dem CVM-Gehäuse und dem Getriebebaugruppengehäuse; oder beides. In einem Beispiel kann das Kühlfluid zwischen dem CVM-Gehäuse und dem Getriebebaugruppengehäuse andere Kühlmittel als Öl (Wasser-Ethylenglykol usw.) sein. In einigen Beispielen können die CVMs der beispielhaften Getriebebaugruppe mit weniger Befestigungselementen an Ort und Stelle gehalten werden als eine extern montierte CVM und die Anordnung solcher Befestigungselemente kann zugänglicher sein. Ferner ermöglichen CVMs der beispielhaften Getriebebaugruppe es der elektrischen Leistung, sich direkt mit dem Wechselrichter und/oder anderen elektronischen Komponenten zu verbinden, anstatt eine Anschlussbox und Kabel zu erfordern.
  • Außerdem werden die folgenden Beispiele bereitgestellt, die zur Vereinfachung der Bezugnahme nummeriert sind.
  • 1. Getriebebaugruppe für einen Arbeitsfahrzeug-Antriebsstrang mit einem Motor, der Motorleistung an eine Eingangswelle abgibt, wobei die Getriebebaugruppe Folgendes umfasst: ein Getriebebaugruppengehäuse mit einer ersten Gehäuseseite, durch die sich die Eingangswelle erstreckt, und einer zweiten Gehäuseseite, die der ersten Gehäuseseite gegenüberliegt; eine stufenlos veränderbare Leistungsquelle (CVP), die zumindest teilweise in dem Getriebebaugruppengehäuse enthalten ist; eine Eingangsanordnung, die in dem Getriebebaugruppengehäuse enthalten ist und zumindest eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die selektiv Motorleistung von der Eingangswelle und CVP-Leistung von der CVP koppelt; einen Variator, der in dem Getriebegehäuse enthalten ist, mit einer ersten Variatorseite, die zu der ersten Gehäuseseite des Getriebebaugruppengehäuses ausgerichtet ist, und einer zweiten Variatorseite, die zu der zweiten Gehäuseseite des Getriebebaugruppengehäuses ausgerichtet ist, und konfiguriert ist, um Motorleistung durch die Eingangsanordnung auf der zweiten Variatorseite zu empfangen und CVP-Leistung durch die Eingangsanordnung auf der zweiten Variatorseite zu empfangen; und eine Getriebezahnradanordnung, die in dem Getriebebaugruppengehäuse enthalten ist und konfiguriert ist, um eine selektive Zahnraduntersetzung zum Übertragen von Ausgangsleistung von dem Variator zu einer Ausgangswelle bereitzustellen.
  • 2. Getriebebaugruppe nach Beispiel 1, wobei die Getriebebaugruppe konfiguriert ist, um eine Auswahl zwischen einer Vielzahl von Getriebemodi bereitzustellen, in denen die Getriebebaugruppe Leistung von mindestens einem von dem Motor und der CVP auf die Ausgangswelle überträgt, wobei die Eingangsanordnung eine Eingangsachse definiert, die sich entlang der Eingangswelle erstreckt und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die zur Drehung um die Eingangsachse gelagert ist, wobei die Eingangswelle konfiguriert ist, um die Motorleistung einzugeben, zum Drehen der mindestens einen Eingangsgetriebekomponente und der CVP, die mit der Eingangsanordnung verbunden und konfiguriert sind, um die CVP-Leistung dorthin einzugeben, um die mindestens eine Eingangsgetriebekomponente zu drehen, und wobei der Variator eine Variatorachse definiert und Folgendes beinhaltet: mindestens eine Planetenradsatzgruppe, die mindestens teilweise zur selektiven Drehung um die Variatorachse gelagert ist und angeordnet ist, um eine erste Zahnradsatzseite und eine zweite Zahnradsatzseite aufzuweisen, und eine Variatorwelle, die zur Drehung um die Variatorachse getragen wird und sich durch den mindestens einen Planetenradsatz erstreckt, wobei die Getriebebaugruppe mindestens einen der Vielzahl von Getriebemodi aufweist, in denen der Variator konfiguriert ist, um die Motorleistung und die CVP-Leistung auf der zweiten Variatorseite über die Eingangsanordnung zu empfangen und kombinierte Leistung auszugeben, und wobei die Getriebezahnradanordnung Folgendes beinhaltet: eine Vorgelegewellenanordnung, die eine Vorgelegewellenachse definiert und mindestens eine Vorgelegewellenkomponente beinhaltet, die zur Drehung um die Vorgelegewellenachse gelagert ist, wobei die Vorgelegewellenanordnung konfiguriert ist, um die kombinierte Leistung von dem Variator zum Drehen der mindestens einen Vorgelegewellenkomponente zu empfangen; und eine Ausgangsanordnung, die eine Ausgangsachse definiert und mindestens eine Ausgangskomponente beinhaltet, die mit der Ausgangswelle verbunden ist, wobei die Ausgangsanordnung konfiguriert ist, um die kombinierte Leistung von der Vorgelegewellenanordnung zu empfangen, um die Ausgangswelle in Drehung um die Ausgangsachse anzutreiben.
  • 3. Getriebebaugruppe nach Beispiel 2, wobei die CVP die mindestens eine Planetenradsatzgruppe relativ zu einer imaginären Bezugsebene überlappt, die senkrecht zur Variatorachse ist.
  • 4. Getriebebaugruppe nach Beispiel 2, wobei der Variator konfiguriert ist, um in jedem der mehreren Getriebemodi die Motorleistung und die CVP-Leistung auf der zweiten Variatorseite zu empfangen.
  • 5. Getriebebaugruppe nach Beispiel 2, wobei die CVP eine erste stufenlos variable Maschine (CVM) und eine zweite CVM beinhaltet.
  • 6. Getriebebaugruppe nach Beispiel 5, wobei das Getriebebaugruppengehäuse die Planetenradsatzgruppe und im Wesentlichen die gesamte erste CVM und die zweite CVM aufnimmt.
  • 7. Getriebebaugruppe nach Beispiel 5, wobei die gesamte erste CVM und die zweite CVM innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses untergebracht sind.
  • 8. Getriebebaugruppe nach Beispiel 5, wobei die erste CVM und die zweite CVM patronenartige CVMs sind, die konfiguriert sind, um zur Montage durch die erste Gehäuseseite des Getriebebaugruppengehäuses eingeführt zu werden.
  • 9. Getriebebaugruppe nach Beispiel 5, wobei in mindestens einem der Vielzahl von Getriebemodi die Eingangsanordnung konfiguriert ist, um einen ersten Teil der Motorleistung an die erste CVM bereitzustellen, die erste CVM elektrische Leistung an die zweite CVM bereitstellt und die zweite CVM die CVP-Leistung bereitstellt.
  • 10. Getriebebaugruppe nach Beispiel 9, wobei die Eingangsanordnung ferner eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung, die um die Eingangswelle gelagert ist, und eine dritte Kupplung, die um die Variatorwelle gelagert ist, beinhaltet, wobei die Eingangsanordnung ferner ein erstes Zahnrad, das an einer ersten CVM-Welle der ersten CVM befestigt ist, ein zweites Zahnrad, das an einer zweiten CVM-Welle der zweiten CVM befestigt ist, ein drittes Zahnrad, das an der zweiten Kupplung befestigt ist und mit dem ersten Zahnrad kämmt, und ein viertes Zahnrad, das an der ersten Kupplung befestigt ist und mit dem zweiten Zahnrad kämmt, beinhaltet, und wobei ein erster Teil der Motorleistung an die erste CVM durch das dritte und erste Zahnrad an die erste CVM übertragen wird und mindestens ein Teil der CVP-Leistung durch das zweite und vierte Zahnrad an den Variator übertragen wird.
  • 11. Getriebebaugruppe nach Beispiel 10, wobei die Getriebebaugruppe konfiguriert ist, um einen zweiten Teil der Motorleistung über mindestens ein Element der dritten Kupplung auf die Variatorwelle übertragen wird.
  • 12. Getriebebaugruppe nach Beispiel 2, wobei die Vielzahl von Getriebemodi einen Serienübertragungsmodus beinhaltet, in dem: die Eingangsanordnung konfiguriert ist, um den Motor von dem Variator zu trennen; der Variator konfiguriert ist, um die CVP-Leistung von der CVP zu empfangen; und der Variator konfiguriert ist, um die CVP-Leistung auszugeben.
  • 13. Getriebebaugruppe nach Beispiel 12, wobei im Serienübertragungsmodus: der Motor Leistung an die erste CVM bereitstellt, um Leistung zu erzeugen, die an die zweite CVM geliefert wird; die zweite CVM Leistung an ein erstes Eingangselement des Variators bereitstellt; die zweite CVM Leistung an ein zweites Eingangselement des Variators bereitstellt; und der Variator Leistung von dem ersten und dem zweiten Eingangselement rekombiniert, die an die Vorgelegewellenanordnung ausgegeben wird.
  • 14. Verfahren zum Herstellen eines Antriebsstrangs für ein Arbeitsfahrzeug, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Motors, einer stufenlos variablen Leistungsquelle (CVP) und einer Ausgangswelle; Bereitstellen einer Getriebebaugruppe, die konfiguriert ist, um den Motor und die CVP betriebsfähig mit der Ausgangswelle zu verbinden, wobei die Getriebebaugruppe konfiguriert ist, um eine Auswahl zwischen einer Vielzahl von Getriebemodi bereitzustellen, in denen die Getriebebaugruppe Leistung von mindestens einem von dem Motor und der CVP auf die Ausgangswelle überträgt, wobei die Getriebebaugruppe Folgendes beinhaltet: eine Eingangsanordnung, die eine Eingangsachse definiert und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die zur Drehung um die Eingangsachse gelagert ist, wobei der Motor mit der Eingangsanordnung verbunden und konfiguriert ist, um Motorleistung in diese einzugeben, um die mindestens eine Eingangsgetriebekomponente zu drehen, wobei die CVP mit der Eingangsanordnung verbunden und konfiguriert ist, um CVP-Leistung in diese einzugeben, um die mindestens eine Eingangsgetriebekomponente zu drehen; einen Variator, der eine Variatorachse definiert und Folgendes beinhaltet: mindestens eine Planetenradsatzgruppe, die mindestens teilweise zur selektiven Drehung um die Variatorachse gelagert und angeordnet ist, um eine erste Zahnradsatzseite aufzuweisen und eine zweite Zahnradsatzseite und eine Variatorwelle, die zur Drehung um die Variatorachse gelagert ist und sich durch den mindestens einen Planetenradsatz erstreckt, wobei die Variatorwelle eine erste Variatorwellenseite in der Nähe der ersten Zahnradsatzseite der mindestens einen Planetenradsatzgruppe oder darüber hinaus und eine zweite Variatorwellenseite in der Nähe der zweiten Zahnradsatzseite der mindestens einen Planetenradsatzgruppe oder darüber hinaus aufweist, wobei die erste Zahnradsatzseite und das erste Variatorwellenende eine erste Variatorseite definieren, und wobei die zweite Zahnradsatzseite und das zweite Variatorwellenende eine zweite Variatorseite definieren; eine Vorgelegewellenanordnung, die eine Vorgelegewellenachse definiert und mindestens eine Vorgelegewellenkomponente beinhaltet, die zur Drehung um die Vorgelegewellenachse gelagert ist, wobei die Vorgelegewellenanordnung konfiguriert ist, um die kombinierte Leistung von dem Variator zum Drehen der mindestens einen Vorgelegewellenkomponente zu empfangen; und eine Ausgangsanordnung, die eine Ausgangsachse definiert und mindestens eine mit der Ausgangswelle verbundene Ausgangskomponente enthält, wobei die Ausgangsanordnung konfiguriert ist, um die kombinierte Leistung von der Vorgelegewellenanordnung zu empfangen, um die Ausgangswelle in Drehung um die Ausgangsachse anzutreiben; und Anordnen der Getriebebaugruppe und der CVP auf eine Weise, dass die Getriebebaugruppe konfiguriert ist, um in mindestens einem der Vielzahl von Getriebemodi zu arbeiten, in denen der Variator die Motorleistung und die CVP-Leistung auf einer gemeinsamen Seite der ersten und zweiten Variatorseite über die Eingangsanordnung empfängt und kombinierte Leistung ausgibt.
  • 15. Verfahren nach Beispiel 14, wobei der Anordnungsschritt das Anordnen der Getriebebaugruppe und der CVP beinhaltet, so dass der Variator in jedem der mehreren Getriebemodi die Motorleistung und die CVP-Leistung auf der gemeinsamen Seite der ersten und zweiten Variatorseite empfängt.
  • Die hierin verwendete Terminologie dient ausschließlich der Beschreibung bestimmter exemplarischer Ausführungsformen und soll in keiner Weise einschränkend sein. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen beinhalten, sofern der Kontext dies nicht klar ausschließt. Des Weiteren wird davon ausgegangen, dass jede Verwendung der Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassen“ in dieser Spezifikation das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifiziert, jedoch das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließt.
  • Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung wurde zur Veranschaulichung und Beschreibung vorgelegt, soll aber nicht vollständig oder auf die Offenbarung in der offenbarten Form beschränkt sein. Viele Modifikationen und Variationen sind für Fachleute offensichtlich, ohne vom Umfang und Sinn der Offenbarung abzuweichen. Die hierin ausdrücklich genannten Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Offenbarung und ihre praktische Anwendung am besten zu erklären und es anderen Durchschnittsfachleuten auf diesem Gebiet ermöglichen, die Offenbarung zu verstehen und viele Alternativen, Änderungen und Abweichungen von den beschriebenen Beispielen zu erkennen. Dementsprechend liegen verschiedene andere Implementierungen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims (20)

  1. Getriebebaugruppe für einen Arbeitsfahrzeugantriebsstrang mit einem Motor, der Motorleistung an eine Eingangswelle abgibt, wobei die Getriebebaugruppe Folgendes umfasst: ein Getriebebaugruppengehäuse mit einer ersten Gehäuseseite, durch die sich die Eingangswelle erstreckt, und einer zweiten Gehäuseseite, die der ersten Gehäuseseite gegenüberliegt; eine stufenlose Leistungsquelle (CVP), die zumindest teilweise innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses enthalten ist; eine Eingangsanordnung, die innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses enthalten ist und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die selektiv Motorleistung von der Eingangswelle und CVP-Leistung von der CVP koppelt; einen Variator, der in dem Getriebegehäuse enthalten ist, mit einer ersten Variatorseite, die zur ersten Gehäuseseite des Getriebebaugruppengehäuses ausgerichtet ist, und einer zweiten Variatorseite, die zur zweiten Gehäuseseite des Getriebebaugruppengehäuses ausgerichtet ist und konfiguriert ist, um Motorleistung durch die Eingangsanordnung auf der zweiten Variatorseite zu empfangen und CVP-Leistung durch die Eingangsanordnung auf der zweiten Variatorseite zu empfangen; und eine Getriebezahnradanordnung, die in dem Getriebebaugruppengehäuse enthalten und konfiguriert ist, um eine selektive Zahnraduntersetzung zur Übertragung von Ausgangsleistung von dem Variator auf eine Ausgangswelle bereitzustellen.
  2. Getriebebaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Getriebebaugruppe konfiguriert ist, um eine Auswahl zwischen einer Vielzahl von Getriebemodi bereitzustellen, in denen die Getriebebaugruppe Leistung von dem Motor und/oder der CVP auf die Ausgangswelle überträgt, wobei die Eingangsanordnung eine Eingangsachse definiert, die sich entlang der Eingangswelle erstreckt und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die zur Drehung um die Eingangsachse gelagert ist, wobei die Eingangswelle konfiguriert ist, um die Motorleistung zum Drehen der mindestens einen Eingangsgetriebekomponente einzugeben, und die CVP mit der Eingangsanordnung verbunden ist und konfiguriert ist, um die CVP-Leistung dorthin einzugeben, um die mindestens eine Eingangsgetriebekomponente zu drehen, und wobei der Variator eine Variatorachse definiert und Folgendes beinhaltet: mindestens eine Planetenradsatzgruppe, die mindestens teilweise zur selektiven Drehung um die Variatorachse gelagert und angeordnet ist, um eine erste Getriebeseite und eine zweite Getriebeseite aufzuweisen, und eine Variatorwelle, die zur Drehung um die Variatorachse gelagert ist und sich durch den mindestens einen Planetenradsatz erstreckt, wobei die Getriebebaugruppe mindestens einen der Vielzahl von Getriebemodi aufweist, in denen der Variator konfiguriert ist, um die Motorleistung und die CVP-Leistung auf der zweiten Variatorseite über die Eingangsanordnung zu empfangen und kombinierte Leistung auszugeben, und wobei die Getriebezahnradanordnung Folgendes beinhaltet: eine Vorgelegewellenanordnung, die eine Vorgelegewellenachse definiert und mindestens eine Vorgelegewellenkomponente beinhaltet, die zur Drehung um die Vorgelegewellenachse gelagert ist, wobei die Vorgelegewellenanordnung konfiguriert ist, um die kombinierte Leistung von dem Variator zum Drehen der mindestens einen Vorgelegewellenkomponente zu empfangen; und eine Ausgangsanordnung, die eine Ausgangsachse definiert und mindestens eine Ausgangskomponente beinhaltet, die mit der Ausgangswelle verbunden ist, wobei die Ausgangsanordnung konfiguriert ist, um die kombinierte Leistung von der Vorgelegewellenanordnung zu empfangen, um die Ausgangswelle in Drehung um die Ausgangsachse anzutreiben.
  3. Getriebebaugruppe nach Anspruch 2, wobei die CVP die mindestens eine Planetenradsatzgruppe relativ zu einer imaginären Referenzebene, die senkrecht zur Variatorachse verläuft, überlappt.
  4. Getriebebaugruppe nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Variator derart konfiguriert ist, dass der Variator in jedem der Vielzahl von Getriebemodi die Motorleistung und die CVP-Leistung auf der zweiten Variatorseite empfängt.
  5. Getriebebaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die CVP eine erste stufenlos variable Maschine (CVM) und eine zweite CVM beinhaltet.
  6. Getriebebaugruppe nach Anspruch 5, wobei das Getriebebaugruppengehäuse die Planetenradsatzgruppe und im Wesentlichen die gesamte erste CVM und die zweite CVM aufnimmt.
  7. Getriebebaugruppe nach Anspruch 5 oder 6, wobei die gesamte erste CVM und die zweite CVM innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses untergebracht sind.
  8. Getriebebaugruppe nach einem Ansprüche 5 bis 7, wobei die erste CVM und die zweite CVM patronenartige CVMs sind, die konfiguriert sind, um zur Montage durch die erste Gehäuseseite des Getriebebaugruppengehäuses eingeführt zu werden.
  9. Getriebebaugruppe nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die Eingangsanordnung in mindestens einem der Vielzahl von Getriebemodi konfiguriert ist, um der ersten CVM einen ersten Teil der Motorleistung bereitzustellen, die erste CVM der zweiten CVM elektrische Leistung bereitstellt und die zweite CVM die CVP-Leistung bereitstellt.
  10. Getriebebaugruppe nach Anspruch 9, wobei die Eingangsanordnung ferner eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung, die um die Eingangswelle gelagert sind, und eine dritte Kupplung beinhaltet, die um die Variatorwelle gelagert ist, wobei die Eingangsanordnung ferner ein erstes Zahnrad, das an einer ersten CVM-Welle der ersten CVM befestigt ist, ein zweites Zahnrad, das an einer zweiten CVM-Welle der zweiten CVM befestigt ist, ein drittes Zahnrad, das an der zweiten Kupplung befestigt ist und mit dem ersten Zahnrad kämmt, und ein viertes Zahnrad, das an der ersten Kupplung befestigt ist und mit dem zweiten Zahnrad kämmt, beinhaltet, und wobei ein erster Teil der Motorleistung an die erste CVM durch das dritte und erste Zahnrad an die erste CVM übertragen wird und mindestens ein Teil der CVP-Leistung durch das zweite und vierte Zahnrad an den Variator übertragen wird.
  11. Getriebebaugruppe nach Anspruch 10, wobei die Getriebebaugruppe derart konfiguriert ist, dass ein zweiter Teil der Motorleistung über mindestens ein Element der dritten Kupplung auf die Variatorwelle übertragen wird.
  12. Getriebebaugruppe nach einem Ansprüche 2 bis 11, wobei die Vielzahl von Getriebemodi einen Serienübertragungsmodus beinhaltet, in dem: die Eingangsanordnung konfiguriert ist, um den Motor vom Variator zu trennen; der Variator konfiguriert ist, um die CVP-Leistung von der CVP zu empfangen; und der Variator konfiguriert ist, um die CVP-Leistung auszugeben.
  13. Getriebebaugruppe nach Anspruch 12, wobei im Serienübertragungsmodus: der Motor der ersten CVM Leistung bereitstellt, um Leistung zu erzeugen, die der zweiten CVM zugeführt wird; die zweite CVM Leistung an ein erstes Eingangselement des Variators liefert; die zweite CVM einem zweiten Eingangselement des Variators Leistung bereitstellt; und der Variator Leistung von dem ersten und dem zweiten Eingangselement rekombiniert die an die Vorgelegewellenanordnung abgegeben wird.
  14. Verfahren zum Herstellen eines Antriebsstrangs für ein Arbeitsfahrzeug, das Verfahren umfassend: Bereitstellen eines Motors, einer stufenlosen Leistungsquelle (CVP) und einer Ausgangswelle; Bereitstellen einer Getriebebaugruppe, die konfiguriert ist, um den Motor und die CVP betriebsfähig mit der Ausgangswelle zu verbinden, wobei die Getriebebaugruppe konfiguriert ist, um eine Auswahl zwischen einer Vielzahl von Getriebemodi bereitzustellen, in denen die Getriebebaugruppe Leistung von mindestens einem von dem Motor und der CVP an die Ausgangswelle überträgt, wobei die Getriebebaugruppe Folgendes beinhaltet: eine Eingangsanordnung, die eine Eingangsachse definiert und mindestens eine Eingangsgetriebekomponente aufweist, die zur Drehung um die Eingangsachse gelagert ist, wobei der Motor mit der Eingangsanordnung verbunden und konfiguriert ist, um Motorleistung in diese einzugeben, um die mindestens eine Eingangsgetriebekomponente zu drehen, wobei die CVP mit der Eingangsanordnung verbunden und konfiguriert ist, um CVP-Leistung in diese einzugeben, um die mindestens eine Eingangsgetriebekomponente zu drehen; einen Variator, der eine Variatorachse definiert und Folgendes beinhaltet: mindestens eine Planetenradsatzgruppe, die mindestens teilweise zur selektiven Drehung um die Variatorachse gelagert und angeordnet ist, um eine erste Getriebeseite und eine zweite Getriebeseite aufzuweisen, und eine Variatorwelle, die zur Drehung um die Variatorachse gelagert ist und sich durch den mindestens einen Planetenradsatz erstreckt, wobei die Variatorwelle eine erste Variatorwellenseite in der Nähe der ersten Zahnradsatzseite der mindestens einen Planetenradsatzgruppe oder sich darüber hinaus erstreckt und eine zweite Variatorwellenseite in der Nähe der zweiten Zahnradsatzseite der mindestens einen Planetenradsatzgruppe oder sich darüber hinaus erstreckt, wobei die erste Zahnradsatzseite und das erste Variatorwellenende eine erste Variatorseite definieren und die zweite Zahnradsatzseite und das zweite Variatorwellenende eine zweite Variatorseite definieren; eine Vorgelegewellenanordnung, die eine Vorgelegewellenachse definiert und mindestens eine Vorgelegewellenkomponente beinhaltet, die zur Drehung um die Vorgelegewellenachse gelagert ist, wobei die Vorgelegewellenanordnung konfiguriert ist, um die kombinierte Leistung von dem Variator zum Drehen der mindestens einen Vorgelegewellenkomponente zu empfangen; und Eine Ausgangsanordnung, die eine Ausgangsachse definiert und mindestens eine Ausgangskomponente beinhaltet, die mit der Ausgangswelle verbunden ist, wobei die Ausgangsanordnung konfiguriert ist, um die kombinierte Leistung von der Vorgelegewellenanordnung zu empfangen, um die Ausgangswelle in Drehung um die Ausgangsachse anzutreiben; und um die Getriebebaugruppe und die CVP derart anzuordnen, dass die Getriebebaugruppe konfiguriert ist, um in mindestens einem der Vielzahl von Getriebemodi zu arbeiten, in denen der Variator die Motorleistung und die CVP-Leistung über die Eingangsanordnung auf einer gemeinsamen Seite der ersten und zweiten Variatorseite empfängt, und kombinierte Leistung auszugeben.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Anordnungsschritt das Anordnen der Getriebebaugruppe und der CVP beinhaltet, so dass der Variator in jedem der mehreren Getriebemodi die Motorleistung und die CVP-Leistung auf der gemeinsamen Seite der ersten und zweiten Variatorseite empfängt.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die CVP eine erste stufenlose Maschine (CVM) und eine zweite CVM beinhaltet, und wobei der Anordnungsschritt das Anordnen der Getriebebaugruppe innerhalb eines Getriebebaugruppengehäuses und Anordnen der ersten CVM und der zweiten CVM im Wesentlichen innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses beinhaltet.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Anordnungsschritt das Anordnen der gesamten ersten CVM und der zweiten CVM innerhalb des Getriebebaugruppengehäuses beinhaltet.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei der Anordnungsschritt das Einführen der ersten CVM und der zweiten CVM durch das Getriebebaugruppengehäuse zur Verbindung mit der Getriebebaugruppe beinhaltet.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, wobei der Schritt des Bereitstellens der Getriebebaugruppe das Bereitstellen der Getriebebaugruppe derart beinhaltet, dass in mindestens einem der Vielzahl von Getriebemodi die Eingangsanordnung konfiguriert ist, um einen ersten Teil der Motorleistung an die erste CVM bereitzustellen, die erste CVM elektrische Leistung an die zweite CVM bereitstellt und die zweite CVM die CVP-Leistung bereitstellt; die Eingangsanordnung eine Eingangsachse beinhaltet, die sich entlang der Eingangsachse erstreckt, eine erste Kupplung und eine zweite Kupplung, die um die Eingangswelle gelagert sind, und eine dritte Kupplung, die um die Variatorwelle gelagert ist; und die Eingangsanordnung ferner ein erstes Zahnrad beinhaltet, das an einer ersten CVM-Welle der ersten CVM befestigt ist, ein zweites Zahnrad, das an einer zweiten CVM-Welle der zweiten CVM befestigt ist, ein drittes Zahnrad, das an der zweiten Kupplung befestigt ist und mit dem ersten Zahnrad kämmt, und ein viertes Zahnrad, das an der ersten Kupplung befestigt ist und mit dem zweiten Zahnrad kämmt, und wobei der Anordnungsschritt das Anordnen der Getriebebaugruppe und der CVP derart beinhaltet, dass der erste Abschnitt der Motorleistung an die erste CVM über das dritte und erste Zahnrad an die erste CVM übertragen wird, mindestens ein Abschnitt der CVP-Leistung über das zweite und vierte Zahnrad an den Variator übertragen wird und ein zweiter Abschnitt der Motorleistung über mindestens ein Element der dritten Kupplung an die Variatorwelle übertragen wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei der Anordnungsschritt das Anordnen der CVP beinhaltet, um die mindestens eine Planetenradsatzgruppe relativ zu einer imaginären Referenzebene, die senkrecht zu der Variatorachse ist, zu überlappen.
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