DE102021200739A1

DE102021200739A1 - Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe

Info

Publication number: DE102021200739A1
Application number: DE102021200739.2A
Authority: DE
Inventors: Johannes Kaltenbach; Raphael Himmelsbach; Max Bachmann; Elisabeth Endl; Michael Wechs; Philipp Rechenbach; Stefan Beck; Samuel Willems
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-01-27
Filing date: 2021-01-27
Publication date: 2022-07-28

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) mit einem Antrieb (12), einem Abtrieb (14), einem stationären Bauteil (22), einer Planetenbaugruppe (18) mit mindestens einem Fahrbereich, welche eine Bremse (B) und einen Ausgangsplanetenradsatz mit einem ersten Element, einem zweiten Element und einem dritten Element aufweist. Ein drittes Element des Ausgangsplanetenradsatzes ist mittels der Bremse (B) an dem stationären Bauteil (22) festsetzbar. Das Getriebe (100; 200) weist eine Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) auf, wobei das zweite Element des Ausgangsplanetenradsatzes mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) mechanisch wirkverbunden ist. Das Getriebe (100; 200) weist eine Steuereinrichtung (250) auf, die eingerichtet ist, für einen Fahrtrichtungswechsel zunächst die Bremse (B) zu öffnen, danach die Fahrtrichtung umzuschalten, und anschließend die Bremse (B) zu schließen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe.
Stand der Technik
Leistungsverzweigte stufenlose Getriebe, beispielsweise hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe, kommen im Bereich von Arbeitsmaschinen häufig zum Einsatz. Eine Arbeitsmaschine kann eine Baumaschine, beispielsweise ein Radlader, oder eine Landmaschine, beispielsweise ein Traktor, sein. Solche hydromechanischen Getriebe ermöglichen das stufenlose Einstellen der Getriebeübersetzung bei relativ hohen Wirkungsgraden, weisen jedoch eine verhältnismäßig geringe Getriebespreizung auf. Unter der Spreizung eines Getriebes wird das Verhältnis zwischen größter und kleinster Übersetzung verstanden. Zur Vergrößerung der Getriebespreizung ist es bekannt, in einem stufenlosen Getriebe mehrere Fahrbereiche vorzusehen, die unterschiedliche Übersetzungsbereiche aufweisen. Bei solchen Getrieben ist oft ein Fahrtrichtungswechsel mittels einer Fahrtrichtungswechselbaugruppe möglich. Dabei wird häufig auch ein sogenanntes Powerreversieren ermöglicht, bei welchem ein Fahrzeug noch in eine Richtung fährt, während die Drehrichtung an einem Abtrieb des Getriebes bereits in die entgegengesetzte Richtung geschaltet wurde. Das Fahrzeug wird so mit dessen Antriebsleistung erst abgebremst und dann in die neue gewünschte Fahrtrichtung nahtlos beschleunigt. Das Powerreversieren ermöglicht einen besonders schnellen Fahrtrichtungswechsel. Beispielhafte leistungsverzweigte stufenlose Getriebe sind in der DE 195 22 833 A1 und in der DE 10 2017 219 999 A1 gezeigt.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe. Das Getriebe kann zum Bereitstellen verschiedener Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereiche ausgebildet sein. Das Getriebe kann zur Verwendung in einer Arbeitsmaschine ausgebildet sein.
Bei einem stufenlosen Getriebe ist die Übersetzung stufenlos einstellbar. Bei der Leistungsverzweigung kann es sich beispielsweise um eine hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigung handeln. Alternativ oder zusätzlich ist beispielsweise eine elektrisch-mechanische Leistungsverzweigung möglich. Das Getriebe kann eine hohe Getriebespreizung bei hohem Wirkungsgrad ermöglichen. Das Getriebe umfasst einen Antrieb, an dem die zu übersetzende Größe in das Getriebe eingespeist werden kann. Die zu übersetzende Größe kann beispielsweise ein Drehmoment sein. Das Getriebe kann eine Antriebswelle aufweisen, die an einem Ende den Antrieb ausbilden kann. Die Antriebswelle kann sich durch das Getriebe hindurch erstrecken und an einem dem Antrieb abgewandten Ende eine Entnahme einer Zapfleistung ermöglichen, beispielsweise zum Antrieb eines Arbeitsgeräts der Arbeitsmaschine. Ebenso umfasst das Getriebe einen Abtrieb, an dem die durch das Getriebe übersetzte Größe ausgegeben werden kann. Der Abtrieb kann durch eine Abtriebswelle ausgebildet sein, die achsparallel oder auch koaxial zum Antrieb vorgesehen sein kann. Das Getriebe umfasst ein stationäres Bauteil. Das stationäre Bauteil kann beispielsweise ein Gehäuse des Getriebes sein oder auch ein Abschnitt einer Fahrzeugkarosserie. Ein stationäres Bauteil kann beispielsweise ein relativ zu den Drehelementen des Getriebes unbewegliches Bauteil sein.
Ein leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe kann einen Variator aufweisen. Der Variator kann eingerichtet sein, um eine Übersetzung des Getriebes, beispielsweise innerhalb eines Fahrbereichs, stufenlos zu variieren. Unter einem Fahrbereich des Getriebes kann ein Zustand verstanden werden, bei dem ein festes mechanisches Übersetzungsverhältnis zwischen Antrieb und Abtrieb des Getriebes vorliegt, wobei die Übersetzung des Getriebes innerhalb des Fahrbereichs durch den Variator stufenlos variiert werden kann. Das Getriebe kann wenigstens einen Fahrbereich zur Verfügung stellen. Das Getriebe kann aber auch dazu ausgebildet sein, schaltbar zwei, drei, vier oder mehr Fahrbereiche zur Verfügung zu stellen. Der Variator kann zwei Energiewandler aufweisen, die miteinander gekoppelt und beispielsweise als Hydrostat ausgebildet sind. Die Energiewandler des Variators können aber auch als elektrische Maschinen ausgebildet sein. Die Energiewandler können koaxial zum Antrieb des Getriebes angeordnet sein. Ebenso ist es möglich, dass diese achsparallel zum Antrieb angeordnet sind. Beispielsweise kann der erste Energiewandler eine hydraulische Maschine mit festem Schluckvolumen und der zweite Energiewandler eine hydraulische Maschine mit verstellbarem Schluckvolumen sein.
Das Getriebe weist ferner eine Planetenbaugruppe auf. Die Planetenbaugruppe kann beispielsweise einen oder mehrere Planetenradsätze aufweisen. Zudem kann die Planetenbaugruppe zusätzlich ein oder mehrere Schaltelemente aufweisen. Die Planetenbaugruppe kann dazu ausgebildet sein, die einen oder mehrere Fahrbereiche des Getriebes in einer Drehrichtung bereitzustellen. Beispielsweise kann die Planetenbaugruppe vier Vorwärtsfahrbereiche bereitstellen.
Das Getriebe weist ferner eine Fahrtrichtungswechselbaugruppe zum Wechseln der Fahrtrichtung auf. Die Planetenbaugruppe kann beispielsweise einen oder mehrere Fahrbereiche mit einer Drehrichtung an einer Ausgangswelle der Planetenbaugruppe bereitstellen. Die Fahrtrichtungswechselbaugruppe kann die Ausgangswelle so mit dem Abtrieb des Getriebes mechanisch wirkverbinden, dass der Abtrieb wahlweise in die gleiche oder entgegengesetzte Richtung wie die Ausgangswelle der Planetenbaugruppe dreht. Durch die Fahrtrichtungswechselbaugruppe können die durch die Planetenbaugruppe zur Verfügung gestellten Fahrbereiche sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung bereitgestellt werden. In jeweiligen Rückwärtsfahrbereichen dreht ein Abtrieb des Getriebes beispielsweise entgegengesetzt zu einer Drehrichtung in den jeweiligen Vorwärtsfahrbereichen.
Das Getriebe ist dazu ausgebildet, ein Drehmoment von dem Antrieb über die Planetenbaugruppe und die Fahrtrichtungswechselbaugruppe an den Abtrieb zu übertragen. Ein Drehmomentfluss kann beispielsweise von dem Antrieb an die Planetenbaugruppe, von der Planetenbaugruppe an die Fahrtrichtungswechselbaugruppe und von der Fahrtrichtungswechselbaugruppe an den Abtrieb erfolgen. Zum Übertragen eines Drehmoments kann es erforderlich sein, dass ein oder mehrere Schaltelemente betätigt werden müssen. Für die Drehmomentübertragung kann die Planetenbaugruppe mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe gekoppelt sein. Für die Drehmomentübertragung kann die Planetenbaugruppe mit dem Antrieb und die Fahrtrichtungswechselbaugruppe mit dem Abtrieb gekoppelt sein.
Die Planetenbaugruppe weist einen Ausgangsplanetenradsatz und eine Bremse auf. Die Bremse kann ein reibschlüssiges Schaltelement sein, wie beispielsweise eine Lamellenkupplung. Der Ausgangsplanetenradsatz weist drei Elemente auf. Das erste Element bildet ein Sonnenrad. Das zweite Element bildet im Falle eines Minus-Planetenradsatzes einen Planetenträger und im Falle eines Plus-Planetenradsatzes ein Hohlrad. Das dritte Element bildet im Falle eines Minus-Planetenradsatzes ein Hohlrad und im Falle eines Plus-Planetenradsatzes einen Planetenträger. Ein Minus-Planetenradsatz hat eine negative und ein Plus-Planetenradsatz eine positive Standübersetzung. An dem Planetenträger können Planetenräder drehbar gelagert sein. Je nach Bauweise kann ein Radsatz ein oder mehrere Sätze von Planetenrädern aufweisen. Jeweilige Planetenräder eines Planetenradsatzes können mit dessen Hohlrad und dessen Sonnenrad kämmen. Sofern mehrere Sätze von Planetenräder vorhanden sind, können jeweils auch nur die Planetenräder eines Satzes mit dem Sonnenrad und die Planetenräder eines anderen Satzes mit dem Hohlrad kämmen. Jeweilige Planetenräder der zwei Planetenradsätze können dann paarweise miteinander kämmen. Der Ausgangsplanetenradsatz ist derjenige Radsatz der Planetenbaugruppe, von welchem ein Drehmoment an die Fahrtrichtungswechselbaugruppe übertragbar ist. Andere Radsätze der Planetenbaugruppe können dagegen lediglich indirekt, also beispielsweise über weitere Planetenradsätze mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe, gekoppelt sein. Jeweilige in dieser Anmeldung beschriebene Planetenradsätze können frei von zusätzlichen, nicht beschriebenen Elementen sein.
Das dritte Element des Ausgangsplanetenradsatzes ist mittels der Bremse an dem stationären Bauteil festsetzbar, beispielsweise mit dem stationären Bauteil drehfest verbindbar. Das zweite Element des Ausgangsplanetenradsatzes ist mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe mechanisch wirkverbunden. Eine Drehmomentübertragung durch den Ausgangsplanetenradsatz an die Fahrtrichtungswechselbaugruppe kann durch ein Öffnen der Bremse zumindest in bestimmten Fahrbereichen der Planetenbaugruppe, also beispielsweise bei bestimmten Schaltzuständen, unterbrochen werden. Eine mechanische Wirkverbindung zwischen der Fahrtrichtungswechselbaugruppe und dem Antrieb kann so beispielsweise getrennt werden, wodurch ein lastfreies Schalten der Fahrtrichtungswechselbaugruppe ermöglicht werden kann.
Sind zwei Elemente mechanisch wirkverbunden, so sind diese unmittelbar oder mittelbar derart miteinander gekoppelt, dass eine Bewegung des einen Elements eine Reaktion des anderen Elements bewirkt. Zwischen den Elementen können dabei weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Stirnradstufen, vorgesehen sein. Unter einer permanent drehfesten Verbindung zweier Elemente wird hingegen eine Verbindung verstanden, bei welcher die beiden Elemente zu allen bestimmungsgemäßen Zuständen des Getriebes im Wesentlichen starr miteinander gekoppelt sind. Die Elemente können dabei als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen.
Ist ein Schaltelement, beispielsweise eine Kupplung, zwischen zwei Elementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Drehelemente nicht permanent drehfest miteinander verbunden, jedoch über das Schaltelement drehfest miteinander verbindbar. Eine drehfeste Verbindung wird erst durch Betätigung des zwischenliegenden Schaltelements herbeigeführt. Dabei kann eine Betätigung des Schaltelements bedeuten, dass diese in einen geschlossenen Zustand überführt wird, sodass die an das Schaltelement unmittelbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angeglichen werden. Ist das betroffene Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bauelemente unter gleicher Drehzahl laufen. Ein Beispiel für ein formschlüssiges Schaltelement ist eine Klauenkupplung. Im Falle eines reibschlüssigen Schaltelements können, auch nach einem Betätigen desselbigen, Drehzahlunterschiede zwischen den Bauelementen bestehen. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rahmen der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente bezeichnet. Bei einer reibschlüssigen Verbindung kann beispielsweise aufgrund eines Schlupfes eine gewisse Drehzahldifferenz zwischen den zwei miteinander verbundenen Elementen vorliegen.
Weiterhin weist das Getriebe eine Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung kann einen Mikrocontroller aufweisen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung ein Teil der Getriebesteuerung sein. Die Steuereinrichtung kann mit den Aktuatoren der Schaltelemente des Getriebes zum Schalten derselben verbunden sein. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, also spezifisch hergerichtet, beispielsweise programmiert, für einen Fahrtrichtungswechsel zunächst die Bremse zu öffnen, danach die Fahrtrichtung über die Fahrtrichtungswechselbaugruppe umzuschalten, und anschließend die Bremse zu schließen. Das Öffnen kann die Bremse in einen lastfreien Zustand überführen. Das Schließen kann die Bremse in einen belasteten Zustand überführen. Beispielsweise kann die Bremse normalerweise offen sein und durch deren Betätigung geschlossen werden. Durch das Schließen der Bremse kann das dritte Element des Ausgangsplanetenradsatzes an dem stationären Bauteil festgesetzt werden.
In dem Getriebe der vorliegenden Erfindung können die Schaltelemente der Fahrtrichtungswechselbaugruppe durch das Öffnen der Bremse von Reibleistung freigesetzt werden. So ist ein effizienter Fahrtrichtungswechsel, insbesondere beim Powerreversieren, möglich. Lediglich die Bremse muss beim Powerreversieren für eine Differenzdrehzahl ertüchtigt werden. Hierfür kann beispielsweise eine Kühlung, zum Beispiel mittels Öl, vorgesehen sein. Die Schaltelemente der Fahrtrichtungswechselbaugruppe können hingegen als formschlüssige Schaltelemente, insbesondere als Synchronisierungen, ausgebildet sein. Dies erlaubt ein robustes, kompaktes und dabei kosteneffizientes Getriebe, das ein Powerreversieren erlaubt. Ferner kann durch die formschlüssigen Schaltelemente in der Fahrtrichtungswechselbaugruppe der Wirkungsgrad erhöht werden, da Schleppverluste in der Fahrrichtungswechselbaugruppe vermieden werden können. Letztere sind in der Fahrtrichtungswechselbaugruppe aufgrund der im Drehmomentfluss abtriebsnäheren Anordnung häufig größer als bei der abtriebsfernen Bremse.
Die Steuereinrichtung kann ferner eingerichtet sein, um die Bremse nur dann wie oben beschrieben zu öffnen, wenn ein bestimmter Fahrbereich in dem Getriebe geschaltet ist, beispielsweise ein Fahrbereich, bei welchem die Bremse geschlossen ist. Stellt die Steuereinrichtung hingegen fest, dass beispielsweise die Bremse nicht geschlossen ist, kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um den Fahrtrichtungswechsel nicht in der oben beschriebenen Art zu steuern und vor allem die Bremse nicht zu öffnen und zu schließen. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um einen direkten Fahrtrichtungswechsel in solchen Fahrbereichen zu unterbinden. Stattdessen kann die Steuereinrichtung dann erst in einen langsameren Fahrbereich schalten, bevor der Fahrtrichtungswechsel geschaltet wird. Dann kann der Fahrtrichtungswechsel weiter nach der oben beschriebenen Art vollzogen werden. Beispielsweise können ein erster und zweiter Fahrbereich, also Fahrbereiche für eine langsame Fahrt, durch die geschlossene Bremse bereitgestellt werden. Ein dritter und vierter Fahrbereich, also Fahrbereiche für eine schnelle Fahrt, können mit geöffneter Bremse bereitgestellt werden. Das Powerreversieren wird dann nur in den ersten beiden Fahrbereichen durch die Steuereinrichtung ermöglicht. Dabei kann beispielsweise auch direkt von dem zweiten Vorwärtsfahrbereich in den zweiten Rückwärtsfahrbereich geschaltet werden, ohne dass zwischendurch in den ersten Vorwärtsfahrbereich oder ersten Rückwärtsfahrbereich gewechselt werden muss. Der Schaltvorgang des Fahrtrichtungswechsels kann abgeschlossen sein, bevor das Fahrzeug stillsteht. Die Antriebskraft bremst dann zunächst das Fahrzeug ab und beschleunigt es anschließend unterbrechungsfrei in die andere Fahrtrichtung. Die Bremse kann dabei als Anfahrelement des Getriebes fungieren.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die Fahrtrichtungswechselbaugruppe ein erstes Schaltelement und ein zweites Schaltelement aufweist. Durch das geschlossene erste Schaltelement kann eine Fahrtrichtung und durch das geschlossene zweite Schaltelement eine entgegengesetzte Fahrtrichtung an dem Abtrieb bereitgestellt werden. Das erste Schaltelement kann beispielsweise als Vorwärtskupplung, welche im geschlossenen Zustand Vorwärtsfahrbereiche bereitstellt, ausgebildet sein. Das zweite Schaltelement kann beispielsweise als Rückwärtskupplung, welche im geschlossenen Zustand Rückwärtsfahrbereiche bereitstellt, ausgebildet sein. So kann eine Fahrtrichtungswechselbaugruppe mit geringer Komplexität bereitgestellt werden.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass das erste Schaltelement und das zweite Schaltelement als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind. Formschlüssige Schaltelemente der Fahrtrichtungswechselbaugruppe können hohe Momente einfach aufnehmen. Beide Schaltelemente können jeweils als Synchronisierung ausgebildet sein. Unter einer Synchronisierung wird eine formschlüssige Kupplung zwischen zwei Wellen verstanden, bei welcher die Wellen vor Herstellen der formschlüssigen Verbindung in Gleichlauf gebracht, also synchronisiert, werden. Das erste und das zweite Schaltelement können als ein gemeinsames Doppelschaltelement, insbesondere formschlüssiges Doppelschaltelement, ausgebildet sein. Doppelschaltelemente können mit nur einem Aktuator geschaltet werden. Doppelschaltelemente können eine Bauraumersparnis gegenüber einzelnen Schaltelementen ergeben. Ein Doppelschaltelement kann so ausgebildet sein, dass es nur zwei Schaltstellungen aufweist. Das heißt, dass immer eines der beiden Schaltelemente geschlossen ist und keine Neutralstellung verfügbar ist. In einer Ausführungsform kann ein Doppelschaltelement zusätzlich eine Neutralstellung aufweisen. Die Neutralstellung kann beispielsweise einem Zustand entsprechen, bei dem beide das Doppelschaltelement bildende Schaltelemente offen sind. Alternativ kann eines der Schaltelemente oder aber auch beide als reibschlüssiges Schaltelement ausgebildet sein. Die reibschlüssigen Schaltelemente in der Fahrrichtungswechselbaugruppe müssen nur für eine geringe Reibleistung ertüchtigt werden, da diese größtenteils durch die Bremse der Planetenbaugruppe aufgenommen werden kann. Reibschlüssige Schaltelemente der Fahrtrichtungswechselbaugruppe können deshalb mit einer geringen Kühlung auskommen und wenig Verschleiß aufweisen. Es muss auch in dieser Ausgestaltung lediglich die Bremse für eine Aufnahme von Reibleistung beim Fahrtrichtungswechsel, insbesondere bei einem Powerreversieren, ertüchtigt werden.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die Fahrtrichtungswechselbaugruppe einen ersten Stirnradstufensatz mit einer ungeraden Anzahl von Stirnradstufen und einen zweiten Stirnradstufensatz mit einer geraden Anzahl von Stirnradstufen aufweist. Dadurch kann die Fahrtrichtungswechselbaugruppe mit einfachen Mitteln die Drehrichtungsumkehr bereitstellen. Das zweite Element des Ausgangsplanetenradsatzes kann durch Betätigung des ersten Schaltelements über den ersten Stirnradstufensatz und durch Betätigung des zweiten Schaltelements über den zweiten Stirnradstufensatz mit dem Abtrieb mechanisch wirkverbindbar sein. Der erste Stufenradsatz kann beispielsweise aus einer einzigen Stirnradstufe bestehen. Der zweite Stufenradsatz kann beispielsweise aus lediglich zwei Stirnradstufen bestehen, bei welchen beispielsweise ein gemeinsames mittleres Stirnrad vorgesehen ist. Jede Stirnradstufe weist zwei paarweise miteinander kämmende Stirnräder auf.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die Fahrtrichtungswechselbaugruppe einen Reversierplanetenradsatz aufweist. Dadurch kann die Fahrtrichtungswechselbaugruppe besonders kompakt sein und zudem eine hohe Unter- oder Übersetzung bereitstellen. Der Reversierplanetenradsatz kann ein erstes Element, ein zweites Element und ein drittes Element aufweisen. Das erste Element kann als Sonnenrad ausgebildet sein. Das zweite Element kann im Falle eines Minus-Planetenradsatzes als Planetenträger und im Falle eines Plus-Planetenradsatzes als Hohlrad ausgebildet sein. Das dritte Element kann im Falle eines Minus-Planetenradsatzes als Hohlrad und im Falle eines Plus-Planetenradsatzes als Planetenträger ausgebildet sein. Wenigstens eines der beiden Schaltelemente der Fahrtrichtungswechselbaugruppe kann als Bremse ausgebildet sein. Dadurch kann dieses Schaltelement bei der Bauweise der Fahrtrichtungswechselbaugruppe mit Reversierplanetenradsatz besonders einfach ausgebildet sein. Mittels der Bremse kann beispielsweise eines der Elemente des Reversierplanetenradsatzes an einem stationären Bauteil festsetzbar sein. Über ein anderes Schaltelement der Fahrtrichtungswechselbaugruppe dieser Ausführungsform können beispielsweise zwei Elemente des Reversierplanetenradsatz drehfest miteinander verbunden werden. Bei dem anderen Schaltelement kann es sich um eine form- oder reibschlüssige Kupplung handeln.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um einen Lastabbau an einem an den Antrieb des Getriebes angeschlossenen Antriebsmotor zu steuern, bevor für den Fahrtrichtungswechsel die Fahrtrichtungswechselbaugruppe geschaltet wird. Der Antriebsmotor kann mit dem Antrieb mechanisch wirkverbunden sein, beispielsweise mit diesem permanent drehfest verbunden sein. Dadurch kann die Bremse entlastet werden. Auch eine verbleibende Differenzdrehzahl an den Schaltelementen der Fahrtrichtungswechselbaugruppe kann so aufgrund von Massenträgheit beim Fahrtrichtungswechsel reduziert werden. Der Lastabbau kann simultan mit dem Öffnen der Bremse, davor oder danach erfolgen. Beispielsweise kann durch den Lastabbau die Last soweit reduziert werden, dass durch den Antriebsmotor nur noch eine Last an einer Zapfwelle gedeckt wird, beispielsweise für einen Nebenantrieb. Die Drehzahl des Antriebsmotors kann während der Schaltvorgänge für den Fahrtrichtungswechsel konstant bleiben. Ebenso kann auch eine Drehzahl des Variators während der Schaltvorgänge für den Fahrtrichtungswechsel konstant bleiben. Nach einem Ende des Schaltvorgangs für den Fahrtrichtungswechsel, insbesondere beim Schließen der Bremse, kann an dem Antriebsmotor wieder Last aufgebaut werden. Der Antriebsmotor kann beispielsweise als Verbrennungsmotor oder Elektromotor ausgebildet sein und ein Teil des Fahrzeugs sein, welches mit dem Getriebe ausgestattet ist.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um eine Fahrgeschwindigkeit der Arbeitsmaschine zu erfassen und in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit den Fahrtrichtungswechsel zu steuern. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, um den Fahrtrichtungswechsel wie oben beschrieben nur dann auszuführen, wenn die derzeitige Fahrgeschwindigkeit unterhalb einer Maximalfahrgeschwindigkeit und alternativ oder zusätzlich oberhalb einer Minimalfahrgeschwindigkeit liegt. Dadurch kann ein Überschreiten jeweiliger Belastungsgrenzen beim Fahrtrichtungswechsel vermieden werden. Zudem kann bei ausreichend geringer Geschwindigkeit auch ein direktes Umschalten der Fahrtrichtung ohne Beteiligung der Bremse, also beispielsweise bei geschlossener Bremse, erfolgen. Beispielsweise kann ein solcher Fahrtrichtungswechsel erfolgen, falls das Fahrzeug stillsteht. Somit kann bei einer Geschwindigkeit geringer als die Mindestgeschwindigkeit direkt reversiert werden, wodurch schneller geschaltet werden kann. Unterhalb der Minimalfahrgeschwindigkeit können zum Fahrtrichtungswechsel die Bremse und die Fahrtrichtungswechselbaugruppe simultan geschaltet werden oder nur die Fahrtrichtungswechselbaugruppe. Beispielsweise kann die Minimalfahrgeschwindigkeit einer Reibleistung und alternativ oder zusätzlich anderen Belastung bei den Schaltelementen der Fahrtrichtungswechselbaugruppe entsprechen, für welche diese Schaltelemente ertüchtigt sind.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um während des Fahrtrichtungswechsels eine Fahrbremse der Arbeitsmaschine zu betätigen. So kann beispielsweise ein unerwünschtes Beschleunigen des Fahrzeugs, zum Beispiel ein Wegrollen an einer Steigung, verhindern werden. Dadurch kann auch bei offener Bremse der Planetenbaugruppe und alternativ oder zusätzlich offenen Schaltelementen der Fahrtrichtungswechselbaugruppe ein unkontrolliertes Rollen des Fahrzeugs verhindert werden. Die Fahrbremse kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, auf den Abtrieb des Fahrzeugs zu wirken. Bewegt sich das Fahrzeug beispielsweise bergab und soll nun ein Powerreversieren erfolgen, kann die Fahrbremse eine Beschleunigung bergab verhindern, bevor der Rückwärtsfahrbereich eingelegt ist und das Fahrzeug bergauf beschleunigt werden kann.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass das Getriebe einen Variator gemäß den obigen Ausführungen aufweist. Die Planetenbaugruppe kann ein erstes Sonnenrad, einen ersten Planetenträger und ein erstes Hohlrad, welche einen ersten Planetenradsatz ausbilden, aufweisen. Ferner kann die Planetenbaugruppe ein zweites Sonnenrad, einen zweiten Planetenträger und ein zweites Hohlrad, welche einen zweiten Planetenradsatz ausbilden, aufweisen. Ferner kann die Planetenbaugruppe ein drittes Sonnenrad, einen dritten Planetenträger und ein drittes Hohlrad, welche einen dritten Planetenradsatz ausbilden, aufweisen. Der Ausgangsplanetenradsatz kann als Minus-Planetenradsatz ausgebildet sein, bei dem das erste Element ein viertes Sonnenrad der Planetenbaugruppe, das zweite Element einen vierten Planetenträger der Planetenbaugruppe und das dritte Element ein viertes Hohlrad der Planetenbaugruppe ausbildet.
Der Antrieb kann in dieser Ausführungsform mit dem ersten Hohlrad und dem zweiten Planetenträger, der erste Planetenträger mit dem zweiten Hohlrad, das zweite Hohlrad mit dem dritten Planetenträger, und das zweite Sonnenrad mit dem dritten Sonnenrad permanent drehfest verbunden sein. Das dritte Hohlrad kann mit dem vierten Sonnenrad mittels einer ersten Kupplung der Planetenbaugruppe und das dritte Sonnenrad mit dem vierten Sonnenrad mittels einer zweiten Kupplung der Planetenbaugruppe drehfest verbindbar sein. Der dritte Planetenträger kann mit dem vierten Planetenträger mittels einer dritten Kupplung der Planetenbaugruppe und der vierte Planetenträger mit dem vierten Sonnenrad mittels einer vierten Kupplung der Planetenbaugruppe drehfest verbindbar sein. Der vierte Planetenträger kann permanent drehfest mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe verbunden sein. Das Hohlrad des vierten Planetenradsatzes kann mittels der Bremse an dem stationären Bauteil festgesetzt werden.
Der Variator dieser Ausführungsform kann mit dem Antrieb und dem ersten Sonnenrad mechanisch wirkverbunden sein. Der Variator ist beispielsweise mit dem ersten Sonnenrad mittels einer einstufigen Stirnradstufe und mit dem Antrieb mittels einer zweistufigen Stirnradstufen mechanisch wirkverbunden. So kann ein kompaktes Getriebe mit hoher Getriebespreizung bei wenigen Schaltelementen bereitgestellt werden. Die erste und die zweite Kupplung sowie die dritte und die vierte Kupplung können jeweils als gemeinsames Doppelschaltelement ausgebildet sein. Diese beiden Doppelschaltelemente können eine Neutralstellung aufweisen. Die Planetenradsätze können in der hier beschriebenen Ausführungsform beispielsweise nicht als Stufenplanetenradsätze ausgebildet sein. Die Planetenbaugruppe kann vier Fahrbereiche bereitstellen, welche durch die Fahrrichtungswechselbaugruppe sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung bereitstellbar sind.
In einer Ausführungsform des Getriebes kann es vorgesehen sein, dass das Getriebe einen Variator gemäß den obigen Ausführungen aufweist. Die Planetenbaugruppe kann einen Stufenplanetenradsatz mit einem ersten Sonnenrad, einem zweiten Sonnenrad, einem Hohlrad, und einem Stufenplanetenträger, aufweisen. An dem Stufenplanetenträger können jeweilige erste Planetenräder, welche nur mit dem ersten Sonnenrad kämmen, und jeweilige zweite Planetenräder, welche nur mit dem Hohlrad und dem zweiten Sonnenrad kämmen, drehbar gelagert sein. Jeweilige erste und zweite Planetenräder des Stufenplanetenradsatzes können paarweise drehfest miteinander verbunden sein. Das erste Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes kann permanent drehfest mit dem Antrieb verbunden sein. Der Ausgangsplanetenradsatz kann als Minus-Planetenradsatz ausgebildet sein. Der Stufenplanetenträger kann mittels einer ersten Kupplung der Planetenbaugruppe mit dem Sonnenrad des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar sein. Das zweite Sonnenrad des Stufenplanetenradsatzes kann mittels einer zweiten Kupplung der Planetenbaugruppe mit dem Sonnenrad des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar sein. Der Stufenplanetenträger kann mittels einer dritten Kupplung der Planetenbaugruppe mit dem Hohlrad des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar sein. Das Hohlrad des Ausgangsplanetenradsatzes kann mittels einer vierten Kupplung der Planetenbaugruppe mit dem Sonnenrad des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar sein. Der Planetenträger des Ausgangsplanetenradsatzes kann permanent drehfest mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe verbunden sein.
Der Variator dieser Ausführungsform kann mit dem Antrieb und dem Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes mechanisch wirkverbunden sein. Der Variator ist beispielsweise mit dem Hohlrad des Stufenplanetenradsatzes mittels einer einstufigen Stirnradstufe und mit dem Antrieb mittels einer zweistufigen Stirnradstufen mechanisch wirkverbunden. Durch das Vorsehen des Stufenplanetenradsatzes kann das Getriebe axial sehr kurzbauend sein und dennoch eine hohe Getriebespreizung bei wenigen Schaltelementen bereitstellen. Die erste und die zweite Kupplung sowie die dritte und die vierte Kupplung können jeweils als gemeinsames Doppelschaltelement ausgebildet sein. Diese beiden Doppelschaltelemente können eine Neutralstellung aufweisen. Die Planetenbaugruppe kann vier Fahrbereiche bereitstellen, welche durch die Fahrrichtungswechselbaugruppe sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsrichtung bereitstellbar sind.
Die Planetenbaugruppe kann frei von weiteren als den in den beiden oberen Ausführungsformen genannten Radsätzen sein. Die jeweiligen Radsätze können frei von weiteren Elementen, wie weiteren Hohlrädern, Planetenträgern, Planeten und Sonnenrädern, sein. Beispielsweise weist die Planetenbaugruppe und auch das Getriebe in einer Ausführungsform keine weiteren außer den hier beschriebenen Planetenradsätze auf. Ebenso kann das Getriebe in einer Ausführungsform keine weiteren Stirnradstufen außer jeweiligen hier beschriebenen Stirnradstufen aufweisen. Die jeweiligen Hohlräder können als Gehäuseelemente des Getriebes oder der Planetenbaugruppe ausgebildet sein. Bei dem Getriebe kann es vorgesehen sein, dass dessen Planetenbaugruppe oder alle Planetenradsätze gemeinsam als Planetenwalze ausgebildet ist und somit nur koaxiale Elemente aufweist. Ein Übergang zwischen den Fahrbereichen des Getriebes kann synchron erfolgen. Das kann heißen, dass bei Erreichen einer Untergrenze oder Obergrenze einer Drehzahl eines jeweiligen Fahrbereichs der nächste Fahrbereich eingelegt werden kann, ohne dass eine Einstellung am Variator vorgenommen werden muss. Der Variator muss beispielsweise nicht seine Drehzahl oder Stellung ändern, um einen Fahrbereichswechsel zu vollziehen. Zudem kann der Variator an einer oder beiden Grenzen der jeweiligen Fahrbereiche auch in einer jeweiligen Maximalstellung sein.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Getriebes.
2 zeigt eine Schaltmatrix für das Getriebe aus 1.
3 veranschaulicht schematisch einen Ablauf eines Powerreversierens.
4 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Getriebes.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 veranschaulicht in einer schematischen Ansicht eine erste Ausführungsform eines leistungsverzweigten stufenlosen Getriebes 100 mit einem Antrieb 12, einem Abtrieb 14, einem Variator 16 und einer Planetenbaugruppe 18. Die Planetenbaugruppe 18 weist vier Planetenradsätze auf und ist dazu ausgebildet, verschiedene Fahrbereiche bereitzustellen. Der Antrieb 12 ist mit einem Motor wirkverbunden. Das Getriebe 100 weist eine Antriebswelle auf, welche sich durch das Getriebe 100 hindurch erstreckt. An einem abtriebsseitigen Ende bildet die Antriebswelle eine Zapfwelle 20 aus. Die Abtriebswelle 14 ist achsparallel zur Antriebswelle 12 vorgesehen und kann beispielsweise mit einem Differenzial wirkverbunden werden. Die Planetenbaugruppe 18 ist vorliegend als Planetenwalze ausgebildet.
Ein erster Planetenradsatz der Planetenbaugruppe 18 wird durch ein erstes Sonnenrad 24, einen ersten Planetenträger 26 mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern 28 und ein erstes Hohlrad 30 gebildet. Ein zweiter Planetenradsatz der Planetenbaugruppe 18 wird durch ein zweites Sonnenrad 32, einen zweiten Planetenträger 34 mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern 36 und ein zweites Hohlrad 38 gebildet. Ein dritter Planetenradsatz der Planetenbaugruppe 18 wird durch ein drittes Sonnenrad 40, einen dritten Planetenträger 42 mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern 44 und ein drittes Hohlrad 46 gebildet. Ein vierter Planetenradsatz der Planetenbaugruppe 18 bildet einen Ausgangsplanetenradsatz. Der vierte Planetenradsatz wird durch ein viertes Sonnenrad 48, einen vierten Planetenträger 50 mit jeweiligen drehbar daran gelagerten Planetenrädern 52 und ein viertes Hohlrad 54 gebildet. Der erste bis vierte Planetenradsatz sind als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Die jeweiligen Sonnenräder 24, 32, 40, 48 kämmen mit den jeweiligen Planetenrädern 28, 36, 44, 52 des jeweiligen Planetenradsatzes. Die jeweiligen Planetenräder 28, 36, 44, 52 kämmen mit den jeweiligen Hohlrädern 30, 38, 46, 54 des jeweiligen Planetenradsatzes.
Der Antrieb 12 ist mit dem ersten Hohlrad 30 und dem zweiten Planetenträger 34 permanent drehfest verbunden. Entsprechend sind auch das erste Hohlrad 30 und der zweite Planetenträger 34 permanent drehfest miteinander verbunden. Der erste Planetenträger 26 ist mit dem zweiten Hohlrad 38 und dem dritten Planetenträger 42 mittels einer Hohlwelle 104 permanent drehfest verbunden. Das zweite Sonnenrad 32 ist mit dem dritten Sonnenrad 40 mittels einer Hohlwelle 102 permanent drehfest verbunden.
Das dritte Hohlrad 46 ist mittels einer Hohlwelle 120 mit einer ersten Kupplung K1 permanent drehfest verbunden. Mittels der ersten Kupplung K1 ist die Hohlwelle 120 und damit das dritte Hohlrad 46 mit einer ersten Verbindungswelle 60 drehfest verbindbar. Die erste Kupplung K1 ist über die Verbindungswelle 60 drehfest mit dem vierten Sonnenrad 48 verbunden. Das dritte Sonnenrad 40 ist mittels der Hohlwelle 102 mit einer zweiten Kupplung K2 permanent drehfest verbunden. Mittels der zweiten Kupplung K2 ist die Hohlwelle 102 und damit das dritte Sonnenrad 40 mit der ersten Verbindungswelle 60 und damit dem vierten Sonnenrad drehfest verbindbar. Die erste und die zweite Kupplung K1, K2 sind als radial verschachtelte Doppelkupplung ausgebildet, welche als Schaltzustände eine selektive Verbindung der ersten Verbindungswelle 60 und damit dem vierten Sonnenrad 48 mit dem dritten Hohlrad 46 oder dem dritten Sonnenrad 40 ermöglicht. Daneben kann diese Doppelkupplung eine Neutralstellung bereitstellen. In der gezeigten Ausführungsform ist diese Doppelkupplung reibschlüssig ausgebildet.
Die Hohlwelle 104 und damit der erste Planetenträger 26 ist mit einer dritten Kupplung K3 permanent drehfest verbunden. Mittels der dritten Kupplung K3 ist die Hohlwelle 104 mit einer zweiten Verbindungswelle 62 drehfest verbindbar. Die Verbindungswelle 62 ist permanent drehfest mit dem vierten Planetenträger 50 verbunden. Die zweite Verbindungswelle 62 ist radial außen zu der ersten Verbindungwelle 60 angeordnet. Beide Verbindungswellen 60, 62 sind als Hohlwellen ausgebildet. Zudem ist die erste Verbindungswelle 60 mit der zweiten Verbindungswelle 62 mittels einer reibschlüssigen vierten Kupplung K4 drehfest verbindbar, womit das vierte Sonnenrad 48 und der vierte Planetenträger 50 drehfest miteinander verbindbar sind. Die dritte und die vierte Kupplung K3, K4 sind als radial verschachtelte Doppelkupplung ausgebildet, welche als Schaltzustände eine selektive Verbindung der zweiten Verbindungswelle 62 mit dem ersten Planetenträger 26 oder der ersten Verbindungswelle 60 ermöglicht. Daneben kann diese Doppelkupplung auch eine Neutralstellung bereitstellen. In der gezeigten Ausführungsform ist diese Doppelkupplung ebenfalls reibschlüssig ausgebildet.
Das vierte Hohlrad 54 ist mittels einer reibschlüssigen Bremse B an einem stationären Bauteil 22 des Getriebes 100 festsetzbar. Der vierte Planetenträger 50 ist mit einer als Hohlwelle 122 ausgebildeten Ausgangswelle der Planetenbaugruppe 18 permanent drehfest verbunden. Die Ausgangswelle der Planetenbaugruppe 18 ist permanent drehfest mit einem Antrieb einer Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 verbunden. Ein Drehmoment kann also von der Planetenbaugruppe an die Ausgangswelle 122 und damit die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 übertragen werden. Die vier Kupplungen K1, K2, K3, K4 und die Bremse B sind koaxial mit dem Antrieb 12 und der Planetenbaugruppe 18 angeordnet, sodass diese zusammen eine Planetenwalze ausbilden.
Der Variator 16 weist einen ersten Energiewandler 78 und einen zweiten Energiewandler 80 auf, welche miteinander gekoppelt sind. Beide Energiewandler 78, 80 sind als hydraulische Maschinen ausgebildet, wobei der erste Energiewandler 78 ein festes Schluckvolumen und der zweite Energiewandler 80 ein variables Schluckvolumen aufweist. Der erste Energiewandler 78 ist mit dem ersten Sonnenrad 24 mechanisch wirkverbunden, um ein Drehmoment zwischen dem ersten Sonnenrad 24 und dem Energiewandler 78 und damit dem Variator 16 zu übertragen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Verbindung dabei indirekt, nämlich mittels einer einstufigen Stirnradstufe 82. Die Stirnradstufe 82 ist durch zwei kämmende Stirnräder gebildet, von denen eines als Festrad ausgebildet und mit einer Welle des ersten Energiewandlers 78 drehfest verbunden ist. Das andere Stirnrad ist als Gegenrad ausgebildet und mit dem ersten Sonnenrad 24 drehfest eine Hohlwelle 98 ausgebildet ist. Die Stirnradstufe 82 ist dabei in Axialrichtung antriebsseitig zu der Planetenbaugruppe 18 angeordnet. Der zweite Energiewandler 80 ist mit dem Antrieb 12 mechanisch wirkverbunden, um ein Drehmoment zwischen dem Antrieb 12 und dem zweiten Energiewandler 80 und damit dem Variator 16 zu übertragen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Verbindung dabei indirekt, nämlich mittels einer zweistufigen Stirnradstufe 84, ausgebildet. Die Stirnradstufe 84 ist axial abtriebsseitig angeordnet, und zwar auf Höhe der Zapfwelle 20. Eines der Stirnräder ist mit einer Welle des zweiten Energiewandlers 80 drehfest verbunden, ein anderes Stirnrad ist drehfest mit der Antriebswelle verbunden. Zwischen diesen beiden Stirnrädern ist ein drittes Stirnrad vorgesehen, das mit den anderen beiden Stirnrädern kämmt.
Die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 ist für einen Wechsel der Drehrichtung an dem Abtrieb 14, wodurch auch eine Fahrtrichtung gewechselt werden kann. Die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 ist axial abtriebsseitig und koaxial zu der Planetenbaugruppe 18 angeordnet. Zum Zweck des Fahrtrichtungswechsels weist die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 eine einstufige erste Stirnradstufe ST1 auf. Mittels einer ersten Kupplung KV der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 ist die Hohlwelle 122 und damit der vierte Planetenträger 50 mit der Abtriebswelle 14 über die erste Stirnradstufe ST1 mechanisch wirkverbindbar. Durch eine solche Drehmomentübertragung werden jeweilige Vorwärtsfahrbereiche bereitgestellt. Zudem weist die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 eine zweistufige zweite Stirnradstufe ST2 auf, welche axial abtriebsseitig zu der ersten Stirnradstufe ST1 angeordnet ist. Mittels einer zweiten Kupplung KR der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 ist die Hohlwelle 122 und damit der vierte Planetenträger 50 mit der Abtriebswelle 14 über die zweite Stirnradstufe ST2 mechanisch wirkverbindbar. Entsprechend wird durch die Verbindung mittels der zweiten Kupplung KR eine Drehrichtung im Vergleich zu der Verbindung mittels der ersten Kupplung KV umgekehrt. Die erste Kupplung KV wird auch als Vorwärtskupplung KV und die zweite Kupplung KR als Rückwärtskupplung KR bezeichnet.
Vorliegend sind die beiden Kupplungen KV, KR der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 als synchronisiertes formschlüssiges Doppelschaltelement, also als Doppelsynchronisierung, ausgebildet. Bei diesem Doppelschaltelement kann selektiv die Verbindung der Vorwärtskupplung KV oder der Rückwärtskupplung KR bereitgestellt werden. Dieses Doppelschaltelement weist in dieser Ausführungsform keine Neutralstellung. Die beiden Kupplungen KV, KR der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 sind koaxial zu dem Antrieb 12 und axial zwischen der ersten Stirnradstufe ST1 und der zweiten Stirnradstufe ST2 der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 angeordnet.
2 veranschaulicht eine Schaltmatrix des Getriebes 100 gemäß 1. Die jeweiligen Spalten zeigen einen Schaltzustand der jeweiligen schaltbaren Elemente K1, K2, K3, K4, B, KV und KR. Das Getriebe 100 weist vier Vorwärtsfahrbereiche auf, welche mit FB1, FB2, FB3 und FB4 bezeichnet sind. Die Fahrbereiche sind in Reihenfolge deren maximaler Geschwindigkeit nummeriert. Das heißt, FB2 ermöglicht eine höhere Geschwindigkeit als FB1, und FB3 eine höhere Geschwindigkeit als FB2 und FB1. FB4 ist der schnellste Vorwärtsfahrbereich. Die Vorwärtsfahrbereiche werden grundsätzlich durch eine geschlossene Vorwärtskupplung KV bereitgestellt. Das Getriebe 100 weist zudem vier Rückwärtsfahrbereiche auf, welche grundsätzlich durch eine geschlossene Rückwärtskupplung KR bereitgestellt werden und mit FB1R, FB2R, FB3R und FB4R bezeichnet sind. Auch die Rückwärtsfahrbereiche sind in Reihenfolge deren maximaler Geschwindigkeit nummeriert. Das heißt, FB2R ermöglicht eine höhere Geschwindigkeit als FB1R, und FB3R eine höhere Geschwindigkeit als FB2R und FB1R. FB4R ist der schnellste Vorwärtsfahrbereich. In den Spalten der Schaltmatrix sind die jeweiligen Schaltzustände der verschiedenen Schaltelemente veranschaulicht.
In FB1 sind die erste Kupplung K1, die Bremse B und die Vorwärtskupplung KV geschlossen. In FB2 sind die zweite Kupplung K2, die Bremse B und die Vorwärtskupplung KV geschlossen. In FB3 sind die zweite Kupplung K2, die dritte Kupplung K3 und die Vorwärtskupplung KV geschlossen. In FB4 sind die zweite Kupplung K2, die vierte Kupplung K4 und die Vorwärtskupplung KV geschlossen. Die Rückwärtsfahrbereiche unterscheiden sich von den korrespondierend nummerierten Vorwärtsfahrbereichen nur dadurch, dass statt der Vorwärtskupplung KV die Rückwärtskupplung KR geschlossen ist. Sofern nur die erste Kupplung K1 oder die zweite Kupplung K2 geschlossen sind, jedoch die dritte und vierte Kupplung K3, K4 und die Bremse geöffnet sind, wird von der Planetenbaugruppe 18 kein Drehmoment mehr von dem Antrieb 12 an die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 übertragen. Durch Öffnen der Bremse B in dem ersten Vorwärtsfahrbereich FB1 oder Rückwärtsfahrbereich FB1R kann so die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 vom Antrieb getrennt und damit entlastet werden. Gleiches ist in dem zweiten Vorwärtsfahrbereich FB2 oder Rückwärtsfahrbereich FB2R möglich. Entsprechend kann ein Powerreversieren trotz formschlüssiger Vorwärtskupplung KV und formschlüssiger Rückwärtskupplung KR bei dem Getriebe 100 in dem ersten Vorwärtsfahrbereich FB1, dem zweiten Vorwärtsfahrbereich FB2, dem ersten Rückwärtsfahrbereich FB1R und dem zweiten Rückwärtsfahrbereich FB2R ermöglicht werden.
Das Getriebe 100 weist zudem eine Steuereinrichtung 250 auf, mittels welcher jeweilige Schaltvorgänge für die in 2 gezeigten Fahrbereichswechsel des Getriebes 100 gesteuert werden können. Die Steuereinrichtung 250 ist eingerichtet, um die Schaltzustände der Bremse B, die Kupplungen K1-K4, der Vorwärtskupplung KV und der Rückwärtskupplung KR zu steuern. Hierfür kann die Steuerreinrichtung 250 nicht gezeigte Schnittstellen aufweisen, über welche die Steuereinrichtung mit den Aktuatoren der jeweiligen Schaltelemente zum Ansteuern derselben verbunden ist.
3 veranschaulicht schematisch einen Ablauf eines Powerreversierens mit dem Getriebe 100. In einer Ausführungsform prüft die Steuereinrichtung 250 vor dem Durchführen des Powerreversierens, ob die dafür notwendigen Randbedingungen erfüllt sind. Das Fahrzeug muss als Randbedingung für das Powerreversieren beispielsweise in einem gewissen Geschwindigkeitsbereich fahren. Alternativ oder zusätzlich muss als Randbedingung derzeit der erste Vorwärtsfahrbereich FB1, der erste Rückwärtsfahrbereich FB1R, der zweite Vorwärtsfahrbereich FB2 oder der zweite Rückwärtsfahrbereich FB2R geschaltet sein. Auf der Abszisse ist in 3 der Zeitverlauf kenntlich gemacht. Linie 300 veranschaulicht in 3 eine Fahrgeschwindigkeit 300 eines Fahrzeugs mit dem Getriebe 100. Linie 302 in 2 zeigt ein Abtriebsmoment 302 des Getriebes am Abtrieb 14. Der Variators 18 wird während des Powerreversierens in dieser Ausführungsform nicht verstellt. Auch die Drehzahl des Antriebsmotors des Fahrzeugs kann in dieser Ausführungsform während des Powerreversierens konstant bleiben.
Ein Zeitpunkt t1 markiert einen Fahrerwunsch, eine Fahrtrichtung zu reversieren. Dafür verstellt ein Fahrer einen Wählhebel beispielsweise von „D“ nach „R“. Bis zu diesem Zeitpunkt fährt das Fahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit vorwärts. Aufgrund des Fahrwiderstands liegt ein positives Abtriebsmoment 302 an. Die Steuereinrichtung 250 wird ab dem Zeitpunkt t1 in Reaktion auf den Fahrerwunsch eine Last an einem Antriebsmotor des Fahrzeugs abbauen und die Bremse B öffnen. Beispielsweise wird die Last soweit abgebaut, dass nur noch ein Bedarf eines Nebenantriebs an der Zapfwelle 20 gedeckt wird. So wird auch die Last an den vier Planetenradsätzen und dem Variator 18 reduziert, beispielsweise bis hin zur Lastfreiheit. Dadurch sinkt in der Folge auch das Abtriebsmoment 302. Aufgrund des Fahrwiderstands verlangsamt sich das Fahrzeug. Es wird auch das übertragbare Drehmoment an der Bremse B abgebaut. Dazu wird ein Aktuator der Bremse B von der Steuereinrichtung 250 geöffnet, beispielsweise durch Reduktion eines Anpressdrucks.
Zum Zeitpunkt t2 ist die Bremse B offen und das Abtriebsmoment 302 ist gegen null gefallen, wodurch die beiden Schaltelemente KV, KR der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 von der Steuereinrichtung 250 von der Steuereinrichtung 250 geschaltet werden können. Zu dem Zeitpunkt t3 ist die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 umgeschaltet, beispielsweise indem die Vorwärtskupplung KV nun geöffnet und die Rückwärtskupplung KR nun geschlossen wurde. Die Fahrgeschwindigkeit 300 ist bis zu diesem Zeitpunkt bisher nur geringfügig gefallen und das Abtriebsmoment 302 liegt weiterhin bei null. Die Synchronisierung der Rückwärtskupplung KR führt dabei dazu, dass an der Bremse B eine Differenzdrehzahl auftritt, beispielsweise aufgrund von dem rückwärts drehenden vierten Hohlrad 54 und dem rückwärts drehendem vierten Planetenträger 50. Da die Planetenbaugruppe 18 lastfrei ist, muss die Synchronisierung der Rückwärtskupplung KR nur die Massenträgheit jeweiliger Wellen und Schleppmomente beim Schließen der Rückwärtskupplung KR überwinden.
Nachdem das Umschalten von der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 in dem Zeitraum von t2 bis t3 erfolgt ist, erfolgt ab dem Zeitpunkt t3 ein Lastaufbau am Antriebsmotor, an der Bremse B und an dem Variator 18. Es entsteht ein negatives Abtriebsmoment in Bezug auf die weiterhin vorwärts gerichtete Fahrt an der Abtriebswelle 14. Aus den ersten drei Planetenradsätzen der Planetenbaugruppe 18 wird das Drehmoment zu der vierten Sonne 48 geleitet. Die geschlossene Bremse B stützt dieses Drehmoment unter Differenzdrehzahl an dem vierten Hohlrad 54 ab. Die Bremse B schlupft dabei. Dieser Vorgang ähnelt dem Beginn eines Anfahrvorgangs, wobei die Bremse B das Anfahrelement ist. Wie in 3 zu erkennen ist, wird das Fahrzeug in dem Zeitbereich von t3 bis t4 bereits stark durch das sich aufbauende rückwärts gerichtete Abtriebsmoment 302 abgebremst. Solange das Fahrzeug noch vorwärtsfährt, wird es durch das Abtriebsmoment 302 ab dem Zeitpunkt t3 weiter aktiv abgebremst.
Ab dem Zeitpunkt t4 wird die Differenzdrehzahl an der Bremse B abgebaut. Das Fahrzeug wird nun mit vollem Abtriebsmoment 302 in die neue gewünschte Fahrtrichtung beschleunigt, sodass die Differenzdrehzahl an der Bremse B abnimmt. Dies ähnelt erneut einem Anfahrvorgang, bei welchem die Bremse B das Anfahrelement ist. Der Anpressdruck der Bremse B wird dabei erhöht. Kurz nach dem Zeitpunkt t4 erreicht das Fahrzeug eine Geschwindigkeit von Null und wird in die entgegengesetzte Richtung unterbrechungsfrei weiter beschleunigt. Zu dem Zeitpunkt t5 ist die Bremse B durch die Steuereinrichtung 250 vollständig geschlossen. Das Powerreversieren ist zu dem Zeitpunkt t5 abgeschlossen. Das Fahrzeug fährt nun mit konstanter Fahrgeschwindigkeit 300 in die entgegengesetzte Richtung.
Die 4 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform eines leistungsverzweigten stufenlosen Getriebes 200. Es wird dabei nur auf jeweilige relevante Unterschiede zu der ersten Ausführungsform gemäß 1 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit dem gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben. Die zweite Ausführungsform wird mit der gleichen Schaltmatrix wie Getriebe 100 geschaltet, welche in 2 veranschaulicht ist. Auch das Verfahren zum Powerreversieren, wie im Zusammenhang mit 3 beschrieben, kann bei der zweiten Ausführungsform genutzt werden. Ansonsten wird auf die Erläuterungen zur ersten Ausführungsform verwiesen.
Das Getriebe 200 weist ebenfalls einen Variator 18 auf, dessen Anbindung durch gestrichelte Linien illustriert ist. Das Getriebe 200 weist eine Steuereinrichtung 250 und Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 auf, deren Aufbau und Funktion jenem von dem Getriebe 100 aus 1 entspricht ist. Das Getriebe 200 unterscheidet sich von dem Getriebe 100 nur durch den Aufbau seines Planetenradsatzes 18. Dabei weist der Ausgangsplanetenradsatz ebenfalls ein Sonnenrad 48, einen Planetenträger 50 mit daran drehbar gelagerten Planetenrädern 52 und ein Hohlrad 54 auf. Der Ausgangsplanetenradsatz ist ebenfalls als Minus-Planetenradsatz ausgebildet. Das Hohlrad 54 ist auch mittels der Bremse B an dem stationären Bauteil 22 festsetzbar. Der Planetenträger 50 ist bei dem Getriebe 200 ebenfalls mittels der Hohlwelle 122 mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 150 permanent drehfest verbunden.
Statt des ersten, zweiten und dritten Planetenradsatzes weist die Planetenbaugruppe 18 des Getriebes 200 einen Stufenplanetenradsatz 202 auf. Der Stufenplanetenradsatz weist ein erstes Sonnenrad 204, ein zweites Sonnenrad 206, ein Hohlrad 208 und einen Stufenplanetenträger 210 auf. An dem Stufenplanetenträger 210 sind erste Planetenräder 212, welche nur mit dem ersten Sonnenrad 206 kämmen, und zweite Planetenräder 214, welche nur mit dem Hohlrad 208 und dem zweiten Sonnenrad 206 kämmen, drehbar gelagert. Jeweilige erste und zweite Planetenräder 212, 214 des Stufenplanetenradsatzes 202 sind paarweise drehfest miteinander verbunden. Beispielsweise sind die Paare von verbundenen Planetenrädern 212, 214 aus einem Bauteil gebildet und weisen nur zwei Verzahnungsbereiche mit unterschiedlichem Durchmesser auf.
Das erste Sonnenrad 204 des Stufenplanetenradsatzes 202 ist permanent drehfest mit dem Antrieb 14 verbunden. Der Stufenplanetenträger 210 ist mittels einer ersten Kupplung K1 der Planetenbaugruppe 18 mit dem Sonnenrad 48 des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar. Das zweite Sonnenrad 206 des Stufenplanetenradsatzes 202 ist mittels einer zweiten Kupplung K2 der Planetenbaugruppe18 mit dem Sonnenrad 48 des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar. Der Stufenplanetenträger ist mittels einer dritten Kupplung K3 der Planetenbaugruppe 18 mit dem Hohlrad 54 des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar. Das Hohlrad 54 des Ausgangsplanetenradsatzes ist mittels einer vierten Kupplung K4 der Planetenbaugruppe 18 mit dem Sonnenrad 48 des Ausgangsplanetenradsatzes 48 drehfest verbindbar, wie bei dem Getriebe 100. Der Variator ist mit dem Antrieb 12 und dem Hohlrad 208 des Stufenplanetenradsatzes 202 mechanisch wirkverbunden.
Der Variator 16 ist mit dem Hohlrad 208 des Stufenplanetenradsatzes 202 mittels einer Hohlwelle 230 verbunden. Das zweite Sonnenrad 206 des Stufenplanetenradsatzes 202 ist mit der zweiten Kupplung K2 mittels einer Hohlwelle 232 verbunden. Der Stufenplanetenträger 210 ist mit der ersten Kupplung K1 und der dritten Kupplung K3 mittels einer Hohlwelle 234 verbunden. Die erste, zweite und vierte Kupplung K1, K2, K4 ist mit dem Sonnenrad 48 des Ausgangsplanetenradsatzes mittels einer Hohlwelle 236 verbunden. Die dritte Kupplung ist mit dem Hohlrad 54 des Ausgangsplanetenradsatzes und der Bremse B mittels einer Hohlwelle 238 verbunden. Die Hohlwellen 232 und 236 liegen radial auf gleicher Höhe, wobei in Axialrichtung vom Antrieb aus betrachtet die Hohlwelle 236 hinter der Hohlwelle 232 angeordnet ist. Die Hohlwellen 232 und 236 liegen radial innerhalb der Hohlwellen 230 und 238.
Bezugszeichenliste

100; 200: Leistungsverzweigtes Getriebe
12: Antrieb
14: Abtrieb
16: Variator
18: Planetenbaugruppe
20: Zapfwelle
22: stationäres Bauteil
24, 32, 40, 48; 204, 206: Sonnenrad
26, 34, 42, 50: Planetenträger
28, 36, 44, 52; 212, 214: Planetenräder
30, 38, 46, 54; 208: Hohlrad
60, 62: Verbindungswelle
78,80: Energiewandler
82, 84: Stirnradstufe
98, 102, 104, 120, 122; 230, 232, 234, 236, 238: Hohlwelle
150: Fahrtrichtungswechselbaugruppe
202: Stufenplanetenradsatz
210: Stufenplanetenträger
250: Steuereinrichtung
300: Fahrgeschwindigkeit
302: Abtriebsmoment
K1: erste Kupplung
K2: zweite Kupplung
K3: dritte Kupplung
K4: vierte Kupplung
B: Bremse
KV: Vorwärtskupplung
KR: Rückwärtskupplung
ST1: erste Stirnradstufe
ST2: zweite Stirnradstufe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19522833 A1 [0002]
DE 102017219999 A1 [0002]

Claims

Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) mit einem Antrieb (12), einem Abtrieb (14), einem stationären Bauteil (22), einer Planetenbaugruppe (18) mit mindestens einem Fahrbereich, welche eine Bremse (B) und einen Ausgangsplanetenradsatz mit einem ersten Element, einem zweiten Element und einem dritten Element aufweist, wobei das erste Element ein Sonnenrad (48), das zweite Element im Falle eines Minus-Planetenradsatzes einen Planetenträger (50) und im Falle eines Plus-Planetenradsatzes ein Hohlrad, und das dritte Element im Falle eines Minus-Planetenradsatzes ein Hohlrad (54) und im Falle eines Plus-Planetenradsatzes einen Planetenträger ausbildet, wobei das dritte Element des Ausgangsplanetenradsatzes mittels der Bremse (B) an dem stationären Bauteil (22) festsetzbar ist, einer Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) zum Wechseln der Fahrtrichtung, wobei das zweite Element des Ausgangsplanetenradsatzes mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) mechanisch wirkverbunden ist und wobei das Getriebe (100; 200) ausgebildet ist, um ein Drehmoment vom Antrieb (12) über die Planetenbaugruppe (18) und die Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) an den Abtrieb (14) zu übertragen, und einer Steuereinrichtung (250), die eingerichtet ist, für einen Fahrtrichtungswechsel zunächst die Bremse (B) zu öffnen, danach die Fahrtrichtung über die Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) umzuschalten, und anschließend die Bremse (B) zu schließen.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) ein erstes Schaltelement (KV) und ein zweites Schaltelement (KV) aufweist, wobei durch das geschlossene erste Schaltelement (KV) eine Fahrtrichtung und durch das geschlossene zweite Schaltelement (KR) eine entgegengesetzte Fahrtrichtung an dem Abtrieb (14) bereitgestellt werden kann.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schaltelement (KV) und das zweite Schaltelement (KV) als formschlüssige Schaltelemente ausgebildet sind.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) einen ersten Stirnradstufensatz (ST1) mit einer ungeraden Anzahl von Stirnradstufen und einen zweiten Stirnradstufensatz (ST2) mit einer geraden Anzahl von Stirnradstufen aufweist, wobei das zweite Element des Ausgangsplanetenradsatzes durch Betätigung des ersten Schaltelements (KV) über den ersten Stirnradstufensatz (ST1) und durch Betätigung des zweiten Schaltelements (KR) über den zweiten Stirnradstufensatz (ST2) mit dem Abtrieb (14) mechanisch wirkverbindbar ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) einen Reversierplanetenradsatz aufweist, wobei wenigstens eines der beiden Schaltelemente (KV, KR) der Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) als Bremse ausgebildet ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (250) eingerichtet ist, um einen Lastabbau an einem an den Antrieb (12) des Getriebe (100; 200) angeschlossenen Antriebsmotor herbeizuführen, bevor für den Fahrtrichtungswechsel die Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) geschaltet wird.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (250) eingerichtet ist, um eine Fahrgeschwindigkeit (300) zu erfassen und in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (300) den Fahrtrichtungswechsel zu steuern.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100; 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (250) eingerichtet ist, um während des Fahrtrichtungswechsels eine Fahrbremse zu betätigen, um ein unerwünschtes Beschleunigen des Fahrzeugs an einer Steigung zu verhindern.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (100) einen Variator aufweist und die Planetenbaugruppe (18) ein erstes Sonnenrad (24), einen ersten Planetenträger (26) und ein erstes Hohlrad (30), welche einen ersten Planetenradsatz ausbilden, ein zweites Sonnenrad (32), einen zweiten Planetenträger (34) und ein zweites Hohlrad (38), welche einen zweiten Planetenradsatz ausbilden, ein drittes Sonnenrad (40), einen dritten Planetenträger (42) und ein drittes Hohlrad (46), welche einen dritten Planetenradsatz ausbilden, aufweist, wobei der Ausgangsplanetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgebildet ist, bei dem das erste Element ein viertes Sonnenrad (48) der Planetenbaugruppe (18), das zweite Element einen vierten Planetenträger (50) der Planetenbaugruppe (18) und das dritte Element ein viertes Hohlrad (54) der Planetenbaugruppe (18) ausbilden, wobei der Antrieb (12) mit dem ersten Hohlrad (30) und dem zweiten Planetenträger (34), der erste Planetenträger (26) mit dem zweiten Hohlrad (38), das zweite Hohlrad (38) mit dem dritten Planetenträger (42), und das zweite Sonnenrad (32) mit dem dritten Sonnenrad (40) permanent drehfest verbunden ist, wobei das dritte Hohlrad (46) mit dem vierten Sonnenrad (48) mittels einer ersten Kupplung (K1) der Planetenbaugruppe (18) und das dritte Sonnenrad (40) mit dem vierten Sonnenrad (48) mittels einer zweiten Kupplung (K2) der Planetenbaugruppe (18) drehfest verbindbar ist, wobei der dritte Planetenträger (42) mit dem vierten Planetenträger (50) mittels einer dritten Kupplung (K3) der Planetenbaugruppe (18) und der vierte Planetenträger (50) mit dem vierten Sonnenrad (48) mittels einer vierten Kupplung (K4) der Planetenbaugruppe (18) drehfest verbindbar ist, wobei der vierte Planetenträger (50) permanent drehfest mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) verbunden ist und wobei der Variator (16) mit dem Antrieb (12) und dem ersten Sonnenrad (24) mechanisch wirkverbunden ist.
Leistungsverzweigtes stufenloses Getriebe (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (200) einen Variator (16) aufweist und die Planetenbaugruppe (18) einen Stufenplanetenradsatz (202) mit einem ersten Sonnenrad (204), einem zweiten Sonnenrad (206), einem Hohlrad (208), und einem Stufenplanetenträger (210), an welchem jeweilige erste Planetenräder (212), welche nur mit dem ersten Sonnenrad (204) kämmen, und jeweilige zweite Planetenräder (214), welche nur mit dem Hohlrad (208) und dem zweiten Sonnenrad (206) kämmen, drehbar gelagert sind, aufweist, wobei jeweilige erste und zweite Planetenräder (212, 214) des Stufenplanetenradsatzes (202) paarweise drehfest miteinander verbunden sind, wobei das erste Sonnenrad (204) des Stufenplanetenradsatzes (202) permanent drehfest mit dem Antrieb (12) verbunden ist, wobei der Ausgangsplanetenradsatz als Minus-Planetenradsatz ausgebildet ist, wobei der Stufenplanetenträger (210) mittels einer ersten Kupplung (K1) der Planetenbaugruppe (18) mit dem Sonnenrad (48) des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar ist, das zweite Sonnenrad (206) des Stufenplanetenradsatzes (202) mittels einer zweiten Kupplung (K2) der Planetenbaugruppe (18) mit dem Sonnenrad (48) des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar ist, der Stufenplanetenträger (210) mittels einer dritten Kupplung (K3) der Planetenbaugruppe (18) mit dem Hohlrad (54) des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar ist, und das Hohlrad (54) des Ausgangsplanetenradsatzes mittels einer vierten Kupplung (K4) der Planetenbaugruppe (18) mit dem Sonnenrad (48) des Ausgangsplanetenradsatzes drehfest verbindbar ist, wobei der Planetenträger (50) des Ausgangsplanetenradsatzes permanent drehfest mit der Fahrtrichtungswechselbaugruppe (150) verbunden ist und wobei der Variator (16) mit dem Antrieb (12) und dem Hohlrad (208) des Stufenplanetenradsatzes (202) mechanisch wirkverbunden ist.