DE10319252A1 - Infinitely variable torque division gearbox for agricultural tractors and utility vehicles has a continuously adjustable ratio of speeds, two engaging/disengaging clutches and a driven shaft - Google Patents

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DE10319252A1 DE2003119252 DE10319252A DE10319252A1 DE 10319252 A1 DE10319252 A1 DE 10319252A1 DE 2003119252 DE2003119252 DE 2003119252 DE 10319252 A DE10319252 A DE 10319252A DE 10319252 A1 DE10319252 A1 DE 10319252A1
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Abstract

A first shaft (3) in a three-shaft equalizing gearing mechanism (EGM) (1) forms a gearbox drive shaft (6). One shaft (17) with a second shaft in the EGM maintains an active link in an infinitely variable adjustable two-shaft fluid drive (2), along with another shaft (18) with a third EGM shaft.

Description

Die Erfindung betrifft ein leistungsverzweigtes Getriebe mit stufenlos verstellbarem Übersetzungsverhältnis für die Anwendung in Fahrzeugen, insbesondere für landwirtschaftliche Traktoren und andere Nutzfahrzeuge.The The invention relates to a power split transmission with a continuously variable transmission adjustable gear ratio for the application in vehicles, especially for agricultural tractors and other commercial vehicles.

Um den hohen Anforderungen an Drehzahl- und Drehmomentwandlung dieser Getriebe gerecht zu werden, sind eine Reihe von Getriebelösungen bekannt geworden, wie z.B. ZF-ECCOM, STEYR-s-matic und CLAAS HM-8, bei denen dem stufenlosen Teil des Getriebes mehrere schaltbare Fahrbereichsstufen nachgeschaltet sind, wobei jede Fahrbereichsstufe in sich einen stufenlosen Einzelverstellbereich bildet und der Gesamtverstellbereich sich durch das nahtlose Aneinanderreihen der Einzelverstellbereiche ergibt. So weisen die oben genannten Getriebelösungen vier bis sieben Einzelverstellbereiche für eine Fahrtrichtung auf.Around the high demands on speed and torque conversion A number of gearbox solutions are known to meet gearboxes become, e.g. ZF-ECCOM, STEYR-s-matic and CLAAS HM-8, where the continuously variable part of the transmission several switchable driving range levels are connected downstream, with each driving range level in itself stepless individual adjustment range and the total adjustment range through the seamless stringing together of the individual adjustment ranges. The gearbox solutions mentioned above have four to seven individual adjustment ranges for one Direction of travel.

Mit diesen Getriebelösungen können zwar die Forderungen an Drehzahl- und Drehmomentwandlung erfüllt werden, sie werden jedoch neben hohem Aufwand für Mechanik, Steuerung und Entwicklung durch eine Reihe von Nachteilen bei Funktion und Zuverlässigkeit erkauft, wie z.B.:

  • – mangelhaftes Beschleunigungsvermögen und unstetiger Beschleunigungsverlauf im untersten Geschwindigkeitsbereich wegen vieler Schaltvorgänge,
  • – unkomfortables Fahrverhalten,
  • – Schaltpendeln (ständiges Schalten zwischen zwei Fahrbereichen),
  • – schaltungsbedingter Verschleiß,
  • – schaltungsbedingtes Fehlfunktionspotential.
With these gearbox solutions, the requirements for speed and torque conversion can be met, but in addition to the high outlay for mechanics, control and development, they are purchased through a number of disadvantages in terms of function and reliability, such as:
  • - poor acceleration ability and inconsistent acceleration in the lowest speed range due to many switching operations,
  • - uncomfortable driving behavior,
  • - Switching pendulum (constant switching between two driving areas),
  • - circuit-related wear,
  • - Circuit-related malfunction potential.

Andererseits ist durch das „Fendt-Vario"-Getriebe, wie z.B. in „Profi Magazin für Agrartechnik", Nr. 11/95, Seiten 22 bis 25 beschrieben, ein stufenlos verstellbares Getriebe bekannt geworden, dessen Übersetzungsverhältnis in einem einzigen kontinuierlichen Verstellbereich zwischen einem Minimum und einem Maximum verstellbar ist. Ein mit diesem Getriebe ausgestattetes Fahrzeug wie etwa ein Traktor kann in diesem ersten Verstellbereich aus dem Stand bis zu seiner Höchstgeschwindigkeit beschleunigt werden. Die Eigenschaften des Getriebes bei großen Übersetzungsverhältnissen und hohen Drehmomenten, die auftreten, wenn z.B. der Schlepper zur Bodenbearbeitung eingesetzt wird, sind offenbar nicht vollauf befriedigend, weswegen mit Hilfe eines dem stufenlosen Getriebe nachgeordneten Schaltgetriebes ein zweiter Verstellbereich realisiert wird, der sich von dem Minimum bis zu einem mittleren Übersetzungsverhältnis erstreckt.on the other hand is through the "Fendt Vario" gearbox, such as in "Profi Magazine for Agricultural engineering ", no. 11/95, pages 22 to 25, an infinitely adjustable Gear has become known, the gear ratio in a single continuous adjustment range between a minimum and a maximum is adjustable. One equipped with this gear Vehicle like a tractor can be in this first adjustment range from a standing start to its top speed be accelerated. The properties of the gearbox with large gear ratios and high torques that occur when e.g. the tractor to Tilling is obviously not entirely satisfactory, which is why with the help of a subordinate to the continuously variable transmission Manual transmission a second adjustment range is realized, the extends from the minimum to a medium gear ratio.

11 zeigt eine schematische Darstellung dieses Getriebes. Eine Antriebswelle 6 ist drehfest an den Planetenträger 3 eines Planetengetriebes 1 gekoppelt, dessen Hohlrad 5 über eine Zahnradstufe eine Axialkolbenpumpe 2a antreibt. Von der Axialkolbenpumpe 2a umgewälztes Hydrauliköl treibt zwei Hydromotoren 2b, 2c, die, zusammen mit dem Sonnenrad 4 des Planetengetriebes 1 über Zahnräder 44, 45, eine Summationswelle 46 antreiben. Die Summationswelle 46 trägt Zahnräder 45, 47, die mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen Zahnräder 48, 49 auf einer Abtriebswelle 16 antreiben. Die zwei Zahnräder 48, 49 sind wahlweise an die Abtriebswelle 16 koppelbar. Sie entsprechen unterschiedlichen Fahrgeschwindigkeitsbereichen, die jeweils von Null bis zu einer Höchstgeschwindigkeit bzw. bis zu einer mittleren Geschwindigkeit reichen. 11 shows a schematic representation of this transmission. A drive shaft 6 is non-rotatable on the planet carrier 3 of a planetary gear 1 coupled, the ring gear 5 an axial piston pump via a gear stage 2a drives. From the axial piston pump 2a circulated hydraulic oil drives two hydraulic motors 2 B . 2c that, along with the sun gear 4 of the planetary gear 1 about gears 44 . 45 , a summation wave 46 drive. The summation wave 46 carries gears 45 . 47 that with different gear ratios 48 . 49 on an output shaft 16 drive. The two gears 48 . 49 are optionally on the output shaft 16 coupled. They correspond to different driving speed ranges, which each range from zero to a maximum speed or up to a medium speed.

Es gibt somit einen „langsamen" Fahrbereich, in dem mit hoher Zugkraft aus dem Stand angefahren werden kann, doch sind in diesem Fahrbereich allenfalls mittlere Geschwindigkeiten zu erreichen, wohingegen in dem anderen „schnellen" Fahrbereich zwar die Höchstgeschwindigkeit zu erreichen ist, dafür aber weniger Zugkraft zur Verfügung steht.It thus gives a "slow" driving range, in which can be started from a standing start with high tractive force, yes are at most medium speeds in this driving range to reach, whereas in the other "fast" driving range the maximum speed can be achieved for that but less traction available stands.

Durch diese Lösung werden zwar die Nachteile der eingangs beschriebenen Mehrbereichsgetriebe zum größten Teil vermieden, jedoch entstehen andere schwerwiegende Nachteile.By this solution are the disadvantages of the multi-range transmission described above mostly avoided, but there are other serious disadvantages.

Für einen Wechsel zwischen diesen beiden Fahrbereichen ist es erforderlich, dass die Drehzahlen der Zahnräder 48, 49 gleich oder doch wenigstens weitgehend gleich sind. Diese Anforderung ist bei dem Getriebe der 11 nur erfüllbar, wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 16 Null oder nahezu Null ist. Ein Wechsel zwischen den Fahrbereichen bei laufendem Fahrzeug ist folglich nicht möglich; das Fahrzeug muss zur Durchführung eines Fahrbereichswechsels angehalten werden. Dies stellt bei der praktischen Nutzung eines mit einem solchen Getriebe ausgestatteten Fahrzeugs einen erheblichen Nachteil dar.To switch between these two driving ranges, it is necessary that the speed of the gears 48 . 49 are the same or at least largely the same. This requirement is the case with the gearbox 11 only feasible if the speed of the output shaft 16 Is zero or nearly zero. A change between the driving areas while the vehicle is running is therefore not possible; the vehicle must be stopped to change the driving range. This represents a considerable disadvantage in the practical use of a vehicle equipped with such a transmission.

Zum anderen ergibt sich aus der konzeptionell bedingten Fahrbereichsschaltung auslegungsmäßig ein deutlicher Nachteil, der sich in Aufwand und Kosten niederschlägt. Durch die große Geschwindigkeitsüberlappung der beiden Fahrbereiche vom Stillstand bis ca. mittleren Geschwindigkeiten, muss für die Übertragung einer bestimmten Leistung die stufenlose Verstelleinrichtung des Getriebes deutlich größer ausgelegt werden, als wenn die Einzelfahrbereiche wie bei den eingangs beschriebenen Mehrbereichsgetrieben nahtlos aneinander gereiht wären. Diese größere stufenlose Verstelleinrichtung verursacht höhere Kosten und beansprucht ein größeres Bauvolumen.To the others result from the conceptually determined driving range switching by design clear disadvantage, which is reflected in effort and costs. By the size speed overlap of the two driving ranges from standstill to approx. medium speeds for transmission the stepless adjustment of the Gearbox designed significantly larger are as if the single drive ranges as in the multi-range transmissions described at the beginning would be lined up seamlessly. This bigger stepless Adjustment device causes higher Costs and requires a larger construction volume.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein stufenloses Getriebe mit Leistungsverzweigung zu schaffen, das ohne störende Schaltvorgänge in der Lage ist, einen großen Fahrgeschwindigkeitsbereich abzudecken und dabei einen kontinuierlichen Übergang ohne die Notwendigkeit des Anhaltens zwischen dem Betrieb bei niedriger Fahrgeschwindigkeit und mit hoher Zugkraft einerseits und mit hoher Fahrgeschwindigkeit und reduzierter Zugkraft andererseits ermöglicht.The object of the present invention is a continuously variable transmission with power split that is able to cover a wide range of vehicle speeds without disruptive gear changes and thereby enables a continuous transition without the need to stop between operating at low vehicle speed and with high tractive effort on the one hand and with high vehicle speed and reduced tractive effort on the other hand.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The Task is solved by a transmission with the features of claim 1.

Während bei dem herkömmlichen Getriebe der 11 es in dessen beiden Fahrbereichen immer nur eine Welle des Planetengetriebes ist, die – mit je nach Fahrbereich unterschiedlichem Übersetzungsverhältnis – an die Abtriebswelle gekoppelt ist, so sind bei dem erfindungsgemäßen Getriebe zwei Fahrbereiche dadurch definiert, dass in ihnen jeweils unterschiedliche Wellen des Ausgleichsgetriebes an die Abtriebswelle gekoppelt sind. Ein kontinuierlicher Übergang zwischen den zwei Fahrbereichen ist bei dem erfindungsgemäßen Getriebe möglich, wenn die Drehzahlen der zweiten und der dritten Welle des Ausgleichsgetriebes so sind, dass sie – unter Berücksichtigung eventueller zwischengeschalteter Zahnradstufen bzw. ihrer Übersetzungsverhältnisse – die Abtriebswelle mit gleicher Drehzahl antreiben. Diese Bedingung ist bei nicht verschwindenden Drehzahlen erfüllbar, d.h. sie ermöglicht einen Wechsel zwischen den Fahrbereichen, ohne dass das Fahrzeug angehalten werden muss. Das erfindungsgemäße Getriebe erlaubt es somit, mit nur einem Schaltvorgang den gesamten Fahrgeschwindigkeits bereich in einem Zuge zu durchfahren, ohne dass zum Wechseln des Fahrbereiches das Fahrzeug angehalten werden muss.While in the conventional transmission the 11 in its two driving ranges there is always only one shaft of the planetary gear which is coupled to the output shaft with a different gear ratio depending on the driving range, so two driving ranges are defined in the transmission according to the invention in that in each case different shafts of the differential gear to the output shaft are coupled. A continuous transition between the two driving ranges is possible in the transmission according to the invention if the speeds of the second and third shafts of the differential gear are such that - taking into account any intermediate gear stages or their gear ratios - they drive the output shaft at the same speed. This condition can be met at non-disappearing speeds, ie it enables a change between the driving ranges without the vehicle having to be stopped. The gearbox according to the invention thus allows the entire driving speed range to be traversed in one go with only one switching operation, without the vehicle having to be stopped to change the driving range.

Die Übersetzungsverhältnisse in dem Getriebe sind vorzugsweise so gewählt, dass eine Drehzahl der Abtriebswelle, bei der der kontinuierliche Übergang vom ersten zum zweiten Fahrbereich möglich ist, zwischen 25 und 50 % der maximalen Drehzahl der Abtriebswelle, vorzugsweise ca. ein Drittel dieser Drehzahl, bei gegebener Antriebsdrehzahl beträgt. D.h., ein mit dem erfindungsgemäßen Getriebe ausgestattetes Fahrzeug kann aus dem Stand bis auf 25 bis 50 % der mit einer gegebenen Antriebsdrehzahl erreichbaren Maximalgeschwindigkeit beschleunigen, ohne dass die Kupplung geschaltet wird, und die Spitzengeschwindigkeit ist nach nur einmaligem Schalten zu erreichen. Schaltpendeln wird so weitgehend vermieden.The gear ratios in the transmission are preferably selected so that a speed of the Output shaft, in which the continuous transition from the first to the second Driving range is possible between 25 and 50% of the maximum speed of the output shaft, preferably about a third of this speed at a given drive speed is. that is, one with the transmission according to the invention equipped vehicle can stand up to 25 to 50% of the achievable maximum speed with a given drive speed accelerate without switching the clutch and the top speed can be reached after switching only once. Switching pendulum will so largely avoided.

Da die den verschiedenen Kupplungszuständen entsprechenden Wandlungsbereiche nicht wie bei der Schaltung der 11 überlappen, sondern nahtlos ineinander übergehen, ist in den einzelnen Fahrbereichen das Verhältnis von maximalem zu minimalem praktisch genutztem Übersetzungsverhältnis kleiner als bei der Schaltung der 11. Dadurch ist es möglich, bei der konkreten Getriebeauslegung für eine definierte Leistung das erfindungsgemäße Getriebe kleiner und kompakter und damit auch leichter und preiswerter zu bauen als bei der herkömmlichen Lösung. Insbesondere kann das stufenlose Verstellgetriebe kleiner ausgelegt werden.Since the conversion ranges corresponding to the different clutch states are not as in the circuit of the 11 overlap but seamlessly merge, the ratio of maximum to minimum practically used gear ratio is smaller in the individual driving ranges than when the gearbox is switched on 11 , This makes it possible to build the transmission according to the invention smaller and more compact and thus also lighter and cheaper than in the conventional solution for the specific transmission design for a defined performance. In particular, the continuously variable transmission can be made smaller.

Einer ersten Ausgestaltung zufolge sind es die zwei abtriebsseitigen Wellen des Ausgleichsgetriebes, die jeweils mit einer Welle des Drehmomentwandlers wirkverbunden sind, mit anderen Worten, zwischen die der Drehmomentwandler „geschaltet" ist. Alternativ kann aber auch eine Welle des Drehmomentwandlers mit der antriebsseitigen ersten Welle des Ausgleichsgetriebes und die andere mit dessen zweiter oder dritter Welle wirkverbunden sein.one According to the first embodiment, it is the two output shafts of the differential, each with a shaft of the torque converter are operatively connected, in other words, between which the torque converter is "connected". Alternatively can also be a shaft of the torque converter with the drive side first shaft of the differential and the other with the second or third wave.

Des weiteren gibt es eine Konstruktionsvariante des Getriebes, bei der wenigstens eine der Wellen des Drehmomentwandlers über die zweite oder dritte Welle des Ausgleichsgetriebes, im Allgemeinen mit Hilfe von auf diesen Wellen montierten Zahnrädern, mit einem Kupplungsteil einer der zwei ersten Fahrbereichskupplungen wirkverbunden ist, d.h. in gewissem Sinne das Ausgleichsgetriebe „zwischen" Drehmomentwandler nach Abtriebswelle angeordnet ist, sowie eine dazu komplementäre Konstruktionsvariante, bei der die zweite und/oder die dritte Welle des Ausgleichsgetriebes mit einem der besagten Kupplungsteile über eine der Wellen des Drehmomentwandlers wirkverbunden ist, d.h. der Drehmomentwandler sich zwischen Ausgleichsgetriebe und Abtriebswelle befindet.Of there is also a construction variant of the transmission in which at least one of the shafts of the torque converter via the second or third shaft of the differential, generally with With the help of gears mounted on these shafts, with a coupling part one of the first two range clutches is operatively connected, i.e. in a sense the differential gear "between" torque converter after output shaft is arranged, as well as a complementary design variant, at the the second and / or the third shaft of the differential gear with one of said coupling parts via one of the shafts of the torque converter is connected, i.e. the torque converter is between differential gear and output shaft is located.

Einer bevorzugten Ausgestaltung zufolge ist als Ausgleichsgetriebe ein Planetengetriebe vorgesehen. Grundsätzlich wäre auch ein „Harmonic-Drive"-Getriebe als Ausgleichsgetriebe denkbar, doch ist die hohe Übersetzung derartiger Getriebe bei dem erfindungsgemäßen Getriebe nicht zweckmäßig.one preferred embodiment according to is a differential gear Planetary gear provided. In principle, a "harmonic drive" gear would also be used as a differential conceivable, but the high translation such a transmission is not practical in the transmission according to the invention.

Bei einem Planetengetriebe als Ausgleichsgetriebe ist vorzugsweise die erste Welle dieses Planetengetriebes, d.h. die Antriebswelle des leistungsverzweigten Getriebes, mit einem Planetenträger drehfest verbunden. D.h., die abtriebsseitigen Wellen des Planetengetriebes sind mit dessen Hohlrad oder dessen Sonnenrad drehfest verbunden.at a planetary gear as a differential gear is preferably the first shaft of this planetary gear, i.e. the drive shaft of the power-split transmission, with a planet carrier rotatably connected. That is, the output shafts of the planetary gear are rotatably connected to its ring gear or its sun gear.

Als Drehmomentwandler kommen hydrostatische, hydrodynamische oder elektrische Maschinen in Betracht, von denen jeweils wenigstens eine als Motor und eine andere als Pumpe oder Generator arbeitet.As Torque converters come in hydrostatic, hydrodynamic or electrical Machines are considered, at least one of which is used as a motor and another works as a pump or generator.

Bevorzugt aufgrund guten Wirkungsgrades und großer Wandlungsbereiche sind hydrostatische und elektrische Maschinen.Prefers due to good efficiency and large areas of change hydrostatic and electrical machines.

Bei Verwendung von hydrostatischen Maschinen ist wenigstens eine dieser Maschinen, vorzugsweise beide, volumenverstellbar.at Use of hydrostatic machines is at least one of them Machines, preferably both, are volume adjustable.

Wenn beide hydrostatischen Maschinen volumenverstellbar sind, wird im Allgemeinen zum kontinuierlichen Variieren der Übersetzung des von diesen Maschinen gebildeten Drehmomentwandlers eine festgelegte Folge von Volumeneinstellungen der zwei Maschinen durchlaufen. Beim erfindungsgemäßen Getriebe wird eine solche festgelegte Folge in einer ersten Richtung durchlaufen, während die Abtriebswelle an eine unter der zweiten und der dritten Welle des Ausgleichsgetriebes ausgewählte Welle gekuppelt ist, und nach dem Kuppeln der Abtriebswelle an die jeweils andere Welle des Ausgleichsgetriebes wird die Folge von Volumeneinstellungen in entgegengesetzter Richtung durchlaufen.If Both hydrostatic machines are adjustable in volume Generally for continuously varying the translation of those from these machines Torque converter formed a fixed sequence of volume settings of the two machines. In the transmission according to the invention such a defined sequence is run through in a first direction, while the output shaft to one under the second and third shaft of the differential gear selected Shaft is coupled, and after coupling the output shaft to the each other shaft of the differential gear is the consequence of Go through volume settings in the opposite direction.

Wenn die zweite Welle des Ausgleichsgetriebes diejenige ist, die in dem langsameren der zwei Fahrbereiche des Getriebes an die Abtriebswelle gekuppelt ist, und die dritte Welle in dem schnelleren Fahrbereich an die Abtriebswelle gekuppelt ist, so wird von den zwei Wellen des Drehmomentwandlers im Allgemeinen die mit der zweiten Welle des Ausgleichsgetriebes wirkverbundene den höheren Drehmomenten ausgesetzt sein. Es kann daher sinnvoll sein, an dieser Welle zwei Maschinen des Drehmomentwandlers parallel anzuordnen.If the second shaft of the differential is the one in the slower of the two driving ranges of the transmission to the output shaft is coupled, and the third shaft in the faster driving range is coupled to the output shaft, so the two shafts of the torque converter generally with the second shaft of the differential gear are exposed to the higher torques his. It can therefore make sense to have two machines on this shaft to arrange the torque converter in parallel.

Die zwei ersten, separat schaltenden Fahrbereichskupplungen des erfindungsgemäßen Getriebes sind vorzugsweise zu einer Doppelkupplung zusammengefasst, von denen eine zum Kuppeln der zweiten Welle des Ausgleichsgetriebes und die andere zum Kuppeln der dritten Welle des Ausgleichsgetriebes an die Abtriebswelle dient.The two first, separately shifting range clutches of the transmission according to the invention are preferably combined into a double clutch, of which one for coupling the second shaft of the differential and the others to couple the third shaft of the differential the output shaft serves.

Einer weiterentwickelten Ausgestaltung zufolge ist ferner eine Rückwärts-Fahrbereichskupplung vorgesehen, die es erlaubt, die Abtriebswelle mit einem anderen Drehsinn an die zweite Welle des Ausgleichsgetriebes zu kuppeln, als die erste Fahrbereichskupplung dies tut.one According to a further developed embodiment, there is also a reverse range clutch provided that allows the output shaft to be connected to another To couple the direction of rotation to the second shaft of the differential, than the first range clutch does.

Bei einer Ausgestaltung mit wenigstens zwei Fahrbereichskupplungen ist es außerdem sinnvoll, wenn diese unabhängig voneinander schließbar sind. Wenn es die zwei ersten Fahrbereichskupplungen sind, die unabhängig voneinander schließbar sind, so wird beim Umschalten zwischen zwei Fahrbereichen durch das Schließen einer der zwei ersten Fahrbereichskupplungen vor dem Öffnen der jeweils anderen jede Unterbrechung der Drehmomentübertragung im Getriebe vermieden. Die gleichzeitige Schließung der Rückwärts-Fahrbereichskupplung und einer der ersten Fahrbereichskupplungen gewährleistet durch mechanische Selbstblockade des Getriebes einen exakten Stillstand des Fahrzeugs, auch in Hanglagen. Ohne eine solche Maßnahme könnte sich, insbesondere bei Verwendung eines hydrostatischen Drehmomentwandlers in Hanglagen eine Kriechbewegung des Fahrzeugs aufgrund von Leckage des Drehmomentwandlers einstellen.at an embodiment with at least two driving range clutches it as well useful if this is independent are closable from each other. If it is the first two range clutches that are independent of each other are closable, so when switching between two driving ranges by closing one the first two range clutches before opening the other each Torque transmission interrupted avoided in the transmission. The simultaneous closing of the reverse drive range clutch and one of the first range couplings guaranteed by mechanical Self-locking the transmission causes the vehicle to stop exactly, too on slopes. Without such a measure, especially at Use of a hydrostatic torque converter on slopes Creeping motion of the vehicle due to torque converter leakage to adjust.

Als Fahrbereichskupplungen kommen zum einen durch Kraftschluss wirkende Kupplungen wie etwa Lamellenkupplungen in Betracht, die in großen Stückzahlen gefertigt und daher preiswert verfügbar sind. Da der Fahrbereichswechsel bei synchroner Drehzahl stattfindet, kommen aber auch durch Formschluss wirkende Kupplungen wie etwa Zahnkupplungen in Betracht, die sich durch einen im Vergleich zu Lamellenkupplungen höheren Wirkungsgrad auszeichnen und außerdem kompakter bauen.As Driving range clutches come on the one hand by friction Clutches such as multi-plate clutches are considered, which are in large quantities manufactured and are therefore inexpensive available. Because the change of driving range takes place at synchronous speed, but also come through positive locking acting clutches, such as toothed clutches, that are characterized by a higher efficiency compared to multi-plate clutches and also build more compact.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention result from the following Description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters. Show it:

1 eine schematische Darstellung der Grundform des erfindungsgemäßen Getriebes; 1 a schematic representation of the basic shape of the transmission according to the invention;

2 eine erste Abwandlung des Getriebes aus 1; 2 a first modification of the transmission 1 ;

3 eine bevorzugte Ausführungsform des Getriebes aus 1; 3 a preferred embodiment of the transmission 1 ;

4 Einstellungen der hydrostatischen Maschinen, Drehzahlen des Planetengetriebes und Stellungen von Fahrbereichskupplungen des Getriebes aus 3 in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit; 4 Settings of the hydrostatic machines, speeds of the planetary gear and positions of the range couplings of the gearbox 3 depending on the driving speed;

5 eine weitere Abwandlung des Getriebes aus 1; 5 a further modification of the transmission 1 ;

6 eine erste Weiterentwicklung des Getriebes aus 3; 6 a first development of the transmission 3 ;

7 eine zweite Weiterentwicklung des Getriebes aus 3; 7 a second development of the transmission 3 ;

8 eine dritte Weiterentwicklung des Getriebes aus 3; 8th a third development of the transmission 3 ;

9 und 10 jeweils eine Abwandlung der Grundform des Getriebes; und 9 and 10 each a modification of the basic form of the transmission; and

11, bereits diskutiert, ein herkömmliches stufenlos leistungsverzweigtes Getriebe. 11 , already discussed, a conventional continuously variable power transmission.

Eine Grundform eines erfindungsgemäßen leistungsverzweigten Getriebes 10 wird mit Bezug auf 1 erläutert.A basic form of a power split transmission according to the invention 10 is referring to 1 explained.

In dieser Figur ist ein dreiwelliges Ausgleichsgetriebe mit 1 und ein zweiwelliger Drehmomentwandler mit 2 gekennzeichnet. Die drei Wellen des Ausgleichsgetriebes sind mit 3, 4, und 5 bezeichnet. Eine erste Welle 3 des Ausgleichsgetriebes bildet eine feste Verbindung mit der Antriebswelle 6 des leistungsverzweigten Getriebes 10, während die Welle 4 des Ausgleichsgetriebes über Zahnräder 7 und 8 mit einer ersten Welle 17 des Drehmomentwandlers 2 bzw. einer an dieser Welle 17 angreifenden ersten Maschine H2 des Drehmomentwandlers 2 und außerdem noch, ebenfalls über das Zahnrad 7, mit einem um eine Abtriebswelle 16 des Getriebes drehbaren Zahnrad 9 in Verbindung steht. Die dritte Welle 5 des Ausgleichsgetriebes 1 ist fest mit einem Zahnrad 11 verbunden, das zum einen mit einem Zahnrad 12 auf der zweiten Welle 18 des Drehmomentwandlers 2, an der eine zweite Maschine H1 des Drehmomentwandlers angreift, und zum anderen mit einem zweiten um die Abtriebswelle 16 drehbaren Zahnrad 13 kämmt. Die Zahnräder 9 und 13 sind jeweils drehfest mit antriebsseitigen Lamellen von zwei ersten Fahrbereichskupplungen K1 und K2 verbunden. Die abtriebsseitigen Lamellen 14, 15 dieser Fahrbereichskupplungen K1 und K2 sind fest mit der Abtriebswelle 16 verbunden. Durch Schließen der Fahrbereichskupplung K1 wird die zweite Welle 4 des Ausgleichsgetriebes 1 und die Maschine H2 des Drehmomentwandlers mit der Abtriebswelle 16 verbunden. In diesem Fall wirkt die Maschine H1 als Last auf die Antriebswelle 6 und versorgt die Maschine H2 mit Antriebsenergie. Wenn die Fahrbereichskupplung K2 geschlossen ist, ist die dritte Welle 5 des Ausgleichsgetriebes und die Maschine H1 mit der Abtriebswelle 16 verbunden, und die Maschine H2 wirkt als Last auf die Eingangswelle, die die als Motor arbeitende Maschine H1 mit Energie versorgt.In this figure there is a three-wave end gear with 1 and a twin shaft torque converter with 2 characterized. The three shafts of the differential are with 3 . 4 , and 5 designated. A first wave 3 the differential forms a fixed connection with the drive shaft 6 of the power split transmission 10 while the wave 4 of the differential gear via gears 7 and 8th with a first wave 17 of the torque converter 2 or one on this shaft 17 attacking first machine H2 of the torque converter 2 and also, also via the gear 7 , with one around an output shaft 16 of the gear rotatable gear 9 communicates. The third wave 5 of the differential gear 1 is fixed with a gear 11 connected, the one with a gear 12 on the second wave 18 of the torque converter 2 , on which a second machine H1 of the torque converter engages, and the other with a second one around the output shaft 16 rotating gear 13 combs. The gears 9 and 13 are rotatably connected to the drive-side plates of two first range clutches K1 and K2. The output-side slats 14 . 15 these range clutches K1 and K2 are fixed to the output shaft 16 connected. By closing the range clutch K1, the second shaft 4 of the differential gear 1 and the machine H2 of the torque converter with the output shaft 16 connected. In this case, machine H1 acts as a load on the drive shaft 6 and supplies the machine H2 with drive energy. When the range clutch K2 is closed, the third shaft is 5 of the differential and the machine H1 with the output shaft 16 connected, and the machine H2 acts as a load on the input shaft which supplies the machine H1 working as a motor with energy.

Wenn ein Planetengetriebe als Ausgleichsgetriebe 1 verwendet wird, gibt es theoretisch sechs verschiedene Möglichkeiten, die oben erwähnte erste, zweite und dritte Welle mit Sonnenrad-, Planetenträger- und Hohlradwelle des Planetengetriebes gleichzusetzen. Je nachdem, wie diese Gleichsetzung getroffen wird, können zur Erzielung eines gewünschten Verstellbereichs der Geschwindigkeit an der Abtriebswelle 16 unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse zwischen den diversen Zahnrädern 7–9, 11–13 oder auch unterschiedliche Anordnungen von Antriebswelle 6 und Planetengetriebe 1, Drehmomentwandler 2 und Abtriebswelle 16 zueinander erforderlich sein.If a planetary gear as a differential 1 is used, there are theoretically six different ways to equate the above-mentioned first, second and third shaft with sun gear, planet carrier and ring gear shaft of the planetary gear. Depending on how this equation is made, the speed on the output shaft can be used to achieve a desired adjustment range 16 different gear ratios between the various gears 7 - 9 . 11 - 13 or different arrangements of drive shaft 6 and planetary gear 1 , Torque converter 2 and output shaft 16 to each other may be required.

Während bei der Ausgestaltung der 1 die mit der zweiten bzw. dritten Welle 4, 5 des Ausgleichsgetriebes 1 fest verbundenen Zahnräder 7, 11 als Zwischenräder fungieren, die gleichzeitig mit den Zahnrädern 8, 12 an den Wellen 17, 18 des Drehmomentwandlers 2 und mit den um die Abtriebswelle 16 drehbaren Zahnrädern 9, 13 kämmen, zeigt 2 eine Konfiguration, wo die Zahnräder 8, 12 des Drehmomentwandlers 2 als Zwischenräder angeordnet sind.While in the design of the 1 the one with the second or third wave 4 . 5 of the differential gear 1 firmly connected gears 7 . 11 act as idler gears that act simultaneously with the gears 8th . 12 on the waves 17 . 18 of the torque converter 2 and with those around the output shaft 16 rotatable gears 9 . 13 comb, shows 2 a configuration where the gears 8th . 12 of the torque converter 2 are arranged as intermediate wheels.

Zwischenlösungen zwischen den in 1 und 2 gezeigten Varianten, bei denen jeweils die Zahnräder 8 und 11 oder 7 und 12 als Zwischenräder angeordnet sind, oder eine Anordnung mit den Zahnrädern 9 und 13 als Zwischenräder können ebenfalls vorteilhaft sein.Interim solutions between the in 1 and 2 shown variants, each with the gears 8th and 11 or 7 and 12 are arranged as intermediate gears, or an arrangement with the gears 9 and 13 as intermediate wheels can also be advantageous.

3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Getriebes. Das Ausgleichsgetriebe 1 ist hier als Planetengetriebe dargestellt, und die mit der Antriebswelle 6 verbundene erste Welle 3 des Planetengetriebes 1 ist mit dessen Planetenträger fest verbunden, während die zweite Welle 4 mit dem Sonnenrad und die dritte Welle 5 mit dem Hohlrad zusammenhängt. Der Einfachheit halber wird in der folgenden Beschreibung zwischen dem Planetenträger, Sonnenrad, Hohlrad und den jeweils mit ihnen zusammenhängenden Wellen nicht unterschieden und die Bezugszeichen 3, 4, 5 jeweils für beides verwendet. Die Anordnung des Drehmomentwandlers 2, mit jeweils nur mit den Zahnrädern 7, 11 kämmenden Zahnrädern 8, 12, ist die gleiche wie im Falle der 1. Der Drehmomentwandler 2 ist hier vorzugsweise durch zwei in einem Hydraulikkreis verbundene hydrostatische Maschinen H1 und H2 gebildet, wobei mindestens eine, vorzugsweise beide Maschinen H1 und H2 volumenverstellbar sein können, d.h. einen einstellbaren Durchsatz an Hydraulikfluid pro Umdrehung aufweisen. 3 shows a preferred embodiment of the transmission according to the invention. The differential gear 1 is shown here as a planetary gear, and the one with the drive shaft 6 connected first wave 3 of the planetary gear 1 is firmly connected to the planet carrier, while the second shaft 4 with the sun gear and the third wave 5 connected with the ring gear. For the sake of simplicity, no distinction is made in the following description between the planet carrier, sun gear, ring gear and the shafts associated with them and the reference numerals 3 . 4 . 5 used for both. The arrangement of the torque converter 2 , each with only the gears 7 . 11 meshing gears 8th . 12 , is the same as in the case of the 1 , The torque converter 2 is preferably formed here by two hydrostatic machines H1 and H2 connected in a hydraulic circuit, at least one, preferably both machines H1 and H2 being adjustable in volume, ie having an adjustable throughput of hydraulic fluid per revolution.

Die hydrostatischen Maschinen H1, H2 können insbesondere in Schrägachsen- oder in Schrägscheibenbauweise ausgeführt sein.The hydrostatic machines H1, H2 can be used especially in or in swash plate construction accomplished his.

Die Fahrbereichskupplungen K1 und K2 sind hier in vorteilhafter Weise als formschlüssige Zahnkupplungen in Doppelkupplungsbauweise ausgebildet. Jede Kupplung K1, K2 umfasst ein auf der Abtriebswelle 16 festes Kupplungsteil 19, das beiden Kupplungen K1, K2 gemeinsam ist, ein über eine zur Abtriebswelle 16 koaxiale Hohlwelle 20 bzw. 21 mit dem Zahnrad 9 bzw. 13 fest verbundenes Kupplungsteil 22 bzw. 23 sowie Schaltmuffen 24 bzw. 25, die unabhängig voneinander mit den Kupplungsteilen 22 und 19 bzw. den Kupplungsteilen 23 und 19 in Eingriff bringbar sind, um diese starr aneinander zu koppeln.The driving range clutches K1 and K2 are advantageously designed here as positive tooth clutches in a double clutch design. Each clutch K1, K2 comprises one on the output shaft 16 fixed coupling part 19 , which is common to both clutches K1, K2, one via one to the output shaft 16 coaxial hollow shaft 20 respectively. 21 with the gear 9 respectively. 13 firmly connected coupling part 22 respectively. 23 and shift sleeves 24 respectively. 25 that are independent of each other with the coupling parts 22 and 19 or the coupling parts 23 and 19 can be brought into engagement in order to couple them rigidly to one another.

Bezogen auf das Getriebe der 3 zeigt 4 erstens die Verstellung der hydrostatischen Maschinen H1, H2 des Drehmomentwandlers 2, zweitens die Drehzahlen der Hohlwellen 20, 21 die, jeweils um die Übersetzungsverhältnisse i1, i2 der Zahnradpaare 7, 9 und 11, 13 korrigiert, den Drehzahlen von Sonnenrad 4 bzw. Hohlrad 5 des Planetengetriebes entsprechen, und drittens die Stellungen der Fahrbereichskupplungen K1 und K2. Im Fahrzeugstillstand ist die Maschine H1 in der Neutralstellung mit Durchsatz 0, während die Maschine H2 voll ausgeschwenkt ist. Somit dreht das Zahnrad 12 leer, während das Zahnrad 8 blockiert ist. Da die Fahrbereichskupplung K1 geschlossen ist, steht auch das Sonnenrad 4 still, während das Hohlrad 5 und somit auch die Maschine H1 proportional zur Drehzahl der Antriebswelle 6 rotieren.Related to the gearbox of the 3 shows 4 firstly, the adjustment of the hydrostatic machines H1, H2 of the torque converter 2 , second, the speeds of the hollow shafts 20 . 21 those, each around the gear ratios i1, i2 of the gear pairs 7 . 9 and 11 . 13 corrected the speed of sun gear 4 or ring gear 5 of the planetary gear, and thirdly the positions of the range clutches K1 and K2. When the vehicle is at a standstill, machine H1 is in neutral position with throughput 0 while the machine H2 is fully swung out. Thus the gear turns 12 empty while the gear 8th is blocked. Since the range clutch K1 is closed, the sun gear is also stationary 4 silent while the ring gear 5 and thus the machine H1 proportional to the speed of the drive shaft 6 rotate.

Für Vorwärtsfahrt wird in einer ersten Phase die Verstelleinheit H1 aus- und bis zu ihrer Maximalstellung weitergeschwenkt, während die Maschine H2 voll ausgeschwenkt bleibt, und in einer zweiten Phase, wenn die Maschine H1 ihre maximale Ausschwenkung erreicht hat, wird die Maschine H2 allmählich eingeschwenkt. In diesen beiden Verstellphasen nimmt die Sonnenraddrehzahl zu und die Hohlraddrehzahl ab. Das Sonnenrad 4 ist über die geschlossene Kupplung K1 mit der Abtriebswelle 16 verbunden, so dass mit der Sonnenraddrehzahl auch die Fahrgeschwindigkeit steigt. Je nach Übersetzungswahl in den Zahnradstufen 7, 8, 7, 9, 11, 12 und 11, 13 wird nach einer gewissen Zurückschwenkung der Maschine H2 an der Fahrbereichskupplung K2 Synchrondrehzahl zwischen der Abtriebswelle 16 und der Hohlwelle 21 erreicht. Bei der Synchrondrehzahl erfolgt ohne Zugkraftunterbrechung eine Umschaltung des Fahrbereichs, indem zuerst die Kupplung K2 geschlossen und anschließend die Kupplung K1 geöffnet wird.For forward travel, the adjustment unit H1 is swung out and swiveled up to its maximum position while the machine H2 remains fully swiveled out, and in a second phase, when the machine H1 has reached its maximum swiveled out, the machine H2 is swiveled in gradually. In these two adjustment phases, the sun gear speed increases and the ring gear speed decreases. The sun gear 4 is via the closed clutch K1 with the output shaft 16 connected, so that the driving speed increases with the sun gear speed. Depending on the gear ratio selection in the gear stages 7 . 8th . 7 . 9 . 11 . 12 and 11 . 13 becomes after a certain swiveling back of the machine H2 on the range clutch K2 synchronous speed between the output shaft 16 and the hollow shaft 21 reached. At the synchronous speed, the driving range is switched over without interruption of the tractive force by firstly closing clutch K2 and then opening clutch K1.

Bei geschlossener Kupplung K2 werden die Verstellungen der Maschinen H2, H1 „rückgängig" gemacht, d.h. die vom Anfahren bis zum Zeitpunkt der Kupplungsumschaltung durchlaufenen Einstellungen werden in umgekehrter Reihenfolge durchlaufen. D.h. zunächst wird die Maschine H2 ausgeschwenkt, bis beide Maschinen ihre Maximalstellung annehmen, danach wird die Maschine H1 zurückgeschwenkt, über die Neutralstellung hinweg bis zur entgegengesetzten Maximalstellung, und anschließend wird die Maschine H2 in die Neutralstellung zurückgeschwenkt. Während dieser drei Verstellphasen nimmt die Drehzahl des Sonnenrades 4 wieder ab, bleibt stehen und beginnt danach, in die entgegengesetzte Richtung wieder schneller zu drehen. Das Hohlrad 5, das jetzt über die geschlossene Fahrbereichskupplung K2 mit der Abtriebswelle 16 verbunden ist, wird ab dem Fahrbereichswechsel ständig schneller, wodurch die Fahrgeschwindigkeit laufend steigt.When the clutch K2 is closed, the adjustments of the machines H2, H1 are "reversed", ie the settings made from the start up until the time of the clutch changeover are performed in reverse order. That is, the machine H2 is swung out until both machines assume their maximum position, then the machine H1 is swung back, over the neutral position to the opposite maximum position, and then the machine H2 is swiveled back into the neutral position, the speed of the sun gear increasing during these three adjustment phases 4 off again, stops and then begins to turn faster in the opposite direction. The ring gear 5 , now via the closed range clutch K2 with the output shaft 16 connected, becomes faster and faster from the change of driving range, whereby the driving speed increases continuously.

Die Richtung der Leistungsübertragung im Drehmomentwandler 2 kehrt sich bei Umschaltung zwischen den Fahrbereichen um: Während im langsamen Fahrbereich, in dem die Kupplung K1 geschlossen ist, die Maschine H1 als Pumpe und H2 als Motor arbeitet, sind die Verhältnisse im zweiten, schnellen Fahrbereich umgekehrt.The direction of power transmission in the torque converter 2 reverses when switching between the driving ranges: While in the slow driving range, in which the clutch K1 is closed, the machine H1 works as a pump and H2 as a motor, the conditions in the second, fast driving range are reversed.

Für die Rückwärtsfahrt wird aus dem Fahrzeugstillstand heraus bei geschlossener Fahrbereichskupplung K1 die Maschine H1 in die entgegengesetzte Richtung aus und bis zu ihrer Maximalstellung weitergeschwenkt, wonach die Maschine H2 eingeschwenkt wird. Genau wie bei der Vorwärtsfahrt wird auch bei diesen beiden Verstellvorgängen das Sonnenrad 4 und damit auch die Abtriebswelle 16 schneller, jedoch in entgegengesetzter Drehrichtung. Die Fahrgeschwindigkeit nimmt in Rückwärtsfahrtrichtung zu.For reverse travel, machine H1 is swiveled out of the vehicle standstill with closed range clutch K1 in the opposite direction and further pivoted to its maximum position, after which machine H2 is swiveled in. Just like when driving forward, the sun gear is also used for these two adjustment processes 4 and with it the output shaft 16 faster, but in the opposite direction. The driving speed increases in the reverse direction.

Bei geringen Geschwindigkeiten, im ersten Fahrbereich vorwärts wie rückwärts, können an der zweiten Maschine H2 hohe Drehmornente auftreten. Diese machen eine entsprechend kräftige Auslegung der zweiten Maschine H2 erforderlich; alternativ ist es möglich, an Stelle der in der Fig. gezeigten einzelnen zweiten Maschine H2, zwei von der ersten Maschine H1 angetriebene zweite Maschinen parallel an der Welle 17 anzuordnen.At low speeds, forwards and backwards in the first driving range, high torques can occur on the second machine H2. These require a correspondingly powerful design of the second machine H2; alternatively, it is possible, instead of the individual second machine H2 shown in the figure, two second machines driven by the first machine H1 in parallel on the shaft 17 to arrange.

5 zeigt eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Getriebes. Diese Ausgestaltung unterscheidet sich von der der 3 dadurch, dass die hydrostatischen Maschinen H1, H2 durch elektrische Maschinen E1, E2 und eine Umrichterschaltung ersetzt ist. Je nachdem, welche der zwei Kupplungen K1, K2 geschlossen ist, arbeitet entweder die Maschine E1 als Generator und die Maschine E2 als Motor oder umgekehrt. Ein von der als Generator betriebenen Maschine gelieferter mehrphasiger Wechselstrom wird in der Umrichterschaltung 26 gleichgerichtet und anschließend in einen mehrphasigen Wechselstrom zum Antreiben der als Motor betriebenen Maschine umgewandelt, wobei die Frequenz dieses Antriebsstroms, die die Drehzahl des Motors festlegt, proportional zur Frequenz des vom Generator gelieferten Stroms mit einem durch ein externes Steuersignal vorgegebenen Proportionalitätsfaktor ist. 5 shows a further embodiment of the transmission according to the invention. This configuration differs from that of 3 in that the hydrostatic machines H1, H2 are replaced by electrical machines E1, E2 and a converter circuit. Depending on which of the two clutches K1, K2 is closed, either machine E1 works as a generator and machine E2 as a motor, or vice versa. A multi-phase alternating current supplied by the machine operated as a generator is in the converter circuit 26 rectified and then converted into a multi-phase alternating current for driving the machine operated as a motor, the frequency of this drive current, which determines the speed of the motor, being proportional to the frequency of the current supplied by the generator with a proportionality factor specified by an external control signal.

Die 6 und 7 zeigen zwei speziell für landwirtschaftliche Fahrzeuge bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. In 6 ist das Getriebe speziell an einen Standardtraktor angepasst, indem die Abtriebswelle 16 des Getriebes, das ansonsten dem Getriebe aus 3 entspricht, mit einem Kegelritzel 23 ausgestattet ist, das in an sich bekannter Weise die Hinterachse HA des Traktors antreibt. Ferner ist die Abtriebswelle 16 mit einem Zahnrad 27 ausgestattet, das über ein Zahnrad 28, eine schaltbare Kupplung 29 und eine weitere Abtriebswelle 30 treibt, die es erlaubt, ein Antriebsmoment auch auf die Vorderachse VA des Traktors zu schalten.The 6 and 7 show two embodiments of the invention which are particularly preferred for agricultural vehicles. In 6 the transmission is specially adapted to a standard tractor by the output shaft 16 of the gearbox, otherwise the gearbox 3 corresponds with a bevel pinion 23 is equipped, which drives the rear axle HA of the tractor in a manner known per se. Furthermore, the output shaft 16 with a gear 27 equipped with a gear 28 , a switchable clutch 29 and another output shaft 30 drives, which allows a drive torque to be switched to the front axle VA of the tractor.

7 zeigt eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Getriebes, die speziell für Fahrzeuge mit einem koaxialen Antrieb der Fahrzeugachsen wie etwa landwirtschaftliche Träger- oder Knicklenkerfahrzeuge angepasst ist. Über eine zusätzliche Zahnradstufe 31, 32 wird hier eine koaxial verlaufende Abtriebswelle 33 angetrieben, die entweder ohne weitere Komponenten den Abtrieb zu den Fahrzeugachsen HA, VA gewährleistet oder, wie in 7 dargestellt, mit einem sperrbaren Längsdifferential 34 ausgestattet ist. 7 shows a development of the transmission according to the invention, which is specially adapted for vehicles with a coaxial drive of the vehicle axles such as agricultural carrier or articulated vehicles. About an additional tooth gear stage 31 . 32 becomes a coaxial output shaft here 33 driven, which either ensures the output to the vehicle axles HA, VA without additional components or, as in 7 shown, with a lockable longitudinal differential 34 Is provided.

Eine andere Weiterentwicklung des Ausführungsbeispiels der 3 ist in 8 gezeigt. Es unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel der 3 dadurch, dass das an der Antriebswelle 16 feste Kupplungsteil 19 hier in zwei voneinander beabstandete Zahnräder 19a, 19b unterteilt ist, und das zwischen ihnen ein weiteres Kupplungsteil 35 über eine Hohlwelle drehbar an der Abtriebswelle 16 angebracht ist, und dass diese Hohlwelle ein weiteres Zahnrad 36 trägt. Das Zahnrad 36 kämmt mit einem Zwischenzahnrad 37, und dieses wiederum kämmt mit einem mit dem Sonnenrad 4 des Planetengetriebes 1 drehfest verbundenen Zahnrad 38. Das Zahnrad 36 rotiert somit um die Abtriebswelle 16 immer gegensinnig zu dem Zahnrad 9. Das Zahnrad 35 bildet zusammen mit einer Schaltmuffe 39 und dem an der Abtriebswelle 16 festen Kupplungsteil 19a eine dritte Fahrbereichskupplung KR für die Rückwärtsfahrt.Another development of the embodiment of the 3 is in 8th shown. It differs from the embodiment of FIG 3 in that on the drive shaft 16 fixed coupling part 19 here in two spaced gears 19a . 19b is divided, and another coupling part between them 35 rotatable on the output shaft via a hollow shaft 16 is attached, and that this hollow shaft is another gear 36 wearing. The gear 36 meshes with an intermediate gear 37 , and this in turn meshes with you with the sun gear 4 of the planetary gear 1 non-rotatably connected gear 38 , The gear 36 thus rotates around the output shaft 16 always counter to the gear 9 , The gear 35 forms together with a gearshift sleeve 39 and that on the output shaft 16 fixed coupling part 19a a third range clutch KR for reversing.

Das Getriebe der 8 ist besonders geeignet für Fahrzeuge, die höhere Rückwärtsfahrgeschwindigkeiten bei effizienter Leistungsübertragung erfordern, wie z.B. Traktoren mit Wendesitz und Rückwärtsfahreinrichtung oder Trac-Fahrzeuge mit einer Wendekabine.The transmission of the 8th is particularly suitable for vehicles that require higher reverse speeds with efficient power transmission, such as tractors with a reversible seat and reversing device or Trac vehicles with a reversing cabin.

Da bei dieser Ausgestaltung keine Blindleistungen bei der Rückwärtsfahrt auftreten, ist es nicht erforderlich, für ein gegebenes Antriebsmoment die einzelnen Komponenten des Getriebes so stark zu dimensionieren wie bei der Ausgestaltung der 3, so dass Gewicht gespart und damit Leistungsverluste im Getriebe reduziert werden können. Außerdem liegt auf der Hand, dass mit der Ausgestaltung der 8 höhere Drehzahlen der Abtriebswelle 16 im Rückwärtslauf und somit höhere Rückwärts-Fahrgeschwindigkeiten erreichbar sind, weil Drehzahlgrenzen der hydrostatischen Maschine H1 hier nicht so zum Tragen kommen wie bei der Ausgestaltung nach 3.Since there are no reactive powers when driving in reverse in this embodiment, it is not necessary to dimension the individual components of the transmission as strongly for a given drive torque as in the embodiment of FIG 3 , so that weight is saved and power losses in the transmission can be reduced. It is also obvious that with the design of the 8th higher speeds of the output shaft 16 in reverse and thus higher reverse speeds can be achieved because the speed limits of the hydrostatic machine H1 are not as important here as in the design 3 ,

Ein weiterer vorteilhafter Nebeneffekt dieser Ausgestaltung ergibt sich aus der Möglichkeit, die Kupplungen K1 und KR unabhängig zu schließen. Wenn bei Fahrzeugsstillstand beide Kupplungen geschlossen sind, ist das Getriebe vollständig blockiert, so dass das Fahrzeug auch in Hanglage sicher im exakten Stillstand gehalten werden kann. Bei den Ausgestaltungen der 1 bis 3, 6 und 7 besteht das Problem, dass nicht völlig vermeidbare Leckagen der hydrostatischen Maschinen H1, H2 langsame Drehungen der Wellen 17, 18 des Drehmomentwandlers 2 gegeneinander zulassen, die zu einer Kriechbewegung des Fahrzeugs in Hanglagen führen können. Diese Gefahr ist bei der Ausgestaltung der 8 nicht gegeben, da die Blockade hier ausschließlich durch Formschluss zwischen den Kupplungsteilen 19a, 22 und 35, sowie den Zahnrädern 36, 37, 38, 7, 9 zustande kommt.Another advantageous side effect of this embodiment results from the possibility of independently closing the clutches K1 and KR. If both clutches are closed when the vehicle is at a standstill, the transmission is completely blocked, so that the vehicle can be held securely at a precise stop even on a slope. In the configurations of the 1 to 3 . 6 and 7 there is the problem that leaks of the hydrostatic machines H1, H2 are not completely avoidable slow rotations of the shafts 17 . 18 of the torque converter 2 against each other, which can lead to a creeping movement of the vehicle on slopes. This danger is in the design of the 8th not given, because the blockage here is only due to positive locking between the coupling parts 19a . 22 and 35 , as well as the gears 36 . 37 . 38 . 7 . 9 comes about.

9 und 10 zeigen zwei Abwandlungen des Getriebes, die sich von den bisher betrachteten durch die Art der Verschaltung von Ausgleichsgetriebe und Drehmomentwandler unterscheiden. Während bei den Ausgestaltungen der 1 bis 4, 6 bis 8 die Wellen 17, 18 des Drehmomentwandlers 2 jeweils mit der zweiten bzw. dritten Welle 4, 5 des Ausgleichsgetriebes 1 über Zahnradpaare 7, 8 bzw. 11, 12 wirkverbunden sind, kämmt in 9 das Zahnrad 8 der Welle 17 mit einem auf der ersten Welle 3 festen Zahnrad 40, während die Wirkverbindung zwischen den Wellen 18, 5 die gleiche wie bei den zuvor betrachteten Ausgestaltungen ist, und bei der Ausgestaltung der 10 ist die Welle 18 über Zahnräder 12, 41 mit der ersten Welle 3 und die Welle 17 über Zahnräder 7, 8 mit der zweiten Welle 4 wirkverbunden. Die Arbeitsweise dieser Ausgestaltungen ist analog zu den zuvor betrachteten. 9 and 10 show two modifications of the transmission, which differ from the previously considered by the type of connection of differential gear and torque converter. While in the configurations of the 1 to 4 . 6 to 8th the waves 17 . 18 of the torque converter 2 each with the second or third wave 4 . 5 of the differential gear 1 about gear pairs 7 . 8th respectively. 11 . 12 are connected, combs in 9 the gear 8th the wave 17 with one on the first wave 3 fixed gear 40 while the operative connection between the waves 18 . 5 is the same as in the previously considered configurations, and in the configuration of the 10 is the wave 18 about gears 12 . 41 with the first wave 3 and the wave 17 about gears 7 . 8th with the second wave 4 operatively connected. The mode of operation of these configurations is analogous to that previously considered.

Claims (20)

Stufenlos leistungsverzweigtes Getriebe mit einem dreiwelligen Ausgleichsgetriebe (1), von dem eine erste Welle (3) eine Antriebswelle (6) des Getriebes bildet, einem stufenlos verstellbaren zweiwelligen Drehmomentwandler (2), dessen zwei Wellen (17, 18) mit jeweils unterschiedlichen Wellen (4, 5) des Ausgleichsgetriebes (1) in Wirkverbindung stehen, zwei schaltbaren Fahrbereichskupplungen (K1, K2) und einer Abtriebswelle (16), dadurch gekennzeichnet, dass durch jeweils eine der zwei Fahrbereichskupplungen (K1, K2) die Abtriebswelle (16) wahlweise mit der zweiten oder der dritten Welle des Ausgleichsgetriebes (1) verbindbar ist.Infinitely power split transmission with a three-shaft differential ( 1 ), of which a first wave ( 3 ) a drive shaft ( 6 ) of the transmission forms an infinitely adjustable twin-shaft torque converter ( 2 ), whose two waves ( 17 . 18 ) with different waves ( 4 . 5 ) of the differential gear ( 1 ) are operatively connected, two switchable range clutches (K1, K2) and an output shaft ( 16 ), characterized in that by one of the two travel range clutches (K1, K2) the output shaft ( 16 ) either with the second or the third shaft of the differential ( 1 ) is connectable. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung des Leistungsflusses durch den Drehmomentwandler (2) umkehrbar ist.Transmission according to claim 1, characterized in that the direction of the power flow through the torque converter ( 2 ) is reversible. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Wellen (17, 18) des Drehmomentwandlers (2) mit der zweiten bzw. der dritten Welle (4, 5) des Ausgleichsgetriebes in Wirkverbindung stehen.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the two shafts ( 17 . 18 ) of the torque converter ( 2 ) with the second or third wave ( 4 . 5 ) of the differential gear are in operative connection. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von den zwei Wellen (17, 18) des Drehmomentwandlers (2) eine mit der ersten (3) und die andere mit der zweiten oder dritten Welle (4, 5) des Ausgleichsgetriebes (1) in Wirkverbindung steht.Transmission according to claim 1 or 2, characterized in that of the two shafts ( 17 . 18 ) of the torque converter ( 2 ) one with the first ( 3 ) and the other with the second or third wave ( 4 . 5 ) of the differential gear ( 1 ) is in operative connection. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Wellen (17, 18) des Drehmomentwandlers (2) mit einem Kupplungsteil (22, 23) einer der zwei ersten Fahrbereichskupplungen (K1, K2) über die zweite oder dritte Welle (4, 5) des Ausgleichsgetriebes wirksam verbunden ist.Gearbox according to one of the preceding An sayings, characterized in that at least one of the waves ( 17 . 18 ) of the torque converter ( 2 ) with a coupling part ( 22 . 23 ) one of the two first range clutches (K1, K2) via the second or third shaft ( 4 . 5 ) the differential is effectively connected. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und/oder die dritte Welle (4, 5) des Ausgleichsgetriebes (1) mit einem Kupplungsteil (22, 23) einer der zwei ersten Fahrbereichskupplungen (K1, K2) über eine der Wellen (17, 18) des Drehmomentwandlers wirkverbunden ist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the second and / or the third shaft ( 4 . 5 ) of the differential gear ( 1 ) with a coupling part ( 22 . 23 ) one of the two first range clutches (K1, K2) via one of the shafts ( 17 . 18 ) the torque converter is operatively connected. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an die zweite Welle (4) des Ausgleichsgetriebes (1) gekuppelter Zustand der Abtriebswelle (16) einem langsamen Fahrbereich und ein an die dritte Welle (5) des Ausgleichsgetriebes gekuppelter Zustand einem schnellen Fahrbereich entspricht, und dass eine Grenze zwischen den zwei Fahrbereichen bei einer Drehzahl der Abtriebswelle (16) von zwischen 25 und 50% ihrer maximalen Drehzahl bei gegebener Antriebsdrehzahl liegt.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that a to the second shaft ( 4 ) of the differential gear ( 1 ) coupled state of the output shaft ( 16 ) a slow driving range and one to the third wave ( 5 ) of the differential gear coupled state corresponds to a fast driving range, and that a boundary between the two driving ranges at a speed of the output shaft ( 16 ) of between 25 and 50% of their maximum speed at a given drive speed. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgleichsgetriebe (1) ein Planetengetriebe ist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the differential gear ( 1 ) is a planetary gear. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Welle (3) des Planetengetriebes (1) mit einem Planetenträger drehfest verbunden ist.Transmission according to claim 8, characterized in that the first shaft ( 3 ) of the planetary gear ( 1 ) is rotatably connected to a planet carrier. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehmomentwandler (2) wenigstens zwei hydrostatische, hydrodynamische oder elektrische Maschinen (H1, H2; E1, E2) umfasst, und dass jede der zwei Wellen (17, 18) des Drehmomentwandlers mit wenigstens einer der Maschinen (H1, H2; E1, E2) drehfest verbunden ist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the torque converter ( 2 ) comprises at least two hydrostatic, hydrodynamic or electrical machines (H1, H2; E1, E2), and that each of the two shafts ( 17 . 18 ) of the torque converter with at least one of the machines (H1, H2; E1, E2) is rotatably connected. Getriebe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinen hydrostatische Maschinen (H1, H2) sind, und dass wenigstens eine der Maschinen (H1, H2) volumenverstellbar ist.Transmission according to claim 10, characterized in that the machines are hydrostatic machines (H1, H2) and that at least one of the machines (H1, H2) is volume adjustable. Getriebe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass beide Maschinen (H1, H2) volumenverstellbar sind, und dass zum Variieren der Übersetzung des Getriebes über dessen gesamten Übersetzungsbereich eine festgelegte Folge von Volumeneinstellungen der zwei Maschinen (H1, H2) in einer ersten Richtung durchlaufen wird, während die Abtriebswelle (16) an eine unter zweiter und dritter Welle (4, 5) des Ausgleichsgetriebes (4) ausgewählte Welle gekuppelt ist, und dann nach Kuppeln der Abtriebswelle (16) an die jeweils andere Welle (5) des Ausgleichsgetriebes die Folge der Volumeneinstellungen in entgegengesetzter Richtung durchlaufen wird.Transmission according to claim 11, characterized in that both machines (H1, H2) are volume adjustable, and that to vary the transmission ratio of the transmission over its entire transmission range, a defined sequence of volume settings of the two machines (H1, H2) is run through in a first direction while the output shaft ( 16 ) to a second and third wave ( 4 . 5 ) of the differential gear ( 4 ) selected shaft is coupled, and then after coupling the output shaft ( 16 ) to the other wave ( 5 ) of the differential gear the sequence of volume settings is run in the opposite direction. Getriebe nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein an die zweite Welle (4) des Ausgleichsgetriebes (1) gekuppelter Zustand der Abtriebswelle (16) einem langsamen Fahrbereich und ein an die dritte Welle (5) des Ausgleichsgetriebes gekuppelter Zustand einem schnellen Fahrbereich entspricht, und dass an der mit der zweiten Welle (4) des Ausgleichsgetriebes (1) wirkverbundenen Welle (17) des Drehmomentwandlers (2) wenigstens zwei Maschinen drehfest angeschlossen sind.Transmission according to one of claims 10 to 12, characterized in that a to the second shaft ( 4 ) of the differential gear ( 1 ) coupled state of the output shaft ( 16 ) a slow driving range and one to the third wave ( 5 ) of the differential gear coupled state corresponds to a fast driving range, and that on the with the second shaft ( 4 ) of the differential gear ( 1 ) active shaft ( 17 ) of the torque converter ( 2 ) at least two machines are non-rotatably connected. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner eine Rückwärts-Fahrbereichskupplung (KR) aufweist, die es erlaubt, die Abtriebswelle (16) mit einem anderen Drehsinn an die zweite Welle (4) des Ausgleichsgetriebes (1) zu kuppeln als die ersten Fahrbereichskupplungen (K1, K2).Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a reverse range clutch (KR), which allows the output shaft ( 16 ) with a different direction of rotation to the second shaft ( 4 ) of the differential gear ( 1 ) to couple as the first range clutches (K1, K2). Getriebe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine der ersten Fahrbereichskupplungen (K1) und die Rückwärtsfahrbereichskupplung (KR) jeweils mit der gleichen Welle (4) des Ausgleichsgetriebes wirkverbundene Kupplungsteile (22, 35) aufweisen, und dass eine Getriebesteuerung in der Lage ist, bei Stillstand der Abtriebswelle (16) diese zwei Fahrbereichskupplungen (K1, KR) zu schließen.Transmission according to claim 14, characterized in that one of the first driving range clutches (K1) and the reverse driving range clutch (KR) each with the same shaft ( 4 ) of the differential gear operatively connected coupling parts ( 22 . 35 ), and that a transmission control is able to stop the output shaft ( 16 ) close these two range clutches (K1, KR). Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der Fahrbereichskupplungen (K1, K2; K1, KR) unabhängig voneinander schließbar sind.Transmission according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least two of the range clutches (K1, K2; K1, KR) independently closable from each other are. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Fahrbereichskupplungen (K1, K2) eine durch Kraftschluss wirkende Kupplung ist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one of the range clutches (K1, K2) is a force-acting clutch. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine der Fahrbereichskupplungen (K1, K2, KR) eine durch Formschluss wirkende Kupplung ist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the at least one of the range clutches (K1, K2, KR) is a coupling that acts by positive locking. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine über eine Kupplung (29) zuschaltbare zusätzliche Abtriebswelle (30) aufweist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that there is a via a clutch ( 29 ) switchable additional output shaft ( 30 ) having. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle (16) über ein sperrbares Längsdifferential (34) mit koaxial verlaufenden zusätzlichen Abtriebswellen (33) wirkverbunden ist.Transmission according to one of the preceding claims, characterized in that the output shaft ( 16 ) via a lockable longitudinal differential ( 34 ) with coaxial additional output waves ( 33 ) is connected.
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