DE4106746A1

DE4106746A1 - Stufenloses hydrostatisch-mechanisches verzweigungsgetriebe, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4106746A1
Application number: DE19914106746
Authority: DE
Inventors: Michael Meyerle
Original assignee: Michael Meyerle
Current assignee: MEYERLE, HANNELORE, 88074 MECKENBEUREN, DE MEYERLE
Priority date: 1990-09-02
Filing date: 1991-03-02
Publication date: 1992-09-03

Description

Die Erfindung stellt eine Zusatzanmeldung und Weiterbildung der Erfindung nach Patentanmeldung DE 40 27 724.0 dar und bezieht sich auf ein stufenloses hydrostatisch-mechanisches Verzweigungsgetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aufgabe der Erfindung ist es, dieses Getriebe weiterzubilden bzw. zu verbessern hinsichtlich Kosten und optimaler Erfüllung verschiedener Fahrzeugforderungen.

Die Aufgabe wird durch die in dem Hauptanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung wird in Ausführungsbeispielen anhand von Schema- Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel mit vier Vorwärtsfahrbereichen und einem Rückwärtsbereich;

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit vier Vorwärtsfahrbereichen und einem Rückwärtsbereich;

Fig. 3 eine Ausführung mit fünf Vorwärtsfahrbereichen und drei Rückwärtsfahrbereichen;

Fig. 3a eine Ausführung mit vier hydrostatisch-mechanischen Vorwärts- und zwei hydrostatisch-mechanischen Rückwärtsbereichen;

Fig. 4 eine Ausführung mit fünf hydrostatisch-mechanischen Vorwärtsfahrbereichen;

Fig. 5 eine Ausführung mit fünf hydrostatisch-mechanischen Vorwärtsfahrbereichen und drei hydrostatisch-mechanischen Rückwärtsfahrbereichen;

Fig. 6 eine Getriebe-Ausführung mit vier hydrostatisch- mechanischen Vorwärtsfahrbereichen;

Fig. 7 eine Getriebe-Ausführung mit vier hydrostatisch- mechanischen Vorwärtsfahrbereichen und drei hydrostatisch- mechanischen Rückwärtsfahrbereichen;

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel des dritten Planetengetriebes 206;

Fig. 8a Ausführungsbeispiel des Nachschaltgetriebes bzw. der dritten Planetengetriebeeinheit 406;

Fig. 9 und 9a ein Ausführungsbeispiel mit vier Vorwärtsfahrbereichen und zwei Rückwärtsfahrbereichen bestehend aus einem fünfwelligen Summierungsplanetengetriebe;

Fig. 9b Getriebeausführung mit vier Vorwärtsfahrbereichen und einem im ersten Schaltbereich integrierten Rückwärtsfahrbereich;

Fig. 9c Getriebeausführung mit vier Vorwärts- und zwei Rückwärtsfahrbereichen;

Fig. 9d weitere Ausführungsform mit vier hydrostatisch- mechanischen Vorwärts- und zwei hydrostatisch- mechanischen Rückwärtsfahrbereichen;

Fig. 9e Getriebeausführung wie Fig. 9d, jedoch mit zusätzlicher Gruppenschaltung für hohe Anfahrzugkräfte;

Fig. 9f Getriebeausführung mit sechs hydrostatisch-mechanischen Vorwärtsfahrbereichen;

Fig. 9g eine Schaltlogik für die Getriebeausführung nach Fig. 9f;

Fig. 9h eine weitere Ausführungsform des Summierungsplanetengetriebes 404a;

Fig. 9i eine Ausführungsform des Summierungsplanetengetriebes 404b ähnlich der Ausführung 404a;

Fig. 9k eine Getriebeausführung mit umgekehrtem Summierungsplanetengetriebe 404.

Fig. 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit vier Vorwärtsfahrbereichen und zwei Rückwärtsfahrbereichen;

Fig. 11 eine Getriebeausführung mit zwei Summierungsplanetengetriebe- Einheiten als doppelte Überlagerung;

Fig. 11a und 11b eine weitere Getriebeausführung mit doppelter Überlagerung;

Fig. 12 eine Getriebeausführung mit fünf Vorwärtsfahrbereichen und zwei separat schaltbaren rein-hydrostatischen Rückfahrbereichen;

Fig. 13 eine Getriebeausführung mit fünf Vorwärtsfahrbereichen;

Fig. 14 ein Summierungsplanetengetriebe bestehend aus zwei Planetengetriebestufen;

Fig. 15 eine zweistufige Planetengetriebeeinheit 305;

Fig. 16, 16a, 16b drei Ausführungsbeispiele des fünfwelligen Summierungsplanetengetriebes;

Fig. 17 eine dritte Planetengetriebeeinheit bestehend aus einer Planetengetriebestufe und mehreren Kupplungen zum Schalten von Vorwärts- und Rückwärtsfahrbetrieb als Alternative zu den Planetengetriebeeinheiten 106 und 206;

Fig. 18 eine Getriebeausführung mit vier Vorwärts- und zwei Rückwärtsbereichen;

Fig. 19 eine Getriebeausführung mit fünf Vorwärts- und drei Rückwärtsfahrbereichen.

Fig. 20 stellt eine nachgeordnete Getriebeeinheit 506 mit Stirnradstufen dar, bei der die Abtriebswelle 2 versetzt angeordnet ist;

Fig. 21 Getriebe mit versetzt angeordneter Abtriebswelle 302 mit Stirnradstufen;

Fig. 22 weitere Ausführungsform mit versetzt angeordneter Abtriebswelle;

Fig. 23 noch eine weitere Ausführungsform mit versetzter Abtriebswelle 302 für ein frontgetriebenes Fahrzeug;

Fig. 24 Getriebeausführung für ein frontgetriebenes Fahrzeug in Querbauweise.

Im Hinblick auf eine hohe Gesamtwirtschaftlichkeit für ein derartiges Produkt ist es wichtig, ein Getriebe-System zu schaffen, mit dem mehrere unterschiedliche Fahrzeugforderungen abgedeckt werden können. Die Grundbaueinheiten - Hydrostatpaket, Summierungsplanetengetriebeeinheit, Kupplungspaket und weitere Baugruppen - sollen als Grundbaueinheiten ausgebildet werden können, die für ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Getriebekombinationen geeignet sind. Außerdem ist es wichtig, zwei bis drei Rückwärtsbereiche, z. B. für die Anwendung im Arbeitsmaschinenbereich im System integrieren zu können, um ein zusätzliches Wendegetriebe einzusparen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß wenigstens vier Fahrbereiche schaltbar sind oder daß im Hinblick auf bestimmte Fahrzeugforderungen auf einfache Art ein Getriebe mit drei Vorwärtsfahrbereichen und vorzugsweise zwei Rückwärtsbereichen ausführbar ist. Dies wird gemäß der Erfindung damit erreicht, daß einem Summierungsplanetengetriebe mit wenigstens vier Wellen eine weitere oder mehrere Getriebeeinheiten zugeordnet sind, wobei die erste Welle und die zweite Welle des Summierungsplanetengetriebes Eingangswellen sind und die erste Welle mit der ersten Hydrostateinheit A verstellbaren Volumens und die zweite Welle mit der zweiten Hydrostateinheit B vorzugsweise konstanten Volumens verbunden ist und die dritte, vierte und gegebenenfalls fünfte Welle des Summierungsplanetengetriebes abwechselnd mit einer oder mehreren der zugeordneten Planetengetriebeeinheiten innerhalb der unteren Schaltbereiche über eine Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle wechselweise verbindbar sind und daß eine oder mehrere, die aufsummierte Leistung führende Ausgangswelle des Summierungsplanetengetriebes in den höheren Schaltbereichen direkt mit der Abtriebswelle verbindbar sind. Die Bereichsschaltungen finden jeweils bei Synchronlauf bzw. im Synchronlaufbereich der zu schaltenden Kupplungselemente statt. Bei einigen der Ausführungsbeispiele wird der erste Fahrbereich rein-hydrostatisch übertragen, wobei das Summierungsplanetengetriebe unbelastet bleibt und die Leistung über ein oder mehrere zugeordnete Planetengetriebeeinheiten fließt. Das Drehzahlniveau aller Getriebeglieder ist relativ niedrig. Eine Drehzahlanpassungsstufe an der Getriebeausgangswelle ist nicht erforderlich, so daß die üblichen Achsübersetzungen der nachgeordneten Triebachse verwendbar sind. Die einzelnen Getriebeausführungen ermöglichen einen sehr hohen Over-drive-Bereich im Hinblick auf eine optimale Ausnutzbarkeit der Verbrauchsbestwerte des Antriebsmotors.

Die Ausführung nach Fig. 1 besitzt vier Vorwärtsfahrbereiche und einen Rückwärtsbereich, wobei der erste Vorwärtsfahrbereich und der Rückwärtsbereich rein-hydrostatisch und die anderen Fahrbereiche hydrostatisch-mechanisch arbeiten. Innerhalb der drei Vorwärtsfahrbereiche und dem Rückwärtsbereich ist das Hohlrad 34 eines dritten Planetengetriebes 6, 106; 206; 306 mit dem Gehäuse durch Schließen einer Kupplung bzw. Bremse 31 verbunden. Im ersten Vorwärtsfahrbereich und Rückwärtsbereich fließt die Leistung rein-hydrostatisch bei geschlossener erster Bereichskupplung 27 und damit feststehendem Steg 28 über die Glieder - Sonnenrad 29 und Hohlrad 30 des zweiten Planetengetriebes 5 auf die Kupplungswelle 10 und das Sonnenrad 32 über dem Steg 33 des dritten Planetengetriebes 6 auf die Abtriebswelle 2. Im zweiten Vorwärtsfahrbereich fließt die aufsummierte hydraulisch-mechanische Leistung über die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes 4, das Kupplungsglied 26 und über die geschlossene Kupplung 23 auf das gemeinsame Kupplungsglied bzw. die Kupplungswelle 10, den dritten Planetentrieb 6 auf die Abtriebswelle 2. Im dritten Schaltbereich wird die aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung über die vierte Welle 14 des Summierungsplanetengetriebes 4 bei geschlossener Kupplung 24 über das dritte Planetengetriebe 6 auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Im vierten Schaltbereich erfolgt die hydraulisch- mechanische Leistungsübertragung über die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes, die über die geschlossene Kupplung 19 direkt mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist.

Wie bei allen Ausführungsbeispielen wird die hydraulische Leistung und die mechanische Leistung im Summierungsplanetengetriebe 4; 104; 204; 304; 404; 504; 101; 604; 704 aufsummiert und in den entsprechenden Fahrbereichen über jeweils eine Welle 13, 14; 13, 14, 15; 66, 55, 14, 15; 83, 84, 85; 141, 113, 114 zum Abtrieb weitergeleitet. Über das dritte Planetengetriebe 6; 106; 206; 306 wird die Möglichkeit eines bzw. zweier zusätzlicher Schaltbereiche geschaffen trotz niedrigem Drehzahlniveau aller Getriebeglieder.

Die Ausführung nach Fig. 2 besitzt vier Vorwärtsfahrbereiche und einen Rückwärtsfahrbereich, die alle mit Leistungsverzweigung arbeiten. Im ersten Vorwärtsfahrbereich und im Rückwärtsbereich ist eine Übersetzungsspreizung enthalten, wobei im jeweiligen Anfahrzustand der erste Übersetzungsbereich von Fahrgeschwindigkeit "Null" bis zu einem gewissen Übersetzungspunkt "X" durch eine Anfahreinrichtung überbrückt wird. Diese Anfahreinrichtung kann eine im Getriebe ohnehin vorhandene Kupplung sein, die als Reibkupplung ausgebildet ist oder ein zwischen die beiden Hydrostateinheiten A und B geschaltetes Bypaßventil, wie dies bereits durch die deutsche Patentanmeldung DE 36 09 907 bekannt ist. Bei dieser Getriebeausführung nach Fig. 2 ist es zweckmäßig, die Kupplung bzw. Bremse 31 zum Abbremsen des Getriebegliedes 34 des dritten Planetengetriebes 6 als Anfahreinrichtung mit entsprechenden Reibgliedern auszubilden. Alle Bereichskupplungen 27, 23, 24, 19 und 35 sind im Synchron-Zustand schaltbar und können daher als form-plus lastschlüssig schaltbare Kupplungen, wie in der deutschen Patentanmeldung P 37 00 813 beschrieben, ausgebildet werden.

Mit Ausnahme der Getriebeausführung nach Fig. 2 sind alle dargestellten Getriebeausführungen voll-stufenlos bis Fahrgeschwindigkeit "Null", d. h. daß zusätzliche Anfahreinrichtungen entfallen können.

Die Getriebeausführung nach Fig. 3 besitzt fünf Vorwärtsfahrbereiche und drei Rückwärtsfahrbereiche sowie einen zusätzlichen Sonder-Rückwärtsbereich für spezielle Einsatzfälle. Das Getriebe ist mit Ausnahme des entsprechenden fünften Fahrbereiches und des angepaßten Summierungsplanetengetriebes 104 identisch mit Ausführung nach Fig. 1. Im fünften Vorwärtsfahrbereich wird die aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung über die dritte Welle 50 des Summierungsplanetengetriebes 104 durch eine entsprechende innenliegende Welle 15 bei geschlossener Kupplung 19 auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Das dritte Planetengetriebe 106 ist hier vierwellig ausgebildet, wobei zum Schalten des Rückwärtsbetriebes ein Hohlrad 46 durch Schließen der Kupplung 37 mit dem Gehäuse verbunden wird und dadurch die Drehrichtung der Abtriebswelle 2 umgekehrt wird. Hierbei ist die Leistungsübertragung innerhalb einem ersten, zweiten und dritten Fahrbereich bei den jeweils wechselweise geschlossenen Kupplungen 27, 23 und 24 in Rückfahrrichtung gegeben.

Das vierwellige dritte Planetengetriebe 106 ist in Fig. 3 mit zwei ineinandergreifenden Planetenrädern 38 und 39 ausgebildet, die auf dem Steg 33 der mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist, gelagert sind, wobei das Hohlrad 34 in erste Planetenräder 39 eingreift. Anstelle dieses dritten Planetengetriebes 106 ist auch eine Ausführungsform 206 nach Fig. 8 vorteilhaft, wobei die Sonnenräder 32 und 69 zweier Planetenstufen mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 verbunden sind und der Steg 68 der ersten Stufe mit dem Gehäuse über eine Kupplung 67 verbindbar ist zum Schalten der Rückwärtsfahrbereiche und das Hohlrad 72 der ersten Stufe sowohl mit dem Steg 33 der zweiten Stufe, als auch mit der Abtriebswelle 3 verbunden ist und das Hohlrad 34 der zweiten Stufe über eine Kupplung bzw. Bremse 31 mit dem Gehäuse verbindbar ist.

Eine Getriebeausführung nach Fig. 3a ist ähnlich aufgebaut wie die Ausführung nach Fig. 3, jedoch mit dem Unterschied, daß das sogenannte zweite Planetengetriebe 5, das in der Ausführung nach Fig. 3 zur Übertragung der rein-hydrostatischen Leistung innerhalb des ersten Vorwärtsbereiches und des ersten Rückwärtsfahrbereiches dient, entfällt. Der erste Vorwärts- und Rückwärtsbereich wird bei diesem Getriebe über eine spezielle Anfahreinrichtung, wie bei Ausführung nach Fig. 2, überbrückt, wobei dieser überbrückte Bereich als Bereichsspreizung bzw. Übersetzungsspreizung "X", wie bereits unter Fig. 2 beschrieben, bezeichnet wird. Das Getriebe besitzt vier hydrostatisch-mechanische Vorwärtsfahrbereiche und zwei hydrostatisch-mechanische Rückwärtsfahrbereiche, wobei der Getriebeaufbau und die Funktion bzw. Funktionsabläufe mit dem zweiten und dritten Vorwärts- und Rückwärtsbereich der Ausführung nach Fig. 3 identisch sind. Als Anfahreinrichtung werden hier zweckmäßigerweise die beiden Fahrrichtungskupplungen, die Kupplungen 31 und 37 bzw. 67 des vierwelligen Planetengetriebes 106; 206 bzw. des dreiweilligen Planetengetriebes 306 verwendet, die in diesem Fall als Reibkupplungen ausgebildet sind. Das vierwellige nachgeordnete Planetengetriebe 106; 206 kann auch durch das vorerwähnte, dreiwellige Planetengetriebe 306, Fig. 17 ersetzt werden, bei dem die Abtriebswelle 2 bei Vorwärtsfahrbetrieb mit der Stegwelle 33 und im Rückwärtsfahrbetrieb mit dem Hohlrad 34 verbunden ist.

Diese Getriebeausführung ist relativ einfach aufgebaut und kommt aufgrund der vier Vorwärtsfahrbereiche und der Bereichsspreizung mit besonders kleinen Hydrostateinheiten aus.

Wie in Fig. 1 dargestelllt, ist das Summierungsplanetengetriebe 4 räumlich dem zweiten Planetengetriebe 5 nachgeordnet. In den nachfolgenden Getriebeausführungen, Fig. 2 und 3 ist das zweite Planetengetriebe 5 räumlich hinter dem Summierungsplanetengetriebe 104 angeordnet. Mit Rücksicht auf Optimierung von Bauraum, Kosten, Montage u. a. ist hier eine beliebige Anordnung der einzelnen Komponenten möglich.

Die Getriebeausführungen nach Fig. 4, 5, 6 und 7 sind vollstufenlos, wobei die Leistung in allen Fahrbereichen hydrostatisch- mechanisch übertragen wird. Das Summierungsplanetengetriebe besteht aus zwei Planetengetriebeeinheiten, wobei die erste Planetengetriebeeinheit 104; 204; 304; 4 vierwellig ist, das über zwei Wellen 56 und 13 mit der zweiten Planetengetriebeeinheit 105 ständig verbunden ist. Die zweite Planetengetriebeeinheit 105 besteht aus zwei Planetengetriebestufen, wobei die erste Planetengetriebestufe mit seinem Sonnenrad 65 mit der zweiten Welle 56 bzw. 12 des Summierungsplanetengetriebes verbunden ist, dessen Steg 61 mit dem Gehäuse fest in Verbindung steht, das Hohlrad 62 mit dem Hohlrad 63 der zweiten Planetengetriebestufe gekoppelt ist und das Sonnenrad 65 der zweiten Planetengetriebestufe mit der dritten Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes in Verbindung steht und der Steg 66 der zweiten Planetengetriebestufe über eine Kupplung 57 im ersten Schaltbereich verbindbar ist. Alternativ kann die Stegwelle 66 des zweiten Planetengetriebes 105 mit der Kupplungswelle ständig verbunden sein, wobei die andere Stegwelle 61 der ersten Planetengetriebestufe mit dem Gehäuse 20 über eine Kupplung koppelbar ist. Die erste Welle des Summierungsplanetengetriebes ist mit der ersten Hydrostateinheit A verstellbaren Volumens und der Antriebswelle 1 verbunden und die zweite Welle 12 mit der zweiten Hydrostateinheit B, die dritte Welle 13 ist zusätzlich über ein Zwischeglied 55 und eine Kupplung 58 mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 verbindbar, sowie über eine weitere Welle 15 und eine Kupplung 19 mit der Abtriebswelle 2 direkt verbindbar. Die vierte Welle 14 des Summierungsplanetengetriebes ist über eine Kupplung 59 mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 und über ein weiteres Kupplungsglied über die Kupplung 35 mit der Abtriebswelle 2 verbindbar. Dem Kupplungspaket 71 mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 ist das dritte Planetengetriebe 6; 106; 206; 306 nachgeordnet, dessen erste Welle, Sonnenrad 32 mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 verbunden ist und eine zweite Welle als Steg 33 ständig mit der Abtriebswelle 2 in Verbindung steht und die dritte Welle als Hohlrad 34 über eine Kupplung 31 mit dem Gehäuse 20 verbindbar ist. Die Ausführungen nach Fig. 4 bis 7 besitzen fünf hydrostatisch- mechanische Vorwärtsfahrbereiche. Bei Anwendung eines dritten Planetengetriebes 106; 206; 306 mit Einrichtung für Rückwärtsfahrt ist durch Schließen der Kupplung bzw. Bremse 37; 67 und gleichzeitigem Verbinden eines Hohlrades 46; 34 mit dem Gehäuse ein Rückfahrbetrieb über drei Schaltbereiche möglich, indem innerhalb der wechselweise geschalteten Kupplungen 57, 58 und 59 die Drehrichtung der Abtriebswelle 2 gegenüber der Kupplungswelle 10 umgekehrt wird.

Die Getriebeausführung nach Fig. 6 ist weitgehend identisch mit Ausführung nach Fig. 4 jedoch mit dem Unterschied, daß im vierten Vorwärtsfahrbereich die Abtriebswelle 2 direkt mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 gekoppelt und gleichzeitig durch Schließen der Kupplung 58 die dritte Welle 13, die in diesem Betriebszustand die aufsummierte hydraulisch-mechanische Leistung führt, mit der Abtriebswelle 2 verbunden wird. Alle rotierenden Kupplungen für alle vier Schaltbereiche sind hier zu einem Kupplungspaket 70 zusammengefaßt.

Die Ausführung nach Fig. 7 entspricht der Ausführung nach Fig. 6 jedoch mit dem Unterschied, daß das dritte Planetengetriebe 106 vierwellig ausgebildet ist, wodurch die Drehrichtung auf der Abtriebswelle 2 bei geschaltetem Rückwärtsbetrieb innerhalb der ersten drei Schaltbereiche umgekehrt wird, wie bei Ausführung Fig. 5 und 3 bereits beschrieben.

Das Summierungsplanetengetriebe 4 nach Fig. 1 besitzt ineinandergreifende erste Planetenräder 43 und zweite Planetenräder 44, die auf einem gemeinsamen Steg 40 gelagert und mit der ersten Welle 11 verbunden sind. Ein Sonnenrad 45 steht in Triebverbindung mit der zweiten Welle 12 sowie den ersten Planetenrädern 43. Ein Hohlrad 41 greift in zweite Planetenräder 44 ein und ist mit der dritten Welle 13 verbunden und ein zweites Hohlrad 42 kämmt mit den ersten Planetenrädern 43, das mit der vierten Welle 14 des Summierungsplanetengetriebes in Triebverbindung steht.

Das Summierungsplanetengetriebe 104 besitzt ein Hohlrad, zwei Sonnenräder sowie ineinandergreifende erste und zweite Planetenräder, die auf einem gemeinsamen Steg gelagert sind. Das Hohlrad 52 ist mit der ersten Welle 11 und das Sonnenrad 45 mit der zweiten Welle 12 verbunden, die beide in erste Planetenräder 53 eingreifen und das andere Sonnenrad 51 steht in Verbindung mit der vierten Welle 14, das mit den zweiten Planetenrädern 54 kämmt. Der Steg 50, auf dem alle Planetenräder 53 und 54 gelagert sind, bildet die dritte Welle des Summierungsplanetengetriebes und ist alternativ mit zwei Ausgangswellen 13 und 15 verbunden.

Das Summierungsplanetengetriebe 204 nach Fig. 6 und 7 besteht aus zwei Planetenstufen, wobei die erste Welle 11 mit dem Hohlrad 9 der ersten Stufe und dem Steg 7 der zweiten Stufe in Verbindung steht, die zweite Welle 12 mit den Sonnenrädern 17 und 18, die dritte Welle 13 bildet den Steg 16 der ersten Planetengetriebestufe und das Hohlrad 8 der zweiten Stufe die vierte Welle 14.

Die Getriebeausführung nach Fig. 9 zeichnet sich dadurch aus, daß das Summierungsplanetengetriebe 404 fünfwellig ausgebildet ist, wobei die erste Welle 11 als erste Eingangswelle mit der ersten Hydrostateinheit A und der Antriebswelle 1 verbunden ist. Die zweite Welle 12 als zweite Eingangswelle ist mit der zweiten Hydrostateinheit B verbunden. Das Summierungsplanetengetriebe 404 besitzt drei Ausgangswellen, wobei die erste Ausgangswelle 83 die dritte Welle des Summierungsplanetengetriebes, die zweite Ausgangswelle 84 die vierte Welle und die dritte Ausgangswelle 85 die fünfte Welle des Summierungsplanetengetriebes bildet. Dem Summierungsplanetengetriebe ist ein weiteres Planetengetriebe 206 zugeordnet, das über eine Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 10 mit zwei Ausgangswellen 83 und der vierten Ausgangswelle 84 wechselweise verbindbar ist. Die dritte Ausgangswelle 85 ist direkt mit der Abtriebswelle 2 über eine Kupplung 19 verbindbar. Im ersten Schaltbereich ist die erste Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes über eine Kupplung 91 mit der Kupplungswelle 10 verbunden, wobei bei einer geschlossenen Kupplung 31 für den Vorwärtsfahrbetrieb die Leistung, wie bei den voranbeschriebenen Getriebeausführungen, über Getriebeglieder 32, 33, 34 des nachgeordneten Planetengetriebes 206; 106; 306 auf die Abtriebswelle 2 übertragen wird. Im zweiten Schaltbereich ist die zweite Ausgangswelle 84 des Summierungsplanetengetriebes mit einer zweiten Kupplung 92 mit der Kupplungswelle 10 verbunden, wobei die Leistung ebenfalls wie im ersten Fahrbereich über das nachgeschaltete Planetengetriebe 206 auf die Abtriebswelle 2 übertragen wird. Im dritten Schaltbereich ist die dritte Ausgangswelle 85 mit der Abtriebswelle 2 über eine Kupplung 19 koppelbar. Für einen möglichen vierten Schaltbereich ist die zweite Ausgangswelle 84 über eine Kupplung 35 mit der Abtriebswelle verbindbar. Das Getriebe ermöglicht zwei hydrostatisch-mechanische Rückwärtsbereiche, wobei über dieselbe Zwischen- bzw. Kupplungswelle 10 der erste und zweite Rückwärtsbereich, wie bei Vorwärtsbetrieb, geschaltet wird. Die Drehzahlumkehr erfolgt wie bei voranbeschriebenen Ausführungen Fig. 3 bis 7 im nachgeordneten Getriebe bzw. Planetengetriebe 106; 206; 306.

Das fünfwellige Summierungsplanetengetriebe ist so ausgelegt, daß innerhalb des Hydrostatverstellbereiches die erste Ausgangswelle 83 eine Drehzahl von "Null" bis Drehzahlgleichheit mit der ersten Eingangswelle 11; die zweite Ausgangswelle 84 eine schnell-laufende Welle ist und sich innerhalb demselben Stellbereich von hoher Drehzahl bis auf Drehzahlgleichheit mit der ersten Eingangswelle 11 verringert und die dritte Ausgangswelle 85 eine Drehzahl aufweist, die unterhalb der Drehzahl der Eingangswelle 11 liegt und an einem Verstellendpunkt des Hydrostaten Drehzahlgleichheit mit allen Gliedern des Summierungsplanetengetriebes besitzt.

Ist die dritte Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes 404, 504, 704, 804 als innenliegende Ausgangswelle 85i ausgebildet, so kann sehr vorteilhaft ein Nachschaltgetriebe bzw. die nachgeordnete Planetengetriebeeinheit 206, wie in Fig. 9 dargestellt, verwendet werden, die gegenüber den Ausführungen der Planetengetriebeeinheiten 106 und 406 den Vorteil hat, daß keine Blindleistungsströme innerhalb der Planetengetriebeglieder bei Rückwärtsbetrieb auftreten. Außerdem liegen günstigere Drehzahlverhältnisse bei geschaltetem Rückwärtsbereich vor, die bei Ausführung 406, insbesondere bei Hohlrad 34, relativ hoch sind. Dies ist insbesondere bedeutsam für Fahrzeuge, die hohe Rückwärtsforderungen haben, wie dies z. B. bei Traktoren der Fall ist. Durch die wahlweise Ausbildung der dritten Ausgangswelle 85 als Außenwelle 85a oder/ und als Innenwelle 85i lassen sich beliebige Getriebekombinationen gestalten im Hinblick auf vielfältige fahrzeugspezifische Forderungen. Wie in Fig. 9f dargestellt, läßt sich auf diese Weise sehr vorteilhaft ein Getriebe mit sechs Vorwärtsfahrbereichen ausführen.

Die Getriebeausführung nach Fig. 10 ist mit der Ausführung Fig. 9 weitgehend identisch jedoch mit dem Unterschied, daß die Summierungsplanetengetriebeeinheit aus zwei Planetengetriebestufen 504 und 101 besteht. Das Summierungsplanetengetriebe ist funktionsgleich mit den bereits beschriebenen Planetengetriebeeinheiten 4, 104, 204, 304. Das zweite Summierungsplanetengetriebe 101 besteht aus einer Planetengetriebestufe, dessen Sonnenrad 102 mit dem Sonnenrad 95 des ersten Summierungsplanetengetriebes 504 und der zweiten Hydrostateinheit B verbunden ist. Der Steg 14 des zweiten Planetengetriebes 101 bildet die erste Abtriebswelle 83, das Hohlrad 103 ist mit einer Welle des vierwelligen ersten Summierungsplanetengetriebes verbunden. Die zweite Ausgangswelle 84 und die dritte Ausgangswelle 85 der gesamten Summierungsplanetengetriebeeinheit sind direkte Ausgangswellen des ersten Summierungsplanetengetriebes 504.

Anstelle der Summierungsplanetengetriebeeinheiten 404 bzw. 504, 103 ist eine weitere Ausführungsform des Summierungsplanetengetriebes 704 nach Fig. 16 funktionsgleich anwendbar. Bei Ausführung 404 ist die erste Welle 11 über der zweiten Welle 12 angeordnet. Bei den Ausführungen 504, 103 bzw. 704 ist die zweite Eingangswelle 12 des Summierungsplanetengetriebes über der ersten Welle 11 angeordnet.

Das fünfwellige Summierungsplanetengetriebe 404 ist erfindungsgemäß relativ einfach mit nur einem Planetenträger 88 ausgebildet, auf dem ineinandergreifende erste Planetenräder 86 und zweite Planetenräder 87 angeordnet sind, wobei die zweite Welle 12 mit seinem Sonnenrad 82 in erste Planetenräder 86, die erste Welle 11 mit seinem Hohlrad 81 ebenfalls in erste Planetenräder 86 eingreift, die dritte Welle 83 über ein verbundenes Hohlrad 89 in zweite Planetenräder 87 greift, die dritte Welle 84 über ein Sonnenrad 90 ebenfalls in zweite Planetenräder eingreift und die fünfte Welle 85 als gemeinsame Stegwelle mit dem Planetenträger 88 verbunden ist. (Fig. 9)

Das Summierungsplanetengetriebe 504, das eine gemeinsame fünfwellige Summierungsplanetengetriebeeinheit mit der Planetengetriebestufe 101 bildet, besteht aus zwei Planetengetriebestufen, wobei in die erste Planetengetriebestufe ineinandergreifende erste Planetenräder 99 und zweite Planetenräder 100 besitzt. Die erste Welle 11 des Summierungsplanetengetriebes ist mit den beiden Hohlrädern 93 und 94 beider Planetengetriebestufen verbunden. Die zweite Welle 12 ist mit dem Sonnenrad 95 der zweiten Planetengetriebestufe, die dritte Welle 84 mit dem Sonnenrad 98 der ersten Planetengetriebestufe und die fünfte Welle 85 bildet die gemeinsame Stegwelle 97 für beide Planetengetriebestufen. Das Summierungsplanetengetriebe 504 ist funktionsgleich mit den Summierungsplanetengetrieben 4, 104, 204, 304.

Das fünfwellige Summierungsplanetengetriebe 704 nach Fig. 16 besitzt zwei Planetengetriebestufen, wobei die zweite Planetengetriebestufe ineinandergreifende erste Planetenräder 86 und zweite Planetenräder 87 besitzt und die erste Eingangswelle 11 des Summierungsplanetengetriebes mit einem Hohlrad 144 der ersten Planetengetriebestufe und einem weiteren Hohlrad 145 der zweiten Planetengetriebestufe, das in erste ineinandergreifende Planetenräder 86 eingreift, verbunden ist. Die zweite Welle 12 ist mit einem Sonnenrad 45 der ersten Planetengetriebestufe verbunden, die erste Abtriebswelle 83 greift mit einem Hohlrad 89 in zweite Planetenräder 87 ein, die zweite Ausgangswelle 84 kämmt mit seinem Sonnenrad 90 ebenfalls mit den zweiten Planetenrädern 87, die dritte Ausgangswelle 85 bildet die gemeinsame Stegwelle 88 und 143 für beide Planetengetriebestufen. Die dritte Ausgangswelle 85 kann als Innenwelle 85i und/oder als Außenwelle 85a ausgeführt werden.

Die Getriebeausführung nach Fig. 11 besteht ebenfalls aus einem ersten Summierungsplanetengetriebe 604 und einem zweiten Summierungsplanetengetriebe 115, wobei beide Planetengetriebe mit der ersten Eingangswelle 11 über Zwischenglieder 36 miteinander verbunden sind. Die gesamte Summierungsplanetengetriebeeinheit 604; 115 ist mindestens fünfwellig, wobei die erste Welle 11 mit der ersten Hydrostateinheit A, die zweite Welle 12 mit der zweiten Hydrostateinheit B, die dritte Welle eine erste Ausgangswelle 141, die vierte eine zweite Ausgangswelle 114 und die fünfte Welle eine dritte Ausgangswelle 113 darstellt. Die zweite Ausgangswelle 114 ist mit einer Welle 142 des zweiten Summierungsplanetengetriebes 115 über eine Kupplung 224 verbindbar. Das zweite Summierungsplanetengetriebe ist dreiwellig oder vierwellig ausführbar, wobei die erste Welle mit der ersten Eingangswelle 11 verbunden ist, eine zweite Welle 141 die erste Ausgangswelle des Gesamt-Summierungsplanetengetriebes bildet und die dritte Welle 142 die zweite Ausgangswelle der Summierungsplanetengetriebeeinheit bildet. Bei vierwelliger Ausbildung des zweiten Summierungsplanetengetriebes ist vorzugsweise ein Glied, Hohlrad 118 über eine Kupplung 119 mit dem Gehäuse verbindbar. Anstelle der dargestellten Planetengetriebestufe 116, 121, 118 ist eine Triebverbindung über eine Vorgelegewelle und entsprechenden Stirnradstufen zwischen einem Glied der ersten Eingangswelle 11 und einem Glied 121 des zweiten Summierungsplanetengetriebes ausführbar. Diese Lösung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt. Je nach den Forderungen der Aufteilung der Bereichsgröße sind verschiedene Ausführungsformen des ersten und des zweiten Summierungsplanetengetriebes ausführbar bzw. vorzuziehen. Der Summierungsplanetengetriebeeinheit 604; 115 ist ein weiteres Planetengetriebe 206 nachgeordnet, das über eine Zwischen- bzw. Kupplungswelle 10 mit einer der Ausgangswellen 141, 114, 113 wechselweise über Kupplungen 119, 222, 224, 223 verbindbar ist.

Die Getriebeausführung nach Fig. 12 besitzt, ähnlich wie die Ausführungen nach Fig. 1 bis 3, eine vierwellige Summierungsplanetengetriebeeinheit 104, der eine zweite, dritte und vierte Planetengetriebeeinheit 5, 6, 122 zugeordnet ist. Das zweite Planetengetriebe 5 ist dreiweillig ausgebildet und mit seinem Sonnenrad 29 mit der zweiten Hydrostateinheit B und einem Glied 45 mit dem Summierungsplanetengetriebe 104 verbunden. Der Steg 28 ist mit dem Gehäuse über eine Kupplung 27 verbindbar. Das Hohlrad 30 ist über eine Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 140 mit dem Sonnenrad 32 des ebenfalls dreiwellig ausgebildeten dritten Planetengetriebes 6 verbunden. Das dritte Planetengetriebe 6 ist mit seinem Steg 33 direkt mit der Abtriebswelle 2 und mit seinem Hohlrad 34 über eine Kupplung 31 mit dem Gehäuse verbindbar. Das vierte Planetengetriebe 122 ist mit seinem Sonnenrad 123 direkt mit der vierten Welle 14 des Summierungsplanetengetriebes verbunden. Die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes ist über eine Kupplung 23 mit der Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 140 und damit mit dem Sonnenrad 32 des dritten Planetengetriebes 6 koppelbar.

Im ersten Schaltbereich wird bei dieser Getriebeausführung die Leistung rein-hydrostatisch übertragen, wobei bei geschlossener Kupplung 27 und geschlossener Kupplung 31 die Leistung über die dritte und vierte Planetengetriebeeinheit 5 und 6 auf die Abtriebswelle 2 übertragen wird. Im zweiten Schaltbereich ist die Kupplung 23 und Kupplung 31 geschlossen. Hierbei fließt die im Summierungsplanetengetriebe aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung über die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes über das dritte Planetengetriebe 6 auf die Abtriebswelle 2. Im dritten Schaltbereich wird die im Summierungsplanetengetriebe aufsummierte Leistung über die vierte Welle 14 auf das vierte Planetengetriebe 122 übertragen, wobei die Kupplung 126 geschlossen ist. Im vierten Fahrbereich sind die zweite, dritte und vierte Planetengetriebeeinheit 5, 6 und 122 lastlost, wobei bei geschlossener Kupplung 23 und 19 eine direkte Verbindung der dritten Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes mit der Abtriebswelle 2 hergestellt ist. Im vierten Fahrbereich ist die vierte Welle des Summierungsplanetengetriebes über die Kupplung 35 direkt mit der Abtriebswelle 2 verbunden.

Die Getriebeausführung nach Fig. 3 ist mit der Ausführung nach Fig. 12 weitgehend identisch jedoch mit dem Unterschied, daß das zweite Planetengetriebe 205 bzw. 305 mit einer sehr großen Übersetzung ausgebildet ist und mit einem Glied, Hohlrad 30 direkt mit der Abtriebswelle 2 verbunden ist. Das zweite Planetengetriebe 205 besitzt Doppelplanetenräder mit zwei verschiedengroßen miteinander verbundenen Einzelplanetenrädern 128 und 129, die auf der Stegwelle 28 gelagert sind und ein Planetenrad 128 mit einem mit der zweiten Hydrostateinheit B verbundenen Sonnenrad 29 eingreift und mit seinem zweiten Planetengetriebe 129 in das mit der Abtriebswelle 2 verbundene Hohlrad 30 eingreift. Das dritte und vierte Planetengetriebe 6 und 122 sind lagemäßig vertauscht, so daß das dritte Planetengetriebe 6 ausgangsseitig angeordnet ist. Auch die dritte und vierte Welle 13 und 14 des Summierungsplanetengetriebes sind gegenüber der Ausführung Fig. 12 anordnungsgemäß vertauscht, so daß die vierte Welle 14 über der dritten Welle 13 gelagert ist. Der Funktionsablauf ist mit der Ausführung nach Fig. 3 identisch, wobei im ersten Fahrbereich bei geschlossener Kupplung 27 die rein-hydrostatische Leistung über das zweite Planetengetriebe 205 direkt auf die Abtriebswelle 2 übertragen wird. Im zweiten Schaltbereich wird die aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung über die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes auf das Planetengetriebe 6 bei geschlossener Kupplung 31 direkt auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Im dritten, vierten und fünften Schaltbereich ist der Schaltablauf bzw. sind die Schaltfunktionen genau identisch mit der Ausführung nach Fig. 12.

Anstelle des zweiten Planetengetriebes 205 ist eine weitere Ausführungsform 305 nach Fig. 15 anwendbar, wobei das zweite Planetengetriebe 305 aus zwei Planetengetriebestufen besteht und die erste Planetengetriebestufe mit seinem Sonnenrad 29 mit der zweiten Welle des Summierungsplanetengetriebes und der Hydrostateinheit B verbunden ist, der Steg 133 der ersten Planetengetriebestufe mit dem Sonnenrad 134 der zweiten Planetengetriebestufe, das Hohlrad 132 mit dem Gehäuse verbunden bzw. verbindbar ist, der Steg 28 der zweiten Planetengetriebestufe mit dem Gehäuse verbunden bzw. über eine Kupplung 27 verbindbar ist und das Hohlrad 30 der zweiten Planetengetriebestufe mit der Abtriebswelle 2 verbunden oder über eine Kupplung verbindbar ist. Es ist in den Funktionen gleichgültig, welches Glied der Planetengetriebeeinheit 305 bzw. 205 als Kupplungsglied verwendet wird. Es empfiehlt sich jedoch, bei der Ausführung 205 die Stegwelle 28 sowie bei der Ausführung 305 ebenfalls die Stegwelle der zweiten Planetengetriebestufe mit dem Gehäuse über eine Kupplung zu verbinden, um überhöhte Drehzahlen im lastlosen Zustand zu vermeiden. (Fig. 15)

Das Planetengetriebe 306 nach Fig. 17 bildet einen Ersatz für die dritte Planetengetriebeeinheit 106 und 206, wobei nur eine Planetengetriebestufe für die Schaltung des Vorwärtsbereiches und des Rückwärtsbereiches ausreichend ist. Hierbei ist, wie bei den Ausführungen 106, 206, das Sonnenrad 32 mit der Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 10 verbunden. Zum Schalten des Vorwärtsfahrbereiches ist die Stegwelle 33 über eine Kupplung 152 mit der Abtriebswelle 2 und das Hohlrad 34 über eine Kupplung 31 mit dem Gehäuse 20 verbunden. Bei Schaltung des Rückwärtsbereiches ist die Stegwelle 33 mit dem Gehäuse 20 über eine Kupplung 67 und das Hohlrad 34 über eine Kupplung 151 mit der Abtriebswelle 2 gekoppelt.

Die Anwendung dieses Planetengetriebes 306 kann sinnvoll sein zum Beispiel in Verbindung mit der Anwendung kosten- und bauraumgünstiger formschlüssiger bzw. form- plus kraftschlüssiger Kupplungen, wie z. B. aus der DE 39 03 010 bekannt, da der Kupplungsmehraufwand geringer sein kann als eine zweite Planetengetriebestufe.

Das Summierungsplanetengetriebe 304 nach Fig. 14 ist vierwellig ausgebildet und ist identisch mit den Ausführungen 104, 204 und 504. Es besteht aus zwei Planetengetriebestufen, wobei die erste Welle 11 mit dem Steg 46 der ersten Planetengetriebestufe und mit einem Hohlrad 150 der zweiten Planetengetriebestufe verbunden ist, die zweite Welle 12 mit einem Sonnenrad 45 der zweiten Planetengetriebestufe, die dritte Welle 13 mit dem Steg 49 der zweiten Planetengetriebestufe und dem Hohlrad 148 der ersten Planetengetriebestufe und die vierte Welle 14 mit dem Sonnenrad 147 der ersten Planetengetriebestufe verbunden ist.

Das Schaltgetriebe bzw. die Planetengetriebeeinheit 406 nach Fig. 8a bildet eine Alternative zu den Schaltgetriebeeinheiten bzw. Planetengetrieben 206; 306; 106. Die erste dem Summierungsplanetengetriebe nachgeordnete Planetengetriebestufe 32, 33, 34 entspricht in der Funktion der zweiten dem Summierungsplanetengetriebe nachgeordneten Planetengetriebestufe bei der Schaltgetriebe- bzw. Planetengetriebeeinheit 206 nach Fig. 8. Die zweite Planetengetriebestufe 233, 231, 232 der Planetengetriebeeinheit 406 nach Fig. 8a ist für den Rückwärtsbereich vorgesehen und wird durch Schließen der Kupplung 67 geschaltet, wobei das Hohlrad 232 mit dem Gehäuse verbunden wird. Das Sonnenrad 233 der zweiten Planetengetriebestufe ist hier mit dem Hohlrad 34 der ersten Planetengetriebestufe fest verbunden. Der Steg 231 der zweiten Planetengetriebestufe steht in fester Verbindung mit der Abtriebswelle 2. Bei geschaltetem Rückwärtsgang wird bei geschlossener Kupplung bzw. Bremse 67 und geöffneter Kupplung bzw. Bremse 31 die im Summierungsplanetengetriebe aufsummierte Leistung über das Sonnenrad 32 der ersten Planetengetriebestufe bei gleichzeitiger Drehmomentbelastung aller Planetengetriebegelieder der Planetengetriebeeinheit 406 auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Es fließt hierbei eine mechanische Blindleistung über die Planetengetriebeglieder 231, 233, 304, 33 infolge der Koppelung des Hohlrades 34 der ersten Planetengetriebestufe mit dem Sonnenrad 233 der zweiten Planetengetriebestufe. Für Fahrzeuge, deren Rückfahrforderungen geringeren Ansprüchen unterliegen, kann dieses Getriebe sehr sinnvolle Anwendung finden. Der Vorteil dieses Nachschaltgetriebes bzw. Planetengetriebeeinheit 406 besteht darin, daß wie bei Ausführung 106 Fig. 3, die Abtriebswelle 2 auf der Eingangsseite dieses Getriebes mit einem Glied, insbesondere der dritten Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes, über eine Kupplung 19 koppelbar ist. Es verbinden sich hierdurch die Vorteile, daß bei einer Getriebeausführung, z. B. wie in Fig. 9f dargestellt, sechs Vorwärtsfahrbereiche, wie später näher beschrieben, realisierbar sind. Bei Getriebeausführungen nach Fig. 9f, 9e und 9d ist anstelle des Getriebes 406 also auch die Ausführung 106 verwendbar. Besondere Auswahlkriterien sind, daß die Planetengetriebeeinheit 106 höhere Rückfahrgeschwindigkeiten und Ausführung 406 niedrige Rückfahrgeschwindigkeiten ermöglicht.

Die Getriebeausführung nach Fig. 9b besitzt ein fünfwelliges Summierungsplanetengetriebe 404 und ein Nachschaltgetriebe bzw. Planetengetriebeeinheit 406. Diese Getriebeausführung ist mit der Ausführung nach Fig. 9 weitgehend identisch, jedoch mit dem Unterschied, daß die dritte Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes über die erste und zweite Ausgangswelle 83 und 84 als Hohlradwelle angeordnet ist und die Kupplung 19 zur Verbindung der dritten Ausgangswelle 85 mit der Abtriebswelle 2 vor der zweiten Planetengetriebeeinheit 406 angeordnet ist. Das Summierungsplanetengetriebe 404 besitzt den Vorteil, daß die dritte Ausgangswelle 85 als Innenwelle oder als Hohlwelle ausführbar ist. Die Kupplung 19 und die Kupplung 35 können aus diesem Grund, ebenso wie die Kupplungen 91 und 92, zwischen dem Summierungsplanetengetriebe 404 und der nachgeschalteten Planetengetriebeeinheit 406 bzw. 106 (nicht dargestellt) angeordnet werden. Der Funktionsablauf ist mit der Getriebeausführung nach Fig. 9 identisch.

Die Getriebeausführung nach Fig. 9e besitzt gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 9d eine ausgangsseitig angeordnete zusätzliche Planetengetriebestufe 235, dessen Hohlrad 238 über eine Kupplung bzw. Bremse 234 mit dem Gehäuse verbindbar ist. Das Sonnenrad 236 ist mit der Ausgangswelle 2, der Steg 237 mit der Getriebeausgangswelle 2a verbunden. Der Steg 237 ist über eine Kupplung 239 mit der Abtriebswelle 2 koppelbar. Diese Planetengetriebestufe 235 dient als Gruppengetriebe z. B. für den Einsatz in Arbeitsmaschinen in Forstwirtschaft, Landwirtschaft oder bei Baumaschinen. Die Abtriebsdrehmomente bzw. Zugkräfte der Maschine werden um das Übersetzungsverhältnis dieser Planetengetriebeeinheit 235 erhöht und entsprechend die Geschwindigkeit in den einzelnen Fahrbereichen verringert. Bei Straßenfahrt wird dieses Gruppengetriebe bzw. diese Planetengetriebestufe 235 überbrückt, wobei durch Schließen der Kupplung 239 die Getriebeausgangswelle 2a mit der Abtriebswelle 2 direkt verbunden wird. Anstelle der Planetengetriebeeinheit 406 ist auch die Getriebeeinheit 106, 206 (nicht dargestellt) anwendbar.

Die Getriebeausführung nach Fig. 9f besitzt sechs hydrostatisch- mechanische Vorwärtsfahrbereiche. Durch eine Planetengetriebestufe 235, die dem Schaltgetriebe bzw. der Planetengetriebeeinheit 406 oder 106 zugeordnet ist und über eine eigene Kupplung 234 zum Festhalten des Hohlrades 238 am Gehäuse sowie einer zusätzlichen Kupplung 240, die zum direkten Verbinden der dritten Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes mit der Getriebeausgangswelle 2a dient, werden zwei zusätzliche Vorwärtsfahrbereiche möglich. Die bei Getriebeausführung nach Fig. 9e als Gruppengetriebe dienende Planetengetriebestufe 235 ist bei Getriebeausführung nach Fig. 9f als eine Einrichtung zur Erweiterung des Getriebes um zwei Vorwärtsfahrbereiche ausgebildet. Diese Maßnahme kann zur Erhöhung der Anfahrzugkräfte dienen oder zur Verringerung der hydraulischen Leistungsanteile durch entsprechende Anpassung der einzelnen Fahrbereichsgrößen, mit dem Vorteil, daß die Hydrostataggregate kleiner werden können und der Gesamtwirkungsgrad des Getriebes günstiger wird. Eine Änderung der Bereichsgrößen kann durch entsprechende Übersetzungsänderung innerhalb des Summierungsplanetengetriebes und den Nachschaltgetriebes 406 bzw. 206 vorgenommen werden. Das Summierungsplanetengetriebe 404, wie auch andere Ausführungsformen wie das Summierungsplanetengetriebe 704, bieten die Möglichkeit, die dritte Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes als Hohlwelle 85a oder/ und innenliegende Welle auszubilden, was den Vorteil hat, daß die Bereichskupplungen 19, 91, 34 und 92 zu einem Kupplungpaket zusammengefaßt werden können und daß bei Ausbildung zu einem Sechs-Bereichs-Getriebe die innenliegende Welle mit der Getriebeausgangswelle 208 über die Kupplung 240 verbindbar ist. Es ist auch möglich, die Kupplung 19 für den dritten Fahrbereich zwischen Sonnenrad 32 und dem Steg 33 der nachgeordneten Planetengetriebestufe unterzubringen, jedoch mit dem Nachteil, größere Baulänge in Kauf nehmen zu müssen.

In Fig. 9 ist die Schaltlogik zur Getriebeausführung nach Fig. 9f dargestellt. Der Schaltablauf im ersten bis vierten Vorwärtsfahrbereich sowie in den beiden Rückwärtsfahrbereichen ist identisch mit den Ausführungen nach Fig. 9 bis 9e, jedoch mit dem Unterschied, daß die Drehzahl der Abtriebswelle 2 um das Übersetzungsverhältnis der nachgeschalteten Planetengetriebestufe 235 auf die Getriebeabtriebswelle 2a reduziert wird, wobei das Hohlrad 238 bei geschlossener Kupplung bzw. Bremse 234 mit dem Gehäuse fest verbunden ist. Am Ende des vierten Schaltbereiches hat die dritte Welle 85 des Summierungsplanetengetriebes Synchronlauf mit der Getriebeausgangswelle 2a erreicht, so daß diese durch Schließen der Kupplung 240 miteinander gekoppelt werden können und nachfolgend die Kupplung bzw. Bremse 234 geöffnet werden kann. Das Hydrostatgetriebe ist hierbei auf maximale negative Endstellung eingestellt. Der Hydrostat wird nun bis zu seiner maximalen positiven Endlage zurückgeregelt, wobei am Ende des fünften Fahrbereiches sämtliche Glieder der Planetengetriebeeinheiten Synchronlauf erreicht haben. Die Abtriebswelle 2 wird nun durch Schließen der Kupplung 239 mit der Getriebeausgangswelle 2a verbunden, wobei gleichzeitig durch Öffnen der Kupplung 240 die dritte Ausgangswelle 85 von der Getriebeausgangswelle 2a gelöst wird. Im sechsten Fahrbereich wird nun der Hydrostat zum letzten Mal innerhalb seinem vollen Verstellbereich bis zu seiner maximalen negativen Endstellung eingeregelt, was der Endübersetzung des Getriebes entspricht. Dieses Getriebe nach Fig. 9 ermöglicht zwei aufeinanderfolgende langsame Rückfahrbereiche oder wahlweise zwei aufeinanderfolgende schnellere Rückfahrbereiche, die in Funktion und Schaltweise den Getriebeausführungen nach Fig. 9 bis Fig. 9e entsprechen, wobei in Form einer Gruppenschaltung für die langsamen Rückwärtsstufen die Planetengetriebestufe 235 bei geschlossener Kupplung 234 geschaltet ist, und bei schneller Rückwärtsfahrschaltung die Gruppe 235 ausgeschaltet ist, indem die Abtriebswelle 2 bei geschlossener Kupplung 239 direkt mit der Getriebeausgangswelle 2a verbunden ist.

Die Getriebeausführung nach Fig. 9h zeigt ein fünfwelliges Summierungsplanetengetriebe 404a mit einer Stegwelle 241, die mit der ersten Eingangswelle 11 verbunden ist, auf der alle Planetenräder 242, 245, 243 gemeinsam gelagert sind. Das Summierungsplanetengetriebe 404a besitzt eine erste und eine zweite Planetengetriebestufe, wobei die erste Planetengetriebestufe über sein Sonnenrad 82 mit der zweiten Eingangswelle 12 und der zweiten Hydrostateinheit B verbunden ist. Das Summierungsplanetengetriebe 404a besitzt ineinandergreifende erste Planetenräder 242 und zweite Planetenräder 245, wobei die ersten Planetenräder 242 in das Sonnenrad 82 eingreifen und die zweiten Planetenräder 245 in das mit der dritten Ausgangswelle 85 verbundene Hohlrad 244 eingreifen. Die Planetenräder 243 der zweiten Planetengetriebestufe sind gleichachsig und drehfest mit den Planetenrädern 242 der ersten Planetengetriebestufe verbunden. Das Sonnenrad 246 der zweiten Planetengetriebestufe ist mit der ersten Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes gekoppelt und das Hohlrad 247 mit der zweiten Ausgangswelle 84. Die Zähnezahl der Planetenräder 243 der zweiten Planetengetriebestufe sind kleiner als die Zähnezahlen der mit ihr drehfest verbundenen Planetenräder 242 der ersten Planetengetriebestufe, wodurch die Drehzahl der ersten Ausgangswelle 83 bei maximaler negativer Regelendstellung des Hydrostatgetriebes die Drehzahl "Null" erreicht wird, die zum Schließen der ersten Bereichskupplung 91 und somit zum stufenlosen Anfahren erforderlich ist.

Die Getriebeausführung nach Fig. 9i zeigt ein fünfwelliges Summierungsplanetengetriebe 404b, das ähnlich der Ausführung 404a nach Fig. 9h ist. Alle Planetenräder 242, 243, 245 des Summierungsplanetengetriebes sind auf einem gemeinsamen Steg 241 gelagert, der mit der ersten Eingangswelle 11 verbunden ist. Der Unterschied gegenüber dem Summierungsplanetengetriebe 404a nach Fig. 9h besteht darin, daß die dritte Ausgangswelle 85 mit seinem Hohlrad 244 nicht in die erste Planetengetriebestufe eingreift, sondern über sein Planetenrad 248 in die Planetenräder 243 der zweiten Planetengetriebestufe in Eingriff ist. Die zweite Planetengetriebestufe besitzt somit zwei ineinandergreifende Planetenräder 243 und 248, wobei wie bei Ausführung 404a die zweite Ausgangswelle 84 mit seinem Hohlrad 247 in die ersten Planetenräder 243 eingreift. Bei dieser Ausführungsform kann das Hohlrad 244 der dritten Ausgangswelle 85 kleiner ausgebildet werden als bei Ausführung 404a nach Fig. 9h. Im Rahmen der fahrzeugbedingten unterschiedlichen Aufteilung der Bereichsgrößen ist hier eine sinnvolle Auswahl innerhalb der beiden Ausführungsformen der Summierungsplanetengetriebe möglich.

Die Getriebeausführung nach Fig. 9k besitzt das Summierungsplanetengetriebe 404 in umgekehrter Form gegenüber der Ausführung nach Fig. 9, wobei die zweite Eingangswelle 12 die Außenwelle und die erste Eingangswelle 11 die Innenwelle darstellt.

Die dem Summierungsplanetengetriebe nachgeordneten Schaltgetriebe bzw. Planetengetriebeeinheiten 106, 206, 406 erfüllen im Prinzip die gleichen Aufgaben, nämlich sie dienen als Übersetzungsgetriebe für die ersten beiden Schaltbereiche sowie als Umkehrgetriebe für den Rückwärtsfahrbereich. Je nach Anwendungsfall wird der einen oder der anderen Getriebeausführung der Vorzug gegeben. Die beiden Getriebeeinheiten 106 und 406 sind im Rückwärtsbereich mit einer inneren Blindleistung behaftet und können somit für Fahrzeuge mit höheren Rückwärtsfahrtforderungen nicht angewendet werden. Zum Beispiel beim Einsatz in einem Traktor, dessen Einsatz im Rückwärtsbetrieb häufig ist, empfiehlt es sich, die Getriebeausführung 206 nach Fig. 8 zu verwenden, da keine Blindleistungsströme geführt werden. Des weiteren besitzt das Nachschaltgetriebe 206 nach Fig. 8 den Vorteil, daß durch die separate Rückwärts-Planetengetriebestufe 69, 68, 72 eine gezielte Anpassung an die fahrzeugspezifischen Forderungen realisierbar ist. Bei Anwendung dieser Getriebeausführung ist es jedoch erforderlich, daß die dritte Ausgangswelle 85 des Summierungsplanetengetriebes eine Innenwelle ist, so daß diese mit der Abtriebswelle 2 koppelbar ist über eine ausgangsseitig angeordnete Kupplung 19. Gemäß der Erfindung sind verschiedene Summierungsplanetengetriebeausführungen vorgeschlagen, so daß je nach Anwendung die dritte Welle des Summierungsplanetengetriebes eine Innenwelle oder/ und eine Außenwelle besitzt, um alternativ mit verschiedenen Nachschaltgetrieben, entsprechend den verschiedenen Fahrzeugforderungen, kombinieren zu können.

In Fig. 17a wird ein Nachschaltgetriebe bzw. Planetengetriebeeinheit 606 gezeigt, das eine Weiterbildung der Ausführung 306 nach Fig. 17 darstellt. Gegenüber der Ausführung 306 nach Fig. 17 entfällt die Kupplung 35 sowie das entsprechende Kupplungsglied und die Welle 14. Anstelle der Kupplung 35, die zum Schalten des vierten Fahrbereiches vorgesehen ist, werden bei der Getriebeausführung 606 nach Fig. 17a die beiden Kupplungen 151 und 152 geschaltet, wodurch das Planetengetriebe 32, 33, 34 blockiert ist, so daß die Leistung über die Kupplungswelle 10 über das blockierte Planetengetriebe auf die Abtriebswelle 2 übertragen werden kann innerhalb dem vierten Bereich. Im ersten und zweiten Vorwärtsfahrbereich sind die Kupplungen 31 und 151 geschaltet und im dritten Fahrbereich ist die Kupplung 19 geschlossen. Innerhalb der beiden Rückwärtsfahrbereiche wird die Drehrichtung im Planetengetriebe umgekehrt, wobei die Kupplungen 67 und 151 geschlossen sind und der Steg 33 gehäusefest ist.

Diese Getriebeausführung 606 nach Fig. 17a in Kombination, z. B. mit dem Summierungsplanetengetriebe 404 und bei gleichzeitiger Anwendung von form- plus kraftschlüssigen Kupplungseinrichtungen, wie in der deutschen Patentanmeldung DE 39 03 010 beschrieben, die übereinander angeordnet werden können, wie in Fig. 17a dargestellt, ist sehr kosten- und bauraumgünstig realisierbar. Einfach und kostengünstig ist auch die Steuer-Ölzuführung über die Abtriebswelle 2.

Das Summierungsplanetengetriebe 804 nach Fig. 16a ist fünfwellig ausgebildet und besitzt zwei Planetengetriebeeinheiten, wobei die erste Planetengetriebeeinheit ineinandergreifende erste Planetenräder 155 und zweite Planetenräder 154 besitzt, die auf einem gemeinsamen Steg 153 gelagert sind. Die erste Eingangswelle 11 ist mit dem gemeinsamen Steg 153 der ersten Planetengetriebeeinheit, die zweite Eingangswelle 12 mit dem in erste Planetenräder 155 eingreifenden Sonnenrad 170 und das Hohlrad 158 der zweiten Planetengetriebeeinheit verbunden. Die erste Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes ist mit dem Steg 160 der zweiten Planetengetriebeeinheit, die zweite Ausgangswelle 84 mit einem Sonnenrad 159 und mit dem in erste Planetenräder 155 eingreifende Hohlrad 156 der ersten Planetengetriebeeinheit verbunden. Die dritte Ausgangswelle 185 ist mit dem in zweite Planetenräder 154 eingreifende Hohlrad 157 verbunden.

Das Summierungsplanetengetriebe 904 nach Fig. 16b besteht ebenfalls aus zwei Planetengetriebeeinheiten, wobei die zweite Planetengetriebeeinheit ineinandergreifende erste Planetenräder 166 und zweite Planetenräder 167 besitzt, die auf einem gemeinsamen Steg 169 angeordnet sind. Die erste Welle des Summierungsplanetengetriebes bzw. erste Eingangswelle 11 ist mit dem Hohlrad 163 der ersten Planetengetriebestufe, die zweite Welle 12 des Summierungsplanetengetriebes mit dem Sonnenrad 161 der ersten Planetengetriebestufe und dem in zweite Planetenräder 167 eingreifenden Hohlrad 165 verbunden. Die dritte Welle bzw. erste Ausgangswelle 83 ist an der gemeinsamen Stegwelle 169 angebracht. Die vierte Welle bzw. zweite Ausgangswelle 184 steht in Verbindung mit einem in zweite Planetenräder 167 eingreifendem Sonnenrad 168 und die dritte Ausgangswelle 85 bzw. fünfte Welle des Summierungsplanetengetriebes ist an der Stegwelle 162 der ersten Planetengetriebeeinheit und an dem in erste Planetenräder 166 eingreifendem Hohlrad 164 angeschlossen.

Die Summierungsplanetengetriebeeinheiten 404, 704, 804, 904 sind jeweils fünfwellig ausgebildet und funktionsgleich für die Getriebeausführungen nach Fig. 9, 9a, 10 und 18. Je nach den Bedingungen hinsichtlich Getriebebauart und Größe der erforderlichen Bereichsaufteilungen kann eine gezielte Auswahl der jeweils geeignetsten Ausführung getroffen werden.

Das mit der Kupplungswelle 10 in Wirkverbindung stehende Planetengetriebe 306 ist in einem oder mehreren Schaltbereichen blockschaltbar, indem zwei Planetengetriebeglieder miteinander verbunden werden z. B. über zwei Kupplungen 151 und 152. Hierdurch ist es möglich, daß eine Kupplung, z. B. Kupplung 35 und das mit der entsprechenden Ausgangswelle 84 des Summierungsplanetengetriebes verbundene Kupplungsglied 74 entfallen kann. In einem der Schaltbereiche, meist dem letzten Schaltbereich, wird bei dieser Ausführungsform die Leistung über eine Bereichskupplung, z. B. Kupplung 92; 24; 59 auf die Kupplungswelle 10 über das blockgeschaltete Planetengetriebe 306 auf die Abtriebswelle übertragen. Die hierbei geschaltete Bereichskupplung dient bei dieser Ausführungsform als Bereichskupplung für zwei Schaltbereiche, z. B. dem Schaltbereich 2 und dem Schaltbereich 4 bei Ausführung nach Fig. 9, 9a, 10 und 18. Auch bei den Planetengetriebeausführungen 106 und 206 kann durch Blockschaltung mittels einer nicht dargestellten Kupplung, indem z. B. das Sonnenrad 32 mit dem Steg 33 verbunden wird, die Kupplungswelle 181 zwischen dem Kupplungsglied der Bereichskupplungen 92; 24; 59 und dem Kupplungsglied 74 der Kupplung 35 eingespart werden.

Gegenüber bekannten Getriebe-Systemen dieser Art besteht der weitere Vorteil, daß bei jeder Bereichsschaltung nur eine rotierende Kupplung geschaltet werden muß, wodurch bekannte Schaltschwierigkeiten infolge gleichzeitiger Mehrfach-Schaltungen entfallen.

Als Ersatz für die nachgeordnete Planetengetriebestufe 106, 206, 306 kann auch ein Stirnradgetriebe 406, Fig. 20 dienen. Hierbei ist die Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 10 über eine erste Stirnradstufe 171 und eine zweite mit einem Zwischenrad 174 verbundenen Stirnradstufe 172 mit der Abtriebswelle 2 verbindbar. Eine dritte Stirnradstufe 173 ist mit einer oder zwei Ausgangswellen des Summierungsplanetengetriebes über Kupplungen 177, 178 wechselweise verbindbar. Die erste Stirnradstufe dient zur Leistungsübertragung in einem ersten und zweiten hydrostatisch- mechanischen Vorwärtsfahrbereich und gegebenenfalls einem rein hydrostatischen Vorwärtsfahrbereich. Die zweite Stufe 172 ist im Rückwärtsfahrbereich geschaltet zum Übertragen der Leistung innerhalb von zwei hydrostatisch-mechanischen Rückwärtsfahrbereichen und gegebenenfalls einem ersten rein-hydrostatischen Bereich. Mit diesem Getriebe sind, wie bei den Planetengetriebeausführungen 106, 206, 306 zwei bis drei Rückwärtsfahrbereiche möglich. Je nach vorgewählter Fahrtrichtung ist eine der Kupplungen 175; 176 mit einer der Stirnradstufen 171 bzw. 172 und der Abtriebswelle 2 innerhalb der ersten Schaltbereiche verbunden. Diese Getriebeausführung kann sinnvolle Anwendung z. B. bei einem Fahrzeug mit Front- und Heckantrieb oder quereingebauter Triebwerksanlage finden.

Die Hydrostateinheiten A und B sind zu einer gemeinsamen Baueinheit hintereinander koaxial angeordnet und in einer kompakten Baueinheit bzw. dem Hydrostatpaket 3 zusammengefaßt. Die erste und zweite Eingangswelle 11; 12 treiben von derselben Seite in das Summierungsplanetengetriebe ein. Dies hat den Vorteil, daß eine sehr kompakte und bauraumsparende Gesamtbauweise des Getriebes erzielt wird und darüber hinaus ist eine vielfältige Bauweise im Sinne einer Modulbauweise realisierbar, da das Hydrostatpaket 2 beliebig im Getriebe, z. B. koaxial oder achsversetzt, wie in Fig. 9 dargestellt, angeordnet werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und Kombination des Summierungsplanetengetriebes mit der nachgeordneten bzw. dritten Getriebeeinheit 106, 206, 306, 406 sind in Verbindung mit der Zwischen- bzw. Kupplungswelle 10 der erste, zweit und gegebenenfalls dritte Bereich, je nach Fahrtrichtungswahl für Vorwärtsfahrt oder Rückwärtsfahrt fahrbar bzw. schaltbar. Hierbei sind zum Beispiel einem Getriebe nach Fig. 9 mit vier hydrostatisch- mechanischen Vorwärtsfahrbereichen zwei hydrostatische- mechanische Rückwärtsfahrbereiche zugeordnet. Dieses Getriebe ist zum Beispiel für die Anwendung in einem Ackerschlepper, der im Vorwärtsfahrbereich bis zu 50 km/h und im Rückwärtsbereich bis zu 25 km/h benötigt, optimal geeignet. Das Hydrostatpaket 3 und der mechanische Getriebeteil - Summierungsplanetengetriebe, nachgeordnete Planetengetriebeeinheit mit Kupplungen - sind jeweils zu kleinen Kompaktbaueinheiten bzw. Montageeinheiten zusammenfaßbar und nötigenfalls unter geringem Zeitaufwand schnell austauschbar im Sinne einer servicefreundlichen Modulbauweise, wobei Hydrostatpaket und der mechanische Getriebeteil ohne Getriebeausbau aus dem Fahrzeug rasch austauschbar sind.

Funktionsbeschreibung

Im Anfahrzustand wird bei vorgewählter Fahrtrichtung "Vorwärts" und getretener Bremse, z. B. bei Ausführung nach Fig. 1, die erste Bereichskupplung 27 und die Kupplung 31 geschlossen und damit der Steg des ersten Planetengetriebes 5 und gleichzeitig das Hohlrad 34 des zweiten Planetengetriebes 6 mit dem Gehäuse 20 verbunden. Der Hydrostat ist dabei auf Regelstellung "Null" eingestellt, d. h. daß die zweite Welle 12 und alle Glieder des ersten Planetengetriebes 5 stehen. In dieser Schaltstellung ist eine direkte Triebverbindung vom Hydrostat bis zur Abtriebswelle 2 hergestellt, das bedeutet, daß im ersten Fahrbereich eine rein-hydrostatische Leistungsübertragung erfolgt. Zum Anfahren wird nun der Hydrostat verstellt und zwar in Gegendrehrichtung zur Antriebswelle, wodurch die hydrostatische Leistung über die Glieder des zweiten Planetengetriebes 5, das gemeinsame Kupplungsglied bzw. Kupplungswelle 10 und das dritte Planetengetriebe 6 auf die Antriebswelle 2 übertragen. Die Glieder des Summierungsplanetengetriebes 4 werden über die erste Welle 11 und das mit der zweiten Hydrostateinheit B verbundene Sonnenrad 45 lastlos angetrieben, wobei am Ende des ersten Schaltbereiches bei maximaler negativer Regelstellung des Hydrostaten die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes 4 Gleichlauf mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 erreicht hat. Nun erfolgt die Schaltung in den zweiten Fahrbereich, indem die Kupplung 23 geschlossen und die Kupplung 27 geöffnet wird. Die Leistungsübertragung erfolgt nun hydrostatisch- mechanisch über die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes. Der Hydrostat wird jetzt wiederum zurückgestellt bis auf "Null" und darüber hinaus bis zu seiner maximalen positiven Regelstellung, was dem Endpunkt des zweiten Schaltbereiches entspricht. In diesem Übersetzungspunkt haben die Antriebswelle und die zweite Hydrostateinheit B gleiche Drehzahl in gleicher Drehrichtung, was bedeutet, daß alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes sowie alle Kupplungselemente der Kupplungen 23 und 24 Synchronlauf haben. Nun erfolgt die Schaltung in den dritten Schaltbereich durch Schließen der Kupplung 24 und Öffnen der Kupplung 23. Der Hydrostat wird jetzt wieder zurückgestellt und durchfährt seinen gesamten Regelbereich bis zu seiner maximalen negativen Endstellung in der die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes und das mit ihr verbundene Kupplungsglied 73 Synchronlauf mit der Abtriebswelle 2 erreicht hat. Nun erfolgt die Schaltung in den vierten Schaltbereich, indem die dritte Welle 13 mit der Abtriebswelle durch Schließen der Kupplung 19 gekoppelt wird und gleichzeitig die Kupplung 31 geöffnet wird, um das Hohlrad 34 des dritten Planetengetriebes 6 lastlos zu setzen. Die Kupplung 24 bleibt dabei geschlossen. Innerhalb dieses vierten Schaltbereiches wird nun der Hydrostat nochmals in seine Gegenrichtung bis zu seinem maximalen Endregelpunkt verstellt, was dem Endpunkt der Getriebeübersetzung entspricht.

Bei einer Getriebeausführung gemäß Fig. 3, die mit der Ausführung 1 weitgehend identisch ist, ist ein weiterer Bereich als fünfter Schaltbereich vorgesehen derart, daß die vierte Welle 14 des Summierungsplanetengetriebes ein zusätzliches Kupplungsglied 74 besitzt, das am Ende des vierten Schaltbereiches Gleichlauf mit der Abtriebswelle 2 hat. Zum Schalten des fünften Bereiches wird nun die Kupplung 35 geschlossen und die Kupplung 19 geöffnet, wodurch eine direkte Verbindung der vierten Welle 14 des Summierungsplanetengetriebes mit der Abtriebswelle 2 hergestellt ist. Nun wird der Hydrostat zum weiteren Mal über seinen vollen Regelbereich durchfahren bis Erreichen des Endübersetzungspunktes des Getriebes.

Die Getriebeausführung nach Fig. 3 besitzt gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 ein vierwelliges drittes Planetengetriebe 106, wodurch bei Schließen einer Rückwärtskupplung 37 ein Hohlrad 46 dieses Planetengetriebes festgehalten wird, was bewirkt, daß die Drehrichtung des gemeinsamen Kupplungsgliedes 10 innerhalb der ersten drei Schaltbereiche auf der Abtriebswelle 2 umgekehrt wird. Dieses Getriebe besitzt also drei Rückwärtsfahrbereiche, die mit den ersten drei Vorwärtsfahrbereichen identisch schaltbar sind.

Das Getriebe nach Ausführung Fig. 2 unterscheidet sich von den Ausführungen nach Fig. 1 und 3 dadurch, daß kein hydrostatischer Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereich gegeben ist, sondern der Anfahrbereich, wie bereits beschrieben, durch eine Anfahreinrichtung bis zu einem Übersetzungspunkt "X" überbrückt wird.

Die Getriebeausführungen nach Fig. 4 bis 7 haben, mit Ausnahme des ersten Schaltbereiches, identischen Funktionsablauf wie die beschriebenen Ausführungen nach Fig. 1 und 3. Der erste Bereich arbeitet hierbei nicht rein-hydrostatisch, sondern auch wie bei allen anderen Schaltbereichen mit Leistungsverzweigung. Innerhalb des ersten Schaltbereiches wird die hydraulische Leistung auf zwei Summierungsplanetengetriebe 104 und 105 bzw. 204 und 105 übertragen. Bei vorgewählter Fahrtrichtung "Vorwärts" schließt die erste Bereichskupplung 57 und gleichzeitig die Kupplung 31, die das Hohlrad 34 des dritten Planetengetriebes 6 festhält. Der Hydrostat ist hierbei bei Fahrgeschwindigkeit "Null" auf seine maximale positive Regelstellung eingestellt, was bedeutet, daß die Antriebswelle 1, erste Welle des Summierungsplanetengetriebes 11 und die zweite mit der zweiten Hydrostateinheit B verbundene Welle 12 des Summierungsplanetengetriebes Gleichlauf haben. Alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes 104; 204 haben in diesem Betriebszustand Block-Umlauf. Über die Steuer- und Regeleinrichtung wird nun innerhalb des Anfahrvorganges der Hydrostat zurückgeregelt auf "Null" und darüber hinaus bis zu seiner maximalen negativen Endstellung. Innerhalb dieses Regelbereiches wird die aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung über den Steg 66, die geschlossene erste Bereichskupplung 57 auf das gemeinsame Kupplungsglied 10 das dritte Planetengetriebe 6 auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Am Ende des ersten Schaltbereiches haben die dritte Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes und das gemeinsame Kupplungsglied 10 Gleichlauf erreicht, so daß die Kupplung 58 geschlossen werden und die erste Bereichskupplung 57 geöffnet werden kann. Der weitere Funktionsablauf ist mit den bereits beschriebenen Ausführungen nach Fig. 1 und 3 identisch.

Die Getriebeausführung nach Fig. 6 und 7 unterscheidet sich im Schalt-Funktionsablauf für den vierten Bereich von den bis jetzt beschriebenen Ausführungen. Beim Schalten des vierten Bereiches wird die Abtriebswelle 2 mit der dritten Welle 13 des Summierungsplanetengetriebes gekoppelt derart, daß beim gleichzeitigen Öffnen der Kupplung 31 die Kupplungen 60 und 58 geschlossen werden. Hierbei ist innerhalb des Schaltablaufes das gemeinsame Kupplungsglied 10 mit den beiden synchron-drehenden Wellen 13 und der Abtriebswelle 2 anzusynchronisieren, nachdem die Kupplung 59 geöffnet ist. Dies geschieht zweckmäßigerweise derart, daß gewisse Kupplungsüberschneidungen, wie bei bekannten Stufen-Automat-Getrieben üblich, angesteuert werden. Alle Kupplungen dieser Getriebeausführung, mit Ausnahme der ersten Bereichskupplung 57, sind hier als Reibkupplung auszubilden. Im Hinblick auf eine nahtlose Bereichsschaltung wird hier folgender Schaltablauf gewählt: Bei erreichtem Synchronlauf der Wellen 13 und der Abtriebswelle 2 werden zunächst die beiden Bereichskupplungen 58 und 60 mit geringem Druck beaufschlagt und nach Erreichen einer gewissen Druckgröße die beiden Kupplungen 59 und 31 geöffnet. In dieser Schaltphase wird gleichzeitig das dritte Planetengetriebe 6 block-geschaltet, das innerhalb des vierten Bereiches lastlos umläuft.

Das dritte Planetengetriebe 206 nach Fig. 8 ist mit einer ersten Planetengetriebestufe 68, 69, 72 ausgebildet, über die im Rückwärtsbereich bei geschlossener Kupplung 67 und festgehaltenem Steg 68 die Leistung zur Abtriebswelle fließt. Die Rückwärtsgeschwindigkeit kann durch Wahl entsprechender Übersetzung gegenüber der Vorwärtsfahrgeschwindigkeit der betreffenden geschalteten Bereiche angepaßt werden. Hier ist eine beliebige Anpassung an die fahrzeugspezifischen Forderungen möglich, die insbesondere bei Arbeitsmaschinen, wie Schlepper und Baufahrzeuge, von Bedeutung ist. Die Rückfahrgeschwindigkeit kann gegenüber der betreffenden Vorwärtsfahrbereiche größer ausgelegt werden, indem die Anschlüsse Hohlrad und Sonnenrad vertauscht werden, das heißt daß das Hohlrad nicht mit der Abtriebswelle, sondern mit dem gemeinsamen Kupplungsglied 10 verbunden und das Sonnenrad mit der Abtriebswelle 2 verbunden wird, der Steg 68 ist hierbei nach der Gegenseite verlagert. Diese Ausführung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Eine weitere Ausführungsform des dritten Planetengetriebes nach der Art, wie in der Patentanmeldung DE 37 09 191 unter dem Bezugszeichen 150 beschrieben, ist auch hier anwendbar (nicht dargestellt).

Der Funktionsablauf der Getriebeausführung nach Fig. 9, 9a u. 10 unterscheidet sich von den Ausführungen nach Fig. 4 bis 7 im wesentlichen dadurch, daß im Anfahrzustand die erste mit der Antriebswelle verbundene Welle 11 und die zweite mit der zweiten Hydrostateinheit B verbundene Welle 12 gegensinnige Drehrichtung aufweisen und am Ende des ersten Schaltbereiches und am Ende des dritten Schaltbereiches alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes sich im Gleichlauf befinden. Die Abtriebswelle ist somit bei Beginn des vierten Fahrbereiches drehzahlgleich mit der Antriebswelle bzw. der ersten Eingangswelle 11 des Summierungsplanetengetriebes. Dies bedeutet, daß der vierte Bereich sehr vorteilhaft als Over-drive-Bereich ausgenutzt und den Fahrzeugforderungen weitgehend angepaßt werden kann hinsichtlich Optimierung des Kraftstoffverbrauches.

Funktionsablauf Getriebeausführung Fig. 9, 9a und 10

Bei Vorwahl der Vorwärtsfahr-Geschwindigkeit wird die erste Bereichskupplung Kupplung 91 sowie die Kupplung 31 geschlossen.

Hierdurch ist eine Triebverbindung der ersten Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes mit der Abtriebswelle 2 über eine dazwischengeschaltete Planetengetriebestufe gegeben. Die erste Hydrostateinheit A ist dabei auf maximale negative Verstellgröße eingestellt. Der Hydrostat wird nun zurückgestellt auf "Null" und darüber hinaus bis zu seiner maximalen positiven Endstellung, wodurch die erste Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes sowie die damit gekoppelte Kupplungswelle 10 Eingangsdrehzahl erreicht haben.

Alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes sowie der Kupplungswelle 10 besitzen in diesem Betriebszustand Gleichlauf, so daß die Schaltung in den zweiten Bereich durch Schließen der Kupplung 92 erfolgen kann. Die Kupplung 91 des ersten Bereiches wird nun geöffnet, so daß über die zweite Ausgangswelle 84 des Summierungsplanetengetriebes die Drehzahl der Kupplungswelle 10 innerhalb des zweiten Schaltbereiches weiter erhöht werden kann, indem die Hydrostatverstellung wieder zurückgeregelt wird bis zur maximalen negativen Endstellung, bei der die dritte Ausgangswelle 85 mit der Abtriebswelle 2 Gleichlauf erreicht hat. Nun erfolgt die Schaltung in den dritten Fahrbereich durch Verbinden der dritten Ausgangswelle 85 mit der Abtriebswelle 2 durch Schließen der Kupplung 19 und Öffnen der Kupplung 31 des nachgeordneten Planetengetriebes 206. Die Kupplung 92 bleibt hierbei geschlossen, so daß die Kupplungswelle 10 eine kontrollierte Drehzahlführung über die zweite Ausgangswelle 84 des Summierungsplanetengetriebes hat. Bei wiederholter Rückregelung des Hydrostaten bis zu seiner positiven Endstellung wird die Drehzahl der Abtriebswelle 2 auf Gleichlauf mit allen Gliedern des Summierungsplanetengetriebes gebracht, so daß die zweite Ausgangswelle 84 des Summierungsplanetengetriebes über die Kupplung 35 mit der Abtriebswelle im Synchronlauf-Zustand kuppelbar ist und die Kupplung 19 geöffnet werden kann. Im vierten Schaltbereich ist nun die zweite Ausgangswelle 84 direkt mit der Abtriebswelle 2 verbunden, die nun innerhalb des vierten Schaltbereiches die Abtriebswelle auf seine Maximaldrehzahl bzw. das Getriebe auf seine Endübersetzung einstellt, indem der Hydrostat wieder über seinen vollen Regelbereich bis zu seiner maximalen negativen Endverstellung geführt wird.

Der Schaltfunktionsablauf innerhalb des Rückfahrbereiches ist mit den ersten und zweiten Vorwärtsfahrbereichen identisch, wobei anstelle der Kupplung 31 des zweiten Planetengetriebes 206 die Kupplung 67 geschaltet wird, wodurch die Drehrichtung der Abtriebswelle innerhalb dieser beiden Schaltbereiche umgekehrt wird.

Der Funktionsablauf des Getriebes nach Fig. 9a und 10 ist mit der Getriebeausführung Fig. 9 identisch.

Funktionsablauf Getriebeausführung Fig. 11

Bei vorgewählter Fahrtrichtung "Vorwärts" und gleichzeitigem Schalten des ersten Fahrbereiches wird bei Fahrgeschwindigkeit "Null" die Kupplung 31 des nachgeordneten Planetengetriebes 206 die Kupplung 119 sowie 223 geschlossen, wobei bei Fahrgeschwindigkeit "Null" alle Glieder des ersten Summierungsplanetengetriebes 604 und somit die erste und zweite Eingangswelle 11 und 12 Gleichlauf haben. Bei Veränderung der Hydrostatverstellung von maximal positiver Einstellung bis maximaler negativer Einstellung wird der gesamte erste Fahrbereich durchfahren, wobei die hydrostatisch-mechanische Leistung über die erste Ausgangswelle 141 auf die Kupplungswelle 10 und über das geschaltete Planetengetriebe 206 auf die Abtriebswelle 2 übertragen wird. Am Ende des ersten Schaltbereiches hat die Kupplungswelle 10 Gleichlauf mit der dritten Ausgangswelle 113 erreicht, wobei im Synchronzustand der entsprechenden Kupplungsglieder die Kupplung 222 geschlossen und gleichzeitig die Kupplung 223 geöffnet wird. Durch Rückregelung des Hydrostatgetriebes von negativer Endstellung bis positiver Endstellung wird der zweite Fahrbereich durchfahren, wo am Ende des zweiten Schaltbereiches alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes 604 sowie die Kupplungswelle 10 Gleichlauf erreicht haben.

Jetzt erfolgt die Schaltung in den dritten Fahrbereich durch Schließen der Kupplung 224, wodurch die dritte Ausgangswelle 114 die aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung auf die Kupplungswelle 10 über ein Planetengetriebe der Planetengetriebeeinheit 206 auf die Abtriebswelle überträgt. Nach Durchregelung des Hydrostaten in die gegenliegende Endstellung hat die zweite Ausgangswelle 113 Gleichlauf mit der Abtriebswelle 2 erreicht, wodurch durch Schließen der Kupplung 225 eine direkte Verbindung dieser Welle mit der Abtriebswelle 2 zur Schaltung des vierten Fahrbereiches hergestellt wird. Nach Öffnen der Bereichskupplung 224 wird nun der Hydrostat wieder in seine Gegenrichtung durchfahren, wo am Ende des vierten Schaltbereiches alle Glieder beider Planetengetriebeeinheiten 604 und 115 Gleichlauf erreicht haben. Nun wird die Abtriebswelle 2 über ein durch die Kupplung 224 verbundenes Zwischenglied bzw. Kupplungsglied 138 mit der dritten Ausgangswelle 114 durch Schließen einer nicht dargestellten Kupplung für den fünften Fahrbereich verbunden. Hierbei wird der Hydrostat nochmals über seinen gesamten Verstellbereich bis zu seiner negativen Endstellung durchfahren, um am Ende des fünften Fahrbereiches die Endübersetzung des Getriebes zu erreichen. Für den Rückwärtsbetrieb sind drei Fahrbereiche schaltbar, wobei bei geschlossener Kupplung 67 im Planetengetriebe 206 die Drehrichtung der Kupplungswelle 10 innerhalb eines ersten, zweiten und dritten Schaltbereiches in Gegendrehrichtung auf die Abtriebswelle 2 übertragen werden. Der Schaltablauf sowie die Schaltfunktionen sind mit dem ersten, zweiten und dritten Vorwärtsfahrbereich identisch.

Funktionsablauf Getriebeausführung Fig. 12 und 13

Dieses Getriebe arbeitet im ersten und im Rückwärtsbereich rein-hydrostatisch, wobei bei Fahrtrichtungsvorwahl Kupplung 27 und Kupplung 31 geschlossen wird. Der Hydrostat wird nun zum Anfahren von Stellung "Null" bis auf seine negative Endstellung ausgeregelt, was dem Ende des ersten Schaltbereiches entspricht. Die erste Ausgangswelle 13 des Summierungsplanetengetriebes 104 hat in diesem Zustand Gleichlauf mit der Zwischenwelle 140 erreicht, so daß die Kupplung 23 zum Schalten des zweiten Fahrbereiches geschlossen und die Kupplung 27 der Planetengetriebeeinheit 5 geöffnet werden kann. Innerhalb dem zweiten Bereich wird nun der Hydrostat zurückgeregelt bis zu seiner positiven Endstellung, in der nun alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes Gleichlauf erreicht haben. In diesem Zustand hat das mit der zweiten Ausgangswelle 14 des Summierungsplanetengetriebes in Wirkverbindung stehende Hohlrad 125 des Planetengetriebes 122 Drehzahl "Null" erreicht, so daß dieses über die Kupplung 126 zum Schalten des dritten Fahrbereiches geschlossen werden kann. Der Hydrostat wird nun zurückgeregelt bis zu seiner negativen Endstellung, wobei die erste Ausgangswelle 13 des Summierungsplanetengetriebes mit der noch angekoppelten Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 140 Gleichlauf mit der Abtriebswelle erreicht haben. Zur Schaltung des vierten Fahrbereiches wird nun die Kupplung 19 geschlossen bzw. der Kupplung 23 zugeschaltet. Bei nun erfolgter Rückregelung des Hydrostaten bis zu seinem positiven Endpunkt wird bei Ende des vierten Schaltbereiches ebenfalls wieder Gleichlauf aller Summierungsplanetengetriebeglieder sowie der Abtriebswelle 2 erzielt. Nun erfolgt die Schaltung in den fünften Bereich durch Schließen der Kupplung 35, wodurch die Abtriebswelle mit der zweiten Ausgangswelle 14 des Summierungsplanetengetriebes triebverbunden wird. Die Endübersetzung am Ende des fünften Schaltbereiches wird nun erreicht, indem der Hydrostat wiederum bis zu seiner negativen Endstellung zurückgeregelt wird. Die Zwischenwelle bzw. Kupplungswelle 140 bleibt innerhalb der Bereiche "drei" und "fünf" lastlos über die Kupplung 23 an der ersten Ausgangswelle 13 angekoppelt.

Der Rückwärtsbereich entspricht der Schaltfunktion des ersten Vorwärtsfahrbereiches, wobei der Hydrostat lediglich in die entsprechende Gegenrichtung von "Null" bis zur positiven Endstellung ausgeregelt wird. Bei diesem Getriebe ist ein schneller Rückwärtsbereich schaltbar, ebenfalls rein-hydrostatisch, wobei das Hydrostatgetriebe 6 überbrückt wird, indem das Hohlrad 30 der Planetengetriebestufe 5 über die Kupplung 19 direkt mit der Abtriebswelle verbunden wird, wobei nur die Übersetzung einer Planetengetriebestufe 5 bei geschlossener Kupplung 27 wirksam ist.

Der Funktionsablauf der Getriebeausführung gemäß Fig. 13 ist weitgehend mit der nach Fig. 12 identisch. Bei geschlossener Kupplung 27 wird der Hydrostat im ersten Fahrbereich von "Null" auf seine negative Endstellung durchgeregelt, wobei über das Planetengetriebe 205 und deren Übersetzung die Abtriebswelle 2 auf eine Drehzahl angehoben wird, bei der das Hohlrad 34 des Planetengetriebes 6 Drehzahl "Null" erreicht hat, so daß dieses zum Schalten des zweiten Bereiches über die Kupplung 31 mit dem Gehäuse verbunden werden kann. Der Hydrostat wird nun im zweiten Schaltbereich zurückgeregelt auf "Null" und darüber hinaus bis zu seiner positiven Endstellung. Hier haben alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes Gleichlauf und das Hohlrad 125 durch die entsprechende Übersetzung des Planetengetriebes 122 Drehzahlstillstand, so daß dieses über die Kupplung 126 mit dem Gehäuse kuppelbar ist zur Schaltung des dritten Schaltbereiches. Nach wiederholter Rückregelung des Hydrostaten bis zu seiner negativen Endstellung hat nun die erste Ausgangswelle 13 des Summierungsplanetengetriebes Gleichlauf mit der Abtriebswelle 2 erreicht, so daß diese über die Kupplung 19 miteinander verbindbar sind für die Schaltung des vierten Schaltbereiches. Der Hydrostat wird jetzt wieder in seine positive Endstellung zurückgeregelt, an der am Ende des vierten Schaltbereiches alle Getriebeglieder Synchronlauf haben. Jetzt wird die Kupplung 35 geschlossen für die Schaltung des fünften Fahrbereiches. Nach erfolgter Rückregelung des Hydrostaten bis zu seinem maximalen negativen Endpunkt ist die Endübersetzung des Getriebes erreicht.

Auch mit diesem Getriebe ist ein schneller Rückwärtsfahrbereich möglich durch eine zusätzliche Kupplung 127, über diese die Abtriebswelle 2 direkt mit der zweiten Hydrostateinheit B verbindbar ist.

Im Hinblick auf nahtlose Bereichsschaltungen werden Synchronlaufabweichungen bzw. -fehler, z. B. infolge lastabhängigen Drehzahlschlupfes des Hydrostaten durch entsprechende Verstellreserve in der Hydrostatik ausgeglichen. Außerdem ist nur annähernder Synchronlauf der zu schaltenden Kupplungselemente erforderlich.

Unter der Definition "Synchronlauf" bzw. "Gleichlauf" wird der Synchronlaufbereich verstanden, der vorgenannte Abweichungen enthält.

Unter der Definition "Endstellung" oder "maximale Verstellgröße" beim Bereichswechsel wird die jeweils günstige Regelstellung der Hydrostatverstellung für die Bereichsumschaltung verstanden, die eine beliebige Zwischenstellung zwischen "Null" und Endverstellung des Hydrostaten sein kann.

Für die Bereichsschaltungen können sehr vorteilhaft form- plus kraftschlüssig schaltbare Kupplungen verwendet werden, wie aus der deutschen Patentanmeldung DE 39 03 010 bekannt ist.

Mit dieser Erfindung wird ein stufenloses Antriebssystem geschaffen, das nach Art des Baukastensystems eine Getriebefamilie ermöglicht, mit der mit wenig Grundbau-Einheiten - Summierungsplanetengetriebe, zweite und dritte Planetengetriebeeinheit - ein weites Anwendungsspektrum sowohl im PKW-Getriebe- Bereich, LKW-Getriebe-Bereich und im Bereich der Arbeitsmaschinen abgedeckt werden kann. Zum Beispiel ist es auf einfache Art möglich, wie in Fig. 18 und 19 dargestellt, insbesondere für den Nutzkraftfahrzeugbereich oder Arbeitsmaschinenbereich aus den Grundbaueinheiten - Summierungsplanetengetriebe 104, Kupplungspakete 139, nachgeordnete Planetengetriebeeinheit 206 und weiteres Kupplungspaket 22 - durch Zwischenschaltung einer zusätzlichen Planetengetriebestufe 105 und einer weiteren Kupplung 23 aus einem Getriebe mit vier Vorwärtsbereichen und zwei Rückwärtsbereichen ein Getriebe mit fünf Vorwärtsbereichen und drei Rückwärtsbereichen zu schaffen, wobei im jeweiligen letzten Vorwärtsfahrbereich fahrzeuggerecht die Abtriebsdrehzahl ab Bereichsbeginn relativ zur Drehzahl der Antriebswelle 1 bzw. Eingangswelle 11 ansteigt.

Im PKW-Bereich ist in den unteren Leistungsklassen ein Getriebe mit zwei bzw. drei Vorwärtsfahrbereichen ausreichend. Für den höheren Leistungsbereich hingegen ist ein dritter und vierter Bereich notwendig, um auch hier mit kleinen Hydrostateinheiten auskommen zu können, die aufgrund der hohen Antriebsdrehzahlen eine gewisse Größe nicht überschreiten dürfen.

Dies trifft auch im Bereich der Arbeitsmaschinen zu, z. B. beim Schlepper, dessen Hauptgeschwindigkeitsbereich bei 6 bis 10 km/h liegt. Mit dieser Erfindung ist eine optima 40934 00070 552 001000280000000200012000285914082300040 0002004106746 00004 40815le Anpassung realisierbar, so daß im Hauptbetriebsbereich die hydraulischen Leistungsanteile sehr niedrig und die spezifischen Anforderungen an den Hydrostaten günstig sind. Weitere Vorteile sind, daß die Hydrostatgeräusche wesentlich abgebaut werden durch niedrigere spezifische Belastung, daß die einzelnen Bauelemente gegenüber bekannten Systemen in ihren Durchmesser- Maßen klein sind, die schneller-rotierenden Teile innenliegend und das allgemeine Drehzahlniveau der einzelnen Glieder und die Relativ-Drehzahl niedrig sind. Die einzelnen Bauteile sind einfach herstellbar und in gemeinsamen Baugruppen montagefreundlich zu kompakten Einzel-Baueinheiten montierbar.

Alle Getriebe-Systeme zeichnen sich besonders auch dadurch aus, daß die einzelnen Bereichsgrößen weitgehend den Forderungen der verschiedenen fahrzeugspezifischen Bedingungen angepaßt werden können, insbesondere im Hinblick auf guten Wirkungsgrad und daß bei allen Bereichen der letzte Fahrbereich sehr vorteilhaft als großer Over-drive-Bereich ausnutzbar ist ohne zusätzliche Übersetzungsanpassungsstufe zwischen dem Getriebe und der Triebachse, da die Abtriebsdrehzahl, wie erwähnt, zu Beginn des letzten Schaltbereiches über die Antriebsdrehzahl ansteigt. Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung erlauben eine gezielte anwendungsbezogene Auswahl für nahezu alle Kraftfahrzeuge, insbesondere im Bereich höherer Leistungsklassen.

Die einzelnen Getriebekomponenten erlauben auch eine individuelle Anpassung hinsichtlich der Bauweise an verschiedene Fahrzeugforderungen. Zum Beispiel ist, wie in Fig. 9 dargestellt, das Hydrostatgetriebe A, B achsversetzt zu den Baueinheiten - Summierungsplanetengetriebe 404 und dem zugeordneten Planetengetriebe 206 sowie den entsprechenden Kupplungen - angeordnet. Über eine ebenfalls achsversetzt angeordnete Antriebswelle 1, 78 wird die Hydrostateinheit A über eine Stirnradstufe 77 und durch eine weitere Stirnradstufe 76, die zweite Hydrostateinheit B mit der zweiten Welle 12 des Summierungsplanetengetriebes verbunden. Die Eingangswelle 1 ist über eine weitere Stirnradstufe 75 mit der ersten Welle 11 des Summierungsplanetengetriebes verbunden. Die Eingangswelle 1 kann durch das Getriebe geführt werden und mit einer entsprechenden Welle 78 auf der gegenüberliegenden Seite angeschlossen sein, die zum Beispiel als Zapfwelle bei einem Schleppergetriebe dienen kann. Die Welle 78 kann auch als Antriebswelle verwendet werden für den Fall, daß Antrieb und Abtrieb auf gleicher Getriebeseite erfolgen sollen, was sehr vorteilhaft sein kann, z. B. bei einer Motor-Getriebe-Kombination mit quer im Fahrzeug angeordnetem Antriebspaket. Hierbei besteht die weitere Möglichkeit, daß die Abtriebswelle 2 mit einem Winkelgetriebe kombiniert werden kann, so daß die rechtwinklig zur Abtriebswelle 2 liegende Getriebeausgangswelle besonders lagegünstig zum Antrieb der Triebachse plaziert ist. Diese Ausführung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Auch für den PKW ist ein Getriebeaufbau für Querbauweise sehr vorteilhaft ausführbar, indem zum Beispiel der Motor gleichachsig zur Hydrostateingangswelle 1 und den Hydrostateinheiten A und B angeordnet ist und axial versetzt dazu die übrigen Komponenten des Verzweigungsgetriebes liegen, wobei das Summierungsplanetengetriebe über zwei Stirnradstufen mit der ersten und zweiten Eingangswelle 11 und 12 verbunden sind und die Ausgangswelle 2 zweckmäßigerweise über eine weitere Stirnradstufe mit einem Achsdifferential, wie aus konventionellen Getrieben bekannt, in Triebverbindung steht. Auch diese Ausführung ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Für PKWs mit längsangeordnetem Getriebe sind die Komponenten, wie in den Fig. 1 bis 7 und 10 bis 13 dargestellt, hintereinander angeordnet, wobei dem Summierungsplanetengetriebe ein zweites Planetengetriebe 5; 105; 205 nachgeordnet ist und danach ein Kupplungspaket 21; 71; 70; 139 folgt, das zwei bis vier Kupplungen zum Schalten der ersten Fahrbereiche enthält und daß dem nachfolgend ein weiteres Planetengetriebe 6; 106; 206; 306 eingebaut ist. Die zur Schaltung der höheren Schaltbereiche erforderlichen Kupplungen 19, 35, die vorzugsweise direkt mit der Abtriebswelle 2 verbindbar sind, sind in einem weiteren Kupplungspaket 22 zweckmäßigerweise dem dritten bzw. weiteren Planetengetrieben 6, 106, 206, 306 räumlich nachgeordnet. Hierdurch ist eine günstige hydraulische Versorgung für das Steueröl der Kupplungen gegeben.

Da die Bereichsschaltungen bei Synchronlauf bzw. im Synchronlaufbereich der zu schaltenden Kupplungsglieder stattfinden, können sehr vorteilhaft formschlüssige oder form- plus kraftschlüssig schaltbare Kupplungen verwendet werden, wie aus der deutschen Patentanmeldung DE 39 03 010 bekannt ist.

Unter der Definition "verbunden" oder "direkt verbunden" wird eine meist drehzahlgleiche Verbindung mit oder ohne zwischengeschalteten Getriebegliedern verstanden; z. B. durch Blockschaltung eines Planetengetriebes, z. B. durch Verbinden eines Sonnenrades mit dem Hohlrad oder dem Steg, wie durch Kombination mit dem Planetengetriebe 306 möglich, wird eine drehzahlgleiche Verbindung bzw. Triebverbindung hergestellt.

Bei Planetengetrieben ist es funktionsgleich welches Glied innerhalb des Triebstranges über eine Kupplung verbunden wird. Die dargestellten bzw. beschriebenen Kupplungen stellen jeweils die technisch günstigere Lösung dar.

Die Getriebeausführungen nach Fig. 21, 22, 23 und 24 besitzen eine parallel versetzt angeordnete Abtriebswelle 302, die im ersten Vorwärtsfahrbereich und Rückwärtsfahrbereich über eine mit einem Zwischenrad versehene Stirnradstufe 344 oder über eine mit einer Getriebestufe 344a und einer Planetengetriebestufe 340 ausgebildeten Getriebeeinheit mit der zweiten Hydrostateinheit B über eine Kupplung 311 verbindbar ist. Im zweiten und in weiteren Schaltbereichen ist die Abtriebswelle 302 über weitere Stirnradstufen 345, 337; 346; 335, 336, 309 wechselweise über Kupplungen mit einer der beiden Ausgangswellen 13 und 14 des Summierungsplanetengetriebes 204 verbindbar. Die Getriebeausführungen nach Fig. 21, 22, 23 sind voll-stufenlos. Die Bereichsschaltungen finden im Synchronlauf bzw. im Synchronbereich der zu schaltenden Getriebeglieder statt. Die Kupplungen können somit als Reibkupplungen oder als Formschlußkupplung oder als form- plus kraftschlüssig schaltbare Kupplung, wie bereits erwähnt und in der deutschen Patentanmeldung DE 39 03 010 beschrieben, ausgebildet werden.

Die Getriebeausführung nach Fig. 23 besitzt neben dem reinhydrostatischen ersten Rückwärtsfahrbereich einen zweiten hydrostatisch- mechanischen Rückwärtsfahrbereich, der dem ersten Bereich direkt anschließt und im Synchronzustand der Schaltglieder der Kupplung 310 schaltbar ist. Über eine mit einem Zwischenrad 336 versehene Stirnradstufe 335, 309 wird hierbei die Abtriebswelle 302 über eine Kupplung 310 mit einer der Ausgangswellen 13 des Summierungsplanetengetriebes verbunden. Eine der Ausgangswellen 13 des Summierungsplanetengetriebes dient zur Leistungsübertragung innerhalb des zweiten und vierten Vorwärtsfahrbereiches sowie, bei Ausführung nach Fig. 23, für den zweiten Rückwärtsfahrbereich.

Die Getriebestufe 344 nach Fig. 21 bzw. die Übersetzung der Getriebestufe 344a und des Planetengetriebes 340 muß, je nach Anzahl der gewählten Schaltbereiche bzw. je nach Art der Bereichsaufteilung eine Größe zwischen 7 bis 12 betragen. Es ist in den meisten Fällen nicht möglich, diese Übersetzung in einer einzigen Getriebestufe unterzubringen. Aus diesem Grund ist in Ausführung nach Fig. 22 die Gesamtübersetzung dieser Stufe, die für den ersten Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereich dient, aufgeteilt in einer Planetengetriebeeinheit 340 und einer Stirnradstufe 344a. Wie in Fig. 22 dargestellt, ist es vorteilhaft, das Sonnenrad 342 mit der zweiten Welle 12 des Summierungsplanetengetriebes und der zweiten Hydrostateinheit B und das Hohlrad 341 mit dem ersten Antriebsrad der Getriebestufe 344a zu verbinden. Der Steg 343 des Planetengetriebes 340 ist mit dem Gehäuse 1 über eine Kupplung 339 verbindbar.

Funktionsablauf

Im Anfahrbereich ist die Kupplung 311 bzw. 339 geschlossen, wodurch die zweite Hydrostateinheit B über Getriebeglieder (344; 344a; 340) mit der Abtriebswelle 302 verbunden ist. Der Hydrostat wird nun von NULL in seine negative Richtung bis zur Endlage verstellt, wobei der Endpunkt des ersten Schaltbereiches erreicht ist. In diesem Zustand haben die ersten Ausgangswelle 13 des Summierungsplanetengetriebes sowie das mit der Getriebestufe 337 verbundene Kupplungsglied der Kupplung 312 Synchronlauf erreicht. Die Kupplung 312 wird nun geschlossen und die Kupplung 311 geöffnet. Der Hydrostat wird jetzt wieder zurückgeregelt bis auf NULL und darüber hinaus bis zu seiner maximalen positiven Endstellung, in der alle Glieder des Summierungsplanetengetriebes sich im Blockumlauf befinden. Alle Glieder der Kupplung 313 befinden sich somit im Synchronzustand, so daß diese Kupplung für den dritten Schaltbereich geschlossen werden kann, um eine Triebverbindung mit der zweiten Ausgangswelle 14 des Summierungsplanetengetriebes mit der Abtriebswelle 302 herzustellen. Nach Öffnen der alten Kupplung 312 wird nun der Hydrostat wieder zurückgeregelt bis zu seinem maximalen negativen Endpunkt, wobei die Glieder der Kupplung 314 zum Schalten des vierten Vorwärtsfahrbereiches Synchronlauf erreicht haben. Nach Schließen dieser Kupplung 314 wird die erste Ausgangswelle 13 des Summierungsplanetengetriebes über eine Getriebestufe 345 mit der Abtriebswelle 302 verbunden. Nach Öffnen der Kupplung 313 wird nun der Hydrostat wieder in seine positive Endstellung zurückgeregelt. An diesem Punkt hat das Getriebe die Endübersetzung bei Getriebeausführung mit vier Vorwärtsfahrbereichen, gemäß Fig. 21, erreicht.

Das Getriebe nach Ausführung Fig. 22 besitzt einen fünften Vorwärtsfahrbereich, wobei über eine zusätzliche Getriebestufe 346 die zweite Ausgangswelle 14 des Summierungsplanetengetriebes ein weiteres Mal über eine Kupplung 315 mit der Abtriebswelle 302 verbindbar ist. Am Ende des vierten Vorwärtsfahrbereiches wird bei dieser Getriebeausführung der Hydrostat nun nochmals bei geschlossener Kupplung 315 durchgeregelt bis zu seinem maximalen negativen Endpunkt an dem die Endübersetzung dieser Getriebeausführung erreicht ist.

Bei Getriebeausführung nach Fig. 23 wird für die Rückwärtsfahrt bei geschlossener Kupplung 311 bzw. 339 der Hydrostat bis zu seiner positiven Endlage verstellt. In diesem Zustand haben alle Glieder der Kupplung 310 Synchronlauf erreicht, so daß durch Schließen dieser Kupplung eine Triebverbindung der Abtriebswelle mit der ersten Ausgangswelle 13 des Summierungsplanetengetriebes über eine mit einem Zwischenrad 336 versehene Getriebestufe 335, 309 hergestellt werden kann. Nach Öffnen der Kupplung 311 wird nun der Hydrostat von seiner positiven Endlage bis zu seiner negativen Endlage verstellt bis Erreichen der maximalen Rückfahrgeschwindigkeit bzw. des maximalen Rückfahrübersetzungspunktes.

Die Rückfahrgeschwindigkeit bei rein-hydrostatischem Betrieb über einem einzigen Bereich ist sehr gering und für die meisten Anwendungsfälle nicht ausreichend. Die Forderungen eines PKW-Getriebes können damit nicht erfüllt werden, so daß dieser zweite hydrostatisch-mechanische Bereich, gemäß der Ausführung nach Fig. 23, sinnvoll ist. Bei Getriebeausführung nach Fig. 23 ist es möglich, das Getriebe so auszubilden, daß über ein einziges Zahnrad 309 die Leistung innerhalb von zwei bis drei hydrostatisch-mechanischen Fahrbereichen übertragbar ist, nämlich dem zweiten und dritten Vorwärtsfahrbereich und gegebenenfalls dem zweiten hydrostatisch-mechanischen Rückwärtsfahrbereich.

Die Getriebeausführung nach Fig. 24 besitzt eine Übersetzungsspreizung, wobei ein bestehendes Übersetzungsloch im Anfahrzustand durch eine Reibkupplung bis Erreichen einer bestimmten Mindestfahrgeschwindigkeit bzw. bis Beginn der stufenlosen Regelung überbrückt wird. Diese Überbrückung wird bei Ausführung nach Fig. 21, 22 und 23 durch die rein-hydrostatische Getrieberegelung mittels einer Getriebestufe 344 und einer Kupplung 311 ersetzt. Die Kupplungen 312 und 310, bei Ausführung nach Fig. 24, sind jeweils als Reibkupplungen ausgebildet. Sie entsprechen bei den Ausführungen nach Fig. 21, 22 und 23 dem zweiten Vorwärtsfahrbereich bzw. dem zweiten Rückwärtsfahrbereich, wobei hier die Kupplungen als formschlüssig schaltbare Kupplung oder als formschlüssig plus kraftschlüssig schaltbare Kupplungen ausführbar sind. Die Kupplungen können zweckmäßigerweise zu einem Kupplungspaket 333 zusammengefaßt werden, wobei zwei oder mehr Kupplungen 313, 315, 312, 314 übereinander angeordnet werden können. Hierdurch wird Bauraum, insbesondere Baulänge gespart. Bei Anwendung einer Trennkupplung zwischen Motor und Getriebe bei Ausführung Fig. 24 können alle Bereichskupplungen als formschlüssige oder form- plus kraftschlüssige Kupplung ausgebildet werden.

Durch die einseitige Anordnung beider Eingangswellen 11 und 12 des Summierungsplanetengetriebes können beide Hydrostateinheiten A und B zu einem Hydrostatpaket zusammengefaßt werden, wodurch Arbeitsdruckleitungen entfallen und eine bauraum- und kostengünstige Hydrostatbauweise möglich ist. Auch der Wirkungsgrad sowie das Geräusch- und Schwingungsverhalten der Hydrostat wird damit gegenüber bekannten Lösungen verbessert.

Wie in den Ausführungen nach Fig. 21, 22 und 23 dargestellt, ist die parallel versetzt angeordnete Abtriebswelle 302 über ein Kegelradgetriebe 316 mit einem quer angeordneten Achsdifferential 317 triebverbunden. Das Achsdifferential 317 kann hierbei unter dem Hydrostatpaket 3 und sehr nahe am Motorflansch angeordnet werden. Der gesamte Aufbau ist günstig, insbesondere für einen frontgetriebenen PKW, bei dem es wichtig ist, die Triebachse des Differentials weitestmöglich nach vorne zu verlagern. Der Wegfall der Trennkupplung zwischen Motor und Getriebe bei dieser Getriebeausführung kommt dieser Zielsetzung vorteilhaft entgegen. Für ein allradangetriebenes Fahrzeug ist die Möglichkeit geboten, die Abtriebswelle 302 nach hinten zu verlängern, so daß über die austretende Welle 302a eine Verbindung zur Hinterachse möglich wird. Je nach den Fahrzeugforderungen ist es auch möglich, gleichachsig zur Antriebswelle 2 eine Getriebeausgangswelle 302b, die in Verbindung mit der Stirnradstufe 346 steht, zu realisieren.

Bei Ausführung nach Fig. 24 ist das Hydrostatpaket 3 achsversetzt zur Antriebswelle 1 angeordnet, wie in einem der Ansprüche bereits beschrieben. Die Antriebswelle 1 wird zu diesem Zweck durch das Getriebe hindurchgeführt, wobei über eine Getriebestufe 318 die erste Hydrostateinheit A mit der Antriebswelle 1 gekoppelt ist. Die zweite Hydrostateinheit B wird hierbei über eine antriebsseitig angeordnete Stirnradstufe 319 mit der zweiten Welle des Summierungsplanetengetriebes verbunden. Die Antriebswelle 302 steht über eine Getriebestufe 320 mit einem Achsdifferential 327 in Verbindung. Die beiden Ausgangswellen 323 des Differentials 317 können direkt mit den Vorderrädern, z. B. eines frontgetriebenen PKW's triebverbunden sein. Dieses Getriebe eignet sich besonders für Quereinbau der Triebwerksanlage.

Die Getriebeausführungen nach Fig. 9b und 9c entsprechen den Getriebeausführungen nach Fig. 9, 9a und Fig. 10. Die Getriebeausführung nach Fig. 9b besitzt vier hydrostatisch-mechanische Vorwärtsfahrbereiche und einen kleinen im ersten Vorwärtsfahrbereich integrierten Rückwärtsfahrbereich. Diese Getriebeausführung ist sinnvoll für Fahrzeuge, die mit einem sehr niedrigen Rückwärtsfahrbereich auskommen, wie dies z. B. für einen Omnibus der Fall ist. Die Getriebeübersetzung des Summierungsplanetengetriebes ist hierbei so ausgelegt, daß für den Rückwärtsfahrbereich entsprechend der maximalen Rückfahrgeschwindigkeit und maximaler negativer Endverstellung des Hydrostatgetriebes die erste Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes eine negative Drehzahl aufweist, so daß bei geschlossener Kupplung 34 über das Planetengetriebe 6 die mit dem Steg 33 verbundene Abtriebswelle 2 negative Drehzahl für Rückwärtsfahrt erhält. Diese Getriebeausführung ermöglicht einen Sonderrückwärtsbereich mit höherer Geschwindigkeit, wobei nicht die Kupplung 34 sondern die Kupplung 35 geschlossen wird, wodurch eine direkte Verbindung der ersten Ausgangswelle 83 bei geschlossener Kupplung 91 über die Kupplungswelle 10 mit der Abtriebswelle 2 gegeben ist. Die Übersetzung des Planetengetriebes 6 entfällt hierdurch, weshalb entsprechend der höheren Rückfahrgeschwindigkeit niedrigere Rückfahrzugkräfte möglich sind. Für bestimmte Sonderfahrzeuge findet diese Einrichtung sinnvolle Anwendung.

Wie in der Beschreibung zu den Ausführungen nach Fig. 9, 9a und 7 bereits dargelegt, ist es möglich, die Verbindungswelle 181, wie in Fig. 9 dargestellt, entfallen zu lassen, wobei das Kupplungsglied 74 direkt mit dem Sonnenrad 32 verbunden ist. Im vierten Schaltbereich wird hierbei die in der zweiten Ausgangswelle 84 aufsummierte Leistung über die Kupplung 92 und die Kupplung 35 auf die Abtriebswelle 2 übertragen. Die Kupplung 92 bleibt innerhalb des dritten Fahrbereiches lastlos geschlossen, um eine kontrollierte Drehzahlführung der Glieder des Planetengetriebes 6 bzw. 206 kontrolliert aufrechtzuerhalten.

In Fig. 91 ist eine Getriebekombination dargestellt mit den Grundbaueinheiten Summierungsplanetengetriebe 404 und nachgeordnete Planetengetriebeeinheit 206.

Der Unterschied zu Ausführung nach Fig. 9 beruht darauf, daß die Antriebswelle 1 und die Abtriebswelle 2 des Getriebes nicht achsversetzt sondern achsgleich angeordnet sind. Zu diesem Zweck ist eine zusätzliche Stirnradstufe 249 zwischen Antriebswelle 1 und der Zapfwelle 78 vorgesehen, über diese gleichzeitig die mechanische Leistung für den Fahrantrieb über eine weitere Stirnradstufe 75 auf ein Glied, Hohlrad 81, des Summierungsplanetengetriebes 404 geleitet wird. Das Hydrostatgetriebe A, B ist wie bei Ausführung nach Fig. 9 achsversetzt zur Antriebswelle angeordnet. Je nach den Fahrzeugbedingungen in bezug auf die Lage der Abtriebswelle, die z. B. bei Anwendung in Arbeitsmaschinen unterschiedlich sein kann, ist auf diese Weise eine beliebige Anpassung möglich bei gleichbleibenden Grundbaueinheiten.

Zu den verschiedenen Ausführungsformen der nachgeordneten Getriebebaueinheiten 106, 206, 306, 406 unter Berücksichtigung der fahrzeugseitig geforderten Rückfahrbedingungen eine gezielte Auswahl getroffen werden kann. Zum Beispiel erlaubt die Planetengetriebeeinheit 106 mit ineinandergreifenden Planetenrädern auf einem gemeinsamen Steg eine hohe Rückfahrgeschwindigkeit. Auch die Planetengetriebeausführung 206, Fig. 8 mit zwei Planetengetriebestufen erlaubt eine hohe Rückfahrgeschwindigkeit durch eine beliebige Anpassung der ersten Planetengetriebestufe 69, 68, 72. Die Planetengetriebeeinheit 406 wie in den Fig. 9d, 9e, 9f dargestellt, erlauben relativ geringe Rückfahrgeschwindigkeiten, die z. B. bei Anwendung in Arbeitsmaschinen, wie Ackerschleppern, ungünstig sind und innerhalb zwei Rückwärtsfahrbereichen die erforderliche maximale Rückfahrgeschwindigkeit nicht erfüllen. Bei einem Getriebe, z. B. für einen Ackerschlepper, der auch relativ hohe Forderungen auf Rückfahreigenschaften hat, empfiehlt es sich, die Getriebeausführungen 106 oder 206 zu verwenden. Die Planetengetriebeeinheit 106 kann auch sinnvoll mit einem Summierungsplanetengetriebe 404, bei der die dritte Ausgangswelle 85a als Außenwelle ausgebildet ist bzw. ausführbar ist, die über eine zwischen dem Summierungsplanetengetriebe und der nachgeordneten Getriebeeinheit 106 angeordneten Kupplung, ähnlich der Ausführung nach Fig. 9h, kombiniert werden. Die dritte Ausgangswelle 85a wird hierbei mit der Stegwelle 33 der Getriebeeinheit 106 im dritten Fahrbereich zur direkten Drehmomentübertragung auf die Abtriebswelle 2 gekoppelt. Die Planetengetriebeeinheit 406 kann sinnvoll z. B. für ein Busgetriebe oder ein Nutzkraftfahrzeug, das relativ niedrige Rückfahrgeschwindigkeiten fordert, verwendet werden. Die Planetengetriebeeinheiten 406 und 106 ermöglichen die Anordnung der Kupplung 19 für den dritten Fahrbereich unmittelbar nach der Summierungsplanetengetriebeeinheit, wie dies bei einer Summierungsgetriebeausführung, bei der die dritte Ausgangswelle 85a nur als Außenwelle ausführbar ist, Grundbedingung ist, um eine direkte Drehverbindung, etwa der Abtriebswelle 2, zu ermöglichen.

Steuerung der Bereichsschaltungen

Bei Anwendung einer formschlüssigen bzw. form- plus kraftschlüssigen Kupplung für die Bereichsschaltung ist im Hinblick auf eine ruckfreie Schaltung eine gezielte Hydrostatführung innerhalb der Schaltphase erforderlich. Der lastabhängige Drehzahlschlupf des Hydrostatgetriebes, der vor und nach der Bereichsschaltung umgekehrtes Verhalten aufweist, ist entsprechend zu berücksichtigen. Die Steuerung ist so ausgelegt, daß bei erreichtem Synchronlauf der Kupplungsglieder der neuen Kupplung nach erfolgtem Synchronsignal, z. B. aus einem bekannten Drehzahlvergleich bestimmter Getriebeglieder, die neue Kupplung geschlossen wird und die alte Kupplung erst geöffnet wird nachdem der Hydrostat entsprechend dem Drehzahlschlupf innerhalb der Schaltphase so weit zurückgeregelt wird, bis im neuen Bereich eine Hydrostatbelastung bzw. ein Hydrostatdrehmoment auftritt, der dem Lastzustand des neuen Bereiches entspricht. Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, daß nach dem Schließen der neuen Kupplung der Hydrostat spontan das Signal zur Rückregelung vor Öffnen der alten Kupplung erhält, z. B. aus dem Drucksignal der neuen Kupplung. Nach Erreichen eines entsprechenden Hydrostatdruckes wird nun das Signal zum Öffnen der alten Kupplung ausgelöst.

Für den Schaltablauf, insbesondere bei Anwendung der form- plus kraftschlüssig wirkenden Kupplung sind verschiedene Steuerungsarten möglich, wie z. B. in der DE 39 03 010 beschrieben.

Um bei Ausfall der Steuerung/Regelung einen Notbetrieb zu ermöglichen, ist ein manuell betätigbares Bypaßventil zwischen den Hoch- und Niederdruckleitungen des Hydrostatgetriebes (3) oder/und ein manuell betätigbares Steuerventil zum Schließen einer bzw. der für einen Bereich erforderlichen Bereichskupplungen (91, 31) für einen, bevorzugt den ersten Fahrbereich. Zusätzlich oder alternativ ist auch eine manuell betätigbare Hydrostatverstellung möglich. Die betreffende Kupplung bzw. Kupplungen für die Notschaltung und die Hydrostatverstellung werden über das Drucköl einer vom Antriebsmotor angetriebenen Pumpe oder auch durch eine elektrisch antreibbare separate Pumpe versorgt. In den meisten Fällen ist es ausreichend, die übliche Speisepumpe bzw. Versorgungspumpe dafür zu verwenden. Bypaßventil und Kupplungssteuerung werden vorzugsweise vor Starten des Motors betätigt.

Die Getriebeausführung nach Fig. 11a und 11b besitzt ähnlich der Getriebeausführung Fig. 11 ein mit der Antriebswelle 11 verbundenes Getriebeglied 136, das durch Schließen einer Kupplung 119a eine drehfeste bzw. in konstantem Drehzahlverhältnis zur Antriebswelle 1 stehende Verbindung mit einem Glied 68 der nachgeordneten Getriebeeinheit 206 herstellt. Das nachgeordnete Getriebe 206; 306; 606 dient als Überlagerungsgetriebe. In diesem Zustand fließt ein Teil der im Summierungsplanetengetriebe aufsummierten Leistung über eine der beiden Ausgangswellen 83 und 84 bei entsprechend geschlossener Kupplung 91 oder 92 auf eine Welle 10 und der andere Teil der Leistung über die Welle 136 auf eine zweite Welle 68; 33 des nachgeordneten Getriebes 206; 306; 606 (Fig. 8; 17; 17a).

Das Summierungsplanetengetriebe ist hier verschiedenartig ausführbar, wobei zweckmäßigerweise auf einem Steg 88 zwei ineinandergreifende Planetenräder 86; 86a u. 87; 87a angeordnet sind. Bei Ausführung 11a ist hierbei die Antriebswelle und erste Eingangswelle 11 des Summierungsplanetengetriebes mit einem in ein erstes Planetenrad 86 eingreifendes Hohlrad 81 und einer Welle 136 verbunden, die bei geschlossener Kupplung 119a die Verbindung der Antriebswelle mit einem Glied 68 der nachgeordneten Planetengetriebe 206 herstellt. Die zweite Eingangswelle 12 ist über ein Sonnenrad 82 ebenfalls mit dem ersten Planetenrad 86 in Eingriff, die erste Ausgangswelle 83 des Summierungsplanetengetriebes greift mit einem Hohlrad 89 in die zweiten Planetenräder 87 und die zweite Ausgangswelle 84 mit einem Sonnenrad 90 ebenfalls in zweite Planetenräder 87. Der Steg 88 stellt ein freies Rotationsglied dar.

Bei Ausführung nach Fig. 11b ist der Steg 88 mit der Getriebeantriebswelle, der ersten Eingangswelle 11 und der mit der nachgeordneten Getriebeeinheit 206 koppelbaren Welle 136 verbunden. Die zweite mit der zweiten Hydrostateinheit B verbundene Eingangswelle 12 ist mit einem Sonnenrad 82 verbunden und greift in erste Planetenräder 86a. Die erste Augangswelle 83 ist mit einem in zweite Planetenräder 87a eingreifenden Hohlrad 108 gekoppelt. Die zweite Ausgangswelle 84 des Summierungsplanetengetriebes 604 greift mit einem Hohlrad 98a in erste Planetenräder 86a.

Bei beiden Summierungsplanetengetriebeausführungen 404 und 604 der Ausführungen nach Fig. 11a und 11b bildet zweckmäßigerweise das mit dem ersten Schaltbereich und mit höheren Drehmomenten belastete Getriebeglied 83, das höher belastbare äußere Getriebeglied mit einer Außenkupplung 91 und das mit niedrigerem Drehmoment belastete Getriebeglied 84 für den zweiten Schaltbereich, das innere Getriebeglied mit der innenliegenden Kupplung 92. Hierdurch ist eine zweckmäßige, den Getriebebelastungen gerechte Ausbildung der entsprechenden Getriebe- und Kupplungsglieder möglich. Eine Kupplung 35a dient zur Blockierung der nachgeordneten Getriebeeinheit 206 vorzugsweise zum Schalten des vierten Schaltbereiches bei gleichzeitig geschlossener Kupplung 92. In diesem Schaltzustand fließt die aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung ausschließlich über die zweite Ausgangswelle 84 des Summierungsplanetengetriebes und blockierter zweiter Getriebeeinheit 206 auf die Abtriebswelle 2. Es ist auch möglich, den vierten Bereich bei offener Kupplung 35a und geschlossener Kupplung 119a zu betreiben, wobei die Leistung über zwei Kupplungen 92 und 119a übertragen wird. Hierbei ist jedoch nur ein sehr kurzer vierter Bereich möglich aber mit dem Vorteil, daß innerhalb dieses Schaltbereiches relativ niedrige hydraulische Leistungsanteile übertragen werden.

Die nachgeordnete Getriebeeinheit 206; 306; 606 ist, wie in den Fig. 8 und 17a dargestellt, ausführbar und an anderer Stelle genauer beschrieben. Das mit der Antriebswelle in fester Drehverbindung stehende Getriebeglied 136 ist hierbei, je nach Ausführungsform des nachgeordneten Getriebes, bevorzugt mit einer Stegwelle 68; 33 koppelbar. Weitere mögliche Ausführungsformen des nachgeordneten Getriebes sind in Fig. 9e, 9f, 20 dargestellt, womit auch mehr als vier Schaltbereiche realisierbar sind.

Funktionsablauf zu Getriebeausführung nach Fig. 11a und 11b

Im ersten Schaltbereich sind die Kupplungen 91 und 31 geschlossen, wobei im Anfahrzustand die zweite Hydrostateinheit B und somit die zweite Eingangswelle 12 des Summierungsplanetengetriebes negative Drehzahl aufweisen. Die erste Ausgangswelle 83 hat in diesem Zustand Drehzahl Null. Durch Hydrostatverstellung von negativer Endstellung bis positiver Endstellung wird die zweite Eingangswelle 12 auf Gleichlauf mit der Antriebswelle gebracht, wodurch Blockumlauf bzw. Synchronlauf aller Teile des Summierungsplanetengetriebes erzielt wird. Nun wird zum Schalten des zweiten Bereiches die Kupplung 92 geschlossen und die Kupplung 91 geöffnet, wodurch innerhalb dieses zweiten Bereiches die aufsummierte hydraulische Leistung über die zweite Abtriebswelle 84 auf die nachgeordnete Getriebeeinheit 206 bei geschlossener Kupplung 67 übertragen wird, wobei der Hydrostat von der positiven Endstellung wiederum auf die negative Endstellung durchgeregelt wird. Zum Schalten des dritten Fahrbereiches wird nun bei Synchronlauf die Kupplung 119a geschlossen und die Kupplung 31 geöffnet. Ein Teil der Leistung fließt nun über die zweite Ausgangswelle 84 und der andere Teil über das mit der Antriebswelle verbundene Glied 136 über zwei Glieder 10 und 68 des nachgeordneten Getriebes 206. Bis Ende des dritten Fahrbereiches wird der Hydrostat wiederum zurückgeführt bis zu seinem positiven Endpunkt, an dem wiederum Gleichlauf aller Glieder des Summierungsplanetengetriebes und der nachgeordneten Planetengetriebeeinheit 206 gegeben ist. Für den vierten Schaltbereich kann nun die Kupplung 35a geschlossen und die Kupplung 119a geöffnet werden. Bei Rückführung des Hydrostatgetriebes bis zu seinem negativen Endpunkt wird nun die aufsummierte hydraulische und mechanische Leistung über die zweite Ausgangswelle 84 des Summierungsplanetengetriebes bei geschlossener Kupplung 92 drehzahlgleich bei blockiertem nachgeordnetem Planetengetriebe 206 auf die Abtriebswelle 2 übertragen.

Der vierte Bereich ist alternativ auch in einer anderen Schaltart fahrbar, nämlich daß die im dritten Fahrbereich geschaltete Kupplung 119a geschlossen bleibt, wobei aber die zweite Ausgangswelle 84 durch Schließen der Kupplung 92 mit der Eingangswelle 10 des nachgeordneten Getriebes 206, 606 gekoppelt ist. Die Kupplung 36a ist hierbei geöffnet, so daß das nachgeordnete Schaltgetriebe, wie im dritten Schaltbereich, als Überlagerungsgetriebe arbeiten kann. Die Leistung fließt hierbei über einen Steg 68 bzw. 33 und das Sonnenrad 69 bzw. 32 des nachgeordneten Getriebes 206 bzw. 606, Fig. 8 bzw. 17a.

Der Rückwärtsbereich wird wie der erste und der zweite Vorwärtsfahrbereich über wechselweise Leistungsführung über die erste Ausgangswelle 83 und die zweite Ausgangswelle 84 betrieben, wobei eine Drehrichtungsumkehrung, wie an anderen Stellen bereits beschrieben, durch Schließen einer Rückwärtskupplung 67 erfolgt.

Bezugszeichen:

  1 Antriebswelle
  2 Abtriebswelle
  3 Hydrostat
  4 Summierungsplanetengetr.
  5 2. Planetengetriebeeinheit
  6 3. Planetengetriebeeinheit
  7 Steg
  8 Hohlrad
  9 Hohlrad
10 Kupplungswelle bzw. Ausgangswelle
11 1. Welle des Summierungsplanetengetriebes
12 2. Welle des Summierungsplanetengetriebes
13 3. Welle des Summierungsplanetengetriebes
14 4. Welle des Summierungsplanetengetriebes
15 3. Welle innenliegend
16 Steg
17 Sonnenrad
19 Kupplung
20 Gehäuse
21 1. Kupplungspaket
22 2. Kupplungspaket
23 Kupplung
24 Kupplung
25 Kupplungsglied
26 Kupplungsglied
27 Kupplung
28 Steg
29 Sonnenrad
30 Hohlrad
31 Kupplung
32 Sonnenrad
33 Steg
34 Hohlrad
35 Kupplung
36 Kupplungsglied
37 Kupplung
38 Planetenrad
39 Planetenrad
40 Steg
41 Hohlrad
42 Hohlrad
43 Planetenrad
44 Planetenrad
45 Sonnenrad
46 Hohlrad
47 Kupplung
48 Kupplung
49 Kupplung
50 Stegwelle = 3. Welle
51 Sonnenrad
52 Hohlrad
53 Planetenrad
54 Planetenrad
55 Welle
56 Welle
57 Kupplung
58 Kupplung
59 Kupplung
60 Kupplung
61 Steg
62 Hohlrad
63 Hohlrad
64 Sonnenrad
65 Sonnenrad
66 Steg
67 Kupplung
68 Steg
69 Sonnenrad
70 Kupplungspaket
71 Kupplungspaket
72 Hohlrad
73 Kupplungsglied
74 Kupplungsglied
75 Stirnradstufe
76 Stirnradstufe
77 Stirnradstufe
78 Zapfwelle/Antriebswelle
79
80
81 Hohlrad
82 Sonnenrad
83 3. Welle des Summierungsplanetengetriebes 404 = 1. Ausgangswelle
84 4. Welle des Summierungsplanetengetriebes 404 = 2. Ausgangswelle
85 5. Welle des Summierungsplanetengetriebes 404 = 3. Ausgangswelle
86 Planetenrad
87 Planetenrad
88 Stegwelle
89 Hohlrad
90 Sonnenrad
91 Kupplung
92 Kupplung
93 Hohlrad
94 Hohlrad
95 Sonnenrad
96
97 Steg
98 Sonnenrad
99 Planetenrad
100 Planetenrad
101 Planetengetriebesatz
102 Sonnenrad
103 Hohlrad
104
105
106
107 Stegwelle
108 Hohlrad
109 Hohlrad
110 Steg
111 Planetenrad
112 Planetenrad
113 3. Welle des Summierungsplanetengetriebes = 1. Ausgangswelle
114 4. Welle des Summierungsplanetengetriebes = 2. Ausgangswelle
115 Planetengetriebeeinheit
116 Sonnenrad
117 Sonnenrad
118 Hohlrad
119 Kupplung
120 Hohlrad
121 Steg
122 4. Planetengetriebeeinheit
123 Sonnenrad
124 Steg
125 Hohlrad
126 Kupplung
127 Kupplung
128 Planetenrad
129 Planetenrad
130
131 Sonnenrad
132 Hohlrad
133 Steg
134 Sonnenrad
135
136 Welle
137 Kupplungsglied
138 Kupplungsglied (Fig. 11)
139 Kupplungspaket
140 Ausgangswelle
141 Ausgangswelle
142 Ausgangswelle
143 Steg
144 Hohlrad
145 Hohlrad
146 Steg
147 Sonnenrad
148 Hohlrad
149 Steg
150 Hohlrad
151 Kupplung
152 Kupplung
153 Steg
154 Planetenrad
155 Planetenrad
156 Hohlrad
157 Hohlrad
158 Hohlrad
159 Sonnenrad
160 Steg
161 Sonnenrad
162 Steg
163 Hohlrad
164 Hohlrad
165 Hohlrad
166 Planetenrad
167 Planetenrad
168 Sonnenrad
169 Steg
170 Sonnenrad
104 Summierungsplanetengetriebe
204 Summierungsplanetengetriebe
304 Summierungsplanetengetriebe
404 Summierungsplanetengetriebe
504 Summierungsplanetengetriebe
604 Summierungsplanetengetriebe
704 Summierungsplanetengetriebe
804 Summierungsplanetengetriebe
904 Summierungsplanetengetriebe
105 2. Planetengetriebeeinheit
205 2. Planetengetriebeeinheit
305 2. Planetengetriebeeinheit
106 3. Planetengetriebeeinheit
206 3. Planetengetriebeeinheit
305 3. Planetengetriebeeinheit
210 Kupplungswelle
222 Kupplung Fig. 11
223 Kupplung Fig. 11
224 Kupplung Fig. 11
225 Kupplung Fig. 11

Claims

1. Hydrostatisch-mechanisches Verzweigungsgetriebe für Kraftfahrzeuge mit einer ersten Hydrostateinheit (A) verstellbaren Volumens und einer zweiten Hydrostateinheit (B), vorzugsweise konstanten Volumens, mit einem Summierungsplanetengetriebe zum Aufsummieren der hydraulischen und mechanischen Leistung, wobei die erste Welle (11) des Summierungsplanetengetriebes ständig mit der Antriebswelle und einer ersten Hydrostateinheit (A) verbunden ist, die zweite Welle (12) des Summierungsplanetengetriebes ständig mit der zweiten Hydrostateinheit (B) verbunden ist und die dritte Welle (83), vierte Welle (84) und gegebenenfalls weitere Wellen des Summierungsplanetengetriebes Ausgangswellen sind und mit der Abtriebswelle (2) mittelbar oder unmittelbar wechselweise verbindbar sind und daß dem Summierungsplanetengetriebe eine weitere Getriebeeinheit zugeordnet ist, daß das Summierungsplanetengetriebe vierwellig ausgebildet ist und zwei Eingangswellen (11, 12) und zwei Ausgangswellen (83, 84) besitzt, wobei die erste Ausgangswelle (83) und die zweite Ausgangswelle (84) mit einer Kupplungswelle (10) und einer nachgeordneten Getriebeeinheit (206; 306; 606) wechselweise in einem ersten und zweiten Fahrbereich verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß für einen oder mehrere Fahrbereiche die erste oder zweite Ausgangswelle (83; 84) des Summierungsplanetengetriebes und die Antriebswelle (1, 11) mit jeweils einer Eingangswelle (68, 10) der nachgeordneten Getriebeeinheit (206; 306; 606) verbindbar sind und daß das Summierungsplanetengetriebe (604; 404) aus einem an sich bekannten Planetengetriebe mit auf einer Stegwelle (88) angeordneten ineinandergreifenden ersten Planetenrädern (86; 86a) und zweiten Planetenrädern (87; 87a) besteht.

2. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Summierungsplanetengetriebe (404) eine freie Stegwelle (88) besitzt, auf der ineinandergreifende erste Planetenräder (86) und zweite Planetenräder (87) angeordnet sind, wobei die erste Eingangswelle (11) über ein Hohlrad (81) mit den ersten Planetenrädern (86) kämmt, daß die zweite Eingangswelle (12) über ein Sonnenrad (82) ebenfalls mit ersten Planetenrädern (86) in Triebverbindung steht, daß die erste Ausgangswelle (83) des Summierungsplanetengetriebes mit einem in zweite Planetenräder (87) eingreifenden Hohlrad gekoppelt ist und daß die zweite Ausgangswelle (84) über ein ebenfalls mit zweiten Hohlrädern (87) kämmenden Sonnenrad (90) verbunden ist (Fig. 11a).

3. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Eingangswelle (11) des Summierungsplanetengetriebes (604) mit einer Stegwelle (88) verbunden ist, auf der ineinandergreifende erste Planetenräder (86a) und zweite Planetenräder (87a) gelagert sind, daß die zweite Eingangswelle (12) mit einem in erste Planetenräder (86a) eingreifenden Sonnenrad gekoppelt ist, daß die erste Ausgangswelle (83) über ein Hohlrad (108) in zweite Planetenräder (87a) greift und daß die zweite Ausgangswelle (84) über ein Hohlrad (89a) mit den ersten Planetenrädern (86a) kämmt (Fig. 11b).

4. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die für den ersten Fahrbereich geschlossene Kupplung (91) über der im zweiten Fahrbereich geschlossenen Kupplung (92) angeordnet ist.

5. Verzweigungsgetriebe nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Überbrückungskupplung (35a) zum Überbrücken bzw. Blockschalten des nachgeordneten Schaltgetriebes (206; 306; 606) als innenliegende Kupplung und die die Antriebswelle (1, 11) mit dem nachgeordneten Getriebe verbindende Kupplung (119a) darüber angeordnet ist und daß beide Kupplungen (35a und 119a) ein gemeinsames Kupplungspaket bilden (Fig. 11a, 11b).