ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Leistungsstrang für eine Arbeitsmaschine Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Leistungsstrang für eine Arbeitsma- schine sowie auf eine Arbeitsmaschine. Stand der Technik Durch hydraulisch leistungsverzweigte Getriebe kann stufenlos eine große Überset- zung bereitgestellt werden, um sowohl eine Antriebsleistung als auch Zapfleistung anforderungsgerecht bei Arbeitsmaschinen bereitstellen zu können. Durch eine Elektrifizierung kann eine Effizienz und alternativ oder zusätzlich eine Flexibilität nochmals gesteigert werden. Allerdings ist eine Leistungsdichte von Elektromaschi- nen deutlich geringer als von hydraulischen Maschinen. Entsprechend kann der Bau- raumbedarf hoch sein. In der DE 102020215219 A1 ist ein integriertes Getriebe mit einer stufenlos variab- len Leistungsquelle beschrieben. Jeweilige Elektromaschinen dieser stufenlos variab- len Leistungsquelle stehen dabei von einer Variatoranordnung axial vor. In der DE 102020209003 A1 wird ein Antriebsstrang mit einer Getriebebaugruppe mit integrierter stufenlos variabler Leistungsquelle beschrieben. Jeweilige Elektroma- schinen stehen dabei von einer Planetenbaugruppe axial vor. Darstellung der Erfindung Die Erfindung betrifft einen Leistungsstrang für eine Arbeitsmaschine. Ein Leistungs- strang kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, eine Antriebsleistung und alterna- tiv oder zusätzlich eine Arbeitsleistung bereitzustellen. Der Leistungsstrang kann also einen Fahrantrieb der Arbeitsmaschine ausbilden und beispielsweise Anbaugeräte
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 und eine Zapfwelle antreiben. Eine Arbeitsmaschine kann beispielsweise als Land- maschine oder Baumaschine ausgebildet sein. Eine Arbeitsmaschine kann eine Art Fahrzeug sein. Der Leistungsstrang weist einen Verbrennungsmotor mit einer Verbrennungsmotor- welle auf. Ein Verbrennungsmotor kann beispielsweise chemische Energie, beispiels- weise in der Form von Kraftstoff, durch einen Verbrennungsprozess in mechanische Energie umwandeln. Durch den Verbrennungsmotor kann ein Drehmoment an der Verbrennungsmotorwelle bereitgestellt werden. Die Verbrennungsmotorwelle kann beispielsweise permanent drehfest mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden sein oder durch diese ausgebildet sein. Der Leistungsstrang weist ein elektrisch leistungsverzweigtes Getriebe mit einer Pla- netenbaugruppe, einer ersten Elektromaschine und einer zweiten Elektromaschine auf. Das Getriebe kann zum Bereitstellen verschiedener Fahrbereiche ausgebildet sein. Das Getriebe kann zur Verwendung in einer Arbeitsmaschine ausgebildet sein. Bei einem stufenlosen Getriebe ist die Übersetzung stufenlos einstellbar. Bei der Leistungsverzweigung handelt es sich beispielsweise um eine elektro-mechanische Leistungsverzweigung. Das Getriebe umfasst einen Antrieb, an dem die zu überset- zende Größe in das Getriebe eingespeist werden kann. Der Antrieb wird beispiels- weise durch eine oder mehrere Wellen der Planetenbaugruppe gebildet. Die zu über- setzende Größe kann beispielsweise ein Drehmoment sein. Ebenso umfasst das Ge- triebe einen Abtrieb, an dem die durch das Getriebe übersetzte Größe ausgegeben werden kann. An dem Abtrieb kann beispielsweise ein Drehmoment für einen Fahr- antrieb bereitgestellt werden. Der Abtrieb kann beispielsweise durch eine Welle der Planetenbaugruppe gebildet sein. Die Planetenbaugruppe kann beispielsweise ein oder mehrere Planetenradsätze auf- weisen. Zudem kann die Planetenbaugruppe zusätzlich ein oder mehrere Schaltele- mente aufweisen. Die Planetenbaugruppe kann dazu ausgebildet sein, die jeweiligen unterschiedlichen Fahrbereiche des Getriebes in einer Drehrichtung bereitzustellen.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Die Planetenbaugruppe weist wenigstens einen Fahrbereich auf. Die Planetenbau- gruppe kann eine zentrale Drehachse aufweisen, zu der die jeweiligen Planetenrads- ätze und deren jeweilige Drehelemente koaxial angeordnet sind. Eine Elektromaschine kann dazu ausgebildet sein, elektrische Energie in mechani- sche Energie umzuwandeln. Dadurch kann ein Drehmoment an einer Motorwelle der Elektromaschine bereitgestellt werden. Optional kann eine Elektromaschine auch mechanische Energie in elektrische Energie umwandeln, beispielsweise zur Rekupe- ration. Eine Elektromaschine kann beispielsweise als Synchronmotor oder Asyn- chronmotor ausgebildet sein. Die erste Elektromaschine weist eine erste Motorwelle und die zweite Elektromaschine eine zweite Motorwelle auf. Die Begriffe erste und zweite dienen dabei lediglich zur Zuordnung und jede Elektromaschine weist bei- spielsweise lediglich nur eine einzige Motorwelle auf. Durch den Umwandlungspro- zess kann ein Drehmoment an der Motorwelle durch die jeweilige Elektromaschine bereitgestellt werden. Die Motorwelle einer Elektromaschine kann beispielsweise per- manent drehfest mit einem Rotor der Elektromaschine verbunden sein oder durch diesen ausgebildet sein. Die Planetenbaugruppe weist eine erste Eingangswelle und eine zweite Eingangs- welle auf. Dadurch kann eine Leistungsverzweigung ermöglicht werden. Beispiels- weise kann von dem Verbrennungsmotor und einer der beiden Elektromaschinen ein Drehmoment an eine der beiden Eingangswellen übertragen werden und durch die andere Elektromaschine an die andere der beiden Eingangswellen. Die Eingangs- wellen können beispielsweise durch zwei unterschiedliche Drehelemente eines Pla- netenradsatzes der Planetenbaugruppe gebildet werden. Ein Drehelement eines Pla- netenradsatzes kann beispielsweise ein Sonnenrad, ein Planetenträger oder ein Hohlrad sein. Die Planetenbaugruppe weist eine Ausgangswelle auf. Die Ausgangs- welle kann beispielsweise durch ein weiteres Drehelement eines Planetenradsatzes der Planetenbaugruppe gebildet sein. Die Planetenbaugruppe ist dazu ausgebildet, schaltbar unterschiedliche Fahrbereiche auszubilden. Dafür kann die Planetenbau- gruppe unterschiedliche Schaltelemente, wie formschlüssige oder reibschlüssige Kupplungen, aufweisen. Durch die Betätigung der unterschiedlichen Schaltelemente
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 können beispielsweise unterschiedliche Drehelemente der Planetenbaugruppe mitei- nander drehfest verbunden werden, um so eine unterschiedliche Übersetzung zwi- schen den Eingangswellen und der Ausgangswelle bereitzustellen. Die Planetenbaugruppe weist ein erstes axiales Ende und ein zweites gegenüberlie- gendes axiales Ende auf. Eine axiale Richtung kann durch eine zentrale Drehachse definiert sein. Die axiale Richtung der Planetenbaugruppe kann deren Längserstre- ckung entsprechen. Das erste axiale Ende kann einem eingangsseitigen Ende eines eingangsseitigsten Planetenradsatzes der Planetenbaugruppe entsprechen, da hier- über auch eine Getriebegehäusegröße vorgegeben sein kann. Insofern entspricht dann das erste axiale Ende beispielsweise einer seitlichen Wand eines Sonnenrads, eines Planetenträgers oder eines Hohlrads. Jeweilige damit verbundene oder einstü- ckig ausgebildete Wellen können sich dagegen axial über das erste Ende hinaus er- strecken. Das erste axiale Ende kann aber beispielsweise auch einem äußersten Ende einer der beiden Eingangswellen entsprechen. Das zweite axiale Ende kann ei- nem ausgangsseitigen Ende eines ausgangsseitigsten Planetenradsatzes der Plane- tenbaugruppe entsprechen, da hierüber auch eine Getriebegehäusegröße vorgege- ben sein kann. Insofern entspricht dann das zweite axiale Ende beispielsweise einer seitlichen Wand eines Sonnenrads, eines Planetenträgers oder eines Hohlrads. Je- weilige damit verbundene oder einstückig ausgebildete Wellen können sich dagegen axial über das zweite Ende hinaus erstrecken. Das zweite axiale Ende kann aber bei- spielsweise auch einem äußersten Ende der Ausgangswelle entsprechen. Alternativ kann ein axiales Ende auch durch ein Schaltelement der Planetenbaugruppe gebildet sein, wozu auch Bremsen gehören können. Die Planetenbaugruppe ist dazu ausgebildet, Drehmomente von der ersten Elektro- maschine, der zweiten Elektromaschine und dem Verbrennungsmotor an die Aus- gangswelle zu übertragen. Für die Drehmomentübertragung kann es erforderlich sein, dass einige Schaltelemente des Leistungsstrangs geschlossen sind. Beispiels- weise kann die Verbrennungsmotorwelle, die erste Motorwelle und die zweite Motor- welle jeweils mit einer der beiden Eingangswellen mechanisch wirkverbunden oder wirkverbindbar sein.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Die erste Motorwelle und die zweite Motorwelle sind achsparallel versetzt zu der Pla- netenbaugruppe und der Verbrennungsmotorwelle angeordnet. Die beiden Motorwel- len sind also parallel aber nicht koaxial zu der Planetenbaugruppe und der Verbren- nungsmotorwelle angeordnet. Die Planetenbaugruppe und die Verbrennungsmotor- welle sind achsparallel versetzt zueinander angeordnet. Die Planetenbaugruppe und die Verbrennungsmotorwelle sind also parallel aber nicht koaxial zueinander ange- ordnet. Dadurch kann sich eine axial und radial kompakte Bauweise ergeben. Die beiden Motorwellen können sowohl koaxial als auch nicht koaxial angeordnet sein. Wenigstens eine der beiden Elektromaschinen ist axial zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende der Planetenbaugruppe angeordnet. Dadurch kann sich eine besonders kompakte Bauweise ergeben. Zudem kann so das Ge- triebe besonders einfach gestaltet sein. Beispielsweise steht so mindestens eine der beiden Elektromaschinen nicht von der Planetenbaugruppe axial vor. Beispielsweise können auch beide Elektromaschinen axial zwischen dem ersten axialen Ende und dem zweiten axialen Ende der Planetenbaugruppe angeordnet sein. Alternativ kann auch die andere der beiden Elektromaschinen wenigstens axial bereichsweise über- lappend mit der Planetenbaugruppe angeordnet sein, insbesondere wenn beide Elektromaschinen koaxial zueinander angeordnet sind. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass die Verbren- nungsmotorwelle mit der ersten Eingangswelle mechanisch wirkverbindbar ist. Bei- spielsweise kann die Verbrennungsmotorwelle mit der ersten Eingangswelle mecha- nisch wirkverbunden sein. Die erste Motorwelle kann mit der ersten Eingangswelle mechanisch wirkverbindbar sein. Beispielsweise kann die erste Motorwelle mit der ersten Eingangswelle mechanisch wirkverbunden sein. Die zweite Motorwelle kann mit der zweiten Eingangswelle mechanisch wirkverbindbar sein. Beispielsweise kann die zweite Motorwelle mit der zweiten Eingangswelle mechanisch wirkverbunden sein. Es ergibt sich eine einfache Gestaltung. Die erste Motorwelle kann beispiels- weise mit der Verbrennungsmotorwelle mechanisch wirkverbunden sein. Die erste Motorwelle kann beispielsweise mit einer Zapfwelle mechanisch wirkverbunden sein. Die Zapfwelle kann mit der Verbrennungsmotorwelle koaxial angeordnet sein. Die Zapfwelle kann mit der Verbrennungsmotorwelle permanent drehfest verbunden sein
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 oder schaltbar drehfest mit der Verbrennungsmotorwelle verbindbar sein. Die Wirk- verbindung kann auch über eine Fahrrichtungswechselbaugruppe herstellbar sein. Die Wirkverbindung kann aber auch dauerhaft bestehen und keine Betätigung eines Schaltelements erfordern. Unter einer permanent drehfesten Verbindung zweier Elemente wird eine Verbindung verstanden, bei welcher die beiden Elemente zu allen bestimmungsgemäßen Zustän- den des Getriebes im Wesentlichen starr miteinander gekoppelt sind. Die Elemente können dabei als drehfest miteinander verbundene Einzelkomponenten oder auch einstückig vorliegen. Die Verbindung kann auch über einen dazwischen angeordne- ten Torsionsdämpfer gebildet sein. Sind zwei Elemente hingegen mechanisch wirk- verbunden, so sind diese unmittelbar oder mittelbar derart miteinander gekoppelt, dass eine Bewegung des einen Elements eine Reaktion des anderen Elements be- wirkt. Zwischen den Elementen können dabei weitere Elemente, beispielsweise eine oder mehrere Stirnradstufen, vorgesehen sein. Sind zwei Elemente miteinander ver- bindbar, können diese Elemente mittels eines Schaltelements, beispielsweise durch dessen Betätigung, wahlweise voneinander getrennt oder miteinander verbunden werden. Ein Schaltelement kann dazu ausgebildet sein, zwei Drehelemente schaltbar drehfest miteinander zu verbinden. Ist ein Schaltelement, beispielsweise eine Kupplung, zwi- schen zwei Elementen des Getriebes vorgesehen, so sind diese Drehelemente nicht permanent drehfest miteinander verbunden, jedoch über das Schaltelement drehfest miteinander verbindbar. Eine drehfeste Verbindung wird erst durch Betätigung oder selbsttätigen Zustandswechsel des zwischenliegenden Schaltelements herbeige- führt. Dabei kann eine Betätigung des Schaltelements bedeuten, dass dieses in ei- nen geschlossenen Zustand überführt wird, sodass die an das Schaltelement unmit- telbar angekoppelten Bauelemente in ihren Drehbewegungen aneinander angegli- chen werden. Ist das betroffene Schaltelement als formschlüssiges Schaltelement ausgebildet, werden die hierüber unmittelbar drehfest miteinander verbundenen Bau- elemente unter gleicher Drehzahl laufen. Ein Beispiel für ein formschlüssiges Schalt- element ist eine Klauenkupplung. Im Falle eines reibschlüssigen Schaltelements kön- nen, auch nach einem Betätigen desselbigen, Drehzahlunterschiede zwischen den
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Bauelementen bestehen. Dieser gewollte oder auch ungewollte Zustand wird im Rah- men der Erfindung dennoch als drehfeste Verbindung der jeweiligen Bauelemente bezeichnet. Bei einer reibschlüssigen Verbindung kann beispielsweise aufgrund ei- nes Schlupfs eine gewisse Drehzahldifferenz zwischen den zwei miteinander verbun- denen Elementen vorliegen. Ein Beispiel für ein reibschlüssiges Schaltelement ist eine Lamellenkupplung. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass der Leis- tungsstrang eine erste Antriebsachse und eine zweite Antriebsachse aufweist. Der Leistungsstrang kann dazu ausgebildet sein, über die Planetenbaugruppe ein Dreh- moment an beide Antriebsachsen zu übertragen. So kann beispielsweise ein Fahran- trieb mit angetriebener Vorderachse und angetriebener Hinterachse bereitgestellt werden. Der Leistungsstrang kann dazu ausgebildet sein, ein Drehmoment von der Aus- gangswelle an die erste Antriebsachse und über ein Kegelritzel an die zweite An- triebsachse zu übertragen. Die Drehmomentübertragung von der Ausgangswelle an die erste Antriebsachse kann beispielsweise über eine Stirnradstufe erfolgen. Durch das Kegelritzel kann sich eine größere Flexibilität bei der Ausnutzung eines Bau- raums und Ausrichtung jeweiliger Achsen ergeben. Das Kegelritzel kann einen Ein- gang eines Kegelradgetriebes bilden. Das Kegelritzel kann beispielsweise abtriebs- seitig zu der Planetenbaugruppe angeordnet sein. Antriebsseitig kann eine Anord- nung im Drehmomentfluss vor einem Bauteil und alternativ oder zusätzlich axial an einer den Eingangswellen der Planetenbaugruppe und alternativ oder zusätzlich dem Verbrennungsmotor zugewandten Seite eines Bauteils bedeuten. Abtriebsseitig kann eine Anordnung im Drehmomentfluss hinter einem Bauteil und alternativ oder zusätz- lich axial an einer den Eingangswellen der Planetenbaugruppe und alternativ oder zusätzlich dem Verbrennungsmotor abgewandten Seite eines Bauteils bedeuten. Das Kegelritzel kann beispielsweise ein Drehmoment an die Hinterachse der Arbeits- maschine übertragen. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass eine Kegel- ritzelwelle koaxial zu der Planetenbaugruppe angeordnet ist. Dadurch kann in einem
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 oberen Teil mehr Bauraum für die Elektromaschinen vorhanden sein. Es kann sich eine reduzierte Planschgefahr bei den Elektromaschinen ergeben. Zudem kann das Getriebe so radial und axial sehr kompakt bauen. Die Kegelritzelwelle kann beispiels- weise eine Welle sein, auf welcher das Kegelritzel befestigt ist. Das Kegelritzel kann mit der Kegelritzelwelle beispielsweise auch einstückig ausgebildet sein. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass eine Kegel- ritzelwelle achsparallel versetzt zu der Planetenbaugruppe angeordnet ist. Dadurch können besonders einfach jeweilige Drehrichtungen der Antriebsachsen aufeinander abgestimmt werden, beispielsweise durch eine zusätzliche Stirnradstufe. Eine Stirn- radstufe kann ein oder mehrere Paare von miteinander kämmenden Stirnrädern auf- weisen. Zudem kann so eine Übersetzung nochmals erhöht oder verringert werden. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass der Leis- tungsstrang eine Zwischenwelle und ein Fahrmodusschaltelement aufweist. Die Be- zeichnung Fahrmodusschaltelement kann der Zuordnung dienen und das Fahrmo- dusschaltelement kann genauso wie andere Schaltelemente ausgebildet sein. Die Verbrennungsmotorwelle kann mittels des Fahrmodusschaltelements mit einer Zwi- schenwelle drehfest verbindbar sein. Die Zwischenwelle kann mit der Zapfwelle per- manent drehfest verbunden sein oder einstückig ausgebildet sein. Die Zwischenwelle kann beispielsweise schaltbar mit der Zapfwelle mechanisch wirkverbindbar oder drehfest verbindbar sein. Die Zapfwelle kann eine Entnahme einer Zapfleistung er- möglichen. Die Zwischenwelle kann mit der ersten Eingangswelle mechanisch wirk- verbunden sein. Dadurch kann der Verbrennungsmotor entkoppelt werden und die Arbeitsmaschine elektrisch angetrieben werden, ohne dass der Verbrennungsmotor geschleppt werden muss. Das Fahrmodusschaltelement kann ein effizientes rein elektrisches Fahren ermöglichen. Sofern die Zwischenwelle mit der Zapfwelle ver- bunden ist, kann so auch eine Zapfleistung effizient rein elektrisch bereitgestellt wer- den. Die erste Motorwelle kann mit der Zwischenwelle mechanisch wirkverbunden sein. Dadurch kann die erste Elektromaschine auch bei entkoppeltem Verbrennungs- motor die Arbeitsmaschine antreiben, beispielsweise gemeinsam mit der zweiten Elektromaschine.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass der Leis- tungsstrang eine Fahrtrichtungswechselbaugruppe aufweist, welche dazu ausgebil- det ist, durch deren Schalten eine Fahrtrichtung wenigstens eines Fahrbereichs des Leistungsstrangs zu wechseln. In jeweiligen Rückwärtsfahrbereichen dreht ein Ab- trieb des Getriebes beispielsweise entgegengesetzt zu einer Drehrichtung in den je- weiligen Vorwärtsfahrbereichen. In den jeweiligen Vorwärtsfahrbereichen kann eine Arbeitsmaschine beispielsweise vorwärtsfahren und in den jeweiligen Rückwärtsfahr- bereichen rückwärtsfahren. Dadurch erhöht sich eine Flexibilität bei der Nutzung der Arbeitsmaschine. Die Fahrtrichtungswechselbaugruppe kann beispielsweise ein ers- tes Fahrschaltelement, ein zweites Fahrschaltelement, eine erste Stirnradstufe und eine zweite Stirnradstufe aufweisen. Alternativ kann die Fahrtrichtungswechselbau- gruppe beispielsweise auch einen schaltbaren Planetenradsatz aufweisen. Je nach- dem, welches der beiden Fahrschaltelemente betätigt wird, wird die Ausgangswelle dann über die erste Stirnradstufe oder die zweite Stirnradstufe mit jeweiligen An- triebsachsen mechanisch wirkverbunden. Alternativ kann beispielsweise, je nachdem welches der beiden Fahrschaltelemente betätigt wird, die Zwischenwelle oder die Verbrennungsmotorwelle über die erste Stirnradstufe oder eine zweite Stirnradstufe mit einer Eingangswelle der Planetenbaugruppe verbunden sein. Die erste Stirnrad- stufe weist beispielsweise eine gerade Anzahl von miteinander kämmenden Stirnrä- dern auf und die zweite Stirnradstufe eine ungerade Anzahl von miteinander käm- menden Stirnrädern. Es ergibt sich so eine Drehrichtungsumkehr bei der Übertra- gung in Abhängigkeit von dem jeweils geschlossenen Fahrschaltelement. Die Be- zeichnung Fahrschaltelement kann der Zuordnung dienen und jeweilige Fahrschalt- elemente können genauso wie andere Schaltelemente ausgebildet sein. Die beiden Fahrschaltelemente können beispielsweise als Doppelschaltelement ausgebildet sein. Die Fahrrichtungswechselbaugruppe kann beispielsweise einen Eingang und einen Ausgang aufweisen, wobei die Fahrrichtungswechselbaugruppe zur Drehmo- mentübertragung dazwischen ausgebildet ist. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass die Fahrt- richtungswechselbaugruppe antriebsseitig zu der Planetenbaugruppe angeordnet ist. Antriebsseitig kann hier auf den Drehmomentfluss bezogen sein. Beispielsweise
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 kann der Eingang der Fahrtrichtungswechselbaugruppe mit der Zwischenwelle me- chanisch oder permanent drehfest verbunden sein und der Ausgang der Fahrtrich- tungswechselbaugruppe mit einem der beiden Eingangswellen der Planetenbau- gruppe. Die Fahrschaltelemente können so mit weniger Drehmoment beaufschlagt werden, wodurch diese kleiner dimensioniert sein können. Zudem kann die achspa- rallel versetzte Anordnung der Planetenbaugruppe zu der Verbrennungsmotorwelle dazwischen eine Stirnradstufe erfordern, welche so durch die Fahrtrichtungswechsel- baugruppe bereitgestellt werden kann. Dadurch kann der Leistungsstrang besonders wenig Bauteile erfordern. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass die Fahrt- richtungswechselbaugruppe abtriebsseitig zu der Planetenbaugruppe angeordnet ist. Abtriebsseitig kann hier auf den Drehmomentfluss bezogen sein. Beispielsweise kann der Eingang der Fahrtrichtungswechselbaugruppe mit der Ausgangswelle der Planetenbaugruppe mechanisch oder permanent drehfest verbunden sein und der Ausgang der Fahrtrichtungswechselbaugruppe mit jeweiligen Antriebsachsen. Diese Anordnung der Fahrtrichtungswechselbaugruppe kann ein Powerreversieren ermögli- chen. Powerreversieren kann ein Wechsel von einer Fahrtrichtung in eine andere Fahrtrichtung sein, ohne dass dabei die Planetenbaugruppe oder einer der beiden Elektromotoren auf niedriger Drehzahl oder zum Stillstand gebracht wird. Diese An- ordnung der Fahrtrichtungswechselbaugruppe kann beispielsweise ein Lastschalten der Fahrtrichtungswechselbaugruppe vereinfachen oder ermöglichen. Zudem kann die Fahrtrichtungswechselbaugruppe so Stöße von den Antriebsachsen dämpfen und somit die Planetenbaugruppe schützen. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass jeweilige Fahrschaltelemente der Fahrtrichtungswechselbaugruppe koaxial mit der Planeten- baugruppe angeordnet sind. Beispielsweise können die Fahrschaltelemente an einer zentralen Welle der Planetenbaugruppe gelagert sein. Die Fahrtrichtungswechsel- baugruppe kann so einfach und kompakt in dem Leistungsstrang integriert werden.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass jeweilige Fahrschaltelemente der Fahrtrichtungswechselbaugruppe koaxial mit der Verbren- nungsmotorwelle angeordnet sind. Beispielsweise können die Fahrschaltelemente an der Zwischenwelle oder Verbrennungsmotorwelle gelagert sein. Die Fahrtrichtungs- wechselbaugruppe kann so einfach und kompakt in dem Leistungsstrang integriert werden. Zudem werden die Fahrschaltelemente so mit einem besonders geringen Drehmoment beaufschlagt. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass die Fahrt- richtungswechselbaugruppe ein erstes Fahrschaltelement und ein zweites Fahr- schaltelement aufweist. Der Leistungsstrang kann dazu ausgebildet sein, bei ge- schlossenem ersten Fahrschaltelement eine Vorwärtsfahrtrichtung bereitzustellen und bei geschlossenem zweiten Fahrschaltelement eine Rückwärtsfahrtrichtung be- reitzustellen. Jeweils das andere Fahrschaltelement kann je nach gewünschter Fahrt- richtung offen sein. Das erste Fahrschaltelement kann antriebsseitig zu dem zweiten Fahrschaltelement angeordnet sein. Beispielsweise kann das erste Fahrschaltele- ment im Drehmomentfluss näher an der Planetenbaugruppe als das zweite Fahr- schaltelement angeordnet sein. Es kann sich eine kompaktere Konstruktion ergeben, da üblicherweise Rückwärts langsamer über die Lebenszeit weniger gefahren wird als Vorwärts und beispielsweise die mit dem zweiten Fahrschaltelement zur Drehmo- mentübertragung selektierbare Stirnradstufe der Fahrtrichtungswechselbaugruppe deswegen kleinere Stirnradradien hat. Damit kann die Welle, auf welcher die Fahr- schaltelemente gelagert sind, im Bereich des zweiten Fahrschaltelements dünner ge- staltet sein als im Bereich des ersten Fahrschaltelements. Es kann sich eine beson- ders lastgerechte Konstruktion ergeben. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine so angeordnet sind, dass sich de- ren Durchmesser wenigstens bereichsweise überlappen. Die beiden Elektromaschi- nen können wenigstens teilweise im gleichen Radialbereich angeordnet sein. Bei- spielsweise kann die erste Motorwelle koaxial zu der zweiten Motorwelle angeordnet
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 sein oder nur geringfügig zu dieser versetzt angeordnet sein. Die beiden Elektroma- schinen können dann axial nebeneinander angeordnet sein. Ein radialer Bauraumbe- darf kann so besonders gering sein und eine Planschgefahr ebenfalls. Alternativ können die erste Elektromaschine und die zweite Elektromaschine so an- geordnet sind, dass sich deren Durchmesser nicht überlappen. Das kann eine Anord- nung der beiden Elektromaschinen mit wenigstens teilweiser axialer Überlappung, also wenigstens teilweise in einem gleichen Axialbereich, ermöglichen. Der Leis- tungsstrang kann so axial besonders kompakt sein. In einer Ausführungsform des Leistungsstrangs ist es vorgesehen, dass die Plane- tenbaugruppe einen ersten Planetenradsatz mit einem ersten Sonnenrad, einem ers- ten Planetenträger und einem ersten Hohlrad aufweist. Zudem kann die Planeten- baugruppe einen zweiten Planetenradsatz mit einem zweiten Sonnenrad, einem zweiten Planetenträger und einem zweiten Hohlrad aufweisen. Zudem kann die Pla- netenbaugruppe einen dritten Planetenradsatz mit einem dritten Sonnenrad, einem dritten Planetenträger und einem dritten Hohlrad aufweisen. Zudem kann die Plane- tenbaugruppe einen vierten Planetenradsatz mit einem vierten Sonnenrad, einem vierten Planetenträger und einem vierten Hohlrad aufweisen. Die Planetenbaugruppe kann ein erstes Schaltelement, ein zweites Schaltelement, ein drittes Schaltelement, ein viertes Schaltelement und eine Bremse aufweisen. Die Planetenbaugruppe kann frei von weiteren Drehelementen und Schaltelementen sein. Eine Bremse kann ein Schaltelement sein, welches ein Drehelement an einem stationären Bauteil festset- zen kann. Alle Drehelemente der Planetenbaugruppe und alternativ oder zusätzlich alle Schaltelemente können koaxial angeordnet sein. Drehelemente können die je- weiligen Sonnenräder, Planetenträger und Hohlräder sein. An jedem Planetenträger können ein oder mehrere Planetenräder drehbar gelagert sein, welche jeweils mit dem Sonnenrad und dem Hohlrad des zugeordneten Planetenradsatzes kämmen. Die jeweiligen Planetenradsätze können beispielsweise als Minus-Planetenradsätze oder Plus-Planetenradsätze ausgebildet sein. Die Minus-Planetenradsätze sind bei- spielsweise als Einzelplanetenradsätze ausgebildet. Jeder Planetenradsatz kann drei
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Drehelemente, nämlich ein Sonnenrad, einen Planetenträger und ein Hohlrad, auf- weisen. Ein Minus-Planetenradsatz hat eine negative Standübersetzung. Im Ver- gleich hierzu hat ein Plus-Planetenradsatz eine positive Standübersetzung. Die Standübersetzung beschreibt ein Drehzahlverhältnis des Sonnenrads und des Hohl- rads bei festgehaltenem Planetenträger. Bei dem Minus-Planetenradsatz drehen diese beiden Drehelemente dann in entgegengesetzter Richtung. Je nach Bauweise kann ein Radsatz ein oder mehrere Sätze von Planetenrädern aufweisen. Jeweilige Planetenräder eines Satzes von Planetenrädern können identisch ausgebildet sein. Bei Minus-Planetenradsätzen ist ein Satz von Planetenrädern üblicherweise ausrei- chend, wodurch sich Kosten- und Reibungsvorteile ergeben können. Jeweilige Pla- netenräder eines Planetenradsatzes können mit dessen Hohlrad und dessen Son- nenrad kämmen. Dies ist die übliche Konfiguration bei Minus-Planetenradsätzen. So- fern mehrere Sätze von Planetenrädern vorgesehen sind, können jeweils auch nur die Planetenräder eines Satzes mit dem Sonnenrad und die Planetenräder eines an- deren Satzes mit dem Hohlrad kämmen. Jeweilige Planetenräder der zwei Planeten- radsätze können dann paarweise miteinander kämmen. Dies ist die übliche Konfigu- ration bei Plus-Planetenradsätzen. Hierdurch kann bei Plus-Planetenradsätzen zu- sätzlich Reibung entstehen aber eine größere Übersetzung ermöglicht werden. Das erste Hohlrad kann die erste Eingangswelle der Planetenbaugruppe bilden. Das erste Sonnenrad kann die zweite Eingangswelle der Planetenbaugruppe bilden. Der vierte Planetenträger kann die Ausgangswelle der Planetenbaugruppe bilden. Der erste Planetenträger kann mit dem zweiten Hohlrad permanent drehfest verbunden sein. Das erste Hohlrad kann mit dem zweiten Planetenträger permanent drehfest verbunden sein. Das zweite Sonnenrad kann mit dem dritten Sonnenrad permanent drehfest verbunden sein. Das zweite Hohlrad kann mit dem dritten Planetenträger permanent drehfest verbunden sein. Das dritte Sonnenrad kann mittels des zweiten Schaltelements mit dem vierten Sonnenrad drehfest verbindbar sein. Der dritte Pla- netenträger kann mittels des dritten Schaltelements mit dem vierten Planetenträger drehfest verbindbar sein. Das dritte Hohlrad kann mittels des ersten Schaltelements mit dem vierten Sonnenrad drehfest verbindbar sein. Der vierte Planetenradsatz kann mittels des vierten Schaltelements verblockbar sein. Bei einer Verblockung ei-
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 nes Planetenradsatzes werden zwei Drehelemente dieses Planetenradsatzes dreh- fest miteinander verbunden. Dadurch kann eine Übersetzung des verblockten Plane- tenradsatzes eins betragen. Bei einem verblockten Planetenradsatz können dessen drei Drehelemente beispielsweise alle mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit rotie- ren. Zum Verblocken des vierten Planetenradsatzes kann beispielsweise das vierte Sonnenrad und der vierte Planetenträger mittels des vierten Schaltelements mitei- nander drehfest verbunden werden. Das vierte Hohlrad kann mittels der Bremse an einem stationären Bauteil des Leistungsstrangs festsetzbar sein. Das stationäre Bau- teil kann beispielsweise ein Teil eines Getriebegehäuses sein. Es kann sich ein kom- paktes und effizientes Getriebe ergeben, welches beispielsweise vier Übersetzungen bereitstellen kann. Dadurch ist diese Planetenbaugruppe besonders geeignet mit der Anordnung der übrigen Komponenten, wie oben beschrieben, kombiniert zu werden, um einen kompakten und effizienten Leistungsstrang mit elektrischer Leistungsver- zweigung bereitzustellen. Die Nummerierung der Drehelemente und der Planetenradsätze kann dabei lediglich der Zuordnung dienen. Insofern können erste Drehelemente Teil des ersten Plane- tenradsatzes und zweite Drehelemente Teil des zweiten Planetenradsatzes sein. Bei- spielsweise kann der dritte Planetenradsatz auch nur ein einziges Sonnenrad, einen einzigen Planetenträger und ein einziges Hohlrad aufweisen. Jeweilige hier beschrie- bene Planetenradsätze können frei von zusätzlichen, nicht beschriebenen Elementen sein. Die Planetenbaugruppe kann frei von zusätzlichen, nicht beschriebenen Ele- menten sein. Das Getriebe kann frei von zusätzlichen, nicht beschriebenen Planeten- radsätzen, Schaltelementen und Bremsen sein. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine weist einen Leistungsstrang gemäß dem ersten Aspekt auf. Jeweilige weitere Merk- male, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen. Die Arbeitsmaschine kann eine Steuervorrichtung für den Leistungs- strang aufweisen, wobei diese Steuervorrichtung auch Teil des Leistungsstrangs sein kann. Die Arbeitsmaschine kann jeweilige Räder oder Ketten aufweisen, welche von den Antriebsachsen angetrieben werden. Die Arbeitsmaschine kann einen elektri- schen Energiespeicher, wie eine Batterie, und alternativ oder zusätzlich auch einen
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Anschluss für eine externe Energieversorgung, aufweisen. Die Arbeitsmaschine kann einen Tank für einen Kraftstoff aufweisen. Die Arbeitsmaschine kann zusätzliche elektrische Verbraucher, wie ein elektrifiziertes Anbaugerät, aufweisen. Die Arbeits- maschine kann zusätzliche Elektromaschinen aufweisen, beispielsweise im Getriebe oder auch zum Betätigen jeweiliger Teile der Arbeitsmaschine. Kurze Beschreibung der Figuren Fig.1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine erste Ausführungsform eines Leis- tungsstrangs einer Arbeitsmaschine. Fig.2 veranschaulicht in einer schematischen axialen Draufsicht eine räumliche An- ordnung der Hauptkomponenten des Leistungsstrangs gemäß Fig.1. Fig.3 zeigt in einer schematischen Ansicht eine zweite Ausführungsform eines Leis- tungsstrangs einer Arbeitsmaschine. Fig.4 zeigt in einer schematischen Ansicht eine dritte Ausführungsform eines Leis- tungsstrangs einer Arbeitsmaschine. Fig.5 zeigt in einer schematischen Ansicht eine vierte Ausführungsform eines Leis- tungsstrangs einer Arbeitsmaschine. Fig.6 zeigt in einer schematischen Ansicht eine fünfte Ausführungsform eines Leis- tungsstrangs einer Arbeitsmaschine. Fig.7 veranschaulicht in einer schematischen axialen Draufsicht eine räumliche An- ordnung der Hauptkomponenten des Leistungsstrangs gemäß Fig.6. Fig.8 zeigt in einer schematischen Ansicht eine sechste Ausführungsform eines Leistungsstrangs einer Arbeitsmaschine.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Fig.9 zeigt in einer schematischen Ansicht eine siebte Ausführungsform eines Leis- tungsstrangs einer Arbeitsmaschine. Fig.10 veranschaulicht in einer schematischen axialen Draufsicht eine räumliche An- ordnung der Hauptkomponenten des Leistungsstrangs gemäß Fig.9. Fig.11 zeigt in einer schematischen Ansicht eine achte Ausführungsform eines Leis- tungsstrangs einer Arbeitsmaschine. Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen Fig.1 veranschaulicht in einer schematischen Ansicht eine erste Ausführungsform eines Leistungsstrangs 10 für eine Arbeitsmaschine. Der Leistungsstrang weist einen Verbrennungsmotor 12 mit einer Verbrennungsmotorwelle 14 auf. Die Verbrennungs- motorwelle 14 ist über einen Torsionsdämpfer 16 permanent drehfest mit einer koa- xial angeordneten Zwischenwelle 18 verbunden. Die Zwischenwelle 18 kann in einer Ausführungsform eine Zapfwelle ausbilden und in einer anderen Ausführungsform mit einer Zapfwelle verbindbar sein. Der Torsionsdämpfer 16 erlaubt eine geringfü- gige temporäre Abweichung im Verdrehwinkel, wobei aber insgesamt die Drehung vollständig übertragen wird und insgesamt eine Drehzahl zwischen durch den Torsi- onsdämpfer 16 verbundenen Wellen gleich ist. Weiterhin weist der Leistungs- strang 10 ein elektrisch leistungsverzweigtes Getriebe 30 mit einer Planetenbau- gruppe 32, einer ersten Elektromaschine 20 mit einer ersten Motorwelle 22 und einer zweiten Elektromaschine 24 mit einer zweiten Motorwelle 26 auf. Die erste Motorwelle 22 ist über eine doppelstufige Stirnradstufe 28 mit der Zwi- schenwelle 18 mechanisch wirkverbunden. Die zwei Stufen der doppelstufigen Stirn- radstufe 28 sind dabei axial versetzt und teilen sich kein Stirnrad, was auch als Stirn- radkette bezeichnet wird. Die Zwischenwelle 18 ist über eine Stirnradstufe 34 mit ei- ner ersten Eingangswelle 36 der Planetenbaugruppe 32 mechanisch wirkverbunden. Die zweite Motorwelle 26 ist über eine zweistufige Stirnradstufe 40 mit einer zweiten Eingangswelle 38 der Planetenbaugruppe 32 mechanisch wirkverbunden. Die zwei
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Stufen der zweistufigen Stirnradstufe 40 teilen sich dabei ein mittleres Stirnrad, wel- ches sowohl mit einem eingangsseitigen Stirnrad als auch einem ausgangsseitigen Stirnrad kämmt. Die Planetenbaugruppe 32 ist dazu ausgebildet, Drehmomente von der ersten Elekt- romaschine 20 und dem Verbrennungsmotor 12, eingeleitet an der ersten Eingangs- welle 36, an eine Ausgangswelle 48 der Planetenbaugruppe 32 zu übertragen. Die Planetenbaugruppe 32 ist dazu ausgebildet, auch Drehmomente von der zweiten Elektromaschine 24, eingeleitet an der zweiten Eingangswelle 38, an die Ausgangs- welle 48 der Planetenbaugruppe 32 zu übertragen. Die Planetenbaugruppe 32 ist dazu ausgebildet, schaltbar unterschiedliche Fahrbereiche bereitzustellen. Die Ausgangswelle 48 ist über eine Stirnradstufe 50 mit einer Abtriebswelle 52 me- chanisch wirkverbunden. An der Abtriebswelle 52 ist ein Stirnrad 54 drehfest befes- tigt, durch welches ein anliegendes Drehmoment an eine erste Antriebsachse über- tragen werden kann, wobei die erste Antriebsachse als Vorderachse ausgebildet ist. In einer Ausführungsform ist zwischen dem Stirnrad 54 und der Vorderachse noch ein Schaltelement vorgesehen. An der Abtriebswelle 52 ist ein Kegelritzel 56 drehfest befestigt, durch welches ein anliegendes Drehmoment an eine zweite Antriebsachse übertragen wird, wobei die zweite Antriebsachse als Hinterachse ausgebildet ist. Die beiden Elektromotoren 20, 24 werden von einer Steuervorrichtung 42 der Ar- beitsmaschine gesteuert. Mit der Steuervorrichtung 42 ist eine Stromversorgung 44 und ein zusätzlicher elektrischer Verbraucher 46 verbunden. In anderen Ausfüh- rungsformen entfällt die Stromversorgung 44 und alternativ oder zusätzlich der elekt- rische Verbraucher 46. Die Planetenbaugruppe 32 weist ein erstes axiales Ende 60 auf, welches antriebssei- tig ist und dem Verbrennungsmotor 12 zugewandt. Die Planetenbaugruppe weist ein dazu gegenüberliegendes zweites axiales Ende 62 auf. Das zweite axiale Ende 62 ist dem Verbrennungsmotor 12 abgewandt und im Drehmomentfluss an der Seite der Ausgangswelle 48 angeordnet. Zwischen den beiden axialen Enden 60, 62 erstreckt sich die Planetenbaugruppe in einem Axialbereich 64.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Wenigstens eine der der beiden Elektromaschinen 20, 24 ist axial zwischen dem ers- ten axialen Ende 60 und dem zweiten axialen Ende 62 der Planetenbaugruppe 32 und damit in dem Axialbereich 64 angeordnet. In der in Fig.1 gezeigten Ausfüh- rungsform sind beide Elektromaschinen 20, 24 in diesem Axialbereich 64 angeord- net. Zudem sind die Hauptkomponenten in radialer Richtung wie in Fig.2 veran- schaulicht angeordnet. Die Verbrennungsmotorwelle 14 ist zentral angeordnet. Ra- dial daneben und parallel achsversetzt ist die Planetenbaugruppe 32 angeordnet. In dem gezeigten Beispiel entspricht die erste Eingangswelle 36 einer zentralen Längs- achse der Planetenbaugruppe 32. Dazu ebenfalls achsparallel versetzt ist die erste Elektromaschine 20 angeordnet, welche mit dem Verbrennungsmotor 12 gekoppelt ist. Dazu ebenfalls achsparallel versetzt ist die zweite Elektromaschine 24 angeord- net, welche nur mit der Planetenbaugruppe 32 verbunden ist. Die erste Motor- welle 22 und die zweite Motorwelle 26 sind achsparallel versetzt zu der Planetenbau- gruppe 32 und der Verbrennungsmotorwelle 14 angeordnet. In dem gezeigten Bei- spiel sind auch die beiden Motorwellen 22, 26 nicht koaxial, sondern vielmehr achs- parallel versetzt angeordnet. Die Planetenbaugruppe 32 und die Verbrennungsmo- torwelle 14 sind ebenfalls achsparallel versetzt zueinander angeordnet. Es ergibt sich eine radial und axial kompakte Bauweise. Die Abtriebswelle 52 und damit die Kegel- ritzelwelle des Kegelritzels 56 ist achsparallel versetzt zu der Planetenbaugruppe 32 angeordnet. Fig.3 veranschaulicht schematisch eine zweite Ausführungsform des Leistungs- strangs 10. Es wird dabei nur auf jeweilige Unterschiede zu der ersten Ausführungs- form gemäß Fig.1 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben. Bei der zweiten Ausführungsform weist der Leistungsstrang 10 zusätzlich eine Fahrt- richtungswechselbaugruppe 70 auf, welche dazu ausgebildet sein, durch deren Schalten eine Fahrtrichtung wenigstens eines Fahrbereichs des Leistungsstrangs 10 zu wechseln. In der gezeigten Ausführungsform weist die Fahrtrichtungswechselbau-
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 gruppe 70 dafür ein erstes Fahrschaltelement 72 und ein zweites Fahrschaltele- ment 74 auf, welche nur wechselseitig geschlossen werden können und gemeinsam als Doppelschaltelement ausgebildet sind. Dieses Doppelschaltelement ist koaxial mit der Planetenbaugruppe 32 und dazu abtriebsseitig angeordnet. Zudem weist die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 70 in der gezeigten Ausführungsform eine erste Stirnradstufe 76 und eine zweite Stirnradstufe 78 auf. Bei geschlossenem ersten Fahrschaltelement 72 wird ein Drehmoment von der Ausgangswelle 48 über die ein- stufige erste Stirnradstufe 76 an die Abtriebswelle 52 und damit die angetriebenen Achsen übertragen. Bei geschlossenem zweiten Fahrschaltelement 74 wird ein Dreh- moment von der Ausgangswelle 48 über die zweistufige zweite Stirnradstufe 78 an die Abtriebswelle 52 und damit die angetriebenen Achsen übertragen. Es ergibt sich eine Drehrichtungsumkehr. Bei der zweiten Ausführungsform des Leistungsstrangs 10 ist zudem eine konkrete Gestaltung der Planetenbaugruppe 32 gezeigt. Die Planetenbaugruppe 32 weist ei- nen ersten Planetenradsatz 110 mit einem ersten Sonnenrad 112, einem ersten Pla- netenträger 114 und einem ersten Hohlrad 116 auf, wobei an dem ersten Planeten- träger 114 jeweilige erste Planetenräder 118 drehbar gelagert sind. Die Planetenbau- gruppe 32 weist einen zweiten Planetenradsatz 120 mit einem zweiten Sonnen- rad 122, einem zweiten Planetenträger 124 und einem zweiten Hohlrad 126, wobei an dem zweiten Planetenträger 124 jeweilige zweite Planetenräder 128 drehbar gela- gert sind. Die Planetenbaugruppe 32 weist einen dritten Planetenradsatz 130 mit ei- nem dritten Sonnenrad 132 einem dritten Planetenträger 134 und einem dritten Hohl- rad 136 auf, wobei an dem dritten Planetenträger 134 jeweilige dritte Planetenrä- der 138 drehbar gelagert sind. Die Planetenbaugruppe 32 weist einen vierten Plane- tenradsatz 140 mit einem vierten Sonnenrad 142, einem vierten Planetenträger 144 und einem vierten Hohlrad 146, wobei an dem vierten Planetenträger 144 jeweilige vierte Planetenräder 148 drehbar gelagert sind. Das erste Hohlrad 116 bildet die erste Eingangswelle 36 aus. Das erste Sonnen- rad 112 bildet die zweite Eingangswelle 38 aus. Der vierte Planetenträger 144 bildet die Ausgangswelle 48 aus.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Die Planetenbaugruppe 32 weist zudem ein erstes Schaltelement K1, ein zweites Schaltelement K2, ein drittes Schaltelement K3, ein viertes Schaltelement K4 und eine Bremse B auf. Die Schaltelemente K1, K2, K3 und K4 sowie die Bremse B sind jeweils reibschlüssig ausgebildet und koaxial zu den Drehelementen der Planeten- baugruppe 32 angeordnet. Der erste Planetenträger 114 ist mit dem zweiten Hohlrad 126 permanent drehfest verbunden. Das erste Hohlrad 116 ist mit dem zweiten Planetenträger 124 perma- nent drehfest verbunden. Das zweite Sonnenrad 122 ist mit dem dritten Sonnen- rad 132 permanent drehfest verbunden. Das zweite Hohlrad 126 ist mit dem dritten Planetenträger 134 permanent drehfest verbunden. Das dritte Sonnenrad 132 ist mit- tels des zweiten Schaltelements K2 mit dem vierten Sonnenrad 142 drehfest verbind- bar. Der dritte Planetenträger 134 ist mittels des dritten Schaltelements K3 mit dem vierten Planetenträger 144 drehfest verbindbar. Das dritte Hohlrad 136 ist mittels des ersten Schaltelements K1 mit dem vierten Sonnenrad 142 drehfest verbindbar. Der vierte Planetenradsatz 140 ist mittels des vierten Schaltelements K4 verblockbar. Da- für ist das vierte Sonnenrad 142 mittels des vierten Schaltelements K4 mit dem vier- ten Planetenträger 144 drehfest verbindbar. Das vierte Hohlrad 146 ist mittels der Bremse B an einem stationären Bauteil des Leistungsstrangs 10 festsetzbar. Der Axi- albereich 64 wird durch das antriebsseitige Ende des ersten Planetenträgers 114 und das abtriebsseitige Ende der Bremse B in der gezeigten Ausführungsform definiert. Die für die zweite Ausführungsform gemäß Fig.3 beschriebene Gestaltung der Pla- netenbaugruppe 32 entspricht auch der konkreten Gestaltung der Planetenbau- gruppe 32 in allen weiteren Ausführungsformen. Fig.4 veranschaulicht schematisch eine dritte Ausführungsform des Leistungs- strangs 10. Es wird dabei nur auf jeweilige Unterschiede zu der zweiten Ausfüh- rungsform gemäß Fig.2 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit glei- cher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszei- chen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Bei der dritten Ausführungsform weist der Leistungsstrang 10 lediglich ein Fahrmo- dusschaltelement K0 zusätzlich auf. Die Verbrennungsmotorwelle 14 ist mittels des Fahrmodusschaltelements K0 mit der Zwischenwelle 18 drehfest verbindbar. Zwi- schen dem Torsionsdämpfer 16 und dem Fahrmodusschaltelement K0 ist ein weite- res Wellenstück 300 vorgesehen, welches das Fahrmodusschaltelement K0 mit dem Torsionsdämpfer 16 und damit der Verbrennungsmotorwelle 14 verbindet. Durch das Fahrmodusschaltelement K0 wird ein rein elektrischer Betrieb ohne Schleppen des Verbrennungsmotors 12 ermöglicht. Fig.5 veranschaulicht schematisch eine vierte Ausführungsform des Leistungs- strangs 10. Es wird dabei nur auf jeweilige Unterschiede zu der zweiten Ausfüh- rungsform gemäß Fig.2 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit glei- cher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszei- chen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben. Bei der vierten Ausführungsform ist die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 70 im Dreh- momentfluss antriebsseitig zu der Planetenbaugruppe 32 statt abtriebsseitig ange- ordnet. Die Ausgangswelle 48 ist somit wie bei der ersten Ausführungsform über die Stirnradstufe 50 mit der Abtriebswelle 52 verbunden. Statt über die Stirnradstufe 34 ist nun die Zwischenwelle 18 über die Fahrtrichtungswechselbaugruppe 70, also se- lektiv mittels einer der beiden Stirnradstufen 76, 78, mit der ersten Eingangswelle 36 beziehungsweise dem ersten Hohlrad 116 mechanisch wirkverbindbar. Die beiden Fahrschaltelemente 76, 78 sind bei der vierten Ausführungsform koaxial mit der ers- ten Eingangswelle 36 angeordnet und an dieser gelagert. So kann der Leistungs- strang 10 axial sehr kompakt sein kann. Fig.6 veranschaulicht schematisch eine fünfte Ausführungsform des Leistungs- strangs 10. Es wird dabei nur auf jeweilige Unterschiede zu der zweiten Ausfüh- rungsform gemäß Fig.2 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit glei- cher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszei- chen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Bei der fünften Ausführungsform sind die beiden Elektromaschinen 20, 24 anders an- geordnet. Die Planetenbaugruppe 32 und die beiden Elektromaschinen 20, 24 sind nicht mehr sternförmig um die Verbrennungsmotorwelle 14 angeordnet, wie in Fig.2 gezeigt. Stattdessen sind beide Elektromaschinen 20, 24, wie in Fig.7 gezeigt, ge- meinsam auf einer anderen Seite der Verbrennungsmotorwelle 14 in radialer Rich- tung als die Planetenbaugruppe 32 angeordnet. Die Verbrennungsmotorwelle 14 und die Abtriebswelle 52 sind zwischen der Planetenbaugruppe 32 auf einer Seite und den beiden Elektromaschinen 20, 24 auf einer anderen Seite angeordnet. Die erste Elektromaschine 20 und die zweite Elektromaschine 24 sind in der fünften Ausführungsform so angeordnet, dass sich deren Durchmesser wenigstens bereichs- weise überlappen. Die erste Elektromaschine 20 ist nur noch teilweise in dem Axial- bereich 64 oder sogar komplett außerhalb des Axialbereichs 64 angeordnet und er- streckt sich axial teilweise über das zweite axiale Ende 62 der Planetenbaugruppe 32 hinaus oder ist sogar vollständig hinter dem zweiten axialen Ende 62 der Planeten- baugruppe 32 angeordnet. Die zweite Elektromaschine 24 ist auch bei dieser Aus- führungsform vollständig in dem Axialbereich 64 angeordnet. Durch die bei dieser Ausführungsform in Umfangsrichtung erfolgte Umpositionierung der zweiten Elektro- maschine 24 ist diese zudem nun räumlich anders über die Stirnradstufe 40 mit der zweiten Eingangswelle 38 mechanisch wirkverbunden. Die erste Motorwelle 22 kann alternativ zu der in Fig.6 gezeigten doppelstufigen Stirnradkette 28 in einer weiteren Ausführungsform auch mit einer zweistufigen Stirnradstufe mit der Zwischenwelle 18 mechanisch wirkverbunden sein, wobei dann ein mittleres Zahnrad Teil von beiden Stufen ist und kein axialer Versatz mehr zwischen den beiden Stufen vorgesehen ist. Fig.8 veranschaulicht schematisch eine sechste Ausführungsform des Leistungs- strangs 10. Es wird dabei nur auf jeweilige Unterschiede zu der fünften Ausführungs- form gemäß Fig.6 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Bei der sechsten Ausführungsform ist die Stirnradstufe 34 zweistufig statt einstufig, wie bei der fünften Ausführungsform, ausgebildet. Durch die Veränderung der Stirn- radstufe 34 und alternativ oder zusätzlich der Stirnradstufen 76 und 78 kann eine An- passung an jeweilige Achsen von Arbeitsmaschinen erfolgen. Fig.9 veranschaulicht schematisch eine siebte Ausführungsform des Leistungs- strangs 10. Es wird dabei nur auf jeweilige Unterschiede zu der vierten Ausführungs- form gemäß Fig.5 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben. Bei der siebten Ausführungsform sind die beiden Fahrschaltelemente 72, 74 der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 70 nicht koaxial zu der ersten Eingangswelle der Planetenbaugruppe 32 angeordnet. Stattdessen sind die beiden Fahrschaltele- mente 72, 74 der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 70 koaxial zu der Verbrennungs- motorwelle 14 an der Zwischenwelle 18 gelagert. Die beiden Fahrschaltele- mente 72, 74 der Fahrtrichtungswechselbaugruppe 70 werden so mit geringen Dreh- momenten belastet und können sehr klein gestaltet sein. Zudem ist die Druckölzufuhr zu den Fahrschaltelementen 72, 74 konstruktiv besonders einfach darstellbar. Zudem ist bei der siebten Ausführungsform das Kegelritzel 56 koaxial zu der Plane- tenbaugruppe 32 und damit auch der Ausgangswelle 48 angeordnet. Damit ist die Abtriebswelle 52 einstückig mit der Ausgangswelle 48 ausgebildet, womit Bauteile eingespart werden können. Auch die Stirnradstufe 50 entfällt so. Diese räumliche An- ordnung ist auch in der Fig.10 zusätzlich veranschaulicht. So ist der Leistungsstrang 10 besonders kompakt und effizient. Fig.11 veranschaulicht schematisch eine achte Ausführungsform des Leistungs- strangs 10. Es wird dabei nur auf jeweilige Unterschiede zu der siebten Ausführungs- form gemäß Fig.9 eingegangen. Dementsprechend werden Bauteile mit gleicher Funktion und gegebenenfalls gleicher Gestaltung mit den gleichen Bezugszeichen versehen und ansonsten nicht weiter beschrieben.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Bei der achten Ausführungsform ist lediglich gegenüber der siebten Ausführungsform getauscht, welche der beiden Stirnradstufen 76, 78 der Fahrtrichtungswechselbau- gruppe 70 zweistufig und welche einstufig ausgebildet ist. Dadurch erfolgt eine An- passung der Drehrichtung des Kegelritzels 56 daran, auf welcher Seite ein Tellerrad der Hinterachse liegt und alternativ oder zusätzlich welches der beiden Fahrschalt- elemente 72, 74 im geschlossenen Zustand Vorwärtsfahrbereiche bzw. Rückwärts- fahrbereiche bereitstellt.
ZF Friedrichshafen AG Akte 214067 Friedrichshafen 2022-11-24 Bezugszeichen 10 Leistungsstrang 12 Verbrennungsmotor 14 Verbrennungsmotorwelle 16 Torsionsdämpfer 18 Zwischenwelle 20, 24 Elektromaschine 22, 26 Motorwelle 28, 34, 40, 50, 76, 80 Stirnradstufe 30 Getriebe 32 Planetenbaugruppe 36, 38 Eingangswelle 42 Steuervorrichtung 44 Stromversorgung 46 elektrischer Verbraucher 48 Ausgangswelle 52 Abtriebswelle 54 Stirnrad 56 Kegelritzel 60, 62 axiales Ende 64 Axialbereich 70 Fahrtrichtungswechselbaugruppe 72, 74 Fahrschaltelemente 110, 120, 130, 140 Planetenradsätze 112, 122, 132, 142 Sonnenräder 114, 124, 134, 144 Planetenträger 116, 126, 136, 146 Hohlräder 118, 128, 138, 148 Planetenräder 300 Wellenstück K0 Fahrmodusschaltelement K1-K4 Schaltelemente B Bremse