Aufgabe der Erfindung ist es, ein vorteilhaftes Leistungsverzweigungsgetriebe zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelost.

Das Leistungsverzweigungsgetriebe besitzt einen mechanischen Zweig (mechani- schen Antrieb, mechanisches Zweiggetriebe), einen hydrostatischen Zweig (hy- drostatischen Antrieb, hydrostatisches Zweiggetriebe) und ein oder mehrere Pla- netengetriebe. Die Getriebeeingangswelle des Leistungsverzweigungsgetriebes teilt die Leistung, beispielsweise die Motorleistung des Traktors, der Arbeitsmaschi- ne, des sonstigen Fahrzeugs oder der sonstigen Maschine, in einen mechanischen Zweig und in einen hydrostatischen Zweig. Der mechanische Leistungsanteil und der hydrostatische Leistungsanteil werden dann durch das Planetengetriebe wieder zusammengeführt und abgegeben. Anstelle eines Planetengetriebes kann auch ein anderes Getriebe verwendet werden, das es ermöglicht, den mechanischen Lei- stungsanteil und den hydrostatischen Leistungsanteil zusammenzuführen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Der mechanische Zweig umfaßt vorzugsweise mehrere Kupplungen. Vorteilhaft ist es, wenn Lamellenkupplungen verwendet werden. Die Kupplungen bzw. Lamellen- kupplungen sind vorzugsweise hydraulisch schließbar. Sie sind vorzugsweise mit Federkraft zu öffnen.

Vorzugsweise umfaßt der mechanische Zweig mehrere Wellen. Vorteilhaft ist es, wenn der mechanische Zweig drei Wellen umfaßt, die vorzugsweise im Dreieck angeordnet sind.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß mehrere oder alle Wellen des mechanischen Zweigs mit je zwei Kupplungen versehen sind.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die jeweiligen ersten Kupplungen und die jeweiligen zweiten Kupplungen in jeweils einer Ebene liegen.

Wenn der mechanische Zweig drei vorzugsweise im Dreieck angeordnete Wellen umfaßt, die mit je zwei Kupplungen, vorzugsweise Lamellenkupplungen, versehen sind, ist es vorteilhaft, wenn je drei Kupplungen in einer Ebene liegen. Die drei er- sten Kupplungen liegen also in einer Ebene, und die drei zweiten Kupplungen lie- gen ebenfalls in einer Ebene. Die Anordnung, bei der die jeweiligen ersten und zweiten Kupplungen in jeweils einer Ebene liegen, ist allerdings auch bei mehr oder weniger als drei Wellen vorteilhaft.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung umfaßt der mechanische Zweig drei vorzugsweise im Dreieck angeordnete Wellen, wobei zwei Wellen mit je zwei Kupplungen, vorzugsweise Lamellenkupplungen, versehen sind. Hierbei ist es vor- teilhaft, wenn je zwei Kupplungen in einer Ebene liegen. Die zwei ersten Kupplun- gen liegen also in einer Ebene, und die zwei zweiten Kupplungen liegen ebenfalls in einer Ebene.

Vorzugsweise ist jeweils eine Kupplung in einer Ebene schaltbar. Dadurch, daß jeweils eine Kupplung in einer Ebene geschaltet wird, kann auf vorteilhafte Weise eine Vielzahl von Übersetzungen realisiert werden.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Über- setzungen des mechanischen Teils derart ausgelegt sind, daß bei maximal 40 % hydraulischem Leistungsanteil einer Stufe die nächsthöhere Stufe mit 100 % me- chanischer Leistung beginnt. Dadurch kann die hydraulische Leistung niedrig und in gutem Wirkungsgrad gehalten werden. In bestimmten Anwendungsfällen kann es ausreichend sein, daß zumindest eine oder mehrere Übersetzungen des mechani- schen Teils in der beschriebenen Weise ausgelegt sind.

Der hydrostatische Teil weist vorzugsweise eine Pumpe und einen Motor (Hydro- motor) auf. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um eine Verstellpumpe und/oder um einen Verstellmotor. Pumpe und Motor sind im geschlossenen Hydraulikkreis angeordnet.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung sind mehrere Planetengetriebe vorgesehen. Jedem Planetengetriebe ist dabei ein Motor (Hydromotor), vorzugs- weise ein Verstellmotor, zugeordnet. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Leistungsverzweigungsgetriebe zum Antrieb einer radgetriebenen oder ketten- getriebenen Arbeitsmaschine dient. In diesem Fall kann an jeder kraftabgebenden Seite des Kettenfahrzeugs oder an jedem kraftabgebenden Rad der radgetriebenen Arbeitsmaschine ein Planetengetriebe zur Leistungszusammenführung vorgesehen sein. Das Sonnenrad jedes Planetengetriebes wird in diesem Fall separat von ei- nem Motor bzw. Hydromotor bzw. Verstellmotor angetrieben. Auf diese Weise kann das Fahrzeug durch den hydrostatischen Leistungsanteil gelenkt werden : Dasjeni- ge Rad, das einen größeren hydrostatischen Leistungsanteil erhält, dreht sich schneller, so daß das Fahrzeug eine entsprechende Kurvenfahrt durchführt.

Es ist möglich, daß eine einzelne Pumpe, bei der es sich vorzugsweise um eine Verstellpumpe handelt, mehrere oder alle Motoren versorgt. Vorzugsweise weist der hydrostatische Teil allerdings mehrere Pumpen, vorzugsweise mehrere Ver- stellpumpen auf. Vorteilhaft ist es, wenn jedem Motor und damit auch jedem Pla- netengetriebe eine Pumpe zugeordnet ist. In diesem Fall kann jeder einzelne Motor mit einer eigenen Pumpe versorgt werden. Die bringt den Vorteil mit sich, daß Ver- luste aus Druckdifferenzen vermieden werden können.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Dreh- sinn des Sonnenrades des Planetengetriebes nach der Anfahrstufe bis zum höch- sten Gang, vorzugsweise bis zum 6. Gang, gleichbleibt. Die Anfahrstufe kann der 2.

Gang sein, aber auch der 3. oder 4. Gang. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Stufenwechsel automatisiert wird bzw. ist.

Die Erfindung betrifft ferner einen Traktor oder eine radgetriebene oder kettenge- triebene Arbeitsmaschine oder einen Nutzkraftwagen (ein Nutzfahrzeug), die durch ein erfindungsgemäßes Leistungsverzweigungsgetriebe gekennzeichnet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 ein Leistungsverzweigungsgetriebe in einer schemati- schen Ansicht und Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Leistungsverzwei- gungsgetriebes.

Das in Fig. 1 gezeigte Leistungsverzweigungsgetriebe besteht aus einem mechani- schen Zweig 1, einem hydrostatischen Zweig 2 und einem Planetengetriebe 3. Der Eingang 4 des Leistungsverzweigungsgetriebes ist über ein Kardangelenk 5 mit der Getriebeeingangswelle 6 verbunden, die die Eingangsleistung in einen mechani- schen Zweig und in einen hydrostatischen Zweig teilt. Der mechanische Leistungs- anteil und der hydrostatische Leistungsanteil werden dann durch das Planetenge- triebe 3 (anstelle des Planetengetriebes könnte auch ein Differentialgetriebe ver- wendet werden) wieder zusammengeführt. Das Planetengetriebe 3 weist ein Son- nenrad 7, einen Planetensteg 8 mit Planetenrädern und ein Hohlrad 9 auf. Über den Planetensteg 8 wird die Summe der Leistungen des mechanischen Zweigs und des hydrostatischen Zweigs an das Achsverteilergetriebe abgegeben. Dies erfolgt über ein mit dem Planetensteg 8 verbundenes Zahnrad 11, das mit einem auf der Getriebeausgangswelle 10 sitzenden Zahnrad 12 zusammenwirkt. Die Getriebe- ausgangswelle 10 ist über Kardangelenke 13,14,15,16 mit den Achsen verbun- den.

Der mechanische Zweig 1 bzw. der mechanische Antrieb besteht aus drei im Drei- eck angeordneten Wellen 17,18 ; 19,20 und 21,22 mit je zwei Kupplungen 2, C ; R, B und 1, A. Es liegen jeweils drei Kupplungen in einer Ebene. Die drei ersten Kupplungen 2, R und 1, die mit den Eingangswellen 17,19 und 21 verbunden sind, liegen in einer Ebene, nämlich in der Ebene 1. Ebenso liegen die drei Kupplungen C, B und A, die mit den Ausgangswellen 18,20 und 22 verbunden sind, in einer Ebene, nämlich in der Ebene 2. Wie aus der Zeichnungsfigur ersichtlich, fluchten die Eingangs-und Ausgangswellen von je zwei Kupplungen miteinander, nämlich die Eingangs-und Ausgangswellen 17 und 18 der Kupplungen 2 und C, die Ein- gangs-und Ausgangswellen 19 und 20 der Kupplungen R und B und die Eingangs- und Ausgangswellen 21 und 22 der Kupplungen 1 und A.

Sämtliche Kupplungen sind Lamellenkupplungen. Ferner sind sämtliche Kupplun- gen unter Last schaltbar.

Die Getriebeeingangswelle 6 ist mit Zahnrädern 23,24,25 verbunden. Das Zahn- rad 23 wirkt mit dem Zahnrad 26 zusammen, das auf der Eingangswelle 21 sitzt. Das Zahnrad 24 wirkt mit dem Zahnrad 27 zusammen, das auf der Eingangswelle 19 sitzt. Das Zahnrad 25 wirkt mit dem Zahnrad 28 zusammen, das auf der Ein- gangswelle 17 sitzt.

Auf der Ausgangswelle 18 sitzt das Zahnrad 29. Auf der Ausgangswelle 20 sitzen die Zahnräder 30 und 31 sowie das Hohlrad 9 des Planetengetriebes. Auf der Aus- gangswelle 22 sitzt das Zahnrad 32.

Zu den Kupplungen 2 und C gehört ein Kupplungsgehäuse mit einem Kupplungs- zahnrad 33. Zu den Kupplungen R und B gehört ein Kupplungsgehäuse mit einem Kupplungszahnrad 34. Zu den Kupplungen 1 und A gehört ein Kupplungsgehäuse mit einem Kupplungszahnrad 35. Die Kupplungszahnräder 33,34 und 35 greifen ineinander.

Die drei Wellen 17,18 und 19,20 und 21,22 sind im Dreieck angeordnet. Im Be- trieb wird immer eine Kupplung von jeder Ebene geschaltet, um einen durchgehen- den Kraftfluß bis zum Hohlrad 9 des Planetengetriebes zu erhalten. Es wird also immer eine der Kupplungen 2, R oder 1 der Ebene 1 geschaltet sowie eine der Kupplungen C, B oder A der Ebene 2. Die als Lamellenkupplungen ausgebildeten Kupplungen werden dabei hydraulisch geschlossen und mit Federkraft geöffnet.

Wie aus der Zeichnungsfigur ersichtlich sitzt das Planetengetriebe auf derjenigen Welle, mit der eine Drehrichtungsänderung mit drei Drehzahlen erreichbar ist, näm- lich auf der Welle 20. Die drei Drehzahlen mit umgekehrtem Drehsinn können zum Rückwärtsfahren verwendet werden.

Der hydrostatische Zweig 2 bzw. der hydrostatische Antrieb besteht aus einer Ver- stellpumpe 36, die durch die Getriebeeingangswelle 6 antreibbar ist, und einem Verstellmotor (Hydromotor) 37, die in einem geschlossenen Hydraulikkreis 38 zu- sammenwirken. Die Welle 39 des Sonnenrades 7 des Planetengetriebes ist durch den Verstellmotor antreibbar.

Durch das Leistungsverzweigungsgetriebe kann das Hohirad 9 des Planetengetrie- bes mechanisch in sechs Drehzahlen in einer Drehrichtung und in drei Drehzahlen in der anderen Drehrichtung angetrieben werden ; das Sonnenrad 7 des Planeten- getriebes kann hydrostatisch stufenlos in beide Drehrichtungen angetrieben wer- den. Ein besonderer Vorteile des Leistungsverzweigungsgetriebes liegt darin, daß die Leistung voll hydrostatisch oder voll mechanisch oder gemischt übertragen werden kann.

Wird voll hydrostatisch gefahren, wird das Hohlrad 9 des Planetengetriebes durch Schließen von zwei, eventuell drei Kupplungen in der Ebene 2 blockiert. Die Lei- stung wird dann nur über den hydraulischen Zweig 2 und das Sonnenrad 7 übertra- gen.

Wird das Sonnenrad 7 des Planetengetriebes hydraulisch blockiert, erhält man ein 6/3-stufiges Lastschaltgetriebe.

Die mechanischen Übersetzungen im mechanischen Zweig 1 sind so gelegt, daß bei maximal 40 % hydraulischem Leistungsanteil einer Stufe die nächsthöhere Stufe mit 100 % mechanischer Leistung beginnt. Dadurch kann die hydraulische Leistung niedrig und in gutem Wirkungsgrad gehalten werden.

Nach der Anfahrstufe bis zum 6. Gang bleibt der Drehsinn des Sonnenrades 7 des Planetengetriebes gleich, was von Vorteil ist, wenn der Stufenwechsel automatisiert wird bzw. ist.

In der Figur 2 ist eine abgewandelte Ausführungsform eines Leistungsverzwei- gungsgetriebes gezeigt, bei der diejenigen Bauteile, die mit der Ausführungsform nach Figur 1 übereinstimmen, mit denselben Bezugszeichen versehen sind, so daß sie nicht erneut beschrieben werden müssen. Bei dieser Ausführungsform besteht das Leistungsverzweigungsgetriebe aus einem mechanischen Zweig 1, einem hy- drostatischen Zweig 2 und zwei Planetengetrieben 41,42, denen jeweils ein Ver- stellmotor (Hydromotor) 43 und 44 zugeordnet ist. Der mechanische Zweig 1 be- steht aus drei im Dreieck angeordneten Wellen 17,18 ; 19,29 und 21,22, wobei allerdings nur auf den Wellen 17,18 und 21,22 je zwei Kupplungen 2, B und 1, A vorgesehen sind. Es liegen jeweils zwei Kupplungen in einer Ebene, und zwar zum einen die Kupplungen 2 und 1, die mit den Eingangswellen 17 und 21 verbunden sind (Ebene 1), und die Kupplungen B und A, die mit den Ausgangswellen 18 und 22 verbunden sind (Ebene 2). Wie in der Ausführungsform gemäß Figur 1 fluchten die Eingangs-und Ausgangswellen von je zwei Kupplungen miteinander, nämlich die Eingangs-und Ausgangswellen 17 und 18 der Kupplungen 2 und B und die Eingangs-und Ausgangswellen 21 und 22 der Kupplungen 1 und A.

Die Getriebeeingangswelle 6 ist mit Zahnrädern 23 und 25 verbunden. Das Zahn- rad 23 wirkt mit dem Zahnrad 26 zusammen, das auf der Eingangswelle 21 sitzt.

Das Zahnrad 25 wirkt mit dem Zahnrad 28 zusammen, das auf der Eingangswelle 17 sitzt. Auf der Ausgangswelle 18 sitzt das Zahnrad 29. Auf der Ausgangswelle 20 sitzen die Zahnräder 30 und 31 sowie das Zahnrad (Kegelrad) 45 eines Achsver- teilergetriebes 46, das in ein weiteres Zahnrad (Kegelrad) 47 des Achsverteilerge- triebes 46 eingreift, welches auf einer Welle 48 sitzt. Die Drehachsen der Zahnrä- der (Kegelräder) 45 und 47 verlaufen im rechten Winkel zueinander.

Auf der Ausgangswelle 22 sitzt das Zahnrad 32.

Zu den Kupplungen 2 und B gehört ein Kupplungsgehäuse mit einem Kupplungs- zahnrad 33. Zu den Kupplungen 1 und A gehört ein Kupplungsgehäuse mit einem Kupplungszahnrad 35. Das Kupplungszahnrad 33 greift in ein Zahnrad 34, das sei- nerseits in das Zahnrad 35 eingreift.

Die Wellen 17,18 und 19,20 und 21,22 sind im Dreieck angeordnet. Im Betrieb wird immer eine Kupplung in jeder Ebene geschaltet, also eine der Kupplungen 2 und 1 der Ebene 1 und eine der Kupplungen B und A der Ebene 2.

Der hydrostatische Zweig 2 besteht aus zwei Verstellpumpen 49,50, die durch die Getriebeeingangswelle 6 antreibbar sind, und den beiden Verstellmotoren (Hydro- motoren) 43 und 44, wobei die erste Verstelipumpe 49 mit dem ersten Verstellmo- tor 43 in einem geschlossenen Hydraulikkreis 51 zusammenwirkt und wobei die zweite Verstellpumpe 50 mit dem 2. Verstellmotor 44 in einem zweiten geschlosse- nen Hydraulikkreis 52 zusammenwirkt.

Die Welle 53 des Sonnenrades des ersten Planetengetriebes 41 ist durch den er- sten Verstellmotor 43 antreibbar. Die Welle 54 des Sonnenrades des zweiten Pla- netengetriebes 42 ist durch den zweiten Verstellmotor 44 antreibbar.

An den Enden der Welle 48 sind Zahnräder 55,56 vorgesehen, die jeweils in Ver- zahnungen eingreifen, die an den Hohirädern der Planetengetriebe 41 und 42 vor- gesehen sind.

Der Planetensteg 57 des ersten Planetengetriebes 41 ist mit einem ersten Rad 58 einer radgetriebenen Arbeitsmaschine verbunden. Der Planetensteg 59 des zwei- ten Planetengetriebes 42 ist mit einem zweiten Rad 60 der radgetriebenen Ar- beitsmaschine verbunden. Durch eine unterschiedliche Einstellung der Verstellmo- toren 43 und 44 kann die radgetriebene Arbeitsmaschine gelenkt werden.

Bei der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform wird die Leistungszusammenführung am Ausgang des mechanischen Zweiges und vor dem Achsverteilergetriebe vorge- nommen. Für Fahrzeuge oder Arbeitsmaschinen mit einzeln angetriebenen Rädern bzw. für Kettenfahrzeuge mit einzeln angetriebenen Seiten bietet sich hingegen die in Figur 2 gezeigte Ausführungsform an, bei der der mechanische Zweig bis zu den Rädern 58,60 oder Ketten geführt wird und bei der die Leistungszusammenführung am Ende des Antriebsstranges vorgenommen wird. Wie aus Figur 2 ersichtlich be- findet sich an jeder kraftabgebenden Seite des Kettenfahrzeuges oder jedem kraf- tabgebenden Rad ein Planetengetriebe 41,42 zur Leistungszusammenführung. Das Sonnenrad jedes dieser Planetengetriebe wird separat von einem Hydromotor 43,44 angetrieben. Dadurch kann durch den hydrostatischen Leistungsanteil das Fahrzeug gelenkt werden. Es kann dabei eine einzelne Pumpe alle Hydromotoren versorgen oder aber, um Verluste aus Druckdifferenzen zu vermeiden, jeder ein- zelne Motor 43,44 mit einer eigenen Pumpe 49,50 versorgt werden, wie in Figur 2 dargestellt.

Für spezielle Anwendungen, wenn z. B. der Hauptteil der Arbeit in einer Fahrtrich- tung verrichtet wird, kann die Anzahl der mechanischen Stufen reduziert und in die Hauptarbeitsrichtung gelegt werden, um einen hohen mechanischen Leistungsan- teil und einen niedrigen hydrostatischen Leistungsanteil zu erhalten. Das Rück- wärtsfahren kann voll hydrostatisch durch Blockieren des Hohlrades erfolgen. Da- bei kann auch voll hydrostatisch in beiden Fahrtrichtungen gefahren werden.

Die in Figur 1 gezeigte Ausführungsform eignet sich überwiegend für Traktoren, die Ausführungsform nach Figur 2 eignet sich überwiegend für rad-und kettengetrie- bene Arbeitsmaschinen.