Leistungsverzweigungsgetriebe

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Leistungsverzweigungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit einem mechanischen und einem hydrostatischen Leistungszweig, welche zueinander parallel angeordnet mit einer gemeinsamen Antriebswelle in Kontakt stehen, wobei der hydrostatische Leistungszweig aus einem mit einer Hydropumpe gekoppelten Hydromotor besteht und über eine Zahnradstufe mit der Antriebswelle verbunden ist, wobei die verzweigte Leistung aus dem mechanischen und hydrostatischen Leistungszweig in einem stirnseitig angeordneten Rädertrieb zusammenführbar ist, welcher im Folgenden mit einer Abtriebswelle verbunden ist.

Stand der Technik

Aus der DE 27 19 823 C2 ist ein leistungsverzweigendes Getriebe bekannt, bei welchem zwischen einer Antriebseinheit mit Antriebswelle und einer Abtriebswelle ein hydrostatisches Getriebe bestehend aus einer Hydropumpe und einem Hydromotor angeordnet ist. Des Weiteren ist über eine Stirnradstufe ein hydrodynamisches Getriebe parallel geschaltet, welches aus einem hydrodynamischen Wandler besteht. Auf der Abtriebsseite des hydrodynamischen Getriebes ist eine weitere Stirnradstufe zur Verbindung mit der Abtriebswelle vorgesehen, wobei das Stirnrad auf Seiten des hydrodynamischen Getriebes

BESTATIGUNGSKOPIE

über eine Freilaufkupplung mit der Abtriebswelle des hydrodynamischen Wandlers verbunden ist.

Aus der DE 20 2005 021 249 Ul ist des Weiteren ein Leistungsverzweigungsgetriebe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei welchem eine mechanische und eine hydrostatische Leistungsverzweigung parallel angeordnet sind. Zwischen einer Antriebswelle und der mechanischen Leistungsverzweigung ist hierbei ein Doppelkupplungsgetriebe vorgesehen, über welches zwei Getriebewellen zuschaltbar sind. Auf diesen Getriebewellen sind jeweils Gleichlaufeinrichtungen vorgesehen, um auf den Getriebewellen angeordnete Losräder mit der jeweiligen Getriebewelle formschlüssig zu verbinden. Durch diese Schaltung der Losräder findet eine übersetzung der Leistung der Antriebswelle auf eine parallel angeordnete Hohlwelle statt. Innerhalb dieser Hohlwelle ist zudem ein hydrostatischer Leistungszweig angeordnet, welcher über eine Stirnradstufe mit der Antriebswelle in Verbindung steht. Die Leistung aus dem mechanischen Zweig sowie dem hydrostatischen Zweig werden in einem Planetenradgetriebe zusammengefasst, wobei der hydrostatische Leistungszweig mit dem Sonnenrad in Verbindung steht, während die Hohlwelle des mechanischen Leistungszweiges mit dem Hohlrad gekoppelt ist. Die Planetenräder des Planetenradgetriebes sind mit einer Abtriebswelle zum Abführen der Ausgangsleistung des Leistungsverzweigungsgetriebes verbunden.

Nachteilhaft am bekannten Stand der Technik ist, dass bei der Verwendung eines hydrodynamischen Leistungszweigs aufgrund der Erwärmung des öls Leistungsverluste hinzunehmen sind. Bei der Verwendung eines mechanischen Leistungszweiges mit Stirnradstufen ist ein entsprechender axialer Bauraum nötig, welcher bei manchen Fahrzeugen nicht zur Verfügung steht.

Aufgabenstellung der Erfindung

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Leistungsverzweigungsgetriebe für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welches einen kleinen Bauraum benötigt.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die darauf folgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Die Erfindung umfasst die technische Lehre, dass der mechanische Leitungszweig aus zwei Planetenradgetrieben besteht, wobei das Sonnenrad des ersten Planetenradgetriebes direkt auf der Antriebswelle platziert ist, während das Sonnenrad des zweiten Planetenradgetriebes über eine Sonnenwelle mittels eines Rädertriebes mit einer Abtriebswelle verbunden ist. Hierbei sind die Planetenräder beider Stufen koaxial angeordnet und auf einer gemeinsamen Planetenträgerwelle gelagert. Durch die Verwendung zweier Planetenradgetriebe ist ein kompakter Aufbau des mechanischen Leistungszweiges möglich und zugleich die über diesen Zweig geleitete Leistung entsprechend steuerbar.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Planetenträgerwelle auf der Seite des ersten Planetenradgetriebes über einen Planetensteg in dem Hohlrad des ersten Planetenradgetriebes gelagert, während sie auf der Seite des zweiten Planetenradgetriebes über eine Kupplung direkt mit der Sonnenwelle verbindbar ist. Auf diese Art und Weise wird eine zuverlässige Lagerung der Planetenträgerwelle gewährleistet, wobei über die direkte Verbindung mit der Sonnenwelle des zweiten Planetenradgetriebes eine Wandlung der Leistung durch die zweite Planetenstufe überbrückt werden kann.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Kupplung durch einen Zylinder schaltbar, welcher in dem Hohlrad des zweiten Planetenradgetriebes angeordnet ist. Dadurch kann eine sehr kompakte Anordnung zum Schalten der Kupplung realisiert werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung weist das Hohlrad des ersten Planetenradgetriebes eine Außenverzahnung auf, über welche es über ein Zahnrad direkt mit einer abtriebsseitigen Welle des hydrostatischen Leistungszweiges gekoppelt ist. Durch diese Maßnahme kann die über das erste Planetenradgetriebe fließende Leistung beeinflusst werden, da die Drehzahl des Hohlrades mit der Drehzahl der abtriebsseitigen Welle des hydrostatischen Zweiges über eine Zahnradstufe gekoppelt ist.

In Weiterbildung der Erfindung verfugt auch das Hohlrad des zweiten Planetenradgetriebes über eine Außenverzahnung, über welche es mittels eines Zahnrades und einer Kupplung direkt mit der abtriebsseitigen Welle des hydrostatischen Leistungszweiges verbindbar ist. In Folge dessen kann auch die über das zweite Planetenradgetriebe geführte Leistung durch den hydrostatischen Leistungszweig beeinflusst werden, wobei hierbei eine gezielte Zuschaltung möglich ist.

Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der hydrostatische Leistungszweig über eine Kupplung mittels des Rädertriebes mit der Abtriebswelle verbindbar. Durch diese Maßnahme kann eine gezielte Zuschaltung des hydrostatischen Zweiges bis zum Antrieb der Abtriebswelle getätigt werden oder auch ein Antrieb der Abtriebswelle rein über den hydrostatischen Zweig erfolgen.

In Weiterbildung der Erfindung sind der Hydromotor und/oder die Hydropumpe regelbar. Dies hat den Vorteil, dass die über dem hydrostatischen Zweig geleitete Leistung gezielt steuerbar ist.

Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur näher dargestellt.

Beschreibung der Zeichnungen

Die einzige Figur zeigt eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes, welches zwischen einer Antriebeswelle 1 und eine Abtriebswelle 2 angeordnet ist. Hierbei verfügt das Leistungsverzeigungsgetriebe über einen mechanischen Leistungszweig 3 sowie einen hydrostatischen Zweig 4. Der hydrostatische Zweig 4 weist eine Hydropumpe 5 auf, welche hydraulisch mit einem Hydromotor 6 gekoppelt ist, und steht über eine Stirnradstufe 7 mit der Antriebswelle 1 in Verbindung. Der mechanische Zweig 3 ist aus zwei Planetenradgetrieben 8 und 9 aufgebaut, wobei ein Sonnenrad 10 des ersten Planetenradgetriebes 8 direkt auf der Antriebswelle 1 angeordnet ist. Abtriebsseitig ist eine Sonnenwelle 11, aufweicher das Sonnenrad 12 des zweiten Planetenradgetriebes 9 platziert ist, mittels eines Rädertriebes 13 mit der Abtriebswelle 2 gekoppelt. Auf Seiten des hydrostatischen Zweiges 4 kann eine Verbindung zwischen der abtriebsseitigen Welle 14 und der Abtriebswelle 2 mittels einer schaltbaren Kupplung 15 mit dem Rädertrieb 13 hergestellt werden. Um die über den mechanischen Zweig 3 geführte Leistung entsprechend zu wandeln, sind die Planetenräder 16 und 17 der beiden Planetenradgetriebe 8 und 9 koaxial gemeinsam auf einer Planetenträgerwelle 18 angeordnet. Diese Planetenträgerwelle 18 kann auf Seiten des zweiten Planetenradgetriebes 9 mittels der Schaltkupplung 19 direkt mit der Sonnenwelle 11 verbunden werden, während sie auf Seiten des ersten Planetenradgetriebes 8 über einen Planetensteg 20 im Hohlrad 21 gelagert ist. Zur Betätigung der Schaltkupplung ist im Hohlrad 22 des zweiten Planetenradgetriebes 9 ein Zylinder 23 angeordnet. Die Hohlräder 21 und 22 weisen zudem ihrem Außenumfang jeweils eine Verzahnung auf. über diese Verzahnung steht Hohlrad 21 über ein Zahnrad 24 permanent mit der abtriebsseitigen Welle 14 des hydrostatischen Zweiges 4 in Verbindung. über eine weitere Kupplung 25 kann zudem eine Koppelung zwischen der abtriebsseitigen Welle 14 und dem Hohlrad 22 des zweiten Planetenradgetriebes 9 mittels des Zahnrads 26 hergestellt werden.

Mittels der geschilderten Anordnung lässt sich eine Leistungssummierung über drei Wege gestalten:

Zur Gestaltung eines ersten übersetzungsverhältnisses ist die Kupplung 15 geschlossen, während die beiden Kupplungen 19 und 25 geöffnet sind. In diesem Fall erfolgt der Kraftfluss über den hydrostatischen Zweig 4, da im Bereich des mechanischen Zweiges 3 aufgrund des frei rotierenden Hohlrades 22 keine Leistungsübertragung erfolgt.

Zur Gestaltung eines zweiten übersetzungsverhältnisses ist die Schaltkupplung 19 geschlossen, während die beiden anderen Kupplungen 15 und 25 geöffnet sind. Im ersten Planetenradgetriebe 8 erfolgt eine Bündelung des Kraftflusses, welcher sich zum Einen aus dem über das Sonnenrad 10 eingebrachten Teil und zum Anderen aus einem Antrieb des Hohlrades 21 durch den hydrostatischen Zweig 4 über das Zahnrad 24 zusammensetzt. Diese aufsummierte Leistung wird aufgrund der geschlossenen Kupplung 19 mittels der Planetenträgerwelle 18 direkt auf die Sonnenwelle 1 1 und durch den Rädertrieb 13 zur Abtriebswelle 2 übertragen.

Ein weiteres übersetzungsverhältnis ist darstellbar, indem die Kupplung 25 geschlossen wird, während die Kupplungen 15 und 19 geöffnet bleiben. In diesem Fall werden die Hohlräder 21 und 22 jeweils über den hydrostatischen Zweig 4 betrieben, so dass im ersten Planetenradgetriebe 8 eine Summierung der Leistung aus Sonnenrad 10 und Hohlrad 21 erfolgt, was über die Planetenträgerwelle 18 zum zweiten Planetenradgetriebe 9 übertragen wird. Im zweiten Planetenradgetriebe 9 wird diese Leistung gemeinsam mit dem Kraftfluss über Hohlrad 22 gebündelt und schließlich auf die Sonnenwelle 11 übertragen. Ausgehend von der Sonnenwelle 11 wird letztendlich die Leistung über den Rädertrieb 13 an die Abtriebswelle 2 abgegeben.

Bezugszeichenliste

Antriebswelle

Abtriebswelle mechanischer Leistungszweig hydrostatischer Leistungszweig

Hydropumpe

Hydromotor

Stirnradsrufe erstes Planetenradgetriebe zweites Planetenradgetriebe

Sonnenrad

Sonnenwelle

Sonnenrad

Rädertrieb abtriebsseitige Welle

Kupplung

Planetenrad

Planetenrad

Planetenträgerwelle

Schaltkupplung

Planetensteg

Hohlrad

Hohlrad

Zylinder

Zahnrad

Kupplung

Zahnrad