Hydrostatisch-mechanische Leistungsverzweigungsgetriebe bestehen aus einem stufenlos verstellbaren Hydrostatgetriebe mit einer volumenverstell- baren und einer volumenkonstanten Einheit, einem Summierungsgetriebe und einem Bereichsgetriebe mit mehreren schaltbaren Gängen. Die über eine An- triebswelle eingeleitete Leistung verzweigt sich zum einen zu dem Hydrostat- getriebe und zum anderen auf eine Eingangswelle des Summierungsgetriebes.

Durch das Summierungsgetriebe werden die Drehzahlen und Drehmomente des Hydrostatgetriebes und der Antriebsmaschine zusammengeführt. Mit Hilfe von Schaltkupplungen sind verschiedene Gänge anwählbar, indem die Aus- gangswelle des Summiergetriebes über unterschiedliche Stirnradstufen mit der Abtriebswelle gekoppelt wird. Stufenlose Getriebe haben gegenüber mechani- schen Getrieben den Vorteil, dass in jedem Fahrzustand mit optimaler Motor- drehzahl gefahren werden kann und keine Zugkraftunterbrechung beim Schal- ten auftritt.

In der DE 39 03 877 ist ein hydrostatisch-mechanisches Leistungsver- zweigungsgetriebe offenbart, das aus einem vierwelligen Zahnräder-Planeten- getriebe und einem dazu parallel angeordneten stufenlos einstellbaren hydro- statischen Getriebe sowie weiteren Zahnrädern besteht. Durch Schalt-Zahn- kupplungen werden mehrere Gänge realisiert, in denen jeweils das hydrostati- sche Getriebe eine stufenlose Verstellung der Übersetzungen des Gesamtge- triebes bewirkt. Der Gangwechsel erfolgt bei synchronen Drehzahlen lastfrei und ohne Zugkraftunterbrechung. Durch die Gestaltung der Schalt-Zahnkupp- lungen und der vorgesehenen Steuerung beim Umschaltvorgang kann das Einlegen eines neuen Ganges und das anschließende Auslegen des alten Ganges ohne jeden Ruck erfolgen. Der Rückwärtsgang wird durch einen eige- nen Zahnradsatz und eine entsprechende Kupplungseinstellung realisiert, die zum Einlegen des Rückwärtsganges zu betätigen ist.

Aus der WO 97/01049 ist ein Leistungsverzweigungsgetriebe bekannt, das mit in einem im Getriebegehäuse angeordneten mechanischen und hydro- statischen Leistungszweig versehen ist. Beide Zweige werden über eine ge- meinsame Antriebswelle angetrieben und in einem Koppelgetriebe summiert.

Das Koppelgetriebe weist mehrere Planetenradsätze und Kupplungen auf und steht mit einer Abtriebswelle in Verbindung. Das Koppelgetriebe ist auf der Antriebswelle angeordnet. Der letzte Planetenradsatz des Koppelgetriebes ist mit Kupplung für Vorwärts-und Rückwärtsfahrt verbindbar, wobei diese Kupp- lungen mit der Abtriebswelle verbindbar sind. Die Betriebsänderung vom Vor- wärts-zum Rückwärtsgang und umgekehrt wird über das Zusammenspiel der Kupplungen erreicht. Bei Stillstand, d. h. der Drehzahl Null, sind beide Kupp- lungen geschlossen. Je nach gewünschter Fahrtrichtung muss daher zunächst die entsprechende Kupplung betätigt werden.

In der WO 99/15813 sind verschiedene Ausführungsformen eines hyd- rostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebes gezeigt, beim dem zumindest das Summierungsgetriebe und die Kupplungen oder auch das Hydrostatgetriebe koaxial zueinander angeordnet sind (In-Line-Bauweise). Zur Anpassung der nötigen Zugkraft kann ein Gruppen-Getriebe mit z. B. einer Acker-und einer Straßengruppe vorgesehen sein. Das Wechseln zwischen diesen Gruppen sowie zwischen Vorwärts-und Rückwärtsfahrt wird durch Be- tätigen einer entsprechenden Kupplung verwirklicht. Die Umschaltung in den jeweils anderen Bereich erfolgt vorzugsweise nach einer definierten Verweil- dauer am entsprechenden Übersetzungspunkt oder innerhalb eines begrenzten Übersetzungsbereiches, d. h. bei Stillstand oder gleichbleibender Geschwindig- keit.

Derartigen Getrieben liegt jedoch das gemeinsame Problem zu Grunde, dass das hydrodynamische Getriebe mit einem Schaltgetriebe verbunden ist.

Daher stellen sie kein eigentliche stufenloses Getriebe mehr dar, sondern zum Wechsel in verschiedene Bereiche ist das Schalten von Kupplungen notwen- dig. Insbesondere beim Schalten vom Vorwärts-zum Rückwärtsgang und um- gekehrt ist die Betätigung von Kupplungseinrichtungen erforderlich, wodurch sich eine Zugkraftunterbrechung und eine Zeitverzögerung ergibt und der Fahr- komfort negativ beeinträchtigt wird.

Vor allem bei landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen wirkt sich der Um- schaltvorgang zwischen den entgegengesetzten Fahrtrichtungen negativ auf die Fahreigenschaften wie z. B. den Anfahrwirkungsgrad, aus. Im Anfahrpunkt können hohe Blindleistungen auftreten, die einem Vielfachen der Antriebsleis- tung entsprechen können. Dies wirkt sich negativ auf die Dimensionierung und das Gewicht der Getriebe aus.

Aus der DE 101 22 823 A1 der Anmelderin ist ein Leistungsverzwei- gungsgetriebe mit einem hydrostatischen Getriebeteil, einem Summierungsge- triebe und einem Bereichsgetriebe bekannt, bei dem ein rein hydrostatischer Übergangsfahrbereich für Geschwindigkeiten zwischen geringer Rückwärts- und geringer Vorwärtsfahrt ohne eine Bereichsübergabe und ohne das Schal- ten von Kupplungen, insbesondere bei Geschwindigkeit Null, und ein an diesen anschließender stufenlos hydrostatisch-mechanischer Fahrbereich mit Leis- tungsverzweigung für höhere Geschwindigkeiten vorgesehen ist. Hierbei sind der hydrostatische Getriebeteil, das Summierungsgetriebe und das Bereichs- getriebe koaxial zu einander auf der Zwischenwelle angeordnet.

Dadurch ist beim Wechsel von niedrigen Vorwärts-und Rückwärtsge- schwindigkeiten keine Bereichsübergabe erforderlich, so dass in diesem Ge- schwindigkeitsbereich das Schalten von Kupplungen entfällt. Als nachteilig hat sich jedoch die Baulänge erwiesen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom genannten Stand der Technik ein hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsge- triebe zu schaffen, bei dem bei Geschwindigkeit Null keine Kupplungen zu schalten sind, ein Fahrtrichtungswechsel zwischen vorwärts nach rückwärts ohne Verzögerungen möglich ist, das einen guten Wirkungsgrad aufweist und mit wenigen Fahrbereichen auskommt. Des weiteren soll die erforderliche Baulänge im Vergleich zum Stand der Technik erheblich reduziert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Demnach wird ein hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungs- getriebe mit stufenlos veränderlichem Übersetzungsverhältnis vorgeschlagen, das einen hydrostatischen Getriebeteil bestehend aus einer ersten Hydrosta- teinheit mit verstellbarem Volumen und einer zweiten Hydrostateinheit mit konstantem Volumen und einen mechanischen Getriebeteil umfassend ein Summierungsgetriebe und ein Bereichsgetriebe aufweist, bei dem das Sum- mierungsgetriebe und das Bereichsgetriebe nicht koaxial sondern achsversetzt zu den Hydrostateinheiten angeordnet sind.

Durch die erfindungsgemäße Konzeption ergibt sich in vorteilhafter Wei- se eine sehr kurze Baulänge.

Vorzugsweise ist das Summierungsgetriebe als dreistufiges Planetenge- triebe ausgebildet und weist keine Hohlräder auf, wodurch der Achsabstand zwischen der Kurbelwelle und der Mitte der Hinterachse klein gehalten werden kann. Das Bereichsgetriebe ist vorzugsweise vierstufig ausgebildet.

Gemäß der Erfindung sind die benötigten Räder, Wellen und Kupplun- gen so ausgelegt, dass Gleichteile entstehen, die in mehreren Bereichen ver- wendet werden können.

Sowohl das Summierungsplanetengetriebe als auch das vierstufige Be- reichsgetriebe mit den dazugehörenden Klauenkupplungen können in dem hinteren Getriebegehäuse vormontiert werden. Danach kann das vordere Ge- triebegehäuse über die vormontierte Einheit übergestülpt und mit dem hinteren Getriebegehäuse verschraubt werden. Ferner können Hydrostateinheiten, Druck-und Schmierpumpe, Druckfilter, Magnetventile und Elektronik in einem Modul vormontiert werden, was an einer seitlichen Öffnung des vorderen Ge- triebegehäuses montiert werden kann.

Das erfindungsgemäße Getriebe weist einen rein hydrostatischen Über- gangsfahrbereich für Geschwindigkeiten zwischen geringer Rückwärts-und geringer Vorwärtsfahrt ohne eine Bereichsübergabe und ohne das Schalten von Kupplungseinrichtungen und einen an diesen anschließenden stufenlosen hydrostatisch-mechanischen Fahrbereich mit Leistungsverzweigung für höhere Geschwindigkeiten auf.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Figur, welche eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines erfin- dungsgemäßen Getriebes ist, beispielhaft näher erläutert.

Der allgemeine Aufbau und die Funktionsweise hydrostatisch-mecha- nischer Leistungsverzweigungsgetriebe sind dem Fachmann bestens bekannt.

Hier soll daher nur auf Besonderheiten der vorliegenden Erfindung eingegan- gen werden.

In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes hydrostatisch-mechanisches Leis- tungsverzweigungsgetriebe mit einem hydrostatischen Getriebeteil 1 und einem mechanischen Getriebeteil 2 gezeigt. Es umfasst eine Eingangswelle (Kurbel- welle) 3, eine Zwischenwelle 4, welche den Abtrieb des hydrostatischen Getrie- beteils 1 bildet und eine Abtriebswelle 5. Die Eingangswelle 3 kann durch das Getriebe hindurch geführt werden und als PTO-Anschluss oder Zapfwellenan- trieb dienen.

Der hydrostatische Teil 1 wird durch eine erste Hydrostateinheit A in Form eines Konstantmotors und durch eine zweite Hydrostateinheit B in Form einer Verstellpumpe vorzugsweise in"back to back"-Anordnung gebildet. Die beiden Einheiten A und B werden über ein Stirnradpaar 6 durch die Eingangs- welle 3 angetrieben.

Der mechanische Getriebeteil 2 umfasst ein Summierungsgetriebe, welches vorzugsweise als dreistufiges Planetengetriebe ohne Hohlräder ausgebildet ist.

In der Figur sind die drei Planetenstufen mit den Bezugszeichen P1, P2 und P3 versehen. Das im mechanischen Getriebeteil 2 enthaltene Bereichsgetriebe weist vier Stirnradstufen auf. Wie aus der Figur ersichtlich, sind das Summie- rungsgetriebe und das Bereichsgetriebe achsversetzt zu den Hydrostateinhei- ten angeordnet, so dass eine besonders kompakte Bauweise entsteht. Bevor- zugter Weise sind die Kupplungseinrichtungen K1, K2, K3, KR für die Stirnrad- stufen des Bereichsgetriebes auf der Abtriebswelle 5 angeordnet, wobei die Kupplung K1 die Abtriebswelle 5 mit dem Sonnenrad 8 des dritten Planetensat- zes über eine Stirnradstufe 9 lösbar verbindet, die Kupplung K2 die Abtriebs- welle 5 mit dem Sonnenrad 13 des ersten Planetensatzes P1 über eine Stirn- radstufe 14 lösbar verbindet, die Kupplung K3 die Abtriebswelle 5 mit dem Planetenträger des zweiten Planetensatzes P2 über eine Stirnradstufe 15 lös- bar verbindet und wobei die Kupplung KR die Abtriebswelle 5 mit dem Plane- tenträger der ersten Planetenstufe P1 über eine Zwischenrad und eine Stirn- radstufe lösbar verbindet.

Die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Leistungsverzweigungsge- triebes ist folgende : Das Anfahren des Fahrzeuges erfolgt rein hydrostatisch im Übergangsfahrbereich. Dabei wird die Drehzahl des hydrostatischen Getriebe- teils 1 über zwei Stirnradstufen 7 und 9 auf die Abtriebswelle 5 geleitet, wobei die Kupplung K1 von Anfang an geschlossen ist und über den gesamten Fahr- bereich des Übergangsfahrbereichs eingekuppelt bleibt. Durch ein Verstellen der Verstellpumpe B lässt sich die Ausgangsdrehzahl innerhalb des Fahrbe- reichs zwischen negativen und positiven Drehzahlen einstellen. Dadurch kann ein Geschwindigkeitsbereich von ca. -5 km/h bis +5 km/h abgedeckt werden.

Beim Übergang von Vorwärts-zu Rückwärtsfahrt und umgekehrt ist in vorteil- hafter Weise kein Schalten erforderlich.

Für höhere Geschwindigkeiten wird der hydrostatische Getriebeteil 1 mit dem mechanischen Getriebeteil 2 zu mehreren leistungsverzweigten Bereichen kombiniert. Dabei wird die Leistung zum einen aus dem hydrostatischen Ge- triebeteil 1 über die Zwischenwelle 4 und die Stirnradstufe 7 zum Sonnenrad 8 der Planetenstufe P3 und zum anderen über die Antriebswelle direkt auf das Sonnenrad 10 der Planetenstufe P2 geleitet. Gemäß der Erfindung stehen die Planeten der Planetenstufen miteinander ständig direkt oder indirekt in Eingriff : der Planet 16 der dritten Planetenstufe P3 steht mit dem Planeten 11 der zweiten Planetenstufe P2 in Eingriff und der Planet der zweiten Planetenstu- fe P2 ist mit dem Planeten 12 der ersten Planetenstufe P1 verbunden.

Der Abtrieb für den ersten Vorwärtsfahrbereich erfolgt durch Schalten der Kupplung K2. Hierbei wird die Leistung vom Sonnenrad 10 der Planeten- stufe P2 über den Planeten 11 der zweiten Planetenstufe, den Planeten 12 der ersten Planetenstufe P1, das Sonnenrad 13 der ersten Planetenstufe P1 und eine Stirnradstufe 14 auf die Abtriebswelle 5 übertragen.

Im zweiten Vorwärtsfahrbereich wird die Kupplung K3 geschlossen.

Hierbei wird die Leistung vom Sonnenrad 10 der Planetenstufe P2 über den Planetenträger der Planetenstufe P2 und die Stirnradstufe 15 auf die Abtriebs- welle übertragen.

Für die Rückwärtsfahrt wird die Kupplung KR geschlossen ; die Leistung wird vom Sonnenrad 10 der Planetenstufe P2 über den Planetenträger der Planetenstufe P1 und ein Zwischenrad auf die Abtriebswelle übertragen.

Durch diese Aufteilung des Gesamtfahrbereichs in einen rein hydrostati- schen Übergangsfahrbereich für niedrige Vorwärts-und Rückwärtsgeschwin- digkeiten und einen leistungsverzweigten Fahrbereich für höhere Geschwindig- keiten entsteht ein shuttle-taugliches Getriebe, das einen Fahrtrichtungswech- sel ohne jede Verzögerung und Leistungsunterbrechung ermöglicht. Die Ge- schwindigkeitswerte für die Fahrbereiche liegen für den Rückwärtsfahrbereich in etwa zwischen 5 und 20 km/h, für den ersten Vorwärtsfahrbereich zwischen 5 und 13km/h und für den dritten Vorwärtsfahrbereich zwischen 13 und 50 km/h, wobei durch eine Veränderung der Übersetzungsverhältnisse der Stirnradstufen andere Geschwindigkeitsbereiche abgedeckt werden können.

Selbstverständlich fällt auch jede konstruktive Ausbildung, insbesondere jede räumliche Anordnung der Planetenstufen und der Schaltelemente an sich sowie zueinander und soweit technisch sinnvoll, unter den Schutzumfang der vorliegenden Ansprüche ohne die Funktion des Getriebes, wie sie in den An- sprüchen angegeben ist, zu beeinflussen, auch wenn diese Ausbildungen nicht explizit in der Figur oder in der Beschreibung dargestellt sind.

Bezugszeichen 1 hydrostatischer Getriebeteil 2 mechanischer Getriebeteil 3 Eingangswelle 4 Zwischenwelle 5 Abtriebswelle 6 Stirnradstufe 7 Stirnradstufe 8 Sonnenrad 9 Stirnradstufe 10 Sonnenrad <BR> 11 Planet<BR> 12 Planet 13 Sonnenrad 14 Stirnradstufe 15 Stirnradstufe 16 Planet K1 Kupplung K2 Kupplung K3 Kupplung KR Kupplung