DE102024204851B3

DE102024204851B3 - Powershift group transmission for a work machine and agricultural vehicle

Info

Publication number: DE102024204851B3
Application number: DE102024204851.8A
Authority: DE
Inventors: Martin DANKESREITER; Thomas Pauli; Korbinian Brummer; Michael Haas; Thomas Oberbuchner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2024-05-27
Filing date: 2024-05-27
Publication date: 2025-10-09
Anticipated expiration: 2044-05-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein lastschaltbares Gruppengetriebe (100) für eine Arbeitsmaschine, umfassend ein Splittergetriebe (110) in Vorgelegebauweise und ein dem Splittergetriebe (110) trieblich nachgeschaltetes Lastschaltgetriebe (120) in Vorgelegebauweise, wobei das Lastschaltgetriebe (120) eine erste Welle (131), eine zweite Welle (132), eine dritte Welle (133) sowie eine vierte Welle (134) umfasst, ein erstes Räderpaar (141), ein zweites Räderpaar (142), ein drittes Räderpaar (143) sowie ein viertes Räderpaar (144) umfasst, eine erste Lastschaltkupplung (151), eine zweite Lastschaltkupplung (152) sowie eine dritte Lastschaltkupplung (153) umfasst und ein Schaltelement (154) umfasst. Das erfindungsgemäße Gruppengetriebe (100) zeichnet sich dadurch aus, dass eine Ausgangswelle (131) des Splittergetriebes (110) die erste Welle (131) des Lastschaltgetriebes (120) darstellt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes landwirtschaftliches Nutzfahrzeug. The invention relates to a powershift group transmission (100) for a work machine, comprising a splitter transmission (110) in countershaft design and a powershift transmission (120) in countershaft design connected downstream of the splitter transmission (110), wherein the powershift transmission (120) comprises a first shaft (131), a second shaft (132), a third shaft (133) and a fourth shaft (134), a first pair of gears (141), a second pair of gears (142), a third pair of gears (143) and a fourth pair of gears (144), a first powershift clutch (151), a second powershift clutch (152) and a third powershift clutch (153) and a shifting element (154). The group transmission (100) according to the invention is characterized in that an output shaft (131) of the splitter transmission (110) represents the first shaft (131) of the powershift transmission (120). The invention further relates to a corresponding agricultural utility vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein lastschaltbares Gruppengetriebe für eine Arbeitsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein entsprechendes landwirtschaftliches Nutzfahrzeug.The present invention relates to a powershift group transmission for a work machine according to the preamble of claim 1 and a corresponding agricultural utility vehicle.

Im Stand der Technik ist es bekannt, dass bei landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugen, insbesondere bei Ackerschleppern, aufgrund des breiten Aufgabenspektrums üblicherweise auch ein breites Spektrum an fein abgestuften Fahrbereichen darstellbar sein muss, was in der Regel u.a. eine vergleichsweise große Spreizung zwischen einer niedrigsten und einer höchsten Gangstufe erforderlich macht. Des Weiteren müssen kleine geometrische Stufensprünge zwischen den einzelnen Gangstufen realisiert sein, so dass die erforderliche, hohe Anzahl an Gangstufen darstellbar ist. Um diese große Anzahl an Gangstufen mit einem vertretbaren Aufwand bereitstellen zu können, werden Getriebe für landwirtschaftliche oder kommunale Nutzfahrzeuge häufig als aus mehreren Einzelgetrieben bestehende Gruppengetriebe ausgeführt. Eines dieser Einzelgetriebe kann beispielsweise als Lastschaltgetriebe ausgebildet sein.It is known in the prior art that agricultural commercial vehicles, particularly agricultural tractors, must be able to provide a wide range of finely graduated driving ranges due to the broad spectrum of tasks they perform. This generally requires, among other things, a comparatively large spread between a lowest and a highest gear. Furthermore, small geometric step changes must be implemented between the individual gears so that the required high number of gears can be achieved. In order to provide this large number of gears at a reasonable cost, transmissions for agricultural or municipal commercial vehicles are often designed as group transmissions consisting of several individual transmissions. One of these individual transmissions can, for example, be designed as a powershift transmission.

Generell ist es wünschenswert, die einzelnen Getriebe eines Gruppengetriebes kompakt, gewichtssparend und kostengünstig bei gleichzeitig hoher Effizienz auszubilden.In general, it is desirable to design the individual gears of a group transmission to be compact, weight-saving and cost-effective while at the same time being highly efficient.

In diesem Zusammenhang offenbart die EP 2 916 044 A1 ein in Gruppenbauweise ausgeführtes Kraftfahrzeuggetriebe, welches für die Anwendung bei einem landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug, beispielsweise einem Ackerschlepper, vorgesehen ist. Das Kraftfahrzeuggetriebe setzt sich dabei aus mehreren einzelnen Getriebegruppen zusammen, von denen eine nach Art eines Doppelkupplungsgetriebes realisiert ist.In this context, the EP 2 916 044 A1 A motor vehicle transmission designed as a group, intended for use in an agricultural vehicle, such as a tractor. The motor vehicle transmission consists of several individual transmission groups, one of which is implemented as a dual-clutch transmission.

Aus der DE 10 2021 208 975 A1 ist ein Lastschaltgetriebe eines Kraftfahrzeugs mit einer mehrere Lastschaltstufen aufweisende Splitgruppe, einer lastschaltbaren Zwischengruppe und einer Synchrongetriebegruppe bekannt.From the DE 10 2021 208 975 A1 A powershift transmission of a motor vehicle with a splitter group having several powershift stages, a powershift intermediate group and a synchronous transmission group is known.

Die DE 10 2011 076 391 A1 beschreibt ein Parallelschaltgetriebe, umfassend eine Splitgruppe und eine Bereichsgruppe, welche jeweils auf zwei parallele Übertragungszweige aufgeteilt sind. Dabei ist je einer der Übertragungszweige durch Betätigung eines jeweils zugehörigen Lastschaltelements wählbar.The DE 10 2011 076 391 A1 describes a parallel transmission comprising a splitter group and a range group, each of which is divided into two parallel transmission branches. Each of the transmission branches can be selected by actuating a corresponding powershift element.

Die DE 10 2016 209 942 A1 beschreibt ein lastschaltbares Getriebe für Landmaschinen, welches modular aufgebaut ist und einen ersten Teil mit einer Splitgruppe und einen zweiten Teil mit einem Schaltgetriebe aufweist. Die Splitgruppe ist dabei so ausgebildet, dass die Drehrichtung der Eingangswelle und die Drehrichtung der Ausgangswelle auch beim Schalten der Splitgruppe gleich bleibt.The DE 10 2016 209 942 A1 Describes a powershift transmission for agricultural machinery with a modular design, comprising a first part with a splitter group and a second part with a manual transmission. The splitter group is designed so that the direction of rotation of the input shaft and the direction of rotation of the output shaft remain the same even when the splitter group is shifted.

Die bekannten lastschaltbaren Gruppengetriebe sind jedoch dahingehend nachteilig, als dass sie eine vergleichsweise große Anzahl an Bauteilen und insbesondere Rädern aufweisen, wodurch sie schwer und teuer sind sowie einen großen Bauraumbedarf haben.However, the known powershift group transmissions are disadvantageous in that they have a comparatively large number of components and in particular gears, which makes them heavy and expensive and requires a large amount of installation space.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes lastschaltbares Gruppengetriebe für eine Arbeitsmaschine vorzuschlagen.It is an object of the invention to propose an improved powershift group transmission for a work machine.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das lastschaltbare Gruppengetriebe für eine Arbeitsmaschine gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.This object is achieved according to the invention by the powershift group transmission for a work machine according to claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the invention emerge from the dependent claims.

Die Erfindung betrifft ein lastschaltbares Gruppengetriebe für eine Arbeitsmaschine, umfassend ein Splittergetriebe in Vorgelegebauweise und ein dem Splittergetriebe trieblich nachgeschaltetes Lastschaltgetriebe in Vorgelegebauweise, wobei das Lastschaltgetriebe eine erste Welle, eine zweite Welle, eine dritte Welle sowie eine vierte Welle umfasst, ein erstes Räderpaar, ein zweites Räderpaar, ein drittes Räderpaar sowie ein viertes Räderpaar umfasst, eine erste Lastschaltkupplung, eine zweite Lastschaltkupplung sowie eine dritte Lastschaltkupplung umfasst und ein Schaltelement umfasst.The invention relates to a powershift group transmission for a work machine, comprising a splitter transmission in countershaft design and a powershift transmission in countershaft design connected downstream of the splitter transmission, wherein the powershift transmission comprises a first shaft, a second shaft, a third shaft and a fourth shaft, comprises a first pair of gears, a second pair of gears, a third pair of gears and a fourth pair of gears, comprises a first powershift clutch, a second powershift clutch and a third powershift clutch and comprises a shifting element.

Es ist also ein Gruppengetriebe, d.h. ein aus mehreren unabhängig voneinander schaltbaren Einzelgetrieben bestehendes Gesamtgetriebe, vorgesehen. Das erfindungsgemäße Gruppengetriebe umfasst zumindest ein Splittergetriebe und ein Lastschaltgetriebe, die beide in Vorgelegebauweise ausgebildet sind. Zusätzlich können auch weitere Getriebegruppen wie beispielsweise ein Bereichsgetriebe oder ein Reversiergetriebe vorgesehen sein.Thus, a group transmission is provided, i.e., a complete transmission consisting of several independently shiftable individual transmissions. The group transmission according to the invention comprises at least one splitter transmission and a powershift transmission, both of which are designed as countershafts. In addition, further transmission groups, such as a range transmission or a reversing transmission, can also be provided.

Das Gruppengetriebe wird von einem Antriebsaggregat angetrieben, das beispielsweise als Verbrennungsmotor oder als Elektromotor ausgebildet sein kann. Da das Splittergetriebe dem Lastschaltgetriebe trieblich vorgeschaltet ist, verläuft ein Antriebspfad ausgehend vom Antriebsaggregat zunächst durch das Splittergetriebe, bevor er durch das Lastschaltgetriebe führt. Trieblich vor oder nach dem Splittergetriebe bzw. dem Lastschaltgetriebe können, wie beschrieben, weitere Getriebegruppen oder Antriebsstrangelemente angeordnet sein. Beispielsweise kann dem Lastschaltgetriebe eine Antriebsachse der Arbeitsmaschine trieblich nachgeschaltet sein.The group transmission is driven by a drive unit, which can be designed, for example, as an internal combustion engine or an electric motor. Since the splitter transmission is connected upstream of the powershift transmission, a drive path from the drive unit first runs through the splitter transmission before passing through the powershift transmission. Further transmission groups or drive train elements can be arranged upstream or downstream of the splitter transmission or the powershift transmission, as described. For example, the powershift transmission can be connected to a The drive axle of the working machine must be connected downstream.

Das Splittergetriebe kann beispielsweise drei Wellen und sechs außenverzahnte Kupplungen umfassen, mittels derer vorteilhaft fünf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang darstellbar sein können.The splitter gearbox can, for example, comprise three shafts and six externally toothed clutches, by means of which five forward gears and one reverse gear can advantageously be provided.

Das Lastschaltgetriebe ist dem Splittergetriebe vorzugsweise trieblich unmittelbar nachgeschaltet, d.h., der Kraftfluss verläuft vom Splittergetriebe unmittelbar zum Lastschaltgetriebe, ohne dass zwischengeschaltete Komponenten, wie weitere Getriebegruppen oder Übersetzungsstufen, vorgesehen sind.The powershift transmission is preferably arranged directly downstream of the splitter transmission, i.e. the power flow runs directly from the splitter transmission to the powershift transmission without any intermediate components such as additional transmission groups or gear ratios.

Das Lastschaltgetriebe umfasst seinerseits eine erste Welle, eine zweite Welle, eine dritte Welle sowie eine vierte Welle.The powershift transmission comprises a first shaft, a second shaft, a third shaft and a fourth shaft.

Die erste und die zweite Welle sind vorteilhaft axial versetzt und koaxial zueinander angeordnet.The first and second shafts are advantageously axially offset and arranged coaxially to one another.

Ebenso sind die dritte und die vierte Welle sind vorteilhaft axial versetzt und koaxial zueinander angeordnet.Likewise, the third and fourth shafts are advantageously axially offset and arranged coaxially to each other.

Die erste und die zweite Welle sind vorteilhaft parallel zur dritten und vierten Welle angeordnet.The first and second shafts are advantageously arranged parallel to the third and fourth shafts.

Weiterhin umfasst das Lastschaltgetriebe ein erstes Räderpaar, ein zweites Räderpaar, ein drittes Räderpaar und ein viertes Räderpaar. Jedes Räderpaar besteht vorteilhaft aus zwei miteinander in Eingriff stehenden Stirnrädern, von denen jeweils eines als Festrad und eines als Losrad ausgebildet sein kann.The powershift transmission further comprises a first pair of gears, a second pair of gears, a third pair of gears, and a fourth pair of gears. Each pair of gears advantageously consists of two meshing spur gears, one of which can be designed as a fixed gear and one as a loose gear.

Des Weiteren umfasst das Lastschaltgetriebe auch eine erste Lastschaltkupplung, eine zweite Lastschaltkupplung und eine dritte Lastschaltkupplung. Die erste Lastschaltkupplung, die zweite Lastschaltkupplung und die dritte Lastschaltkupplung können vorzugsweise als nasslaufende oder trockenlaufende Lamellenkupplungen ausgebildet sein. Lastschaltkupplungen haben den Vorteil, dass zu schaltende Getriebeelemente, wie Wellen oder Räder, vor dem Schaltvorgang nicht synchronisiert werden müssen.The powershift transmission also includes a first powershift clutch, a second powershift clutch, and a third powershift clutch. The first powershift clutch, the second powershift clutch, and the third powershift clutch can preferably be designed as wet-running or dry-running multi-plate clutches. Powershift clutches have the advantage that transmission elements to be shifted, such as shafts or gears, do not need to be synchronized before the shifting process.

Schließlich umfasst das Lastschaltgetriebe auch ein Schaltelement, welches vorteilhaft nicht lastschaltbar ausgebildet ist. Dadurch ist das Schaltelement vergleichsweise kostengünstiger und kompakter, jedoch wird eine Drehzahlsynchronisation der zu schaltenden Getriebeelemente vor dem Schaltvorgang erforderlich.Finally, the powershift transmission also includes a shifting element that is advantageously designed to be non-powershiftable. This makes the shifting element comparatively more cost-effective and compact, but requires speed synchronization of the transmission elements to be shifted before the shifting process.

Erfindungsgemäß ist es nun vorgesehen, dass eine Ausgangswelle des Splittergetriebes die erste Welle des Lastschaltgetriebes darstellt und dass ein zweites Rad des zweiten Räderpaars mit einem Außenteil der dritten Lastschaltkupplung über eine gemeinsame Hohlwelle verbunden sind, wobei die gemeinsame Hohlwelle eine fünfte Welle darstellt.According to the invention, it is now provided that an output shaft of the splitter transmission represents the first shaft of the powershift transmission and that a second wheel of the second pair of wheels is connected to an outer part of the third powershift clutch via a common hollow shaft, wherein the common hollow shaft represents a fifth shaft.

In anderen Worten ragt also die Ausgangswelle des Splittergetriebes in das Lastschaltgetriebe hinein und erfüllt dort die Funktion der ersten Welle des Lastschaltgetriebes bzw. ragt umgekehrt die erste Welle des Lastschaltgetriebes in das Splittergetriebe hinein und erfüllt dort die Funktion der Ausgangswelle des Splittergetriebes. In other words, the output shaft of the splitter gearbox extends into the powershift gearbox and fulfils the function of the first shaft of the powershift gearbox or, conversely, the first shaft of the powershift gearbox extends into the splitter gearbox and fulfils the function of the output shaft of the splitter gearbox.

Die Erfindung führt damit zu dem Vorteil, dass ein vergleichsweise kompaktes und effizientes Gruppengetriebe bereitgestellt werden kann, da keine gesonderte Schnittstelle zwischen dem Splittergetriebe und dem Lastschaltgetriebe und insbesondere keine Übersetzungsstufe zwischen Splittergetriebe und dem Lastschaltgetriebe vorgehalten wird. Stattdessen wird über die gemeinsame Welle, nämlich die Ausgangswelle des Splittergetriebes bzw. die erste Welle des Lastschaltgetriebes, unmittelbar die Drehzahl des Splittergetriebes dem Lastschaltgetriebe zugeführt.The invention thus provides the advantage of providing a comparatively compact and efficient group transmission, since there is no separate interface between the splitter transmission and the powershift transmission, and in particular, no gear ratio between the splitter transmission and the powershift transmission. Instead, the speed of the splitter transmission is directly transmitted to the powershift transmission via the common shaft, namely the output shaft of the splitter transmission or the first shaft of the powershift transmission.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ausgangswelle des Splittergetriebes und die erste Welle des Lastschaltgetriebes als einstückiges Bauteil ausgebildet sind.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that the output shaft of the splitter gearbox and the first shaft of the powershift gearbox are designed as a one-piece component.

Dies vereinfacht den Produktionsprozess des Gruppengetriebes, da die Ausgangswelle des Splittergetriebes bzw. die erste Welle des Lastschaltgetriebes in einem gemeinsamen Schritt hergestellt werden können. Insbesondere ist es nicht erforderlich, Verbindungselemente wie beispielsweise eine Steckverzahnung und eine Steckverzahnungsaufnahme vorzusehen, welche den Herstellungsaufwand weiter erhöhen würden. Dadurch reduzieren sich auch die Herstellungskosten.This simplifies the production process of the group transmission, as the output shaft of the splitter transmission and the first shaft of the powershift transmission can be manufactured in a single step. In particular, it eliminates the need for connecting elements such as splines and spline mounts, which would further increase manufacturing complexity. This also reduces manufacturing costs.

Weitere Vorteile durch den Entfall der Verbindungselemente sind im reduzierten Gesamtgewicht und in der höheren Drehmomentübertragungsfähigkeit zu sehen.Further advantages of eliminating the connecting elements include reduced overall weight and increased torque transmission capacity.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Welle über die erste Lastschaltkupplung mit der zweiten Welle koppelbar ist und die dritte Welle über die zweite Lastschaltkupplung mit der vierten Welle koppelbar ist, wobei ein erstes Rad des ersten Räderpaars sowie ein erstes Rad des zweiten Räderpaars auf der ersten Welle angeordnet sind, wobei ein erstes Rad des dritten Räderpaars sowie ein erstes Rad des vierten Räderpaars auf der zweiten Welle angeordnet sind, wobei ein zweites Rad des ersten Räderpaars auf der dritten Welle angeordnet ist und wobei das zweite Rad des zweiten Räderpaars, ein zweites Rad des dritten Räderpaars sowie zweites Rad des vierten Räderpaars auf der vierten Welle angeordnet sind.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the first shaft can be coupled to the second shaft via the first powershift clutch and the third shaft can be coupled to the fourth shaft via the second powershift clutch, wherein a first wheel of the first pair of wheels and a first wheel of the second pair of wheels are arranged on the first shaft, wherein a first wheel of the third pair of wheels and a first wheel of the fourth pair of wheels are arranged on the second shaft, wherein a second wheel of the first pair of wheels is arranged on the third shaft, and wherein the second wheel of the second pair of wheels, a second wheel of the third pair of wheels and the second wheel of the fourth pair of wheels are arranged on the fourth shaft.

Diese Ausführungsform hat sich als besonders effizient hinsichtlich der Darstellbarkeit einer möglichst großen Anzahl von Gangstufen bei gleichzeitiger Gewährleistung eines möglichst hohen Wirkungsgrads des Lastschaltgetriebes erwiesen.This embodiment has proven to be particularly efficient in terms of being able to represent the largest possible number of gear steps while at the same time ensuring the highest possible efficiency of the powershift transmission.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das zweite Rad des zweiten Räderpaars als Losrad ausgebildet ist und über die dritte Lastschaltkupplung mit der vierten Welle koppelbar ist, wobei das erste Rad des dritten Räderpaars als Losrad ausgebildet ist und über das Schaltelement mit der zweiten Welle koppelbar ist und wobei das erste Rad des vierten Räderpaars als Losrad ausgebildet ist und über das Schaltelement mit der zweiten Welle koppelbar ist.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that the second wheel of the second wheel pair is designed as a loose wheel and can be coupled to the fourth shaft via the third powershift clutch, wherein the first wheel of the third wheel pair is designed as a loose wheel and can be coupled to the second shaft via the shifting element, and wherein the first wheel of the fourth wheel pair is designed as a loose wheel and can be coupled to the second shaft via the shifting element.

Dies begünstigt die Darstellbarkeit einer großen Anzahl von Gangstufen bei gleichzeitiger Gewährleistung eines möglichst hohen Wirkungsgrads des Lastschaltgetriebes noch weiter.This further facilitates the representation of a large number of gear steps while at the same time ensuring the highest possible efficiency of the powershift transmission.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass über das Lastschaltgetriebe fünf Gangstufen darstellbar sind.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that five gear stages can be represented via the powershift transmission.

Es hat sich gezeigt, dass die Darstellbarkeit von fünf Gangstufen bei einer vergleichsweise hohen Effizienz jeder der fünf Gangstufen möglich ist.It has been shown that the representation of five gear stages with a comparatively high efficiency of each of the five gear stages is possible.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Antriebspfad der ersten Gangstufe von der ersten Welle über das erste Räderpaar, die dritte Welle, die zweite Lastschaltkupplung, die vierte Welle, das dritte Räderpaar, das Schaltelement und die zweite Welle verläuft.According to a particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that a drive path of the first gear stage runs from the first shaft via the first pair of gears, the third shaft, the second powershift clutch, the fourth shaft, the third pair of gears, the shifting element and the second shaft.

Der Antriebspfad der ersten Gangstufe verläuft somit über nur zwei Räderpaare, wodurch eine vergleichsweise hohe Effizienz gewährleistet werden kann.The drive path of the first gear thus runs over only two pairs of wheels, which ensures a comparatively high level of efficiency.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Antriebspfad der zweiten Gangstufe von der ersten Welle über das zweite Räderpaar, die zweite Lastschaltkupplung, die vierte Welle, das dritte Räderpaar, das Schaltelement und die zweite Welle verläuft.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that a drive path of the second gear stage runs from the first shaft via the second pair of gears, the second powershift clutch, the fourth shaft, the third pair of gears, the shifting element and the second shaft.

Da auch der Antriebspfad der zweiten Gangstufe somit nur über zwei Räderpaare verläuft, kann auch hier eine hohe Effizienz gewährleistet werden.Since the drive path of the second gear also only runs over two pairs of wheels, high efficiency can be guaranteed here as well.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Antriebspfad der dritten Gangstufe von der ersten Welle über erste Lastschaltkupplung und die zweite Welle verläuft.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that a drive path of the third gear stage runs from the first shaft via the first powershift clutch and the second shaft.

Der Antriebspfad der dritten Gangstufe weist somit überhaupt keine Übersetzungsstufe auf, wodurch er eine ganz besonders hohe Effizienz gewährleistet.The drive path of the third gear stage therefore has no gear ratio at all, which ensures particularly high efficiency.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Antriebspfad der vierten Gangstufe von der ersten Welle über das erste Räderpaar, die dritte Welle, die zweite Lastschaltkupplung, die vierte Welle, das vierte Räderpaar, das Schaltelement und die zweite Welle verläuft.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that a drive path of the fourth gear stage runs from the first shaft via the first pair of gears, the third shaft, the second powershift clutch, the fourth shaft, the fourth pair of gears, the shifting element and the second shaft.

Auch der Antriebspfad der vierten Gangstufe verläuft somit nur über zwei Räderpaare, wodurch auch für die vierte Gangstufe eine hohe Effizienz gewährleistet werden kann.The drive path of the fourth gear also runs via only two pairs of wheels, which ensures high efficiency for the fourth gear as well.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Antriebspfad der fünften Gangstufe von der ersten Welle über das zweite Räderpaar, die dritte Lastschaltkupplung, die vierte Welle, das vierte Räderpaar, das Schaltelement und die zweite Welle verläuft.According to a further particularly preferred embodiment of the invention, it is provided that a drive path of the fifth gear stage runs from the first shaft via the second pair of gears, the third powershift clutch, the fourth shaft, the fourth pair of gears, the shifting element and the second shaft.

Da auch der Antriebspfad der fünften Gangstufe wiederum nur über zwei Räderpaare verläuft, kann auch hier wieder eine hohe Effizienz gewährleistet werden.Since the drive path of the fifth gear also only runs over two pairs of wheels, high efficiency can be guaranteed here as well.

Durch die Mehrfachverwendungen der Elemente des Lastschaltgetriebes müssen insgesamt zudem vergleichsweise weniger Bauteile vorgesehen sein, wodurch das Lastschaltgetriebe vergleichsweise kompakt, leichtgewichtig und kostengünstig bleibt.Due to the multiple uses of the elements of the powershift transmission, comparatively fewer components are required overall, which means that the powershift transmission remains comparatively compact, lightweight and cost-effective.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Abtrieb des Lastschaltgetriebes als Kegelritzel ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that an output of the powershift transmission is designed as a bevel pinion.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass über den Abtrieb besonders einfach ein Differential angetrieben werden kann, beispielsweise ein Differential einer anzutreibenden Achse. Die Achse kann beispielsweise als Hinterachse der Arbeitsmaschine ausgebildet sein und über das Kegelritzel unmittelbar mit dem Lastschaltgetriebe triebverbunden sein.This has the advantage that a differential can be driven particularly easily via the output, for example a differential of a driven axle. The axle can For example, it can be designed as the rear axle of the working machine and can be directly connected to the powershift transmission via the bevel pinion.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Lastschaltgetriebe einen zuschaltbaren Allradantrieb umfasst.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the powershift transmission comprises a switchable all-wheel drive.

Daraus ergibt sich der Vorteil, dass die Geländegängigkeit eines das Gruppengetriebe aufweisenden Fahrzeugs verbessert werden kann. Zudem kann durch Zuschalten des Allradantriebs auch eine höhere Antriebskraft auf den Untergrund gewährleistet werden, was insbesondere bei einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine ein besonderer Vorteil sein kann, da somit beispielsweise ein vergleichsweise größerer Pflug genutzt werden kann.This offers the advantage of improving the off-road capability of a vehicle equipped with a range transmission. Furthermore, engaging all-wheel drive also ensures greater traction on the ground, which can be particularly advantageous for agricultural machinery, as it allows the use of a comparatively larger plow, for example.

Wenn der Allradantrieb nicht benötigt wird, kann er wieder abgeschaltet werden, um die Effizienz des Lastschaltgetriebes nicht dauerhaft nachteilig zu beeinflussen und den Kraftstoffverbrauch somit gering zu halten.When all-wheel drive is not required, it can be switched off again to prevent a permanent adverse effect on the efficiency of the powershift transmission and thus keep fuel consumption low.

Die Erfindung betrifft schließlich eine Arbeitsmaschine, umfassend ein erfindungsgemäßes Gruppengetriebe. Somit ergeben sie erfindungsgemäßen Vorteile entsprechend auch für die erfindungsgemäße Arbeitsmaschine.Finally, the invention relates to a work machine comprising a group transmission according to the invention. Thus, the advantages of the invention also result in the work machine according to the invention.

Bei der Arbeitsmaschine handelt es sich vorzugsweise um ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug, insbesondere um einen Ackerschlepper.The work machine is preferably an agricultural vehicle, in particular an agricultural tractor.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beispielhaft erläutert.The invention is explained below by way of example with reference to embodiments shown in the figures.

Es zeigt:

1 beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen lastschaltbaren Gruppengetriebes für eine in 1 (nicht dargestellte) Arbeitsmaschine.

It shows:

1 by way of example and schematically shows a possible embodiment of a powershift group transmission according to the invention for a 1 (not shown) working machine.

Gleiche Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbare Komponenten sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Diese Gegenstände, Funktionseinheiten und vergleichbaren Komponenten sind hinsichtlich ihrer technischen Merkmale identisch ausgeführt, sofern sich aus der Beschreibung nicht explizit oder implizit etwas anderes ergibt.Identical objects, functional units, and comparable components are designated by the same reference symbols throughout the figures. These objects, functional units, and comparable components are identical in terms of their technical features, unless explicitly or implicitly stated otherwise in the description.

1 zeigt beispielhaft und schematisch eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen lastschaltbaren Gruppengetriebes 100 für eine (in 1 nicht dargestellte) Arbeitsmaschine. Bei der Arbeitsmaschine handelt es sich beispielsgemäß um ein landwirtschaftliches Nutzfahrzeug, nämlich um einen Ackerschlepper. 1 shows by way of example and schematically a possible embodiment of a powershift group transmission 100 according to the invention for a (in 1 (not shown) work machine. The work machine is, for example, an agricultural vehicle, namely a tractor.

Das Gruppengetriebe 100 umfasst ein Splittergetriebe 110 in Vorgelegebauweise sowie ein dem Splittergetriebe 110 trieblich nachgeschaltetes Lastschaltgetriebe 120, das ebenfalls in Vorgelegebauweise ausgeführt ist.The group transmission 100 comprises a splitter transmission 110 in countershaft design and a powershift transmission 120 which is connected downstream of the splitter transmission 110 and is also designed in countershaft design.

Das Splittergetriebe 110 umfasst beispielsgemäß drei Wellen 131, 114, 115, sechs außenverzahnte Kupplungen 117, 117', 118, 118', 119, 119' sowie mehrere Stirnräder 116 mittels derer beispielsgemäß fünf Vorwärtsgänge und ein Rückwärtsgang darstellbar sind.The splitter gear 110 comprises, for example, three shafts 131, 114, 115, six externally toothed clutches 117, 117', 118, 118', 119, 119' and several spur gears 116 by means of which, for example, five forward gears and one reverse gear can be represented.

Das Lastschaltgetriebe 120 umfasst seinerseits eine erste Welle 131, eine zweite Welle 132, eine dritte Welle 133 sowie eine vierte Welle 134, weiterhin ein erstes Räderpaar 141, ein zweites Räderpaar 142, ein drittes Räderpaar 143 sowie ein viertes Räderpaar 144 und eine erste Lastschaltkupplung 151, eine zweite Lastschaltkupplung 152 sowie eine dritte Lastschaltkupplung 153. Schließlich umfasst das Lastschaltgetriebe 120 auch ein Schaltelement 154The powershift transmission 120 in turn comprises a first shaft 131, a second shaft 132, a third shaft 133 and a fourth shaft 134, furthermore a first pair of gears 141, a second pair of gears 142, a third pair of gears 143 and a fourth pair of gears 144 and a first powershift clutch 151, a second powershift clutch 152 and a third powershift clutch 153. Finally, the powershift transmission 120 also comprises a shift element 154

Eine Ausgangswelle 131 des Splittergetriebes 110 stellt gleichzeitig auch die erste Welle 131 des Lastschaltgetriebes 120 dar. Beispielsgemäß sind die Ausgangswelle 131 des Splittergetriebes 110 und die erste Welle 131 des Lastschaltgetriebes 120 dabei als einstückiges Bauteil 131 ausgebildet. Die Welle 131 verbindet somit das Splittergetriebe 110 mit dem Lastschaltgetriebe 120. Dadurch ergibt sich eine kompakte und gewichtssparende Bauweise.An output shaft 131 of the splitter gearbox 110 simultaneously also represents the first shaft 131 of the powershift transmission 120. For example, the output shaft 131 of the splitter gearbox 110 and the first shaft 131 of the powershift transmission 120 are formed as a single-piece component 131. The shaft 131 thus connects the splitter gearbox 110 to the powershift transmission 120. This results in a compact and weight-saving design.

Bei dem Splittergetriebe 110 handelt es sich beispielsgemäß um ein an sich bekanntes Splittergetriebe 110, das keine Modifikationen oder Anpassungen aufweist, um für das erfindungsgemäße Gruppengetriebe 100 verwendbar zu sein.The splitter gearbox 110 is, for example, a splitter gearbox 110 known per se, which does not have any modifications or adaptations in order to be usable for the group gearbox 100 according to the invention.

Die Welle 114 des Splittergetriebes 110 stellt einen direkten Durchtrieb von einem Antriebsaggregat 180, beispielsgemäß einem Dieselmotor 180, der Arbeitsmaschine zu einer Hydraulikanordnung 190 sowie einer Kupplung 191 dar. Über die Kupplung 191 kann eine Nebenabtriebswelle 192 angetrieben werden.The shaft 114 of the splitter gearbox 110 represents a direct drive from a drive unit 180, for example a diesel engine 180, of the working machine to a hydraulic arrangement 190 and a clutch 191. A power take-off shaft 192 can be driven via the clutch 191.

Wie zu sehen ist, ist auf der ersten Welle 131 die erste Lastschaltkupplung 151 angeordnet. Weiterhin sind auf der ersten Welle 131 ein erstes Rad 141' des ersten Räderpaars 141 und ein erstes Rad 142' des zweiten Räderpaars 142 angeordnet. Das erste Rad 141' des ersten Räderpaars 141 und das erste Rad 142' des zweiten Räderpaars 142 sind dabei jeweils als Festräder ausgebildet.As can be seen, the first powershift clutch 151 is arranged on the first shaft 131. Furthermore, a first gear 141' of the first gear pair 141 and a first gear 142' of the second gear pair 142 are arranged on the first shaft 131. The first gear 141' of the first gear pair 141 and the first gear 142' of the second gear pair 142 are each designed as fixed gears.

Auf der zweiten Welle 132 sind das Schaltelement 154 ein erstes Rad 143' des dritten Räderpaars 143 und ein erstes Rad 144' des vierten Räderpaars 144 angeordnet.On the second shaft 132, the switching element 154, a first wheel 143' of the third wheel pair 143 and a first wheel 144' of the fourth wheel pair 144 are arranged.

Auf der dritten Welle 133 sind die zweite Lastschaltkupplung 152 und ein zweites Rad 141" des ersten Räderpaars 141 angeordnet. Das zweite Rad 141" des ersten Räderpaars 141 ist als Festrad ausgebildet.The second powershift clutch 152 and a second gear 141" of the first gear pair 141 are arranged on the third shaft 133. The second gear 141" of the first gear pair 141 is designed as a fixed gear.

Auf der vierten Welle 134 schließlich sind die dritte Lastschaltkupplung 152, ein zweites Rad 142" des zweiten Räderpaars 142, ein zweites Rad 143" des dritten Räderpaars 143 und ein zweites Rad 144" des vierten Räderpaars 144 angeordnet. Das zweite Rad 142" des zweiten Räderpaars 142 ist dabei als Losrad ausgebildet. Das zweite Rad 143" des dritten Räderpaars 143 und das zweite Rad 144" des vierten Räderpaars 144 sind hingegen als Festräder ausgebildet.Finally, the third powershift clutch 152, a second gear 142" of the second gear pair 142, a second gear 143" of the third gear pair 143, and a second gear 144" of the fourth gear pair 144 are arranged on the fourth shaft 134. The second gear 142" of the second gear pair 142 is designed as a loose gear. The second gear 143" of the third gear pair 143 and the second gear 144" of the fourth gear pair 144, however, are designed as fixed gears.

Die erste Welle 131 und die zweite Welle 132 sind koaxial zueinander angeordnet und durch die erste Lastschaltkupplung 151 miteinander verbindbar.The first shaft 131 and the second shaft 132 are arranged coaxially to each other and can be connected to each other by the first powershift clutch 151.

In analoger Weise sind die dritte Welle 133 und die vierte Welle 134 koaxial zueinander angeordnet und über das zweite Schaltelement 152 miteinander verbindbar.In an analogous manner, the third shaft 133 and the fourth shaft 134 are arranged coaxially to one another and can be connected to one another via the second switching element 152.

Die erste Welle 131 und die zweite Welle 132 sind parallel zur dritten Welle 133 und zur vierten Welle 134 angeordnet.The first shaft 131 and the second shaft 132 are arranged parallel to the third shaft 133 and the fourth shaft 134.

Das beispielsgemäße Lastschaltgetriebe 120 ist dazu ausgebildet, fünf Gangstufen darzustellen.The exemplary powershift transmission 120 is designed to represent five gear stages.

Ein Antriebspfad der ersten Gangstufe verläuft beispielsgemäß von der ersten Welle 131 über das erste Räderpaar 141, die dritte Welle 133, die zweite Lastschaltkupplung 152, die vierte Welle 134, das dritte Räderpaar 143, das Schaltelement 154 und die zweite Welle 132.A drive path of the first gear stage runs, for example, from the first shaft 131 via the first gear pair 141, the third shaft 133, the second powershift clutch 152, the fourth shaft 134, the third gear pair 143, the shift element 154 and the second shaft 132.

Ein Antriebspfad der zweiten Gangstufe verläuft beispielsgemäß von der ersten Welle 131 über das zweite Räderpaar 142, die dritte Lastschaltkupplung 153, die vierte Welle 134, das dritte Räderpaar 143, das Schaltelement 154 und die zweite Welle 132.A drive path of the second gear stage runs, for example, from the first shaft 131 via the second gear pair 142, the third powershift clutch 153, the fourth shaft 134, the third gear pair 143, the shift element 154 and the second shaft 132.

Ein Antriebspfad der dritten Gangstufe verläuft beispielsgemäß von der ersten Welle 131 über erste Lastschaltkupplung 151 und die zweite Welle 132.A drive path of the third gear stage runs, for example, from the first shaft 131 via the first powershift clutch 151 and the second shaft 132.

Ein Antriebspfad der vierten Gangstufe verläuft beispielsgemäß von der ersten Welle 131 über das erste Räderpaar 141, die dritte Welle 133, die zweite Lastschaltkupplung 152, die vierte Welle 134, das vierte Räderpaar 144, das Schaltelement 154 und die zweite Welle 132.A drive path of the fourth gear stage runs, for example, from the first shaft 131 via the first gear pair 141, the third shaft 133, the second powershift clutch 152, the fourth shaft 134, the fourth gear pair 144, the shift element 154 and the second shaft 132.

Ein Antriebspfad der fünften Gangstufe verläuft beispielsgemäß von der ersten Welle 131 über das zweite Räderpaar 142, die dritte Lastschaltkupplung 153, die vierte Welle 134, das vierte Räderpaar 144, das Schaltelement 154 und die zweite Welle 132.A drive path of the fifth gear stage runs, for example, from the first shaft 131 via the second gear pair 142, the third powershift clutch 153, the fourth shaft 134, the fourth gear pair 144, the shift element 154 and the second shaft 132.

Ein Abtrieb des Lastschaltgetriebes 120 ist als Kegelritzel 160 ausgebildet und treibt ein Differential 162 einer Hinterachse 161 der Arbeitsmaschine an.An output of the powershift transmission 120 is designed as a bevel pinion 160 and drives a differential 162 of a rear axle 161 of the working machine.

Mittels eines zuschaltbaren Allradantriebs 170 des Lastschaltgetriebes 120 ist auch eine Vorderachse (nicht dargestellt in 1) der Arbeitsmaschine antreibbar.By means of a switchable all-wheel drive 170 of the powershift transmission 120, a front axle (not shown in 1 ) of the working machine.

BezugszeichenReference symbol

100100: Lastschaltbares GruppengetriebePowershift group transmission
110110: Splittergetriebesplitter gearbox
114114: Welle des SplittergetriebesSplitter gear shaft
115115: Welle des SplittergetriebesSplitter gear shaft
116116: Stirnrad des SplittergetriebesSpur gear of the splitter gear
117117: Kupplungcoupling
117'117': Kupplungcoupling
118118: Kupplungcoupling
118'118': Kupplungcoupling
119119: Kupplungcoupling
119'119': Kupplungcoupling
120120: LastschaltgetriebePowershift transmission
131131: erste Welle des Lastschaltgetriebes, Ausgangswelle des Splittergetriebesfirst shaft of the powershift transmission, output shaft of the splitter gearbox
132132: zweite Wellesecond wave
133133: dritte Wellethird wave
134134: vierte Wellefourth wave
141141: erstes Räderpaarfirst pair of wheels
141'141': erstes Rad des ersten Räderpaarsfirst wheel of the first pair of wheels
141"141": zweites Rad des zweiten Räderpaarssecond wheel of the second pair of wheels
142142: zweites Räderpaarsecond pair of wheels
142'142': erstes Rad des zweiten Räderpaarsfirst wheel of the second pair of wheels
142"142": zweites Rad des zweiten Räderpaarssecond wheel of the second pair of wheels
143143: drittes Räderpaarthird pair of wheels
143'143': erstes Rad des dritten Räderpaarsfirst wheel of the third pair of wheels
143"143": zweites Rad des dritten Räderpaarssecond wheel of the third pair of wheels
144144: viertes Räderpaarfourth pair of wheels
144'144': erstes Rad des vierten Räderpaarsfirst wheel of the fourth pair of wheels
144"144": zweites Rad des vierten Räderpaarssecond wheel of the fourth pair of wheels
151151: erste Lastschaltkupplungfirst powershift clutch
152152: zweite Lastschaltkupplungsecond powershift clutch
153153: dritte Lastschaltkupplungthird powershift clutch
154154: Schaltelementswitching element
160160: KegelritzelBevel pinion
161161: Hinterachserear axle
162162: Differentialdifferential
170170: AllradantriebAll-wheel drive
180180: Antriebsaggregat; Dieselmotordrive unit; diesel engine
190190: HydraulikanordnungHydraulic arrangement
191191: Kupplungcoupling
192192: NebenabtriebswellePower take-off shaft

Claims

Powershift group transmission (100) for a work machine, comprising a splitter transmission (110) in countershaft design and a powershift transmission (120) in countershaft design connected downstream of the splitter transmission (110), wherein the powershift transmission (120) comprises a first shaft (131), a second shaft (132), a third shaft (133) and a fourth shaft (134), a first pair of gears (141), a second pair of gears (142), a third pair of gears (143) and a fourth pair of gears (144), a first powershift clutch (151), a second powershift clutch (152) and a third powershift clutch (153) and a shifting element (154), characterized in that an output shaft (131) of the splitter transmission (110) represents the first shaft (131) of the powershift transmission (120) and that a second gear (142") of the second pair of wheels (142) are connected to an outer part of the third powershift clutch (153) via a common hollow shaft, wherein the common hollow shaft represents a fifth shaft.

Group transmission (100) after Claim 1 , characterized in that the output shaft (131) of the splitter gearbox (110) and the first shaft (131) of the powershift gearbox (120) are designed as a one-piece component (131).

Group transmission (100) according to at least one of the Claims 1 and 2 , characterized in that the first shaft (131) can be coupled to the second shaft (132) via the first powershift clutch (151) and the third shaft (133) can be coupled to the fourth shaft (134) via the second powershift clutch (152), wherein a first wheel (141') of the first pair of wheels (141) and a first wheel (142') of the second pair of wheels (142) are arranged on the first shaft (131), wherein a first wheel (143') of the third pair of wheels (143) and a first wheel (144') of the fourth pair of wheels (144) are arranged on the second shaft (132), wherein a second wheel (141") of the first pair of wheels (141) is arranged on the third shaft (133), and wherein the second wheel (142') of the second pair of wheels (142), a second wheel (143') of the third wheel pair (143) and second wheel (144') of the fourth wheel pair (144) are arranged on the fourth shaft (134).

Group transmission (100) after Claim 3 , characterized in that the second wheel (142") of the second wheel pair (142) is designed as a loose wheel and can be coupled to the fourth shaft (134) via the third powershift clutch (153), wherein the first wheel (143') of the third wheel pair (143) is designed as a loose wheel and can be coupled to the second shaft (132) via the switching element (154), and wherein the first wheel (144') of the fourth wheel pair (144) is designed as a loose wheel and can be coupled to the second shaft (132) via the switching element (154).

Group transmission (100) according to at least one of the Claims 1 until 4 , characterized in that five gear stages can be represented via the powershift transmission (120).

Group transmission (100) after Claim 5 , characterized in that a drive path of the first gear stage runs from the first shaft (131) via the first pair of gears (141), the third shaft (133), the second powershift clutch (152), the fourth shaft (134), the third pair of gears (143), the shifting element (154) and the second shaft (132).

Group transmission (100) according to at least one of the Claims 5 and 6 , characterized in that a drive path of the second gear stage runs from the first shaft (131) via the second pair of gears (142), the second powershift clutch (152), the fourth shaft (134), the third pair of gears (143), the shifting element (154) and the second shaft (132).

Group transmission (100) according to at least one of the Claims 5 until 7 , characterized in that a drive path of the third gear stage runs from the first shaft (131) via the third powershift clutch (153) and the second shaft (132).

Group transmission (100) according to at least one of the Claims 5 until 8 , characterized in that a drive path of the fourth gear stage runs from the first shaft (131) via the first pair of gears (141), the third shaft (133), the second powershift clutch (152), the fourth shaft (134), the fourth pair of gears (144), the shifting element (154) and the second shaft (132).

Group transmission (100) according to at least one of the Claims 5 and 9 , characterized in that a drive path of the fifth gear stage runs from the first shaft (131) via the second pair of gears (142), the third powershift clutch (153), the fourth shaft (134), the fourth pair of gears (144), the shifting element (154) and the second shaft (132).

Group transmission (100) according to at least one of the Claims 1 until 10 , characterized in that an output of the powershift transmission (120) is designed as a bevel pinion (160).

Group transmission (100) according to at least one of the Claims 1 until 11 , characterized in that the powershift transmission (120) comprises a switchable all-wheel drive (170).

Working machine, comprising a group transmission (100) according to at least one of the Claims 1 until 12 .