DE102010046961A1

DE102010046961A1 - Getriebeschaltvorrichtung

Info

Publication number: DE102010046961A1
Application number: DE102010046961A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Appeltauer Peter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-09-29
Filing date: 2010-09-29
Publication date: 2012-03-29

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit zumindest einer mehrstufigen Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b), die zumindest eine Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) und zumindest eine in Reihe geschaltete Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) aufweist, und mit einer Aktuatorvorrichtung (15a; 15b), die dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) und die Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) der Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b) zu betätigen. Es wird vorgeschlagen, dass die Aktuatorvorrichtung (15a; 15b) zumindest einen der Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) zugeordneten Aktuator (16a; 16b, 55b) und zumindest einen der Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) zugeordneten Aktuator (17a; 17b, 21b) aufweist, die dazu vorgesehen sind, die Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) und die Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) zumindest teilweise unabhängig voneinander zu betätigen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeschaltvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2007 036 100 A1 ist bereits eine Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit zumindest einer mehrstufigen Koppeleinheit, die zumindest eine Reibschlusseinheit und zumindest eine in Reihe geschaltete Formschlusseinheit aufweist, und mit einer Aktuatorvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit der Koppeleinheit zu betätigen, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeugs herabzusetzen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit zumindest einer mehrstufigen Koppeleinheit, die zumindest eine Reibschlusseinheit und zumindest eine in Reihe geschaltete Formschlusseinheit aufweist, und mit einer Aktuatorvorrichtung, die dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit der Koppeleinheit zu betätigen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Aktuatorvorrichtung zumindest einen der Reibschlusseinheit zugeordneten Aktuator und zumindest einen der Formschlusseinheit zugeordneten Aktuator aufweist, die dazu vorgesehen sind, die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit zumindest teilweise unabhängig voneinander zu betätigen. Dadurch kann insbesondere in einem geöffneten Zustand der Koppeleinheit ein nahezu verlustfreier Betrieb der Koppeleinheit erreicht werden, wodurch insbesondere auch ein Verlust innerhalb eines Getriebes verringert werden kann, wobei insbesondere vorteilhaft ein Kraftstoffverbrauch eines Kraftfahrzeugs herabgesetzt werden kann. Unter „unmittelbar in Reihe angeordnet” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass zwischen der Reibschlusseinheit und der Formschlusseinheit kein Getriebebauteil, beispielsweise ein Sonnenrad, ein Planetenradträger oder ein anderes Bauteil eines Planetenradsatzes angeordnet ist. Unter einer „mehrstufigen Koppeleinheit” soll dabei insbesondere eine Koppeleinheit verstanden werden, die aus zumindest zwei separaten Koppeinheiten besteht, die funktional direkt hintereinander geschaltet sind. Unter einer „Reibschlusseinheit” soll hier insbesondere eine Koppeleinheit verstanden werden, die zwei Kupplungshälften aufweist, die zur Übertragung eines Drehmoments reibschlüssig miteinander verbindbar sind. Unter einer „Formschlusseinheit” soll dabei insbesondere eine Koppeinheit verstanden werden, die zwei Kupplungshälften aufweist, die zur Übertragung eines Drehmoments formschlüssig miteinander verbindbar sind. Unter einer „Aktuatorvorrichtung” soll insbesondere eine Vorrichtung mit zumindest zwei Aktuatoren verstanden werden, die zur Betätigung der Reibschlusseinheit und der Formschlusseinheit jeweils eine Betätigungskraft bereitstellen können. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter „betätigen” soll dabei insbesondere mittels einer Aktuatorkraft in einen anderen Schaltzustand schalten verstanden werden. Unter „zumindest teilweise unabhängig” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die eine Betätigung der Reibschlusseinheit nicht zwangsläufig eine Betätigung der Formschlusseinheit auslöst und umgekehrt. Die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit sind prinzipiell völlig unabhängig voneinander schaltbar, auch wenn sie für eine Schaltung der Koppeleinheit in Abhängigkeit der jeweils anderen betätigt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Reibschlusseinheit in einem unbetätigten Zustand geschlossen ist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Reibschlusseinheit erreicht werden. Unter einem „unbetätigten Zustand” soll dabei insbesondere ein Zustand der Reibschlusseinheit verstanden werden, in dem der Aktuator der Reibschlusseinheit drucklos ist. Unter „in einem unbetätigten Zustand geschlossen” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Reibschlusseinheit in einem druckfreien Zustand geschlossen ist und somit ein Moment reibschlüssig von der Reibschlusseinheit übertragen werden kann. Die Reibschlusseinheit ist vorteilhafterweise als eine normally-closed-Kupplung ausgeführt.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Koppeleinheit als eine Bremseinheit ausgebildet ist. Dadurch kann eine Koppeleinheit mit einer besonders guten Verlustminimierung bereitgestellt werden. Unter „als eine Bremseinheit ausgebildet” soll dabei insbesondere verstanden werden, das die Koppeleinheit ein gehäusefest angeordnetes Koppelelement und ein drehbar gelagertes Koppelelement aufweist, wobei das drehbar gelagerte Koppelelement durch Schließen der Koppeleinheit abgebremst wird. Durch Schließen der Koppeleinheit kann ein Moment in ein Getriebegehäuse abgeleitet werden. Unter „gehäusefest angebunden” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass das zweite Koppelelement weitgehend starr mit einem feststehenden Getriebegehäuse der Getriebeschaltvorrichtung verbunden ist.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Getriebeschaltvorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit für einen Schaltvorgang der Koppeleinheit zu öffnen. Dadurch kann die Koppeleinheit insbesondere materialschonend und geräuscharm geschaltet werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem „Steuergerät” soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einem „Schaltvorgang der Koppeleinheit” soll dabei insbesondere ein Vorgang verstanden werden, in dem die Koppeleinheit von einem geöffneten Zustand in einen geschlossenen Zustand oder von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand überführt wird. Dabei soll unter einem „geschlossenen Zustand der Koppeleinheit” insbesondere ein Zustand der Koppeleinheit verstanden werden, in dem ein Drehmoment zwischen dem ersten Koppelelement und dem zweiten Koppelelement der Koppeleinheit übertragen werden kann. Unter einem „geöffneten Zustand der Koppeleinheit” soll insbesondere ein Zustand der Koppeleinheit verstanden werden, in dem kein Drehmoment zwischen dem ersten Koppelelement und dem zweiten Koppelelement der Koppeleinheit übertragen werden kann.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit in einem vollständig geöffneten Zustand und in einem vollständig geschlossenen Zustand der Koppeleinheit zu schließen und/oder geschlossen zu halten. Dadurch können Verluste in der Reibschlusseinheit besonders vorteilhaft gering gehalten werden.
Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit zu öffnen. Dadurch kann die Formschlusseinheit insbesondere einfach und sicher geschaltet werden. Dabei soll die Reibschlusseinheit lediglich für einen Schaltvorgang der Formschlusseinheit von der Steuer- und/oder Regeleinheit geöffnet werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit für einen Schaltvorgang der Koppeleinheit dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit zu schließen, sobald die Formschlusseinheit vollständig geöffnet oder geschlossen ist. Dadurch kann ein Schaltvorgang der Koppeleinheit sicher und einfach angeschlossen werden. Unter „vollständig betätigt” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass ein Schaltvorgang der Formschlusseinheit komplett beendet ist und ein Moment von der Formschlusseinheit übertragen werden kann. Unter „schließen” soll in diesem Zusammenhang drucklos schalten verstanden werden.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Getriebeschaltvorrichtung zumindest eine zweite mehrstufige Koppeleinheit aufweist, die wenigstens teilweise einstückig mit der ersten Koppeleinheit ausgeführt ist. Dadurch kann insbesondere eine Bauteilezahl klein gehalten werden. Unter „zumindest teilweise einstückig” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass Bauteile der einen Koppeleinheit als funktionelle Bauteile der anderen Koppeleinheit ausgebildet sind. Insbesondere soll die zweite mehrstufige Koppeleinheit dabei eine Formschlusseinheit aufweisen, die dazu vorgesehen ist, durch den Aktuator, der der Formschlusseinheit der ersten Koppeleinheit zugeordnet ist, betätigt zu werden. Vorzugsweise weisen beide Koppeleinheiten dabei nur eine einzige Reibschlusseinheit auf, die beiden Koppeleinheiten zugeordnet ist.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn einer der Aktuatoren der Aktuatorvorrichtung eine Schiebemuffe aufweist, die dazu vorgesehen ist, wahlweise die Formschlusseinheit der ersten Koppeleinheit oder die Formschlusseinheit der zweiten Koppeleinheit zu schließen. Dadurch kann insbesondere der Aktuator zur Betätigung der Formschlusseinheiten besonders einfach ausgebildet werden. Unter einer „Schiebemuffe” soll dabei insbesondere ein axial verschiebbares Bauteil verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, mittels einer Verzahnung eine drehfeste Verbindung zwischen zwei zueinander drehbar angeordneten Kupplungshälften herzustellen.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Getriebeschaltvorrichtung zumindest eine dritte mehrstufige Koppeleinheit aufweist, die zumindest teilweise einstückig mit der zweiten Koppeleinheit ausgeführt ist. Dadurch kann eine Bauteilzahl insbesondere besonders vorteilhaft klein gehalten werden. Insbesondere soll die zweite mehrstufige Koppeleinheit dabei eine Formschlusseinheit umfassen, die zumindest einen Aktuator aufweist, der dazu vorgesehen ist, wahlweise die Formschlusseinheit der zweiten Koppeleinheit oder die Formschlusseinheit der dritten Koppeleinheit zu schließen.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aktuatorvorrichtung einen weiteren Aktuator aufweist, der eine Schiebemuffe umfasst, die dazu vorgesehen ist, wahlweise die Formschlusseinheit der zweiten Koppeleinheit oder die Formschlusseinheit der dritten Koppeleinheit zu schließen. Dadurch kann der Aktuator insbesondere einfach ausgestaltet werden. Vorzugsweise weist der Aktuator zur Betätigung der zweiten mehrstufigen Koppeleinheit und der dritten Koppeleinheit eine weitere Schiebemuffe auf, mittels der die beiden Formschlusseinheiten betätigbar sind.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines bekannten Getrieberadsatzes,
2 eine schematische Darstellung einer Koppeleinheit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung und
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung.
Die 1 und 2 zeigen eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung. Zur Einstellung von zehn Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung einen Getrieberadsatz 23a auf. Der Getrieberadsatz 23a weist neun Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 und einen Rückwärtsgetriebegang R auf. Die Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 weisen aufeinander folgende Übersetzungsverhältnisse auf. Dabei weist der erste Vorwärtsgetriebegang V1 das größte Übersetzungsverhältnis und der letzte, in diesem Ausführungsbeispiel neunte Vorwärtsgetriebegang V9, das kleinste Übersetzungsverhältnis auf, wobei die Übersetzungsverhältnisse vom niedrigen zum hohen Vorwärtsgetriebegang V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8 abnehmen. Der Rückwärtsgetriebegang R weist im Vergleich zu den Vorwärtsgetriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 eine Drehrichtungsumkehr auf.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung weist weiter ein Getriebegehäuse 24a auf. Der Getrieberadsatz 23a ist zumindest teilweise in dem Getriebegehäuse 24a angeordnet. Das Getriebegehäuse 24a ist fahrzeugfest angeordnet.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung verbindet eine nicht näher dargestellte Antriebsmaschine eines die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs mit nicht näher dargestellten Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Die Antriebsmaschine stellt das Antriebsmoment bereit. Mittels der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung wird ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Antriebsmaschine und den Antriebsrädern eingestellt. Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung kann mit einem Hybridantriebsmodul verbunden werden, mittels dem das Antriebsmoment verändert werden kann. Weiter kann mittels des Hybridantriebsmoduls und der Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ein CVT realisiert werden, wodurch eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung realisiert werden kann, deren Übersetzungsverhältnis zumindest in Teilbereichen stufenlos eingestellt werden kann.
Zur Einleitung des Antriebsmoments in den Getrieberadsatz weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Antriebseinheit 25a auf. Die Antriebseinheit 25a ist in einem Kraftfluss nach der Antriebsmaschine und vor dem Getrieberadsatz 23a angeordnet. Die Antriebseinheit 25a weist eine Antriebswelle 26a auf. Die Antriebswelle 26a verbindet die Antriebsmaschine mit dem Getrieberadsatz 23a. Der Antriebseinheit 25a kann ein nicht näher dargestelltes Modul vorgeschaltet sein, das insbesondere eine Anfahrfunktionalität bereitstellt. Als ein vorgeschaltetes Modul ist beispielsweise ein Drehmomentwandler oder eine nasse Anfahrkupplung denkbar. Grundsätzlich kann das zum Anfahren vorgesehene Modul aber auch in den Getrieberadsatz 23a integriert sein.
Zur Ausleitung eines übersetzten Antriebsmoments, also eines Abtriebsmoments, weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Abtriebseinheit 27a auf. Die Abtriebseinheit 27a ist in dem Kraftfluss nach dem Getrieberadsatz 23a und vor den Antriebsrädern angeordnet. Die Abtriebseinheit 27a weist eine Abtriebswelle 28a auf. Die Abtriebswelle 28a verbindet den Getrieberadsatz 23a mit den Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Der Abtriebseinheit 27a kann ein nicht näher dargestelltes Modul nachgeschaltet sein, mittels dem das aus dem Getrieberadsatz 23a ausgeleitete Moment auf die Antriebsräder verteilt werden kann, wie beispielsweise ein Planetenradgetriebe, das für einen Drehzahlausgleich zwischen den Antriebsrädern vorgesehen ist, oder eine Allradantriebseinheit, die das Antriebsmoment auf zwei verschiedene Antriebsachsen verteilt. Die Antriebseinheit 25a und die Abtriebseinheit 27a können grundsätzlich beliebig zueinander angeordnet sein.
Der Getrieberadsatz 23a weist vier Planetenradgetriebe 29a, 30a, 31a, 32a auf. Das erste Planetenradgetriebe 29a, das zweite Planetenradgetriebe 30a, das dritte Planetenradgetriebe 31a und das vierte Planetenradgetriebe 32a sind hintereinander entlang einer Hauptrotationsachse 33a angeordnet. Sämtliche Planetenradgetriebe 29a, 30a, 31a, 32a des Getrieberadsatzes 23a weisen einen Einfachplanetenradsatz auf.
Das erste Planetenradgetriebe 29a ist eingangsseitig angeordnet. Das zweite Planetenradgetriebe 30a ist mittig eingangsseitig angeordnet. Das dritte Planetenradgetriebe 31a ist mittig ausgangsseitig angeordnet. Das vierte Planetenradgetriebe 32a ist ausgangsseitig angeordnet. Das Planetenradgetriebe 29a umfasst ein Sonnenrad 34a, ein Hohlrad 35a und einen Planetenradträger 36a. Der Planetenradträger 36a führt Planetenräder 37a auf einer Kreisbahn. Die Planetenräder 37a kämmen mit dem Sonnenrad 34a und mit dem Hohlrad 35a. Die Planetenräder 37a sind drehbar auf dem Planetenradträger 36a gelagert. Die Planetengetriebe 30a, 31a, 32a sind analog zu dem Planetenradgetriebe 29a ausgebildet.
Zur Schaltung der Getriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist der Getrieberadsatz sechs Koppeleinheiten 10a, 118, 12a, 38a, 39a, 40a auf. Die Koppeleinheiten 10a, 11a, 12a, 38a, 39a, 40a übertragen in den Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R unterschiedliche Drehmomente.
Die drei Koppeleinheiten 38a, 39a, 40a sind als Kupplungseinheiten ausgebildet. Sie weisen jeweils ein erstes drehbares Kopplungselement und ein zweites drehbares Kopplungselement auf. Die drei Koppeleinheiten 38a, 39a, 40a sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente drehfest miteinander zu verbinden. Die Koppeleinheiten 38a, 39a, 40a werden jeweils über nicht näher dargestellte Aktuatoren betätigt, wodurch die Koppeleinheiten 38a, 39a, 40a eine drehfeste Verbindung herstellen. Die drei Koppeleinheiten 38a, 39a, 40a weisen jeweils eine Reibschlusseinheit auf. Die Koppeleinheiten 38a, 39a, 40a sind jeweils als eine Lamellenkupplung ausgebildet.
Die drei Koppeleinheiten 10a, 11a, 12a sind mehrstufig ausgebildet. Die mehrstufigen Koppeleinheiten 10a, 11a, 12a sind alle äquivalent ausgebildet. Im Folgenden ist nur die mehrstufige Koppeleinheit 10a beschrieben. Alle konstruktiven und funktionalen Merkmale der Koppeleinheit 10a sind in den Koppeleinheiten 11a, 12a gleich. Allein eine Anordnung und eine Anbindung an den Planetenradsatz der Koppeleinheiten 11a, 12a unterscheidet die Koppeleinheiten 11a, 12a von der der Koppeleinheit 10a.
Die Koppeleinheit 10a ist als eine Bremseinheit ausgebildet. Dazu ist die mehrstufige Koppeleinheit 10a zwischen einem Planetenradträger des zweiten Planetenradgetriebes 30a und dem Getriebegehäuse 24a angeordnet. Die Koppeleinheit 10a umfasst ein erstes Koppelelement 41a und ein zweites Koppelelement 42a. Das erste Koppelelement 41a ist fest mit dem Getriebegehäuse 24a verbunden. Das zweite Koppelelement 42a ist dazu vorgesehen, drehfest mit dem entsprechenden Bauteil eines der Planetenradgetriebe 29a, 30a, 31a, 32a verbunden zu werden. Das zweite Koppelelement 42a ist drehfest mit dem Planetenradträger des zweiten Planetenradgetriebes 30a verbunden. Zur Übertragung eines Drehmoments weist die mehrstufige Koppeleinheit 10a eine Reibschlusseinheit 13a und eine Formschlusseinheit 14a auf. Die Reibschlusseinheit 13a und die Formschlusseinheit 14a sind in einem Kraftfluss in Reihe geschaltet. Die Reibschlusseinheit 13a und die Formschlusseinheit 14a sind zwischen dem ersten Koppelelement 41a und dem zweiten Koppelelement 42a angeordnet. Für eine Verbindung zwischen der Reibschlusseinheit 13a und der Formschlusseinheit 14a umfasst die Koppeleinheit 10a eine Verbindungswelle 43a. Die Verbindungswelle 43a ist in einem Kraftfluss zwischen der Reibschlusseinheit 13a und der Formschlusseinheit 14a angeordnet. Die Verbindungswelle 43a ist eine einfache Welle, die lediglich eine starre, drehfest Verbindung zwischen der Reibschlusseinheit 13a und der Formschlusseinheit 14a ausbildet. Die Verbindungswelle 43a weist weder eine Verbindung zu anderen Bauteilen der Planetenradgetriebe 29a, 30a, 31a, 32a auf, noch ist sie durch eines der Bauteile der Planetenradgetriebe 29a, 30a, 31a, 32a geführt.
Zur Betätigung der Reibschlusseinheit 13a und der Formschlusseinheit 14a weist die Getriebeschaltvorrichtung eine Aktuatorvorrichtung 15a auf. Die Aktuatorvorrichtung 15a ist dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheit 13a und die Formschlusseinheit 14a zu betätigen. Die Aktuatorvorrichtung 15a umfasst einen ersten Aktuator 16a und einen zweiten Aktuator 17a. Der erste Aktuator 16a ist der Reibschlusseinheit 13a zugeordnet. Mittels des Aktuators 16a ist die Reibschlusseinheit 13a betätigbar. Der zweite Aktuator 17a ist der Formschlusseinheit 14a zugeordnet. Mittels des Aktuators 17a ist die Formschlusseinheit 14a betätigbar. Die Aktuatoren 16a, 17a sind dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheit 13a und die Formschlusseinheit 14a unabhängig voneinander zu betätigen.
Die Reibschlusseinheit 13a weist eine erste Kupplungshälfte 44a und eine zweite Kupplungshälfte 45a auf. Die erste Kupplungshälfte 44a ist drehfest mit dem ersten Koppelelement 41a verbunden. Die erste Kupplungshälfte 44a ist gehäusefest angeordnet und kann in Bezug auf das Getriebegehäuse 24a nicht rotieren. Die zweite Kupplungshälfte 45a ist drehfest mit der Verbindungswelle 43a verbunden. Die Kupplungshälften 44a, 45a weisen jeweils nicht näher dargestellte Reibelemente auf, die für einen Reibschluss zwischen den beiden Kupplungshälften 44a, 45a vorgesehen sind. Die Reibelemente sind als Reiblamellen ausgebildet. Die Reibschlusseinheit 13a umfasst eine mechanische Betätigungseinheit 46a. Die Betätigungseinheit 46a ist dazu vorgesehen die Reibschlusseinheit 13a zu schließen. Dazu umfasst die Betätigungseinheit 46a ein vorgespanntes Federelement, das die Kupplungshälften 44a, 45a der Reibschlusseinheit 13a gegeneinander drückt. Durch eine Vorspannung des Federelements stellt die Betätigungseinheit 46a ständig eine Federkraft bereit, die beide Kupplungshälften 44a, 45a gegeneinander drückt. Die Reibschlusseinheit 13a ist in einem unbetätigten Zustand geschlossen. Die Reibschlusseinheit 13a ist als eine normally-closed Lamellenkupplung ausgebildet.
Der Aktuator 16a, der der Reibschlusseinheit 13a zugeordnet ist, ist als ein hydraulischer Aktuator ausgebildet. Mittels des Aktuators 16a ist die Reibschlusseinheit 13a zwischen zwei maximalen Schaltstellungen stufenlos betätigbar. In einer ersten maximalen Schaltstellung ist der Aktuator 16a drucklos. Die mechanische Betätigungseinheit 46a drückt die Kupplungshälften 44a, 45a der Reibschlusseinheit 13a zusammen. Die Reibschlusseinheit 13a ist in der ersten Schaltstellung völlig geschlossen, wodurch mittels der Reibelemente ein für alle möglichen Fahrzustände ausreichendes Moment zwischen den beiden Kupplungshälften 44a, 45a übertragen werden kann. Wird der Aktuator 16a mit einem Druck beaufschlagt, erzeugt der Aktuator 16a eine der Federkraft entgegenwirkende Aktuatorkraft. Eine Resultierende aus der Federkraft und der Aktuatorkraft ergibt eine Betätigungskraft. Ein übertragbares Moment ist dabei umgekehrt proportional zu der Betätigungskraft. Ist die Aktuatorkraft größer als die Federkraft, wird die Feder komprimiert und die Reibelemente der Kupplungshälften 44a, 45a werden voneinander gelöst. Dadurch wird ein übertragbares Moment, das zwischen den beiden Kupplungshälften 44a, 45a übertragen werden kann, Null. In einer zweiten maximalen Schaltstellung liegt an dem Aktuator 16a ein Maximaldruck an. Die Kupplungshälften 44a, 45a sind völlig geöffnet. Die Reibelemente der beiden Kupplungshälften 44a, 45a sind vollständig voneinander getrennt. Es kann kein Moment von den Kupplungshälften 44a, 45a übertragen werden.
Die Formschlusseinheit 14a weist eine erste Kupplungshälfte 47a und eine zweite Kupplungshälfte 48a auf. Die erste Kupplungshälfte 47a ist drehfest mit der Verbindungswelle 43a der Koppeleinheit 10a verbunden. Die zweite Kupplungshälfte 48a ist mit dem zweiten Koppelelement 42a der Koppeleinheit 10a verbunden. Die erste Kupplungshälfte 47a weist eine Klauenverzahnung auf. Die zweite Kupplungshälfte 48a weist ebenfalls eine zu der Klauenverzahnung der ersten Kupplungshälfte 47a korrespondierende Klauenverzahnung auf. Die Klauenverzahnungen der beiden Kupplungshälften 47a, 48a sind für eine trennbar formschlüssige Verbindung der beiden Kupplungshälften 47a, 48a vorgesehen. Die Formschlusseinheit 14a ist als eine Klauenkupplung ausgebildet. Grundsätzlich ist auch eine andere Kupplungsvariante denkbar, die eine Drehmomentübertragung lediglich über einen Formschluss ermöglicht.
Die Formschlusseinheit 14a weist eine erste Schaltstellung und eine zweite Schaltstellung auf. Mittels des Aktuators 17a ist die Formschlusseinheit 14a betätigbar und in beide Schaltstellungen schaltbar. In der ersten Schaltstellung ist die Formschlusseinheit 14a geöffnet. In einem geöffneten Zustand der Formschlusseinheit 14a ist die erste Kupplungshälfte 47a von der zweiten Kupplungshälfte 48a getrennt. Es kann kein Moment zwischen der Verbindungswelle 43a und dem zweiten Koppelelement 42a der Koppeleinheit 10a übertragen werden. In der zweiten Schaltstellung ist die Formschlusseinheit 14a geschlossen. In einem geschlossenen Zustand der Formschlusseinheit 14a sind die beiden Kupplungshälften 47a, 48a mittels der Klauenverzahnungen formschlüssig miteinander verbunden. Es kann ein Moment zwischen der Verbindungswelle 43a und dem zweiten Koppelelement 42a der Koppeleinheit 10a übertragen werden. Der Aktuator 17a ist als ein hydraulischer Aktuator ausgebildet. Der Aktuator 17a wird mittels eines Betätigungsdrucks betrieben und kann mittels des Betätigungsdrucks die Formschlusseinheit 14a in die erste Schaltstellung oder die zweite Schaltstellung schalten. Grundsätzlich kann der Aktuator 17a auch ein Federelement aufweisen, wodurch die Formschlusseinheit 14a durch eine von der Federeinheit aufgebrachte Kraft in eine Grundstellung geschaltet wird. Eine Grundstellung kann dabei einem geöffneten oder einen geschlossenen Zustand der Formschlusseinheit 14a entsprechen. Ebenso kann die Schaltvorrichtung der Formschlusseinheit auch eine Rastierung aufweisen, mittels welcher eine beliebige Schaltstellung bei drucklosem Aktuator beibehalten werden kann. Die Formschlusseinheit kann grundsätzlich als normally-opened oder normally-closed ausgebildet sein. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Formschlusseinheit 14a synchronisiert ausgebildet ist. Dazu weist die synchronisierte Formschlusseinheit eine Synchronisierungsvorrichtung auf, die bei einem Schließvorgang der Formschlusseinheit die beiden Kupplungshälften der Formschlusseinheit synchronisiert. Dabei gleicht die Synchronisationsvorrichtung eine Drehzahl der ersten Kupplungshälfte und eine Drehzahl der zweiten Kupplungshälfte einander an.
Die Koppeleinheit 10a weist zwei primäre Schaltstellungen auf, die mittels der Reibschlusseinheit 13a und der Formschlusseinheit 14a darstellbar sind. Die zwei primären Schaltstellungen sind als statische Schaltstellungen ausgebildet, in denen ein Schaltzustand der Reibschlusseinheit 13a und der Formschlusseinheit 14a konstant bleibt. Dabei ist in der ersten primären Schaltstellung eine Momentenübertragung zwischen dem ersten Koppelelement 41a und dem zweiten Koppelelement 42a möglich.
In der zweiten primären Schaltstellung ist eine Momentenübertragung zwischen dem ersten Koppelelement 41a und dem zweiten Koppelelement 42a nicht möglich. In der ersten Schaltstellung ist die Koppeleinheit 10a geöffnet. In einem geöffneten Zustand der Koppeleinheit 10a sind das erste Koppelelement 41a und das zweite Koppelelement 42a der Koppeleinheit 10a funktionell voneinander getrennt. Es kann ein Moment zwischen dem ersten Koppelelement 41a und dem zweiten Koppelelement 42a übertragen werden. In der ersten primären Schaltstellung der Koppeleinheit 10a ist die Reibschlusseinheit 13a völlig geschlossen und die Formschlusseinheit 14a geöffnet. Dazu ist der Aktuator 16a, der der Reibschlusseinheit 13a zugeordnet ist, drucklos, wodurch die Reibschlusseinheit 13a geschlossen ist. Der Aktuator 17a der Formschlusseinheit 14a ist in einer ersten Schaltstellung, wodurch die Formschlusseinheit 14a geöffnet ist.
In der zweiten primären Schaltstellung ist die Koppeleinheit 10a geschlossen. In einem geschlossenen Zustand der Koppeleinheit 10a sind das erste Koppelelement 41a und das zweite Koppelelement 42a der Koppeleinheit 10a funktionell miteinander verbunden. Es kann ein Moment zwischen dem ersten Koppelelement 41a und dem zweiten Koppelelement 42a übertragen werden. In der zweiten primären Schaltstellung der Koppeleinheit 10a sind sowohl die Reibschlusseinheit 13a als auch die Formschlusseinheit 14a geschlossen. Dazu ist der Aktuator 16a, der der Reibschlusseinheit 13a zugeordnet ist, drucklos, wodurch die Reibschlusseinheit 13a geschlossen ist. Der Aktuator 17a der Formschlusseinheit 14a ist in der zweiten Schaltstellung, wodurch die Formschlusseinheit 14a geschlossen ist.
Weitere Schaltstellungen der Koppeleinheit 10a, die sich aus einer Kombination der Schaltstellungen der Formschlusseinheit 14a und der Reibschlusseinheit 13a ergeben, werden in einem stationären Zustand der Koppeleinheit 10a nicht genutzt. Alle diese weiteren Schaltstellungen werden lediglich während eines Schaltvorgangs der Koppeleinheit 10a verwendet, d. h. zur Schaltung von der ersten primären in die zweite primäre Schaltstellung und umgekehrt. In einem ersten Schaltvorgang wird die Koppeleinheit 10a von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand geschaltet. In einem zweiten Schaltvorgang wird die Koppeleinheit 10a von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet. Die Unterteilung der Schaltvorgänge in einen ersten und einen zweiten Schaltvorgang soll hierbei keine chronologische Abfolge der Schaltvorgänge wiederspiegeln, sie dient ausschließlich der Unterscheidung der beiden Schaltvorgänge.
Zur Betätigung der Koppeleinheit 10a umfasst die Getriebeschaltvorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 18a. Die Steuer- und Regeleinheit 18a steuert die Aktuatoren 16a, 17a der Aktuatorvorrichtung 15a. Um die Aktuatoren 16a, 17a unabhängig voneinander zu betätigen, steuert die Steuer- und Regeleinheit 18a die Aktuatoren 16a, 17a einzeln an. Die Steuer- und Regeleinheit 18a ist dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheit 13a für einen Schaltvorgang der Koppeleinheit 10a zu öffnen. Die Steuer- und Regeleinheit 18a öffnet die Reibschlusseinheit 13a sowohl für den ersten als auch für den zweiten Schaltvorgang. Die Steuer- und Regeleinheit 18a ist für einen Schaltvorgang weiter dazu vorgesehen, in dem geöffneten Zustand der Reibschlusseinheit 13a die Formschlusseinheit 14a zu betätigen. Zum Abschluss eines Schaltvorgangs ist die Steuer- und Regeleinheit 18a dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheit 13a geregelt zu schließen, sobald die Formschlusseinheit 14a vollständig betätigt ist.
Für den ersten Schaltvorgang wird zunächst die Reibschlusseinheit 13a für eine Umsetzung einer Gangschaltung des Getrieberadsatzes 23a gesteuert geöffnet. Dazu wird der Aktuator 16a langsam mit einem Druck beaufschlagt, wodurch sich das übertragbare Moment zwischen den beiden Kupplungshälften 44a, 45a langsam verringert. Nachdem die Reibschlusseinheit 13a völlig geöffnet ist, wird die geschlossene Formschlusseinheit 14a betätigt. Die Formschlusseinheit 14a wird mittels des Aktuators 17a geöffnet und die Kupplungshälften 47a, 48a der Formschlusseinheit 14a lösen sich voneinander. Ist die Formschlusseinheit 14a völlig betätigt und sind die Kupplungshälften 47a, 48a vollkommen voneinander getrennt, schließt die Steuer- und Regeleinheit 18a die Reibschlusseinheit 13a mittels des Aktuators 16a wieder. Der Aktuator 16a wird dazu wieder drucklos geschaltet, wodurch die Betätigungseinheit 46a die Reibschlusseinheit 13a völlig schließt. Ist die Reibschlusseinheit 13a komplett geschlossen ist der Schaltvorgang abgeschlossen. Nach dem ersten Schaltvorgang ist die Kupplungseinheit 10a geöffnet.
Für den zweiten Schaltvorgang wird zunächst die Reibschlusseinheit 13a geöffnet. Dazu wird der Aktuator 16a mit einem Druck beaufschlagt, wodurch sich das übertragbare Moment zwischen den beiden Kupplungshälften 44a, 45a verringert. Nachdem die Reibschlusseinheit 13a völlig geöffnet ist, wird die geöffnete Formschlusseinheit 14a betätigt. Die Formschlusseinheit 14a wird mittels des Aktuators 17a geschlossen und die Kupplungshälften 47a, 48a der Formschlusseinheit 14a treten mittels der Klauenverzahnung in einen Formschluss. Ist die Formschlusseinheit 14a völlig betätigt und sind die Kupplungshälften 47a, 48a formschlüssig miteinander verbunden, schließt die Steuer- und Regeleinheit 18a die Reibschlusseinheit 138 mittels des Aktuators 16a wieder. Dazu wird der Aktuator 16a langsam drucklos geschaltet, wodurch sich das übertragbare Moment langsam steigert. Ist die Reibschlusseinheit 13a komplett geschlossen ist der Schaltvorgang abgeschlossen. Nach dem zweiten Schaltvorgang ist die Koppeleinheit 10a geschlossen.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die als Kupplungseinheiten ausgebildeten Koppeleinheiten 38a, 39a, 40a mehrstufig ausgebildet sind. Der Aufbau wäre identisch zu den als Bremseinheiten ausgebildeten Koppeleinheiten, nur ohne eine gehäusefeste Anbindung eines der Koppelemente. Es ist grundsätzlich auch denkbar nur eine gewisse Anzahl der Koppeleinheiten 10, 11, 12a, 39a, 40a, 41a mehrstufig auszubilden und die restlichen Koppeleinheiten als einfache Reib- oder Formschlusseinheiten auszubilden. Die Anwendung der mehrstufigen Koppeleinheiten soll sich dabei auch nicht ausschließlich auf Getrieberadsätze mit drei Kupplungseinheiten und drei Bremseinheiten beschränken, sondern kann insbesondere auch für Getriebeeinheiten mit einer beliebigen Anzahl an Koppeleinheiten verwendet werden, wobei die Anzahl der als mehrstufig ausgestalteten Koppeleinheiten wiederum beliebig sein kann.
In der 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den 1 und 2 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der 3 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels der 1 und 2 verwiesen werden.
3 zeigt eine Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung. Zur Einstellung von zehn Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung ein Getrieberadsatz 23b auf. Der Getrieberadsatz 23b weist neun Vorwärtsgetriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9 und einen Rückwärtsgetriebegang R auf.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung weist weiter ein Getriebegehäuse auf. Der Getrieberadsatz 23b ist zumindest teilweise in dem Getriebegehäuse 24b angeordnet. Das Getriebegehäuse 24b ist fahrzeugfest angeordnet.
Die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung verbindet eine nicht näher dargestellte Antriebsmaschine eines die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs mit nicht näher dargestellten Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs. Zur Einleitung des Antriebsmoments in den Getrieberadsatz 23b weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Antriebseinheit auf. Die Antriebseinheit ist in einem Kraftfluss nach der Antriebsmaschine und vor dem Getrieberadsatz 23b angeordnet. Zur Ausleitung eines übersetzten Antriebsmoments, also eines Abtriebsmoments, weist die Kraftfahrzeuggetriebevorrichtung eine Abtriebseinheit auf. Die Abtriebseinheit ist in dem Kraftfluss nach dem Getrieberadsatz 23b und vor den Antriebsrädern angeordnet.
Der Getrieberadsatz 23b weist vier nicht näher dargestellte Planetenradgetriebe auf. Das erste Planetenradgetriebe, das zweite Planetenradgetriebe, das dritte Planetenradgetriebe und das vierte Planetenradgetriebe sind hintereinander entlang einer Hauptrotationsachse angeordnet. Sämtliche Planetenradgetriebe des Getrieberadsatzes 23b weisen einen Einfachplanetenradsatz auf.
Zur Schaltung der Getriebegänge V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R weist der Getrieberadsatz 23b drei dargestellte Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b und drei nicht näher dargestellte Koppeleinheiten auf. Die Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b und die drei nicht näher dargestellten Koppeleinheiten übertragen in den Getriebegängen V1, V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9, R unterschiedliche Drehmomente.
Die drei nicht näher dargestellten Koppeleinheiten sind als Kupplungseinheiten ausgebildet. Sie weisen jeweils ein erstes drehbares Kopplungselement und ein zweites drehbares Kopplungselement auf. Die drei Koppeleinheiten sind jeweils dazu vorgesehen, ihre beiden Kopplungselemente drehfest miteinander zu verbinden. Die Koppeleinheiten werden jeweils über nicht näher dargestellte Aktuatoren betätigt, wodurch die Koppeleinheiten eine drehfeste Verbindung herstellen. Die drei Koppeleinheiten weisen jeweils eine Reibschlusseinheit auf. Die Koppeleinheiten sind jeweils als eine Lamellenkupplung ausgebildet.
Die drei Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b sind mehrstufig ausgebildet. Die Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b sind als Bremseinheiten ausgebildet. Die mehrstufigen Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b sind teilweise einstückig miteinander ausgebildet. Das Grundprinzip der Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b ist identisch zu den Koppeleinheiten 10a, 11a, 12a aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel. Die Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b sind dazu vorgesehen, ein Getriebeelement des Getrieberadsatzes 23b mechanisch trennbar mit dem Getriebegehäuse 24b zu verbinden.
Die erste Koppeleinheit 10b ist als eine Bremseinheit ausgebildet. Dazu ist die mehrstufige Koppeleinheit 10b zwischen einem Planetenradträger des zweiten Planetenradgetriebes und dem Getriebegehäuse 24b angeordnet. Die erste Koppeleinheit 10b umfasst ein erstes Koppelelement 41b und ein zweites Koppelelement 42b. Das erste Koppelelement 41b ist fest mit dem Getriebegehäuse 24b verbunden. Das zweite Koppelelement 42b ist drehfest mit dem Planetenradträger des ersten Planetenradgetriebes verbunden. Zur Übertragung eines Drehmoments weist die mehrstufige Koppeleinheit 10b eine Reibschlusseinheit 13b und eine Formschlusseinheit 14b auf. Die Reibschlusseinheit 13b und die Formschlusseinheit 14b sind in einem Kraftfluss in Reihe geschaltet. Die Reibschlusseinheit und die Formschlusseinheit 14b sind zwischen dem ersten Koppelelement 41b und dem zweiten Koppelelement 42b angeordnet. Für eine Verbindung zwischen der Reibschlusseinheit 13b und der Formschlusseinheit 14b umfasst die Koppeleinheit 10a eine Verbindungswelle 43b. Die Verbindungswelle 43b ist in einem Kraftfluss zwischen der Reibschlusseinheit 13b und der Formschlusseinheit 14b angeordnet. Die Verbindungswelle 43b ist als ein Verbindungselement ausgebildet, das lediglich eine starre, drehfeste Verbindung zwischen der Reibschlusseinheit 13b und der Formschlusseinheit 14b ausbildet.
Zur Betätigung der Reibschlusseinheit 13b und der Formschlusseinheit 14b der Koppeleinheit 10b weist die Getriebeschaltvorrichtung eine Aktuatorvorrichtung 15b auf. Die Aktuatorvorrichtung 15b ist dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheit 13b und die Formschlusseinheit 14b zu betätigen. Die Aktuatorvorrichtung 15b umfasst einen ersten Aktuator 16b und einen zweiten Aktuator 17b. Der erste Aktuator 16b ist der Reibschlusseinheit 13b zugeordnet. Mittels des Aktuators 16b ist die Reibschlusseinheit 13b betätigbar. Der zweite Aktuator 17b ist der Formschlusseinheit 14b zugeordnet. Mittels des Aktuators 17b ist die Formschlusseinheit 14b betätigbar. Die Aktuatoren 16b, 17b sind dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheit 13b und die Formschlusseinheit 14b zumindest teilweise unabhängig voneinander zu betätigen.
Die Reibschlusseinheit 13b weist eine erste Kupplungshälfte 44b und eine zweite Kupplungshälfte 45b auf. Die erste Kupplungshälfte 44b ist drehfest mit dem ersten Koppelelement 41b verbunden. Die erste Kupplungshälfte 44b ist gehäusefest angeordnet und kann in Bezug auf das Getriebegehäuse 24b nicht rotieren. Die zweite Kupplungshälfte 45b ist drehfest mit der Verbindungswelle 43b verbunden. Die Kupplungshälften 44b, 45b weisen jeweils nicht näher dargestellte Reibelemente auf, die für einen Reibschluss zwischen den beiden Kupplungshälften 44b, 45b vorgesehen sind. Die Reibelemente sind als Reiblamellen ausgebildet. Die Reibschlusseinheit 13b umfasst eine Betätigungseinheit 46b. Die Betätigungseinheit 46b ist dazu vorgesehen die Reibschlusseinheit 13b zu schließen. Dazu umfasst die Betätigungseinheit 46b ein vorgespanntes Federelement, das die Kupplungshälften 44b, 45b der Reibschlusseinheit 13b gegeneinander drückt. Durch eine Vorspannung des Federelements stellt die Betätigungseinheit 46b ständig eine Federkraft bereit, die beide Kupplungshälften 44b, 45b gegeneinander drückt. Die Reibschlusseinheit 13b ist in einem Normalzustand geschlossen. Die Reibschlusseinheit 13b ist als eine normally-closed Lamellenkupplung ausgebildet.
Der Aktuator 16b, der der Reibschlusseinheit 13b zugeordnet ist, ist als ein hydraulischer Aktuator ausgebildet. Mittels des Aktuators 16b ist die Reibschlusseinheit 13b zwischen zwei maximalen Schaltstellungen stufenlos betätigbar. In einer ersten maximalen Schaltstellung ist der Aktuator 16b drucklos. Die vorgespannte Betätigungseinheit 46b drückt die Kupplungshälften 44b, 45b der Reibschlusseinheit 13b zusammen. Die Reibschlusseinheit 13b ist in der ersten Schaltstellung völlig geschlossen und es kann mittels der Reibelemente ein für alle möglichen Fahrzustände ausreichendes Moment zwischen den beiden Kupplungshälften 44b, 45b übertragen werden. Wird der Aktuator 16b mit einem Druck beaufschlagt, erzeugt der Aktuator 16b eine zu der Federkraft entgegenwirkende Aktuatorkraft. Die Resultierende aus der Federkraft und der Aktuatorkraft ergibt eine Betätigungskraft. Ist die Aktuatorkraft größer als die Federkraft, wird die Betätigungseinheit 46b komprimiert und die Reibelemente der Kupplungshälften 44b, 45b werden voneinander gelöst. Dadurch wird ein übertragbares Moment zwischen den beiden Kupplungshälften 44b, 45b, das übertragen werden kann, kleiner. Ein übertragbares Moment ist dabei umgekehrt proportional zu der Betätigungskraft. In einer zweiten maximalen Schaltstellung liegt an dem Aktuator 16b ein Maximaldruck an. Die Kupplungshälften 44b, 45b sind völlig geöffnet. Die Reibelemente der beiden Kupplungshälften 44b, 45b sind voneinander getrennt. Es kann kein Moment von den Kupplungshälften 44b, 45b übertragen werden.
Die Formschlusseinheit 14b weist eine erste Kupplungshälfte 47b und eine zweite Kupplungshälfte 48b auf. Die erste Kupplungshälfte 47b ist drehfest mit der Verbindungswelle 43b der Koppeleinheit 10b verbunden. Die zweite Kupplungshälfte 48b ist mit dem zweiten Koppelelement 42b der Koppeleinheit 10b verbunden. Die Kupplungshälften 47b, 48b weisen jeweils eine Verzahnung auf.
Die dritte mehrstufige Koppeleinheit 12b ist als eine Bremseinheit ausgebildet. Dazu ist die mehrstufige Koppeleinheit 12b zwischen einem Hohlrad des dritten Planetenradgetriebes und dem Getriebegehäuse 24b angeordnet. Die Koppeleinheit umfasst ein erstes Koppelelement 49b und ein zweites Koppelelement 50b. Das erste Koppelelement 49b ist fest mit dem Getriebegehäuse 24b verbunden. Das zweite Koppelelement 50b ist dazu vorgesehen, drehfest mit dem entsprechenden Bauteil eines der Planetenradgetriebe verbunden zu werden. Das zweite Koppelelement 50b ist drehfest mit einem Hohlrad des dritten Planetenradgetriebes verbunden. Zur Übertragung eines Drehmoments weist die mehrstufige Koppeleinheit 12b eine Reibschlusseinheit 51b und eine Formschlusseinheit 52b auf. Die Reibschlusseinheit 51b und die Formschlusseinheit 52b sind in einem Kraftfluss in Reihe geschaltet. Die Reibschlusseinheit 51b und die Formschlusseinheit 52b sind zwischen dem ersten Koppelelement 49b und dem zweiten Koppelelement 50b angeordnet. Für eine Verbindung zwischen der Reibschlusseinheit 51b und der Formschlusseinheit 52b umfasst die Koppeleinheit 12b eine Verbindungswelle 53b. Die Verbindungswelle 53b ist in einem Kraftfluss zwischen der Reibschlusseinheit 51b und der Formschlusseinheit 52b angeordnet. Die Verbindungswelle 53b ist als ein Verbindungselement ausgebildet, das lediglich eine starre, drehfeste Verbindung zwischen der Reibschlusseinheit 51b und der Formschlusseinheit 52b ausbildet.
Zur Betätigung der Reibschlusseinheit 51b und der Formschlusseinheit 52b der Koppeleinheit 12b weist die Aktuatorvorrichtung 15b einen ersten Aktuator 55b und einen weiteren zweiten Aktuator 21b auf. Die Aktuatorvorrichtung 15b ist dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheit 51b und die Formschlusseinheit 52b zu betätigen. Der erste Aktuator 55b ist der Reibschlusseinheit 51b zugeordnet. Mittels des Aktuators 55b ist die Reibschlusseinheit 51b betätigbar. Der zweite Aktuator 21b ist der Formschlusseinheit 52b zugeordnet. Mittels des Aktuators 21b ist die Formschlusseinheit 52b betätigbar. Die Aktuatoren 21b, 55b sind dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheit 51b und die Formschlusseinheit 52b zumindest teilweise unabhängig voneinander zu betätigen.
Die Reibschlusseinheit 51b weist eine erste Kupplungshälfte 56b und eine zweite Kupplungshälfte 57b auf. Die erste Kupplungshälfte 56b ist drehfest mit dem ersten Koppelelement 49b verbunden. Die erste Kupplungshälfte 56b ist gehäusefest angeordnet und kann in Bezug auf das Getriebegehäuse 24b nicht rotieren. Die zweite Kupplungshälfte 57b ist drehfest mit der Verbindungswelle 53b verbunden. Die Kupplungshälften 56b, 57b weisen jeweils nicht näher dargestellte Reibelemente auf, die für einen Reibschluss zwischen den beiden Kupplungshälften 56b, 57b vorgesehen sind. Die Reibelemente sind als Reiblamellen ausgebildet. Die Reibschlusseinheit 51b umfasst eine Betätigungseinheit 58b. Die Betätigungseinheit 58b ist dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheit zu schließen. Dazu umfasst die Betätigungseinheit 58b ein vorgespanntes Federelement, das die Kupplungshälften 56b, 57b der Reibschlusseinheit 13a gegeneinander drückt. Durch eine Vorspannung des Federelements stellt die Betätigungseinheit 58b ständig eine Federkraft bereit, die beide Kupplungshälften 56b, 57b gegeneinander drückt. Die Reibschlusseinheit ist in einem Normalzustand geschlossen. Die Reibschlusseinheit ist als eine normally-closed Lamellenkupplung ausgebildet.
Der Aktuator 55b, der der Reibschlusseinheit 51b zugeordnet ist, ist als ein hydraulischer Aktuator ausgebildet. Mittels des Aktuators 55b ist die Reibschlusseinheit 51b zwischen zwei maximalen Schaltstellungen stufenlos betätigbar. In einer ersten maximalen Schaltstellung ist der Aktuator 55b drucklos. Die vorgespannte Betätigungseinheit 58b drückt die Kupplungshälften 56b, 57b der Reibschlusseinheit zusammen. Die Reibschlusseinheit ist in der ersten Schaltstellung völlig geschlossen und es kann mittels der Reibelemente ein maximales Moment zwischen den beiden Kupplungshälften 56b, 57b übertragen werden. Wird der Aktuator mit einem Druck beaufschlagt, erzeugt der Aktuator eine zu der Federkraft entgegenwirkende Aktuatorkraft. Die Resultierende aus der Federkraft und der Aktuatorkraft ergibt eine Betätigungskraft. Ist die Aktuatorkraft größer als die Federkraft, wird die Betätigungseinheit 58b komprimiert und die Reibelemente der Kupplungshälften 56b, 57b werden voneinander gelöst. Dadurch wird ein übertragbares Moment, das zwischen den beiden Kupplungshälften 56b, 57b übertragen werden kann, kleiner. Ein übertragbares Moment ist dabei umgekehrt proportional zu der Betätigungskraft. In einer zweiten maximalen Schaltstellung liegt an dem Aktuator ein Maximaldruck an. Die Kupplungshälften 56b, 57b sind völlig geöffnet. Die Reibelemente der beiden Kupplungshälften 56b, 57b sind voneinander getrennt. Es kann kein Moment von den Kupplungshälften 56b, 57b übertragen werden.
Die Formschlusseinheit 52b weist eine erste Kupplungshälfte 59b und eine zweite Kupplungshälfte 60b auf. Die erste Kupplungshälfte 59b ist drehfest mit der Verbindungswelle 53b der Koppeleinheit 12b verbunden. Die zweite Kupplungshälfte 60b ist mit dem zweiten Koppelelement 50b der Koppeleinheit 12b verbunden. Die Kupplungshälften 59b, 60b weisen jeweils eine Verzahnung auf.
Die zweite mehrstufige Koppeleinheit 11b ist teilweise einstückig mit der ersten Koppeleinheit 10b und teilweise einstückig mit der dritten Koppeleinheit 12b ausgebildet. Die zweite mehrstufige Koppeleinheit 11b ist als eine Bremseinheit ausgebildet. Dazu ist die mehrstufige Koppeleinheit 11b zwischen einem Sonnenrad des ersten Planetenradgetriebes und dem Getriebegehäuse 24b angeordnet. Die zweite Koppeleinheit 11b umfasst eine Formschlusseinheit 63b, die teilweise einstückig mit den beiden Formschlusseinheiten 14b, 52b der ersten Koppeleinheit 10b und der dritten Koppeleinheit 12b ausgebildet ist. Die Formschlusseinheit 63b weist eine Kupplungshälfte 62b auf. Die Koppeleinheit 12b umfasst ein Koppelelement 61b, das drehfest mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradgetriebes verbunden ist. Die Kupplungshälfte 62b ist drehfest an das Koppelelement 61b angebunden. Die Kupplungshälfte 62b weist eine Verzahnung auf. Die Kupplungshälfte 62b ist mittels der Verzahnung mit der ersten Kupplungshälfte 47b der Formschlusseinheit 14b oder mit der ersten Kupplungshälfte 59b der Formschlusseinheit 52b verbindbar. In Abhängigkeit von einer Schaltstellung der Formschlusseinheit 63b der zweiten Koppeleinheit 11b ist entweder die Reibschlusseinheit 13b der ersten Koppeleinheit 10b oder die Reibschlusseinheit 51b der dritten Koppeleinheit 12b der zweiten Koppeleinheit 11b zugeordnet. Die beiden Reibschlusseinheiten 13b, 51b sind somit ein Teil der zweiten Koppeleinheit 11b. Die Koppeleinheit 11b umfasst somit zwei Stränge über die sie das Sonnenrad des ersten Planetenradgetriebes mit dem Getriebegehäuse 24b drehfest verbinden kann.
Die mehrstufige Koppeleinheit 11b ist dazu vorgesehen, mit demselben Aktuator 17b betätigt zu werden wie die Koppeleinheit 10b. Der Aktuator 17b der Aktuatorvorrichtung 15b weist eine einzige Schiebemuffe 20b auf, die dazu vorgesehen ist, wahlweise die Formschlusseinheit 14b der ersten Koppeleinheit 10b oder die Formschlusseinheit 63b der zweiten Koppeleinheit 11b zu schließen. Mittels des Aktuators 17b ist wahlweise das Koppelelement 42b oder das Koppelelement 61b mit der Verbindungswelle 43b drehfest verbindbar. Dadurch sind Mittels der Schiebemuffe 20b des Aktuators 17b die beiden Koppeleinheiten 10b, 11b wahlweise betätigbar. Die Schiebemuffe 20b ist mittels des Aktuators 17b axial verschiebbar. Die Schiebemuffe weist eine Verzahnung auf, die korrespondieren zu den Verzahnungen der Kupplungshälften 47b, 48b, 62b ausgebildet ist. Die Verzahnung der Schiebemuffe 20b ist in ständigem formschlüssigen Kontakt mit der Verzahnung der Kupplungshälfte 47b. Durch verschieben der Schiebemuffe 20b kann die Verzahnung der Schiebemuffe 20b in Eingriff mit einer der Verzahnungen der Kupplungshälften 48b, 62b gebracht werden. Dadurch kann entweder die Kupplungshälfte 48 oder die Kupplungshälfte 62b drehfest mit der Kupplungshälfte 47b verbunden werden.
Der Aktuator 17b weist drei Schaltstellungen auf. In einer ersten Schaltstellung ist die Schiebemuffe 20b in einer neutralen Mittelstellung. In der neutralen Mittelstellung ist keine der Verzahnungen der Kupplungshälften 48b, 62b im Eingriff mit der Verzahnung der Schiebemuffe 20b. Keines der Koppelelemente 42b, 61b ist mit der Verbindungswelle 43b verbunden. Die Formschlusseinheit 14b und die Formschlusseinheit 63b sind geöffnet. In einer zweiten Schaltstellung ist die Schiebemuffe 20b in eine linke axiale Stellung verschoben. Die Verzahnung der Schiebemuffe 20b greift in die Verzahnung der Kupplungshälfte 48b. Die Kupplungshälften 47b, 48b sind dadurch drehfest miteinander verbunden. Die Formschlusseinheit 14b ist geschlossen und die Formschlusseinheit 63b ist geöffnet. In einer dritten Schaltstellung ist die Schiebemuffe 20b in eine rechte axiale Stellung verschoben. Die Verzahnung der Schiebemuffe 20b greift in die Verzahnung der Kupplungshälfte 62b. Die Kupplungshälften 47b, 62b sind dadurch drehfest miteinander verbunden. Die Formschlusseinheit 14b ist geöffnet und die Formschlusseinheit 63b ist geschlossen.
Der Aktuator 21b und die Aktuatorvorrichtung 15b sind dazu vorgesehen, die dritte Koppeleinheit 12b und die weitere Koppeleinheit 11b zu betätigen. Der Aktuator 21b und die Aktuatorvorrichtung 15b, umfasst eine Schiebemuffe 22b, die dazu vorgesehen ist, wahlweise die Formschlusseinheit 63b der zweiten Koppeleinheit 11b oder die Formschlusseinheit 52b der dritten Koppeleinheit 12b zu schließen. Mittels des Aktuators 21b ist wahlweise das Koppelelement 50b oder das Koppelelement 61b mit der Verbindungswelle 53b drehfest verbindbar. Die Schiebemuffe 22b ist mittels des Aktuators 21b axial verschiebbar. Die Schiebemuffe 22b weist eine Verzahnung auf, die korrespondierend zu den Verzahnungen der Kupplungshälften 59b, 60b, 62b ausgebildet ist. Die Verzahnung der Schiebemuffe 22b ist in ständigem formschlüssigen Kontakt mit der Verzahnung der Kupplungshälfte 59b. Durch verschieben der Schiebemuffe 22b kann die Verzahnung der Schiebemuffe 22b in Eingriff mit einer der Verzahnungen der Kupplungshälften 60b, 62b gebracht werden. Dadurch kann entweder die Kupplungshälfte 60 oder die Kupplungshälfte 62b drehfest mit der Kupplungshälfte 59b verbunden werden. Mittels der Schiebemuffe 20b des Aktuators 17b und der Schiebemuffe 22b des Aktuators 21b sind die drei Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b betätigbar.
Der Aktuator 21b weist drei Schaltstellungen auf. In der ersten Schaltstellung ist die Schiebemuffe 22b in einer neutralen Mittelstellung. In der neutralen Mittelstellung ist keine der Verzahnungen der Kupplungshälften 60b, 62b im Eingriff mit der Verzahnung der Schiebemuffe 22b. Keines der Koppelelemente 50b, 61b ist mit der Verbindungswelle 53b verbunden. Die Formschlusseinheit 52b und die Formschlusseinheit 63b sind geöffnet. In der zweiten Schaltstellung ist die Schiebemuffe 22b in eine linke axiale Stellung verschoben. Die Verzahnung der Schiebemuffe 22b greift in die Verzahnung der Kupplungshälfte 62b. Die Kupplungshälften 59b, 62b sind dadurch drehfest miteinander verbunden. Die Formschlusseinheit 52b ist geöffnet und die Formschlusseinheit 63b ist geschlossen. In der dritten Schaltstellung ist die Schiebemuffe 22b in eine rechte axiale Stellung verschoben. Die Verzahnung der Schiebemuffe 22b greift in die Verzahnung der Kupplungshälfte 60b. Die Kupplungshälften 59b, 60b sind dadurch drehfest miteinander verbunden. Die Formschlusseinheit 52b ist geschlossen und die Formschlusseinheit 63b ist geöffnet.
Die Koppeleinheit 10b weist zwei primäre Schaltstellungen auf, die mittels der Reibschlusseinheit 13b und der Formschlusseinheit 14b darstellbar sind. In der ersten primären Schaltstellung ist die Koppeleinheit 10b geöffnet. In einem geöffneten Zustand der Koppeleinheit 10b sind das erste Koppelelement 41b und das zweite Koppelelement 42b der Koppeleinheit 10b funktionell voneinander getrennt. Es kann kein Moment zwischen dem ersten Koppelelement 41b und dem zweiten Koppelelement 42b übertragen werden. In der ersten primären Schaltstellung der Koppeleinheit 10b ist die Reibschlusseinheit 13b völlig geschlossen und die Formschlusseinheit 14b geöffnet. Dazu ist der Aktuator 16b, der der Reibschlusseinheit 13b zugeordnet ist, drucklos, wodurch die Reibschlusseinheit 13b geschlossen ist. Der Aktuator 17b der Formschlusseinheit 14b ist entweder in der ersten oder in der dritten Schaltstellung, wodurch die Formschlusseinheit 14b geöffnet ist.
In der zweiten primären Schaltstellung ist die Koppeleinheit 10b geschlossen. In einem geschlossenen Zustand der Koppeleinheit 10b sind das erste Koppelelement 41b und das zweite Koppelelement 42b der Koppeleinheit 10b funktionell miteinander verbunden. Es kann ein Moment zwischen dem ersten Koppelelement 41b und dem zweiten Koppelelement 42b übertragen werden. In der zweiten primären Schaltstellung der Koppeleinheit 10b ist sowohl die Reibschlusseinheit 13b als auch die Formschlusseinheit 14b geschlossen. Dazu ist der Aktuator 16b, der der Reibschlusseinheit 13b zugeordnet ist, drucklos, wodurch die Reibschlusseinheit 13b geschlossen ist. Der Aktuator 17b der Formschlusseinheit 14b ist in der zweiten Schaltstellung, wodurch die Formschlusseinheit 14b geschlossen ist.
Die Koppeleinheit 12b weist zwei primäre Schaltstellungen auf, die mittels der Reibschlusseinheit 51b und der Formschlusseinheit 52b darstellbar sind. In der ersten primären Schaltstellung ist die Koppeleinheit 12b geöffnet. In einem geöffneten Zustand der Koppeleinheit 12b sind das erste Koppelelement 49b und das zweite Koppelelement 50b der Koppeleinheit 12b funktionell voneinander getrennt. Es kann kein Moment zwischen dem ersten Koppelelement 49b und dem zweiten Koppelelement 50b übertragen werden.
In der ersten primären Schaltstellung der Koppeleinheit 12b ist die Reibschlusseinheit 51b völlig geschlossen und die Formschlusseinheit 52b geöffnet. Dazu ist der Aktuator 55b, der der Reibschlusseinheit 51b zugeordnet ist, drucklos, wodurch die Reibschlusseinheit 51b geschlossen ist. Der Aktuator 21b der Formschlusseinheit 52b ist entweder in der ersten oder in der zweiten Schaltstellung, wodurch die Formschlusseinheit 52b geöffnet ist.
In der zweiten primären Schaltstellung ist die Koppeleinheit 12b geschlossen. In einem geschlossenen Zustand der Koppeleinheit 12b sind das erste Koppelelement 49b und das zweite Koppelelement 50b der Koppeleinheit 12b funktionell miteinander verbunden. Es kann ein Moment zwischen dem ersten Koppelelement 49b und dem zweiten Koppelelement 50b übertragen werden. In der zweiten primären Schaltstellung der Koppeleinheit 12b ist sowohl die Reibschlusseinheit 51b als auch die Formschlusseinheit 52b geschlossen. Dazu ist der Aktuator 55b, der der Reibschlusseinheit 13b zugeordnet ist, drucklos, wodurch die Reibschlusseinheit 51b geschlossen ist. Der Aktuator 21b der Formschlusseinheit 52b ist in der dritten Schaltstellung, wodurch die Formschlusseinheit 52b geschlossen ist.
Die Koppeleinheit 11b weist ebenfalls zwei primäre Schaltstellungen auf, die mittels der Reibschlusseinheit 13b, der Reibschlusseinheit 51b und der Formschlusseinheit 63b darstellbar sind. In einer ersten Schaltstellung ist die Koppeleinheit 11b geöffnet. In einem geöffneten Zustand der Koppeleinheit 11b sind das Koppelelement 61b und das Getriebegehäuse 24b funktionell voneinander getrennt. Es kann kein Moment zwischen dem Koppelelement 61b und dem Getriebegehäuse 24b übertragen werden. In der ersten primären Schaltstellung der Koppeleinheit 11b ist die Reibschlusseinheit 13b und die Reibschlusseinheit 51b völlig geschlossen und die Formschlusseinheit 63b geöffnet. Dazu sind die Aktuatoren 16b, 55b drucklos, wodurch die Reibschlusseinheiten 13b, 51b geschlossen sind. Der Aktuator 17b der Formschlusseinheit 14b ist in der ersten oder der zweiten Schaltstellung. Der Aktuator 21b der Formschlusseinheit 52b ist entweder in der ersten oder in der dritten Schaltstellung. Dadurch ist die Formschlusseinheit 63 geöffnet.
Die zweite primäre Schaltstellung ist in zwei verschiedenen Ausgestaltungen darstellbar. In der zweiten Schaltstellung ist die Koppeleinheit 11b geschlossen. In einem geschlossenen Zustand der Koppeleinheit 11b sind das Koppelelement 61b und das Getriebegehäuse 24b funktionell miteinander verbunden. Es kann ein Moment zwischen dem Koppelelement 61b und dem Getriebegehäuse 24b übertragen werden. In der ersten Ausgestaltung der zweiten Schaltstellung ist die Reibschlusseinheit 13b und die Formschlusseinheit 63 völlig geschlossen. Dazu ist der Aktuator 16b der Reibschlusseinheit 13b drucklos. Der Aktuator 17b der Formschlusseinheiten 14b, 63b ist in der dritten Schaltstellung, wodurch die Formschlusseinheit 63b geschlossen ist. In der zweiten Ausgestaltung des zweiten primären Schaltzustands ist die Reibschlusseinheit 51b und die Formschlusseinheit 63b völlig geschlossen. Dazu ist der Aktuator 55b der Reibschlusseinheit 51b drucklos. Der Aktuator 21b der Formschlusseinheiten 52b, 63b ist in der zweiten Schaltstellung, wodurch die Formschlusseinheit 63 geschlossen ist. Dabei kann entweder die erste Ausgestaltung oder die zweite Ausgestaltung des zweiten primären Schaltzustands geschaltet sein.
Weitere Schaltstellungen der Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b treten in einem Normalzustand der Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b nicht auf. Weitere Schaltzustände können durch eine teilweise geöffnete Reibschlusseinheit 13b, 51b dargestellt werden. Alle diese weiteren Schaltstellungen treten lediglich während eines Schaltvorgangs der Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b auf. In einem ersten Schaltvorgang wird die jeweilige Koppeleinheit 10b, 11b, 12b jeweils von dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand geschaltet. In einem zweiten Schaltvorgang wird die entsprechende Koppeleinheit 10b, 11b, 12b von dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand geschaltet. Die Unterteilung der Schaltvorgänge in einen ersten und einen zweiten Schaltvorgang soll hierbei keine chronologische Abfolge der Schaltvorgänge wiederspiegeln, sie dient ausschließlich der Unterscheidung der beiden Schaltvorgänge.
Zur Betätigung der Koppeleinheiten 10a, 11b, 12b umfasst die Getriebeschaltvorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 18b. Die Steuer- und Regeleinheit 18b steuert die Aktuatoren 16b, 17b, 21b, 55b. Um die Aktuatoren 16b, 17b, 21b, 55b unabhängig voneinander zu betätigen, steuert die Steuer- und Regeleinheit 18b die Aktuatoren 16b, 17b, 21b, 55b einzeln an. Die Steuer- und Regeleinheit 18b ist dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheiten 13b, 51b für einen Schaltvorgang der Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b zu öffnen. Die Steuer- und Regeleinheit 18b öffnet die Reibschlusseinheiten 13b, 51b sowohl für den ersten als auch für den zweiten Schaltvorgang einer der Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b. Die Steuer- und Regeleinheit 18b ist für einen Schaltvorgang weiter dazu vorgesehen, in dem geöffneten Zustand der Reibschlusseinheiten 13b, 51b die Formschlusseinheiten 14b, 52b, 63b zu betätigen. Zum Abschluss eines Schaltvorgangs ist die Steuer- und Regeleinheit 18b dazu vorgesehen, die Reibschlusseinheiten 13b, 51b geregelt zu schließen, sobald die Formschlusseinheit 14b, 52b, 63b vollständig betätigt ist.
Nachfolgend sind zwei Schaltvorgänge der Koppeinheit 10b beschrieben. Die Schaltvorgänge der Koppeinheiten 11b, 12b erfolgen identisch, wobei für die Schaltungen der Koppeinheiten 11b, 12b die entsprechenden Aktuatoren 16b, 17b, 21b, 55b der Koppeleinheiten 11b, 12b angesteuert und betätigt werden.
Für den ersten Schaltvorgang wird zunächst die Reibschlusseinheit 13b für eine Umsetzung einer Gangschaltung in dem Getrieberadsatz 23b gesteuert geöffnet. Dazu wird der Aktuator 16b langsam mit einem Druck beaufschlagt, wodurch sich das übertragbare Moment zwischen den beiden Kupplungshälften 44b, 45b langsam verringert. Nachdem die Reibschlusseinheit 13b völlig geöffnet ist, wird die geschlossene Formschlusseinheit 14b betätigt. Die Schiebemuffe 20b des Aktuators 17b befindet sich in der zweiten Schaltstellung. Die Schiebemuffe 20b wird mittels des Aktuators 17b in die erste Schaltstellung geschaltet. Die Formschlusseinheit 14b wird mittels des Aktuators 17b geöffnet. Ist die Formschlusseinheit 14b völlig betätigt, schließt die Steuer- und Regeleinheit 18b die Reibschlusseinheit 13b mittels des Aktuators 16b wieder. Der Aktuator 16b wird dazu wieder drucklos geschaltet, wodurch die Betätigungseinheit 46b die Reibschlusseinheit 13b völlig schließt. Ist die Reibschlusseinheit 13b komplett geschlossen, ist der Schaltvorgang abgeschlossen. Nach dem ersten Schaltvorgang ist die Koppeleinheit 10b geöffnet.
Für den zweiten Schaltvorgang wird zunächst die Reibschlusseinheit 13b geöffnet. Dazu wird der Aktuator 16b mit einem Druck beaufschlagt, wodurch sich das übertragbare Moment zwischen den beiden Kupplungshälften 44b, 45b verringert. Nachdem die Reibschlusseinheit 13b völlig geöffnet ist, wird die geöffnete Formschlusseinheit 14b betätigt. Die Schiebemuffe 20b des Aktuators 17b befindet sich in der ersten Schaltstellung. Die Schiebemuffe 20b wird mittels des Aktuators 17b in die zweite Schaltstellung geschaltet. Die Formschlusseinheit 14b wird mittels des Aktuators 17b geschlossen. Ist die Formschlusseinheit 14b völlig betätigt, schließt die Steuer- und Regeleinheit 18b die Reibschlusseinheit 13b mittels des Aktuators 16b wieder. Dazu wird der Aktuator 16b langsam drucklos geschaltet, wodurch sich das übertragbare Moment langsam steigert. Ist die Reibschlusseinheit 13b komplett geschlossen, ist der Schaltvorgang abgeschlossen. Nach dem zweiten Schaltvorgang ist die Kupplungseinheit 10b geschlossen.
Die drei mehrstufigen Koppeleinheiten 10b, 11b, 12b umfassen somit lediglich die zwei Reibschlusseinheiten 13b, 51b. Die drei Formschlusseinheiten 14b, 52b, 63b umfassen lediglich die zwei unabhängig voneinander schaltbaren Schiebemuffen 20b, 22b. Die Aktuatoren 17b, 21b, die den Schiebemuffen 20b, 22b zugeordnet sind, sind unabhängig von den Aktuatoren 16b, 55b, die den Reibschlusseinheiten 13b, 51b zugeordnet sind. Die Formschlusseinheit 63b der zweiten Koppeleinheit 11b ist dabei in Abhängigkeit von den Schaltstellungen der Schiebemuffen 20b, 22b entweder mit der Reibschlusseinheit 13b oder der Reibschlusseinheit 51b in Reihe geschaltet. Ist die erste Koppeleinheit 10b geschlossen, kann die zweite Koppeleinheit 11b nur über die Schiebemuffe 22 mit der Reibschlusseinheit 51b in Reihe geschaltet sein. Ist die dritte Koppeleinheit 12b geschlossen, kann die zweite Koppeleinheit 11b nur über die Schiebemuffe 20 mit der Reibschlusseinheit 13b in Reihe geschaltet sein. Sind sowohl die erste Koppeleinheit 10b als auch die dritte Koppeleinheit 12b geschlossen, ist die zweite Koppeleinheit 11b zwangsläufig geöffnet. Ein Schaltschema des Getrieberadsatzes 23b ist darauf abgestimmt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007036100 A1 [0002]

Claims

Getriebeschaltvorrichtung, insbesondere eine Kraftfahrzeuggetriebeschaltvorrichtung, mit zumindest einer mehrstufigen Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b), die zumindest eine Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) und zumindest eine in Reihe geschaltete Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) aufweist, und mit einer Aktuatorvorrichtung (15a; 15b), die dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) und die Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) der Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b) zu betätigen, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatorvorrichtung (15a; 15b) zumindest einen der Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) zugeordneten Aktuator (16a; 16b, 55b) und zumindest einen der Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) zugeordneten Aktuator (17a; 17b, 21b) aufweist, die dazu vorgesehen sind, die Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) und die Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) zumindest teilweise unabhängig voneinander zu betätigen.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) in einem unbetätigten Zustand geschlossen ist.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b) als eine Bremseinheit ausgebildet ist.
Getriebeschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinheit (18a; 18b), die dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) für einen Schaltvorgang der Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b) zu öffnen.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (18a; 18b) dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) in einem vollständig geöffneten Zustand und in einem vollständig geschlossen Zustand der Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b) zu schließen und/oder geschlossen zu halten.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (18a; 18b) dazu vorgesehen ist, für einen Schaltvorgang der Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) die Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) zu öffnen.
Getriebeschaltvorrichtung zumindest nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit (18a; 18b) dazu vorgesehen ist, die Reibschlusseinheit (13a; 13b, 51b) zu schließen, sobald die Formschlusseinheit (14a; 14b, 52b, 63b) vollständig geöffnet oder geschlossen ist.
Getriebeschaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine zweite mehrstufige Koppeleinheit (11b), die wenigstens teilweise einstückig mit der ersten Koppeleinheit (10b) ausgeführt ist.
Getriebeschaltvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Aktuatoren (17b) der Aktuatorvorrichtung (15b) eine Schiebemuffe (20b) aufweist, die dazu vorgesehen ist, wahlweise die Formschlusseinheit (14b) der ersten Koppeleinheit (10b) oder eine Formschlusseinheit (52b) der zweiten Koppeleinheit (11b) zu schließen.
Getriebeschaltvorrichtung zumindest nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch zumindest eine dritte mehrstufige Koppeleinheit (12b), die zumindest teilweise einstückig mit der zweiten Koppeleinheit (11b) ausgeführt ist.
Getriebeschaltvorrichtung zumindest nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktuatorvorrichtung (15b) einen weiteren Aktuator (21b) aufweist, der eine Schiebemuffe (22b) umfasst, die dazu vorgesehen ist, wahlweise die Formschlusseinheit (52b) der zweiten Koppeleinheit (11b) oder die Formschlusseinheit (63b) der dritten Koppeleinheit (12b) zu schließen.
Verfahren für eine Getriebeschaltvorrichtung für ein Automatikgetriebe, mit zumindest einer mehrstufigen Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b), die zumindest eine Reibschlusseinheit (13a; 13b) und zumindest eine in Reihe geschaltete Formschlusseinheit (14a; 14b) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibschlusseinheit (13a; 13b) und die Formschlusseinheit (14a; 14b) zumindest teilweise unabhängig voneinander betätigbar sind.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Schaltvorgang der Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b) die Formschlusseinheit (14a; 14b) in einem geöffneten Zustand der Reibschlusseinheit (13a; 13b) betätigt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass für einen Schaltvorgang der Koppeleinheit (10a, 11a, 12a; 10b, 11b, 12b) die Reibschlusseinheit (13a; 13b) geschlossen wird, sobald die Formschlusseinheit (14a; 14b) vollständig betätigt ist.