DE102011084037A1

DE102011084037A1 - Kraftfahrzeuggetriebe

Info

Publication number: DE102011084037A1
Application number: DE201110084037
Authority: DE
Inventors: Markus Kneissler
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2013-03-07

Abstract

Es ist ein Kraftfahrzeuggetriebe zum Wandeln eines von einem Kraftfahrzeugmotor bereitgestellten Drehmoments vorgesehen mit einer mit dem Kraftfahrzeugmotor koppelbaren Eingangswelle zum Einleiten des Drehmoments, einer mit einem Abtriebselement, insbesondere Antriebsrad, koppelbaren Ausgangswelle zum Ausleiten des Drehmoments, einem schaltbaren ersten Getriebegangpaar zur Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle zur Ausgangswelle, einem schaltbaren zweiten Getriebegangpaar zur Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle zur Ausgangswelle, einem das erste Getriebegangpaar mit dem zweiten Getriebegangpaar koppelnden Planetengetriebe, wobei das Planetengetriebe als Funktionseinheiten ein Sonnenrad, ein Hohlrad, mindestens ein das Sonnenrad mit dem Hohlrad koppelndes Planetenrad und einen das mindestens eine Planetenrad tragenden Planetenträger aufweist, und ein Betätigungselement zum Koppeln von zwei Funktionseinheiten des Planetengetriebes miteinander. Dadurch ist es möglich mit nur zwei Getriebegangpaaren acht Vorwärtsgänge zu realisieren, so dass bei einem geringen Bauraum mehrere Getriebegänge ermöglicht sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeuggetriebe, mit dessen Hilfe ein von einem Kraftfahrzeugmotor bei einer bestimmten Drehzahl bereitgestelltes Drehmoment gewandelt werden kann, um ein Kraftfahrzeug über einen entsprechend großen Geschwindigkeitsbereich antreiben zu können.
Aus DE 10 2008 059 267 A1 ist ein Kraftfahrzeuggetriebe in der Bauform eines Doppelkupplungsgetriebes bekannt, bei dem jeweils eine Eingangswelle des Kraftfahrzeuggetriebes ein Drehmoment einleiten kann, das über jeweils ein zugeordnetes Getriebegangpaar gewandelt ausgeleitet werden kann.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis mehrere Getriebegänge zu realisieren ohne den Bauraum signifikant zu erhöhen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Kraftfahrzeuggetriebe zu schaffen, das bei einem geringen Bauraum mehrere Getriebegänge ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist ein Kraftfahrzeuggetriebe zum Wandeln eines von einem Kraftfahrzeugmotor bereitgestellten Drehmoments vorgesehen mit einer mit dem Kraftfahrzeugmotor koppelbaren Eingangswelle zum Einleiten des Drehmoments, einer mit einem Abtriebselement, insbesondere Antriebsrad, koppelbaren Ausgangswelle zum Ausleiten des Drehmoments, einem schaltbaren ersten Getriebegangpaar zur Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle zur Ausgangswelle, einem schaltbaren zweiten Getriebegangpaar zur Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle zur Ausgangswelle, einem das erste Getriebegangpaar mit dem zweiten Getriebegangpaar koppelnden Planetengetriebe, wobei das Planetengetriebe als Funktionseinheiten ein Sonnenrad, ein Hohlrad, mindestens ein das Sonnenrad mit dem Hohlrad koppelndes Planetenrad und einen das mindestens eine Planetenrad tragenden Planetenträger aufweist, und ein Betätigungselement zum Koppeln von zwei Funktionseinheiten des Planetengetriebes miteinander.
In einer Blockierposition des Betätigungselements, in der die zwei Funktionseinheiten des Planetengetriebes miteinander gekoppelt sind, ist dem Planetengetriebe ein Freiheitsgrad genommen, so dass es möglich ist einen insbesondere als Stirnradgetriebe ausgestalteten Getriebegang entweder des ersten Getriebegangpaars oder des zweiten Getriebegangpaars zu schalten, so dass über den geschalteten Getriebegang ein definiertes Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle eingestellt ist. In einer Neutralposition des Betätigungselements, in der die zwei Funktionseinheiten des Planetengetriebes nicht miteinander gekoppelt sind, ist es möglich über das gleichzeitige Schalten des ersten Getriebegangpaars und des zweiten Getriebegangpaars die Relativbewegung der Funktionseinheiten des Planetengetriebes definiert vorzugeben und dadurch ein definiertes Übersetzungsverhältnis zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle einzustellen. Dies ermöglicht es in der Neutralposition des Betätigungselements vier verschiedene Übersetzungsverhältnisse und in der Blockierposition vier weitere verschiedene Übersetzungsverhältnisse einzustellen. Dadurch ist es möglich mit nur zwei Getriebegangpaaren acht Vorwärtsgänge zu realisieren, so dass bei einem geringen Bauraum mehrere Getriebegänge ermöglicht sind.
Die Dimensionierung des Planetengetriebes, insbesondere die Zähnezahl des Sonnenrads, des Planetenrads und des Hohlrads kann derart gewählt werden, dass die Übersetzungsverhältnisse der meisten realisierten Vorwärtsgänge, vorzugsweise die Übersetzungsverhältnisse aller Vorwärtsgänge, in der Neutralposition des Betätigungselements größer oder kleiner als die Übersetzungsverhältnisse der Vorwärtsgänge in der Blockierposition des Betätigungselements sind. Dies ermöglicht eine besonders große Spreizung zwischen dem Vorwärtsgang mit der kleinsten Übersetzung und dem Vorwärtsgang mit der größten Übersetzung und/oder mehrere Spezialgänge, beispielsweise ein Kriechgang und/oder Schongang für das Hochfahren von starken Steigungen, insbesondere an einem Berg. Durch die Vielzahl an Vorwärtsgängen ist es möglich den Antriebsmotor eines Kraftfahrzeugs über einen besonders großen Geschwindigkeitsbereich des Kraftfahrzeugs in der Nähe des optimalen Betriebspunkts zu betreiben, so dass der Kraftstoffverbrauch beziehungsweise Energieverbrauch des Antriebsmotors gering gehalten werden kann. Besonders bevorzugt kann das Kraftfahrzeuggetriebe als Automatikgetriebe verwendet werden, bei dem die verschiedenen Vorwärtsgänge mit Hilfe einer geeigneten automatischen Getriebesteuerung geschaltet werden können. Bei dem jeweiligen Getriebegangpaar kann mit Hilfe eines Schaltelements, beispielsweise Schiebemuffe, entweder ein erstes Gangrad oder ein zweites Gangrad mit der zugeordneten Eingangswelle oder der zugeordneten Ausgangswelle drehfest verbunden werden, um den entsprechenden zugeordneten Vorwärtsgang zu schalten. Es ist möglich mehr als zwei Getriebegangpaare vorzusehen, wobei vorzugsweise das mindestens eine weitere Getriebegangpaar über ein weiteres Planetengetriebe mit einem der anderen Getriebegangpaare gekoppelt sein kann und zwei Funktionseinheiten des das weitere Planetengetriebe mit Hilfe eines weiteren Betätigungselement wahlweise gekoppelt werden können. Besonders bevorzugt sind jedoch genau zwei Getriebegangpaare vorgesehen, so dass es möglich ist nur mit Hilfe des für das jeweilige Getriebegangpaar vorgesehenen Schaltelements und dem genau einen Betätigungselement sämtliche Vorwärtsgänge schalten zu können. Insbesondere kann die Eingangswelle beispielsweise über eine Trennkupplung und/oder einen Drehschwingungsdämpfer mit einer Antriebswelle, insbesondere Kurbelwelle, des Antriebsmotors verbunden sein. Vorzugsweise ist die Ausgangswelle über ein Differentialgetriebe mit dem Abtriebselement, insbesondere Vorderräder und/oder Hinterräder des Kraftfahrzeugs, verbunden.
Insbesondere ist das Betätigungselement zum drehfesten Koppeln der zwei Funktionseinheiten miteinander ausgestaltet. Ein reibungsbehafteter Schlupf zwischen den in der Blockierposition des Betätigungselements miteinander gekoppelten Funktionseinheiten ist dadurch vermieden. Reibungsverluste können dadurch reduziert werden. Ferner kann eine unpräzise anzusteuernde Relativbewegung der miteinander gekoppelten Funktionseinheiten vermieden werden, so dass insbesondere unabhängig von einem sich über die Lebensdauer verändernden Verschleißzustand des Kraftfahrzeuggetriebes eine definierte Übersetzung einstellen lässt.
Vorzugsweise ist das Betätigungselement zum Koppeln des Sonnenrads mit dem Planetenträger ausgestaltet. Dadurch kann das Sonnenrad über eine Vollwelle zu dem Betätigungselement gelangen, während der Planetenträger über eine koaxial zu der Vollwelle angeordnete Hohlwelle zu dem Betätigungselement gelangen kann. Die insbesondere drehfeste Koppelung des Sonnenrads mit dem Planetenträger kann besonders einfach und bauraumsparend mit Hilfe einer kostengünstigen Schiebemuffe erreicht werden. Das Betätigungselement kann einfach und kostengünstig ausgestaltet sein. Gleichzeitig kann besonders einfach mit der Hohlwelle ein mit dem ersten Gangrad des zugeordneten Getriebegangpaars kämmendes erstes Zahnrad und/oder ein mit dem zweiten Gangrad des zugeordneten Getriebegangpaars kämmendes zweites Zahnrad verbunden sein, wodurch das entsprechende Getriebegangpaar ohne großen konstruktiven Aufwand mit dem Planetengetriebe gekoppelt sein kann.
Besonders bevorzugt sind das erste Getriebegangpaar mit dem Planetenträger und das zweite Getriebegangpaar mit Hohlrad gekoppelt. Insbesondere kann die Eingangswelle oder die Ausgangswelle mit dem Sonnenrad verbunden sein. Dadurch kann das Sonnenrad über eine Vollwelle zu einem Wellenlager gelangen, während das Hohlrad beziehungsweise der Planetenträger mit einer koaxial zu der Vollwelle angeordneten Hohlwelle verbunden sein kann. Dadurch kann besonders einfach mit der Hohlwelle ein mit dem ersten Gangrad des zugeordneten Getriebegangpaars kämmendes erstes Zahnrad und/oder ein mit dem zweiten Gangrad des zugeordneten Getriebegangpaars kämmendes zweites Zahnrad verbunden sein, wodurch das entsprechende Getriebegangpaar ohne großen konstruktiven Aufwand mit dem Planetengetriebe gekoppelt sein kann.
Insbesondere ist die Eingangswelle oder die Ausgangswelle drehfest mit einer der Funktionseinheiten des Planetengetriebes, insbesondere mit dem Sonnenrad, verbunden. Die Eingangswelle oder die Ausgangswelle kann dadurch insbesondere als Vollwelle ausgestaltet sein, so dass entsprechend hohe Drehmomente übertragen werden können, ohne dass sich die Vollwelle unter Last unzulässig weit durchbiegen kann. Insbesondere ist die Eingangswelle und/oder der zugeordneten Ausgangswelle an ihren axialen Enden mit Hilfe jeweils eines Wellenlagers gelagert, wobei vorzugsweise zwischen den Wellenlagern der zugeordneten Eingangswelle und/oder die Ausgangswelle die Getriebegangpaare und das Planetengetriebe angeordnet sind. Die Montage des Kraftfahrzeuggetriebes ist dadurch vereinfacht.
Vorzugsweise sind das erste Getriebegangpaar mit einer ersten Teilwelle und das zweite Getriebegangpaar mit einer zweiten Teilwelle verbunden, wobei das Betätigungselement zum Koppeln der ersten Teilwelle oder der zweiten Teilwelle mit der Eingangswelle ausgestaltet ist oder das Betätigungselement zum Koppeln der ersten Teilwelle oder der zweiten Teilwelle mit der Ausgangswelle ausgestaltet ist. Die Koppelung der Funktionseinheiten des Planetengetriebes kann dadurch erfolgen, dass die entsprechende Teilwelle mit der zugeordneten Eingangswelle beziehungsweise Ausgangswelle gekoppelt wird. Die mit der entsprechenden Teilwelle verbundene Funktionseinheit des Planetengetriebes kann dadurch mit der mit der zugeordneten Eingangswelle beziehungsweise Ausgangswelle verbundene Funktionseinheit des Planetengetriebes gekoppelt werden. Eine Aktorik, die in das Innere des Planetengetriebes hineinragt, kann dadurch vermieden werden, so dass der Aufbau des Kraftfahrzeuggetriebes vereinfacht ist.
Besonders bevorzugt ist ein Rückwärtsgang vorgesehen, wobei das Betätigungselement zwischen eine Rückwärtsposition zum Ankoppeln des Rückwärtsgangs und einer Blockierposition zum Koppeln der zwei Funktionseinheiten des Planetengetriebes ausgestaltet ist. Durch den Rückwärtsgang kann die Drehrichtung der Ausgangswelle umgekehrt werden. Da das Betätigungselement nicht nur in der Blockierposition die zwei Funktionseinheiten des Planetengetriebes miteinander koppeln kann, sondern auch in der Rückwärtsposition den Rückwärtsgang zuschalten kann, ist für den Schaltzustand einer Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs kein weiteres zusätzliches Schaltelement erforderlich. Das Schalten des Betätigungselements zwischen der Rückwärtsposition und der Blockierposition kann insbesondere über eine dazwischen vorgesehene Neutralposition erfolgen, in welcher das Betätigungselement weder den Rückwärtsgang ankoppelt noch die zwei Funktionseinheiten des Planetengetriebes miteinander koppelt. Das Schalten des Betätigungselements kann vergleichbar zu den Getriebegangpaaren erfolgen, so dass es möglich ist eine erhöhte Anzahl an Gleichteilen zu verwenden. Insbesondere weist der Rückwärtsgang eine Rückwärtswelle auf, die mit Hilfe des Betätigungselements insbesondere drehfest mit der Eingangswelle gekoppelt werden kann und mit der Ausgangswelle gekoppelt werden kann. Die Koppelung der Rückwärtswelle mit der Ausgangswelle kann über ein Zugmittel, insbesondere Kette, und/oder ein Zwischenzahnrad erfolgen. Ferner kann die Rückwärtswelle über ein Gangrad eines der Getriebegangpaare oder über ein separates Zahnrad mit der Ausgangswelle gekoppelt sein.
Insbesondere ist eine Schaltwalze zum Schalten des ersten Getriebegangpaars, des zweiten Getriebegangpaars und/oder des Betätigungselements vorgesehen. Durch die Schaltwalze kann auch eine komplexe Schaltabfolge einfach realisiert werden. Insbesondere kann mit Hilfe der Schaltwalze in der Neutralposition des Betätigungselements gleichzeitig das erste Getriebegangpaar und das zweite Getriebegangpaar geschaltet werden.
Vorzugsweise ist das erste Getriebegangpaar, das zweite Getriebegangpaar und/oder das Betätigungselement jeweils durch ein Schaltelement schaltbar, wobei das Schaltelement als insbesondere synchronisierbare Schiebemuffe oder als Reibungskupplung, insbesondere nasse Lamellenkupplung, ausgestaltet ist. Bei der Ausgestaltung des Schaltelements als Schiebemuffe, insbesondere mit zusammenwirkendem Synchronisierring, kann sich ein besonders bauraumsparender Aufbau für das Schalten des Schaltelements ergeben. Bei der Ausgestaltung des Schaltelements als Nasskupplung kann das Kraftfahrzeuggetriebe lastschaltfähig ausgestaltet sein. Insbesondere können dadurch Synchronisierungen und weitere Getriebeaktoriken entfallen, wodurch sich eine kostengünstige Herstellung für das Kraftfahrzeuggetriebe ergeben kann.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuggetriebes, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, bei dem zum Schalten eines Schaltzustands in dem Fall, dass das Betätigungselement in einer Neutralstellung ohne Koppelung der zwei Funktionseinheiten des Planetengetriebes positioniert ist, sowohl das erste Getriebegangpaar als auch das zweite Getriebegangpaar zur Drehmomentübertragung geschaltet wird und in dem Fall, dass das Betätigungselement in einer Blockierposition mit Koppelung der zwei Funktionseinheiten des Planetengetriebes positioniert ist, nur das erste Getriebegangpaar oder nur das zweite Getriebegangpaar zur Drehmomentübertragung geschaltet wird. Dadurch ist es möglich mit nur zwei Getriebegangpaaren acht Vorwärtsgänge zu realisieren, so dass bei einem geringen Bauraum mehrere Getriebegänge ermöglicht sind. Für einen Leerlaufbetrieb können sowohl das Betätigungselement als auch die Schaltelemente der Getriebegangpaare in eine Neutralposition gebracht werden, in welcher weder durch das Betätigungselement noch durch die Schaltelemente der Getriebegangpaare ein Drehmoment übertragen wird.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
1: eine schematische Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeuggetriebes in einer ersten Ausführungsform und
2: eine schematische Prinzipdarstellung eines Kraftfahrzeuggetriebes in einer zweiten Ausführungsform.
Das in 1 dargestellte Kraftfahrzeuggetriebe 10 weist eine Eingangswelle 12 und eine Ausgangswelle 14 auf, die jeweils an ihren jeweiligen axialen Enden durch ein Wellenlager 16 gelagert sind. Die Eingangswelle 12 kann zum Einleiten eines von einem Kraftfahrzeugmotor bereitgestellten Drehmoments aus einem nicht dargestellten Getriebegehäuse herausragen. Entsprechend kann die Ausgangswelle 14 zum Ausleiten eines von einem Kraftfahrzeugmotor bereitgestellten Drehmoments aus dem Getriebegehäuse herausragen. Die Ausgangswelle 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Differenzialgetriebe 18 mit Abtriebselementen 20, beispielsweise Antriebsräder eines Kraftfahrzeugs, verbunden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Ausgangswelle 14 ein mit Hilfe eines ersten Schaltelements 22 schaltbares erstes Getriebegangpaar 24 zum Schalten der Gangstufen IV und V und ein mit Hilfe eines zweiten Schaltelement 26 schaltbares zweites Getriebegangpaar 28 zum Schalten der Gangstufen VI und VII vorgesehen. Das erste Getriebegangpaar 24 weist ein der Gangstufen IV zugeordnetes erstes Gangrad 30 und ein der Gangstufe V zugeordnetes zweites Gangrad 32 auf. Entsprechend weist das zweite Getriebegangpaar 28 ein der Gangstufe VI zugeordnetes erstes Gangrad 34 und ein der Gangstufe VII zugeordnetes zweites Gangrad 36 auf. An der Eingangswelle 12 ist eine als Hohlwelle ausgestaltete erste Teilwelle 38 und eine als Hohlwelle ausgestaltete zweite Teilwelle 40 vorgesehen. Die erste Teilwelle 38 weist ein mit dem ersten Gangrad 30 des ersten Getriebegangpaars 24 kämmendes erstes Zahnrad 42 und ein mit dem zweiten Gangrad 32 des ersten Getriebegangpaars 24 kämmendes zweites Zahnrad 44 auf. Entsprechend weist die zweite Teilwelle 40 ein mit dem ersten Gangrad 34 des zweiten Getriebegangpaars 28 kämmendes erstes Zahnrad 44 und ein mit dem zweiten Gangrad 36 des zweiten Getriebegangpaars 28 kämmendes zweites Zahnrad 46 auf.
Die erste Teilwelle 38 und die zweite Teilwelle 40 sind über ein Planetengetriebe 50 miteinander verbunden, so dass dadurch auch das erste Getriebegangpaar 24 über das Planetengetriebe 50 mit dem zweiten Getriebegangpaar 28 gekoppelt ist. Das Planetengetriebe 50 weist als Funktionseinheiten ein Sonnenrad 52, ein Hohlrad 54, mehrere, insbesondere drei, das Sonnenrad 52 mit dem Hohlrad 54 koppelnde Planetenräder 56 und einen die Planetenräder tragenden Planetenträger 58 auf. Die Eingangswelle 12 ist mit dem Sonnenrad 52 verbunden, während die erste Teilwelle 38 mit dem Planetenträger 58 und die zweite Teilwelle 40 mit dem Hohlrad 54 verbunden ist. Mit Hilfe eines Betätigungselements 60 kann in einer Blockierposition des Betätigungselements 60 der Planetenträger 58 mit dem Sonnenrad 52 drehfest blockiert werden. In der Blockierposition des Betätigungselements 60 kann entweder das erste Schaltelement 22 des ersten Getriebegangpaares 24 oder das zweite Schaltelement 26 des zweiten Getriebegangpaares 28 das erste Gangrad 30, 34 oder das zweite Gangrad 32, 36 mit der Ausgangswelle 14 koppeln, um einen Gang einzulegen. Das Getriebegangpaar 24, 28, bei dem kein Gang eingelegt ist, kann über das Planetengetriebe 50 im Wesentlichen lastfrei mitdrehen. In einer in 1 dargestellten Neutralposition des Betätigungselements 60 ist eine Koppelung des Planetenträgers 58 mit dem Sonnenrad 52 aufgehoben. In dieser Neutralposition des Betätigungselements 60 kann sowohl das erste Schaltelement 22 des ersten Getriebegangpaares 24 als auch das zweite Schaltelement 26 des zweiten Getriebegangpaares 28 das erste Gangrad 30, 34 oder das zweite Gangrad 32, 36 mit der Ausgangswelle 14 koppeln, um einen Gang mit einer durch das Planetengetriebe 50 beeinflussten definierten Übersetzung einzulegen. Ferner ist es möglich das Betätigungselement 60 in eine Rückwärtsposition zu bewegen, in welcher mit Hilfe einer Gangstufe R ein Rückwärtsgang 62 angekoppelt werden kann. Der Rückwärtsgang 62 kann eine mit Hilfe von Wellenlagern 16 gelagerte Rückwärtswelle 64 aufweisen, die über eine Zahnradverbindung 66 mit Hilfe des Betätigungselements 60 mit der Eingangswelle 12 gekoppelt werden kann, um die Drehrichtung der Ausgangswelle 14 umzukehren.

Berechnungen zeigen, dass das Planetengetriebe 50 derart dimensioniert werden kann, dass sich bei einer der Eingangswelle 12 zugeordneten Zähneanzahl Z_GE der jeweiligen Gangstufe IV, V, VI, VII und einer der Ausgangswelle 14 zugeordneten Zähneanzahl Z_GA der jeweiligen Gangstufe IV, V, VI, VII bei verschiedenen Schaltzuständen mit geschalteten Gangstufen IV, V, VI, VII die folgenden Übersetzungsverhältnisse i ergeben:

Gang	Schaltzustand	Z_GE	Z_GA	i
7	VII	46	25	0,54
6	VI	43	28	0,65
5	V	40	31	0,78
4	IV	34	37	1,09
3	V + VI			1,64
2	V + VII			2,40
1	IV + VI			4,15
L	IV + VII			4,90

Gang	Schaltzustand	Z_GE	Z_GA	i
7	VII	44	33	0,75
6	VI	40	37	0,93
5	V	37	40	1,08
4	IV	31	46	1,48
3	V + VI			2,17
2	V + VII			3,40
1	IV + VI			5,40
L	IV + VII			6,62

Gang	Schaltzustand	Z_GE	Z_GA	i
7	VII	50	33	0,66
6	VI	45	38	0,84
5	V	40	43	1,08
4	IV	33	50	1,52
3	V + VI			2,23
2	V + VII			3,15
1	IV + VI			4,87
L	IV + VII			5,79

Gang	Schaltzustand	Z_GE	Z_GA	i
7	VII	49	30	0,61
6	VI	45	34	0,76
5	V	41	38	0,93
4	IV	34	45	1,32
3	V + VI			1,78
2	V + VII			2,50
1	IV + VI			4,16
L	IV + VII			4,88

Die Gänge L bis 3 ergeben sich, wenn sich das Betätigungselement 60 in der Neutralposition befindet, während sich die Gänge 4 bis 7 ergeben, wenn sich das Betätigungselement 60 in der Blockierposition befindet. der Gang L eignet sich insbesondere als Kriechgang und/oder Schongang für das Hochfahren von starken Steigungen, insbesondere an einem Berg. Durch das Kraftfahrzeuggetriebe 10 lässt sich bei moderaten Sprüngen zwischen den einzelnen Gängen eine gute Spreizung erreichen.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform des Kraftfahrzeuggetriebes 10 ist im Vergleich zu der in 1 dargestellten Ausführungsform des Kraftfahrzeuggetriebes 10 das Planetengetriebe 50 und das Betätigungselement 60 der Ausgangswelle 14 zugeordnet, während das erste Getriebegangpaar 24 und das zweite Getriebegangpaar 28 der Eingangswelle 12 zugeordnet sind. Das der Gangstufe VI zugeordnete erste Zahnrad 46 und das der Gangstufe VII zugeordnete zweite Zahnrad 48 ist in diesem Fall direkt mit der Ausgangswelle 14 verbunden und von der mit dem Hohlrad 54 verbundenen zweiten Teilwelle 40 getrennt. In dieser Ausführungsform werden die Schaltelemente 22, 26 des ersten Getriebegangpaars 24 und des zweiten Getriebegangpaars 28 maximal mit dem von dem Kraftfahrzeugmotor eingeleiteten Drehmoment beaufschlagt.

Gang	Schaltzustand	Z_GE	Z_GA	i
7	VII	48	49	1,02
6	VI	44	53	1,20
5	V	39	58	1,49
X	X	33	64	1,94
4	V + VI			1,83
3	V + VII			2,34
2	X + VI			3,79
1	X + VII			6,92

Gang	Schaltzustand	Z_GE	Z_GA	i
7	VII	51	46	0,90
6	VI	47	50	1,06
5	V	41	56	1,37
X	X	35	62	1,77
4	V + VI			1,73
3	V + VII			2,21
2	X + VI			3,49
1	X + VII			6,20

Gang	Schaltzustand	Z_GE	Z_GA	i
7	VII	66	43	0,65
6	VI	60	49	0,82
5	V	52	57	1,10
X	X	45	64	1,42
4	V + VI			1,37
3	V + VII			1,83
2	X + VI			2,52
1	X + VII			4,68

Die Gänge 1 bis 4 ergeben sich, wenn sich das Betätigungselement 60 in der Neutralposition befindet, während sich die Gänge X bis 7 ergeben, wenn sich das Betätigungselement 60 in der Blockierposition befindet. Der Gang X kann sich in den dargestellten Auslegungsbeispielen mit anderen Gängen überlappen, so dass es möglich ist beispielsweise für das Hochschalten und das Runterschalten unterschiedliche Abfolgen von Gängen vorzusehen, um insbesondere die Schaltcharakteristik an unterschiedliche Anforderungen anpassen zu können. Beispielsweise kann eine sportlichere oder kraftstoffsparendere Schaltcharakteristik ausgewählt werden. Alternativ kann der Schaltzustand für den Gang X im Betrieb ausgelassen werden.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeuggetriebe
12: Eingangswelle
14: Ausgangswelle
16: Wellenlager
18: Differenzialgetriebe
20: Abtriebselement
22: erstes Schaltelement
24: erstes Getriebegangpaar
26: zweites Schaltelement
28: zweites Getriebegangpaar
30: erstes Gangrad des ersten Getriebegangpaars
32: zweites Gangrad des ersten Getriebegangpaars
34: erstes Gangrad des zweiten Getriebegangpaars
36: zweites Gangrad des zweiten Getriebegangpaars
38: erste Teilwelle
40: zweite Teilwelle
42: erstes Zahnrad der ersten Teilwelle
44: zweites Zahnrad der ersten Teilwelle
46: erstes Zahnrad der zweiten Teilwelle
48: zweites Zahnrad der zweiten Teilwelle
50: Planetengetriebe
52: Sonnenrad
54: Hohlrad
56: Planetenrad
58: Planetenträger
60: Betätigungselement
62: Rückwärtsgang
64: Rückwärtswelle
66: Zahnradverbindung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008059267 A1 [0002]

Claims

Kraftfahrzeuggetriebe zum Wandeln eines von einem Kraftfahrzeugmotor bereitgestellten Drehmoments, mit einer mit dem Kraftfahrzeugmotor koppelbaren Eingangswelle (12) zum Einleiten des Drehmoments, einer mit einem Abtriebselement (20), insbesondere Antriebsrad, koppelbaren Ausgangswelle (14) zum Ausleiten des Drehmoments, einem schaltbaren ersten Getriebegangpaar (24) zur Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle (12) zur Ausgangswelle (14), einem schaltbaren zweiten Getriebegangpaar (28) zur Übertragung eines Drehmoments von der Eingangswelle (12) zur Ausgangswelle (14), einem das erste Getriebegangpaar (24) mit dem zweiten Getriebegangpaar (28) koppelnden Planetengetriebe (50), wobei das Planetengetriebe als Funktionseinheiten ein Sonnenrad (52), ein Hohlrad (54), mindestens ein das Sonnenrad (52) mit dem Hohlrad (54) koppelndes Planetenrad (56) und einen das mindestens eine Planetenrad (56) tragenden Planetenträger (58) aufweist, und ein Betätigungselement (60) zum Koppeln von zwei Funktionseinheiten (52, 54, 56, 58) des Planetengetriebes (50) miteinander.
Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (60) zum drehfesten Koppeln der zwei Funktionseinheiten (52, 54, 56, 58) miteinander ausgestaltet ist.
Kraftfahrzeuggetriebe nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (60) zum Koppeln des Sonnenrads (52) mit dem Planetenträger (58) ausgestaltet ist.
Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebegangpaar (24) mit dem Planetenträger (58) und das zweite Getriebegangpaar (28) mit Hohlrad (54) gekoppelt sind.
Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangswelle (12) oder die Ausgangswelle (14) drehfest mit einer der Funktionseinheiten (52, 54, 56, 58) des Planetengetriebes (50), insbesondere mit dem Sonnenrad (52), verbunden ist.
Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebegangpaar (24) mit einer ersten Teilwelle (38) und das zweite Getriebegangpaar (28) mit einer zweiten Teilwelle (40) verbunden sind, wobei das Betätigungselement (60) zum Koppeln der ersten Teilwelle (38) oder der zweiten Teilwelle (40) mit der Eingangswelle (12) ausgestaltet ist oder das Betätigungselement (60) zum Koppeln der ersten Teilwelle (38) oder der zweiten Teilwelle (40) mit der Ausgangswelle (14) ausgestaltet ist.
Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückwärtsgang (62) vorgesehen ist, wobei das Betätigungselement (60) zwischen eine Rückwärtsposition zum Ankoppeln des Rückwärtsgangs (62) und einer Blockierposition zum Koppeln der zwei Funktionseinheiten (52, 54, 56, 58) des Planetengetriebes (50) ausgestaltet ist.
Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass eine Schaltwalze oder eine andere automatisierte Schalteinrichtung zum Schalten des ersten Getriebegangpaars (24), des zweiten Getriebegangpaars (28) und/oder des Betätigungselements (60) vorgesehen ist.
Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebegangpaar (24), das zweite Getriebegangpaar (28) und/oder das Betätigungselement (60) jeweils durch ein Schaltelement (60) schaltbar ist, wobei das Schaltelement (60) als insbesondere synchronisierbare Schiebemuffe oder als Reibungskupplung, insbesondere nasse Lamellenkupplung, ausgestaltet ist.
Kraftfahrzeuggetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator und/oder der Rotor eines zusätzlich eingebauten Elektromotors mit einer der Funktionseinheiten des Planetengetriebes drehfest oder über eine Kupplung, mit oder ohne einer zwischengeschalteten Über- oder Untersetzung, gekoppelt ist.
Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeuggetriebes (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem zum Schalten eines Schaltzustands in dem Fall, dass das Betätigungselement (60) in einer Neutralstellung ohne Koppelung der zwei Funktionseinheiten (52, 54, 56, 58) des Planetengetriebes (50) positioniert ist, sowohl das erste Getriebegangpaar (24) als auch das zweite Getriebegangpaar (28) zur Drehmomentübertragung geschaltet wird und in dem Fall, dass das Betätigungselement (60) in einer Blockierposition mit Koppelung der zwei Funktionseinheiten (52, 54, 56, 58) des Planetengetriebes (50) positioniert ist, nur das erste Getriebegangpaar (24) oder nur das zweite Getriebegangpaar (28) zur Drehmomentübertragung geschaltet wird.