-
Die Erfindung betrifft ein Gruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Hauptgruppe, sowie eine der Hauptgruppe antriebsseitig vorgeschaltete Splitgruppe, deren mindestens eine Gangstufe über je ein zugehöriges Schaltelement in einen Kraftfluss einbindbar ist.
-
Gruppengetriebe kommen insbesondere bei Nutzfahrzeugen zum Einsatz, um bei einer geringen Anzahl an Zahnradpaaren unterschiedliche Fahrbereiche mit zugehörigen Gängen realisieren zu können. Klassischerweise setzt sich ein Gruppengetriebe dabei aus einer Stufen- oder Hauptgruppe, sowie einer vorgeschalteten Splitgruppe und/oder einer üblicherweise nachgeschalteten Bereichsgruppe zusammen. Dabei wird durch die Hauptgruppe eine Gangfolge des Getriebes vorgegeben, welche durch die vor- und ggf. nachgeschalteten weiteren Einzelgetriebe und deren jeweilige Gangstufen entsprechend beeinflusst wird. So wird eine Gangfolge der Hauptgruppe durch eine vorgeschaltete Splitgruppe verdichtet, indem die Gänge der Hauptgruppe durch kleine Stufensprünge der Splitgruppe jeweils aufgeteilt und in der Folge die Gesamtanzahl darstellbarer Gänge vergrößert wird. Eine nachgeschaltete Bereichsgruppe erweitert hingegen die Gangfolge, indem die Gänge der Hauptgruppe mittels großer Übersetzungssprünge in der Bereichsgruppe in unterschiedliche Fahrbereiche übersetzt werden.
-
Teilweise werden eine Splitgruppe und eine Hauptgruppe in einem in Vorgelegewellenbauweise ausgeführten Getriebe vereint, indem Gangstufen der Splitgruppe zwischen einer Getriebeeingangswelle und mindestens einer Vorgelegewelle vorgesehen sind, während Gangstufen der Hauptgruppe zwischen der mindestens einen Vorgelegewelle und einer Getriebeausgangswelle angeordnet sind. Die Wahl einer der Gangstufen der Splitgruppe, sowie einer der Gangstufen der Hauptgruppe wird dabei dann über je zugeordnete Schaltelemente vollzogen.
-
Aus der
DE 44 22 900 A1 geht ein Gruppengetriebe für ein Kraftfahrzeug hervor, welches sich aus einer Hauptgruppe, einer der Hauptgruppe antriebsseitig vorgeschalteten Splitgruppe, sowie einer der Hauptgruppe nachgeschalteten Bereichsgruppe zusammensetzt. Die Splitgruppe ist dabei zwischen einer Getriebeeingangswelle des Gruppengetriebes und zwei achsversetzt verlaufenden Vorgelegewellen vorgesehen, während die nachgeschaltete Hauptgruppe zwischen den beiden Vorgelegewellen und einer Hauptwelle platziert ist, die zugleich die Antriebswelle der nachgeschalteten Bereichsgruppe bildet. Seitens der Splitgruppe können zwei unterschiedliche Gänge geschaltet werden, indem jeweils ein drehbar auf der Antriebswelle gelagertes Stirnrad je einer Gangstufe über je ein zugehöriges Schaltelement in den Kraftfluss eingebunden wird, so dass eine Übersetzung einer Drehbewegung der Antriebswelle auf die beiden achsversetzt verlaufenden Vorgelegewellen stattfindet. Dabei ist die eine Gangstufe fest der Splitgruppe zugeordnet, wohingegen die axial danebenliegende Gangstufe sowohl durch die Splitgruppe, als auch die nachgeschaltete Hauptgruppe nutzbar ist, sowie auch eine drehfeste Koppelung der Getriebeeingangswelle und der Hauptwelle vollziehen kann. Schaltelemente, über welche Gangstufen der Splitgruppe und auch der Hauptgruppe jeweils in den Kraftfluss eingebunden werden können, sind dabei jeweils als synchronisierte, formschlüssige Schaltelemente in Form von Sperrsynchronisationen ausgeführt.
-
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Gruppengetriebe zu schaffen, bei welchem ein Herstellungsaufwand reduziert ist, das sich dabei aber gleichzeitig durch einen hohen Schaltkomfort auszeichnet.
-
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Verfahren zum Betreiben eines erfindungsgemäßen Gruppengetriebes geht des Weiteren aus dem Anspruch 6 hervor.
-
Gemäß der Erfindung umfasst ein Gruppengetriebe eine Hauptgruppe, sowie eine der Hauptgruppe antriebsseitig vorgeschaltete Splitgruppe. Die Splitgruppe verfügt dabei über mindestens eine Gangstufe, welche über je ein zugehöriges Schaltelement in einen Kraftfluss eingebunden werden kann. Im Sinne der Erfindung kann das erfindungsgemäße Gruppengetriebe neben der Hauptgruppe und der vorgeschalteten Splitgruppe aber auch noch weitere Getriebegruppen, wie beispielsweise eine nachgeschaltete Bereichsgruppe, umfassen.
-
Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass das je eine Schaltelement der Splitgruppe als unsynchronisiertes, formschlüssiges Schaltelement ausgeführt ist. Mit anderen Worten ist also das Schaltelement, über welches die mindestens eine Gangstufe der Splitgruppe in einen Kraftfluss eingebunden werden kann, als formschlüssiges Schaltelement realisiert, wobei über dieses Schaltelement vor der Einbindung der zugehörigen Gangstufe keine Drehzahlsynchronisierung herbeigeführt werden kann.
-
Eine derartige Ausgestaltung eines Gruppengetriebes hat dabei den Vorteil, dass durch die Verwendung von unsynchronisierten, formschlüssigen Schaltelementen der Aufwand bei der Herstellung des Gruppengetriebes vermindert werden kann. Gleichzeitig kann aber aufgrund der Anwendung dieser unsynchronisierten Schaltelemente im Bereich der Splitgruppe ein hoher Schaltkomfort garantiert werden, da die Splitgruppe für Schaltungen im verbauten Zustand des Gruppengetriebes in einem Antriebsstrang sowohl von einer vorgeschalteten Antriebsmaschine, als auch von auf das Gruppengetriebe folgenden Komponenten des Antriebsstranges entkoppelt werden kann. In der Folge werden evtl. auftretende Schaltreaktionen, welche ihre Ursache in der fehlenden Drehzahlsynchronisation bei Betätigung des jeweiligen Schaltelements der Splitgruppe haben, nicht zur Antriebsmaschine und zu den folgenden Komponenten des Antriebsstranges weitergeleitet. Dementsprechend erfährt ein Fahrzeugführer des jeweiligen Kraftfahrzeuges auch keine negativen Rückmeldungen aus dem Gruppengetriebe, so dass keine Verschlechterung des Schaltkomforts auftritt.
-
Dabei wird das erfindungsgemäße Gruppengetriebe im Sinne der Erfindung bevorzugt dadurch betrieben, dass im Vorfeld einer Schaltung in der Splitgruppe zunächst die nachgeschaltete Hauptgruppe oder eine weitere nachgeschaltete Getriebegruppe des Gruppengetriebes in Neutral geschaltet wird, um die Entkoppelung der Splitgruppe von den auf das Gruppengetriebe im Antriebsstrang folgenden Komponenten zu erreichen. Überschneidend damit wird zudem die Splitgruppe antriebsseitig abgekoppelt, indem insbesondere eine im Antriebsstrang zwischen einer Antriebsmaschine und dem Gruppengetriebe sitzende Trennkupplung geöffnet wird.
-
Im Sinne der Erfindung werden Schaltungen in der Splitgruppe und der Hauptgruppe des Gruppengetriebes bevorzugt automatisiert über eine Getriebesteuerung realisiert. Alternativ dazu werden Schaltvorgänge in der Splitgruppe oder der Hauptgruppe manuell durch einen Fahrzeugführer vollzogen, wobei dies dabei insbesondere seitens der Hauptgruppe realisiert ist, während zugehörige Schaltvorgänge in der Splitgruppe automatisiert gesteuert werden.
-
Bei dem Gruppengetriebe der
DE 44 22 900 A1 kommen im Unterschied zu der erfindungsgemäßen Ausgestaltung sowohl in der Splitgruppe, als auch in der Hauptgruppe synchronisierte Schaltelemente in Form von Sperrsynchronisationen zur Anwendung. Dies hat allerdings einen höheren Herstellungsaufwand zur Folge.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das je eine Schaltelement der Splitgruppe als unsynchronisierte Klauenkupplung ausgebildet. Klauenkupplungen zeichnen sich durch einen niedrigen Fertigungsaufwand, sowie einen kompakten Aufbau aus, so dass die Reduzierung des Herstellungsaufwandes problemlos erzielbar, sowie ein kompakter Aufbau der Splitgruppe verwirklichbar ist.
-
Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind eine Antriebswelle und eine Abtriebswelle vorgesehen, wobei die mindestens eine Gangstufe der Splitgruppe zwischen der Antriebswelle und mindestens einer Vorgelegewelle angeordnet ist, die achsversetzt zu der An- und der Abtriebswelle verläuft. Ferner sind Gangstufen der Hauptgruppe zwischen der mindestens einen Vorgelegewelle und der Abtriebswelle platziert. In diesem Fall setzt sich das Gruppengetriebe also aus der Splitgruppe und der Hauptgruppe zusammen und ist in Vorgelegewellenbauweise ausgeführt, wobei die Vorgelegewelle mindestens eines Vorgeleges antriebsseitig über die Splitgruppe mit der Antriebswelle und abtriebsseitig über die Gangstufen der Hauptgruppe mit der Abtriebswelle jeweils gekoppelt werden kann. In Weiterbildung dieser Ausgestaltung verlaufen die Antriebswelle und die Abtriebswelle des Gruppengetriebes koaxial zueinander und können drehfest miteinander verbunden werden, so dass ein starrer Durchtrieb des Gruppengetriebes definierbar ist.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Gangstufen der Hauptgruppe jeweils über Schaltelemente in einen Kraftfluss einbindbar, die als synchronisierte, formschlüssige Schaltelemente ausgestaltet sind. Bei diesen Schaltelementen handelt es sich dabei bevorzugt um Sperrsynchronisationen.
-
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnung durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
-
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Fig. zeigt eine schematische Ansicht eines Antriebsstranges eines Nutzfahrzeuges, in welchem ein erfindungsgemäß gestaltetes Gruppengetriebe 1 zwischen einer Brennkraftmaschine 2 und weiteren Komponenten 3 des Antriebsstranges platziert ist.
-
Wie in der einzigen Fig. zu erkennen ist, umfasst das Gruppengetriebe 1 eine Antriebswelle 4 und eine Abtriebswelle 5, welche koaxial zueinander verlaufen und zu denen achsversetzt eine Vorgelegewelle 6 eines Vorgeleges 7 angeordnet ist. Die Antriebswelle 4 kann über eine Trennkupplung 8 mit einer Abtriebsseite 9 der Brennkraftmaschine 2 drehfest verbunden werden, während die Abtriebswelle 5 des Gruppengetriebes 1 mit den weiteren nachfolgenden Komponenten 3 des Antriebsstranges in Verbindung steht.
-
Des Weiteren weist das Gruppengetriebe 1 mehrere Gangstufen 10 bis 15 auf, von welchen die Gangstufen 10 und 11 einer Splitgruppe 16 des Gruppengetriebes 1 und die Gangstufen 12 bis 15 einer Hauptgruppe 17 zugeordnet sind. Dabei liegen die Gangstufen 10 und 11 der Splitgruppe 16 bei Einbindung in Kraftflussrichtung jeweils zwischen der Antriebswelle 4 und der Vorgelegewelle 6, wohingegen die Gangstufen 12 bis 15 der Hauptgruppe 17 jeweils zwischen der Vorgelegewelle 6 und der Abtriebswelle 5 angeordnet sind. In der Folge kann eine Drehbewegung zum einen dadurch von der Antriebswelle 4 auf die Abtriebswelle 5 übersetzt werden, indem die jeweilige Drehbewegung der Antriebswelle 4 über eine der Gangstufen 10 oder 11 auf die Vorgelegewelle 6 und ausgehend hiervon über eine der Gangstufen 12 bis 15 der Hauptgruppe 17 auf die Abtriebswelle 5 übertragen wird. Zum anderen kann innerhalb des Gruppengetriebes 1 aber auch ein starrer Durchtrieb realisiert werden, indem die Antriebswelle 4 und die Abtriebswelle 5 direkt drehfest miteinander verbunden werden.
-
Die einzelnen Gangstufen 10 bis 15 können nun jeweils in den Kraftfluss über zugehörige Schaltelemente 18 bis 23 eingebunden werden, welche im Einzelnen ein seitens der Antriebswelle 4 bzw. der Abtriebswelle 5 drehbar gelagertes Stirnrad der je zugehörigen Gangstufe 10 bzw. 11 bzw. 12 bzw. 13 bzw. 14 bzw. 15 drehfest an der jeweiligen Welle anbinden können. Zur drehfesten Verbindung der Antriebswelle 4 und der Abtriebswelle 5 ist zudem ein Schaltelement 24 vorgesehen, das zwischen einander zugewandten Enden der Antriebswelle 4 und der Abtriebswelle 5 vorgesehen ist.
-
Während die Schaltelemente 20 bis 24 jeweils als synchronisierte Schaltelemente in Form von Sperrsynchronisationen ausgeführt sind, liegen die Schaltelemente 18 und 19 jeweils als unsynchronisierte Klauenkupplungen vor. In der Folge ist ein Herstellungsaufwand des Gruppengetriebes vermindert, da im Bereich der Splitgruppe 16 die kostengünstigeren Klauenkupplungen zur Einbindung der Gangstufen 10 und 11 Anwendung finden.
-
Aufgrund der Tatsache, dass die unsynchronisierten Schaltelemente 18 und 19 der Splitgruppe 16 zugewiesen sind, können Schaltungen im Gruppengetriebe 1 trotz Verwendung unsynchronisierter Schaltelemente ohne Schaltkomfortstörungen vollzogen werden. Dazu wird bei vorzunehmenden Schaltungen in der Splitgruppe 16 die Splitgruppe 16 im Vorfeld sowohl zu der Brennkraftmaschine 2 hin als auch zu den weiteren Komponenten 3 des Antriebsstranges entkoppelt, indem die Trennkupplung 8 geöffnet und die Hauptgruppe 17 nach Neutral geschaltet wird. Wird im Anschluss an die Entkopplung nun die Gangstufe 10 oder 11 der Splitgruppe 16 in den Kraftfluss eingebunden, so führen evtl. auftretende Schaltreaktionen im Zuge des Schließens des jeweiligen Schaltelementes 18 bzw. 19 nicht zu negativen Rückmeldungen aus dem Gruppengetriebe 1. Ist die gewünschte Gangstufe 10 bzw. 11 dann eingebunden, so wird zunächst der jeweils gewünschte Gang in der Hauptgruppe 17 geschaltet und anschließend die Trennkupplung 8 wieder geschlossen.
-
Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Gruppengetriebes kann der Herstellungsaufwand reduziert und gleichzeitig ein hoher Schaltkomfort gewährleistet werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Gruppengetriebe
- 2
- Brennkraftmaschine
- 3
- Komponenten
- 4
- Antriebswelle
- 5
- Abtriebswelle
- 6
- Vorgelegewelle
- 7
- Vorgelege
- 8
- Trennkupplung
- 9
- Abtriebsseite
- 10
- Gangstufe
- 11
- Gangstufe
- 12
- Gangstufe
- 13
- Gangstufe
- 14
- Gangstufe
- 15
- Gangstufe
- 16
- Splitgruppe
- 17
- Hauptgruppe
- 18
- Schaltelement
- 19
- Schaltelement
- 20
- Schaltelement
- 21
- Schaltelement
- 22
- Schaltelement
- 23
- Schaltelement
- 24
- Schaltelement
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 4422900 A1 [0004, 0012]
