DE102015205308B4

DE102015205308B4 - Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102015205308B4
Application number: DE102015205308.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Beck; Michael Wechs; Viktor Warth
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2015-03-24
Publication date: 2022-04-28
Anticipated expiration: 2035-03-25
Also published as: DE102015205308A1

Abstract

Gruppengetriebe (4) eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Hauptgetriebe (5) mit mindestens einer Eingangswelle (6) und einer ausgangsseitigen Hauptwelle (1) und eine dem Hauptgetriebe (5) nachgeschaltete, in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb zwischen der Hauptwelle (1) und einer Abtriebswelle (2) angeordnete Bereichsgruppe (7) in Planetenbauweise, wobei die Bereichsgruppe (7) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (RS1, RS2) aufweist, die miteinander gekoppelt sind und jeweils ein Sonnenrad (8, 9), einen mehrere Planetenräder tragenden Steg (10, 11) und ein Hohlrad (12, 13) aufweisen,dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptwelle (1) mit dem Sonnenrad (9) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbunden ist und die Abtriebswelle (2) mit dem Steg (11) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) und dem Steg (10) des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbunden ist, wobei das Sonnenrad (8) des ersten Planetenradsatzes (RS1) über eine Koppelwelle (3) mit dem Hohlrad (13) des zweiten Planetensatzes (RS2) drehfest verbunden ist, wobei die Koppelwelle (3) über ein erstes Schaltelement (L) an ein Gehäuse (GG) ankoppelbar ist und über ein zweites Schaltelement (H) mit der Abtriebswelle (2) lösbar verbindbar ist und wobei das Hohlrad (12) des ersten Planetenradsatzes (RS1) über ein drittes Schaltelement (R) an das Gehäuse (GG) ankoppelbar ist, wobei die Abtriebswelle (2) über ein viertes Schaltelement (I) der Bereichsgruppe (7) drehfest mit einem Triebelement des Hauptgetriebes (5) lösbar verbindbar ist, welches nicht permanent drehfest mit der Hauptwelle (1) verbunden ist oder mit dieser in Triebverbindung steht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Hauptgetriebe mit mindestens einer Eingangswelle und einer ausgangsseitigen Hauptwelle sowie eine dem Hauptgetriebe nachgeschaltete, zwischen der Hauptwelle und einer Abtriebswelle angeordnete Bereichsgruppe in Planetenbauweise, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Nutzfahrzeugen und Arbeitsmaschinen ist im Vergleich zu PKW-Getrieben eine deutlich höhere Ganganzahl notwendig, da insbesondere im Anfahrbereich deutlich höhere Übersetzungen gefordert werden, was zu einer deutlich höheren Spreizung und damit zu einer höheren Ganganzahl im Vergleich zu PKW-Getrieben führt.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, mehr Gänge dadurch zu realisieren, dass dem eigentlichen Hauptgetriebe ein sogenanntes Bereichsgetriebe nachgeschalten ist, welches in der Regel zwei Übersetzungen aufweist, so dass sich die Gänge des Hauptgetriebes verdoppeln lassen. Bei derartig ausgeführten Getrieben weisen die Hauptgetriebe nur einen Rückwärtsgang auf, wobei die Übersetzung der nachgeschalteten Bereichsgetriebe hoch ist, so dass der theoretisch realisierbare zweite Rückwärtsgang in nachteiliger Weise nicht sinnvoll genutzt werden kann.
Aus der DE 10 2013 202 045 A1 der Anmelderin ist ein Gruppengetriebe bekannt, umfassend ein Hauptgetriebe und eine nachgeschaltete Bereichsgruppe, wobei die Bereichsgruppe zwei miteinander gekoppelte Planetenradsätze mit jeweils einem Sonnenrad, einem mehrere Planetenräder tragenden Steg und einem Hohlrad aufweist. Bei dem bekannten Gruppengetriebe ist vorgesehen, dass in der Bereichsgruppe das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes drehfest mit einer Hauptwelle des Hauptgetriebes verbunden ist, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes drehfest mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes drehfest mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes verbunden ist, der Steg des zweiten Planetenradsatzes drehfest mit einer Ausgangswelle verbunden ist und wobei das Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes und damit auch das mit diesem gekoppelte Hohlrad des ersten Planetenradsatzes zur Schaltung eines Fahrbereichs mit niedriger Fahrgeschwindigkeit über eine erste Schaltkupplung an ein Gehäuse ankoppelbar ist. Ferner sind zur Schaltung eines Fahrbereichs mit hoher Fahrgeschwindigkeit über eine zweite Schaltkupplung zwei Elemente der beiden Planetenradsätze der Bereichsgruppe drehfest miteinander verbindbar, wobei der Steg des ersten Planetenradsatzes und damit auch das mit diesem gekoppelte Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes zur Schaltung eines Rückwärtsfahrbereichs mittels einer dritten Schaltkupplung an das Gehäuse ankoppelbar ist.
Weitere derartige Getriebe sind aus der DE 10 2007 040 449 A1 , der DE 25 21 831 A1 , der DE 101 62 888 A1 sowie der DE 10 2010 041 410 A1 sowie aus dem Fachbuch „Die Umlaufgetriebe“ von Müller und Herbert W., 2. neubearbeitete und erweiterte Auflage, 1998, Seite 27, Zeilen 162 - 164 bekannt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Hauptgetriebe mit mindestens einer Eingangswelle und einer ausgangsseitigen Hauptwelle sowie eine dem Hauptgetriebe nachgeschaltete, zwischen der Hauptwelle und einer Abtriebswelle angeordnete Bereichsgruppe in Planetenbauweise anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Vorteile gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Demnach wird ein Gruppengetriebe eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Hauptgetriebe mit mindestens einer Eingangswelle und einer ausgangsseitigen Hauptwelle sowie eine dem Hauptgetriebe nachgeschaltete, in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb zwischen der Hauptwelle und einer Abtriebswelle angeordnete Bereichsgruppe in Planetenbauweise vorgeschlagen, bei dem die Bereichsgruppe einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz aufweist, die miteinander gekoppelt sind und jeweils ein Sonnenrad, einen mehrere Planetenräder tragenden Steg und ein Hohlrad aufweisen, wobei die Hauptwelle mit dem Sonnenrad des zweiten Planetenradsatzes drehfest verbunden ist und die Abtriebswelle mit dem Steg des zweiten Planetenradsatzes und dem Steg des ersten Planetenradsatzes drehfest verbunden ist.
Ferner ist das Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes über eine Koppelwelle mit dem Hohlrad des zweiten Planetensatzes drehfest verbunden, wobei die Koppelwelle über ein erstes Schaltelement an ein Gehäuse ankoppelbar ist und über ein zweites Schaltelement mit der Abtriebswelle lösbar verbindbar ist. Gemäß der Erfindung ist das Hohlrad des ersten Planetenradsatzes über ein drittes Schaltelement an das Gehäuse ankoppelbar.
Durch Schließen des zweiten Schaltelementes werden der Steg mit dem Hohlrad des zweiten Planetenradsatzes lösbar miteinander verbunden, wodurch die Planetenradsätze der Bereichsgruppe verblockt werden.
Im Rahmen einer Variante der Erfindung können alternativ die Planetenradsätze der Bereichsgruppe durch lösbares Verbinden von zwei beliebigen Wellen der beiden Radsätze mittels des zweiten Schaltelementes miteinander verblockt werden.
Der erste und zweite Planetenradsatz der Bereichsgruppe sind vorzugsweise als Minus-Planetenradsätze ausgeführt. Ein einfacher Minus-Planetenradsatz umfasst bekanntlich ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem Planetenräder drehbar gelagert sind, die jeweils mit Sonnenrad und Hohlrad kämmen. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg eine zum Sonnenrad entgegengesetzte Drehrichtung auf. Demgegenüber umfasst ein einfacher Plus-Planetenradsatz ein Sonnenrad, ein Hohlrad und einen Steg, an dem innere und äußere Planetenräder drehbar gelagert sind, wobei alle inneren Planetenräder mit dem Sonnenrad und alle äußeren Planetenräder mit dem Hohlrad kämmen, wobei jedes innere Planetenrad mit jeweils einem äußeren Planetenrad kämmt. Hierdurch weist das Hohlrad bei festgehaltenem Steg die gleiche Drehrichtung auf wie das Sonnenrad und es ergibt sich eine positive Standgetriebeübersetzung.
Ferner sind gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung der erste und zweite Planetenradsatz der Bereichsgruppe axial betrachtet in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb in der Reihenfolge erster Planetenradsatz, zweiter Planetenradsatz angeordnet.
Alternativ können der erste und zweite Planetenradsatz der Bereichsgruppe radial übereinander geschachtelt werden, was durch die Koppelung des Hohlrades des zweiten Planetenradsatzes mit dem Sonnenrad des ersten Planetenradsatzes begünstigt wird und in einer kompakten axialen Bauweise resultiert; hierbei ist der erste Planetenradsatz radial betrachtet oberhalb des zweiten Planetenradsatzes angeordnet.
Bei der erfindungsgemäßen Bereichsgruppe ergibt sich ein erster, langsamer Vorwärtsgang (Low) durch Schließen des ersten Schaltelementes, wobei sich ein zweiter Vorwärtsgang (High) durch Schließen des zweiten Schaltelementes ergibt. Bei geschaltetem zweiten Vorwärtsgang laufen beide Planetenradsätze im Block um, d.h. das Übersetzungsverhältnis ist 1,0, was einem Direktgang mit der Übersetzung des Hauptgetriebes entspricht. Ferner ergibt sich in der Bereichsgruppe ein Rückwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelementes; hierbei wird in der Bereichsgruppe eine Drehzahlumkehr erzielt.
Die Schaltelemente der Bereichsgruppe können als formschlüssige Schaltelemente, beispielsweise als Klauen oder Synchronisierungen oder als reibschlüssige Schaltelemente, z.B. als Lamellenschaltelemente ausgeführt sein. Zwei der drei Schaltelemente können auch zu einem Doppelschaltelement, z.B. für den Fall, dass die Schaltelemente als Synchronisierungen ausgeführt sind, zu einer Doppelsynchronisierung mit einem gemeinsamen Aktuator zusammengefasst werden.
Erfindungsgemäß ist die Abtriebswelle des Gruppengetriebes über ein viertes Schaltelement der Bereichsgruppe drehfest mit einem Triebelement des Hauptgetriebes lösbar verbindbar, welches nicht permanent drehfest mit der Hauptwelle verbunden ist oder mit dieser in Triebverbindung steht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. In diesen stellen dar:

1: eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Gruppengetriebes eines Kraftfahrzeugs zur Veranschaulichung des Aufbaus der Bereichsgruppe gemäß dem Stand der Technik;
2: eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Gruppengetriebes eines Kraftfahrzeugs zur Veranschaulichung des Aufbaus der Bereichsgruppe gemäß dem Stand der Technik;
3: ein beispielhaftes Schaltschema der Bereichsgruppe gemäß 1 und 2;
4: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Gruppengetriebes eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik, bei dem das Hauptgetriebe als Getriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt ist und die Bereichsgruppe nicht lastschaltbar ausgeführt ist;
5: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Getriebe gemäß 4;
6: eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Gruppengetriebes eines Kraftfahrzeugs, bei dem das Hauptgetriebe als Getriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt ist und die Bereichsgruppe lastschaltbar ausgeführt ist; und
7: ein beispielhaftes Schaltschema für ein Getriebe gemäß 6.

Bezugnehmend auf 1 weist das Gruppengetriebe 4 gemäß dem Stand der Technik ein nicht näher dargestelltes mehrstufiges Hauptgetriebe 5, umfassend eine Eingangswelle 6 und eine ausgangsseitige Hauptwelle 1 sowie eine dem Hauptgetriebe 5 nachgeschaltete, in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb zwischen der Hauptwelle 1 und einer Abtriebswelle 2 angeordnete Bereichsgruppe 7 in Planetenbauweise.
Das Hauptgetriebe 5 kann als Getriebe in Vorgelegebauweise mit einer Eingangswelle ausgeführt sein, wobei die Eingangswelle eingangsseitig über eine Reibungskupplung mit der Triebwelle eines Antriebsmotors verbindbar ist und ausgangsseitig über mehrere schaltbare Stirnradstufen unterschiedlicher Übersetzung selektiv mit der Hauptwelle in Triebverbindung bringbar ist. Ferner kann das Hauptgetriebe 5 als Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt sein, umfassend zwei Eingangswellen, die eingangsseitig über jeweils eine Reibungskupplung mit der Triebwelle eines Antriebsmotors verbindbar sind und ausgangsseitig über mehrere schaltbare Stirnradstufen unterschiedlicher Übersetzung selektiv mit der Hauptwelle in Triebverbindung bringbar sind.
Im Rahmen weiterer Ausgestaltungen kann das Hauptgetriebe als Mehrstufengetriebe in Planetenbauweise ausgeführt sein.
Wie aus 1 ersichtlich, weist die Bereichsgruppe 7 einen ersten und einen zweiten Minus-Planetenradsatz RS1, RS2 auf, die axial betrachtet in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb in der Reihenfolge erster Planetenradsatz RS1, zweiter Planetenradsatz RS2 angeordnet sind, miteinander gekoppelt sind und jeweils ein Sonnenrad 8, 9, einen mehrere Planetenräder tragenden Steg 10, 11 und ein Hohlrad 12, 13 aufweisen, wobei die Hauptwelle 1, die als Eingangswelle der Bereichsgruppe 7 dient, mit dem Sonnenrad 9 des zweiten Planetenradsatzes RS2 drehfest verbunden ist und die Abtriebswelle 2 mit dem Steg 11 des zweiten Planetenradsatzes RS2 und dem Steg 10 des ersten Planetenradsatzes RS1 drehfest verbunden ist.
Hierbei ist das Sonnenrad 8 des ersten Planetenradsatzes RS1 über eine Koppelwelle 3 mit dem Hohlrad 13 des zweiten Planetensatzes RS2 drehfest verbunden, wobei die Koppelwelle 3 über ein erstes Schaltelement L an ein Gehäuse GG ankoppelbar ist und über ein zweites Schaltelement H mit der Abtriebswelle 2 lösbar verbindbar ist. Das Hohlrad 12 des ersten Planetenradsatzes RS1 ist gemäß der Erfindung über ein drittes Schaltelement R an das Gehäuse GG ankoppelbar.
Die Schaltelemente L, H, R der Bereichsgruppe 7 sind bei dem gezeigten Beispiel als formschlüssige Schaltelemente ausgeführt, wobei das erste und zweite Schaltelement L, H zu einem Doppelschaltelement mit einem gemeinsamen Aktuator zusammengefasst sind.
Das in 2 gezeigte Getriebe gemäß dem Stand der Technik unterscheidet sich vom Getriebe gemäß 1 dadurch, dass die Planetenradsätze RS1, RS2 der Bereichsgruppe 7 radial übereinander angeordnet sind, wobei der erste Planetenradsatz RS1 radial betrachtet oberhalb des zweiten Planetenradsatzes RS2 angeordnet ist. Hierbei ist das Sonnenrad 8 des ersten Planetenradsatzes RS1 drehfest mit dem Hohlrad 13 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet. Die Koppelwelle 3 ist mit dem Sonnenrad 8 des ersten Planetenradsatzes RS1 und dem Hohlrad 13 des zweiten Planetenradsatzes RS2 verbunden.
Bezugnehmend auf 3 ergibt sich bei der Bereichsgruppe gemäß dem Stand der Technik ein erster Vorwärtsfahrbereich V1 (Low) durch Schließen des ersten Schaltelementes L, wobei sich ein zweiter Vorwärtsfahrbereich V2 (High) durch Schließen des zweiten Schaltelementes H ergibt, der einem Direktgang entspricht und wobei sich ein Rückwärtsfahrbereich durch Schließen des dritten Schaltelementes R ergibt. Der erste Vorwärtsbereich V1 der Bereichsgruppe bewirkt eine Übersetzung kleiner als 1.
Bei dem in 4 gezeigten Beispiel des Standes der Technik, bei dem die Bereichsgruppe gemäß 2 ausgeführt ist, ist das Hauptgetriebe 5 als Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt, umfassend eine mit der Abtriebsseite einer ersten Lastschaltkupplung K1 verbundene, als Vollwelle ausgeführte erste Getriebeeingangswelle 14, die einem ersten Teilgetriebe zugeordnet ist und eine mit der Abtriebsseite einer zweiten Lastschaltkupplung K2 verbundene, als Hohlwelle ausgeführte zweite Getriebeeingangswelle 15, durch die die erste Getriebeeingangswelle 14 geführt ist und einem zweiten Teilgetriebe zugeordnet ist, zwei koaxial zueinander angeordnete Vorgelegewellen, wobei die erste Vorgelegewelle 16 als Hohlwelle ausgeführt und die zweite Vorgelegewelle 17 durch die erste Vorgelegewelle 16 geführt ist und eine koaxial zu den beiden Getriebeeingangswellen 14, 15 angeordnete Abtriebswelle 1, welche die Hauptwelle des Gruppengetriebes 4 bildet, wobei im ersten Teilgetriebe die ungeraden Vorwärtsgänge und im zweiten Teilgetriebe die geraden Vorwärtsgänge erzeugt werden und wobei die Lastschaltkupplungen K1, K2 antriebsseitig über eine Eingangswelle 6 mit einem nicht dargestellten Antriebsaggregat verbunden sind.
Gemäß der Erfindung und bezugnehmend auf 1 ist auf der zweiten Getriebeeingangswelle 15 ein erstes Festrad 18 angeordnet, welches mit einem zweiten Festrad 19 auf der zweiten Vorgelegewelle 17 zur Bildung einer ersten Radebene des Hauptgetriebes 5 kämmt, wobei auf der ersten Getriebeeingangswelle 14 ein mittels eines ersten formschlüssigen Schaltelementes A schaltbares erstes Losrad 20 und ein mittels eines zweiten formschlüssigen Schaltelementes B schaltbares zweites Losrad 21 angeordnet sind, welche zur Bildung einer zweiten und dritten Radebene des Hauptgetriebes 5 jeweils mit einem dritten und einem vierten Festrad 22, 23, die auf der ersten Vorgelegewelle 16 angeordnet sind, kämmen. Hierbei ist das zweite schaltbare Losrad 21 wahlweise mittels des zweiten formschlüssigen Schaltelementes B mit der ersten Getriebeeingangswelle 14 oder mittels eines dritten formschlüssigen Schaltelementes C mit der Abtriebswelle 1 des Hauptgetriebes 5 lösbar drehfest verbindbar.
Wie 4 zu entnehmen, ist auf der Abtriebswelle 1 des Hauptgetriebes 5 ein mittels eines vierten formschlüssigen Schaltelementes D schaltbares drittes Losrad 24 angeordnet, welches zur Bildung einer vierten Radebene des Getriebes mit einem auf der ersten Vorgelegewelle 16 angeordneten fünften Festrad 25 kämmt. Hierbei ist die erste Vorgelegewelle 16 mittels eines sechsten formschlüssigen Schaltelementes F mit der zweiten Vorgelegewelle 17 lösbar drehfest verbindbar.
Bezugnehmend auf 4 ist auf der Abtriebswelle 1 des Hauptgetriebes 5 ein mittels eines fünften formschlüssigen Schaltelementes E schaltbares viertes Losrad 26 angeordnet, welches zur Bildung einer fünften Radebene des Hauptgetriebes 5 mit einem auf der zweiten Vorgelegewelle 17 angeordneten und mittels eines siebten formschlüssigen Schaltelementes G schaltbaren fünften Losrad 27 kämmt.
In vorteilhafter Weise können das erste und zweite Schaltelement A, B, das dritte und vierte Schaltelement C, D und das sechste und siebte Schaltelement F, G jeweils zu einem Doppelschaltelement mit gemeinsamer Aktuatorik zusammengefasst sein.
Ein beispielhaftes Schaltschema für das in 4 gezeigte Gruppengetriebe 4 ist Gegenstand der 5. Wie dem Schaltschema zu entnehmen ist, ergibt sich ein erster Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des ersten und vierten Schaltelementes A, D des Hauptgetriebes 5 und des ersten Schaltelementes L der Bereichsgruppe 7, wobei sich ein zweiter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des vierten und sechsten Schaltelementes D, F des Hauptgetriebes 5 und des ersten Schaltelementes L der Bereichsgruppe 7, ein dritter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des zweiten und vierten Schaltelementes B, D des Hauptgetriebes 5 und des ersten Schaltelementes L der Bereichsgruppe 7, ein vierter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des vierten, fünften und siebten Schaltelementes D, E, G des Hauptgetriebes 5 und des ersten Schaltelementes L der Bereichsgruppe 7, ein fünfter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des ersten und dritten Schaltelementes A, C des Hauptgetriebes 5 und des ersten Schaltelementes L der Bereichsgruppe 7, ein sechster Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des dritten, fünften und sechsten Schaltelementes C, E, F des Hauptgetriebes 5 und des ersten Schaltelementes L der Bereichsgruppe 7 und wobei sich ein siebter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des zweiten und dritten Schaltelementes B, C des Hauptgetriebes 5 und des ersten Schaltelementes L der Bereichsgruppe 7 ergibt.
Ferner ergibt sich ein achter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des vierten und sechsten Schaltelementes D, F des Hauptgetriebes 5 und des zweiten Schaltelementes H der Bereichsgruppe 7, ein neunter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des zweiten und vierten Schaltelementes B, D des Hauptgetriebes 5 und des zweiten Schaltelementes H der Bereichsgruppe 7, ein zehnter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des vierten, fünften und siebten Schaltelementes D, E, G des Hauptgetriebes 5 und des zweiten Schaltelementes H der Bereichsgruppe 7, ein elfter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des ersten und dritten Schaltelementes A, C des Hauptgetriebes 5 und des zweiten Schaltelementes H der Bereichsgruppe 7, ein zwölfter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des dritten, fünften und sechsten Schaltelementes C, E, F des Hauptgetriebes 5 und des zweiten Schaltelementes H der Bereichsgruppe 7 und wobei sich ein dreizehnter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des zweiten und dritten Schaltelementes B, C des Hauptgetriebes 5 und des zweiten Schaltelementes H der Bereichsgruppe 7 ergibt.
Gemäß dem in 5 gezeigten Schaltschema ergibt sich ein erster Rückwärtsgang R1 durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des ersten und vierten Schaltelementes A, D des Hauptgetriebes 5 und des dritten Schaltelementes R der Bereichsgruppe 7, wobei sich ein zweiter Rückwärtsgang R2 durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des vierten und sechsten Schaltelementes D, F des Hauptgetriebes 5 und des dritten Schaltelementes R der Bereichsgruppe 7, ein dritter Rückwärtsgang R3 durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des zweiten und vierten Schaltelementes B, D des Hauptgetriebes 5 und des dritten Schaltelementes R der Bereichsgruppe 7, ein vierter Rückwärtsgang R4 durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des vierten, fünften und siebten Schaltelementes D, E, G des Hauptgetriebes 5 und des dritten Schaltelementes R der Bereichsgruppe 7, ein fünfter Rückwärtsgang R5 durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des ersten und dritten Schaltelementes A, C des Hauptgetriebes 5 und des dritten Schaltelementes R der Bereichsgruppe 7, ein sechster Rückwärtsgang R6 durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des dritten, fünften und sechsten Schaltelementes C, E, F des Hauptgetriebes 5 und des dritten Schaltelementes R der Bereichsgruppe 7 und wobei sich ein siebter Rückwärtsgang R6 durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des zweiten und dritten Schaltelementes B, C des Hauptgetriebes 5 und des dritten Schaltelementes R der Bereichsgruppe 7 ergibt.
Das in 6 dargestellte erfindungsgemäße Getriebe unterscheidet sich vom Getriebe gemäß 4 dadurch, dass die Bereichsgruppe 7 ein weiteres, viertes formschlüssiges Schaltelement I aufweist, mittels dessen das vierte Losrad 26 des Hauptgetriebes 5 direkt mit der Abtriebswelle 2 des Gruppengetriebes 4 lösbar drehest verbindbar ist. Das vierte Losrad 26 ist nicht permanent drehfest mit der Hauptwelle 1 verbunden und steht nicht permanent mit dieser in Triebverbindung.
Bei dem gezeigten Beispiel sind das erste und zweite Schaltelement A, B, das dritte und vierte Schaltelement C, D und das sechste und siebte Schaltelement F, G des Hauptgetriebes 5 jeweils zu einem Doppelschaltelement mit gemeinsamer Aktuatorik zusammengefasst. Ferner sind das fünfte Schaltelement E des Hauptgetriebes 5 und das vierte Schaltelement I der Bereichsgruppe zu einem Doppelschaltelement mit gemeinsamer Aktuatorik zusammengefasst.
Das dieser Ausgestaltung entsprechende Schaltschema ist Gegenstand der 7 und unterscheidet sich vom Schaltschema nach 5 hinsichtlich der für den achten, neunten, zehnten und zwölften Vorwärtsgang benötigten Schaltelemente. Demnach ergibt sich der achte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des fünften und sechsten Schaltelementes E, F des Hauptgetriebes 5 und des vierten Schaltelementes I der Bereichsgruppe 7, der neunte Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung K1, des zweiten und fünften Schaltelementes B, E des Hauptgetriebes 5 und des vierten Schaltelementes I der Bereichsgruppe 7, der zehnte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des siebten Schaltelementes G des Hauptgetriebes 5 und des vierten Schaltelementes I der Bereichsgruppe 7, wobei sich der zwölfte Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung K2, des dritten und sechsten Schaltelementes C, F des Hauptgetriebes 5 und des zweiten Schaltelementes H der Bereichsgruppe 7 ergibt.
Im achten, neunten und zehnten Vorwärtsgang sind das Sonnenrad 9 des zweiten Planetenradsatzes RS2, die Koppelwelle 3 und das Hohlrad 12 des ersten Planetenradsatzes RS1 lastfrei, wodurch über diese Gänge ein zugkraftunterbrechungsfreies Umschalten von der langsamen Gruppe (Low), d.h. von den Gängen mit geschlossenem ersten Schaltelement L der Bereichsgruppe 7 in die schnelle Gruppe (High), d.h. in die Gänge mit geschlossenem zweiten Schaltelement H der Bereichsgruppe 7 ermöglicht wird, da die Planetenradsätze RS1, RS2 „umgangen“ werden. Der achte, neunte und zehnte Vorwärtsgang entsprechen einem mittleren Fahrbereich.
Bezugszeichenliste

1: Hauptwelle, Eingangswelle der Bereichsgruppe 7
2: Abtriebswelle des Gruppengetriebes 4
3: Koppelwelle
4: Gruppengetriebe
5: Hauptgetriebe
6: Eingangswelle
7: Bereichsgruppe
8: Sonnenrad
9: Sonnenrad
10: Steg
11: Steg
12: Hohlrad
13: Hohlrad
14: erste Getriebeeingangswelle
15: zweite Getriebeeingangswelle
16: erste Vorgelegewelle
17: zweite Vorgelegewelle
18: erstes Festrad
19: zweites Festrad
20: erstes Losrad
21: zweites Losrad
22: drittes Festrad
23: viertes Festrad
24: drittes Losrad
25: fünftes Festrad
26: viertes Losrad
27: fünftes Losrad
A: erstes Schaltelement des Hauptgetriebes 5
B: zweites Schaltelement des Hauptgetriebes 5
C: drittes Schaltelement des Hauptgetriebes 5
D: viertes Schaltelement des Hauptgetriebes 5
E: fünftes Schaltelement des Hauptgetriebes 5
F: sechstes Schaltelement des Hauptgetriebes 5
G: siebtes Schaltelement des Hauptgetriebes 5
H: zweites Schaltelement der Bereichsgruppe 7
I: viertes Schaltelement der Bereichsgruppe 7
K1: erste Lastschaltkupplung
K2: zweite Lastschaltkupplung
L: erstes Schaltelement der Bereichsgruppe 7
R: drittes Schaltelement der Bereichsgruppe 7
GG: Gehäuse
V1: erster Vorwärtsfahrbereich (Low)
V2: zweiter Vorwärtsfahrbereich (High)
RG: Rückwärtsfahrbereich

Claims

Gruppengetriebe (4) eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Hauptgetriebe (5) mit mindestens einer Eingangswelle (6) und einer ausgangsseitigen Hauptwelle (1) und eine dem Hauptgetriebe (5) nachgeschaltete, in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb zwischen der Hauptwelle (1) und einer Abtriebswelle (2) angeordnete Bereichsgruppe (7) in Planetenbauweise, wobei die Bereichsgruppe (7) einen ersten und einen zweiten Planetenradsatz (RS1, RS2) aufweist, die miteinander gekoppelt sind und jeweils ein Sonnenrad (8, 9), einen mehrere Planetenräder tragenden Steg (10, 11) und ein Hohlrad (12, 13) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptwelle (1) mit dem Sonnenrad (9) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) drehfest verbunden ist und die Abtriebswelle (2) mit dem Steg (11) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) und dem Steg (10) des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest verbunden ist, wobei das Sonnenrad (8) des ersten Planetenradsatzes (RS1) über eine Koppelwelle (3) mit dem Hohlrad (13) des zweiten Planetensatzes (RS2) drehfest verbunden ist, wobei die Koppelwelle (3) über ein erstes Schaltelement (L) an ein Gehäuse (GG) ankoppelbar ist und über ein zweites Schaltelement (H) mit der Abtriebswelle (2) lösbar verbindbar ist und wobei das Hohlrad (12) des ersten Planetenradsatzes (RS1) über ein drittes Schaltelement (R) an das Gehäuse (GG) ankoppelbar ist, wobei die Abtriebswelle (2) über ein viertes Schaltelement (I) der Bereichsgruppe (7) drehfest mit einem Triebelement des Hauptgetriebes (5) lösbar verbindbar ist, welches nicht permanent drehfest mit der Hauptwelle (1) verbunden ist oder mit dieser in Triebverbindung steht.
Gruppengetriebe (4) eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) axial betrachtet in Kraftflussrichtung im Zugbetrieb in der Reihenfolge erster Planetenradsatz (RS1), zweiter Planetenradsatz (RS2) angeordnet sind oder dass der erste und zweite Planetenradsatz (RS1, RS2) radial übereinander geschachtelt sind, wobei der erste Planetenradsatz (RS1) radial betrachtet außerhalb des zweiten Planetenradsatzes (RS2) angeordnet ist und das Sonnenrad (8) des ersten Planetenradsatzes (RS1) drehfest mit dem Hohlrad (13) des zweiten Planetenradsatzes (RS2) verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet ist.
Gruppengetriebe (4) eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (L, H, R, I) der Bereichsgruppe (7) als form- oder reibschlüssige Schaltelemente ausgeführt sind, wobei das erste und zweite Schaltelement (L, H) zu einem Doppelschaltelement mit einem gemeinsamen Aktuator zusammengefasst sind.
Gruppengetriebe (4) eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hauptgetriebe (5) als Doppelkupplungsgetriebe in Vorgelegebauweise ausgeführt ist, umfassend eine mit der Abtriebsseite einer ersten Lastschaltkupplung (K1) verbundene, als Vollwelle ausgeführte erste Getriebeeingangswelle (14), die einem ersten Teilgetriebe zugeordnet ist und eine mit der Abtriebsseite einer zweiten Lastschaltkupplung (K2) verbundene, als Hohlwelle ausgeführte zweite Getriebeeingangswelle (15), durch die die erste Getriebeeingangswelle (14) geführt ist und einem zweiten Teilgetriebe zugeordnet ist, zwei koaxial zueinander angeordnete Vorgelegewellen, wobei die erste Vorgelegewelle (16) als Hohlwelle ausgeführt und die zweite Vorgelegewelle (17) durch die erste Vorgelegewelle (16) geführt ist und eine koaxial zu den beiden Getriebeeingangswellen (14, 15) angeordnete Abtriebswelle (1), welche die Hauptwelle des Gruppengetriebes (4) bildet, wobei die Lastschaltkupplungen (K1, K2) antriebsseitig über eine Eingangswelle (6) mit einem Antriebsaggregat verbunden sind, wobei auf der zweiten Getriebeeingangswelle (15) ein erstes Festrad (18) angeordnet ist, welches mit einem zweiten Festrad (19) auf der zweiten Vorgelegewelle (17) zur Bildung einer ersten Radebene des Hauptgetriebes (5) kämmt, wobei auf der ersten Getriebeeingangswelle (14) ein mittels eines ersten formschlüssigen Schaltelementes (A) schaltbares erstes Losrad (20) und ein mittels eines zweiten formschlüssigen Schaltelementes (B) schaltbares zweites Losrad (21) angeordnet sind, welche zur Bildung einer zweiten und dritten Radebene des Hauptgetriebes (5) jeweils mit einem dritten und einem vierten Festrad (22, 23), die auf der ersten Vorgelegewelle (16) angeordnet sind, kämmen, wobei das zweite schaltbare Losrad (21) wahlweise mittels des zweiten formschlüssigen Schaltelementes (B) mit der ersten Getriebeeingangswelle (14) oder mittels eines dritten formschlüssigen Schaltelementes (C) mit der Abtriebswelle (1) des Hauptgetriebes (5) lösbar drehfest verbindbar ist, wobei auf der Abtriebswelle (1) des Hauptgetriebes (5) ein mittels eines vierten formschlüssigen Schaltelementes (D) schaltbares drittes Losrad (24) angeordnet ist, welches zur Bildung einer vierten Radebene (4) des Getriebes mit einem auf der ersten Vorgelegewelle (16) angeordneten fünften Festrad (25) kämmt, wobei die erste Vorgelegewelle (16) mittels eines sechsten formschlüssigen Schaltelementes (F) mit der zweiten Vorgelegewelle (17) lösbar drehfest verbindbar ist, wobei auf der Abtriebswelle (1) des Hauptgetriebes (5) ein mittels eines fünften formschlüssigen Schaltelementes (E) schaltbares viertes Losrad (26) angeordnet ist, welches zur Bildung einer fünften Radebene des Hauptgetriebes (5) mit einem auf der zweiten Vorgelegewelle (17) angeordneten und mittels eines siebten formschlüssigen Schaltelementes (G) schaltbaren fünften Losrad (27) kämmt und wobei die Bereichsgruppe (7) ein weiteres, viertes formschlüssiges Schaltelement (I) aufweist, mittels dessen das vierte Losrad (26) des Hauptgetriebes (5) direkt mit der Abtriebswelle (2) des Gruppengetriebes (4) lösbar drehest verbindbar ist.
Gruppengetriebe (4) eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein erster Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des ersten und vierten Schaltelementes (A, D) des Hauptgetriebes (5) und des ersten Schaltelementes (L) der Bereichsgruppe (7) ergibt, wobei sich ein zweiter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung (K2), des vierten und sechsten Schaltelementes (D, F) des Hauptgetriebes (5) und des ersten Schaltelementes (L) der Bereichsgruppe (7), ein dritter Vorwärtsgang durch Schlie-ßen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des zweiten und vierten Schaltelementes (B, D) des Hauptgetriebes (5) und des ersten Schaltelementes (L) der Bereichsgruppe (7), ein vierter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung (K2), des vierten, fünften und siebten Schaltelementes (D, E, G) des Hauptgetriebes (5) und des ersten Schaltelementes (L) der Bereichsgruppe (7), ein fünfter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des ersten und dritten Schaltelementes (A, C) des Hauptgetriebes (5) und des ersten Schaltelementes (L) der Bereichsgruppe (7), ein sechster Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung (K2), des dritten, fünften und sechsten Schaltelementes (C, E, F) des Hauptgetriebes (5) und des ersten Schaltelementes (L) der Bereichsgruppe (7), ein siebter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des zweiten und dritten Schaltelementes (B, C) des Hauptgetriebes (5) und des ersten Schaltelementes (L) der Bereichsgruppe (7), ein achter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung (K2), des fünften und sechsten Schaltelementes (E, F) des Hauptgetriebes (5) und des vierten Schaltelementes (I) der Bereichsgruppe (7), ein neunter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des zweiten und fünften Schaltelementes (B, E) des Hauptgetriebes (5) und des vierten Schaltelementes (I) der Bereichsgruppe (7), ein zehnter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung (K2), des siebten Schaltelementes (G) des Hauptgetriebes (5) und des vierten Schaltelementes (I) der Bereichsgruppe (7), ein elfter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des ersten und dritten Schaltelementes (A, C) des Hauptgetriebes (5) und des zweiten Schaltelementes (H) der Bereichsgruppe (7), ein zwölfter Vorwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung (K2), des dritten und sechsten Schaltelementes (C, F) des Hauptgetriebes (5) und des zweiten Schaltelementes (H) der Bereichsgruppe (7), ein dreizehnter Vorwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des zweiten und dritten Schaltelementes (B, C) des Hauptgetriebes (5) und des zweiten Schaltelementes (H) der Bereichsgruppe (7), ein erster Rückwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des ersten und vierten Schaltelementes (A, D) des Hauptgetriebes (5) und des dritten Schaltelementes (R) der Bereichsgruppe (7), ein zweiter Rückwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung (K2), des vierten und sechsten Schaltelementes (D, F) des Hauptgetriebes (5) und des dritten Schaltelementes (R) der Bereichsgruppe (7), ein dritter Rückwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des zweiten und vierten Schaltelementes (B, D) des Hauptgetriebes (5) und des dritten Schaltelementes (R) der Bereichsgruppe (7), ein vierter Rückwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung (K2), des vierten, fünften und siebten Schaltelementes (D, E, G) des Hauptgetriebes (5) und des dritten Schaltelementes (R) der Bereichsgruppe (7), ein fünfter Rückwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des ersten und dritten Schaltelementes (A, C) des Hauptgetriebes (5) und des dritten Schaltelementes (R) der Bereichsgruppe (7), ein sechster Rückwärtsgang durch Schließen der zweiten Lastschaltkupplung (K2), des dritten, fünften und sechsten Schaltelementes (C, E, F) des Hauptgetriebes (5) und des dritten Schaltelementes (R) der Bereichsgruppe (7) und wobei sich ein siebter Rückwärtsgang durch Schließen der ersten Lastschaltkupplung (K1), des zweiten und dritten Schaltelementes (B, C) des Hauptgetriebes (5) und des dritten Schaltelementes (R) der Bereichsgruppe (7) ergibt.
Gruppengetriebe (4) eines Kraftfahrzeugs nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Schaltelement (A, B), das dritte und vierte Schaltelement (C, D) und das sechste und siebte Schaltelement (F, G) des Hauptgetriebes (5) jeweils zu einem Doppelschaltelement mit gemeinsamer Aktuatorik zusammengefasst sind, wobei das fünfte Schaltelement (E) des Hauptgetriebes (5) und das vierte Schaltelement (I) der Bereichsgruppe (7) zu einem Doppelschaltelement mit gemeinsamer Aktuatorik zusammengefasst sind.