DE102015226208A1

DE102015226208A1 - Schaltgetriebe und Verfahren zu dessen Betrieb

Info

Publication number: DE102015226208A1
Application number: DE102015226208.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Renner; Johannes Kaltenbach; Rayk GERSTEN; Johannes GLÜCKLER
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-06-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit Gangstufen für mehrere Vorwärtsgänge und vorzugsweise einen Rückwärtsgang, welche mit Zugkraftunterbrechung geschaltet werden, aufweisend eine Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle und eine Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, ein Hauptgetriebe (HG) mit einer dritten Welle (3), einer vierten Welle (4) und mehreren Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5, R6), eine mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe (GP), welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (1.1), einem zweiten Getriebeglied (1.2) und einem dritten Getriebeglied (1.3) hat, und aufweisend mehrere dem Hauptgetriebe (HG) und der Bereichsgruppe (GP) zugeordnete Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R), deren selektives Schalten ein der jeweiligen Gangstufe zukommendes Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt. Es ist eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R) dazu vorgesehen, das erste Getriebeglied (1.1) der Bereichsgruppe (GP) mit der Getriebeeingangswelle (1) zu koppeln. Es ist ferner eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R) dazu vorgesehen, das dritte Getriebeglied (1.3) der Bereichsgruppe (GP) mit einer der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5, R6) des Hauptgetriebes (HG) zu koppeln. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Schaltgetriebes (100).

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgetriebe für ein Kraftfahrzeug mit Gangstufen für mehrere Vorwärtsgänge und vorzugsweise einen Rückwärtsgang, welche mit Zugkraftunterbrechung geschaltet werden, und aufweisend ein Hauptgetriebe und eine damit gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe mit einem Planetenradsatz. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Schaltgetriebes.
Aus der DE 10 2007 047 671 A1 ist es bereits bekannt, bei einem Doppelkupplungsgetriebe neben einer Hauptgruppe zusätzlich eine Nachschaltgruppe zu realisieren, um eine Erhöhung der Anzahl an Gangstufen zu erreichen. Dazu ist es vorgesehen, dass die Nachschaltgruppe einen Planetenradsatz hat und ein Gangrad der Hauptgruppe mit dem Planetenradträger des Planetenradsatzes koppelbar ist.
Einer Ausführungsform der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgetriebe der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine große Gesamtspreizung erreicht wird und beispielsweise in den oberen Gangstufen relativ kleine Übersetzungssprünge ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird mit einem Schaltgetriebe gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 1 aufweist. Ferner wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gelöst, welches die Merkmale des Anspruches 11 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, für ein Kraftfahrzeug, wie beispielsweise ein Nutzfahrzeug, mit Gangstufen für mehrere Vorwärtsgänge und vorzugsweise einen Rückwärtsgang vorgesehen, wobei die Gänge mit Zugkraftunterbrechung geschaltet werden. Insbesondere ist das Schaltgetriebe für einen verbrennungsmotorischen und/oder elektromotorischen Antrieb geeignet. Beispielsweise ist das Schaltgetriebe für eine Anbindung an eine Verbrennungskraftmaschine oder eine Elektromaschine ausgebildet. Das Schaltgetriebe kann daher Bestandteil eines reinen verbrennungsmotorischen Antriebes oder eines reinen elektromotorischen Antriebes sein.
Das Schaltgetriebe hat eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, insbesondere eine einzige Getriebeeingangswelle, und eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle. Ferner hat das Schaltgetriebe ein Hauptgetriebe mit einer dritten Welle, einer vierten Welle und mehreren Radebenen, von denen beispielsweise zumindest einzelne der Radebenen mit der dritten Welle und/oder der vierten Welle gekoppelt oder koppelbar sind. Insbesondere ist das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet. Beispielsweise bildet dann die dritte Welle eine Vorgelegewelle und vorzugsweise die vierte Welle eine Hauptwelle. Auch können zwei dritte Wellen bzw. Vorgelegewellen vorgesehen sein. In diesem Fall wird mittels der beiden dritten Wellen bzw. Vorgelegewellen eine Leistungsteilung erreicht.
Weiterhin weist das Schaltgetriebe eine mit dem Hauptgetriebe gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe auf, welche wenigstens einen Planetenradsatz mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied hat. Insbesondere ist die Bereichsgruppe eine Nachschaltgruppe. Darüber hinaus hat das Schaltgetriebe mehrere dem Hauptgetriebe und der Bereichsgruppe zugeordnete Schaltelemente, deren selektives Schalten ein der jeweiligen Gangstufe zukommendes Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt.
Es ist eines der Schaltelemente dazu vorgesehen, das erste Getriebeglied der Bereichsgruppe, insbesondere unter Umgehung der Radebenen des Hauptgetriebes, mit der Getriebeeingangswelle zu koppeln. Ferner ist eines der Schaltelemente, insbesondere ein weiteres der Schaltelemente, dazu vorgesehen, das dritte Getriebeglied der Bereichsgruppe mit einer der Radebenen des Hauptgetriebes zu koppeln. Dadurch kann der Planetenradsatz in einen Überlagerungsbetrieb geschaltet werden. Der Planetenradsatz wird dann als Summiergetriebe genutzt, bei dem das erste Getriebeglied und das dritte Getriebeglied angetrieben sind und das zweite Getriebeglied den Abtrieb bildet, der aus einer Überlagerung der Momente und/oder Bewegungen des ersten Getriebegliedes und des dritten Getriebegliedes erzeugt wird.
Durch den Überlagerungsbetrieb des Planetenradsatzes lassen sich gegenüber einem Betrieb des Planetenradsatzes nur mit einem antreibenden Getriebeglied zusätzliche Übersetzungen zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle erzeugen und damit weitere Gangstufen bzw. Gänge, insbesondere leistungsverzweigte Gänge, bilden. Durch diese zusätzlichen Übersetzungen kann das Schaltgetriebe mit einer relativ großen Gesamtspreizung realisiert werden.
Auch ist dadurch der Aufbau des Schaltgetriebes in der Weise möglich, dass Gangwechsel mit relativ kleinem Übersetzungssprung, beispielsweise in den oberen Gängen, erreicht werden. Insofern ist durch den Überlagerungsbetrieb des Planetenradsatzes die Voraussetzung geschaffen, das Schaltgetriebe besonders an die Betriebseigenschaften einer als Antrieb genutzten Verbrennungskraftmaschine anzupassen, beispielsweise durch kleine Übersetzungssprünge in den oberen Gängen die Verbrennungskraftmaschine im optimalen Betriebspunkt betreiben zu können. Die aus einem Überlagerungsbetrieb des Planetenradsatzes resultierenden Gangstufen sind nachfolgend auch als Überlagerungsgänge bezeichnet.
Durch die Möglichkeit, den Planetenradsatz der Bereichsgruppe auch im Überlagerungsbetrieb nutzen zu können, wird gegenüber einem Betrieb des Getriebes ohne Überlagerung ein höherer Getriebewirkungsgrad erreicht. Die vorgenannten Vorteile sind ohne zusätzlichen Bauraumbedarf und/oder Bauaufwand zu realisieren, da der Planetenradsatz ohnehin bereits an dem Schaltgetriebe vorhanden ist.
Es bietet sich an, dass eines der Schaltelemente, insbesondere ein anderes der Schaltelemente, dazu vorgesehen ist, die eine mit dem dritten Getriebeglied koppelbare Radebene und das erste Getriebeglied des Planetenradsatzes miteinander zu koppeln. Dadurch kann die eine Radebene von dem dritten Getriebeglied auf das erste Getriebeglied oder umgekehrt von dem ersten Getriebeglied auf das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes der Bereichsgruppe geschaltet werden. Es ist auf diese Art und Weise ein Umschalten des Planetenradsatzes von einem Betrieb mit Überlagerung auf einen Betrieb ohne Überlagerung in technisch einfacher Weise derart möglich, dass der Kraftfluss dann über die eine Radebene geleitet ist und damit die durch die Radebenen erzeugbaren Übersetzungen realisiert werden können. Sofern das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet ist, kann die eine Radebene eine Abtriebskonstante des Vorgelegegetriebes bilden.
Eine Verschaltung kann es sein, dass für einen Betrieb des Planetenradsatzes ohne Überlagerung, bei dem also die eine Gangstufe gegen das erste Getriebeglied geschaltet ist, das dritte Getriebeglied gegen ein Gehäuse geschaltet ist, also gehäusefest gehalten ist, und das zweite Getriebeglied des Planetenradsatzes den Abtrieb bildet. Um den Planetenradsatz von diesem Betrieb in den Überlagerungsbetrieb zu bringen, ist dann das eine Schaltelement zu schalten, durch welches die eine Radebene wiederum zurück auf das dritte Getriebeglied geschaltet wird, und zusätzlich ist ein Schaltelement zu schalten, durch welches die Koppelung des dritten Getriebegliedes mit dem Gehäuse aufgehoben wird.
Ein möglicher mechanischer Aufbau des Schaltgetriebes besteht darin, dass bezüglich des Hauptgetriebes eine erste Radebene, eine zweite Radebene, eine dritte Radebene, eine vierte Radebene und eine fünfte Radebene mit jeweils wenigstens einem Festrad und einem, insbesondere damit direkt oder indirekt, beispielsweise unter Zwischenschaltung wenigstens eines Zwischenrades, in Eingriff stehenden, zugehörigen Losrad vorgesehen sind, wobei das jeweilige Festrad der dritten Welle zugeordnet ist, insbesondere mit der dritten Welle drehfest verbunden ist. Bezüglich der Bereichsgruppe kann es vorgesehen sein, dass das erste Getriebeglied mit der vierten Welle und das zweite Getriebeglied mit der Getriebeausgangswelle drehfest verbunden sind.
Eine mögliche Verschaltung der Komponenten des Schaltgetriebes kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung derart realisiert sein, dass die erste Radebene über ein erstes Schaltelement, die zweite Radebene über ein zweites Schaltelement, die dritte Radebene über ein drittes Schaltelemente und die vierte Radebene über ein viertes Schaltelement jeweils mit der Getriebeeingangswelle koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, und die Getriebeeingangswelle über ein fünftes Schaltelement mit der vierten Welle, sowie die fünfte Radebene über ein sechstes Schaltelement mit der vierten Welle und/oder über ein siebtes Schaltelement mit dem dritten Getriebeglied des Planetenradsatzes koppelbar sind, insbesondere drehfest verbindbar sind, und das dritte Getriebeglied des Planetenradsatzes über ein achtes Schaltelement mit einem gehäusefesten Bauteil und/oder über ein neuntes Schaltelement mit der Getriebeausgangswelle koppelbar ist, insbesondere drehfest verbindbar ist. Dadurch ist die Realisierung zusätzlicher Überlagerungsgänge, einer großen Gesamtspreizung für das Schaltgetriebe sowie kleine Übersetzungssprünge, vor allem in den oberen Gängen in technisch einfacher Weise ermöglicht.
Das gehäusefeste Bauteil kann ein Teil des Gehäuses des Schaltgetriebes sein, beispielsweise indem es an dem Gehäuse angeformt ist. Auch kann das gehäusefeste Bauteil ein separates Bauteil sein, welches mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes gehäusefest verbunden ist, beispielsweise lösbar verbunden ist.
Durch eine solche Anordnung und Verschaltung der Schaltelemente ist es möglich, dass elf Vorwärtsgänge, insbesondere mechanische Vorwärtsgänge, wahlweise schaltbar sind, von denen beispielsweise die Gänge acht bis elf durch einen Überlagerungsgang gebildet sind.
Die wahlweise schaltbaren Vorwärtsgänge sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in einem 1. Vorwärtsgang das erste Schaltelement, das sechste Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 2. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement, das sechste Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 3. Vorwärtsgang das dritte Schaltelement, das sechste Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 4. Vorwärtsgang das vierte Schaltelement, das sechste Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 5. Vorwärtsgang das fünfte Schaltelement und das achte Schaltelement geschlossen sind, in einem 6. Vorwärtsgang das erste Schaltelement, das siebte Schaltelemente und das neunte Schaltelement geschlossen sind und in einem 7. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement, das siebte Schaltelemente und das neunte Schaltelement geschlossen sind.
Die wahlweise schaltbaren Vorwärtsgänge, welche als Überlagerungsgänge schaltbar sind, sind nach einer Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert, dass in einem 8. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 9. Vorwärtsgang das dritte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind, in einem 10. Vorwärtsgang das vierte Schaltelement, das fünfte Schaltelement und das siebte Schaltelement geschlossen sind und in einem 11. Vorwärtsgang das fünfte Schaltelement und das neunte Schaltelement und gegebenenfalls das siebte Schaltelement geschlossen sind. Das siebte Schaltelement kann wahlweise geschaltet sein, befindet sich jedoch dann außerhalb des Leistungsflusses.
Diese Überlagerungsgänge können einen ersten Betriebsmodus des Schaltgetriebes bilden. Ergänzend oder alternativ können nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weitere drei Vorwärtsgänge wahlweise geschaltet werden, bei denen der Planetenradsatz ohne Überlagerung betrieben wird. Die Gänge können dadurch realisiert sein, dass in einem 8. Vorwärtsgang das dritte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind, in einem 9. Vorwärtsgang das vierte Schaltelement, das siebte Schaltelement und das neunte Schaltelement geschlossen sind und in einem 10. Vorwärtsgang das fünfte Schaltelement und das neunte Schaltelement und gegebenenfalls das siebte Schaltelement geschlossen sind. Das siebte Schaltelement kann wahlweise geschaltet sein, befindet sich jedoch dann außerhalb des Leistungsflusses. Diese Vorwärtsgänge können einen zweiten Betriebsmodus des Schaltgetriebes bilden.
Es kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Schaltgetriebe beide Betriebsmodi, also die Vorwärtsgänge mit dem Planetenradsatz in Überlagerungsbetrieb und ergänzend bzw. alternativ die Vorwärtsgänge ohne Überlagerungsbetrieb des Planetenradsatzes, bereit stellt. Das Schaltgetriebe bietet dann in den Gangstufen eins bis sieben die konventionellen Gangstufen an. Die Gänge acht bis elf des ersten Betriebsmodus bilden die Überlagerungsgänge und die Gänge acht bis zehn des zweiten Betriebsmodus bilden die Gänge ohne Überlagerungsbetrieb des Planetenradsatzes. Der Wechsel zwischen den beiden Übersetzungsreihen kann dann je nach Fahrsituation gewählt werden, beispielsweise abhängig vom Fahrwiderstand oder unterschiedlich je nach Hochschalten oder Rückschalten des Schaltgetriebes.
Sofern solche Betriebsmodi vorgesehen sind, kann in dem einen Betriebsmodus das Schaltgetriebe als Zehngang-Getriebe genutzt sein und in dem anderen Betriebsmodus als Elfgang-Getriebe genutzt sein, bei dem ab dem achten Gang Überlagerungsgänge genutzt werden. Beispielsweise sind dann im 8. Vorwärtsgang die Getriebeeingangswelle über das fünfte Schaltelement mit dem ersten Getriebeglied des Planetenradsatzes und die fünfte Radebene über das siebte Schaltelement mit dem dritten Getriebeglied gekoppelt. Das achte Schaltelement und das neunte Schaltelement bleiben im 8. Vorwärtsgang, im 9. Vorwärtsgang sowie im 10. Vorwärtsgang geöffnet.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass eine sechste Radebene mit wenigstens einem, der dritten Welle zugeordneten sechsten Festrad und einem damit unter Zwischenschaltung eines Zwischenrades in Eingriff stehenden sechsten Losrad vorgesehen ist, wobei die sechste Radebene über ein zehntes Schaltelement mit der vierten Welle koppelbar ist. Dadurch ist eine Drehrichtungsumkehr zu realisieren. Insofern ist dadurch eine Gangstufe für wenigstens einen Rückwärtsgang schaltbar. Ein solcher Rückwärtsgang kann wahlweise geschaltet werden in der Weise, dass in dem Rückwärtsgang das erste Schaltelement oder das zweite Schaltelement oder das dritte Schaltelement oder das vierte Schaltelement und das zehnte Schaltelement geschlossen sind.
Die Schaltelemente lassen sich in technisch einfacher Weise realisieren, indem beispielsweise das erste Schaltelement und/oder das zweite Schaltelement und/oder das dritte Schaltelement und/oder das vierte Schaltelement und/oder das fünfte Schaltelement und/oder das sechste Schaltelement und/oder das siebte Schaltelement und/oder das achte Schaltelement und/oder das neunte Schaltelement und/oder das zehnte Schaltelement als Formschlusselement ausgebildet sind. Dadurch ist ein kompakter Aufbau erreicht, insbesondere in radialer Richtung des Schaltgetriebes, da etwaige Reibflächen und/oder Kühlflächen eingespart werden können.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Schaltelement und/oder das dritte und das vierte Schaltelement und/oder das fünfte und das zehnte Schaltelement und/oder das sechste und das siebte Schaltelement und/oder das achte und das neunte Schaltelement in einem gemeinsamen Doppelschaltelement integriert sind. Dadurch ist ein kompakter Aufbau zu erreichen. Auch ergeben sich dadurch Kostenvorteile bei der Realisierung der Schaltelemente.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass das erste Getriebeglied ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied ein Planetenradträger, insbesondere Steg und das dritte Getriebeglied ein Hohlrad ist. Der Planetenradsatz ist dadurch als Minusgetriebe ausgebildet.
Weiterhin umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Schaltgetriebes für ein Kraftfahrzeug. Das Schaltgetriebe kann das vorstehend beschriebene Schaltgetriebe sein. Das Schaltgetriebe hat Gangstufen für mehrere Vorwärtsgänge und vorzugsweise einen Rückwärtsgang, welche mit Zugkraftunterbrechung geschaltet werden. Das Schaltgetriebe weist eine Getriebeeingangswelle als erste Welle, insbesondere eine einzige Getriebeeingangswelle, und eine Getriebeausgangswelle als zweite Welle, ein Hauptgetriebe mit einer dritten Welle, einer vierten Welle und mehreren Radebenen, eine mit dem Hauptgetriebe gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe auf, welche wenigstens einen Planetenradsatz mit einem ersten Getriebeglied, einem zweiten Getriebeglied und einem dritten Getriebeglied hat. Das Schaltgetriebe hat ferner mehrere dem Hauptgetriebe und der Bereichsgruppe zugeordnete Schaltelemente, deren selektives Schalten ein der jeweiligen Gangstufe zukommendes Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle bewirkt.
Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass zum Schalten eines Ganges wenigstens das erste Getriebeglied der Bereichsgruppe mit der Getriebeeingangswelle und das dritte Getriebeglied der Bereichsgruppe mit einer der Radebenen des Hauptgetriebes gekoppelt werden. Dadurch wird der Planetenradsatz in einen Überlagerungsbetrieb geschaltet. Der Planetenradsatz wird dann als Summiergetriebe genutzt, bei dem das erste Getriebeglied und das dritte Getriebeglied angetrieben sind und das zweite Getriebeglied den Abtrieb bildet, der aus einer Überlagerung der Momente und/oder Bewegungen des ersten Getriebegliedes und des dritten Getriebegliedes erzeugt wird.
Durch den Überlagerungsbetrieb des Planetenradsatzes werden gegenüber einem Betrieb des Planetenradsatzes nur mit einem antreibenden Getriebeglied zusätzliche Übersetzungen zwischen der Getriebeeingangswelle und der Getriebeausgangswelle erzeugt und damit weitere Gangstufen bzw. Gänge, insbesondere leistungsverzweigte Gänge, gebildet. Durch diese zusätzlichen Übersetzungen ergibt sich eine relativ große Gesamtspreizung.
Auch werden dadurch Gangwechsel mit relativ kleinem Übersetzungssprung, beispielsweise in den oberen Gängen, vorgenommen. Insofern ist durch den Überlagerungsbetrieb des Planetenradsatzes das Schaltgetriebe besonders an die Betriebseigenschaften einer als Antrieb genutzten Verbrennungskraftmaschine angepasst, indem beispielsweise in den oberen Gängen die Verbrennungskraftmaschine im optimalen Betriebspunkt betrieben wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass zum Schalten eines anderen Ganges wenigstens die eine Radebene von dem dritten Getriebeglied entkoppelt und mit dem ersten Getriebeglied der Bereichsgruppe gekoppelt wird. Es ist auf diese Art und Weise ein Umschalten des Planetenradsatzes von einem Betrieb mit Überlagerung auf einen Betrieb ohne Überlagerung vorgenommen, wobei der Kraftfluss dann über die eine Radebene geleitet wird und damit die durch die Radebenen erzeugbaren Übersetzungen wirken. Sofern das Hauptgetriebe als Vorgelegegetriebe ausgebildet ist, kann die eine Radebene eine Abtriebskonstante des Vorgelegegetriebes bilden.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass zum Schalten eines Direktganges die Getriebeeingangswelle unter Umgehung der Radebenen des Hauptgetriebes mit der Bereichsgruppe, insbesondere mit dem ersten Getriebeglied des Planetenradsatzes, gekoppelt wird. Dadurch sind Schleppverluste vermieden oder zumindest auf ein Mindestmaß reduziert.
Auch kann es sein, dass zum Schalten eines Direktganges die Getriebeeingangswelle mit der Bereichsgruppe, insbesondere mit dem ersten Getriebeglied des Planetenradsatzes, gekoppelt wird und dabei zusätzlich eine Radebene in den Kraftfluss eingekoppelt wird, um die dritte Welle anzutreiben und beispielsweise als Antrieb für eine Ölversorgungseinrichtung oder sonstige Zusatzeinrichtung zu nutzen. Dadurch ist der Aspekt der Verringerung der Schleppverluste im Betrieb des Schaltgetriebes mit dem Aspekt kombiniert, mittels der Radebene, insbesondere mit der damit drehfest verbundenen Welle, wie beispielsweise der dritten Welle, eine Zusatzeinrichtung oder eine Ölversorgung zu gewährleisten. Hierzu kann als Radebene diejenige Radebene für den 1. Vorwärtsgang genutzt werden, indem beispielsweise dazu das erste Schaltelement geschaltet wird.
Durch die Erfindung wird ein Schaltgetriebe, insbesondere automatisiertes Schaltgetriebe, vorgeschlagen, welches eine große Anzahl an Übersetzungen zur Verfügung stellt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass durch die Erfindung zusätzlich sogenannte Überlagerungsgänge bereit gestellt werden. Dies ist nach der Erfindung mit geringem Bauaufwand zu realisieren ist.
Durch die Erfindung wird ferner ein Schaltgetriebe vorgeschlagen, welches einen hohen Wirkungsgrad und eine große Gesamtspreizung aufweist. Ferner können, je nach Bedarf, ein jeweiliger Schaltwechsel mit kleinem Übersetzungssprung realisiert werden, beispielsweise in den oberen Gängen, so dass das Schaltgetriebe für die Anbindung einer Verbrennungskraftmaschine im optimalen Betriebspunkt betrieben werden kann.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1 eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes, beispielsweise für einen verbrennungsmotorischen Antrieb eines Kraftfahrzeuges, mit einem Hauptgetriebe und einer in einem Überlagerungsbetrieb betreibbaren Bereichsgruppe in schematischer Darstellung,
2 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge einschließlich möglicher Überlagerungsgänge, welche mittels des Schaltgetriebes gemäß der 1 schaltbar sind und der dazu zu betätigenden Schaltelemente,
3 eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge ohne Berücksichtigung möglicher Überlagerungsgänge, welche mittels des Schaltgetriebes gemäß der 1 schaltbar sind und der dazu zu betätigenden Schaltelemente und
4 eine mögliche Schaltfolge der Gangstufen mit Überlagerung bei dem Schaltgetriebe gemäß der 1 unter Angabe der dazu zu betätigenden Schaltelemente.
1 zeigt – in schematischer Darstellung – eine mögliche Ausführungsform eines Schaltgetriebes 100, insbesondere eines automatisierten Schaltgetriebes 100, welches beispielsweise in oder an einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, insbesondere Nutzfahrzeuges, zum Einsatz kommen kann. Das Schaltgetriebe 100 hat eine Getriebeeingangswelle 1 als erste Welle, eine Getriebeausgangswelle 2 als zweite Welle, ein Hauptgetriebe HG und eine mit dem Hauptgetriebe HG gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe GP.
Dem Schaltgetriebe 100 ist eine Trennkupplung K0 zugeordnet, welche einerseits mit der Getriebeeingangswelle 1 und andererseits mit einer Antriebswelle 0 wirkverbunden ist, insbesondere drehfest verbunden ist. Die Antriebswelle 0 kann mit einer (in der 1 nicht dargestellten) Antriebsmaschine, wie einer Verbrennungskraftmaschine, triebverbunden oder triebverbindbar sein, beispielsweise mit einer Abtriebswelle der Antriebsmaschine drehfest verbunden werden oder drehfest verbunden sein. Grundsätzlich kann die Antriebsmaschine auch eine Elektromaschine sein. Die sich durch die Ankopplung der Antriebsmaschine an die Antriebswelle 0 ergebende Wirkrichtung des Kraftflusses durch die Pfeile A und B angedeutet.
Das Schaltgetriebe 100 weist Gangstufen für mehrere Vorwärtsgänge und einen Rückwärtsgang auf, welche mit Zugkraftunterbrechung geschaltet werden. Das Hauptgetriebe HG weist dazu mehrere Radebenen auf. Vorzugsweise umfassen die Radebenen eine erste Radebene R1, eine zweite Radebene R2, eine dritte Radebene R3, eine vierte Radebene R4, eine fünfte Radebene R5 und eine sechste Radebene R6, von denen zumindest einzelne der Radebenen R1, R2, R3, R4, R5 und R6 mit einer dritten Welle 3 und/oder einer vierten Welle 4 gekoppelt oder koppelbar sind. Bevorzugt ist das Hauptgetriebe HG als Vorgelegegetriebe ausgebildet, wobei die dritte Welle 3 eine Vorgelegewelle und die vierte Welle 4 eine Hauptwelle bilden. Grundsätzlich kann das Hauptgetriebe auch zwei dritte Welle 3 aufweisen. Für den Fall, dass das Hauptgetriebe HG als Vorgelegegetriebe ausgebildet ist, weist das Hauptgetriebe HG dann zwei dritte Wellen 3 bzw. Vorgelegewellen auf.
Bevorzugt weisen die erste Radebene R1, die zweite Radebene R2, die dritte Radebene R3, die vierte Radebene R4 und die fünfte Ebene R5 jeweils wenigstens ein Festrad 11‘ bzw. 12‘ bzw. 13‘ bzw. 14‘ bzw. 15‘ und ein zugehöriges Losrad 11 bzw. 12 bzw. 13 bzw. 14 bzw. 15 auf, wobei das jeweilige Festrad 11‘ bzw. 12‘ bzw. 13‘ bzw. 14‘ bzw. 15‘ der dritten Welle 3 zugeordnet ist, insbesondere mit der dritten Welle 3 drehfest verbunden ist. Bevorzugt ist die sechste Radebene R6 Bestandteil einer Gangstufe für einen Rückwärtsgang. Die sechste Radebene R6 weist ein sechstes Festrad 16‘ auf, welche ebenfalls der dritten Welle 3 zugeordnet ist, insbesondere mit der dritten Welle 3 drehfest verbunden ist. Die sechste Radebene R6 umfasst ferner ein sechstes Losrad 16, welches unter Zwischenschaltung eines Zwischenrades 19 mit dem sechsten Festrad 16‘ wirkverbunden ist, insbesondere in Eingriff steht.
Die Bereichsgruppe GP hat wenigstens einen Planetenradsatz PS mit einem ersten Getriebeglied 1.1, einem zweiten Getriebeglied 1.2 und einem dritten Getriebeglied 1.3. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 1.1 mit der vierten Welle 4 und das zweite Getriebeglied 1.2 mit der Getriebeausgangswelle 2 drehfest verbunden. Bevorzugt sind das erste Getriebeglied 1.1 ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied 1.2 ein Planetenradträger, insbesondere Steg, und das dritte Getriebeglied 1.3 ein Hohlrad.
Um die Gangstufen für die Vorwärtsgänge und den einen Rückwärtsgang zu schalten, weist das Schaltgetriebe 100 mehrere Schaltelemente auf, vorzugsweise ein erstes Schaltelement 10, ein zweites Schaltelement 20, ein drittes Schaltelement 30, ein viertes Schaltelement 40, ein fünftes Schaltelement 50, ein sechstes Schaltelement 60, ein siebtes Schaltelement 70, ein achtes Schaltelement 80, ein neuntes Schaltelement 90 und ein zehntes Schaltelement R, deren selektives Schalten ein der jeweiligen Gangstufe zukommendes Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeeingangswelle 1 und der Getriebeabgangswelle 2 bewirkt.
Es ist eines der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R, beispielsweise das fünfte Schaltelement 50, dazu vorgesehen, das erste Getriebeglied 1.1 des Planetenradsatzes PS, insbesondere unter Umgehung der Radebenen R1, R2, R3, R4, R5, R6, mit der Getriebeeingangswelle 1 zu koppeln. Es ist ferner ein weiteres der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R, beispielsweise das siebte Schaltelement 70, dazu vorgesehen, das dritte Getriebeglied 1.3 des Planetenradsatzes PS mit einer der Radebenen R1, R2, R3, R4, R5, R6 des Hauptgetriebes HG, vorzugsweise der fünften Radebene R5, welche beispielsweise eine Abtriebskonstante bildet, zu koppeln.
Im Einzelnen können die Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R wie folgt angeordnet und schaltbar sein: Es sind die erste Radebene R1 über das erste Schaltelement 10, die zweite Radebene R2 über das zweite Schaltelement 20, die dritte Radebene R3 über das dritte Schaltelement 30 und die vierte Radebene R4 über das vierte Schaltelement 40 jeweils mit der Getriebeeingangswelle 1 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Ferner sind die Getriebeeingangswelle 1 über das fünfte Schaltelement 50 mit der vierten Welle 4, die fünfte Radebene R5 über das sechste Schaltelement 60 mit der vierten Welle 4 und über das siebte Schaltelement 70 mit dem dritten Getriebeglied 1.3 des Planetenradsatzes PS koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Darüber hinaus sind das dritte Getriebeglied 1.3 des Planetenradsatzes PS über das achte Schaltelement 80 mit einem gehäusefesten Bauteil G und über das neunte Schaltelement 90 mit der Getriebeausgangswelle 2 und die sechste Radebene R6 über das zehnte Schaltelement R mit der vierten Welle 4 koppelbar, insbesondere drehfest verbindbar. Bevorzugt ist das gehäusefeste Bauteil G ein fest mit dem Gehäuse des Schaltgetriebes 100 verbundenes Bauteil oder ein integraler Bestandteil des Gehäuses selbst.
Durch diese Anordnung der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R kann der Planetenradsatz PS in einem Überlagerungsbetrieb betrieben werden, indem das erste Getriebeglied 1.1 und das dritte Getriebeglied 1.3 des Planetenradsatzes PS jeweils einen Antrieb bilden und das zweite Getriebeglied 1.2 den Abtrieb bildet. Dazu sind zumindest das fünfte Schaltelemente 50 und das siebte Schaltelement 70 zu schalten. Das Schaltgetriebe 100 kann somit je nach Erfordernis in Gangstufen geschaltet werden, bei denen der Planetenradsatz PS im Betrieb ohne Überlagerung oder im Betrieb mit Überlagerung betrieben wird. Durch die Schaltung des Planetenradsatzes PS zusätzlich in den Überlagerungsbetrieb sind zusätzliche Gangstufen realisierbar.
2 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge bzw. Gangstufen, welche mit dem Schaltgetriebe 100 wahlweise schaltbar sind und der dazu ausführenden Schaltkombinationen bezüglich des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50, des sechsten Schaltelementes 60, des siebten Schaltelementes 70, des achten Schaltelementes 80, des neunten Schaltelementes 90 und des zehnten Schaltelementes R. In der 2 sind lediglich die Schaltkombinationen der Gangstufen für Vorwärtsgänge angegeben, wobei insgesamt elf Gangstufen als Vorwärtsgänge zur Verfügung stehen und wahlweise geschaltet werden können.
Die Gänge bzw. Gangstufen sind in der ersten Spalte der Übersicht angegeben. Die Vorwärtsgänge sind mit „1“, „2“, „3“, „4“, „5“, „6“, „7“, „8“, „9“, „10“, „11“ gekennzeichnet. In sich darin anschließenden Spalten ist die zu jedem Gang gehörige Stellung des ersten Schaltelementes 10, des zweiten Schaltelementes 20, des dritten Schaltelementes 30, des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50, des sechsten Schaltelementes 60, des siebten Schaltelementes 70, des achten Schaltelementes 80 und des neunten Schaltelementes 90 angegeben, wobei jedem Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40, bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. 80 bzw. 90 eine separate Spalte zugeordnet ist. Durch Kreuze ist angegeben, dass das jeweilige zugehörige Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. 80 bzw. 90 in einer geschlossenen Schalterstellung vorliegt. Sofern kein Kreuz angegeben ist, ist das entsprechende Schaltelement 10 bzw. 20 bzw. 30 bzw. 40 bzw. 50 bzw. 60 bzw. 70 bzw. 80 bzw. 90 geöffnet. In einer weiteren Spalte sind das Übersetzungsverhältnis i und die Kenngröße phi der jeweiligen Gangstufe des Schaltgetriebes 100 angegeben.
Das Schaltgetriebe 100 ist in der 2 als Elf-Gang-Getriebe betrieben, wobei die Gänge eins bis sechs sieben sind, ohne dass der Planetenradsatz PS im Überlagerungsbetrieb sich befindet. Es werden der 1. Vorwärtsgang durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des sechsten Schaltelementes 60 und des achten Schaltelementes 80, der 2. Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20, des sechsten Schaltelementes 60 und des achten Schaltelementes 80, der 3. Vorwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelementes 30, des sechsten Schaltelementes 60 und des achten Schaltelementes 80, der 4. Vorwärtsgang durch Schließen des vierten Schaltelementes 40, des sechsten Schaltelementes 60 und des achten Schaltelementes 80, der 5. Vorwärtsgang durch Schließen des fünften Schaltelementes 50 und des achten Schaltelementes 80, der 6. Vorwärtsgang durch Schließen des ersten Schaltelementes 10, des siebten Schaltelementes 70 und des neunten Schaltelementes 90 und 7. Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20, des siebten Schaltelementes 70 und des neunten Schaltelementes 90 geschaltet.
Ab der achten Gangstufe wird das Schaltgetriebe 100 im Überlagerungsbetrieb betrieben. Es werden dazu der 8. Vorwärtsgang durch Schließen des zweiten Schaltelementes 20, des fünften Schaltelementes 50, des siebten Schaltelementes 70, der 9. Vorwärtsgang durch Schließen des dritten Schaltelementes 30, des fünften Schaltelementes 50 und des siebten Schaltelementes 70, der 10. Vorwärtsgang durch Schließen des vierten Schaltelementes 40, des fünften Schaltelementes 50 und des siebten Schaltelementes 70 sowie der 11. Vorwärtsgang durch Schließen des fünften Schaltelementes 50 und des neunten Schaltelementes 90 und gegebenenfalls des siebten Schaltelementes 70 geschaltet. In dem 11. Vorwärtsgang kann also das siebte Schaltelement 70 geschaltet sein. Das mit dem siebten Schaltelement 70 geschaltete Getriebeelement des Schaltgetriebes 100 befindet sich dadurch jedoch außerhalb des Leistungsflusses.
3 zeigt eine tabellarische Übersicht über mögliche Gänge, welche mit dem Schaltgetriebe 100 wahlweise schaltbar sind und der dazu auszuführenden Schaltkombinationen bezüglich der Schaltelemente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 und 90 für eine Übersetzungsreihe, in der der Planetenradsatz PS durchgehend ohne Überlagerung betrieben wird. Hinsichtlich des Aufbaus der tabellarischen Übersicht und der Bedeutung der Spalten und Zeilen sei auf die Beschreibung zu der 2 verwiesen.
Die in der 3 angegebenen Vorwärtsgänge eins bis sieben sind in gleicher Art und Weise geschaltet, wie die Vorwärtsgänge eins bis sieben gemäß der Schaltmatrix der 2. Im Unterschied zu der 2 sind die Gangstufen acht bis zehn ohne Überlagerungsbetrieb des Planetenradsatzes PS geschaltet.
Das Schaltgetriebe 100 wird nunmehr als Zehn-Gang-Getriebe betrieben, in dem der 8. Vorwärtsgang durch Schalten des dritten Schaltelementes 30, des siebten Schaltelementes 70 und des neunten Schaltelementes 90, der 9. Vorwärtsgang durch Schalten des vierten Schaltelementes 40, des siebten Schaltelementes 70 und des neunten Schaltelementes 90 sowie der 10. Vorwärtsgang durch Schalten des fünften Schaltelementes 50 und des neunten Schaltelementes 90 und gegebenenfalls des siebten Schaltelementes 70 geschaltet werden.
Das Schaltgetriebe 100 kann bezüglich der Gänge acht bis zehn bzw. elf je nach Fahrsituation zwischen der Übersetzungsreihe gemäß der 2 und der Übersetzungsreihe gemäß der 3 gewechselt werden, beispielsweise abhängig vom Fahrwiderstand oder unterschiedlich beim Hoch- oder Rückschalten. Dadurch ist je nach Fahrsituation ein hohes Maß an Flexibilität hinsichtlich der auszuwählenden Gangstufen erreicht.
Im Weiteren ist die Schaltmatrix um mögliche vier Rückwärtsgänge RG1, RG2, RG3, RG4 ergänzt.
4 zeigt einen möglichen Schaltablauf beim Schalten des Schaltgetriebes 100, ausgehend von dem 7. Vorwärtsgang über den 8. Vorwärtsgang, den 9. Vorwärtsgang, den 10. Vorwärtsgang in den 11. Vorwärtsgang, anhand einer Schaltmatrix, wie sie bereits in den 2 und 3 genutzt ist. Insofern wird hinsichtlich der Anordnung der Reihen und Spalten auf die Beschreibung zu den Schaltmatrizes der 2 und 3 verwiesen.
Die 4 soll beispielhaft zeigen, welche Schaltelemente beispielsweise ausgehend von dem 7. Vorwärtsgang im Betrieb des Planetenradsatzes PS ohne Überlagerung zu Schalten sind, um in den 8. Vorwärtsgang zu gelangen, in welchem das Schaltgetriebe 100 im Überlagerungsbetrieb betrieben ist. Zum Schalten des 7. Vorwärtsganges wird – wie bereits in der 3 beschrieben – das zweite Schaltelement 20, das siebte Schaltelement 70 und das neunte Schaltelement 90 geschaltet. In einem Zwischenschritt wird dann das ausgehend von dem 7. Vorwärtsgang das neunte Schaltelement 90 geöffnet, so dass in einem Zwischenzustand dann lediglich das zweite Schaltelement 20 und das siebte Schaltelement 70 geschlossen sind. Es wird erst dann weiter in den 8. Vorwärtsgang geschaltet, indem das fünfte Schaltelement 50 geschaltet bzw. geschlossen wird. Im 8. Vorwärtsgang ist die Getriebeeingangswelle 1 mit dem ersten Getriebeglied 1.1 des Planetenradsatzes PS gekoppelt. Der fünfte Radsatz R5 des Hauptgetriebes HG, welcher die Abtriebskonstante des Hauptgetriebes HG bildet, ist mit dem dritten Getriebeglied 1.3 des Planetenradsatzes PS gekoppelt.
Auch für das Schalten von dem 8. Vorwärtsgang in den 9. Vorwärtsgang und von dem 9. Vorwärtsgang in den 10. Vorwärtsgang sowie von dem 10. Vorwärtsgang in den 11. Vorwärtsgang ist entsprechend der Schaltung der Schaltelemente gemäß der 4 das Schaltelement vorab in einen Zwischenzustand zu schalten.
Die Auswahl der jeweiligen Übersetzungsreihe für das Schaltgetriebe 100 und/oder der Schaltablauf zum Schalten von dem einen Vorwärtsgang in den anderen Vorwärtsgang sind bevorzugt mittels einer elektronischen Steuerung ausführbar.
Bezugszeichenliste

0: Antriebswelle
1: Getriebeeingangswelle (erste Welle)
2: Getriebeausgangswelle (zweite Welle)
3: dritte Welle
4: vierte Welle
HG: Hauptgetriebe
GP: Bereichsgruppe
PS: Planetenradsatz
1.1: erstes Getriebeglied des Planetenradsatzes
1.2: zweites Getriebeglied des Planetenradsatzes
1.3: drittes Getriebeglied des Planetenradsatzes
R1: erste Radebene
R2: zweite Radebene
R3: dritte Radebene
R4: vierte Radebene
R5: fünfte Radebene
R6: sechste Radebene
11: erstes Losrad
12: zweites Losrad
13: drittes Losrad
14: viertes Losrad
15: fünftes Losrad
16: sechstes Losrad
11‘: erstes Festrad
12‘: zweites Festrad
13‘: drittes Festrad
14‘: viertes Festrad
15‘: fünftes Festrad
16‘: sechstes Festrad
19: Zwischenrad
10: erstes Schaltelement
20: zweites Schaltelement
30: drittes Schaltelement
40: viertes Schaltelement
50: fünftes Schaltelement
60: sechstes Schaltelement
70: siebtes Schaltelement
80: achtes Schaltelement
90: neuntes Schaltelement
R: zehntes Schaltelement
K0: Trennkupplung
100: Schaltgetriebe
G: Gehäuse, gehäusefestes Bauteil
A: Pfeil
B: Pfeil
RG1: erster Rückwärtsgang
RG2: zweiter Rückwärtsgang
RG3: dritter Rückwärtsgang
RG4: vierter Rückwärtsgang

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007047671 A1 [0002]

Claims

Schaltgetriebe (100) für ein Kraftfahrzeug mit Gangstufen für mehrere Vorwärtsgänge und vorzugsweise einen Rückwärtsgang, welche mit Zugkraftunterbrechung geschaltet werden, aufweisend eine Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle und eine Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, ein Hauptgetriebe (HG) mit einer dritten Welle (3), einer vierten Welle (4) und mehreren Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5, R6), eine mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe (GP), welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (1.1), einem zweiten Getriebeglied (1.2) und einem dritten Getriebeglied (1.3) hat, und aufweisend mehrere dem Hauptgetriebe (HG) und der Bereichsgruppe (GP) zugeordnete Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R), deren selektives Schalten ein der jeweiligen Gangstufe zukommendes Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R) dazu vorgesehen ist, das erste Getriebeglied (1.1) der Bereichsgruppe (GP) mit der Getriebeeingangswelle (1) zu koppeln, und eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R) dazu vorgesehen ist, das dritte Getriebeglied (1.3) der Bereichsgruppe (GP) mit einer der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5, R6) des Hauptgetriebes (HG) zu koppeln.
Schaltgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R) dazu vorgesehen ist, die eine mit dem dritten Getriebeglied (1.3) koppelbare Radebene (R5) und das erste Getriebeglied (1.1) miteinander zu koppeln.
Schaltgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bezüglich des Hauptgetriebes (HG) eine erste Radebene (R1), eine zweite Radebene (R2), eine dritte Radebene (R3), eine vierte Radebene (R4) und eine fünfte Radebene (R5) mit jeweils wenigstens einem Festrad (11‘, 12‘, 13‘, 14‘, 15‘) und einem zugehörigen Losrad (11, 12, 13, 14, 15) vorgesehen sind, wobei das jeweilige Festrad (11‘, 12‘, 13‘, 14‘, 15‘) der dritten Welle (3) zugeordnet ist und bezüglich der Bereichsgruppe (GP) das erste Getriebeglied (1.1) mit der vierten Welle (4) und das zweite Getriebeglied (1.2) mit der Getriebeausgangswelle (2) drehfest verbunden sind.
Schaltgetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Radebene (R1) über ein erstes Schaltelement (10), die zweite Radebene (R2) über ein zweites Schaltelement (20), die dritte Radebene (R3) über ein drittes Schaltelement (30) und die vierte Radebene (R4) über ein viertes Schaltelement (40) jeweils mit der Getriebeeingangswelle (1) koppelbar sind, die Getriebeeingangswelle (1) über ein fünftes Schaltelement (50) mit der vierten Welle (4), die fünfte Radebene (R5) über ein sechstes Schaltelement (60) mit der vierten Welle (4) und über ein siebtes Schaltelement (70) mit dem dritten Getriebeglied (1.3) des Planetenradsatzes (PS) koppelbar sind, und das dritte Getriebeglied (1.3) des Planetenradsatzes (PS) über ein achtes Schaltelement (80) mit einem gehäusefesten Bauteil (G) und über ein neuntes Schaltelement (90) mit der Getriebeausgangswelle (2) koppelbar ist.
Schaltgetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sieben Vorwärtsgänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem 1. Vorwärtsgang das erste Schaltelement (10), das sechste Schaltelement (60) und das achte Schaltelement (80) geschlossen sind, in einem 2. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement (20), das sechste Schaltelement (60) und das achte Schaltelement (80) geschlossen sind, in einem Vorwärtsgang das dritte Schaltelement (30), das sechste Schaltelement (60) und das achte Schaltelement (80) geschlossen sind, in einem 4. Vorwärtsgang das vierte Schaltelement (40), das sechste Schaltelement (60) und das achte Schaltelement (80) geschlossen sind, in einem 5. Vorwärtsgang das fünfte Schaltelement (50) und das achte Schaltelement (80) geschlossen sind, in einem 6. Vorwärtsgang das erste Schaltelement (10), das siebte Schaltelement (70) und das neunte Schaltelement (90) geschlossen sind und in einem 7. Vorwärtsgang das zweite Schaltelement (20), das siebte Schaltelement (70) und das neunte Schaltelement (90) geschlossen sind
Schaltgetriebe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Betriebsmodus vier Vorwärtsgänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem Vorwärtsgang das zweite Schaltelement (20), das fünfte Schaltelement (50) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind, in einem 9. Vorwärtsgang das dritte Schaltelement (30), das fünfte Schaltelement (50) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind, in einem 10. Vorwärtsgang das vierte Schaltelement (40), das fünfte Schaltelement (50) und das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind und in einem 11. Vorwärtsgang das fünfte Schaltelement (50) und das neunte Schaltelement (90) und gegebenenfalls das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind.
Schaltgetriebe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zweiten Betriebsmodus drei Vorwärtsgänge wahlweise schaltbar sind, wobei in einem 8. Vorwärtsgang das dritte Schaltelement (30), das siebte Schaltelement (70) und das neunte Schaltelement (90) geschlossen sind, in einem 9. Vorwärtsgang das vierte Schaltelement (40), das siebte Schaltelement (70) und das neunte Schaltelement (90) geschlossen sind und in einem 10. Vorwärtsgang das fünfte Schaltelement (50) und das neunte Schaltelement (90) und gegebenenfalls das siebte Schaltelement (70) geschlossen sind.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine sechste Radebene (R6) mit wenigstens einem, der dritten Welle (3) zugeordneten sechsten Festrad (16‘) und einem damit unter Zwischenschaltung eines Zwischenrades (19) in Eingriff stehenden sechsten Losrad (16) vorgesehen ist, wobei die sechste Radebene (R6) über ein zehntes Schaltelement (R) mit der vierten Welle (4) koppelbar ist.
Schaltgetriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rückwärtsgang wahlweise schaltbar ist, wobei in dem Rückwärtsgang das erste Schaltelement (10) oder das zweite Schaltelement (20) oder das dritte Schaltelement (30) oder das vierte Schaltelement (40) und das zehnte Schaltelement (R) geschlossen sind.
Schaltgetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeglied (1.1) ein Sonnenrad, das zweite Getriebeglied (1.2) ein Planetenradträger und das dritte Getriebeglied (1.3) ein Hohlrad ist.
Verfahren zum Betreiben eines Schaltgetriebes (100) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eines Schaltgetriebes (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit Gangstufen für mehrere Vorwärtsgänge und vorzugsweise einen Rückwärtsgang, welche mit Zugkraftunterbrechung geschaltet werden, aufweisend eine Getriebeeingangswelle (1) als erste Welle und eine Getriebeausgangswelle (2) als zweite Welle, ein Hauptgetriebe (HG) mit einer dritten Welle (3), einer vierten Welle (4) und mehreren Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5, R6), eine mit dem Hauptgetriebe (HG) gekoppelte oder koppelbare Bereichsgruppe (GP), welche wenigstens einen Planetenradsatz (PS) mit einem ersten Getriebeglied (1.1), einem zweiten Getriebeglied (1.2) und einem dritten Getriebeglied (1.3) hat, und aufweisend mehrere dem Hauptgetriebe (HG) und der Bereichsgruppe (GP) zugeordnete Schaltelemente (10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, R), deren selektives Schalten ein der jeweiligen Gangstufe zukommendes Übersetzungsverhältnis zwischen der Getriebeeingangswelle (1) und der Getriebeausgangswelle (2) bewirkt, wobei zum Schalten eines Ganges wenigstens das erste Getriebeglied (1.1) der Bereichsgruppe (GP) mit der Getriebeeingangswelle (1) und das dritte Getriebeglied (1.3) der Bereichsgruppe (GP) mit einer der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5, R6) des Hauptgetriebes (HG) gekoppelt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten eines anderen Ganges wenigstens die eine Radebene (R5) von dem dritten Getriebeglied (1.3) entkoppelt und mit dem ersten Getriebeglied (1.1) der Bereichsgruppe (GP) gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten eines Direktganges die Getriebeeingangswelle (1) unter Umgehung der Radebenen (R1, R2, R3, R4, R5, R6) des Hauptgetriebes (HG) mit der Bereichsgruppe (GP), insbesondere mit dem ersten Getriebeglied (1.1) des Planetenradsatzes (PS), gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zum Schalten eines Direktganges die Getriebeeingangswelle (1) mit der Bereichsgruppe (GP), insbesondere mit dem ersten Getriebeglied (1.1) des Planetenradsatzes (PS), gekoppelt wird und im Direktgang zusätzlich eine Radebene (R1; R2; R3; R4) in den Kraftfluss eingekoppelt wird oder eingekoppelt ist, um die dritte Welle (3) anzutreiben und beispielsweise als Antrieb für eine Ölversorgungseinrichtung oder sonstige Zusatzeinrichtung zu nutzen.