DE102016205491A1 - Getriebeanordnung zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung (1) zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs. Die Getriebeanordnung (1) umfasst ein Lastschaltgetriebe (2) und ein Differentialgetriebe (3), wobei zwei Schaltelemente (12, 13) dazu eingerichtet sind, einen ersten Gang und einen zweiten Gang innerhalb des Lastschaltgetriebes (2) einzulegen. Die Schaltelemente (12, 13) sind mittels einer Vorspannkraft derart vorgespannt, dass der erste Gang eingelegt ist. Das Lastschaltgetriebe (16) treibt eine Pumpe an, wobei die Pumpe (13) dazu eingerichtet ist, die Schaltelemente (12, 13) entgegen der Vorspannkraft derart zu betätigen, dass der zweite Gang eingelegt wird. Weiterhin kann ein Kraftfluss zwischen dem Lastschaltgetriebe (2) und einer Abtriebsseite des Differentialgetriebes (3) hergestellt und unterbrochen werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs umfassend ein Lastschaltgetriebe und ein Differentialgetriebe.
  • Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich insbesondere um einen Pkw handeln, welcher mittels eines Antriebsaggregats angetrieben werden kann. Das Antriebsaggregat kann insbesondere einen Elektromotor oder einen Hybridantrieb mit einem Elektromotor und einem Verbrennungskraftmotor umfassen und ein Zugkraftangebot zur Verfügung stellen. Das Lastschaltgetriebe wandelt Drehmomente und Drehzahlen und setzt auf diese Weise das Zugkraftangebot des Antriebsaggregats um. Das Lastschaltgetriebe ermöglicht eine Durchführung von Gangwechseln ohne Zugkraftunterbrechung und kann insbesondere als Kupplungen und/oder Bremsen ausgeführte Schaltelemente aufweisen, welche zur Ausführung der Gangwechsel mit hydraulischen Drücken beaufschlagt werden können. Das Differentialgetriebe ist als Achsdifferential ausgeführt und ermöglicht, zwei Räder bzw. Achswellen des Kraftfahrzeugs derart anzutreiben, dass die Räder bzw. Achswellen in Kurven unterschiedlich schnell aber mit gleicher Vortriebskraft drehen können. Zur Beaufschlagung der Schaltelemente mit hydraulischem Druck können dem Lastschaltgetriebe insbesondere elektrisch angetriebene Pumpen zugeordnet sein.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Getriebeanordnung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, welche eine effiziente Betätigung der Schaltelemente zur Schaltung der Gänge des Lastschaltgetriebes ermöglicht.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.
  • Die erfindungsgemäße Getriebeanordnung zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Lastschaltgetriebe und ein Differentialgetriebe. Zwei Schaltelemente sind dazu eingerichtet, einen ersten Gang und einen zweiten Gang innerhalb des Lastschaltgetriebes einzulegen, wobei die Schaltelemente mittels einer Vorspannkraft derart vorgespannt sind, dass der erste Gang eingelegt ist. Das Lastschaltgetriebe treibt eine Pumpe an, wobei die Pumpe dazu eingerichtet ist, die Schaltelemente entgegen der Vorspannkraft derart zu betätigen, dass der zweite Gang eingelegt wird. Weiterhin kann ein Kraftfluss zwischen dem Lastschaltgetriebe und einer Abtriebsseite des Differentialgetriebes hergestellt und unterbrochen werden.
  • Das Lastschaltgetriebe ist ein Zwei-Gang-Getriebe, wobei der erste Gang mittels der Vorspannkraft voreingestellt ist. Um den ersten Gang einzulegen sind somit – abgesehen von der Vorspannkraft – keine Kräfte und insbesondere keine hydraulischen Drücke aufzubringen. Das gleiche gilt für das Einlegen eines Rückwärtsganges, welcher durch Einlegen des ersten Gangs und einen Antrieb des Lastschaltgetriebes in umgekehrter Drehrichtung eingelegt werden kann. Die Drehrichtungsumkehr kann erreicht werden, indem beispielsweise die Drehrichtung eines E-Motors, welcher das Lastschaltgetriebe antreibt, umgekehrt wird.
  • Um aus dem ersten Gang heraus in den zweiten Gang zu schalten, kann eine Gegenkraft bzw. ein hydraulischer Gegendruck mittels der Pumpe aufgebracht werden, welche durch das Lastschaltgetriebe angetrieben wird, beispielsweise indem die Pumpe durch eine Abtriebswelle bzw. eine Ausgangswelle des Lastschaltgetriebes angetrieben wird. Somit kann die Pumpe bei ausreichend hohen Geschwindigkeiten bzw. bei ausreichend hoher Drehzahl eine für die Betätigung der Schaltelemente benötigten hydraulischen Drücke liefern. Folglich kann auf eine elektrisch angetriebene Pumpe verzichtet werden, um die Schaltelemente zur Ausführung von Gangwechseln mit hydraulischen Drücken zu beaufschlagen. Die Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung kann insbesondere besonders klein und kostengünstig ausgelegt werden.
  • Die Pumpe kann Hydrauliköl unter Druck in ein Hydrauliksystem fördern, um die Schaltelemente zur Ausführung der Gangwechsel mit hydraulischem Druck zu beaufschlagen. Das Hydrauliksystem kann insbesondere Schaltventile aufweisen, welche eine druckabhängige Beaufschlagung der Schaltelemente mit durch die Pumpe gefördertem Hydrauliköl ermöglichen. Das Hydrauliksystem kann ebenfalls dazu eingerichtet sein, durch die Pumpe gefördertes Hydrauliköl einem Elektromotor, welcher das Lastschaltgetriebe antreibt, sowie dem Lastschaltgetriebe und/oder dessen Schaltelementen zu deren Schmierung und/oder Kühlung zur Verfügung zu stellen. Ein derartiges Hydrauliksystem ist sehr effizient und stellt einen Minimalansatz bei voller Funktionserfüllung dar.
  • Eine Abkopplung des kompletten Antriebsstrangs, das heißt des Lastschaltgetriebes und dessen Antrieb, ist direkt am Differentialgetriebe möglich. Das Lastschaltgetriebe und die Ausgangsseite des Differentialgetriebes können miteinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden. Insbesondere können eine Antriebsseite des Differentialgetriebes und eine Abtriebsseite des Differentialgetriebes miteinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden. Die Eingangsseite des Differentialgetriebes kann beispielsweise einen Antriebszahnrad und einen Käfig des Differentialgetriebes umfassen, welche durch das Lastschaltgetriebe angetrieben werden. Die Ausgangsseite des Differentialgetriebes kann insbesondere zwei Achswellen umfassen, welche zu zwei einander gegenüberliegenden Rädern des Kraftfahrzeugs führen. Eine derartige Möglichkeit der Abkopplung ist besonders effizient.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorspannkraft über Federelemente erzeugt wird. Federelemente sind besonders zuverlässig, langlebig, einfach und kostengünstig.
  • Vorteilhaft kann weiterhin vorgesehen sein, dass ein erstes Schaltelement der zwei Schaltelemente eine Klauenkupplung umfasst und ein zweites Schaltelement der zwei Schaltelemente ein Reibschaltelement umfasst. Die Klauenkupplung kann insbesondere ein NC-Klauenelement umfassen, wobei NC für „normally closed“ steht, das heißt ohne Kraft- bzw. Druckbeaufschlagung befindet sich das Schaltelement in einer geschlossenen Schaltstellung, und das Reibschaltelement kann insbesondere in NO-Bauweise ausgeführt sein, wobei NO für „normally open“ steht, das heißt ohne Kraft- bzw. Druckbeaufschlagung befindet sich das Schaltelement in einer geöffneten Schaltstellung.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Antriebsseite des Differentialgetriebes und eine Abtriebsseite des Differentialgetriebes miteinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden können. In diesem Fall können vorteilhaft die Antriebsseite des Differentialgetriebes und die Abtriebsseite des Differentialgetriebes mittels einer magnetisch betätigbaren Klauenkupplung miteinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden. Für die Kopplung bzw. die Entkopplung ist somit kein hydraulischer Druck erforderlich. Die magnetisch betätigbare Kupplung ist besonders gut steuerbar.
  • In diesem Zusammenhang ist vorteilhaft vorgesehen, dass die magnetisch betätigbare Klauenkupplung einen Magnetring zur Betätigung der Klauenkupplung aufweist. Der Magnetring kann auch außerhalb des Differentialgetriebes angeordnet sein.
  • Besonders bevorzugt kann der Magnetring einen Drehzahlsensor aufweisen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Lastschaltgetriebe in Vorgelege-Bauweise ausgeführt sein. Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Getriebeanordnung arbeitet weiterhin besonders effizient, wenn das Lastschaltgetriebe durch einen Elektromotor angetrieben wird. Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ferner eine Getriebeanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt
  • 1 ein Getriebeschema eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Getriebeanordnung,
  • 2 ein Schaltschema für die Getriebeanordnung nach 1 und
  • 3 einen Hydraulikschaltplan für die Getriebeanordnung nach 1.
  • 1 zeigt eine Getriebeanordnung 1, welche ein Lastschaltgetriebe 2 und ein Differentialgetriebe 3 umfasst. Die Getriebeanordnung 1 ist innerhalb eines nicht gezeigten Kraftfahrzeugs, z.B. innerhalb eines Pkws, angeordnet. Ein Elektromotor 4 treibt eine Eingangswelle 5 des Lastschaltgetriebes 2 an, welches wiederum über eine Ausgangswelle 6 ein Antriebsrad 7 des Differentialgetriebes 3 antreibt.
  • Das Lastschaltgetriebe 2 weist zwei Gänge auf und ist in dem gezeigten Beispiel in Vorgelege-Bauweise ausgeführt. Ein erstes Zahnrad 8 ist drehfest auf der Eingangswelle 5 gelagert und kämmt mit einem zweiten Zahnrad 9, welches einen kleineren Durchmesser aufweist als das erste Zahnrad 8. Das zweite Zahnrad 9 ist drehfest auf einem ersten Abschnitt 10.1 einer Vorgelege-Welle 10 gelagert. Ein drittes Zahnrad 11, welches einen größeren Durchmesser aufweist als das erste Zahnrad 8 ist drehfest auf einem zweiten Abschnitt 10.2 der Vorgelege-Welle 10 gelagert. Der erste Abschnitt 10.1 und der zweite Abschnitt 10.2 der Vorgelege-Welle 10 sind gleichachsig zueinander angeordnet und können über ein erstes Schaltelement 12, in dem gezeigten Beispiel eine Klauenkupplung mit Klauenelementen in NC-Bauweise, miteinander gekuppelt und voneinander entkuppelt werden. Das erste Schaltelement 12 ist über ein erstes Federelement F1 (durch 3 gezeigt) derart in einer geschlossenen Schaltstellung vorgespannt, dass der erste Abschnitt 10.1 und der zweite Abschnitt 10.2 der Vorgelege-Welle 10 miteinander gekuppelt sind.
  • Die Eingangswelle 5 weist ebenfalls einen ersten Abschnitt 5.1 und einen zweiten Abschnitt 5.2 auf, welche gleichachsig zueinander angeordnet sind und über ein zweites Schaltelement 13, in dem gezeigten Beispiel eine Reibkupplung mit Reibschaltelementen in NO-Bauweise, miteinander gekuppelt und voneinander entkuppelt werden können. Auf dem zweiten Abschnitt 5.2 der Eingangswelle 5 ist ein viertes Zahnrad 14 drehfest gelagert, welches einen kleineren Durchmesser aufweist als das zweite Zahnrad 9 und mit dem dritten Zahnrad 11 kämmt. Das zweite Schaltelement 13 ist über ein zweites Federelement F2 (durch 3 gezeigt) derart in einer geöffneten Schaltstellung vorgespannt, dass der erste Abschnitt 5.1 und der zweite Abschnitt 5.2 der eingangswelle 5 voneinander entkuppelt sind. Ein fünftes Zahnrad 15, welches in dem gezeigten Beispiel den gleichen Durchmesser aufweist wie das erste Zahnrad 8, ist drehfest auf der Ausgangswelle 6 gelagert und kämmt mit dem vierten Zahnrad 14.
  • Wenn das erste Schaltelement 12 und das zweite Schaltelement 13 sich in ihren vorstehend beschriebenen vorgespannten Positionen befinden, ist ein erster Gang der zwei Gänge innerhalb des Lastschaltgetriebes 2 eingelegt. Der Kraftfluss erfolgt bei eingelegtem ersten Gang über den ersten Abschnitt 5.1 der Eingangswelle 5, das erste Zahnrad 8, das zweite Zahnrad 9, den ersten Abschnitt 10.1 der Vorgelege-Welle 10, das erste Schaltelement 12, den zweiten Abschnitt 10.2 der Vorgelege-Welle 10, das dritte Zahnrad 11, das vierte Zahnrad 14 und das fünfte Zahnrad 15 auf die Ausgangswelle 6. In dem ersten Gang wird das vierte Zahnrad 14 bezogen auf den ersten Abschnitt 5.1 der Eingangswelle 5 mit geringerer Drehzahl und höherem Drehmoment angetrieben.
  • Die Ausgangswelle 6 treibt mechanisch eine Pumpe 16 an, in dem gezeigten Beispiel eine Hochdruckpumpe. Das erste Schaltelement 12 und die Pumpe 16 sind hydraulisch miteinander verbindbar. Somit kann das erste Schaltelement 12 bei ausreichend hoher Drehzahl der Ausgangswelle 6 mit einem Ausgangsdruck der Pumpe 16 derart beaufschlagt werden kann, dass das erste Schaltelement 12 entgegen der Vorspannung durch das erste Federelement in eine geöffnete Schaltstellung gebracht wird, in welcher der erste Abschnitt 10.1 und der zweite Abschnitt 10.2 der Vorgelege-Welle 10 voneinander entkuppelt werden. Das zweite Schaltelement 13 und die Pumpe 16 sind ebenfalls hydraulisch miteinander verbindbar. Somit kann das zweite Schaltelement 13 bei ausreichend hoher Drehzahl der Ausgangswelle 6 mit einem Ausgangsdruck der Pumpe 16 derart beaufschlagt werden, dass das zweite Schaltelement 13 entgegen der Vorspannung durch das zweite Federelement in eine geschlossene Schaltstellung gebracht wird, in welcher der erste Abschnitt 5.1 und der zweite Abschnitt 5.2 der Vorgelege-Welle 10 miteinander gekuppelt werden.
  • Wenn sich das erste Schaltelement 12 in seiner geöffneten Schaltstellung befindet und das zweite Schaltelement 13 sich in seiner geschlossenen Schaltstellung befindet, ist ein zweiter Gang der zwei Gänge innerhalb des Lastschaltgetriebes 2 eingelegt. Der Kraftfluss erfolgt bei eingelegtem zweiten Gang über den ersten Abschnitt 5.1 der Eingangswelle 5, das zweite Schaltelement 13, den zweiten Abschnitt 5.2 der Eingangswelle 5, das vierte Zahnrad 14 und das fünfte Zahnrad 15 auf die Ausgangswelle 6. In dem zweiten Gang wird das vierte Zahnrad 14 bezogen auf den ersten Abschnitt 5.1 der Eingangswelle 5 mit der gleichen Drehzahl und dem gleichen Drehmoment angetrieben.
  • Ein sechstes Zahnrad 17, welches einen kleineren Durchmesser aufweist als das fünfte Zahnrad 15, ist drehfest auf der Ausgangswelle 6 gelagert und treibt das Antriebsrad 7 des Differentialgetriebes 3 an. Das Antriebsrad 7 ist drehfest mit einem Käfig 18 des Differentialgetriebes 3 verbunden. Der Antrieb von zwei Achswellen 19 und 20 des Differentialgetriebes 3 kann mittels einer NC-Kupplung 21 innerhalb des Differentialgetriebes 3 mit dem Käfig 18 gekoppelt und von dem Käfig entkoppelt werden. Die NC-Kupplung ist geschlossen, sofern sie nicht betätigt wird („normally closed“), und geöffnet, sofern sie betätigt wird. Für eine entsprechende Betätigung der NC-Kupplung 21 ist ein Magnetring 22 vorgesehen, welcher einen integrierten Drehzahlsensor aufweisen kann und eine Magnetkraft erzeugen kann, um die NC-Kupplung 21 von dem Käfig 18 zu entkoppeln und dadurch den Antrieb der Achswellen 19 und 20 mittels des Elektromotors 4 zu unterbinden.
  • Das durch 2 gezeigte tabellarische Schaltschema verdeutlicht die unterschiedlichen Schaltstellungen der Getriebeanordnung 1. In der ersten Zeile der Tabelle sind das erste Schaltelement 12, das zweite Schaltelement 13 und die NC-Kupplung 21 aufgelistet. Die zwei Gänge und ein weiterer Leerlaufgang (gekennzeichnet durch „O“) sind in der ersten Spalte aufgelistet. Eine geschlossene Schaltstellung ist mit einem „X“ und eine offene Schaltstellung mit einem „O“ gekennzeichnet.
  • Der erste Gang wird eingelegt, indem wie vorstehend beschrieben das erste Schaltelement 12 in seiner vorgespannten geschlossenen Schaltstellung vorgespannt wird und das zweite Schaltelement 13 in seiner geöffneten Schaltstellung vorgespannt wird. Weiterhin befindet sich die NC-Kupplung 21 in ihrer geschlossenen Stellung. Der Kraftfluss erfolgt bei eingelegtem ersten Gang über den ersten Abschnitt 5.1 der Eingangswelle 5, das erste Zahnrad 8, das zweite Zahnrad 9, den ersten Abschnitt 10.1 der Vorgelege-Welle 10, das erste Schaltelement 12, den zweiten Abschnitt 10.2 der Vorgelege-Welle 10, das dritte Zahnrad 11, das vierte Zahnrad 14 und das fünfte Zahnrad 15 auf die Ausgangswelle 6. Weiterhin setzt sich der Kraftfluss über das von der Ausgangswelle 6 angetriebene sechste Zahnrad 17, das Antriebsrad 7, den Käfig 20 und die geschlossene NC-Kupplung 21 auf die Achswellen 19 und 20 fort.
  • Der zweite Gang wird eingelegt, indem wie vorstehend beschrieben das erste Schaltelement 12 mit dem Ausgangsdruck der Pumpe 16 beaufschlagt und in seine geöffnete Schaltstellung bewegt wird sowie das zweite Schaltelement 13 mit dem Ausgangsdruck der Pumpe 16 beaufschlagt und in seine geschlossene Schaltstellung bewegt wird. Die NC-Kupplung 21 befindet sich wie beim Einlegen des ersten Gangs in ihrer geschlossenen Stellung. Der Kraftfluss erfolgt bei eingelegtem zweiten Gang über den ersten Abschnitt 5.1 der Eingangswelle 5, das zweite Schaltelement 13, den zweiten Abschnitt 5.2 der Eingangswelle 5, das vierte Zahnrad 14 und das fünfte Zahnrad 15 auf die Ausgangswelle 6. Weiterhin setzt sich der Kraftfluss über das von der Ausgangswelle 6 angetriebene sechste Zahnrad 17, das Antriebsrad 7, den Käfig 20 und die geschlossene NC-Kupplung 21 auf die Achswellen 19 und 20 fort.
  • Der Leerlaufgang wird eingelegt, indem wie vorstehend beschrieben das erste Schaltelement 12 in seiner vorgespannten geschlossenen Schaltstellung vorgespannt wird und das zweite Schaltelement 13 in seiner geöffneten Schaltstellung vorgespannt wird. Die NC-Kupplung 21 wird mittels des Magnetrings 22 in ihre geöffnete Stellung gebracht, so dass kein Kraftfluss und keine Drehmomentübertragung seitens des Elektromotors 4 über das Lastschaltgetriebe 2 auf die Achswellen 19 und 20 des Differentialgetriebes 3 erfolgt.
  • 3 zeigt ein Hydrauliksystem, welches dazu eingerichtet ist, das erste Schaltelement 12 und das zweite Schaltelement 13 gemäß 1 mit Druck zu beaufschlagen, sodass das erste Schaltelement 12 entgegen der Vorspannkraft der Feder F1 in seine geöffnete Stellung gebracht wird und das zweite Schaltelement 13 entgegen der Vorspannkraft der zweiten Feder F2 in seine geschlossene Stellung gebracht wird. Weiterhin ist das Hydrauliksystem dazu eingerichtet, den Elektromotor 4 mit Schmieröl zu kühlen sowie andere Elemente des Lastschaltgetriebes 2, insbesondere das erste Schaltelement 12 und das zweite Schaltelement 13, und/oder Elemente des Differenzialgetriebes 3 mit Schmieröl zu kühlen beziehungsweise zu schmieren.
  • Eine Hochdruckpumpe, z.B. die Pumpe 16, wird von einem Elektromotor angetrieben, z. B. von dem Elektromotor 4 nach 1. Dies kann wie durch 1 gezeigt über das Lastschaltgetriebe 2 und über die Ausgangswelle 6 erfolgen. Die Hochdruckpumpe 16 fördert Schmieröl aus einem Schmierölreservoir 23 über ein erstes Rückschlagventil 24 in einen Abschnitt einer ersten Hydraulikleitung 25, welche zu einem ersten Ventil 26 und zu einem zweiten Ventil 27 führt. Ebenfalls kann das durch die Hochdruckpumpe 16 geförderte Schmieröl über die erste Hydraulikleitung 25 in einen Kühl- und Schmierabschnitt 29 des Hydrauliksystems gefördert werden, wobei die Kühlung 30 des Elektromotors 4 sowie die Kühlung bzw. die Schmierung 31 der Elemente des Lastschaltgetriebes 2, insbesondere die Kühlung 32 der Schaltelemente 12 und 13, durch den Kühl- und Schmierabschnitt 29 mit zur Kühlung und Schmierung notwendigem Schmieröl versorgt werden. Ein Druckspeicher 28 für Schmieröl kann ebenfalls Schmieröl unter Druck in den Abschnitt der ersten Hydraulikleitung 25 fördern. Das erste Ventil 26 und das zweite Ventil 27 können insbesondere hydraulisch schaltbar oder regelbar sein. Beispielsweise können die Ventile 26 und 27 elektromagnetisch betätigbar und regelbar bzw. steuerbar sein.
  • Über das erste Ventil 26 kann das durch die Hochdruckpumpe 16 geförderte Schmieröl zu dem ersten Schaltelement 12 geführt werden. Auf ähnliche Weise kann von der Hochdruckpumpe 16 gefördertes Schmieröl über das zweite Ventil 27 in eine Druckleitung 33 gefördert werden, welche zu dem zweiten Schaltelement 13 führt, wodurch das zweite Schaltelement 13 entgegen der durch das zweite Federelement F2 erzeugte Vorspannkraft in seine geschlossene Stellung gebracht werden kann.
  • Das Hydrauliksystem kann weiterhin ein erstes Überdruckventil 34 aufweisen, welches in einem Zweig der ersten Hydraulikleitung 25 angeordnet ist. Weiterhin kann an das erste Ventil 26 und an das das zweite Ventil 27 jeweils ein erstes Rückhalteventil 35 bzw. ein zweites Rückhalteventil 36 angeschlossen sein, über welches bei Überschreiten eines bestimmten Druckwertes innerhalb des ersten Ventils 26 bzw. des zweiten Ventils 27 Schmieröl in das Schmierölreservoir 23 abfließen kann. Außerdem kann in dem Kühl- und Schmierabschnitt 29 des Hydrauliksystems ein 4/2-Wegeventil 37 angeordnet sein, welches mittels eines dritten Federelements F3 in einer ersten Schaltstellung vorgespannt und mittels einer Magnetspule 38 in eine zweite Schaltstellung gebracht werden kann, um die die Kühlung bzw. die Schmierung 31 der Elemente des Lastschaltgetriebes 2 und die Kühlung 32 der Schaltelemente 12 und 13 über den Kühl- und Schmierabschnitt 29 mit zur Kühlung und Schmierung notwendigem Schmieröl zu versorgen.
  • Des Weiteren kann in einer zweiten Hydraulikleitung 39, welche das erste Ventil 26 mit dem ersten Schaltelement 12 verbindet, ein Wechselventil 40 angeordnet sein, welches druckabhängig eine Verbindung entweder zwischen dem ersten Schaltelement 12 und dem Schmierölreservoir 23 beziehungsweise dem ersten Schaltelement 12 und dem ersten Ventil 26 herstellt beziehungsweise unterbindet. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass einerseits die Hochdruckpumpe 16 Schmieröl über das erste Ventil 26 zur Betätigung des ersten Schaltelements 12 bereitstellen kann, um das erste Schaltelement 12 entgegen der Vorspannkraft des ersten Federelements F1 in seine geöffnete Stellung zu bewegen und dadurch einen Beitrag zur Schaltung des zweiten Gangs aus dem ersten Gang heraus zu leisten. Andererseits kann, wenn aus dem zweiten Gang heraus in den ersten Gang geschaltet werden soll, die Beaufschlagung des ersten Schaltelements 12 mit unter Druck stehendem Schmieröl beendet bzw. unterbunden werden, indem das im Bereich des ersten Schaltelements 12 befindliche Schmieröl über das Wechselventil 40 in das Schmierölreservoir 23 abgelassen wird.
  • Bezugszeichenliste
  • F1
    erstes Federelement
    F2
    zweites Federelement
    F3
    drittes Federelement
    1
    Getriebeanordnung
    2
    Lastschaltgetriebe
    3
    Differentialgetriebe
    4
    Elektromotor
    5
    Eingangswelle
    5.1
    erster Abschnitt der Eingangswelle
    5.2
    zweiter Abschnitt der Eingangswelle
    6
    Ausgangswelle
    7
    Antriebsrad
    8
    erstes Zahnrad
    9
    zweites Zahnrad
    10
    Vorgelege-Welle
    10.1
    erster Abschnitt der Vorgelege-Welle
    10.2
    zweiter Abschnitt der Vorgelege-Welle
    11
    drittes Zahnrad
    12
    erstes Schaltelement
    13
    zweites Schaltelement
    14
    viertes Zahnrad
    15
    fünftes Zahnrad
    16
    Pumpe
    17
    sechstes Zahnrad
    18
    Käfig
    19
    Achswelle
    20
    Achswelle
    21
    NC-Kupplung
    22
    Magnetring
    23
    Schmierölreservoir
    24
    erstes Rückschlagventil
    25
    erste Hydraulikleitung
    26
    erstes Ventil
    27
    zweites Ventil
    28
    Druckspeicher
    29
    Kühl- und Schmierabschnitt
    30
    Kühlung des Elektromotors
    31
    Kühlung bzw. Schmierung der Elemente des Lastschaltgetriebes
    32
    Kühlung der Schaltelemente
    33
    Druckleitung
    34
    erstes Überdruckventil
    35
    erstes Rückhalteventil
    36
    zweites Rückhalteventil
    37
    4/2-Wegeventil
    38
    Magnetspule
    39
    zweite Hydraulikleitung
    40
    Wechselventil

Claims (10)

  1. Getriebeanordnung (1) zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs umfassend ein Lastschaltgetriebe (2) und ein Differentialgetriebe (3), wobei – zwei Schaltelemente (12, 13) dazu eingerichtet sind, einen ersten Gang und einen zweiten Gang innerhalb des Lastschaltgetriebes (2) einzulegen, – die Schaltelemente (12, 13) mittels einer Vorspannkraft derart vorgespannt sind, dass der erste Gang eingelegt ist, – das Lastschaltgetriebe (16) eine Pumpe antreibt, – die Pumpe (13) dazu eingerichtet ist, die Schaltelemente (12, 13) entgegen der Vorspannkraft derart zu betätigen, dass der zweite Gang eingelegt wird, und – ein Kraftfluss zwischen dem Lastschaltgetriebe (2) und einer Abtriebsseite des Differentialgetriebes (3) hergestellt und unterbrochen werden kann.
  2. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspannkraft über Federelemente (F1, F2) erzeugt wird.
  3. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Schaltelement (12) der zwei Schaltelemente (12, 13) eine Klauenkupplung umfasst und ein zweites Schaltelement (13) der zwei Schaltelemente (12, 13) ein Reibschaltelement umfasst.
  4. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsseite des Differentialgetriebes (3) und eine Abtriebsseite des Differentialgetriebes (3) miteinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden können.
  5. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsseite des Differentialgetriebes (3) und die Abtriebsseite des Differentialgetriebes (3) mittels einer magnetisch betätigbaren Klauenkupplung (21) miteinander gekoppelt und voneinander entkoppelt werden können.
  6. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisch betätigbare Klauenkupplung (21) einen Magnetring (22) zur Betätigung der Klauenkupplung (21) aufweist.
  7. Getriebeanordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetring (22) einen Drehzahlsensor aufweist.
  8. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastschaltgetriebe (2) in Vorgelege-Bauweise ausgeführt ist.
  9. Getriebeanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastschaltgetriebe (2) durch einen Elektromotor angetrieben wird.
  10. Kraftfahrzeug umfassend eine Getriebeanordnung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4217313A1 (de) * 1992-05-26 1993-12-02 Gkn Automotive Ag Umschaltbares Differentialgetriebe
EP1142743A2 (de) * 2000-04-07 2001-10-10 Tochigi Fuji Sangyo Kabushiki Kaisha Kraftübertragungsvorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
DE102007010370A1 (de) * 2006-05-11 2008-09-18 Volkswagen Ag Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102007019506A1 (de) * 2007-04-25 2008-10-30 Jungheinrich Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kippvermeidung eines Gegengewichtsstaplers
DE102009000252A1 (de) * 2009-01-15 2010-07-22 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges
DE102010024599A1 (de) * 2010-06-22 2011-12-22 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Lastschaltgetriebe für ein Fahrzeug
DE102012209348B3 (de) * 2012-06-04 2013-05-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum zugkraftunterbrechungsfreien Schalten eines Getriebes sowie zugkraftunterbrechungsfrei schaltbares Getriebe und Fahrzeug mit einem derartigen Getriebe
DE102013207413A1 (de) * 2013-04-24 2014-10-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lastschaltgetriebe, insbesondere für Elektroantriebe

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4217313A1 (de) * 1992-05-26 1993-12-02 Gkn Automotive Ag Umschaltbares Differentialgetriebe
EP1142743A2 (de) * 2000-04-07 2001-10-10 Tochigi Fuji Sangyo Kabushiki Kaisha Kraftübertragungsvorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb
DE102007010370A1 (de) * 2006-05-11 2008-09-18 Volkswagen Ag Achsantrieb für ein Kraftfahrzeug
DE102007019506A1 (de) * 2007-04-25 2008-10-30 Jungheinrich Ag Verfahren und Vorrichtung zur Kippvermeidung eines Gegengewichtsstaplers
DE102009000252A1 (de) * 2009-01-15 2010-07-22 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugantriebsstranges
DE102010024599A1 (de) * 2010-06-22 2011-12-22 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Lastschaltgetriebe für ein Fahrzeug
DE102012209348B3 (de) * 2012-06-04 2013-05-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum zugkraftunterbrechungsfreien Schalten eines Getriebes sowie zugkraftunterbrechungsfrei schaltbares Getriebe und Fahrzeug mit einem derartigen Getriebe
DE102013207413A1 (de) * 2013-04-24 2014-10-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Lastschaltgetriebe, insbesondere für Elektroantriebe

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